一脑一人生
几个世纪以来,人们一直都痴迷于对大脑的研究,不断地尝试利用其所在时代的最新发展的技术,以模型的方式来解读大脑的功能。 15 世纪文艺复兴时期,欧洲的印刷业已经得到发展,人们将大脑称为一本“百科全书”,并将语言称为这本书上“有生命的字母”。16 世纪,大脑的运作被比喻为“头颅中的剧院”。那段时期,大脑还被喻为“宝库”或者“博物馆”,人们不但可以把任何东西都储存在里面,还可以随时参观任何想要看的东西。
哲学家笛卡儿认为,身体和大脑就像是一部机器,“我最终要怀着敬仰的心情描述这部机器的一切功能—消化、摄食、呼吸、觉醒和睡眠,还要对光、声音、气味进行记录,通过观察和想象产生想法,把这种想法收藏在记忆里。同时,大脑还具有产生欲望和激情的功能。此外,大脑还能够支配外部肢体动作。我希望人们可以发现这些功能在这部机器中以一种自然的方式运作,它们只不过是体内的各个器官相互作用的结果,就像钟表的运作机制一样”。他关于大脑最著名的比喻就是把大脑比作教堂里的管风琴。他认为吹进管风琴内的空气类似于血液中最精美、最活跃的部分,即“生命的精灵”。生命的精灵从“鼓风口”的入口进入,经过血管系统(即我们现在称其为脉络丛的脑室中的血管球)到达脑室。中空的神经纤维继而引导这些生命的精灵到达肌肉。管风琴的琴键是松果体,它像琴键把管风琴中的空气导入特定的琴管一样,按照特定的方向引导这些生命的精灵。正是由于提出了这样的观点,才使得笛卡儿在关于身体 - 意识关系的讨论中,在无意间被永远错误地认定为身心二元论的创始人,他的学说还被命名为“笛卡儿哲学”。这是不公平的,因为古希腊人早就认识到了身体和意识的分离,他们才是这个学说的真正创始人。
如果我们把大脑看作是一部能够理性地处理信息的生物机器,那么在我们这个时代将它称为“计算机”则是个很不错的比喻。如果我们仔细观察那些数目可观的大脑建造砖瓦,看一看它们是如何相互联系的,就会觉得这个比喻真的很恰当。神经细胞在 1015个位点上通过突触而相互联系,就像诺贝尔奖获得者拉蒙 · 伊 · 卡哈尔(Ramón y Cajal) 描述的那样,“彼此拉着手”。这些神经细胞通过 10 万公里长的神经纤维相连接。数量惊人的神经细胞间连接的工作效率很高,以至于我们大脑的功率消耗相当于一个 15 瓦的灯泡的消耗功率。这就意味着,就像米歇尔 · 霍夫曼(Michel Hofman)计算的结果一样,如果一个人的寿命按照 80 年计算,那么按照现在的价格水平,一个人一生当中大脑消耗的能量的价钱不会超过 1 200欧元。以这样的价钱是绝对不可能买到一台寿命如此长而且功能完备的电脑的。不过,用 1 200 欧元就可以支付 109 个神经元一生的能量消耗费用!这台出色的高效率机器不但拥有双向电流,而且其图像处理系统和连接性比任何一台电脑都好。在对人的尸体进行解剖时,将其大脑捧在手里的那一刻能让你一辈子都难以忘怀,也会让你意识到你手里捧着的是一整个生命。你还会迅速发现,大脑的“硬件”其实非常“软”。人在生前所想过的和所经历过的事情,都被编码在突触的结构和分子变化中,并被储存在这一团近似于凝胶状的物质里。
如果你参观过伦敦市中心地下的一组装满仪器的房间,你就会为大脑想到一个更加合适的比喻。丘吉尔从 1940 年开始就和他的战争内阁以及一些工作人员一起,夜以继日地在那里指挥抗击希特勒的战争。那些工作室中贴满了地图,许多部门在那里通过协调合作收集信息,他们重点研究那些通过整个战线网获得的信息,并对信息进行监测、评估、整理和储存。在这些信息的基础上,他们提出计划草案,并对其进行测试,筛选出有用的信息。众多的内阁专家们不断地协商这些计划草案,如果有必要,还和国外联系,寻求外国专家的帮助。在权衡所有的意见和信息之后,就要确定作战实施方案或者取消某些作战行动了。作战行动可以由陆军(运动系统)执行,也可以由海军(激素作用)执行,还可以由秘密行动作战单位(自主神经系统)执行,抑或是由空军轰炸部队(将神经递质精准地导向至特定的大脑结构)完成。要想采取最有效的行动,就得依赖于所有军事力量的协调合作。
我们的大脑就像是一个复杂的指挥中心,配备了最先进的设备,而且它不是像电话中心或者电脑那样简单地点对点连接。大脑这个指挥中心指挥着人的一生那么漫长的战斗:首先是出生,然后是通过考试为自己的生存找到一席之地,接下来是在有时会充满了敌意的环境中生存,最后是以自己选择的方式离开这个世界。大脑这个指挥中心是受到保护的,它不像丘吉尔躲避的地方那样会直接成为炸弹的袭击目标,颅骨可以保护大脑承受一定程度的打击。丘吉尔本人是很讨厌被保护在地下掩体中的,如果有空中战役,他会站到房顶上观看战斗。他喜欢冒险,这也是某些大脑天生的特性。
我们还可以为大脑想到一些比较平和的比喻,例如大型飞机场的交通控制中心。不过,如果我们把过去这几个世纪以来人们对大脑的所有比喻都列出来审视,就一定会觉得只有科学的最新进展才能让大脑给出我们对于大脑的最确切比喻。可以说,我们对于大脑的比喻是我们大脑的自身产物。确实是这样,没有什么东西能比这个奇妙的机器更加复杂了。
大脑中部切面图请见图 1-1。
图 1-1 大脑中部切面图
①带有大脑沟回的大脑皮层(皮质); ②横梁(即胼胝体,连接左右大脑半球);③松果体(即松果腺,在夜间分泌睡眠激素—松果体素,该激素具有抑制儿童青春期发育的作用); ④穹窿(将记忆信息从海马体传送到下丘脑后部的乳头体,这些记忆信息接着被传递到丘脑和大脑皮层); ⑤丘脑(感觉信息和记忆信息被送到这里);⑥下丘脑(对个人和种群的生存至关重要); ⑦视神经交叉处(视交叉); ⑧脑垂体;⑨小脑;⑩脑干;脊髓。