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第一章4（第3页）

让我们对这个复杂的器官做一些了解吧。大脑由神经元构成，脑细胞互相连接组成电化学回路。神经元接受信号，当它接受的信号超过一定限度时就释放自己的“电位”。神经元网通过减弱或增强彼此间的大量连接而保留记忆。每一次新鲜体验，例如看到《蒙娜丽莎》，都会导致这些细胞按照某种方式排列。这些神经元将立即加强它们之间的连接，以便日后就能很容易地重新激活这种模式。触动这个网络的一角，记忆中的整幅图像就会复苏。

这就是神经网络的基础——一种兼具信息描绘和记忆功能的灵活结构。它的逻辑是“有机”的，因为其线路会在使用过程中继续进化。令人惊奇的是大脑网络的规模。一个重约1．4千克的成年人大脑有大约1000亿个神经元。每个神经元和附近神经元之间存在几千到几十亿个的突触连接。这些突触连接具有不同的“化学气味”，并且每个神经元都具有自己复杂的基因表达和酶制造系统，它们在不断地调整自身行为。甚至具体到每一个脑细胞，与其说它是大脑连接网络中的一个接点，不如说它更像一个密集的城市——一个自成体系的微缩网络。

科学家认为，大脑分为不同的处理区。一直以来，对中风、肿瘤、枪伤和其他造成大脑特定部位受损的研究显示，大脑内部有劳动分工，不同的区域分别掌管视觉、情绪、语言、行为控制、方位感等等。因此，脑部扫描仪的发明轰动一时，人们觉得，研究者终于能够详细划定各个功能中枢了。

然而几乎从扫描一开始起，人们大失所望。确实，扫描显示了大脑的活动中枢。当人说话时，人们预计中的、位于左半脑的语言中枢点亮了，但随之点亮的还有大脑的其他区域，有数以百计的亮点明显表示出大脑的整体协作性。没有哪个大脑区域单独“控制”一项功能。更糟的是，进行任何一种连续活动时，语言中枢都可能闪耀起来。大脑的各个部分似乎有一定的能力范围，然后根据当前任务的需要，以特定方式参与活动。

关于电脑的比喻促使研究人员认为大脑会有明确的模块化分工。但他们发现大脑的各个区域都是多面手，会根据当前的整体需要而执行特定功能。就像万能杂物工一样，一会儿当水管工，一会儿当电工。

这就是神经科学的现状。原有的简单化理论被新的复杂化理论所取代。人们发现大脑有属于自己的有机逻辑，而神经科学家们仍在努力创造一种语言，用以表达他们的发现。认识正在发生一场革命。但仅就目前看来，这似乎是一场张口结舌、存在表述困难的革命。

关于大脑的谬论

谬论一

我们只使用了自己大脑的1／10：这个谬论产生于20世纪30年代，当时神经外科医生用电极刺激一部分大脑，发现有很大一部分脑体是“沉默”的——患者表示对刺激没有特别的感觉。但现在的脑部扫描显示，整个大脑在所有时间里都相当活跃。

左脑负责逻辑思维，右脑负责创造性思维：这个说法中有一点真实的成分，因为大脑工作时，两个半脑明显有各自的侧重点。左脑善于注重细节和排序，而右脑则考虑更加广泛、相互联系的场景。但在实际情况中，思维工作总是由左右脑共同分担的。

谬论三

大脑的纹路都是相同的：事实上大脑就像面孔和指纹一样各不相同。这对神经外科医生而言确实很成问题，因为不同大脑的语言区和其他重要工作区的大小和位置可能大相径庭。例如，一名患者主要视觉皮层的体积可能是其他患者的3倍。

谬论四

脑子不用就会退化：在出生后最初几年里，婴儿会形成比实际需要更多的神经连接，这一发现促成了这个谬论。人们认为强烈的刺激将使额外的连接得以保留。但去除过多连接是形成有效的大脑通路所必需的。

大脑最令人惊奇之处是什么?也许是它与外部世界几乎不产生联系。

只有几百亿根神经纤维把感官信息传送给大脑，另有几百亿根负责把运动指令传达出去。因此几千个大脑细胞中只有一个直接与外部世界产生联系，其余脑细胞只在彼此之间进行“沟通”。对此的解释是：大脑会自行创造关于外部世界的活动景象，这是一种具有目的和预期的意识模式。因此它只需要很少量的信息更新来保持这种内部模式的正确运作。对这些少量感官信息的处理形成了意识循环。

·大脑的成分包括近80％的水、10％的脂肪和8%的蛋白质，其余由碳水化合物、盐和其他矿物质构成。

·身体内粗大神经传递信息的速度大约是400公里／小时，但在大脑内部，信息仅以不到20公里／小时的速度传递。

·如果把人类大脑皮层的所有沟回都展平，形成的灰色物质层有四张A4纸大小。

·人脑活动所需的能量足以点亮一只低瓦数的灯泡。它仅占人体重量的1／15，却消耗人体全部氧气和葡萄糖供应的1／5。

·大脑意识到外界情况需要一定时间。赛跑选手至少需要1／8秒才能对发令枪声作出反应，对意料之外的情况作出反应需要大约半秒时间。

·当你沉睡时，你的思维仍然没有停止。实验对象报告说，他们半夜醒来后恍惚感到莫名其妙的思维活动，但记忆好像被切断了，因此通常什么也想不起来。

·每20个人中有一个（大多是女性）表示，他们拥有生动的思维图像——他们的白日梦般的想像“就像现实事物一样鲜活”。

·严格说来，眼睛也是大脑的一部分。其他感觉器官都通过神经和大脑相连，但眼睛的视网膜是由脑组织的一个凸起部分形成的。

·人类的大脑和体重之比最大。但如果单论大脑体积的话，象的大脑是人脑的4倍，蓝鲸的大脑是人脑的5倍。

但在20世纪90年代，由于大脑研究新技术带来的希望，人们的态度突然转变了。相关杂志、会议和课程纷纷致力于意识研究。

如今，意识研究可分为严肃派和不明确论派两种。严肃派态度审慎，他们的理论基础是：意识是一种大脑活动过程，是神经协调活动的产物。这种设想也不无道理，但他们发现并非所有神经活动都有意识。很多人类行为似乎是无意识的，或者出于下意识的习惯。因此他们寻找所谓的“意识的神经关联”（NCC），观察当信息从意识边缘进入明亮的中心意识时，’大脑有什么变化。

这是找到大脑运转机制的有效方法。早期发现之一是，当神经元参与意识的形成时，它们倾向于同时凸起。当有“心事”时，大脑的特定区域也似乎会起作用：前额叶区必须参与活动。大脑中间的褶皱部分、被称为前扣带脑皮质的区域似乎尤其重要。

然而，神经活动形成意识的过程不只是涉及了单一的活动机制，相反，它似乎还与大脑活动的强度有关。如果大脑的活动在各种方面都得到加强，就会出现大量的神经突触和前额叶活动，从而对某事物产生强烈的意识。NCC的探索者仍然希望能最终发现某种更加独特的活动机制，使意识活动区别于其他活动。但意识看上去越来越像是大脑的全部工作，是神经活动的核心任务。

除了审慎的NCC探索者外，还有一群与众不同的意识研究者。这些人认为，意识如此特殊和非同寻常，不可能仅是大量脑部活动的总和。一团看上去毫无生气的物质怎么会进发出意识的火花?一定存在某个独特的法则可以解释这一切。

有人提出“泛心论”，认为所有物质都有不同水平的“意志”——“原精神”（proto—mind），大脑只是集中了足够多的这种“意志”，足以让它突破临界点。另有人认为意识可能是活跃的神经元产生的一种回**电磁场。但到目前为止，这个阵营最流行的假说是，神秘的意识一定与神秘的量子力学直接相关。

最近，第三种研究方法开始出现了。它不是从某种特殊机制——通常的神经学或者非同寻常的物理学机制——的层面来解释意识，而是试图把意识看作某种普遍的生物活动种类之一。

例如，“自体形成”（autOpoiesis，或称之为自知网络）论认为，意识是比较普遍的生物认知过程的一种特别强烈的形式。生命本身就是一种认识世界并对世界作出反应的认知行为，基因是对何种身体才能适应世界的注释，免疫系统能够区分自体和异体，因此意识只是对一种基本生物原则的深入阐述。

现代人类大脑是何时进化形成的?如果根据岩洞壁画、宗教塑像和珠串项链（这是具备了适当的自我意识和符号意识的标志）提供的证据来判断，那么形成时间可能仅在大约5万年前。和直立人相比，智人具有更大的前额叶——它是进行计划和复杂思维的区域。造成这种剧烈变化的最可能的原因是语言中枢的进化。作为一种符号媒介，语言工具不仅用于社会交流，也用于思考。内心独白是我们构建思维的脚手架，我们借此把意识提高到动物永远无法达到的层面。

大脑的未来如何

有人认为人类意识的进化现在已经停止，因为大脑不再受到自然选择的压力。也有人说，自然无关紧要，我们拥有技术——电脑植入甚至基因工程。谁知道技术何时才会走到尽头呢?

新生儿的大脑约重400克。负责本能行为的大脑下部已完全形成，但大脑皮层的神经元（大脑上部的沟回区）几乎还没有形成任何起作用的连接。

婴儿

婴儿出生后的第一年里，在体验并学习的过程中，大脑皮层以每秒钟数以百万计的速度形成神经键连接。为了向繁忙的神经元提供营养和保护，皮层形成了额外的支持细胞，因此大脑重量增加了一倍。

幼儿