《大腦的故事》：腦科學領域的《時間簡史》

《西部世界》的熱映，使很多人對大腦產生了興趣。我們是如何感知世界的，意識來自何方，決策的機制是什麼，機器人會有自我嗎？針對這些問題，可以列出一個長長的書單：《認知神經科學》、《腦與意識》、《思考，快與慢》、《人工智慧簡史》、《失控》，等等。

這些書加起來有幾千頁厚——如果嫌麻煩，還有另一個選擇，讀一讀《大腦的故事》。

《大腦的故事》（圖片來源：豆瓣）

那麼，大衛·伊格曼（David Eagleman），《西部世界》第二季的科學顧問，一位全球知名的腦科學家，究竟在書里說了些什麼呢？

大衛·伊格曼（圖片來源：eagleman.com）

人們常常把嬰兒比作一張白紙，其實，嬰兒的大腦，更像是一束紙纖維。新生兒腦內的神經元彼此獨立，缺乏必要的溝通，因此，他們幾乎不能動，也沒有正常的感官。隨著外界信息的湧入，神經元之間以突觸的形式迅速連接到一起，及至兩歲，小朋友們的神經元突觸會超過一百萬億。

嬰兒（圖片來源：CDC）

有的人可能會據此推測，成年人的突觸一定更多咯？

恰恰相反，從兩歲到成年，突觸在不斷減少，最終穩定在五十萬億左右。這種減少，與滅霸打響指不同，不是隨機的、盲目的，而是有意挑選的結果，某些神經元之間的連接得到強化、有些神經元之間的連接則被削弱。從這個角度說，我們把嬰兒比作一塊璞玉，所謂成長，即雕琢玉石的過程。

不同年齡段，雕琢的程度不同，表現也不一樣。兒童常常顯示出令人驚嘆的觀察力，而少男少女，隨便找幾部青春電影看看，就能發現，社交在他們的生活中佔據了何等重要的位置，甚至功成名就的人回憶往昔時都禁不住感慨，「我當年是一個不受歡迎的書獃子」。

之所以如此，是為了生存。

所謂觀察，就是看到、聽到、聞到、摸到。問題是，大腦居於頭皮、肌肉和顱骨組成的小黑屋之中，它是怎麼知道這一切的呢？答案是，大腦壓根不知道。我們能擁有正常的感官，是因為大腦擅長猜測。視網膜，會忠實地記錄每一個進入眼睛的光子，然而，血管在視網膜前面——如果大腦不假思索地展現視網膜影像，我們將見到極其可怕的場景，整個視野里遍布著粗大紅色的枝蔓。幸運的是，大腦在進化中學會了以下技能：

1. 推演正常畫面：通過割補，用正常畫面替代附近的血管陰影；

2.剪輯：因此，雖然腦神經元對聲音和畫面的處理速度不同，但我們跟人聊天時從未經歷過「聲畫不同步」

3. 還有最重要的，學會忽視細節：留心細節太消耗能量了，而高耗能是生存的大敵，把它們交給潛意識就好了。

未成年人則是另一副模樣。人們常常歌頌少年時代的感情，以為那時的感情最是真摯。從某種意義上說，確實如此。內側前額葉皮質在少年時代異常活躍，使人們格外關注他人的看法。這意味著，少年更在意朋友、更容易被朋友鼓動、更容易識別朋友的情緒。研究顯示，當看到別人微笑的時候，我們會首先下意識地進行模仿，眼睛眯起、口角上提，接著才意識到對方在開心。有學者對此很好奇，中間的模仿到底有什麼用處，於是，他們為志願者注射肉毒桿菌毒素。肉毒桿菌毒素是美容院里的常客，它可以削弱神經對肌肉的控制，使臉蛋顯得緊緻，換句話說，它會削弱人的模仿能力。結果顯示，一旦削弱志願者的模仿能力，他們識別情緒的能力就大大下降。

鏡像神經元（圖片來源：哈佛大學）

老吾老以及人之老，未必人人能做到，不過，見到別人傷心，自己腦內的傷心神經元也會被激活，倒是板上釘釘的事實。這就是鏡像神經元，它給我們共情能力。有學者猜測，共情和利他，可以讓群體更好地發展，進而增加個體存活的機會。青春期，正是學習共情的關鍵時機。隨著年齡的增長，內側前額葉皮質的活躍度會逐漸下降，讓位給理性中樞，眶額葉皮質——過於強烈的情感，同樣不利於生存。

說到這裡，可能會有讀者困惑，難道「自我」，只是大腦在生存壓力之下的妥協？

當然不是。在理性和潛意識之外，大腦還有一個特別古老的部分，負責進行調控，即獎勵中樞。關於獎勵中樞，各式各樣的文章已經夠多。我們知道，推遲滿足感的能力影響行為模式，有的人行事拖拉，有的人卻果敢堅毅，總能按部就班地完成任務。所謂「滿足感」，就是一種可以激活獎勵中樞的情緒。

實際上，每一個決策，是先工作還是摸會兒魚，是去健身還是去吃火鍋，大腦都會小心推演，預判其結局。可以想像，減肥成功需要的時間比吃火鍋長的多，在這個過程中，牽扯到更多的不確定性、需要更多的推演資源。因而，大致上，大腦總是傾向於快速獎勵。

我們都有懶惰、拖延、不堅定的一面。幸好，腦科學的進展為我們指明了道路——大腦的判斷，基於場景，換言之，環境影響著我們的行為，只要修改一下環境，每個人都可以果敢堅毅。比如說，你可以跟朋友相約在健身房見面，不去即失約，等到了之後，大腦便會覺得，「來都來了」，乾脆運動一會好了……

由此可以看出，人類的大腦固然造化神奇，也有著種種局限性。有沒有辦法讓它再次——最好是快速，進化呢？

早在半個世紀以前，「人工智慧」這個詞已經出現了。隨後，人工智慧領域幾次興起又幾次陷入低潮，直到最近，才漸漸接近曙光。大腦的神奇之處在於，功能方面，它具有異常優秀的適應能力，結構層面，無數個簡單神經元交織起來，竟然能夠產生高級智能。

前者意味著，大腦就像一台主機，只要技術足夠，我們可以隨意接入配件。比如，人工耳蝸。人工耳蝸可以把環境聲音轉換為電信號，一開始，大腦無力這些電流，不過，只要經過適度訓練，大腦很快會掌握其中的竅門，重建聽力。運用相似的原則，我們也可以把很多科幻作品裡的東西變成現實。比如，機械義肢。有些人患有小腦共濟失調，運動中樞正常、肌肉正常，但是連接運動中樞和肌肉的神經出了問題、沒辦法正常運動。腦科學的進步，使這種疾病不再是絕症——先讓患者想像某個動作，接著把此過程中產生的神經信號記錄到電腦里，電腦雖然沒辦法理解信號的含義，卻可以適應，慢慢學會將某種信號模式和肌肉運動對應起來。

機械義肢（圖片來源：搜狐）

後者意味著，終有一天，人工智慧會成為現實。

單個神經元所包含的智慧，在CPU面前不值一提，但是，即使堆積數以百萬計的CPU，計算機也沒有辦法出現自主性，只能按照人類的指示、按照預先設計好的程序進行工作。腦科學家們目前認為，關鍵在於神經元的組織形式，如果我們能夠有效模仿，人工智慧就不再是一個夢想。

大腦的連接模式（圖片來源：humanbrainproject）

總之，《大腦的故事》以極其淺白的語言，介紹了腦科學的方方面面。史蒂芬·霍金在書寫《時間簡史》時，曾經得到過一個忠告：每在書里加入一個公式，就會損失大量的讀者。《大腦的故事》忠實地遵守了這一原則，全書只用了寥寥數個專業術語。另一方面，讀科普的好處是，幾乎立刻就能用上。科學如此深遠又如此廣泛地影響著我們的世界，腦科學這種樞紐學科更是如此。身處信息爆炸的年代，各種新聞報道層出不窮，《大腦的故事》展現了一幅幅壯美的畫面——我們常說」造化神奇「，原來腦科學家們已經向著造化的巔峰（大腦）進軍了，而且已經走了那麼遠。

作者：趙言昌

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