擁有心智，是人有別于動(dòng)物的一大特征。人類依靠心智去認(rèn)識(shí)世界、創(chuàng)造文明。那么，奧妙神秘的心智究竟從何而來(lái)?為什么人腦這個(gè)小小的“三磅宇宙”能產(chǎn)生如此不可思議的奇跡?
近日，上海科技教育出版社推出的這本《三磅宇宙與神奇心智》，對(duì)于缺乏專業(yè)知識(shí)而對(duì)腦科學(xué)感到好奇的人們來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一本極好的入門(mén)讀物。其作者顧凡及是復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，在本書(shū)中，他將人類認(rèn)識(shí)心智的歷史進(jìn)程奠基于現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)的新知識(shí)、新進(jìn)展之上，從感知覺(jué)、記憶、情緒、智能、語(yǔ)言和意識(shí)等多個(gè)側(cè)面，介紹了科學(xué)家在征服這個(gè)“生命科學(xué)大挑戰(zhàn)”的過(guò)程中所取得的輝煌成就。
顧凡及的科普寫(xiě)作之路，是在他2004年退休后開(kāi)始的。為了做好大腦的科普，他重新溫習(xí)腦科學(xué)的知識(shí)。研讀腦科學(xué)的教科書(shū)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)教科書(shū)多半只陳述知識(shí)，卻沒(méi)有說(shuō)清知識(shí)的由來(lái)。于是顧凡及的心中產(chǎn)生了疑問(wèn)：這些知識(shí)究竟是怎么來(lái)的?它們真的正確嗎?是否存在其他的解釋?歷史上是否存在爭(zhēng)論?不愿盲信權(quán)威的顧凡及開(kāi)始閱讀相關(guān)科學(xué)家的傳記，以及最新的學(xué)科進(jìn)展，在此基礎(chǔ)上，他寫(xiě)出了《三磅宇宙與神奇心智》這本書(shū)，回答了自己心中的種種問(wèn)題，并將它們分享給更多人。
6月10日下午，顧凡及攜《三磅宇宙與神奇心智》來(lái)到上海志達(dá)書(shū)店，為現(xiàn)場(chǎng)觀眾上了一節(jié)生動(dòng)的腦科學(xué)課。而他的講解正如書(shū)中一般，以科學(xué)家探索大腦奧秘的經(jīng)歷為線索，將艱深的腦科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為淺顯有趣的故事，對(duì)在場(chǎng)的讀者娓娓道來(lái)。
分享會(huì)現(xiàn)場(chǎng) 供圖：志達(dá)書(shū)店
腦科學(xué)研究就像發(fā)現(xiàn)新大陸
在當(dāng)天的分享會(huì)上，顧凡及首先講述了科學(xué)家對(duì)于視覺(jué)的探索。首先，他介紹了視覺(jué)感受野的概念。所謂視覺(jué)感受野，是指視網(wǎng)膜上一定的區(qū)域或范圍，當(dāng)它受到刺激時(shí)，能激活視覺(jué)系統(tǒng)與這個(gè)區(qū)域有聯(lián)系的各層神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，然而它只解釋了視網(wǎng)膜上的細(xì)胞活動(dòng)，卻未能分析大腦皮層中的細(xì)胞活動(dòng)。兩位名為休伯爾和維澤爾的博士后看到了這一難題，并展開(kāi)了研究。
但在當(dāng)時(shí)，他們的研究是不被鼓勵(lì)的。因?yàn)槟菚r(shí)在德國(guó)有一位名為榮格的教授已從事這一研究6年，并為此研發(fā)了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的一臺(tái)儀器。相比之下，休伯爾和維澤爾兩位初出茅廬的學(xué)者，不光缺乏研究經(jīng)驗(yàn)，連研究經(jīng)費(fèi)都非常有限。然而他們不懼權(quán)威，并拒絕照搬現(xiàn)成的成功方法，以自己的方式毅然投入了研究，因?yàn)樗麄兿嘈牛锬な欠浅?fù)雜的，在視網(wǎng)膜上能行得通的觀測(cè)方法，并不一定適用于大腦。
有一天，當(dāng)他們把中間粘有黑點(diǎn)的玻璃板插到投影眼底鏡里去時(shí)，用來(lái)監(jiān)視神經(jīng)脈沖發(fā)放的揚(yáng)聲器發(fā)出一連串像機(jī)關(guān)槍一樣的聲響。經(jīng)過(guò)一番探索，他們發(fā)現(xiàn)，正是他們的這個(gè)動(dòng)作，讓玻璃片的邊緣在視網(wǎng)膜上投下了一條暗淡而分明的陰影，刺激了細(xì)胞的感受野;而要引起這一細(xì)胞反應(yīng)，直線的朝向只能落在一個(gè)很小的角度范圍里，而他們幸運(yùn)地找準(zhǔn)了這一角度。由此，“輸在起跑線”上的休伯爾和維澤爾發(fā)現(xiàn)了大腦視皮層細(xì)胞對(duì)于角度朝向的敏感度，而朝向選擇性是檢測(cè)形狀的基本元素，因此他們?yōu)槿祟愓J(rèn)識(shí)形狀視覺(jué)的形成提供了重要解釋。他們的成功看似偶然，卻是出于他們不盲目聽(tīng)從權(quán)威、開(kāi)放思路、打破思維定勢(shì)的堅(jiān)持。“腦科學(xué)研究就像發(fā)現(xiàn)新大陸一樣，我們就是要勇往直前地去看看，我們能發(fā)現(xiàn)什么。”顧凡及說(shuō)。
說(shuō)到這里，顧凡及只提到了心智之謎的一個(gè)極小的方面，在此基礎(chǔ)上闡述了更多的發(fā)現(xiàn)。美國(guó)神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家克里斯托弗·科赫曾說(shuō)過(guò)：“我們并不是用眼睛來(lái)看的，而完全是用腦來(lái)看的。”而要想找出大腦與視覺(jué)的關(guān)聯(lián)，關(guān)鍵在于找到大腦“看錯(cuò)”的時(shí)候。顧凡及展示了一系列會(huì)讓大腦產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)的圖片，有時(shí)候兩個(gè)圖形的亮度一樣，大腦卻會(huì)告訴人某一個(gè)更暗;有時(shí)圖像明明靜止，大腦卻會(huì)讓人感覺(jué)圖像是運(yùn)動(dòng)的。這是因?yàn)橹X(jué)不光取決于刺激，也依賴于腦中的知識(shí)。最經(jīng)典的例子莫過(guò)于埃姆斯的“魔屋”了，它會(huì)讓人對(duì)物體的大小恒常產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)。在這間屋子中，若兩個(gè)身高一樣的人站在房間的左邊和右邊，會(huì)產(chǎn)生高度差距明顯的錯(cuò)覺(jué);而當(dāng)人從屋子后面的一側(cè)走向另一側(cè)時(shí)，會(huì)有身材不斷縮小或增大的錯(cuò)覺(jué)。
關(guān)于大腦與視覺(jué)，現(xiàn)場(chǎng)有讀者提問(wèn)，為什么當(dāng)我們意識(shí)到大腦產(chǎn)生了錯(cuò)覺(jué)時(shí)，卻依然無(wú)法糾正它的錯(cuò)覺(jué)，依然只能看到錯(cuò)誤的景象?對(duì)此顧凡及表示，科學(xué)上目前對(duì)此沒(méi)有定論，但人的意識(shí)是非常復(fù)雜的。“我們往往認(rèn)為我們的一切都在意識(shí)的控制之下，但往往你以為你意識(shí)到了，實(shí)際上可能是無(wú)意識(shí)的。”顧凡及說(shuō)。
現(xiàn)場(chǎng)讀者 供圖：志達(dá)書(shū)店
關(guān)于大腦還有太多未解之謎
顧凡及的第二個(gè)故事是關(guān)于記憶的。上世紀(jì)30年代，有一名科學(xué)家將老鼠放入一個(gè)迷宮中，通過(guò)對(duì)老鼠大腦進(jìn)行不同程度的損傷，來(lái)測(cè)量老鼠對(duì)覓食路線的記憶狀況。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，老鼠大腦的損壞面積越大，其犯錯(cuò)的次數(shù)越多，由此認(rèn)定記憶是分散在大腦各處的，與具體某處的關(guān)系不大。
然而，一個(gè)叫亨利·莫萊遜的病例卻否定了這一廣受認(rèn)可的研究結(jié)果。這名病人犯了癲癇，醫(yī)生認(rèn)為他的病灶在大腦中的海馬體，就通過(guò)手術(shù)切除了他的海馬體。手術(shù)之后，他的癲癇不再發(fā)作，但他失去了對(duì)新事物的記憶能力，在醫(yī)院找不到路，也不認(rèn)識(shí)醫(yī)護(hù)人員，但對(duì)過(guò)去的舊事卻記得很清楚;可同時(shí)，他依然能學(xué)會(huì)新的技巧，比如騎自行車和游泳。通過(guò)莫萊遜的案例，人們發(fā)現(xiàn)人類的記憶可以分為兩種，一種的喪失不會(huì)影響另一種;而長(zhǎng)期記憶不在海馬體，而海馬體是將短時(shí)記憶轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)期記憶的關(guān)鍵點(diǎn)。
莫萊遜并非孤例，顧凡及還講了失憶病人韋爾林的故事。這位病人的海馬體因腦炎損壞，只有短時(shí)記憶，會(huì)迅速忘記上一分鐘自己做過(guò)的事，因此他沒(méi)有昨天和明天，永遠(yuǎn)活在今天。但他同時(shí)也是一名鋼琴家，他依然保有彈鋼琴的技巧。不過(guò)對(duì)于記憶的故事，顧凡及并沒(méi)有展開(kāi)，因?yàn)橛嘘P(guān)記憶人類還有太多的未解之謎。“我們以為自己已經(jīng)知道了很多，但實(shí)際上，我們還只是站在大腦的邊上。”他說(shuō)。
在提問(wèn)環(huán)節(jié)中，現(xiàn)場(chǎng)讀者談到了呂克·貝松導(dǎo)演、斯嘉麗·約翰遜主演的電影《超體》，電影中認(rèn)為人類目前只用到了大腦的10%，還有90%的大腦尚未開(kāi)發(fā)，蘊(yùn)含著巨大的潛能。顧凡及否認(rèn)了這一說(shuō)法，表示人類已經(jīng)使用了100%的大腦，只是使用的程度有所不同。但他也強(qiáng)調(diào)，人類也需要經(jīng)常進(jìn)行思維和身體的鍛煉，以維持大腦的健康。“大腦和身體是緊密關(guān)聯(lián)的，老人要勤動(dòng)腦，也要勤動(dòng)身體，多讀書(shū)多思考，常做‘大腦保健操’，這樣大腦生病的幾率也會(huì)大為降低。”顧凡及建議道。
