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贪婪的大脑:为何人类会无止境地寻求意义 第3章 冰山一角:无意识的局限性
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一次失去意识的经历
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多年来,每周三我都与剑桥大学研究所的同事踢足球。除了不记分,我们玩得很认真,两队一旦出现实力不均衡情况,就马上替换队员。踢完足球,就去酒吧喝一杯,这似乎比足球比赛还重要。几年前,一次比赛进行到一半,球传到我这儿,跟我抢球的是个身材特别高大、令人生畏的家伙。我想象自己采取一套复杂灵活的策略:先是从容地在这个大个子左右运球,对方其他球员也想过来抢球,但都失败了,球似乎黏在我脚上;然后我开始向球门冲刺,猛地一脚,球从侧面射进球门。这个万无一失的计划只是我的想象,现实的情况是:我刚一扭身,就很狼狈地摔倒在地。像这种情况,甚至不能判对方犯规,因为根本没有人碰到我。
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我只能倒退着,笨拙地走向草坪,右膝盖发出“咔嗒”的声音,着实令人担心,可能是前十字韧带拉伤了。比赛中止了,我被送到急诊室。
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几周后我的膝盖还没有复原,医生建议我做一个手术,看看膝盖里面的情况,以便治疗。第二天早上,我躺在手术室旁边的休息室里,马上要做生平第一次麻醉。很多人会感到紧张,这完全可以理解。但我却不同,我感觉自己就像一个在糖果店里的孩子(在这个语境下,孩子换成了书呆子气很重的神经科学爱好者,而糖果则是改变大脑性状的专门药物)。在做麻醉之前,我与麻醉师聊了几句,深入讨论了即将给我注射的药物的有关情况,以及这种药物会对哪些神经递质(neurotransmitters)起作用。马上要注射了,我感到既兴奋又好奇,想知道这些化学药品会在我身上产生什么样的效果。
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刚开始给我注射的是肌肉松弛药,我感到天花板开始缓缓地转动。过后才注射主要的麻醉药——异丙酚。我之前看过有关异丙酚的研究资料(在迈克尔·杰克逊使用这种药物过量致死之前),对这种药物非常好奇。医生要我数数,从10开始倒数,大概数到6,我开始完全失去意识,好像死了似的。
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通常情况下,如果我晚上睡得很好,这段时间我的意识好像是空白的。细想想,又并非如此。在我真正睡着之前,有5~10分钟,我的思维处于不连贯的状态,像在做白日梦,尽是些零星的想法和意象。睡着时,我会做很多梦,梦中忽然被叫醒的话,我可以复述梦的内容。即使没做梦,如果忽然醒过来,我通常也能回想起一些零星的、傻乎乎的想法。对我来说,睡眠就像是一种无声的背景,在这个背景中上演着一连串杂乱、不连贯的经历(尽管我经常忘记经历过的事情)。夜里即使睡得很沉,我还是很容易惊醒。女儿的哭声,妻子轻轻拍下我的手臂,都会让我马上醒过来。
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我做了全身麻醉后,感觉房间好像在游动,觉得自己刚刚才从10开始倒数,一下子就醒过来了(其实中间的过程有60分钟),感到有些眩晕。这期间,我的脑子完全是空白的,没有感觉和意识。我听不到医生发出的任何声音,也感觉不到自己身体的伤痛。当然,全身麻醉的目的就是如此。
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一些人在麻醉后恢复意识,感到十分恐慌。但是我在恢复意识后,感到像是喝醉了酒,飘飘然的。我不知道如何定义这种状态,或许称为酒精偏好。我当时马上要求在静脉注射器中添加苏格兰威士忌,目的是为了延长麻醉的效果。我可能还对一个漂亮的女护士开了一个不大合适的玩笑,幸运的是,护士估计见惯了这种情况,只是笑笑而已。令人失望的是,5分钟后,麻醉的效果逐渐消失,下午剩下的时间我只能靠吗啡带来的快感聊以慰藉。
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然而奇怪的是,那一个小时意识的空白成了我生命中最难忘的时刻之一。
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在这本书中,意识与信息处理是紧密联系的。但是我不认为细菌和植物具有意识,尽管细菌和植物也具有信息处理的能力。简单的动物充其量只有最低限度的意识。但是,具有广泛意识的人类与其他生物之间的区别是什么呢?为什么在我们生活中,意识波动的幅度会这么大(比如,睡着的时候或者做了全身麻醉后,有一段时间我们的意识是空白的)?在这一章中,我会通过界定意识和无意识的不同范围来解答这些问题。
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贪婪的大脑:为何人类会无止境地寻求意义 大脑的进化过程
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全身麻醉是探究意识的一种有效方式,它能够很安全地抹去全部意识,等麻醉效力过去后,可以恢复意识。因此,可以通过全身麻醉的方式研究在没有意识的状态下,大脑缺失了哪些信息处理过程。
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我做了全身麻醉后,处于无意识的状态,但是大脑的很多处理过程仍然正常运作。我能够呼吸,保持着正常的体温,其他的一些基本功能也都正常,而且还有很强的脑电波。为了更好地解释神经系统的意识与无意识的劳动分工,我要稍稍离题,先简单介绍一下大脑的结构。
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进化产生了大量的有机体,每一种有机体都经过不断磨炼,形成适应环境的特征。虽然进化是了不起的创造者,几乎为每一种有机体提供了所需要的一切,但是在有机体的特性形成后,进化却懒于清理,不去删除那些不再需要的特性。对细菌来说,如果生存受到威胁,为了高效地运作,它们会去除那些无用的特性。但是大多数动物体内都存在多余的、过时的特性,如我们体内每个细胞都有大量无用的DNA。而且,我们能够容忍很多残余物的存在。例如,寒冷的时候,我们的毛发会竖起来,在皮肤周围产生起缓冲作用的气流,好像这样可以使我们与寒冷隔绝开来。其实不可能产生这样的效果,人类不像其他灵长类动物,我们没有足够多的毛发使这种自动反应产生效果。从某些角度看,人类大脑处理信息的过程更具创造性,而非破坏性。我们的大脑有3个进化区域(见图3),就像一个有着悠久历史的城市。以剑桥大学为例,这所大学的历史中心如今挤在康河的一个拐弯处,这一地带的土地很肥沃。这里的一个小山坡上曾建有一个城堡,是威廉一世在11世纪建造的。剑桥大学最古老的部分(包括一些古老的教堂)现在依然在这一中心地段。几个世纪以来,住宅区、学院、研究所围绕这一中心地带相继建成。在这些相对旧一些、属于第二圈的建筑物的外围,又建造了现代住宅区、科技园区及商务区,这些新的建筑属于郊区部分。务实的人希望以现代街道、建筑取代古老建筑与中心地带的狭窄的、弯弯曲曲的道路。尽管如此,这些古老的建筑还是有作用的,为翻新这些古老建筑而花费金钱实在不划算。
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我们大脑像城市一样,最古老的部分处于中心部位。大脑的中心主要是脑干(brain stem),这部分又称为“爬行动物脑”(reptilian brain),因为这是我们人类与爬行动物祖先共同拥有的唯一区域。脑干是联结大脑与躯体的通道,我们身体所有的感觉信号(如恋人轻轻抚摸脸部的感觉,针刺手臂的感觉等)都是通过脑干传给大脑的其他部分。相应地,较为复杂的大脑区域的命令(如跳探戈、踢足球)会经过脑干,传向脊髓,再传到身体的其他部分,以顺利执行运动命令。脑干还控制着其他基本功能,如呼吸和心率。
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脑干是大脑的关键区域。如果因中风、肿瘤或意外导致脑干受损的话,后果会很严重,死亡的几率很高,就算还活着,也会永久地失去意识。由于所有的运动命令都要经过脑干,脑干受损还可能导致一种被称作“闭锁综合征”的病。这种病很罕见,却让人胆战心惊:病人的意识是清醒的,但却几乎全身瘫痪。
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让·多米尼克·鲍比是一位“闭锁综合征”患者,他生动地描述了这种病的症状。鲍比在1995年患了中风,之前他是法国时尚杂志《她》(Elle)的主编。中风后,鲍比昏迷了20天,然后康复了——至少从精神层面来说是康复了。鲍比醒来时发现自己全身几乎无法动弹,除了眼睛可以转动,头可以稍微动一下。令人惊奇的是,仅仅靠眨动左眼和一位耐心的记录者的协助,鲍比写了一本书。记录者念出字母表上的字母,鲍比用眨眼睛的动作选择需要的字母。鲍比的著作《潜水钟与蝴蝶》(The Diving Bell and the Butterfy)是一本令人印象深刻的回忆录,在书中鲍比记录了他患病之前的生活,以及患病后精神囚牢般的生活。
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围绕脑干的部分是边缘系统(limbic system),这是人类与最早的哺乳动物共同拥有的区域。这一区域可以称作本能中心,决定了我们的性取向和性嗜好。边缘系统影响饥饿和口渴的感觉,能调节体温,而边缘系统神经元有节奏地运作使我们的生物钟具有规律。另外,像愤怒、恐惧这些原始的情绪,以及逃离危险或挺身而战的本能反应,都是由边缘系统决定的。有意思的是,我们感受到的恐惧的类型暗示着这一系统的老化程度。尽管每年车祸导致的死亡人数成千上万,但又有多少人会因此而害怕搭车呢?被蜘蛛咬伤不会致命,但还是有不少人(很可能你就是其中一个)害怕这种爬行的昆虫。这是因为几百万年前,蜘蛛对人类来说确实是一种致命的威胁,而因为进化具有惰性,没有更新这种恐惧的感觉。
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在大脑的这一中间地带,有一个特殊的区域值得一提,那就是丘脑(thalamus)。丘脑是大脑的中转站,将大脑各个部位联结起来。如果丘脑的某些部分受到损伤,而其他部位完好无缺,患者也会变成植物人,几乎没有意识。丘脑是影响我们感觉的重要结构,能使信息在大脑内顺畅流通。
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我们本能的恐惧没有及时更新的原因之一是,现代生活的许多方面太新了(如汽车的使用),以致自然选择还不能形成相应的反应。另一个原因与大脑的第三个区域,即大脑皮层(cortex)有关。大脑皮层最晚出现,是包裹在大脑其他部分的外壳(“大脑皮层”这个词源自拉丁语,原意是“树皮”的意思),只有高级哺乳动物才具有大脑皮层。进化不需要更新我们天生的恐惧情绪,因为我们有大脑皮层这一强大的信息处理机制。我们能够通过学习获得所需要的新的恐惧情绪,如果有必要,我们还能够压制已有的恐惧情绪。我们最为复杂、灵活的精神活动发生在大脑皮层这一区域。大脑皮层能够复制、甚至可能改变或控制大脑其他两个较为原始的区域的功能,但是同一种功能发生在大脑皮层会比发生在其他两个区域更为复杂。
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大脑皮层也存在大量的冗余现象。大脑皮层由四部分(或者称为四叶)组成(见图4),大脑左右半球各有四叶,呈对称分布。枕叶(the occipital lobes)位于大脑皮层最后部,离眼睛最远,却负责处理视觉信息。颞叶(temporal lobes)位于大脑中间底端,处理听觉信息,并具有部分语言功能(尤其是左脑)和识别物体的高级视觉功能,还有长期记忆功能——存储我们见过的脸孔的信息,经历的事情以及对意义的感知。顶叶(parietal lobes)位于大脑后部顶端,处理空间信息和触觉信息。空间信息处理体现为:表现数目,以及通过记住一个空间的多种事物进行短期记忆。顶叶还具有集中注意力、关注细节的能力。顶叶的后部负责处理复杂的思想,如智商测试。
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