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大脑是个“电影摄制组”
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请你想象以下几个数据:人类大脑里的神经元,也就是形成脑灰质的大脑细胞,平均在1 000亿个左右。这些脑细胞大多都与千千万万个其他脑细胞互相连接,组成一张张密网,交织成一个小宇宙。如果用电子技术来形容,那么这个小宇宙中不但储存着,而且不停歇地传导着上千TB的无声信息风暴,足以支撑300万套电视节目同时播放。这架可观的生物机器即便在“休息”的时候也一样不停地忙活着。比如说,你正盯着鸟笼发呆、做着白日梦,或是无聊地玩着拼字游戏,此时,你的大脑仍在继续运作,消耗着90%的能量。哪怕你夜间入睡,大脑的某些部位也照样十分活跃。
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学习的奥秘
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大脑就好像是一个黑黢黢的、大部分地区都没什么特色的星球。如果能有一幅地图的话,将会容易表达得多。那就先从一幅最简单的图示开始吧。图1—1中显示的几块区域是人们用以学习的核心部位:内嗅皮层,它类似于某种过滤器,专门过滤涌入大脑的信息;海马,是构筑新记忆的地方;还有新皮层,某种信息一旦被打上“储存”的标记,就会被存放到这里,这是储存我们显意识记忆的地方。
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图1—1 大脑中的学习区域
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这幅图的意义远大于一幅简单的大脑图绘,因为它彰显了大脑运作的基本模式。大脑中有不同的运作模块、不同功能的元件,它们各自担当着不同的功用。内嗅皮层负责这一摊子事儿,海马做另一些事情;右脑所承担的功能不同于左脑;还有负责感官功能的区域,负责处理所见、所闻、所感等。不同区域各司其职,同时紧密结合形成整体运作,源源不断地更新着过去、现在以及可能的将来的信息。
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我们不妨把大脑的不同区域看作电影摄制组的工作人员。摄影师负责取景、构图,他们把镜头拉近、推远,然后用胶片录下影像;录音师负责录音,他们会调整音量大小,并过滤掉背景噪音。还有剪辑师和编剧、绘图师、道具设计师、作曲家,他们负责展现角色的语气、感受,也就是情绪的表达,还有专人保管书籍、整理财务单据、记录人物与事件。再就是导演,他会决定将哪段剪辑放到哪里合适,恰到好处地把前因后果都编织到一起,从而演绎出一个完整的故事来。这故事并不是随意编就的,而是针对灌输到你各个感官中的“原材料”所做出的最恰当诠释。
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任何一件事物,一旦进入大脑,大脑便会当即对其作出回应,并在最快时间内添加上它所作出的判断、赋予事物的意义以及说明。之后,大脑还会对这一切进行“重整”,并思索:“老板那句话到底是什么意思呢?”也就是说,大脑会对原始胶片再度仔细推敲,以确定该从何处做出怎样的剪辑,从而使这段“胶片”最恰当地嵌入“整部电影”。
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这是我们生活中的故事,是讲述我们自己的“纪录片”。在本书中,我会继续借用“电影摄制”的比喻,以求形象地讲解大脑究竟是怎么工作的:记忆是如何形成的,又是如何被提取的;为什么记忆会随着时间的推移变得更模糊或者更清晰,甚至连记忆内容都会发生变化;还有,我们是否有可能把握这每一步的运作,从而让记忆的细节变得更丰富、更生动明了。
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请记住,这部“个人纪录片”的导演可不是从某电影学院毕业的高才生,也不是来自好莱坞、有一大帮随从的大牌导演。这导演,就是你自己。
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回忆就像时光隧道旅行
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在我们开始涉足“脑生物学”之前,我想先针对“比喻”讲几句。比喻,从其定义来说,就不可能是准确的。比喻所表达的意思既明明白白又含含糊糊,而且往往带有“自私自利”的意味,以突出比喻者最主要的意图。
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我们这个“电影摄制组”的比喻,不消说,也是一个不太准确的比喻。不过,科学家们针对记忆的大脑机理,即脑生物学的研究,不客气地说,也同样算不上准确。我们目前能做到的最好程度,就是用戏剧化的比喻来讲解我们是怎样学得新东西的。这个“电影摄制组”的讲法,其实还是挺合适的。
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为什么这样说呢?且用我们大脑中的某个具体记忆来详细阐述一下。
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举一个比较有趣的例子吧,不要用什么俄亥俄州的首府是哪里、你的某位朋友电话是多少、《指环王》里扮演佛罗多的演员叫什么名字等,那些例子都算不上有趣。这样好了,请大家回想一下自己上高中的第一天,跨进主楼大厅时你那怯生生的脚步,高年级同学那不怀好意的目光,储物柜那把青铜锁猛地扣上时砰然作响……每个超过14岁的人都会多少记得那一天的情形,而且往往会是一段完整的录像片段。
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那段记忆,储存在以网状连接着的脑细胞里。这些脑细胞一旦同时活跃起来,也就是“点亮起来”,便恰似圣诞节时大型商场里的圣诞彩灯,比如说,蓝灯一起闪烁,显现出一架雪橇的图案;红灯亮了起来,构成一朵雪花的图案。大脑里差不多也是这样,神经元的网络也会连成“彩灯图案”,形成大脑中的一幅幅图像、一个个想法、一种种感受……
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将这一幅幅“彩灯图案”连接起来的一个个脑细胞,叫“神经元”。一个脑神经元的核心作用是充当一个开关,它从通道的这一头接收信号,然后“点亮”或者“翻转”这一信号,随即从另一头传送出去,送到这个神经元连接着的另一个神经元。
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学习的奥秘
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由一张张神经元网络形成的一段段特别记忆并非一连串的随机连接。当我们听到那把青铜锁“砰”地扣上时,大脑里便有一串细胞被同时“点亮”,这就形成了对一个特别信息的第一次“记忆”。而这同一串细胞组,也就变成了这一特别记忆的集体见证人。把这一串细胞串联起来的,叫作神经元突触,每当记忆被提取一次,这些突触就被加厚一次,该信号的传递速度也就变得更快一点。如图1—2所示。
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图1—2 脑神经元
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直觉上,我们都认为这挺有道理,对回忆的体验也的确很像情景再现。但是,直到2008年,才终于有一群科学家从人的大脑中直接捕捉到了记忆的组成以及提取的时刻。在一项治疗实验中,加州大学洛杉矶分校的一群医生分别往13位病人的大脑深处植入了一组纤维电极丝,这些病人都是癫痫患者,他们正等待着脑部手术。
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