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大脑使用指南.pdf
http://www.100md.com 2020年2月6日
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    参见附件(5018KB,229页)。

     大脑使用指南,大脑灵活对于一个人来说是非常重要的,那么如何进行控制好大脑灵活点呢,这本书告诉你帮助你分析大脑的运作特点,每个人都可以深入了解。

    大脑使用指南内容提要

    人为什么会做梦?为什么眼见的不一定为实?为什么国民男神一换再换?大脑为什么是最大的性器官?为什么一孕傻三年?你与你的大脑之间的关系也是个细思极恐的问题。到底是你在控制大脑,还是大脑在控制你呢?无论你是谁,从哪里来,又往哪里去,无论你在不在乎大脑的存在,你与你的大脑都密不可分。你的所有决定、所有情感、所有记忆,都在大脑中生成又在大脑中消失。它至始至终地与你在一起,一起成长,一起老去,无法分离。日常生活中充满了各种各样的信息,光线、声音、气味、触摸等等。这些信息都必须通过大脑的分析,才变得为你我所用。正是因为大脑,我们才能够感受、理解身边的世界,并对环境产生合理的反应。换句话说,我们所知道的世界,都是由大脑“告诉”我们的。本书由五十六篇独立文章组成。从视觉到听觉,从嗅觉到味觉,从触觉到大脑,从睡着到醒来。剖析迷宫般的大脑,撬动思维奇点,精准定位自我提高的有效方式。

    大脑使用指南作者信息

    赵思家,科普作家,知乎作者,知乎神经科学领域回答者。伦敦大学学院神经科学本科,计算机科学硕士,现于同校攻读神经科学博士。知乎神经科学话题 答题者,因此获得2015年知乎“盐”Club荣誉会员。

    大脑使用指南主目录

    ONE 大脑是个什么玩意儿

    TWO 其实我们活在大脑创造的虚拟世界里

    THREE 我们应该科学地找对象

    FOUR “我是谁”“从哪里来”“到哪里去”

    FIVE 加上神经科学的光环,是科幻,还是未来?

    大脑组成的详细简介

    额叶Frontal lobe

    颞叶Temporal lobe

    脑干Brainstem

    顶叶Parietal lobe

    小脑Cerebellum

    枕叶Occipital lobe

    大脑使用指南截图

    大脑使用指南:其实你活在大脑创造的虚拟世界里

    作 者:赵思家

    出 版 人:张旭东

    责任编辑:林澧波

    监 制:毛闽峰 李 娜

    特约策划:郑中莉 沈可可

    特约编辑:马玉瑾

    营销编辑:贾竹婷 雷清清

    封面设计:黄柠檬

    内文插图:知更鸟

    本书由天津博集新媒科技有限公司授权亚马逊全球范围发行目 录

    我的大脑

    另类大脑

    推荐序 与世上最聪明的大脑做伴

    自序 Preface

    引言 Foreword

    ONE 大脑是个什么玩意儿

    先来一口医学科学!

    神经科学是什么鬼?

    关于大脑的十大流言

    装×必备:透视大脑的技术

    没存在感的小脑

    最短和最长的神经细胞

    Sheldon送给Amy的生日礼物——Cajal的神经细胞插图

    神经细胞的好伴侣——胶质细胞

    TWO 其实我们活在大脑创造的虚拟世界里

    视觉:眼见不一定为实

    听觉:听不听得到,就这个旋律

    嗅觉:别动,这是什么味道?

    味觉:舌尖上的神经科学

    触觉:来试试触摸的新姿势

    THREE 我们应该科学地找对象

    什么是美?

    为什么国民男神一换再换?

    相亲时的“看对眼”到底是怎么回事?亲亲时为什么要歪头?

    心痛是矫情还是真痛?失恋真的和被热咖啡泼到差不多疼吗?

    劈腿还是不劈,是个问题

    大脑是最大的性器官

    “你这个色坯!”

    想做爱?男人和女人打开方式大不同!

    为什么怀孕时会犯恶心?

    一孕傻三年?为什么肚子大了会影响脑子?

    FOUR “我是谁”“从哪里来”“到哪里去”

    意识从哪里来?

    思考时,脑海里的那个声音是怎么产生的?

    H.M.是谁?

    你脑海里能浮现出初恋的模样吗?

    睡着时,大脑在做什么?

    为什么会做梦?

    真的可以睡觉时学习吗?

    贫穷,可能会影响孩子的大脑发育

    大脑里的GPS:2014年诺贝尔医学奖

    时间都去哪儿了?

    上瘾,到底是怎么一回事?

    “恐惧”从何而来?

    FIVE 加上神经科学的光环,是科幻,还是未来?

    读心术真的可以实现吗?

    人真的能有预知未来的能力吗?为什么有时感觉“似曾相识”?

    行尸走肉?僵尸的神经科学

    换头术——永生的钥匙:身体过奈何桥,大脑留下来

    后记 Postscript

    专业词汇检索 index我的大脑

    大脑被分成四个区域,每个区域叫“叶”或说“脑叶”。因为大脑左右

    半球,所以每个大脑有四对脑叶。也因为大脑分为左右半球对称,这里

    仅展现左脑侧面的脑叶分布。

    额叶Frontal lobe

    性格、管理和计划、自我意识、奖励(做某事而得到愉悦感)、评

    判(一幅画是美还是丑)等等重要的认知功能都和额叶密不可分。

    在人类大脑中,额叶是最大的脑叶,但有些动物基本没有额叶,这

    显示了额叶与进化可能有很大的关系。

    颞叶Temporal lobe

    主要负责处理听觉信息。颞叶内侧有一个叫海马体的结构,它在形

    成长久的记忆中有重要的功能。颞叶还会帮助视觉系统“看脸”——物体

    和人脸识别。

    脑干Brainstem

    控制呼吸、心跳、吞咽等等不需要意识就能做出的日常行为。

    顶叶Parietal lobe

    这里有负责处理各种感知信息(包括痛觉、触觉、空间感等)的综

    合中心。同时,人类特别强大的语言和记忆能力也和这里密不可分。

    小脑Cerebellum在应激反应中有重要作用。由于小脑不会主动产生行为,所以常常

    被忽视。其实,大脑的主要作用就是分析外界带来的感知信息,并且做

    出合适的动作反应。而小脑恰恰是调节两者之间关系的不可缺少的重要

    器官。它能够同时处理大脑和脊髓两边发送过来的信号,调节我们的姿

    势在时间和空间上的准确度。小脑帮助我们更好地控制自己的身体,成

    为自己身体的主人。从开瓶盖,到打高尔夫球,再到复杂快速的讲话、乐器演奏,都是小脑帮我们学会的。

    枕叶Occipital lobe

    主要负责处理视觉信息,梦境中的视觉效果也是这里产生的哟。另类大脑

    你哪儿来那么多问题?

    ·彷徨的榴:为什么有人觉得臭、有人觉得香?

    ·不同颜色的杯子会影响咖啡的味道

    ·上瘾,到底是怎么一回事儿?

    ·一系列色色的问题(章节四)

    ·什么是听觉的“鸡尾酒效应”?

    ·每天听音乐超过一小时,真的会导致听力减退吗?

    ·听莫扎特的音乐,小孩更聪明?

    ·为什么下雨天里的睡眠质量特别好?

    ·“咔嚓”声让脆皮冰淇淋变得更好吃?

    ·你的脑海里能浮现出初恋的模样吗?

    ·大脑里的GPS:2014年诺贝尔医学奖

    ·“恐惧”从何而来?

    ·凭什么狗鼻子那么灵?人类的嗅觉是退化了吗?

    ·嗅觉是怎么工作的呢?·老师教你的舌头味觉地图是错的!

    ·味觉是怎么产生的呢?

    ·没存在感的小脑

    ·为什么要长两只眼睛?

    ·闭上眼,在视野里漂浮的那些奇怪的东西是什么?

    ·来一口花椒,体验50赫兹的震颤感

    ·冷暖自知:为什么薄荷尝起来凉飕飕?

    ·我痒,我挠,故我在

    ·心痛是矫情还是真痛?失恋真的和被热咖啡泼到差不多疼吗?

    ·大脑是如何“看”到的?

    ·为什么《还珠格格Ⅱ》里的紫薇撞上石块后失明了?

    ·大脑骗局的泄密——裙子到底是蓝黑色还是白金色?

    ·多一点颜色:艺术家最想得的精神病四色视觉

    ·那天生盲人的视觉皮层怎么办呢?推荐序 与世上最聪明的大脑做伴

    “大脑”这个词,足以牵动每一个人的神经。

    每一个活人都有一颗不断运行的智慧大脑,也是人区别于其他物种

    的标志性器官,我们会好奇大脑是如何运作的,以及人是怎么超越动物

    的(最好也能超越邻居家的孩子)。

    2016年3月AlphaGo(阿尔法围棋,一款围棋人工智能程序)战胜世

    界顶尖的围棋选手李世石这一事件,必将载入史册,电脑开始对人脑发

    起终极挑战,“人工智能”被推到了聚光灯下,计算机领域的工程师们在

    夜以继日地研究如何从大脑构建中吸取灵感,制造更智能的机器。思想

    家们一直在思考“我是谁”,试图厘清精神与物质的关系。而这一切的底

    层,都是建立在对人脑运作机制的破解的基础之上。我们对人脑每多一

    分了解,上述问题就离最终答案接近一分。

    这门学科,我们称为“神经科学”。

    赵思家便是从事神经科学研究的一位优秀博士生,就读于UCL(伦

    敦大学学院)神经科学系,UCL的神经科学系在该领域的研究是全球数

    一数二的。她本科和硕士也是在UCL分别学习神经科学和计算机。我很

    看好这样的跨界,特别是对计算机原理的掌握,能让她在理解神经运行

    机制上有所借鉴。

    思家的第二个身份是知乎的高产科普大V,在神经科学和心理学的

    问答中获得了无数的赞誉(知乎第三届“盐Club”荣誉会员等等)。我作

    为颁奖嘉宾第一次与她亲密接触。思家的第三个身份是成都人,曾在号称“史上最牛班”的四川省成都

    市石室中学剑桥国际高中课程实验班就读,他们全班27人全部被英美等

    国的名校录取。这一点让我很困惑,曾经被报道的史上最牛班可是我的

    母校成都七中,数十人被清华北大等名校录取,怎么就成了隔壁的学校

    了呢?这让我格外关注这位隔壁学校的小同学。

    今年6月,我去伦敦出差,特地约赵思家相聚,讨教人脑与人工智

    能方面的问题。众所周知,随着深度学习的展开,机器语音识别获得了

    突飞猛进的发展,但在特定的场景下,比如有随机的噪声干扰,机器的

    性能迅速降低到不可用。我本人是学习计算机的,很困惑人脑是怎么解

    决这个问题的。赵思家给我介绍了一个她设计的实验方法,通俗易懂地

    讲解了人脑在这方面的工作机制,迅速让我理解了人脑与计算机在这方

    面的区别。这次的会谈让我清晰且坚定地看到了计算机与人脑之间的巨

    大差距,得益于她的专业性以及讲解能力,我受益匪浅。一位有良好表

    达能力的专业人士是多么宝贵!

    今年9月,思家把她的新作《大脑使用指南:其实你活在大脑创造

    的虚拟的世界里》交我阅读并请作序,我有幸能先睹为快,大为过瘾。

    这本书把科普作品带到了一个新的高度。一方面,作为顶尖高校的在校

    一线研究人员,在专业性方面与时俱进字字考究,并且附上了相关的论

    文和书籍作为参考;另一方面,在通俗性上做足了功课,各种打比方画

    图举例子,甚至别出心裁地把每一个自问自答都附上了难度星级,在思

    考怎样让读者受益方面非常用心。该书也充满了趣味性,我们日常生活

    中的“脑残”“脑补”“吃货”等概念,也得到了理论上的权威解读,这样的

    风趣,让此书的可读性大增,读完了之后更是忘不了。我相信即便是一

    位文科生,也能够在此书中找到自己的兴趣点。

    有别于老外的畅销著作,通常就把一个观点包装成一本书,洋洋洒

    洒数十万字。读完了可能就只记住了“少吃糖”“把要解决的问题列成清单”这么一些简单概念。这本《大脑使用指南》里是满满的干货,而且

    对我们打小接受的一些错误观念“左脑情绪右脑理智”等进行了严肃地纠

    正。我相信这本书,能让每一个有好奇心的人受益,也能帮助我们了解

    自己。

    读完这本书,我特别希望中国以后能多出一些思家这样的科普作

    家,不仅活跃在科研第一线去探索人类知识的边界,更能够把这些知识

    转化成普通人能够学习和吸收的养分,让整个世界更加丰富多彩。

    王小川

    于2016年9月19日自序 Preface

    我叫赵思家,家庭的家,不是佳人的佳。

    我现在还在读书,是一名脑科学博士生。准确说来,是神经科学博

    士生,但这个名字听起来拒人千里之外,常有人问我:“是研究神经病

    的吗?”“要做开颅手术吗?”“是学心理学的吗?”“我好像有病,你帮我

    看看?”呵呵,其实都不是。

    神经科学是一门研究大脑的科学。这门科学有很多分支,而我所在

    的分支叫认知神经科学(Cognitive Neuroscience)。“认知”是指人类大

    脑认识理解客观事物,并与之互动的一种能力,包括且不仅限于感知、记忆、语言、情感和分析推理。与心理学类似,认知神经科学家研究的

    主题非常广泛,日常生活中的一举一动都是值得观察分析的研究对象。

    但与心理学不同的是,我们使用的方法是神经科学的生物实验。

    需要强调的是,现在很多神经科学研究还并不能用来直接解释心理

    现象。这里我必须要承认,在这一点上本书中不少文章“标题党”了,有

    一定的误导性。但要是用真实的题目,又没人愿意翻开这本书了。

    我一直很自豪,在最轻狂的年纪,学了世上最酷的专业。

    我从来不认为自己是个做科研的料,我性格洒脱,缺乏耐心。但我

    一直认为,人之所以成为人,就是因为我们的好奇心。我们对火的好

    奇,让人类吃上熟食,与其他动物区别开来;我们对天空的好奇,驱动

    人类从莱特兄弟到登上月球仅仅用了60多年;然而,有趣的是,我们似

    乎对自己的了解少之又少,而了解最少的恰好是让我们对一切感到好奇

    的大脑。这让我对大脑充满了好奇,所以选择了神经科学作为本科专业。本

    科毕业后,我想换个角度来看看大脑——人工智能,所以跨专业读了一

    个计算机科学硕士。读硕士的一年里,我从另一个角度看到了人类大脑

    的神奇之处,同时也对神经科学非常怀念,便利用闲时,在知乎上回答

    各种脑洞大开的问题,那些答案,就是本书的雏形。

    我从未想过会在二十出头时出一本与自己专业相关的书,想想实在

    是太幸运。据我所知,著有大脑相关书籍的作者至少也是大学讲师,而

    我连博士都未毕业。这也让我异常紧张:我的文字会不会太“逗B”?内

    容会不会不够有趣?专业性有没有打折扣?会不会让读者对神经科学产

    生误解?

    转念又想,打开这本书的人,对这本书的期待是什么呢?定然不是

    内容全面、措辞严谨的教科书,也不是深入权威的最新学术综述。我希

    望任何人,只要是个大脑拥有者,都能随时随地把这本书拿起来看:等

    人时,坐地铁回家时,甚至蹲厕所时(“痔疮之友”友情提示:请勿占茅

    坑超过5分钟)……当然也不可能做到完全地“轻轻松松”,有些部分无

    法避免地枯燥生涩,这里表示万分抱歉,我一定会继续精进。

    “科普”是什么?科学普及,普及应该不仅仅是对已经深爱科学的

    人,而是让原本不理解科学怪人们之疯狂的人,也能够理解科学的可爱

    之处。

    知识,绝对不会无趣;无趣的,只有错误的传递方式。

    在此还要特别感谢来自美国卡内基梅隆大学(CMU)的Tina Liu学

    姐。在本文的视觉神经科学方面,她帮我找到了数个专业性漏洞,并提

    出了详细的修改意见,十分感谢。因我个人有限的知识和理解,本书无

    可避免地有这样或那样的错误,还请在知乎或微信公众号

    (neuroscienceme)上给我留言。如有需要,我会通过知乎专栏和微信公众号推送与书相关的补充和修正。

    衷心希望,阅读愉快。

    赵思家

    2016年5月8日

    难得有些初夏模样的伦敦引言 Foreword

    亲爱的读者,是什么原因让你打开这本书的呢?可能是好奇心,可

    能是觉得封面好看,也有可能只是坐在咖啡馆里消磨时间。无论是怎样

    的原因,这条指令都来自你的大脑。

    无论你是谁,从哪里来,又往哪里去,无论你在不在乎大脑的存

    在,你与你的大脑都密不可分。你的所有决定、所有情感、所有记忆,都在大脑中生成又在大脑中消失。它至始至终地与你在一起,一起成

    长,一起老去,无法分离。

    你与你的大脑之间的关系也是个细细想来会觉得很恐怖的问题。到

    底是你在控制大脑,还是大脑在控制你呢?当然,这里我并非想提出阴

    谋论,但不可否认的是,你的所有感知都由大脑经手,你的所有认知都

    在大脑中生成,你的所有行为都由大脑执行。

    日常生活中充满了各种各样的信息,光线、声音、气味、触觉等

    等。这些信息都必须通过大脑的分析,才能为你我所用。正是因为大

    脑,我们才能够感受、理解身边的世界,并对环境产生合理的反应。换

    句话说,我们所知道的世界,都是由大脑“告诉”我们的。

    既然大脑对于我们的生活如此重要,为什么在日常生活中它的存在

    感如此之低呢?这大概是因为,极简之后必是极繁——最优秀的设计便

    是让你无法意识到设计的本身。

    本书由五十六篇独立文章组成。虽然各自独立成篇,但因为有些内

    容主题相关,我便将它们划分成了五个章节。为了方便阅读,我还在每

    篇标题旁边都标识了阅读难度:一颗脑是指“这篇又短又简单”,两颗脑是指“还行”,三颗脑是指“可能有点费脑”。

    虽然这是一本面向国内读者的书,但因为当下几乎所有的神经科学

    研究都是用英文交流,所以本书中所有的专业名词和涉及的人名都有英

    文备注,所有的引用文献也都是用英文原文,在页脚标出,方便读者自

    行搜索。

    ONE大脑是个什么玩意儿

    这章主要是用来帮助完全没有生物或医学背景的读者来个“头盘”,初步了解什么是神经科学,大脑是什么,小脑是什么,脑的基本单位

    ——神经细胞——又是什么。看了这一章,求别再说“人类大脑只开发

    了10%”,我已经忍了很久了!真的要逼我展开完全体吗?!

    TWO其实我们活在大脑创造的虚拟世界里

    先来看看你最熟悉的五种感知吧:视觉、听觉、嗅觉、味觉和触

    觉。这些你熟悉到不能再熟悉的感知联手为你创造了一个全方位的高清

    虚拟现实,展示着外界传递给你的信息。你不信?看了这章就知道了。

    为什么《还珠格格Ⅱ》里的紫薇撞上石块后失明了?每天听音乐超

    过一小时,真的会导致听力减退吗?花椒所带来“麻”的感觉,到底是味

    觉还是触觉?失恋真的和被热咖啡泼到差不多疼吗?痒和痛,到底哪个

    最让你欲罢不能?

    THREE我们应该科学地找对象

    “饮食男女,人之大欲存焉。”《礼记》里的这句话,用今天的话说

    就是,吃吃喝喝和找对象,是人最基本的欲望。上一个章节里有几篇讲

    了吃吃喝喝。这里专门用一章来说说“男女”之事吧。我在成都长大,成都有条很有名的街叫春熙路,很多外地男同胞来

    了成都都要空出半天,来春熙路看美女。爱美之心人皆有之,那什么是

    美?但男女之事,若只是美不美的问题,为什么女人们换国民老公比换

    包包还勤?

    FOUR“我是谁”“从哪里来”“到哪里去”

    保安的三大问题:“你是谁”“从哪里来”“到哪里去”。

    面对这三个问题,物理学家、哲学家和文学家可能都有自己的看

    法。咱别说虚的,不如来看看神经科学的解释:

    你的个人意识从何而来?大脑是如何感知时间的?你又是如何知道

    自己“从哪里来”“到哪里去”的?

    FIVE加上神经科学的光环,是科幻,还是未来?

    有人跟我说,21世纪是神经科学的世纪。

    我倒不知如何判定这句话的真假。不过,可以肯定的是,神经科学

    将会在我们的未来生活中占有一席之地。今天很多常见的科技,像是电

    灯、无线通信、飞机……在两百年前,如同魔法,是物理学将这些魔法

    变成了日常。得益于科技的进步,神经科学在过去不到一百年里已有了

    不少发展。

    当今大众认为如同科幻的技术,读心术、预知未来,甚至近两年被

    媒体炒得很热的换头术。这些类似于科幻的技术,到底离我们多远,媒

    体的报道又有哪些真真假假?

    由于所有问题都独立成篇,并不需要按顺序阅读。我排的这个顺序

    也并非最科学的,但个人认为按顺序阅读较为方便:从前到后阅读会从直观变得更抽象、所涉及的认知功能也更需要多方面合作,而且在读过

    第二章后,再阅读第三、四章会更为轻松,也会联想到前文提过的例

    子,甚至能够通过比较而产生新的疑问。有了前面四章的铺垫,读到最

    后一章时,可能你还未读,就已经有了些想法了。

    亲爱的读者,你对这本书有怎样的期待呢?如果是想学习知识,可

    能买本百科全书或者教材更合适。如果想打发时间,可能买本漫画书更

    为合适。而我希望能通过这本书,让国内的读者对神经科学有一些概

    念,未来看到相关的报道时,有一定的能力可以思辨性地判断它的真

    假,无须等待专家的一家之言。

    日常生活中的很多问题,是等不到专家来解答的;你拥有的这颗大

    脑有很多趣味,也无须专家来为你发现。ONE 大脑是个什么玩意儿

    大脑是什么,小脑是什么,脑的基本单位——神经细胞——又是什么?

    看了这一章,求别再说“人类大脑只开发了10%”,我已经忍了很久

    了!

    真的要逼我展开完全体吗?!先来一口医学科学!

    难易程度

    不管是说医学,还是神经科学这个更专业一点的医学科学领域,无

    论临床、药物研发还是科研,我们都是在围绕两个基本学科——解剖学

    和生理学。首先,你知道解剖学和生理学到底是什么吗?

    解剖学(Anatomy)——关于身体部位的结构和它们之间的关系的

    学科(The study of the structure and relationships between body parts)。

    生理学(Physiology)——这些身体部位是如何一起工作并让身体

    正常运转的学科(The science of how those parts come together to function,and keep that body alive)。

    换句话说,若×指身上的某器官,解剖学就是关于你的×是什么、长

    什么样、搁在哪儿的,而生理学是关于×是做什么的、怎么做的学科。

    你为什么活着?你是怎么活着的?当你生病时,为什么会感到“不

    舒服”?身体又是如何从疾病或手术之后恢复的?死亡、做爱(做爱做

    的事儿)、吃饭、睡觉……不管你是否有意识地去观察思考,还是完全

    不想去想,反正身体的各个器官都照样按部就班地工作。当然,只会比

    你想象中的复杂,也比你想象中的更奇妙。

    学习解剖学,对于医生必然重要:要是医生都不知道正常的心脏长

    什么样、长哪儿,还谈什么诊断和治疗?但为什么研究医学科学的人也

    要学呢?直接研究它们的作用和机理不就够了吗?最主要的一个原因

    是:一个细胞或器官或整个身体的形态总是反映出它的功能。换句话说

    是Function follows form(即形态决定功能。很巧的是,建筑学里也有句非常像的但却恰好相反的话,叫Form follows function)。这一点在你身

    体里到处都能看到:你的心脏中血液走的是“单行道”,确保了血液在心

    脏里“交通顺畅”,而这全靠心脏里的瓣膜独特的设计阻止了血液倒流;

    骨头非常坚硬,因为这样才能保护和支撑起你身体的其他软软的肉肉和

    皮皮。

    总而言之,无论从整体或是单个器官,还是组织以及一个小小孤单

    的细胞,都围绕一个主题——结构和功能的互补(the complementarity

    of structure and function)。这一点如同一条基本规则:在我们的身体

    里,从大(如整个人体)到小(如细胞)都是有效的。

    细胞(cell)是生物体结构和功能的基本单位,也被称为生命的积

    木。你的身体中最小的细胞是红细胞(red blood cell),就是在血管里

    横冲直撞跑来跑去的那个圆圆的、中间凹进去的细胞。长得很可爱,以

    至于我每次看到它都会脑补成柿饼。话说每次上高速公路时我都无法控

    制地认为自己是一个红细胞,而公路就是血管。看到撞坏了的车还上

    路,我都会觉得,哎呀,会不会贫血了呢?红细胞有多小呢?最宽的地

    方也只有5微米(μm)。而最长的细胞是一个从你的大脚趾沿着腿一直

    到你尾椎骨的运动神经细胞,大概有1米长(不过关于这个说法嘛,若

    求准确请看最短和最长的神经细胞)。

    冷知识:人的身体里最小的细胞是红细胞,最长的则是神经细胞。

    细胞与细胞组织起来就形成了“组织”(tissue),如肌肉。当多种不

    同的组织联合在一起有了某种特别的功能,就会形成“器官”。譬如说,心、肝、肾、肺、皮肤(是的,皮肤是器官哦)等,当然还有大脑啦。

    多个器官又联合起来形成“系统”(system),譬如说消化系统由口、胃、肝、肠等器官一起形成。这个系统能够在一夜之间,把草莓蛋糕变

    成臭烘烘的“米田共”(糞,即粪),并把有用的营养提取走,变成“货

    币”给其他器官使用。这个系统想必你已经非常熟悉了吧,相信没人会在早上大便后抱着马桶大哭:“香蕉君啊,一夜之间你怎么成这幅模样

    了!时间把你怎么了?!”然而,各个系统又共同,不分你我他她,从

    形式到功能都复杂且有序地在一起形成一个完整的个体,而这个个体就

    是你。

    所有的所有,无论是在细胞的层面,还是器官、组织的层面,所有

    单位都只有一个目标,那就是,体内平衡(homeostasis,或说稳态)。

    用人话说就是,当面对生存环境的变化时,器官与器官之间经调整和监

    管保持平衡状态,以保持内部不变的状态,使整个身体正常运作。

    体内平衡这个词,简直就如同“生命的主题”一般。可以说,活着,就是为了保持平衡——保持资源和能量的平衡。也是因平衡而活着。平

    衡体温、平衡血压、平衡血糖……是不是太夸张了?完全没有。死亡是

    什么?对于学习文学、哲学、或是××学,你会有各类的答案。对医学生

    来说,只有一个答案,死亡就是完全地、无法逆转地失去体内平衡

    (extreme and irreversable loss ofhomeostasis)。器官衰竭、体温过低、极度饥饿、过度脱水……最后都导致平衡被打破。

    举个例子,下一刻,你的胳膊突然掉下来了(背景音:啊啊啊啊啊

    啊——),血奔涌而出(啊啊啊啊啊啊啊——),然后你光顾着喊,什

    么也不做,过一会儿就Bye bye了。但为什么掉个胳膊就会死翘翘呢?

    简单地说是失血过多。那为什么失血过多会死呢,好孩子,就是要这么

    问,因为失血过多会使血压“嗖嗖嗖”地降低,血压低后就会导致氧气在

    全身中的供给减少,啊,我的意思是缺氧。(啊啊啊啊啊啊啊——)缺

    氧了,脑袋就不转了……脑子不转了本来也没啥(啊——),但脑子是

    保持体内平衡的最重要大Boss,它一倒下,其他器官来不及反应就越变

    越糟,血继续流啊流,器官一个两个慢慢坏掉……然后你也静音了

    (……)。

    总而言之,关于医学的任何问题,或者关于健康的任何问题,无论是身(Physical)还是心(Mental)上的,都是围绕着这个平衡。

    我个人认为,无论是否学过医学,当你对某个生理现象产生疑问

    时,尝试围绕这个平衡问题去观察和寻找,总能找到蛛丝马迹。当然,完全理解一个生理现象,一定是需要全面的医学知识的,因为学习绝无

    捷径。

    大学毕业时,我们在毕业典礼上开玩笑,寒窗苦读几年,学的全是

    假想和猜测,说不定没过几年,发现我们学的都是错的。不错,在我眼

    里,我们在神经科学里就是类似于“盲人摸象”。那为什么还要学呢?这

    本小书也面临同样一个问题:既然我这里写的可能现在是有理有据,但

    没过多久就可能被证明是错的,或者我本身就写错了,那你为什么还要

    看呢?

    我认为对于这两个问题,答案是一样的:

    虽然真相只有一个,了解它的路径却有多条,但时间是条单行道,我们只有带着错误和问题不断前进,不断前进。神经科学是什么鬼?

    难易程度

    “你学什么专业的?”“神经科学。”“喔——好厉害!”

    这人心中多半在嘀咕:“神经科学是什么鬼?研究神经病的?开颅

    的?”。稍微了解一点的,可能会问,是心理学吗?是哲学吗?

    通俗一点说,神经科学(Neuroscience)是一门研究大脑功能的科

    学,是个跨专业范畴很广的生物医学领域。

    在临床方面,比较令人熟知的研究话题有,帕金森病、阿尔茨海默

    病、渐冻症、精神分裂症,或是更加稀有、更少见的神经疾病如失语

    症;也有更加基础的以“大脑功能是如何运转、为什么这么运转”为中心

    的理论性研究,譬如说:为什么睡觉时会做梦?你怎么知道我看到的花

    儿和你看到的是一样红?为什么听到一些音乐、闻到一些气味,会让我

    们产生很复杂的情绪?基本上,这群神经科学家最喜欢干的事儿,就是

    让一切文艺和浪漫的事儿,变得不文艺不浪漫。

    换句话说,前者全力想解决大脑功能出岔子后“怎么办”,后者想回

    答正常大脑“为什么”会这样做。

    这么说,临床研究岂不是比基础研究更为重要?这一点估计很多人

    都有自己的想法,但我觉得完全相反。治疗疾病好比是修一个仪器,只

    有先知道了正常的仪器是怎么样的,你才知道哪里出了问题,才知道该

    怎么修、如何修才能减少对仪器的伤害。虽然很多人都觉得基础科学很

    深奥很酷炫,但很可惜的是,大多数人并不理解它的重要性。我们的研

    究绝对不仅仅是为了满足好奇心而已(虽然对大多数的科学家来说,这个原因就足够了)。

    那到底什么是“神经”呢?

    神经系统相当于整个身体的联络和控制系统,它收集感知信息(对

    外和对内,对外指看到、听到、闻到什么,皮肤的感知等等,对内指身

    体内的血压、血糖等等的变化)、对收集到的信息实时分析整理,给出

    决策,并由运动神经再将决定好的反应(譬如说迅速逃跑)执行下去。

    神经系统又分为中枢神经和周围神经。而负责思考、学习、记忆、情感等认知功能的大脑,仅仅只是中枢神经的一个部分。中枢神经是指

    脑(包括大脑、小脑、脑干)和脊髓,而周围神经就是除此以外的神经

    组织。简单地讲,中枢神经就是负责分析信息做决策的中央政府,而周

    围神经就是分布在各地收集信息、并且执行中央政府下达的指令的地方

    单位。整个神经系统在成人体重中仅占3%,但它毫无疑问是人体中最

    复杂,也是我们现在了解得最为有限的系统。

    既然神经系统是一个联络和控制系统,那它是通过什么来传递信息

    的呢?答案是电。神经系统最重要的基本单位叫神经细胞。虽然有各种

    各样的神经细胞,形状也各异,不过它们大致长得很像长了很多条腿的

    章鱼,然后它们“腿牵着腿”形成一张可以传递信息的网络。当神经系统

    一头的一个神经细胞被“激活”之后,它的腿里就会形成电流,电流沿着

    腿传递到牵着的下一个神经细胞的腿里。就这样一个传一个(或多

    个),电信号就会传递到大脑里,并通过相似的传递机制,完成各式各

    样的认知功能。神经细胞这条大长腿叫作轴突(axon),为了让电流能

    够沿着腿传得更快,轴突一般都会被一种叫“髓鞘”的东西裹住。髓鞘的

    主要功能是电绝缘,就像是在腿上裹上厚厚的口香糖一样,一方面这样

    相邻的腿就不会相互干扰,而且电流就只能在髓鞘与髓鞘之间跳跃式前

    进,加速了传递速度,同时髓鞘还起着保护大长腿的作用。废话这么

    多,就是想说这“轴突”就是神经细胞的命根子,这要是断了的话,真的会很麻烦。

    其实,神经细胞只占神经系统的10%,大多数实际上是胶质细胞

    (glial cells)。胶质细胞是神经细胞的好伴侣,已知功能主要是为其他

    神经细胞提供支持、营养供给、维持稳定的环境以及绝缘(髓鞘实际上

    就是一种胶质细胞的小手)。

    那么,大脑到底有多大?这一点很多人都没有直观感受。下次家里

    做小鸡炖蘑菇时你可以去瞅瞅,你的大脑大概和一只光溜溜的小母鸡一

    样重、差不多大。在英国,超市里卖的鸡都是收拾好的,去毛、去头、去爪、清空内脏,重量大概差不多是1.5千克。当然,每个人的大脑的

    重量和体积略有差异,但区别并不是太大。

    要注意的是,神经科学和心理学是两个不同的学科。心理学是以研

    究人的行为(为什么我会这么想、这么做)和发展(对同一个事物,小

    时候这么做,长大后那么做)为主的,简而言之,心理学研究的

    是“mind”。虽然神经科学也要研究人的行为,但研究的角度是不一样

    的,神经科学家更关心的是,是什么导致了这个行为,并从基因、细

    胞、组织、系统、认知各个层面来研究它。

    但是这里也必须要强调一点,至少在现阶段,神经科学上的种种发

    现,并不等同于对心理现象的解释。不能盲目地用神经层面来取代心理

    层面,这样的举动就像是试图用一个治疗方法来治疗所有的癌症一般。

    非常肤浅也不太准确地打一个比方。若有一朵红花,心理学家感兴

    趣的是人在看这朵红花时的想法和行为,是撕碎它呢,还是将它赠予喜

    欢的人呢?这样的行为又与花、与此人本身、与社会有什么关系呢?而

    神经科学家就会逮着你问,你怎么看到这个东西的?眼睛是怎么运作

    的?大脑又是怎么分析这个图片的?整个过程花了多长时间?用了哪些

    细胞?你怎么知道是“红色”的呢?又怎么知道它是“花”呢?来来来,坐下来,不要怕,让我们来看看你大脑里哪些细胞在处理

    这些信号,再和小白鼠和猴子的大脑做一下比较……欸欸欸,别跑

    啊……伙计们,快抓住那个实验志愿者!关于大脑的十大流言

    难易程度

    流言一:正常人的大脑只开发了10%

    在爱因斯坦死后,科学家研究发现,他的大脑有20%被开发,远远

    超过了正常人被开发的大脑比例(10%)。

    不好意思,只要你是个正常人,即使你睁着眼睛,什么都不想,整

    个大脑仍然都在使用中。如果是做一些稍微复杂的工作,如起身走路、说话,那你的大脑包括小脑、脑干,每一个部位都在运行。

    这个流言只要做一个简单的功能性核磁共振成像就不攻自破了。可

    能有人会问,那很多脑成像实验中说当人做某件事情时,某某大脑区域

    被激活是怎么回事呢?实际上,你所看到的脑成像图是经过分析之后的

    结果,通过对比多组实验所得的脑成像扫描,它会发现你在做某一件事

    情时,某个大脑区域相比其他情况、其他区域更为活跃。

    2014年女神斯嘉丽·约翰逊的《超体》(Lucy)上映的时候,我连

    预告片都没看就激动地花了60元人民币去了电影院。到了那个伪科学家

    开始讲正常人的大脑只被开发了10%时,我心中就想,“药丸药丸(要

    完要完)”。整个故事讲的就是女主机缘巧合下大脑被急速开发,一路

    开外挂,当大脑被开发了28%时,成了万磁王;到了100%时,呃,变成

    了一个U盘。我爱女神,也很喜欢此电影的各种酷炫的镜头。但是,导

    演你怎么能用这个20世纪最傻的大脑流言来做科幻电影的梗呢?会误导

    多少小朋友啊!

    流言二:我们只有“看听闻尝触”五种感知欸欸欸,难道不是吗?实际上,除了这五种,我们还有其他的感

    知,譬如,由耳朵里的前庭系统负责的平衡感知(equilibrioception)。

    这个感知时刻负责我们的平衡状态(譬如说是站直了还是弯着腰,还是

    在倒立),以及运动情况(譬如是静止的,还是突然快速地被撞飞)。

    当我们在做任何动作,从简单的走路到困难的瑜伽动作,平衡感知能够

    帮助大脑去精准地调节动作的角度,从而顺利完成这些运动。当平衡感

    知出现问题的时候,最严重的情况是连走路都会觉得很困难,每走一步

    都觉得非常眩晕,或是容易摔倒。这些信息都能够帮助大脑了解身边的

    环境,并掌握自己的身体状况,并能够迅速地对环境的改变(有辆车迅

    速向你靠近)做出合适的反应(快跑)。

    流言三:人类的大脑有1000亿个神经细胞

    别说大众了,估计问一些神经科学家,不少人还是会回答是“1000

    亿”。实际上,2009年,已经有科学家更加精确地计算出,人的大脑有

    860亿个神经细胞。你说四舍五入就差不多了?140亿个神经细胞可等于

    一个狒狒的大脑!我们人类的大脑可不是“买一赠一狒狒脑”,这又不是

    在烫火锅!流言四:左脑人更严谨,右脑人更有创意

    现在已经挡不住“快来测试你到底是左脑人还是右脑人”这类以偏概

    全的解读了。的确,在很多情况下,大脑的使用情况并非一成不变永远

    对称的。最经典的例子是,在大脑的语言系统中,负责组织和产生语句

    的布若卡氏区(Broca's area)在大多数人的大脑中位于左半脑,而负责

    理解语言(譬如说听到别人说话或阅读)的语言中枢,韦尼克区

    (Wernicke's area)则位于右半脑。但这是因为大多数人都是右撇子,在左撇子的大脑中,布若卡氏区在右边,韦尼克区在左边。不过,这个

    被公认的结论也开始受到争论,感兴趣的可以参考第五章的《读心术真的可以实现吗?》。即使如此,不管怎样,到现在也没有任何研究发

    现,这种偏向对人的性格和创造力有什么影响。所以别再说什么“左脑

    人”“右脑人”啦。

    流言五:随着年龄增长,大脑的所有功能都会因老化而越变越差

    Aging is horrible(衰老是可怕的)。因为很多器官都会随着年龄的

    增长有无法避免的功能性衰退,譬如说耳朵、眼睛等等,很多神经性疾

    病也与年龄有无法忽视的关系,但这些并不代表随着年龄增长,大脑的

    所有功能都会变差。

    流言六:听西方古典音乐,会让宝宝更聪明

    也就是“莫扎特效应”,这在育儿话题中最为火爆。但令人失望的

    是,这个概念只是大众科普的误读。第二章节的《听觉:听不听得到,就这个旋律》中的《听莫扎特的音乐,小孩更聪明?》将会专门来解析

    这个问题。

    流言七:玩智力游戏能够让你的记忆力和思辨能力提高

    常常听到说每天做些智力游戏,会帮助我们避免失忆症或阿尔茨海

    默病。实际上,至今为止我们并没有找到任何令人信服的证据。至少我

    们还没有发现我们常玩的这些智力游戏能给我们带来任何长久的认知帮

    助。

    流言八:你的IQ从生下来就不会再改变

    不,IQ是会变的——至少在目前的IQ测试检测中,跨度从60年到3

    ~5年的各个大型实验中,都发现了IQ明显改变的证据。

    最近由伦敦大学学院(University College London,简称UCL)做的一个实验 1

    ,组织了33名健康的青少年志愿者(12~16岁)。在2004

    年,科学家检测了这些青少年的智商并用核磁共振扫描了他们的大脑。

    在不告诉他们还会被测试的情况下,4年后,又联系到这33名受试者,邀请他们再来测试,结果发现33%的志愿者的IQ测试结果都有明显变

    化,其中有一名在4年之间增长了21分,而另一位减少了18分。这一方

    面说明了现有的IQ测试有很多不稳定性,另一方面也说明了IQ可能不是

    一直不变的。

    虽然我们现在并不确定是什么在后天影响了IQ,即使有些人可能天

    生因为大脑与别人的不同,从而得到一些我们所谓的才能。但正常的情

    况下,正如日本教育家福泽谕吉的名言:“天不造人上人,亦不造人下

    人。”虽然这句话本意和这里的内容并不相符,但我想说的是,不要盲

    目地认为人的才智是不能改变的。

    流言九:大脑在压力下发挥会更好

    Deadline(死线)的确是第一生产力。但实际上外界压力只是让你

    集中注意力,而集中注意力肯定会让你避免愚蠢的失误,或是被网络信

    息分散注意力。但实际上,在做任何工作时,本就应该集中注意力。当

    注意力集中时,压力往往并不会让你更快更准确地解决难题。

    流言十:大脑损伤是永久性的

    现在的神经科学和临床医学的确不能完全恢复中枢神经的创伤。

    但这并不绝对——至少我们已经知道有多个病例,在切除某一块大

    脑或半边大脑后,神经细胞重新产生了新的连接,使得理论上应该消失

    的大脑功能重新出现。(不过必须强调的是,这种奇迹往往出现在年龄

    较小的病患身上。)

    我大一时学过一个病例,有个小女孩天生就有严重的癫痫,一生下来医生就说她活不过一岁。结果她吃力地活到三岁,已经能说话和走路

    了,但由于癫痫过于严重,医生说为了减轻癫痫只能把左脑切掉。这时

    对一个语言已经发展成熟,且是右撇子的小女孩来说,面对的选择就

    是:要么因癫痫而死,要么永远不能说话,且很有可能瘫痪,但最后他

    们还是决定做半脑切除手术。术后十年,有人采访这个已经13岁的小姑

    娘,她早已完全康复,说话正常,能走能跑能跳,一切OK,只是有点

    瘸。而且她的梦想是当芭蕾舞演员。

    这真是个令人感动的奇迹。大脑精细而脆弱,但有时也有让我们自

    己意想不到的坚强和神奇。在这本书的最后,我也讨论了关于“换头

    术”这个一直以来都让人觉得是天方夜谭的计划。

    实际上,无论在生活中还是在科研中,有太多关于大脑的流言了。

    当然,我们现在所知道的也并不一定是正确的。可能只是用一个错误推

    翻了另一个错误罢了。但科学就是这样,我们所做的无非就是不断地寻

    找证据,不断怀疑,再不断寻找。

    然而,真正需要意识到一个流言是错误的人,往往也最不会因此吸

    取教训。装×必备:透视大脑的技术

    难易程度

    为了研究大脑的运作机制,仅仅通过观察一个人的行为是远远不够

    的,我们得将大脑“打开来看看”。慢着慢着,别拿着榔头在你小伙伴的

    脑袋上比画!(友谊的小船说翻就翻!)

    你可以把大脑想成一个封闭的盒子,你给它一颗糖,它能给你唱首

    歌、念首诗,也可能从你身边逃跑。你想看看盒子里是什么,可一打

    开,它就受了伤,甚至会死掉,更别说维持正常的工作了。你也可以仅

    仅通过研究它静止、已失去活力的形态来研究它,通过它的结构、形状

    来推测它的作用(解剖学),或是将每一个零件拿出来单独培养、看一

    个或是几个相关的零件是怎么相互作用的(神经细胞学)。

    过去,想要将大脑和一个行为联系起来,只能通过分析大脑有损伤

    的患者(俗名“脑残”)的行为来推测。譬如,一名病人某个大脑区域在

    事故中受到了损伤,结果这位病人在行为上出现了很奇怪的变化,譬如

    说他再也无法形成新的记忆了,但其他行为却没有受到任何影响。这说

    明这位病人大脑受伤的那个区域和记忆的生成至关重要。

    为了更深入地研究这个区域,科学家不得不通过动物实验进一步地

    证实、确认更深层的机理。但问题是,其他的动物,即使是与我们最像

    的猩猩,和人还是有很多不同的,特别是在大脑这个器官上面。当我们

    想研究一些人类特有的,更为复杂的认知功能时,如情感、阅读、决策

    等等,很难仅仅通过动物来研究。所以,还是得看看人的大脑哪(科学

    家之间友谊的小船在风雨中摇曳)。

    好在最近30年,脑成像技术越来越成熟,科学家终于可以在不损伤志愿者的身体的前提下,甚至在人的大脑正在工作时,通过各种各样的

    脑成像技术来实时观察大脑的活动。

    在现在的神经科学研究中,常用的脑成像技术有很多种,主要有脑

    电图 2

    、脑磁图 3

    、功能性核磁共振 4

    和正电子发射计算机断层扫描 5

    等

    等。

    功能性核磁共振(fMRI)

    用简单的人话来讲,核磁共振就是能够用来看到当你在干某事的时

    候,大脑的哪些区域会变得活跃。

    它是怎么做到这一点的呢?当神经细胞活化时,细胞会消耗氧气,而氧气是借由血液中红细胞里的血红素,沿着微血管,送至每个细胞附

    近的。当一个区域的神经细胞们一起变得活跃,这个区域所需要的氧气

    增大,这样附近的含有氧气的血液就会流向这里,来补充消耗掉的氧

    气。所以,伴随着神经细胞的活化,这个大脑区域会有血流的变化,而

    且血氧浓度也会与周围的区域有所不同。如果我们能够测量这个血氧浓

    度变化,就能够推测到,大脑的哪些区域变得活跃了。

    那怎么来测量呢?我们在中学时就学过,当电荷沿着导线运动时,会在导线周围产生磁场。如果我们把电荷换成一个带有正电荷的质子,当它绕轴旋转的时候,也会形成磁场。人体约70%都由水组成,每一个

    水分子中含有两个氢原子,而氢原子的原子核的自旋角动量不为零。当

    你将它放入一个均匀的磁场中时,如果控制好这个磁场的能量,就能使

    得这个原子核产生共振,放出电磁波。而这个电磁波可以被检测到,经

    过处理,便能够知道发出这个电磁波的原子核的位置,并绘制出精确的

    图像。

    其实,核磁共振里的“核”指的是氢原子核。但在临床上,因为担心病患会对“核”这个字产生畏惧感,国内也常将这种技术称为“磁共振”。

    因为缺氧和氧化状态下的血红素对磁场的反应是不同的,所以根据

    血液里的含氧量就能够产生不同的信号,这个信号叫作血氧浓度相依对

    比(Blood oxygen-level dependent,简称BOLD)。

    通过使用功能性核磁共振,通过绘制出大脑不同区域不同的BOLD

    信号,现在我们能够得到相对精细的大脑扫描图。更重要的是,因为这

    种成像方法对人体没有任何伤害,所以在临床和科研中都有广泛的使

    用。

    使用功能性核磁共振成像,科学家能够定位大脑里什么位置负责怎

    样的认知活动,换言之,核磁共振成像有杰出的空间分辨率。但是,因

    为神经细胞的活化到产生BOLD信号,有1~5秒的延迟,所以核磁共振

    成像的时间分辨率比较差。这对变化迅速的大脑认知功能,譬如说听声

    音(大脑活动是毫秒级),就不是特别完美。另外,核磁共振成像设备

    非常昂贵,维护、维修以及使用它都不便宜。在我所在的实验室,使用

    一个小时需要300英镑(友情价),也就是近3000人民币。一个普通实

    验一般至少需要10个人,每个人1个小时,也就是说光是使用就需要花

    费30000人民币。这也是不能避免的,必须考虑在研究经费之内的重要

    因素。

    如果你对这个技术很感兴趣,想对它深入了解的话,我推荐一本很

    不错的入门教材:Huettel, S.A.,Song, A.W.,McCarthy, G.,2009.Functional Magnetic Resonance Imaging.Freeman.(《功能磁共振成

    像》)

    脑电图(EEG)

    神经细胞靠传递电流来传递信息,即使在静止不动、什么也不想的情况下,大脑也如不夜城一般热闹。我们把能够将大脑所产生微弱的生

    物电,在头皮处收集,并放大记录的一种曲线图叫作脑电图。收集脑电

    图的时候,头上要戴一个帽子,帽子上有很多感应器(电极),电极贴

    在头皮上,就能收集到这个区域头颅下方百万千万个神经细胞的电流活

    动。打一个比方,大脑就像是一个体育场。体育场里在进行一场球赛,而每一个神经细胞就好像是一个时不时呐喊的观众。而你呢,就拿着一

    支录音笔,站在体育场外,通过千万个球迷的呐喊声来了解球赛的状

    况。

    这个例子提供了几条信息:首先,脑电图并不是直接记录了每个细

    胞的活动,虽然它能够呈现大脑的一些反应,但是在研究和分析脑电波

    时,有很多需要注意的地方。其次,脑电图展现的并不是几个神经细胞

    或是某一个大脑区域的活动,它记录的是整个大脑中的神经细胞的电流

    产生的电压波动。第三,虽然它在空间分辨率上非常吃亏(也就是说,它并不能精准地展示大脑的某个特定区域的活动),但它在时间分辨率

    上非常好(精准到毫秒,也就是基本实时记录)。

    在临床上,常用脑电图来诊断癫痫,有时对神经疾病的诊断也有很

    重要的作用。

    举一个简单的例子,假设我已经给你戴好脑电图帽子,开始记录你

    的脑电波,然后你听我念下面两个句子:

    第一句话:一个男人在自己的咖啡里加了牛奶。

    第二句话:一个男人在自己的咖啡里加了袜子。

    当你听到“袜子”这个违反语境的词语后400毫秒的时候,与听到“牛

    奶”相比,脑电波会有一个更高的波峰。通过反复的测试,我们发现,这个波峰(实际上专业叫“成分”)和“违反语境”有关系,只要听到或看到违反语境的词语或物体,都能够在脑电波里看到这个“成分”。

    收集脑电波不是一件难事,但是要解释脑电波需要一定的知识储

    备,所以这里我没办法深入介绍。

    自从1924年的首次人类脑电图实验之后,脑电图基本上是发展得最

    成熟也最便宜的一种脑成像仪器了。虽然现在已经有比脑电图更精确好

    用的脑成像设备,但脑电图最大的优势是,它非常便宜。弄一套普通的

    EEG设备,只要5万美元左右。而每做一次实验,便宜的时候,差不多

    只花2~3美元。

    因为它发展成熟又便宜,很多公司和实验室(包括我现在所在的实

    验室)在尝试将之使用在人机界面上,用脑电波来下达一些指令。或是

    结合眼动追踪技术,给穿戴型设备,如谷歌眼镜,提供一些实时反馈等

    等。

    如果你对这个技术很感兴趣,想对它深入了解的话,我推荐一本很

    不错的入门教材:Luck, S.J.,2014.An Introduction to the Event-Related

    Potential Technique.MIT Press.(《项目相关潜在技术的简介》)

    因为篇幅的问题,我只能稍微介绍一下脑电图和功能性核磁共振。

    这两个技术也是在平时看神经科学相关的科普文章中常提到的。实际

    上,在神经科学业界,对不同的脑成像技术也是褒贬不一。使用这些成

    像技术,所得到的实验结果到底有多少说服力,也是仁者见仁智者见

    智。

    根据不同的研究目的,选择哪一种脑成像技术是非常重要的。脑成

    像实验的设计和分析也是有很多的弯弯绕绕,很难在科普环境下一一解

    释清楚。非常遗憾,但也不得不承认的是,有很多脑成像实验缺乏严谨

    性,使得漂亮的脑成像扫描图不仅不能解答任何问题,反而会引起媒体和公众的误解。所以,当你在媒体上看到脑成像实验的结果时,包括在

    阅读本书时,请务必时刻保持怀疑的态度。没存在感的小脑

    难易程度

    当我们说到大脑的时候,往往会遗忘掉后脑勺的小脑。虽然它只占

    了全脑体积的10%,但其主要功能却一点都不能忽视:它负责肢体动

    作,包括姿势、平衡、运动学习(如挥高尔夫球杆)以及演讲。

    一、小脑拥有全脑一半的神经细胞数量

    在学习小脑的相关知识时,我们第一个会学到的冷知识就是:这个

    只占了全脑体积10%的小脑,拥有整个大脑近一半的神经细胞。为什么

    这么小的体积却有这么多神经细胞?

    要知道,神经细胞也有很多种,形状各异、功能各异,在神经系统

    中的分布也各异。其中,颗粒细胞(granule cell)是最小的神经细胞之

    一,细胞体直径只有5~8微米,整个大脑的75%以上都是这种细胞,而

    小脑中的大部分神经细胞就是这种体积极小又极其密集的颗粒细胞,而

    且在小脑里的颗粒细胞是大脑中最小的神经细胞,可惜我们现在对这种

    细胞的功能还不是太了解。不过,很清楚的是,小脑里的颗粒细胞接收

    了来自小脑之外的最大的输入信号,也就是小脑苔状纤维(mossy

    fibre,顾名思义,密密麻麻的跟苔藓一样),而这些纤维的另一头来自

    四面八方,最主要的来自大脑皮层,其次来自脊髓。小脑皮层的分层结构图。小脑长得皱巴巴的,当把这些“皱纹”抚平,然后切开看横截面,在显

    微镜下,就会发现像是多层蛋糕一样,每个类型的细胞,从内向外按层排列。这个图展示了小

    脑的三层结构,包括最外的分子层、浦肯野细胞层以及颗粒细胞层,在这里最里面的白质没有

    完整画出。请注意,此图的每层厚度并非按精确比例画出,仅是粗略示意而已

    颗粒细胞将来自一根苔状纤维的信号,分成200多条“频道”散布出

    去。这里要说回小脑的功能了,小脑负责对话、演讲、运动和学习,但

    它并不负责发出指令,它负责将大脑发出的命令分工下去,让肌肉接收

    到信息,再告诉大脑:“你的命令已经传达下去了,下一步是什么呢?”

    打个比方,你见到一个漂亮妹子,想跟人家打个招呼,“Hi,美

    女”,并挥挥手。大脑做出决定后,来自左半脑的布洛卡区帮你产生了

    正确的打招呼用的语言和发音“Hi,美女”,而不是“爱,霉撸”,并将这

    个信息传递到了小脑,在小脑里再通过苔状纤维传递给了颗粒细胞,颗粒细胞将这个单一指令编译成了更为精细的任务。譬如说,嘴唇的哪个

    肌肉要动、舌头怎么卷起来、控制嘴巴的咬合要确保不会咬到舌头又不

    会口齿不清,啊,还有确保足够轻佻的尾音呢,还有别忘了挥手……当

    然,这个比喻并不准确,但希望能通过这个例子帮助你理解,为什么需

    要将一个简单的指令,分成那么多分支。但由于小脑里的颗粒细胞实在

    是太小太密集了,现在还很难在正常活动的动物的大脑中检测它们的信

    息传递情况,所以要知道它们如何解析复杂的运动信息的情况还需要一

    些时日。

    这里必须提到一位非常杰出的英国神经科学家,David Marr(大卫·

    马尔),计算神经科学(Computational Neuroscience)的先驱之一。早

    在20世纪70年代,他就提出,这些颗粒细胞很有可能编译整合过大脑指

    令:每个颗粒细胞与4~5根苔状纤维相连,如果只有1根苔状纤维传递

    信息,颗粒细胞不会将信息传递下去,而当有多个苔状纤维激活了它,这个颗粒细胞立马会将这些纤维传递的信息整合起来,并分别传递出

    去。这样的机制减少了传递错误、杂乱的动作信号。这样,先在颗粒细

    胞层中把所有到达小脑的信息全部混合起来,颗粒细胞们再将捋好的信

    息发送给输出信号的浦肯野细胞,这样结构的逻辑不得不说在大脑中是

    很有趣的存在。David Marr在MIT(马萨诸塞理工学院)读博士时将很

    多心理学、人工智能和生理学上的知识糅合,还制作了经典的神经系统

    的模型,其成就鼓励了很多神经科学家往这个方向发展,对整个神经科

    学界都影响极大。可惜他在35岁时因白血病英年早逝。如果他还活

    着……

    二、有人居然天生没有小脑!

    不过,在继续讨论小脑的功能之前,先从国内发现的一例刷新“小

    脑的底线”的病例说起。2014年,国内发现世界上第9例天生没有小脑的

    病例(原发性小脑发育不全,primary cerebellar agenesis) 6。小脑损伤导致脑功能缺失并不少见,但天生缺失整个小脑是极为罕见的。

    这位中国女性在出现呕吐和眩晕的症状后,前去医院就医,CT和

    核磁共振扫描发现,本该是小脑的位置上却是空洞洞的——这位患者没

    有小脑!这立马解释了之前的症状。同时也解释了,为什么患者到6岁

    才开始说话,7岁才会走路,而且年幼时她也从来不能像其他小孩一样

    玩耍和跳跃。即使会走路,她也需要外界辅助。

    语言测试发现她可以完全正常地理解词语,但缺失的小脑使得她在

    词语发音上有一些问题。医生说患者声音颤抖,说话含糊,声调刺耳。

    但科学家和医生都非常惊讶小脑缺失并没有让她完全丧失行动和语言能

    力,也没有什么非常严重或极端的症状。

    脑脊髓液(cerebrospinal fluid)充满了原本应该是小脑的区域。经

    过测试,脑脊髓液正常,但颅内压力略高。通过脱水治疗和其他伤害较

    小的配合治疗,压力有所降低,立即并长期地改善了一些症状。

    而且在她的家族中并没有发现其他神经缺损的病例,据国内网上报

    道,这例病例是在济南军区总医院发现的,患者已结婚,并育有一名健

    康的女儿。

    虽然理论上来讲,小脑并非生存的“必需品”,如维持呼吸、体温等

    等。“生存必备功能”是由脑干控制的,所以大脑或小脑损伤后也还是有

    很多能生存下来的病例。但这个在国内发现的病例,不是小脑发育不

    全,而是完全没有小脑啊!而且更让人称奇的是,这姑娘不仅活着,人

    家还活得好好的,孩子都可以打酱油了。

    虽然目前已知已有30种基因异常会导致小脑畸形,但导致完全缺失

    小脑的原因,现在还完全让我们摸不清头脑。我们也不晓得这名患者随

    着年龄增长,会不会有症状恶化或新的症状出现。不过,既然她没有小脑也能较为正常地生活,小脑,是不是并没有那么重要呢?

    三、既然没有小脑也能存活,它是不是并不重要呢?

    当然重要。后天如果某一侧的小脑受到损伤,就会导致不能精准地

    控制同一侧的身体,譬如不能保持平衡、协调性降低,即使简单地临摹

    一条曲线也十分困难;同时,说话能力也会受到影响,轻则发音困难,重则丧失语言能力。

    而目前所发现的9例天生没有小脑的病例中,也或多或少有语言和

    运动方面的问题。那究竟是什么让先天就没有小脑的人和后天小脑受到损伤的人所受

    困扰的区别如此之大呢?这是因为,在早期发育时期,大脑的神经可塑

    性强,当神经系统某一部分出现发育迟缓或是其他不致命的缺失,其他

    发育的神经细胞可能会自发性地像是“替补队员”一样来适应这种空缺的

    情况,弥补不足,尽量帮助神经系统正常运行。

    在先天性小脑缺失的这种情况中,很有可能大脑的某些神经细胞当

    了小脑的“替补队员”,行使了小脑本该负责的功能,如行走、说话等

    等,使得病人保有部分能力但并不能完美无缺(如这第9位最新发现的情况是,发育比较缓慢、说话不清楚、走路不稳)。

    这么说来可能还是无法让人觉得小脑有多么重要,那是因为我们人

    类现在变懒了,一天到晚都是坐着,即使坐着也能生存下去,所以让人

    觉得好像运动和语言的精准度并没有那样重要。实际上,如果没有让我

    们精准地控制四肢和身体的小脑,我们连钻木取火这一最古老的技能都

    做不到,哪里还谈得上逃离危险甚至狩猎,直至进化到今天呢?最短和最长的神经细胞

    难易程度

    对人类来说,神经细胞因其功能种类在人体位置的不同,长度从2

    纳米到1米多不等。

    一般大家认为最长的人类神经细胞是坐骨神经(sciatic nerve),其

    轴突(axon)始于骨盆中间的位置,经大腿,到膝盖,在膝盖上方分

    叉。它的最长的分支叫胫神经(tibial nerve),从膝盖到大脚指头。人

    们常常说坐骨神经是最长的,其实是坐骨神经加这个,加起来可达1米

    多。

    但严格地讲,最长的应该是正中神经(median nerve)和尺神经

    (ulnar nerve),这两个都是一口气从肩膀到手腕,然后再到手指尖。

    这个长度比大腿或小腿的都长。

    冷知识:严格说来,人最长的神经细胞是肩膀到手指尖的正中神经

    和尺神经。当然啦,这和长颈鹿先生的比不得的。人家从脖子到脚指

    头,传入神经足足有5米!

    在动物里,我查到最长的神经细胞是长颈鹿的传入神经(primary

    afferent neuron),从脖子到脚指头,可达5米长。神经细胞的长度特别有名,是因为它的轴突的主要功能是传输信

    息,为了快,肯定一根轴突传到底。就好像是快马送信一样,如果马的

    速度不会因劳累而减弱或是有其他的任务要办,肯定是不会在驿站中转

    的。神经细胞也是一样的道理。(当然这是在信息“只需要走一条线,不需要到多个目的地”的前提之下。)而最小的神经细胞,就是上篇里

    提到的小脑里的颗粒细胞。Sheldon送给Amy的生日礼物——Cajal的神经细胞

    插图

    难易程度

    说到神经细胞,就不得不提到脑细胞结构研究的奠基人,西班牙神

    经学家Santiago Ramóny Cajal(圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔)。在工作不繁忙

    的一年里,他在业余时间默默地画了几百个脑细胞插图,在一百多年后

    的今天,这些插图还用于大学教学当中。这些插图让他在1906年获得诺

    贝尔医学奖,也被认为是现代神经科学之父。

    在《生活大爆炸》(The Big Bang Theory)第七季的某一集,Sheldon(谢耳朵)让他的女助手给Amy(艾米)买礼物时,助手的压

    轴礼物便是Cajal的手稿。在那一刻,我相信所有学神经学的人心中都会

    惊声尖叫……我导师的办公室里挂着一张Cajal手稿的复制品,我第一次

    走进她的办公室时,就惊叫:“那是真作吗?!”神经科学的浪漫你不

    懂……Cajal最有代表性的一张手稿:浦肯野细胞(Purkinje Cell)

    最近也有艺术家将Cajal的插图与艺术结合,制作出非常有东方韵味

    的艺术品。譬如说,之前给美国卡内基梅隆大学做过一个超美的神经细胞作品的Greg Dunn(格雷戈·邓恩),感兴趣的可以去他的个人网站上

    看他的作品。

    记得大三有视觉神经课,第一节课就是讲Cajal的各种故事和插图。

    他是个极其叛逆的人,非常抵抗权威,父母希望他能够和他们一样从事

    医学工作,有一天带他去郊外的坟场找尸体的碎片带回家画(这是什么

    爸妈啊!)。结果画骨骼是Cajal对医学产生兴趣的转折点——不会画画

    的流氓不是好神经科学家。他一个人一年业余时间所做的工作,比很多

    人一辈子做的都还多。想想自己,老是抱怨“没空”“太忙”,实际上都是

    些借口罢了,这就是平庸和杰出之间的差距吧。神经细胞的好伴侣——胶质细胞

    难易程度

    在神经系统中,除了广为人知的神经细胞以外,还有种细胞比神经

    细胞数量更多,那就是胶质细胞(glial cells)。就现在的知识来看,胶

    质细胞在中枢神经系统里扮演着神经细胞的“老妈子”的角色,或者说做

    着各种行政工作,包括为神经细胞提供框架支持、营养供给、维持稳定

    的“生活”环境等等。而且胶质细胞种类繁多,各司其职、长得也特别不

    一样。

    粗暴一点说,可以将胶质细胞大致分为两大类,一种叫大胶质细胞

    (macroglia,中文翻译好搞笑,我老是打成“大脚指细胞”),包含有很

    多分工明确的细胞,比如星形胶质细胞(astrocytes)、神经膜细胞

    (schwann cells)等等。其中,星形胶质细胞是数量最多的胶质细胞,它填充了神经细胞之间的空隙:它和神经细胞一般只隔着20纳米!那真

    的是脸贴脸,腿夹着腿了。不令人惊讶的,星形胶质细胞的一大工作就

    是为神经细胞们提供稳定的生活环境。

    另一种神经胶质细胞,叫小胶质细胞(microglia),作用相当于在

    脑和脊髓里的巨噬细胞。它的作用是清除中枢神经系统中的损坏的神

    经。

    另一大类胶质细胞叫小胶质细胞(microglia),虽然只占胶质细胞

    数量的20%,但它的角色非常重要——中枢神经系统里的免疫细胞。它

    的工作任务是清除脑和脊髓里的感染性物质和已经坏掉的神经细胞,现

    已发现和帕金森病、阿茨海默病有很大的关系。

    可惜的是,我们对胶质细胞的作用了解得还不够充分,它们的作用很有可能比我们想象的重要得多。而且在很多难以攻克的神经科学难题

    上有着关键作用,如神经再生。因此,也有科学家称胶质细胞为神经科

    学里“沉睡的巨人”——只是,不知何时我们才能将这个巨人唤醒。TWO 其实我们活在大脑创造的虚拟世界里

    先来看看你最熟悉的五种感知吧:视觉、听觉、嗅觉、味觉和触

    觉。

    这些你熟悉得不能再熟悉的感知联手为你创造了一个全方位的高清

    虚拟现实世界,展示着外界传递给你的信息。

    你不信?看了这章就知道了。

    昔者庄周梦为胡蝶,栩栩然胡蝶也。不知周也。……不知周之梦为胡蝶与?胡蝶之梦为周与?

    ——《庄子·齐物论》

    日常生活中充满了各种各样的信息,光线、声音、气味、触摸等

    等。这些信息都必须通过大脑的分析,才能为你我所用。正是因为大

    脑,我们才能够感受、理解身边的世界,并对环境产生合理的反应。

    我一直在思考,既然大脑对于我们的生活如此重要,为什么在人类

    社会中,对它鲜有提及呢?为什么大家对大脑并不是很“在意”呢?

    开始学习神经科学之后,我才恍然大悟。人类对大脑所缺失的应有

    的“在意”并非是一个缺陷,恰好相反,这正是一条细细想来都觉的恐怖

    的线索——我们都,深深地,被一直所相信的“现实”困在里面了。大脑

    展现给我们的这个“现实”太真实、太无瑕了,让人很难意识到,实际

    上,我们一直都被困于其中。你怎么知道你看到的红色就是红色呢?你我看到的红色是一样的

    吗?为什么我们会给红色赋予各种各样的意义?我看到的纯色,可能并

    不单纯,但因为经过大脑的分析,让我只能看到它纯色的形态。而我们

    也只是在用一种互相能够理解的言语在进行思考和沟通。

    其实,眼见不一定为实。你所听到的声音也仅是声音的一小部分而

    已;你所闻到的榴梿味可能和其他人闻到的并不一样;换一个杯子,就

    能让你觉得咖啡变了味道;你以为花椒的麻是一种味觉,但它实际上是

    一种震颤……

    庄周梦蝶,是庄子提出的一个哲学论点,认为人不能确切地分清真

    实和虚幻。两千年后的我们,真的能说已经能够分清真实与虚幻了吗?

    古希腊哲学家柏拉图在《理想国》中,有个非常有名的寓言,叫洞

    穴。讲的是有一群囚犯从小就被关在一个洞穴里,脖颈和手脚都绑在柱

    子上,不能走动、不能转头,只能往前看着投射到洞口墙壁上的影子。

    因为他们一辈子都只能看到那些影子,便深深相信这些影子便是“真实

    的世界”。而当有人挣脱枷锁,走出洞口时,才发现以前看到的不过是

    虚影罢了。虽然这个寓言有不同的解读方式,但在这里,真是个绝妙的

    隐喻。

    你看到的、听到的、闻到的、记得的、感受的,都是大脑呈现给你

    的。当你质疑它时,你会寻求别人的肯定。你拿着一朵花问我,是红色

    的吗?我回答是的。你长出一口气,原来是虚惊一场。但你忘了,我的

    大脑和你的大脑也没什么区别啊!

    你我其实就是被绑在洞穴里的人,大脑呈现给我们的世界就是墙壁

    上的影子。视觉:眼见不一定为实

    大脑是如何“看”到的?

    难易程度

    牛顿发现白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的颜色光线组成。

    即我们对“白色”光的感知是由整个可见光的光谱所形成的。当白色的自

    然光照到物体上,物体会反射某种颜色的光线,这种光线进入人的眼

    睛,落到视网膜上。通过视网膜上的视锥细胞和视杆细胞,物理光线被

    转化为神经信号。视锥细胞负责“调查”光线的波长(对应光的颜色),视杆细胞则对明暗变化和运动较为敏感。而这,只是视觉的开始而已。

    你可以把这整个流程当成一个快递公司的送货系统。光线所含有的

    信息是一个个包裹,从外界的不同位置,送入眼球。视网膜上收集到了

    视觉信号,视锥细胞的工作就是分收快递,然后按类别(即不同波长)

    打包,接着包裹被送入视神经。在此之后,有一小部分包裹,会被送到

    中脑的上丘(superior colliculus)去,这条路线被认为和眼球运动有很

    大关系,也和一些反射行为有关,如当有强光,人会下意识做出举起手

    或转头来保护眼睛的动作。而剩下90%的包裹会沿着固定的路线,经过

    交叉路口似的视交叉,将信号发到大脑里一个叫外侧膝状体(lateral

    geniculate nucleus)的区域。这个区域相当于一个中转站,然后经过这

    里,送往配送中心,即大脑视觉皮层(visual cortex)。这个超大的配送

    中心里分很多很多层,每层又负责不同的任务。视觉皮层位于头的后脑

    勺,还记得《还珠格格 Ⅱ》里紫薇后脑勺碰了石头,然后盲了一段时

    间吗?所以在保护眼睛的同时,也要注意保护后脑勺哟。眼睛只是视觉神经系统的一小部分,而负责处理视觉信号的,是位于后脑勺的视觉皮层

    包裹们会首先进入初级视觉皮层,先拆开包裹,然后看每个物体是

    原本来自哪里的,然后分门别类地送往下一层。在下一层又会分析,每

    个包裹是什么颜色的,然后再下一层又看,这一堆包裹是个什么形状,那一堆是什么花纹;一层层下去,完成最基本的视觉信息的识别,在你

    的大脑中画出了看到的图像,然后还需要根据图像中物体和背景的关

    系,来进一步分析,哪里有阴影、物体之间的位置关系等等。最后把分

    门别类好的视觉信号发送到大脑的不同区域,去做更复杂的任务,譬如

    说,阅读、识别人脸、看电视等等。这里我只是非常笼统肤浅地描述了视觉信号是如何被看到的。研究

    这个的学科叫“视觉神经科学(Visual Neuroscience)”。虽然哲学和神经

    科学常常有很多联系,但“视觉神经的工作原理是怎样的?”是可以单纯

    当成生物学问题看待的。“大脑里的神经活动是怎样引起了视觉认知,以及视觉认知相关的行为的”即视觉神经科学目标研究的主要问题。

    为什么《还珠格格 Ⅱ》里的紫薇撞上石块后失明了?

    难易程度

    在《还珠格格Ⅱ》第34集里,紫薇后脑勺撞上了石块,结果失明

    了。1999年,才小学二年级的我,实在是太困惑了:那石头隔空打物,从后脑勺把前面的眼睛给弄坏了吗?

    其实,眼睛是正常健康的,但视神经或是大脑的视觉皮层出现了损

    伤,也是会导致失明的。

    在《还珠格格Ⅱ》里,慌乱之中,紫薇的后脑勺撞上了石块,结果

    醒来时已经看不见了。这可能是因为当时损伤了位于后脑勺的视觉皮

    层。因为之后她又恢复了视觉,我推测当时她可能只是暂时性地失去了

    视野(visual field)。什么是视野?当保持眼球不动,面向正前方注视

    正中央一个点时,你所看到的空间范围,就是视野。在学术上,紫薇的

    这种情况叫视野缺损(visual field loss)。

    有趣的是,大脑被损伤的位置不同,所导致的视野缺失也不一样。

    下图中,红色区域为大脑损伤的部分(左侧大脑后脑勺处)以及相对应

    的视觉损失的视野区域。 7不同位置的视觉皮层损伤导致不同的视觉损伤。左列是左侧大脑,大脑上红色区域标示的是被

    损伤的区域。在此,为方便解释,所有的损伤都在左侧大脑。最上方表示正常情况下的左右两

    眼的视野。偏盲(hemianopia):左侧视觉皮层受到损伤会导致“看不到”右侧视野。值得注意的

    是,无论眼球如何转动都无法看到右侧视野。象限盲(quadrantanopia),意思是视觉中看不见

    视野中的某一个象限……(说实话我更喜欢日本的翻译,叫“四分盲”,即四分之一盲)。还有

    最下方的视觉暗点(scotoma)

    简单地来说,“左脑负责看右边,右脑负责看左边”。上图中的损伤都出现在左侧大脑,所以视野损伤都出现在右侧。在现实生活中,当出

    现偏盲的现象时,患者会将其形容为——“我的右眼看不见了”。实际上

    是整个右边视野看不见了,但因为缺乏神经科学的知识,以为视觉仅是

    由眼球决定的,误以为是右眼出了问题。

    为什么要长两只眼睛?

    难易程度

    之前我看到了同一个话题的一篇果壳文章,开头很妙(但可惜我找

    不到实际的出处)。话题来自武则天,有天她问大臣们,为什么人要长

    两只眼睛?大臣们张口结舌,都答不上来,武则天则告诉大家,是为了

    当一只眼睛累了的时候,能睁一只眼,闭一只眼。这句话,本是武则天

    敲打大臣,要他们不要多管闲事,后来常被解读为“为人需大度,莫要

    斤斤计较”。

    唉,忧国忧民的我真是为这帮大臣的生物学知识捉急(着急)

    哪……

    这个问题很简单嘛,这个话题在学术上被称为双眼视觉(binocular

    vision)。

    有两只眼睛,一方面是可以有更宽阔的视野,即使周边的信息不清

    晰,也能够有一些警醒作用。这对于常常被捕猎者设为目标的动物们异

    常重要,视野越宽广,越容易发现靠近的捕猎者。

    另一方面就是能够对“视觉深度”的感知更加精准,换句话说就是知

    道一个物体离我们眼睛的距离有多远。当我们看着一个物体时,因为两

    眼之间有一定距离,所以两眼所接收到的图像会有不同,发送至大脑

    后,大脑便会分析两幅图像,从而更加精准地判断眼睛与目标物体之间的距离。然而,这个优势只有在双眼距离较小,两眼所接收到的图像有

    一定的重叠范围时才能发挥作用。当然,要是仅有一只眼睛也是能够估

    计这个距离的,只是不如有两只眼睛来得轻松精确。这一个视觉优势对

    于捕猎者异常重要:在追逐猎物时,运动的物体与自身的距离与捕猎成

    败息息相关。

    要是武后兴趣浓厚一些,就该问,那为什么两只眼睛不放开一点?

    为什么有些动物的两只眼睛靠得近一些,有些两只眼睛分在头的两侧?

    正如之前所提,双眼的两个优势相互牵制:如果想要更宽阔的视

    野,双眼就是分得越开越好;如果想要对一个运动的物体进行快速地跟

    踪,就最好让双眼靠近一些,有更多的重叠范围。所以,作为常被捕猎

    的“弱势”动物们,如兔子、羊、鹿,两只眼睛位于身体的两侧;而作为

    捕食者的鹰、狮子、老虎甚至蛇的双眼靠得都很近,且面向前方。最佳

    的对比例子就是鸽子和老鹰。即使在眼睛不动的状态下,鸽子也能看到

    300多度的视野,而老鹰只能看到不到120度,但有近90度为两眼视野的

    重叠区域。(唉,某鸟天生只有逃跑的命啊……)

    冷知识:别看鸽子呆头呆脑的,即使你站在它身后,人家也是看得

    到你的哟。鸽子和老鹰的视野范围。鸽子有将近全景的视野,而老鹰仅有120度视野。图中圆弧显示的是视

    野,深色区域为双眼视觉(Biocular vision),即双眼视野重叠部分;浅色区域是单眼视觉

    (Monocular vision),即只有一只眼能看到的范围

    像我们人类这样双眼往前看的动物,(大多数,在正常状态下)两

    眼运动时是保持一致的。右眼往右看,左眼也按照相同的速度往右转

    动,使得视野范围向右平移。当然也有动物两只眼睛能够分别自行运动

    的,譬如说擅长伪装的变色龙,但毕竟人家是靠看环境、脸色吃饭的物

    种。

    那为什么不能多长几只眼睛,甚至放一个在后脑勺呢?对神经系统

    来说,眼睛是一个很昂贵的配件,不仅眼珠,连相连的神经纤维都非常

    精细,也占据相当的空间,更重要的是分析视觉信息需要占据大脑很多

    的分析资源。生存,就是一路的妥协。这一点,你可能从未意识到,但希望读完这一章之后,你能够理

    解,视觉神经系统是一个多么精致、设计巧妙的系统;在读完这本书之

    后,希望能让你理解,视觉仅是神经系统的诸多功能中的一个小小方

    面。人类的进化,一路上充满了我们与自然环境、与其他的物种之间的

    争夺和妥协。而对神经系统中的各个功能而言,相互之间,也在进行着

    无声无息的竞争。

    闭上眼,在视野里漂浮的那些奇怪的东西是什么?

    难易程度

    70%的读者看到这句话就应该知道我说的是什么,特别是在看到很

    亮的单色平面时(如蓝天),很容易看到奇怪的半透明漂浮物,而且这

    些漂浮物还会缓慢向视野下方或左右两边滑动。还不知道我在说什么?

    那你就是那剩下的30%,那东西大致长这样:当光线充足,仰望蓝天的时候,偶尔在视野中会看到透明、蜘蛛丝一般的玩意儿飘来飘去,即

    使转动眼珠,它们还是在那儿

    那到底是什么?为了展示,上图将它的颜色加深了许多。如果你看

    了这张图还是不理解,说明你从未有过这样的体验,建议直接跳过这篇

    文章。说实话,直到大三,我一直以为是我自己眼睛的问题。大三上主

    修课视觉神经的时候,老师说大多数人会看到这种漂浮物,叫

    floater(玻璃体浮游物),中文俗称“飞蚊症”。

    人的眼球中心是由一种无色透明的胶状物体填充的,叫玻璃体,起

    着撑起眼球并固定视网膜的作用。而这些蜘蛛丝般的浮游物,实际上就是玻璃体里的一些搅在一起的蛋白质所造成的阴影。

    当光线很亮,穿过晶状体时被这些蛋白质挡住,在视网膜上造成了

    阴影,进而看到了像上图一般,轮廓清晰但中间透明的样子。这些一坨

    一坨的蛋白质不是什么有害物体,实际上你时时刻刻都看得到它们,不

    过因为不明显,大脑也习惯了,所以你一般不会意识到它们。实际上眼

    内的血管也会挡住光线,但因为血管的位置是固定的,大脑习惯后,就

    会无视血管。另一种情况是,眼内出血会导致红细胞进入玻璃体,也会

    导致飞蚊症,特别是当玻璃体将这些红细胞推向视网膜时,会呈烟雾状

    出现。

    一般来说,飞蚊症只是有些烦,不会对视觉有什么影响,但在严重

    的情况下,有时会很容易让人分心。而且近视的人特别容易出现较为明

    显的飞蚊症。老年人也更容易受到严重的视觉困扰,特别是在白内障手

    术之后。现在的年轻人因为用眼过度,也会导致飞蚊症的出现。当飞蚊

    症非常严重时,可以通过将玻璃体吸出,替换为类似的胶体来治疗,但

    这种手术很容易有严重的后遗症,所以若非飞蚊症严重影响视觉,不会

    建议患者用手术治疗。

    如果你和我一样,闭眼后,有光线通过眼皮都会看到漂浮物的话,要好好注意用眼卫生了。用眼卫生不仅仅对青少年很重要,对我们成年

    人来说也是需要注意的。

    大脑骗局的泄密——裙子到底是蓝黑色还是白金色?

    难易程度

    2015年3月初,有一条裙子,让很多人友谊的小船翻了又翻。“你觉

    得这条裙子的颜色到底是蓝黑还是白金?”成为很多人那两周见面聊天

    的开篇话题。你要是说不知道我在说什么,你肯定不怎么玩朋友圈。请自行上网搜索“蓝黑裙子”。

    无论是看成白金还是蓝黑都和色盲色弱没关系,对一个物体的颜色

    的感知,不仅仅是“所见及所知”,而且是通过分析物体及周围的环境

    (如背景亮暗等),是将物体与环境一起分析、杂糅而成的。把这条原

    本蓝黑色的裙子,看成一条白金色裙子,只是一个“正常”的视觉错觉而

    已。

    在睁着双眼的每一刻,大脑都会收到很多很多视觉信息。为了能够

    快速地分析这些信息,通过多年的学习,大脑会预先设计一些捷径,譬

    如说“人脸都是凸出来的”,或是“当光线暗的时候,看到的颜色和物体

    本身的颜色会很不一样”。这些捷径在大多数时候都是很管用的,帮大

    脑节省了大量的时间和精力,对人类的进化生存以及我们现在的日常生

    活有非常大的帮助。

    但有时,这些预设的捷径会帮倒忙,使得我们产生了视觉错觉。

    譬如说,在这次的“蓝黑裙子”事件中,明明是蓝黑色的裙子,很多

    人却觉得是白金色,是因为很多人都有“白色物体在这种昏暗的光线下

    会看起来像蓝色”的经验。简单地来说,就是你实际上看到了“蓝黑

    色”,但大脑走了捷径,将看到的视觉信号进行了分析和校正,让你觉

    得它其实是白金色的。

    如果把视觉系统和照相机类比一下,这个捷径相当于摄影中的“自

    动白平衡”系统。

    对于所看之物,我们每时每刻都在“脑补”。倒不是因为“眼见不为

    实”,而是“脑见不为实”。因为人的眼睛“看”到的颜色,和我们“想”的颜

    色是不一样的。我穿着蓝黑色条纹的裙子分别站在黄色灯光的房间里(左)以及灯光昏暗背光的房间里(右)

    时,你看到的颜色实际上是不一样的。只有经过“脑补”,才会知道本来的颜色

    多一点颜色:艺术家最想得的精神病——四色视觉

    难易程度

    No offense(无意冒犯)。

    不管你是不是学艺术的,看完本章你估计都会想,要充多少话费才能得这种“病”。反正我是想的。

    在学视觉神经学的时候,最好玩的事就是讨论每个人眼里的颜色是

    不是一样的,就像每个人听到的声音是否一样。

    对拥有普通视觉的人来说,蛮难想象不同情况的色盲眼中的世界是

    怎样的(换句话说,看到的颜色比普通视觉的人少)。而更难想象的

    是,如果有人能看到更多的颜色,又是怎么样的呢?

    每只人眼中有大约600万到700万个视锥细胞,这种细胞的重要特点

    就是在亮度高的地方有辨别颜色的能力。在普通视觉的人中,眼球中有

    三种视锥细胞。这三种视锥细胞能够吸收不同波长的光线,通过测量它

    们对于不同的光线的吸收能力,科学家发现它们吸收最佳的光线波长分

    别是:红色的长波(560纳米),绿色的中波(530纳米)和蓝色的短波

    (420纳米)。拥有这三种视锥细胞的人也被称为“三色视觉者”。

    早在200年前,英国物理学家Thomas Young(托马斯·杨)就发现了

    光的三原色,即用相同比例的红绿蓝色的光相叠加就会成为白色光。根

    据这个生理原因,我们现在用的电子设备,都是用这个颜色模型来检测

    和显示图像。要注意的是,这和绘画里用的红黄蓝三原色不同,所以相

    对应地,在印刷时,专业人士会用包含着洋红色、黄色、天蓝色以及黑

    色的CMYK颜色系统。

    三色视觉者能够看到近一百万种颜色,但只能区分150种左右。而

    且如果是灰色,常人也只能分辨出大概30种灰色,所以什么“五十度

    灰”(Fifty Shades of Gray

    8)是不现实的啦。即使如此,一百万种颜色

    听起来也不少了吧?

    冷知识:拥有普通视觉的人能够看到近一百万种颜色。

    别骄傲,还有人能看到一亿种颜色呢!有些动物,如某些鱼(家里养的金鱼)、鸟类、昆虫,两栖动物甚

    至有第四种视锥细胞,让它们的视觉认知扩展到看得到紫外线。虽然从

    进化学角度来讲,很久以前,估计很多哺乳动物都是四色视觉者,但随

    着基因改变、环境变化,这种视锥细胞在哺乳动物中已经没有什么存在

    的必要了,所以变得非常少见。

    经过20多年的寻找之后,2010年终于发现一名英国女性有四色视觉

    9;紧接着,一名叫Concetta Antico(康希达·安蒂可),的澳大利亚印

    象派画家也被证实有四色视觉 10。拥有四色视觉的人类,看到的颜色数

    量被认为是常人的100倍,也就是近一亿种颜色。

    印象主义让Concetta表现了她眼中的世界:即使一个物体是单色

    的,她却会看到如马赛克镶嵌般的多种色彩(想想都觉得好璀璨)。

    对于人类,两个负责视锥细胞色素的基因都位于X染色体上。因为

    女性的细胞里有两个不同的X染色体,更有可能会带有“与众不同”的视

    锥细胞色素的基因,就有可能产生四种不同的视锥细胞色素,进而有四

    种不同的视锥细胞 11。哎,我们女性不易遗传到红绿色盲,又更容易有

    四色视觉,不得不说在这点上,上帝真是眷顾我们呀!

    虽然在视网膜上有第四种视锥细胞可以让人的双眼获得更多的色彩

    信息,但是大部分的视觉是在大脑里产生的。即使有了第四种视锥细

    胞,视觉图像在大脑皮层里形成的过程和步骤应该也是一样的。

    Concetta的色彩辨别能力如此之强,也有可能是因为,作为一名画家,她接受了长期的训练,大大加强了她的辨色能力。由于已确认的有四色

    视觉的人太少了,得到长期训练的人更是稀有,所以现在还无法确定。

    这又回到了基因学里常讨论的一个老套话题:Nature VS Nurture(先天

    VS后天)。

    测试四色视觉比较复杂,大多数的测试还是基于普通三色视觉的,所以现在最靠谱的确诊方式是通过基因测试。虽然作为一名画家,她非

    常幸运地有了第四种视锥细胞,但遗憾的是,她的女儿并没有继承到第

    四种视锥细胞,而且还已经被确诊为色盲。

    那到底有多少人有这种四色视觉呢?现在还不清楚。2015年上旬在

    职业社交网站LinkedIn(领英)上有人发帖说有25%的人有四色视觉,那完全是胡扯。整个帖子基本上每句话都有错,科学家看到肯定会醉。

    我们现在还不能简单地看些图片来测试四色视觉,所以如果看到网上说

    在图片里能看到超过多少种颜色就是四色视觉的,都是骗人的。

    天生盲人的视觉皮层怎么办?

    难易程度

    我们已经知道,视觉皮层负责人的视觉认知。自从人诞生到这个世

    界上,视觉系统成熟之后,睁开眼所看到的任何信息,我们的视觉皮层

    都会逐渐学习。

    那么,从出生就失去视觉的盲人的视觉皮层会怎么样呢?

    答案是,会用来处理语言。

    早在1997年,就有发现天生的盲人的视觉皮层在阅读盲文时会被激

    活 12

    (相反地,拥有正常视觉的普通人在阅读盲文时,视觉皮层并不会

    被激活),而且在听词句的时候,视觉皮层也会激活。当使用经颅磁刺

    激(Transcranial MagneticStimulation,简称TMS)干扰视觉皮层时,盲

    人对语言的理解能力有明显的降低!2015年7月,来自MIT的研究人员

    进一步地将这些研究在年幼的天生盲童身上得到了确认 13。即使还没有

    学过盲文的4岁儿童,在听“能听懂的本国语言”“听不懂的外国语

    言”或“纯音乐”三种状态下,视觉皮层也都被激活了,且明显对于有语言意义的语句最为活跃。当然,除了这里关心的视觉皮层以外,相关

    的“正常状态下应该激活的区域”,如通常认为负责语言的大脑区域——

    外侧颞叶皮层(lateral temporal cortex)——也不出意外地在盲人大脑中

    被激活了。

    这个结果给我们展示了大脑令人吃惊的可塑性:当一种大脑区域在

    长时间接收不到该有的训练时,就会成为其他功能的“殖民地”。可到底

    是什么决定了“语言”成为这片“土地”的新主人?“语言”和“视觉”之间,特别是在神经发育的过程中,又到底有怎样不为人知的关系?这就要等

    待进一步跨领域合作的新的研究来解答了。听觉:听不听得到,就这个旋律

    什么是“鸡尾酒会效应”?

    难易程度

    想象一下,我们俩坐在咖啡厅里聊天,窗外哗啦啦地下着雨,隔壁

    桌的两位刚刚血拼归来的妹子在激动地讨论战利品,不远处咖啡师正在

    用蒸汽加热牛奶,头顶还放着不算太好听的纯音乐,突然某个人的手机

    响了,响起不自然的尖锐的铃声……

    而在如此嘈杂的环境下,你还能够听清我的声音,不是因为我的声

    音比背景音大声,或是声音的性质完全不同,而是因为你的大脑将听觉

    注意力放在了我的声音上,并进行了过滤。在多种声音混杂的环境中,注意倾听某一种声音,在听觉神经科学上是非常重要的一个现象,叫

    作“鸡尾酒会效应”(Cocktail Party effect)。

    为什么这个很重要?如果人类的听觉系统没有这个能力,我们就无

    法区分不同声音,更不可能听得懂语言和音乐了。但是,即使它很重要,那又怎样呢?视觉不是也能够区分不同的物

    体吗?

    这次,请想象你现在正站在一个平静的湖边,你的左右两边正好有

    两道小水渠,湖水流入水渠之中。微风吹起落花,在两道水渠中,一边

    掉落了一片花瓣,一切都很宁静,湖水静止,像是镜子,所以水渠中的

    花瓣也只是静静地浮在水面上。这时,不远处有人往湖中掷入石子,打

    破了湖面的宁静,一圈圈波纹散开来,也扩散到了水渠之中,花瓣随波

    时起时伏。这时,通过观察比较两边花瓣的起伏,可以了解到水波的大

    小和来的方向。

    想想觉得不可能办到吧?但实际上,你的听觉就能做到:丢入湖中的石子等同于现实中制造声音的物体,水波正如声波,而你左右两边的

    水渠是你的耳朵耳道,水渠中的花瓣是你的耳膜,而你所站的位置、所

    做的观察和分析,就是你双耳之间的大脑时时刻刻都在做的声音分析。

    这种机制不仅精确还非常迅速,最直接的例子就是语言。在与人交

    谈时,你不仅能够理解声音组合的意义(由一个小女孩所说的“苹果”和

    一个中年男子所说的“苹果”,声音实际上是完全不一样的,但你能够立

    马明白他们俩说的是一个东西,并联想到苹果的样子),而且在语速加

    快、背景嘈杂的情况下也能够理解得非常精准。

    那为什么需要知道它是怎么工作的呢?

    因为这个机制所完成的任务对现阶段人类创造的人工智能来说是一

    件很困难、复杂的任务,对人类听觉多一些了解,有可能就会对耳机的

    设计、虚拟现实、语音识别有进一步的帮助。譬如说iPhone的Siri,它

    现在很糟糕吧,背景稍微嘈杂一点,或是发音稍不标准,Siri就听不清

    楚你在讲什么。相比之下,人对声音的分析能力比它强太多了,如果

    Siri能学习一下人脑,说不定会有很大的进步,不,将会是飞跃。因为

    Siri现在压根就听不懂我们在说什么,它只是简单地把声音信号变成了

    字而已,然后再把准备好的答案告诉你。

    啧啧,人工智能离真正的智能还有很长的路要走呢。所以说,双耳

    之间,正在发生令人惊叹的事情,正因如此,神经科学才如此令人着

    迷。

    每天听音乐超过一小时,真的会导致听力减退吗?

    难易程度

    听觉,需要的不仅仅是耳朵,更重要的是大脑。因为对神经科学缺乏了解,大家一般想到听力,都觉得听不听得到,主要靠耳朵。稍微了

    解一点的人会说,导致听力减退的是脆弱的耳蜗(cochlea)。

    耳朵只是听觉神经系统的第一阶段,外耳收集声音,中耳把声音转

    化为耳膜二维的前后振动,内耳的耳蜗将声音的机械运动转化为神经信

    号。左右两耳收集到不同的声音信号,沿着脑干分别送到右左两边的听

    觉皮层(位于颞叶,即大脑两侧),再通过这片大脑的不同区域的合作

    分工,一层层分析听到的声音的物理特征,包括频率、声强(注意,音

    量是个主观的心理量度,与声音的频率也是有关系的)等等。若是有意

    义的声音,然后还要把声音信号解析发送给语言和音乐中心,进行更加

    高级复杂的认知功能。

    等等,什么是“听力减退”?

    “听力减退”是个非常概括的描述。如果直接提问:每天听音乐一小

    时还是两小时,每过20分钟休息一下、音量正常、音乐并不过多使用高

    频声音、使用舒适的耳机或是用音箱的话,会不会对听力有什么特别的

    伤害?但你也看到了,我加了很多条件。

    因为,即使是在美好的工业时代之前,没有工地噪音、没有天天听

    音乐,人的听觉也是随着年龄增长每一刻都在衰退。

    其主要原因,就是耳蜗里的毛细胞(hair cell)逐渐死掉。下面我

    要解释一下背景耳蜗和其毛细胞的重要性。

    在听觉的第一个阶段(耳朵中)耳蜗是最重要的。耳蜗是一个长得

    像蜗牛壳的内耳结构。

    耳蜗是听觉转导器官,负责将来自中耳的声音信号转换为相应的神

    经电信号,交送脑的中枢听觉系统接受进一步处理,最终实现听觉知

    觉。——维基百科

    耳蜗有像花卷一样的结构,里面是一个连通的管道。而我们就是通

    过这个结构来感知声音中不同的频率的。没有耳蜗,耳朵就失效了。而

    这个像蜗牛的组织,有什么特别之处呢?

    冷知识:人的耳蜗转了两圈半,小白鼠的则是半圈。

    我们知道,人类能听到的声音频率范围很窄,只有20到20,000赫

    兹,而且这个算是正常人的极限,很多人就算很年轻的时候都只能听到

    15,000赫兹。实际上,人比较敏感的频率区间只有1000到4000。原因

    很简单,我们的听力是用来交流和发现危机的,与我们生活相关的自然

    声大多只在这个区间。冷知识:声音也可以通过骨头传递到中耳,从而被听到。这就

    是“骨传导”(bonecouduction)。

    耳蜗的墙壁上,密密麻麻地排着一种很特殊的细胞,叫毛细胞。你

    看它的样子就知道为什么叫这个名字了。

    声音导致耳鼓振动时,会使得耳蜗内壁上的这些毛细胞的毛也“摇

    曳”起来。每根毛的头顶都有根类似于旧式灯的拉绳开关的线,这根线

    连接着旁边的毛侧面上的离子通道。每当这些毛左右摇曳时,短毛就会

    带动这个线,进而将旁边的长毛上的离子通道拉开。这时毛周围液体中

    的钙离子和钾离子便会从这个离子通道一拥而入,激活这些毛的所属毛

    细胞。小鸡的内耳毛细胞。每个毛细胞(橘色部分)大概10微米宽,蓝色部分为“毛”。每一个毛细胞

    旁边有6个辅助它生存和工作的其他细胞(绿色部分)。请注意,这里的颜色并非细胞本身的颜

    色,仅是为了示意不同的细胞和细胞机构

    耳蜗是将声音中的不同频率解码为神经信号的重要结构。把卷着的

    耳蜗拉直,位于耳蜗根部(就是更粗大的那一部分)的毛细胞负责高频

    率声音的转化,而另一头的毛细胞,就是本来裹在耳蜗中间的那个尖

    尖,负责低频率。从某种程度上来讲,负责最高频的毛细胞的数量是要

    少于负责中频率区间的。所以听力的衰退是从对高频声音变迟钝开始

    的。

    现在你应该知道毛细胞有多么重要了吧?没有它们,或者它们的数量过量减少,我们的听力肯定会出大问题。要命的是,毛细胞是不能再

    生的。(至少在自然的状态下,人类耳朵的毛细胞是不能再生的。虽然

    我们在实验室中再生毛细胞的工作已经有很大的进展了,但到广泛的临

    床引用还有很长的一段路要走。)

    冷知识:鸟的毛细胞在日常情况下也是可以再生的哦。

    残酷的现实是,随着年龄增长,每一天,我们的毛细胞数量都在减

    少,当年龄过了35岁时,已经很明显地不能与青少年那样听到很多高频

    声音了。有个英国大叔非常讨厌社区里老是在他家门口玩耍的小孩,就

    制作了一个会不间断发出高频声音的音响,放在他家门口。因为他已经

    听不到了,所以对他无影响,但小孩靠近时,就会听到那些烦人的高频

    噪音,然后逃跑。

    大多数年轻人,只要不是因为耳朵受到严重的物理损伤或患过精神

    疾病,不是一天到晚、一周七天、几十年如一日都在那种分贝很高的环

    境下生活工作,基本上我们不认为会有什么严重的听力问题。当然,某

    些特殊的职业可能难以避免,譬如说,专业录音师就比同龄人的听力要

    差一些。

    当要做专门针对老年的听觉的实验时,年龄超过50岁的志愿者均需

    要提前做一系列听觉测试,让我们掌握其听觉能力的情况。实际上,像

    是研究正常人类听觉的,参加我的实验的志愿者不能超过35岁,过了35

    岁的听觉能力已经不在最好的状态了,衰退最明显的就是高频方面。

    不过不要太担心,这都是自然和正常的。毛细胞就是这样的消耗

    品。手机使用都会有损坏,人类衰老更是无法避免的。但如果你过度地

    不正常使用毛细胞,譬如在过于吵闹的环境下生活,肯定会导致它更快

    速地消耗。随着年龄增长,听力衰退极为正常。

    但也不要因为年龄增长而过于难过,时间带来的不仅仅是衰老,还

    有日复一日而得到的宝贵经验。在第一章节中的“关于大脑的十大流

    言”中已经提到,虽然随着年龄的增长,有些大脑认知功能可能会因为

    一些疾病出现问题,但大多数的认知功能会随着年龄的增长而变得更加

    熟练。对于听力,年长者比年轻人的听觉注意力更加集中,换句话说,两者都能听到的范围之内,年长者因更熟练地控制注意力,听觉反而更

    加灵敏和准确。换言之,可能耳蜗没有年轻的时候灵敏了,有些区间的

    声音听不到了,但由于大脑处理声音的能力相较年轻时更强大,弥补

    了“硬件”的不足。

    那从小学乐器的人听力会比常人衰弱吗?对于从小接受音乐训练的

    人,抱歉,你们的毛细胞肯定是比正常人衰弱得更快的,倒算不上损伤

    啦。但是!但是!你们的听觉皮层绝对比小时候没有接受过音乐训练的

    人更加优秀。绝对不要小看听觉皮层。你可以这么想,虽然我用的照相

    机不是特别好,但要是Photoshop技术不错,稍微调一下,照片说不定

    要比用更好更新的照相机的人拍的照片还要出彩。

    有人在嘈杂的环境中听别人说话的能力更差,虽然耳朵是好的,这

    很有可能就是因为听觉注意力差于常人。而接受过长期专业音乐训练的

    人,听觉注意力一定是优于常人的,因为在学习乐谱以及弹奏乐器时,一定会不断集中注意力在声音上。同时,会音乐的人的听觉工作记忆

    (简单来说就是短时间记住一些节奏、声音的特征等等)也会明显比普

    通人好很多。

    长期听音量过大的激烈的音乐,肯定会对耳蜗里的毛细胞造成不可

    逆转的消耗。但是,只要正常听音乐、上课、与人交流,正常人过了20

    岁,毛细胞就会很自然地减少,然后35岁会开始明显逐渐听不见高频的

    声音。衰老对于听力来说,是很明显的,也极为正常。但是一般来说,要

    到50岁以后才会逐渐发觉,因为平时交流和欣赏音乐并不需要那么高频

    的听觉能力。

    但是,我的意思并不是说,请每天两三小时不间断地去听死亡金属

    吧!

    大家都知道要“卫生用眼”,其实“卫生用耳”也是极为重要的。因为

    老花眼,戴眼镜就好了,耳朵老化了,医生也很难帮助你。你想早早地

    戴助听器,甚至做手术装昂贵的人工耳蜗吗?

    虽然助听器的发展已经很迅速,价格也越来越能够让人接受,但还

    是很不便宜(悄悄话:助听器在欧洲是暴利产业),而且戴着也很显

    眼。

    现在大家觉得戴眼镜是很正常的,实际上这个概念就不正常。人的

    感知器官都非常脆弱,返厂重修的总是不如原装的好。不能因为医学和

    科技的发展,而放纵自己或自己的小孩哦。

    听莫扎特的音乐,小孩更聪明?

    难易程度

    要想考得好,音乐要趁早,7岁分水岭,学了错不了。

    ——赵思家

    有一个非常有名的理论叫“莫扎特效应”,指的是如果胎儿或幼儿常

    听莫扎特的曲子,就会变得更聪明。这个理论提出之后,1998年美国乔

    治亚州州长Zell Miller(泽尔·米勒)甚至提议,每年财政预算划拨105,000美元给每一个在乔治亚州出生的小孩提供免费的莫扎特磁带或者CD。当然,1993年原本的那篇论文 14

    ,并没有说莫扎特会让小孩变得

    更聪明,而是说音乐能够使人的精神意象(mentalimage)和时间排序的

    能力变得更好。

    精神意象是指长期记忆中具备的感知信息。譬如说对我来说最特别

    的视觉意象是很小很小的时候,有一年秋天外婆和妈妈带我去人民公

    园,我现在都还记得外婆牵着我的手,因为还很矮,我的手举得高高

    的。画面的中央是妈妈拿着小铲子和小口袋走在前面捡桂花,路的两边

    种满了桂花树,风一吹,金黄色的桂花跟下雨似的落在地上,铺得满地

    都是。可能因为是极其美丽的画面,那个年龄的其他东西我一丁点都不

    记得了,但就这个画面记忆如新。

    还有一种精神意象,譬如说你某日傍晚回家路上经过小广场,第一

    次听了一遍《小苹果》,过了一个月,你坐在令人紧张的英语听力考场

    中,脑中回荡着“你是我的小呀小苹果怎么爱你都不嫌多……点亮我生

    命的火火火火火火你是我的小呀小苹果……”。

    咱们回到1993年的那篇原论文来,精神意象和时间排序的能力增强

    后,在某个IQ测试中的空间推理部分得分就会变高。但现在的IQ测试只

    能反映一小部分的大脑能力,而且谈不上精确。所以不能片面地说,一

    个IQ测试中的某一个部分得分增高,智商就增高了。但当时一传十,十

    传百,到大众嘴边时,已经快变成“多听莫扎特,智商爆双百”。一时

    间,洛阳纸贵,莫扎特碟片稀。

    虽然后来一系列的研究并没有发现听莫扎特或者听其他古典音乐,会对人的认知能力有什么长期帮助(至少现在的研究还没有发现)。但

    是,与此同时,科学家也发现,在儿时经过系统并长期的音乐训练,会

    在某些方面,帮助小孩发展认知能力。

    音乐训练帮助认知发展。2005年的一个实验发现,小时候参加正统的音乐训练会让孩子对音乐的情感加强,换句话说,更能理解音乐所传

    递的情绪和情感,虽然是个很小的大脑变化,但是是长期的。

    数个实验发现,若儿时至少会一种以上的乐器,通过专业训练所得

    到的一些认知优势会持续存在到成人时期。有帮助的认知功能包括推

    理、在多重任务之间相互切换、工作记忆、计划能力和解决问题的能力

    15。而且,通过统计显示(当然这个很有地域性),长时间学习乐器的

    小孩,会在学校里在语言(特别是学新语言)和数学上表现更优秀 16。

    这些发现实际上也并不令人惊讶,毕竟练乐器会锻炼小孩的动态感

    知信号(视觉和听觉)以及运动信号(手指、手腕、手臂,有些乐器还

    需要嘴唇的精确控制,如笛子、箫),这些高级认知能力的长期、强化

    训练必然会对学习和记忆带来好的影响。

    通过比较很早就开始学乐器的音乐家和稍晚才开始学习音乐的音乐

    家的大脑成像发现 17

    ,早学乐器的人胼胝体(corpus callosum,即左右

    脑之间相连的部分)的白质含量明显更多,而胼胝体是人类大脑中最大

    的白质带。白质的区域相当于汇聚大脑中的“电线”的部分,起着帮助位

    于大脑区域的神经细胞相互沟通、共同合作的作用。片面一点说,白质

    更多,大脑不同区域的连接就更多,沟通更有效,高级的感知认知功能

    就会更好(做需要多种感知的高难度工作,如听写英语单词)。这个研

    究的结论是,7岁,是一个音乐学习的分水岭。儿童学习音乐对认知能

    力影响的最重要的时期为7岁之前。胼胝体——最伟大的协调者。胼胝体是连接大脑左右两个半球的重要部分。两个半球之间的沟

    通大多都得通过胼胝体。譬如,有研究发现音乐家的胼胝体前部要比普通人大一些

    哇,这个结论是不是很有实用价值?有小孩的,或者在考虑要小孩

    的,这个是此文的高潮哦!7岁!7岁!有小孩的,别拖拖拉拉,7岁前

    务必要学啊(我怎么听起来像是个卖碟片的)。我是3岁开始弹钢琴,小学毕业前就结束了短暂但极其辛苦的音乐学习生涯。不过,我自认为

    虽然现在不会弹了,对音乐没什么天赋,智商也不高,但在做各种各样

    的听觉感知任务,做得都还不错。音乐,让人变得更聪明?从一定程度上来说,这句话是对的,而且

    对大脑发育的好的影响肯定比我们现在所知的更多。至少能让聪明人更

    聪明。但也有很多局限性,譬如说,必须要系统专业的长期音乐训练,而且也要在年岁很小的时候就开始坚持训练。对神经科学来说,这个命

    题实在很难,因为长期的人类实验是非常难以控制和精确测量的。不

    过,管他是聪明了一分还是两分,有好处,为什么不让小孩去学?

    我想,这点对家长来说务必需要考虑,同时也希望制定教育政策以

    及分配教育资源的人或者是以后有这样权力的人,也要更加重视艺术在

    儿童教育中的比例和地位。

    为什么下雨天里的睡眠质量特别好?

    难易程度

    我非常非常喜欢下雨天。因为我觉得落雨的声音极其令人心情平

    和,而且每逢雨夜,我的睡眠质量都特别好。这可能有很多种原因,但

    作为专门研究听觉神经科学的博士生,我有一番自己的解释。

    视觉有眼睑作为开关,但听觉是没有开关的(除非用耳塞死死堵

    住)。听觉系统像是一个全年无休的安保警报系统,即使你在睡觉时它

    也一直监控着身边的环境。这毫无疑问对人类的生存有着绝对的优势,使得我们即使在睡觉这种无意识状态下,还能够警觉地发现危险,并及

    时地采取行动。

    但这也有些坏处。譬如说你因为室友的打鼾声而无法入眠,好不容

    易入睡后,又被隔壁小孩的吵闹声吵醒。但实际上,并不是噪音本身把

    你吵醒了,而是突然间的变化或反差吸引到了你的注意力,让大脑下意

    识地警醒。什么叫突然间的变化呢?打个比方,在一间漆黑无光和一间有些光

    的房间里,你突然打开手电筒,在哪个房间里手电筒的光线才更明显

    呢?当然是在漆黑无光的房间里。如果房间里本来就有光,那些原有的

    光好似“遮蔽”了来自手电筒发出的新的光线。这被称为遮蔽效应

    (masking effect)。相同的道理,把光换成声音,相比一间长时间有杂

    音的房间,在一个寂静无声的房间里,突然响起来的手机铃声会更加引

    人注意,即使手机铃声本身是一样的。

    自然界的声音自然而然会使人感到放松。这大概是因为自然界的声

    音往往有一定的重复性,而大脑对于重复性的信息,很快就会适应,所

    以即使雨声本身是多余的噪音,也能让你伴着它声睡着。

    而类似于噪音的雨声就是给熟睡的你制造了一个遮蔽效应,使得一

    些原本在寂静的夜晚会影响到睡眠的外界声音变化被遮蔽了。换言之,雨声减少了卧室里的信噪比(SIGNAL-NOISE RATIO,简称SNR或

    SN。指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例),达到了一

    定的噪音消除作用。

    利用这类原理,有人还专门在办公区域制造一些类似于雨声的白噪

    音、粉色噪音,用来隔绝声音,起着一定的隐私保护和减少干扰的作

    用。

    在独自工作时,我就不太喜欢完全寂静的环境,所以我会放一些混

    合着壁炉烧着木头噼啪作响,或是有些低语声的背景音。如果你也喜欢

    这样,强烈推荐一个背景声合成网站:Ambient Mixer(www.ambient-

    mixer.com)。在夏天,我最喜欢用模拟斯莱特林公共休息室的背景

    声,因为它是一间位于霍格沃兹城堡的湖底的半透明房间,所以偶尔会

    听到水的声音。而在看书的时候,我更喜欢用声音模拟拉文克劳公共休

    息室,因为位于城堡的高处,风声飒飒,吹起拱形窗户旁挂着的蓝色丝

    绸窗帘,又因为房间是圆形的,人踩在木地板上的声音产生的回响又有些不同……

    “咔嚓”声让脆皮冰激凌变得更好吃?

    难易程度

    我一直认为,声音是被忽视的味道。通过声音,你可以了解很多食

    物的质感——如薯片一般薄脆、如炸花生米那般的“嘎嘣脆”,或是咬开

    小笼包的薄皮时,自己发出吸汤汁的“咻咻”声音。

    特别是对于中国人,可能是因为食物的“色香味”实在是做得太好,实在显得太霸道了,吃饭时发出声音也是不雅,所以对美食所产生的声

    音更是忽视。这一点从语言就能看出来,中文中形容薯片,叫脆;形容

    花生米,叫脆;形容吃新鲜生菜,也叫脆。而在英语里,下意识就会

    用“crispy”“crackly”和“crunchy”分别形容这三种食感。

    “脆”这个食感,在文明开始之前,对于人类生存异常重要,因为它

    代表着水果、蔬菜的新鲜程度。在医疗还算发达的今天,因着处理食物

    的不同方法,脆已经不仅仅存在于新鲜蔬果,也可以存在于炸得香喷喷

    的鸡皮、新鲜的油条等等。

    想象吃下一口薯片,要完全不发声音地吃掉它们,这是个不可能完

    成的任务。当然你要是一直含着,用口水把它们弄软,我也无话可说。

    但实际上,“脆”的这个食感,很大程度上靠听。

    这个很好测试。给蒙着眼的受试者喂薯片,完全隔音的耳机里播放

    不同脆度的薯片咀嚼的声音,然后给这片薯片的脆度打分。吃同样一片

    薯片,如果听着软乎乎的声音,与听着“咔喀咔喀”薄脆的声音相比,后

    者会明显感觉更脆一些。

    在不事先告知的情况下,所有的受试者以为吃到的薯片是来自不同牌子的 18。不仅这样,仅通过调节你听到自己吃薯片所发出声响的音

    量,就让你明显感觉到不同。把薯片换成苹果也有类似的结果 19。

    我从牛津大学的著名认知神经科学家Charles Spence(查理·斯彭

    斯)教授那里听到过一个令人印象深刻的例子。几年前,联合利华仔细

    询问了一些忠实的消费者关于梦龙冰淇淋的意见。很多反馈说当咬这种

    有着巧克力脆皮的冰激凌时,会有巧克力皮掉在地上或是落在衣服上,非常令人困扰。于是梦龙的食品开发团队便通过调节配方,使得巧克力

    皮能更好地黏在里面的冰激凌上。当这个改良新产品上市后,销量不增

    反降。开发团队百思不得其解,不是解决了消费者最大的困扰吗?难道

    那些提供反馈信息的是组团来砸场子的?当然不是,故事到此也强调了

    主观意见的局限性。

    通过更加全方位的客观分析,梦龙团队发现,原来是因为调整了脆

    皮和冰激凌之间的黏度,之前那非常醒目的巧克力脆皮裂开发出的“咔

    嚓”声消失了。这个“咔嚓”声是梦龙冰淇淋的标志性特征,增强了对巧

    克力脆皮的感觉,即使消费者本身并没有注意到这一点,也没有告诉市

    场研究人员。如此,梦龙把配方调整回去,以确保这“咔嚓”声清脆响

    亮。

    梦龙冰淇淋现在每年在全球卖二十亿根。2014年在全世界各地宣传

    它的创立25周年,虽然每个国家都会有风味不同的甜美风广告,但无论

    是哪个国家,广告中不断强调的那巧克力脆皮咬裂时的“咔嚓”声(明明

    是那么简单一个裂开的声音),让我这个不喜欢吃冷也不喜欢吃甜的

    人,偶尔也有一些去买一根试试的冲动。这就是为什么零食制造巨头

    们,已经开始通过认知神经科学来严谨地测试食物带来的各种感官体

    验。嗅觉:别动,这是什么味道?

    凭什么狗鼻子那么灵?人类的嗅觉是退化了吗?

    难易程度

    吃货,是顺应人类进化的新一代。

    从进化角度来讲,嗅觉是最古老,在自然界存活最要紧的一个感

    觉。

    嗅觉最原始、基本的作用是闻到食物或者感受到周围环境的状况,甚至是危险的靠近。为了不饿肚子,闻到喜欢的味道便可以找到更多更

    好的食物果腹;为了避开危险,任何有危险信号的气味,都会激起不愉

    快的感知,让我们“不喜欢”。譬如说腐败的味道,让你觉得不想吃。因

    为进化的结果是,不喜欢吃有腐败味道的动物,或者说能分辨什么能吃

    什么不能吃的动物,才能减少得病的概率,才有更多生存的可能。

    随着人类进化和人类生存环境的变化,嗅觉的作用貌似在逐渐减

    弱。这么说似乎有些道理。

    首先,要先理解嗅觉的两个路径:

    1.鼻前嗅觉(orthonasal route):鼻孔直接吸入。

    2.鼻后嗅觉(retronasalroute):在进食时,口腔内的食物味道反向

    进入鼻腔里。

    注意,常说的食物的味道,不仅仅是味觉,也有通过鼻后嗅觉这个

    路径而感受到的食物气味。所以,我们吃饭时尝到的味道=味觉+口腔到鼻腔的气味,而非一个单一的感知。

    冷知识:吃饭时尝到的味道=舌上的味觉感知+口腔到鼻腔的气味嗅

    觉

    说到鼻后嗅觉,我突然想到了冰镇葡萄酒。冰镇后的葡萄酒,气味

    会淡很多,但实际上只是鼻前嗅觉所闻到的变淡了,但喝到嘴里时,口

    腔温度会让液体升温,进而让香气散发出来,从口腔后方进入鼻腔(鼻

    后嗅觉),反而会加强香气的感受。

    先来看看嗅觉最牛×的常见动物——狗狗。它的鼻子构造就是最大

    化的强化第一个路径的嗅觉功能的。

    ·鼻孔很大:有更多含有气味分子的空气能进入鼻腔。

    ·鼻孔很靠前,比嘴还要往前凸:能够更近距离地接触发出气味的

    物体。

    ·鼻腔又窄而且是横向的:这样的鼻腔让吸气时空气流动更快速,并更直接更全面地接触鼻腔尾部的感受器。狗的两个嗅觉路径

    咱们再来看看今天的人类鼻子构造(下图),非常明显地更适合第

    二种嗅觉路径。也就是说,对品味食物更加精确了。

    ·鼻孔相对较小:因为不需要吸入那么多气味。

    ·鼻孔斜着朝着嘴前,也没有很突出,像是藏在了鼻尖之后:相对

    于吸入更多环境中的气味,主要用于吸近处食物的味道。

    ·鼻腔非常高,更纵向:这样让吃饭时食物到鼻腔的气味路径更

    长,更容易从口腔吸进鼻腔内,到达感受器。人的两个嗅觉路径

    猿人和咱们脸部最大不同在哪里?不准说毛多!配合一点,请

    说“鼻子塌”。鼻子又塌,鼻孔又大。所以,人类嗅觉没有退化,准确地

    讲,在进化的过程中,嗅觉用于生存的作用(即鼻前嗅觉)减弱了,而

    用来配合味觉感受更多美食的高级技能(即鼻后嗅觉)被强化了。

    所以——锵锵锵锵——吃货,是顺应人类进化的新一代!

    嗅觉是怎么工作的呢?

    难易程度简单地来讲,嗅觉的基本机制为锁-钥匙机制(lock-key

    mechanism)。不同的味道是由空气中的各种气味分子(odorant

    molecule)按照不同浓度而组成的。鼻子内壁有很多很多的化学感受器

    (receptor,可以想象成一个锁)。这些感受器连接着不同的细胞,进

    而连接着大脑里嗅觉皮层内的不同神经细胞。不同的神经细胞被唤醒,代表着对应的气味分子被闻到了。

    锁对应的是在鼻腔里的嗅觉感受器,气味分子就是打开这些锁的钥

    匙。但要注意的是,感受器和气味分子之间并不是一一对应的,而是集

    群相应:一种气味分子可以激活多个感受器,某个感受器也可能对多种

    相似的气味分子产生反应。这样的神经机制有多种优势,譬如它比其他

    的神经编码机制反应更加迅速,而且还能增加所展现的组合。

    大家对嗅觉有个广泛的误解:“嗅觉并不重要。”实际上除了前面提

    到嗅觉在享受美食、择偶过程中有重要的作用以外,丧失嗅觉往往是一

    些严重的精神疾病的前兆(如帕金森病、阿尔茨海默病、脑肿瘤、癫

    痫、营养不良和内分泌失调)。

    彷徨的榴梿:为什么有人觉得臭,有人觉得香?

    难易程度

    同一种气味,每个人闻起来都是不一样的 20。每个人有400个基因

    专门负责不同的嗅觉感受器,而根据人类基因组计划,这些基因又有超

    过90万种不同的变化。美国杜克大学的Hiroaki Matsunami(博明松南)

    实验室通过对比不同人的基因,发现任何两个人鼻内大约30%的嗅觉感

    受器都是不同的。感受器不同,也就是说感知是不同的。

    而且,对气味的敏感度也是因人而异。不仅如此,人类嗅觉的辨别

    能力并非与生俱来,是通过发育逐渐获得的。不过也有实验发现刚出生的婴儿会对母乳的味道非常敏感,仅仅靠嗅觉就能找到母亲的乳头。但

    婴儿对母乳明显的敏感性并不广泛存在于其他味道,而且嗅觉也是五觉

    中最受年龄影响的感知:3岁之后对气味的喜欢或厌恶与成人类似;9岁

    后就能具备辨别气味的能力,但针对一些特殊的气味,如藿香,9岁儿

    童还是不如青春期后的人灵敏。

    什么是“喜好(preference)”呢?心理学中,喜好是指个人对一组物

    体在做决定时表现出的态度,或说,个人决定喜欢物件与否的判断。从

    这个定义中不难看出两个关键词,“个人”和“决定”。所以,这一定与个

    体差异和决策有关系。从个体差异上来讲,之前提到了,每个人30%的

    嗅觉感受器都是不同的。那么相同气味,不同人闻着是不一样的。另一

    方面,大脑的决策系统肯定在嗅觉喜好上有决定性的影响。有数个大脑

    区域与此相关,见下图。

    与决策相关的三个主要大脑区域:前扣带皮层(anterior cingulate cortex,常缩写为ACC)、眼

    窝前额皮层(或称眶额皮层,orbitofrontal cortex)以及腹内侧前额皮层(ventromedial prefrontal

    cortex)。左右两图都是展现的大脑横切面示意图,本示意图即是顺着大脑的两个半球之间缝隙

    切开后,看右半脑的内侧

    所以这两点同时影响了我们对同一种气味的不同评价。这在我们寻

    找配偶时,也是有明显的影响。味觉:舌尖上的神经科学

    老师教你的舌头味觉地图是错的!

    难易程度

    民以食为天。

    虽然因食材和烹饪方式的不同搭配,我们能够尝到的味道实在是千

    变万化,但总的来说,都能够归纳成五种最基本的味道:酸、甜、苦、咸和鲜(Umami)。Umami是发现它的日本化学家池田菊苗根据日

    语“美味的”umai(うまい)和mi(味)的结合创造的新词。味精

    (MSG)是这个味道的最佳代表,但实际上酱油和番茄中也富含umami

    的成分。我认为这就是为什么欧洲吃货之国意大利,那么喜欢给食物里

    加点番茄。原来有着酱油的作用啊!(歪理)

    说到味觉,最广为人知的心理学研究大概就是“舌头味觉地图”了。

    这个理论说,舌头上有特定的区域专门负责特定的一种味觉:舌尖对甜

    最敏感,舌根对应苦味,舌头两侧靠前一点是咸味,靠后则是酸味。舌头上的味觉地图。最广为传播的味觉地图(上)实际上也只是一个误传。其实舌头上对每个

    味觉最为灵敏的区域都差不多,主要集中在舌尖

    可惜的是,这个理论是错的。这个流言最开始来自一个世纪以前一

    名德国科学家做的一个小实验 21

    ,其发现舌头边缘对不同味道的灵敏度

    有些差异。考虑到当时的实验环境,他的研究本身没有太大的问题。但

    问题是,40年后,一位哈佛的心理学教授Edwin Boring(爱德温·波林)

    首次在一本书中翻译了这篇论文,却下了武断的结论:每种味道在舌头

    上都有专属的区域。导致之后以他的书为教科书的人都对味觉产生了误

    解。

    在1974年,美国匹兹堡大学的心理学家 22

    尝试用更精确的方法来重

    新复制这个百年以前的实验。科学家用了不同浓度的蔗糖(甜味)、氯

    化钠(咸味)、柠檬酸(酸味)、尿素和奎宁 23

    (均为苦味)来看人分辨出不同味道的最低浓度是多少。结果发现不同区域的敏感度有些不

    同。不过,最近也有实验发现这个结果也可能站不住脚 24。不过,可以

    确定的是,即使不同区域有些不同,这个区别也极其微小,且涉及的舌

    头区域也相互重叠,更没有如流言中“舌尖负责甜,舌根负责苦”这样

    的“地图”。

    的确,舌尖是对味道相对敏感的区域,因为越靠近舌尖,味蕾数量

    越多。没人的时候,你可以照镜子把自己的舌头伸出来好好观察一下,舌头的表面是不平滑的,上面有很多小包包,在舌尖的小包包要小一

    些,越往根部越大。这些小包包并不是味蕾哦!味蕾在这些小包包的表

    面,每个小包包有一到几百个味蕾。在人的舌头这么小的区域上就大约

    有2000到5000个味蕾 25。但是,不同味觉并不是在舌头的不同位置上被

    感受到的,实际上,所有的味蕾都可以识别所有的味道,每个味蕾都是

    全面发展的优秀“人才”。

    看到这里,你可能还是有些不信,甚至自己去找不同味道的食物来

    做实验,最后还是觉得“舌尖更甜,舌根更苦”。这也是可以理解的,味

    觉是个非常主观的感知,且不说每个人的舌头和大脑都有很多区别,在

    你对本文保持质疑,想证明本文是一派胡言时,你的感知或多或少都被

    蒙上主观的想法。

    味觉是怎么产生的呢?

    难易程度

    这要先看到底是什么化学物质引起了不同的味觉。大多数的酸

    (acids,譬如盐酸HCl)尝起来是酸的,大多数的盐(salt,譬如食盐的

    主要成分氯化钠NaCl)尝起来是咸的。甜的东西有不少,譬如从简单的

    糖(sngar,譬如蜂蜜、水果里的果糖fructose)到各种各样的蛋白质

    (proteins,譬如新型蛋白质甜味剂,甜蛋白monellin,其甜度是蔗糖的4000倍,且热量低)。而苦味则是一些单离子(如K+ ,所以氯化钾KCl

    尝起来往往又苦又咸)或是一些有机分子,譬如咖啡因、奎宁。相比其

    他的味道,人对会带来苦味的化学物质特别敏感。非常明显,这是一个

    生存优势,因为很多有毒的物质是苦的。而鲜味则是由构成蛋白质的基

    本单位——氨基酸(amino acid)——引起的。

    而直接负责“接待”这些化学物质,并将这些化学物质所带来的信

    息,变成大脑能听懂的语言的“工作人员”是味受体细胞(taste-receptor

    cells)。每个味蕾里包含50到150个这样的味受体细胞。

    这些味受体细胞上又有很多很多接收不同信号的感受器。你可以姑

    且把它们想成不同类型的门,不同的化学物质可以打开各自对应的门,进而激活细胞,发生一连串的变化。

    因为对应咸味和酸味的化学物质溶于水中时,往往是以正负离子形

    态存在的,所以这两种味道是通过一种识别细胞两侧的溶液浓度的离子

    通道来识别的。而甜味、苦味和咸味的情况更为复杂,一般相对应的化

    学物质不能直接进入这些细胞,但是它们可以通过触碰一种叫“G蛋白偶

    联受体”的蛋白质来告知味受体细胞这些化学物质的存在。

    但到此故事才刚刚开始。舌头只是负责检测化学物质的,只有大脑

    才能给这些化学物质赋予真正的意义。

    当这些位于舌头上的细胞将化学物质所带来的信息,转换成了大脑

    能读懂的信号后,这些信号便会沿着三条脑神经 26

    (第7、第9和第10

    对)上传到脑干里的延髓(medulla),然后沿着脑干直达大脑正中央

    位置——丘脑,最后才从中央往外,将信号发送到大脑两侧处理味觉信

    号的味觉皮层(primary gustatory cortex)。从大脑的侧面来看,它正好

    位于大脑的中央位置。不同颜色的杯子会影响咖啡的味道?

    难易程度

    不知读者中有没有杯子发烧友?反正我是。喝不同的饮料,我一定

    要用专门的杯子。如果不给我正确的杯子,我老是觉得味道没对。

    2014年11月,来自专门讲食物相关的生理学杂志《味道》

    (Flavour)上的文章《马克杯的颜色会影响咖啡的味道吗?》 27

    ,这

    真是非常有趣的研究。实验的灵感来自论文作者Van Doorn(凡·多伦)

    常去的咖啡厅里的咖啡师。有一天,咖啡师说,一样的咖啡,在白色的

    陶瓷马克杯里喝会比放在一个透明的玻璃杯里尝起来更苦。在澳大利

    亚,这两种马克杯在咖啡厅和餐厅里算是最常见的。科学家嘛,你懂

    的,听到这种有趣的“流言”,最喜欢的就是去检验它是不是真的。

    以前也有不少针对颜色和味道的相关性研究,但没有专门针对杯子

    颜色以及它背后机理的。来自牛津大学的科学家们就曾发现,粉红色的

    草莓慕斯放在白色盘子上会比放在黑色盘子上甜10%、风味好15% 28。

    虽然不清楚这个数据是怎么得来的、有多靠谱,但以个人来讲,的确,草莓蛋糕、草莓慕斯,就是要放在白色盘子上才好。可是,为什么会这

    样呢?

    冷知识:科学家发现,用白色盘子装草莓慕斯蛋糕,会让蛋糕味道

    更好。

    Van Doorn认为这很有可能和颜色的对比度有关系。棕色会令人联

    想起苦味,或者说,给人相反于甜味的感觉。当咖啡放在白色的杯子里

    时,色差会让人觉得棕色更棕了。也就是说,颜色的联想影响了味觉。

    那么,用天蓝色杯子装上棕色醇香加了牛奶的咖啡,会让人感觉咖啡的

    味道更浓。因为天蓝色是棕色的互补色 29。但荷兰社会心理学家Ap Dijksterhuis(雅普·狄克斯特霍伊斯)提出

    了一个很好的点,因为广告和非专业人士的词语误用,在喝咖啡时,饮

    用者会将咖啡的“浓度”和“苦”混淆,或是在描述时引起程度上的混淆。

    在Van Doorn的这个研究中,他们也发现了苦味和浓度有非常相似的趋

    势,也就是说,很有可能不少饮用者并不能将浓度和苦度区分开来。

    这个小小的研究,提醒了咖啡店老板们,要仔细选择咖啡杯的颜

    色。小小的区别,可能就会影响下一个顾客会不会成为你家的回头客。

    之前我自己也做过类似的小实验,我带了一些自制的粉红色小饼干

    到实验室,同事们吃了之后以为是草莓或者是樱桃味的。其实我只是在

    普通的牛油小饼干里放了些红色的食用色素罢了。实际上,更换食物本

    身的颜色,和更换食物周围的颜色(更换容器)都是一个道理。

    虽然不是个啥了不得的研究,但这样的小实验真是有趣。神经科学

    和心理学最吸引人的不就是生活中这些有趣的细节吗?

    今天想喝苦点的咖啡?试试换个不同颜色的杯子吧!触觉:来试试触摸的新姿势

    来一口花椒,体验50赫兹的震颤感?

    难易程度

    花椒所带来的“麻”的感觉,是一种触觉,等同于50赫兹的震颤。

    精准地来说,是由花椒所含有的羟基甲位山椒醇(hydroxy-alpha-

    sanshool, sansho就是山椒,日语里的花椒) 30

    激活了皮肤下的神经纤维

    RA1,而RA1纤维正好负责中等区间的振动频率(10~80赫兹),包括

    50赫兹 31。

    当时找了28个被试者,让他们在下唇上涂抹一些花椒的提取物,然

    后一根手指放在一个可以产生特定频率震颤的小仪器上(见下图),让

    被试者自己去感知两者的震颤是否频率相同。在测试花椒所带来的震颤感的实验中,被试者被要求在嘴唇上涂一些花椒的提取物,然后将一

    根手指放在一个振动器上感知不同频率的振动,并报告嘴唇上和手指上所感知的振动频率是不

    是一样的。被试者也会被要求将振动器放在嘴唇上,然后感知它的振动频率。实验发现,花椒

    的振动频率为50赫兹。本图系根据自羽仓信宏(Hagura Nobuhiro)的原论文(Hagura, Barber,Haggard 2013)中的实验设计示意图重新绘制

    非常巧的是,我也是最近才发现做这个实验的羽仓信宏博士,恰好

    和给我提供奖学金的日本公司也有合作,所以2016年年初,在日本开会

    时恰好见到过他。他看起来特别年轻,不说我还以为他是博士生。而这

    个研究当年也是在我所在的学校伦敦大学学院(UCL)做的,当时他在

    UCL当触觉大神Patrick Haggard(帕特里克·哈格德)教授的博士后。

    当时听到他的这个实验的时候,我跟他说,实在惭愧,我在四川长

    大,算是吃花椒长大的,但我从来没有想过这个问题。

    虽然在设计这样的实验时,起初估计只是对花椒好奇,但这个研究

    成果并不仅仅是为了满足饕餮食客们的好奇心。有一些深受神经性疼痛困扰的患者,有时也会有“刺痛”的现象,这有可能和RA1有关,所以从

    不同方面来了解它的机理是很有必要的。

    当然对我来说,主要还是因为花椒是个很重要的调味品嘛。下次吃

    到花椒的时候,记得体会一下“50赫兹的震颤感”哟!

    冷暖自知:为什么薄荷尝起来凉飕飕?

    难易程度

    夏天到了。除了吃冰淇淋以外,薄荷也是棒棒哒!为什么含有薄荷

    的牙膏或沐浴露使用后会给人清凉感呢?

    薄荷或含有薄荷的洗漱用品或者食物,即使是在常温甚至高温时,都会给人带来凉飕飕的感觉,譬如摩洛哥常喝的薄荷茶,那么烫,而且

    有时要加很多很多糖,但还是会有凉凉的味道。这种凉凉的感知是因为

    薄荷里的薄荷醇(menthol)。

    实际上想一下“凉”这种感知是很有趣的。如果你一口闷了一个冰

    块,包在嘴巴里,你舌头和嘴巴立马就木了,一直包着不动,不一会儿

    就会觉得很痛。吃含有薄荷醇的东西,舌头也会觉得凉飕飕的,但一直

    放在嘴里面就不会痛。

    人之所以会感受到温度的变化,热的还是凉的,是因为在所有负责

    感受和传递冷热的神经细胞里有一种叫TRPM8的感受器。

    TRPM8是一个电压控制离子通道蛋白。用人话说,这玩意儿是个

    蛋白质,作用是在神经细胞膜上当一个上了锁的小门(离子通道),当

    温度变低时,这个门就会被打开,允许钙离子Ca2+ 进入细胞。当阳离子

    Ca2+ 进入细胞后,形成电流,然后会沿着神经细胞传递到下一个神经细

    胞,不过这个中间过程就复杂了,在此不提。但外界温度的改变不是能让TRPM8开门的唯一因素。薄荷醇也可

    以在常温下激活它。薄荷醇碰上这个蛋白质之后,这个蛋白质做的门会

    变形,导致门打开,然后钙离子就可以进去了。实际上,科学家是先发

    现薄荷醇,然后发现这个蛋白质对薄荷醇有反应,才发现这个蛋白质在

    凉的感知上的作用的。这样,在吃薄荷时,薄荷醇将舌头上的相关神经

    细胞激活,所以产生了凉的感知。

    除了薄荷醇,桉油醇 32

    和人工合成的超强致凉物icilin

    33

    ,也能让

    人和动物感受到凉的感觉,比薄荷醇强200倍。

    实际上感知热(温度升高)也一样有相对应的门(离子通道),叫

    TRP-V1,也是通过让钙离子通过来传递信息的,但是钙离子是从里面

    往外流,而不是从外往细胞里面流。辣椒里的辣椒素(capsaicin,又名

    辣椒碱)就是靠直接与TRP-V1作用,产生“热”的感觉。

    最后,薄荷醇还对炎症有作用,这个想必很多人都深有体会,特别

    是喜欢用茶树精油来祛痘的女生。实际上痘痘除了有脏东西在里面,还

    有就是旁边会有一圈红红的,甚至会产生炎症恶化。学过基础医学就会

    知道,发炎(inflammation)有五个主要迹象:热、红、肿、痛和功能

    障碍。而薄荷醇至少可以舒缓“热”这个迹象,进而可以舒缓炎症。当然

    咯,没有薄荷醇,直接来个冰袋来冰敷也是可以的。发炎的五个主要迹象:热(heat)、红(redness)、肿(swelling)、痛(pain)和功能障碍

    (loss of function)。

    风吹过,会感到凉爽,是因为风带走了皮肤上的热,并加快了皮肤

    上水分的蒸发。蒸发便会吸热,所以皮肤会感到凉。所以,薄荷醇所带

    来的凉飕飕的感觉的原理和吹风带来的凉爽是不一样的。

    早在20年前,研究人员就发现,即使丧失了嗅觉的病人,还是能

    够“闻”到薄荷味,这是因为薄荷味并不是通过嗅觉感受器闻到的,而是

    通过鼻腔内的感知冷热的神经细胞而感受到的。感知冷暖实际上不该属

    于传统五种感知的任何一种(如嗅觉、味觉或是触觉),而是专门属于

    冷暖感知。

    在此想强调,五觉之间的界限可能没有你感觉到的那样泾渭分明:

    尝到的不一定都是“味道”,还有“温度”。

    我痒,我挠,故我在

    难易程度我痒,我挠,故我在。

    ——陈宙锋

    痒是一种疼痛吗?

    不是。以前我们以为痒是一种轻微的疼痛,但现在我们认为痒是有

    别于疼痛的一种感知。

    痒觉领域的领军人物陈宙峰教授所带领的团队,早在2007年就在小

    白鼠的脊椎里首次发现了专门负责痒的受体——胃泌素释放肽受体

    (gastrin-releasing peptide receptor,简称GRPR)。当时他们发现,当给

    小白鼠注射胃泌素释放肽后,小白鼠会抓挠自己,说明这有可能和痒有

    关。在两年后《科学》(Science)杂志的一篇文章中,他们敲除了负责

    产生这种受体的基因,发现小白鼠不痒了,然而依旧可以感应到疼痛,这说明痒和痛是不同的 34。

    痒是怎么产生的?

    人会觉得皮肤痒,有多种原因:皮肤干燥、疾病、脏、蚊虫叮咬或

    者寄生虫(像是虱子),甚至有可能是心理原因。普遍认为,这种感知

    是用来教会我们避免接触带有刺激性的物体以及保护皮肤健康的。

    从陈宙峰教授的一系列实验中已经知道,痒是独立于疼痛之外的,有自己的传递信号的系统。那到底有哪些神经传导物质

    (neurotransmitters)在大脑中负责传递痒的信号呢?

    除了上面提到的胃泌素释放肽,还有钠前体肽B(natriuritic

    precursor peptide B,简称NPPB)和神经介素B(neuromedin B,简称

    NMB)——这三种神经肽在大脑感知瘙痒的过程中起着重要作用 35。虽然有时候挠痒痒能让人有强烈的满足感,但很多时候却会让我们

    过度瘙痒,以致损坏皮肤,甚至导致更加严重的后果。所以,如果我们

    能对痒的产生以及传递痒的信号通路更为了解,以后就有可能开发出准

    确止痒的药物,让患有各种慢性皮肤病的患者得到有效的治疗。

    是谁让你想挠痒痒了?

    发痒的认知机制是什么,到现在也是一个未解之谜。它不是一个简

    单的触觉或痛觉的感知。而且一旦哪里感觉痒,你就会特别想去挠,即

    使你知道挠了也无济于事,甚至会抓破皮肤,使得问题更加严重。

    经过长时间的研究,科学家终于找到了独立于疼痛之外,只负责痒

    的神经细胞。这些痒痒神经比疼痛神经传导速度慢很多,而且它每一个

    末梢所能感应的面积是疼痛神经覆盖面积的600多倍!这也解释了为什

    么我们好像对痒更加敏感,但痒的感觉产生却要比疼痛慢,消失的速度

    也更慢。

    虽然疼痛也是一种令人不愉快的感知,但如果我惊叫一声:“啊!

    你的肩上有一只碗口大的蜘蛛!”即使你知道我只是逗你的,可还是会

    感觉到莫名的瘙痒,甚至头皮发麻——这比被热水稍微烫一下更让人烦

    躁。而且,痒还会带来难以控制的挠痒的冲动,一秒钟不去挠,就会觉

    得那一秒变得好长——即使没有真的缓解,心里也要好受一些。

    对我来说,这正是“痒”这种感知最有趣的地方。你的反应并不一定

    对应于真实的体验——你下意识地去挠脖子,随之感到痛快——但那里

    可能什么都没有。THREE 我们应该科学地找对象

    “饮食男女,人之大欲存焉。”

    《礼记》里的这句话,用今天的话说就是,吃吃喝喝和找对象,是

    人最基本的欲望。

    爱美之心人皆有之,那什么是美?

    男女之事,若只是美不美的问题,为什么女人们换国民男神换得比

    包包还勤?什么是美?

    难易程度

    爱美之心人皆有之。

    什么是美?不得不说,审美标准真是因物而异、因人而异、因时而

    异。我觉得这个问题和意识的存在非常类似,根据你的知识背景、个人

    的体验,以及当下你思考的角度(如哲学、艺术、文学、数学……),会产生无法预知的讨论。

    简单来讲,美是一种引起人的愉悦感的物质属性。“认为一个事物

    美”,可以被看成一个行为或是大脑的一个认知活动。无论你是谁、对

    象是什么、在什么时刻,这个活动都是有一定的共通性的。而从神经科

    学角度来定义美的这类研究,叫神经美学(Neuroaesthetics)。

    这是一个相对很新的美学分支,最开始是由伦敦大学学院的神经美

    学教授Semir Zeki(泽米儿·泽基)提出的。很巧的是,大三时他还教过

    我,但对主要学习神经科学的人来说,他本身是一个很有名的视觉神经

    科学家。

    Zeki在神经美学上最大的一个贡献,大概是发现负责评价“一个视

    觉作品美不美”的大脑区域——覆盖于眼眶之上的大脑皮层,眼窝前额

    皮层(或叫眶额皮层,orbitofrontal cortex) 36。有趣的是,核磁共振实

    验发现,人对作品的美丑评价,和这个区域的活动强度有关:活动强,便认为一个作品很美,活动弱,便是丑的。

    有没有单单对美产生反应的大脑区域呢?有的。现在已知的可能负

    责认知“美”的大脑区域是背外侧前额皮层(dorsolateral prefrontalcortex),也就是大概太阳穴后方一点的位置。但是,从其他话题的研

    究中,我们也知道,这个区域也和行为管理(譬如唱一段你训练很多次

    的歌)以及注意力有关。所以这个区域对美的特定活动,很可能是因为

    看到美丽事物而随即引起的另一个认知过程(如,将注意力全部导向美

    的事物)的混合结果。

    “认为一个事物美”然后下意识地去“追求”它。我认为这也恰好是回

    答另一个更根本的问题——为什么大脑进化出这样的一个认知活动——

    的关键之处。

    对于这个问题,我个人的看法靠近演化心理学:“追求之后,有提

    高生存和繁衍的事物便是美的。”最开始可能某些祖先随机地认为事物

    所带有特定的一个属性是美的,并产生了欲望、实施了追求,得到之

    后,这个属性帮助拥有者提高了生存和繁衍的能力,使得他们在竞争中

    脱颖而出,并将这个识别能力传递给了后代(可能通过基因,可能通过

    后天的教导)。逐渐地,类似的直观感受就笼统地被归纳为“美”,而到

    现在,我们已经不需要通过识别这些属性而赢得生存的竞争,所

    以“美”的定义便变得模糊,更容易被情绪和个人经历所干扰。为什么国民男神一换再换?

    难易程度

    现在到处都在讲颜值,女人们的国民男神也在按季度更换。但仔细

    想想,实际上这不仅仅只是看脸的问题。瞅瞅2016年第一季度的国民男

    神宋仲基,他的长相从高中就没变过,连发型都没怎么变。估计不少人

    在看《太阳的后裔》之前都看过宋仲基的照片吧,怎么当时没有立马要

    让他给你留个孩子呢?

    是什么影响了女人那骚动的芳(春)心呢?性冷淡点讲,到底是什

    么影响了求偶标准?

    最近我从台湾一本非常有意思的心理学科普书籍《都是大脑搞的

    鬼》(作者谢伯让) 37

    上看到几个非常有趣的研究,提到了卫生环境对

    人类对异性颜值的喜好的影响(《都是大脑搞的鬼》第3章第4节) 38。

    第一个实验 39

    中,研究人员调查了来自29个国家的近2000名异性恋

    男士,让他们去评价两张女性的照片。结果显示,来自卫生环境好的国

    家的男士认为脸部线条柔和的女性更美,而来自卫生条件差的国家的人

    更趋向于选择更man(男性比)的女性。

    随后,在2014年,有人又花血本做了针对女性的规模更大的实验 40

    :近5000名来自30个不同国家的异性恋白人女性对白人男性颜值的评

    价。不出意外地,这个研究也得到了一模一样的结果:来自卫生情况越

    差的国家的女性越喜欢脸部线条刚毅的男性。换句话说,国民男神女

    神被这个国家的卫生环境影响着。

    实际上,这也不难理解。卫生环境越好,因卫生所导致的健康问题越少,往往医疗条件也更好,配偶的身体素质对于生存和繁衍并不是一

    个特别必要的条件。无论男女,脸看起来越有阳刚之气,往往代表着越

    强悍的体格和性格(当然,《十万个冷笑话》里面的哪吒不算),这样

    的人在卫生环境恶劣的国家反而更容易打拼。很自然,人们更愿意选

    择“在当下环境下更容易成功”的异性作为配偶。

    谢伯让博士在他的书中提到,另一个可能导致来自卫生条件差的国

    家的男人更喜欢选择man一点的女性的原因在于睾酮(testosterone)。

    睾酮是一种让人变得更man的雄性激素。男女身体中都有睾酮,但男性

    更多。睾酮诱发并维持男性的第二性征,是引起男性性欲的重要激素。

    但是,过高的睾酮会导致免疫力下降 41。这一点从太监的寿命就能够看

    到蛛丝马迹:通过分析朝鲜王朝时的宫廷记录《养世系谱》可以确认当

    时的太监寿命,平均值高达70岁。然而同期拥有类似的物质生活的正常

    男性,平均寿命只有50到55岁 42。但是当然咯,这并不是说切掉小鸡鸡

    就可以延年益寿啦。

    而较差的生活卫生条件,会导致男性体能的睾酮降低,以免过高的

    睾酮影响免疫力。这时,拥有低睾酮的男性自然而然地就被高睾酮的女

    性所吸引了。

    欸?想想最近几年,中日韩的女人们普遍喜欢走阴柔风的男性,难

    道是因为睾酮偏高?!相亲时的“看对眼”到底是怎么回事?

    难易程度

    最近我身边的朋友们也逐渐进入适婚的年龄了,每次聚会的时候都

    会嘀咕相亲时遇到的奇葩,我就奇怪了,我这些女友各个都是才貌双

    全、家世闪亮,难道三姑六婆找的相亲对象质量不行吗?她们一摆手,不是条件的问题,只是总是没法“看对眼”。

    我估摸着,这相亲时的“看对眼”基本上和“一见钟情”差不多,或者

    至少说,要一看就有好感。那大脑里有没有区域是负责决定对这个人有

    没有好感的呢?有的。

    2013年,来自爱尔兰都柏林圣三一学院(Trinity College Dublin)的

    研究人员做了个快速看脸配对的实验 43。参与者包括78名女性和73名男

    性,全部都是单身的异性恋。与那种标准的大型相亲大会一样,参与者

    会很快速地轮流与不同异性面谈5分钟,然后在活动结束后,每人填表

    反馈对谁有好感并想继续保持联系。

    但与普通的相亲大会不同的是,在大会开始之前,研究人员给其中

    39名参与者看了所有他们将会在相亲大会上遇见的异性的照片,并用功

    能性核磁共振记录下他们的大脑活动。参与者每看到一张照片,都会有

    几秒钟让其给这名异性打分,1到4分,代表着有多想与照片里的这名异

    性一起约会。科学家也记录了这些参与者对每名异性的第一印象的描

    述,譬如说评价这名异性长相如何、应该是个怎样的人等等。

    接下来的几天他们依次见了在照片里看到的异性,有63%的“通过

    看照片就想约会”在面对面聊了5分钟后,还想保持联系。有趣的是,整

    个实验结束后,真的有近20%的参与者与当时选择的人开始谈恋爱,换句话来说,大概有七八对成功了。研究人员戏说以后可以举行一次联合

    婚礼。

    通过分析参与者的脑成像,发现前额皮层的旁扣带回皮层

    (paracingulate cortex,缩写PCC)似乎与决定是否有好感有关。另外,无论你喜欢哪个类型的妹子帅哥,当看到一张普遍都觉得很“性感”的

    脸,你的腹内侧前额皮层(ventromedial prefrontal cortex)会变得活

    跃。

    这个发现倒也不令人意外,一直以来我们都知道前额皮层在性格和

    决策上起着重要作用,而PCC也和人类社交功能有很大的关系 44

    譬如

    说,让志愿者在以下三种实验情况下坐在电脑面前玩“石头剪刀布”:

    ·第一种情况,告诉志愿者,电脑的另一头是一个真人,电脑只是

    传递信息的媒介;

    ·第二种情况,告诉志愿者,他们是和电脑玩,电脑已经提前制定

    好了原则和策略,换句话说,出剪刀石头布时就像是人一样是有一定规

    律的。

    ·第三种情况,告诉志愿者,他们是和电脑玩,而且电脑所出的是

    完全随机的。

    实际上,这三组情况中,志愿者一直都是在和电脑玩,那头没有真

    人的。在这样的决策游戏中,PCC只有在第一种情况下会有明显的激

    活。换句话说,PCC在与人交流互动时起着重要作用。

    但请不要夸张这个发现。这并不是说刺激PCC就会让一个人无缘无

    故地对另个人产生好感。在《哈利·波特》(Harry Potter)的魔法世界

    里,技艺高超的药剂师可以创造出迷情剂,诱发强烈的爱慕情感,但是

    即使是强大的魔法或知识,都无法创造出那种真正牢不可破的、无条件的、可以称为“爱情”的情感。

    已知和“一见钟情”可能相关的两大大脑区域,腹内侧前额皮层和旁扣带回皮层(缩写PCC)亲亲时为什么要歪头?

    难易程度

    “kiss”的学名叫“philematology”,古希腊语意思是“尘世的爱”(肉麻

    得让我缩了一下肩),就好比土豆叫马铃薯一样。

    强力的亲亲需要活动34块肌肉,然后会引起大脑中的内啡肽(又叫

    脑内吗啡,和吗啡作用差不多,止痛和产生愉悦感)和多巴胺的升高,并会与他人交换一千万到十亿个细菌。(所以我每次想到睡美人都在

    想,她肯定是缺少某种细菌才进入昏睡的,然后无论谁给她一口唾沫,她就会醒来……谁来帮我把我的脑洞缩一缩……)

    为什么深情对望后,亲亲时人都会下意识地歪头呢。你们不觉得这

    是个问题吗?为啥你知道对面那个人也会和你歪一个方向呢!要是一不

    小心一人歪同一方向,岂不是就撞上了!

    一想到这个问题我就愁得不行。还能不能好好谈恋爱了!

    唉呀妈呀真有人研究了这个!而且还在2003年《自然》(Nature)

    杂志上发表了论文。果然,需要缩脑洞的不止我一人。

    2003年,Onur Gunturkun(奥努尔·冈特昆)在3个不同国家的公众

    场合下观察了124对接吻的情侣(变态!),并发现65%的情侣会下意

    识地将头一起向右倾,而只有35%的会向左倾。

    也就是说,类似于右撇子,亲亲也分左右。

    好了问题来了,这个偏向到底从何而来?是因为大脑的不对称性

    (或专业点讲,大脑侧化(brain lateralisation)所导致的动作偏向(motor bias)吗?

    与情绪有关?

    好吧,我们又说到大脑侧化了。脑侧化这个词听起可能别扭,但说

    起下面这个“理论”估计没人不知道——“左脑理性,右脑感性”。每次说

    到这句话我都要打个冷战,也不能说它完全不对,但这句话怎么说都非

    常肤浅。(某个小朋友曾问我是左脑人还是右脑人。我微微一笑,我是

    小脑人。)

    不管怎么说,在这个发现中,大脑侧化的确是个可能的解释。负责

    主管感性,说直接说情绪,情感情绪的右脑,在亲嘴之前应该是很活跃

    的。1999年另一个脑洞大开的实验发现,当情感丰富时,人更倾向于将

    左脸颊露出来;而当冷漠无情时,甩右脸。(嗯,以后我懂了。)

    冷知识:有实验曾发现,当人情感丰富时,更倾向于将左脸颊露出

    来;而当冷漠无情时,甩右脸。下次去见女神男神时可以观察一下。

    那亲嘴时歪头会不会和甩脸一样和情绪有很大的联系呢?

    为了证明这一点,Gunturkun证明了在科学家的世界里“没有最变

    态,只有更变态”这条真理,他居然让实验者不带感情地去亲与人一样

    大的玩偶(你懂的)。结果是,亲人偶和亲真人,往右歪的比例是一样

    的。Orz(失意体前屈,网络流行的表情符号,膜拜的意思),也就是

    说,和情绪没关系。

    右撇子?左撇子?

    当然,科(变)学(态)家(们)在追逐真理的路上永不停止。

    另一个可能的解释是右亲亲是婴幼儿时期遗留下来的动作偏向(motor bias)。在妊娠的最后几周以及新生的最初一段时间,大多数

    人都会倾向于将头向右偏(躺下时不可能永远朝上嘛!有时肯定要偏着

    头的)。而这个习惯貌似与是右撇子还是左撇子相关。

    但右撇子占将近89%的比例,比亲吻往右歪的65%比例高很多,所

    以亲吻歪头的偏向肯定不是单纯与惯用手有关。

    记着刚才那句话没?“没有最变态,只有更变态。”2009年的实验

    中,Gunturkun又让参与者去亲玩偶,同时记录下他们在亲玩偶时的惯

    用手、惯用脚、眼球转动。发现与左亲亲相比,习惯右亲亲的更多的是

    惯用右手右脚。

    所以,他的结论是,亲嘴,不仅和手有关系,还跟脚有关系。

    当右亲亲遇见左亲亲怎么办?

    如果你以为他们就此满足,你就太天真了。

    一大拨没事干的科学家激动地思考,要是一个习惯亲吻时右侧脸的

    人碰上个习惯左侧脸的人该咋办?这可比星座配对、血型配对来得更残

    酷啊有木有!

    2011年,两个丧心病狂的科学家,又组织了亲亲玩偶的活动。结果

    发现,右亲亲的人,就算玩偶是头朝左的,还是固执地要我行我素地右

    亲亲。由于右亲亲的人更死脑筋,所以当一个左亲亲的碰上右亲亲,左

    亲亲就会妥协改为右亲亲。

    真是醉了。

    以后告白前记得问一句,“你是右亲亲还是左亲亲?”要是不一致再

    问一句“你愿意跟我亲的方向一致吗?”敢答不敢答!多年后,此问题会与“你妈和我掉进河里先救谁?”“保大还是保小?”并称三大恋爱杀手!

    等等……亲亲时不歪头,岂不是会撞鼻子吗?心痛是矫情还是真痛?失恋真的和被热咖啡泼到

    差不多疼吗?

    难易程度

    哀莫大于心死。

    小一些的时候,大人老是说,小孩子家家懂什么叫心痛。说实话,我觉得事实正相反,长大以后,人更坚强,更能够控制好自己的情绪,反而不会觉得那么痛。

    一直以来,大家都对心理的疼痛(emotional pain)重视太少了。即

    使岁月流逝,不经意间还是能够将深埋在记忆中的疼痛唤起;有人甚至

    会用物理疼痛来转移心痛;更为普遍却讽刺的是,人们对有物理疼痛的

    病人更加同情。其实心痛,比身体的物理疼痛更加糟糕。

    2003 ......

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