2018年8月9日 星期四

大腦解密手冊

看完了《大腦解密手冊》,主題是腦科學與我們怎樣決策、感受、與別人互動等,特色是整本書全彩。與動物不同,人腦是即時布線的,受生活經驗細節形塑。小孩的神經元連結從出生到兩歲期間大幅增加,每秒形成多達三百萬新連結,到兩歲時有超過一百兆突觸。在此之後,神經元連結開始「修剪」,有用的線路會強化,沒用的會變弱移除,成年後有一半突觸會修剪掉。我們成為甚麼人,並非因為腦長出甚麼,而是刪掉了甚麼。

青少年時期會發生重要神經重組與變化,特別重視自我評價,容易情緒過敏,並偏愛冒險。青少年的快樂尋求神經系統已為熟,但有關注意力與模擬未來結果的眼窩額葉皮質,活性卻與兒童時期一樣,令青少年控制情緒的能力不如成年人。青少年時期的表現並非單純是選擇或態度造成,而是強烈而無可避免的神經變化階段導致。

到二十五歲腦部已發展完成,但仍然保持可塑性,會因經驗而改變。我們所有經驗都會在神經系統留下痕跡,成就現在的我們,也局限了我們能成為怎麼樣的人。經驗會觸發腦內特定的活動模式,同一時間活化的神經元連結會更強,由此形成的網絡,就是對經歷的記憶。由於神經元數量有限,而且負責多種工作,當神經元要參與其他記憶網絡,之前的記憶就開始模糊。記憶總是重構的結果,不會所有細節都正確無誤,有些會是別人述說與我們相關的事,有些會是我們認為應該發生過的事。

我們有意識時,神經元互相進行複雜的交流,入睡後,神經元一樣活躍,但進入大規模同步的節律狀態。我們每個時刻是誰,取決於神經元正在忙甚麼。由於腦內的連結不斷變動,我們自己也在不斷變動,一直是進行中的作品。

我們對現實的知覺,與腦內發生的事情有重大關係。感覺器官充當轉譯器,將各種資訊轉為電化學訊號,在腦中詮釋為感受。以視覺為例,視覺並非只與視覺皮質詮釋光子有關,也與全身的經驗有關。腦部訊號需要與我們行動及感覺結果的資訊作交叉對照。嬰兒在觸摸碰東西時,是在學習自己對世界所做的動作,會如何影響回來的感官輸入資訊。經過廣泛實驗,視覺才得以發展。

每一種感官資訊的處理時間都不一樣,但腦部會先將所有訊號蒐集,所以一切好像是同步一樣。這表示我們其實是活在過去,意識落後於現實世界。腦會製造自己的現實,這種內在模型會預期將會出現的情況,視丘只會回報眼睛與腦內模型不同之處,也就是預期外的部份。因此我們的視覺較多是依賴腦中既有的東西,較少依賴照進眼睛的光線。

內在模型是在「世界是穩定的」這項假設運作,因此眼睛不像攝影機,在眼球迅速移動下影像都不會大幅搖晃。內在模型主要功能是令我們快速理解環境,會略過許多細節。腦不會嘗試建立完美的模型,因為腦部運作非常耗能。

有少部份人不同感覺會混雜起來,例如聽到聲音會看到顏色,這種情況稱為聯覺。聯覺是因為腦內不同感覺區域訊號互相干擾,這顯示出腦內佈線只是稍微不同,也會令人感受到不同的現實。現實就像只有自己能收看的電視節目,而且無法關掉。

腦的時間感有時為相當奇怪,例如在生死關頭中感到時間似乎變得極慢。作者指我們並不是真能感受到時間變慢,而是當我們受威脅時,腦內杏仁體會加強運作,讓記憶儲存得比正常情況更仔細豐富。因為我們的腦不習慣這種記憶密度,當我們回憶起這件事時,會將事件詮釋為經過更長的時間。

意識的我們只是腦袋活動一小部份,我們的潛意識一直在運作,通常只有在潛意識停工時,我們才察覺到它。即使是起床、走路、說話等日常動作,都涉及複雜的行動,由潛意識精心協調。假如只能由意識計算與協調,走路會變得舉步維艱。當我們已熟習一項技能,將技能深植於硬體線路中,不需要經過意識就能自動執行,騰出資源讓意識注意與學習其他任務。

腦部會提取環境資訊用於引導我們的行為,但我們通常不會察覺周遭的影響。例如冷熱會影響對人際關係的評價,惡臭會令道德評判更嚴厲,容易聯想到自己的事物對我們特別有吸引力等。

意識的優勢是在遇到矛盾與計劃未來時下決定,作者形容意識就像龐大公司的總裁,團結數百億細胞為一體。腦實驗揭露中我們受磁刺激而下決定時,仍會相信決定源於自己的自由意志。那麼自由意志是否存在?選擇是否早已預先決定?作者指出,我們的腦極為複雜,而且每顆腦都與其他腦互相影響,這令腦部不可預測,遠超我們所能察覺與掌控。

我們下決定時,腦內神經元會形成不同組合,互相競爭,由勝出的網絡決定行動。每一種選項可以用身體信號標出特點,例如出汗、流口水、感到不適等,幫助我們下決定。身體大部份行動都在意識外進行,卻對我們認為自己是誰有很大影響。

我們會依靠過去經驗模擬未來情境與相關報酬,比較各種可能的未來。當現實與預期不符,中腦的多巴胺系統會發出訊息,重新評估價值,試圖在下次更接近現實。近在眼前選項的價值,高於只能在腦海模擬的選項,這讓當下可能會阻撓我們為未來做出良好決定。作者建議以「尤里西斯合約」幫助自己抗拒眼前誘惑,即限制未來自己的行動,以實現潛在目標。例如約朋友一起去健身房,讓社交約定束縛自己去健身。

我們的腦經常進行社交判斷,不滿一歲的小孩已擁有這種技巧。腦線路依據微妙的臉部提示解讀他人情緒,透過「鏡像」方式模仿他人表情,以評估他人的感受。神經元內建感受別人痛苦的感力,看到別人受苦時,我們大部份疼痛網絡也會活化,這是同理心的基礎。社交排斥對腦部來說意義重大,帶來痛苦,顯示我們內建神經機制驅使我們與他人成群結隊。

在群體選擇中,具社會凝聚力的群體具有生存優勢,反映在我們的真社會性中。但群體驅力也有黑暗一面,即內團體與外團體的區分。當內團體成員受苦,腦部的同理心反應較大,當對象是外團體成員,腦部則較小。假如透過政治操縱將外團體成員大規模去人性化,不視他們為真正的人,道德準則就不會發揮,讓種族屠殺有可能發生。作者認為,唯有理解造成內外團體之分的神經驅力,以及操縱這種驅力的宣傳技倆,我們才有望阻止去人性化,避免大規模暴行。

人腦與電腦硬體的明顯差異是,腦是一種活體,可以重新配置自己的線路,擁有驚人的適應與改變能力。這種可塑性讓科技與生物學知識結合,將機械置入人體,例如人工耳蝸與視網膜殖入器。起初這些裝置的電子訊號難以理解,但神經網絡能夠逐漸從中擷取模式,幾星期後腦部就能從訊息找出意義。

作者提出,既然腦部因為可塑性能夠詮釋新資訊,感覺感官就如同隨插即用的周邊裝置,不管給予甚麼資訊,腦這種通用計算裝置都能夠處理。即使感覺資訊從非常用感覺管道輸入,例如從觸覺管道輸入視覺資訊,腦部仍然能夠處理,這種概念稱為「感官替代」。有一種裝置就是傳送電脈衝到舌頭,盲人戴著這種裝置,就有可能感覺到空間與圖樣。作者實驗室開發的馬達背心會將資訊流變成動態振動,聽障者穿上背心後能夠擁有聽覺。

更進一步,科技甚至有可能擴展我們現有的感官,例如感覺互聯網上的資訊、擴展或置換身體,甚至在將來讓人腦副本複製到電腦中。如果一個人成為獨特個人的理由,真的如腦計算假說所稱,純粹來自神經元彼此溝通的方式,那麼在理論上,我們可以在任何基質上執行腦的功能,心智就能存在於電腦中。在未來,我們或許能夠棲身於新型態的感官現實,寄居於新型態的身體,甚至最終一舉擺脫肉體形式。