- 如何學習
- (美)本尼迪克特·凱里
- 12863字
- 2019-01-24 16:19:59
01
編故事的能手:大腦學習的機制
學習科學,從本質上來說研究的是“意念肌肉”如何工作,即大腦是如何運作的。而大腦的運作,指的是它如何處理我們日常生活中輸入大腦的視覺、聽覺、嗅覺等信息洪流。這本身就堪稱奇跡,何況大腦還日夜不息地運作著,其超凡卓絕就更加無可比擬。
想象一下,在你醒著的每一刻,各種信息如潮水般不停地涌進大腦:水開的哨音、大廳里穿梭的人群、后背忽地一痛、一股煙味傳來……然后,在此想象之中再加上一組一心多用的畫面:一邊準備晚餐,一邊照看旁邊的寶寶,還要時不時回一封郵件,甚至還要拿起電話來跟朋友聊上幾句。
夠忙亂了吧?
能夠同時處理這么多信息、完成這么多任務的機器,遠不是“復雜”二字所能描述的。那像是翻滾著的魔法鍋,像是一腳踢翻了的大蜂窩,蜂群轟然而出……
大腦是個“電影攝制組”
請你想象以下幾個數據:人類大腦里的神經元,也就是形成腦灰質的大腦細胞,平均在1000億個左右。這些腦細胞大多都與千千萬萬個其他腦細胞互相連接,組成一張張密網,交織成一個小宇宙。如果用電子技術來形容,那么這個小宇宙中不但儲存著,而且不停歇地傳導著上千TB的無聲信息風暴,足以支撐300萬套電視節目同時播放。這架可觀的生物機器即便在“休息”的時候也一樣不停地忙活著。比如說,你正盯著鳥籠發呆、做著白日夢,或是無聊地玩著拼字游戲,此時,你的大腦仍在繼續運作,消耗著90%的能量。哪怕你夜間入睡,大腦的某些部位也照樣十分活躍。
學習的奧秘
大腦就好像是一個黑黢黢的、大部分地區都沒什么特色的星球。如果能有一幅地圖的話,將會容易表達得多。那就先從一幅最簡單的圖示開始吧。圖1—1中顯示的幾塊區域是人們用以學習的核心部位:內嗅皮層,它類似于某種過濾器,專門過濾涌入大腦的信息;海馬,是構筑新記憶的地方;還有新皮層,某種信息一旦被打上“儲存”的標記,就會被存放到這里,這是儲存我們顯意識記憶的地方。

圖1—1 大腦中的學習區域
這幅圖的意義遠大于一幅簡單的大腦圖繪,因為它彰顯了大腦運作的基本模式。大腦中有不同的運作模塊、不同功能的元件,它們各自擔當著不同的功用。內嗅皮層負責這一攤子事兒,海馬做另一些事情;右腦所承擔的功能不同于左腦;還有負責感官功能的區域,負責處理所見、所聞、所感等。不同區域各司其職,同時緊密結合形成整體運作,源源不斷地更新著過去、現在以及可能的將來的信息。
我們不妨把大腦的不同區域看作電影攝制組的工作人員。攝影師負責取景、構圖,他們把鏡頭拉近、推遠,然后用膠片錄下影像;錄音師負責錄音,他們會調整音量大小,并過濾掉背景噪音。還有剪輯師和編劇、繪圖師、道具設計師、作曲家,他們負責展現角色的語氣、感受,也就是情緒的表達,還有專人保管書籍、整理財務單據、記錄人物與事件。再就是導演,他會決定將哪段剪輯放到哪里合適,恰到好處地把前因后果都編織到一起,從而演繹出一個完整的故事來。這故事并不是隨意編就的,而是針對灌輸到你各個感官中的“原材料”所做出的最恰當詮釋。
任何一件事物,一旦進入大腦,大腦便會當即對其作出回應,并在最快時間內添加上它所作出的判斷、賦予事物的意義以及說明。之后,大腦還會對這一切進行“重整”,并思索:“老板那句話到底是什么意思呢?”也就是說,大腦會對原始膠片再度仔細推敲,以確定該從何處做出怎樣的剪輯,從而使這段“膠片”最恰當地嵌入“整部電影”。
這是我們生活中的故事,是講述我們自己的“紀錄片”。在本書中,我會繼續借用“電影攝制”的比喻,以求形象地講解大腦究竟是怎么工作的:記憶是如何形成的,又是如何被提取的;為什么記憶會隨著時間的推移變得更模糊或者更清晰,甚至連記憶內容都會發生變化;還有,我們是否有可能把握這每一步的運作,從而讓記憶的細節變得更豐富、更生動明了。
請記住,這部“個人紀錄片”的導演可不是從某電影學院畢業的高才生,也不是來自好萊塢、有一大幫隨從的大牌導演。這導演,就是你自己。
回憶就像時光隧道旅行
在我們開始涉足“腦生物學”之前,我想先針對“比喻”講幾句。比喻,從其定義來說,就不可能是準確的。比喻所表達的意思既明明白白又含含糊糊,而且往往帶有“自私自利”的意味,以突出比喻者最主要的意圖。
我們這個“電影攝制組”的比喻,不消說,也是一個不太準確的比喻。不過,科學家們針對記憶的大腦機理,即腦生物學的研究,不客氣地說,也同樣算不上準確。我們目前能做到的最好程度,就是用戲劇化的比喻來講解我們是怎樣學得新東西的。這個“電影攝制組”的講法,其實還是挺合適的。
為什么這樣說呢?且用我們大腦中的某個具體記憶來詳細闡述一下。
舉一個比較有趣的例子吧,不要用什么俄亥俄州的首府是哪里、你的某位朋友電話是多少、《指環王》里扮演佛羅多的演員叫什么名字等,那些例子都算不上有趣。這樣好了,請大家回想一下自己上高中的第一天,跨進主樓大廳時你那怯生生的腳步,高年級同學那不懷好意的目光,儲物柜那把青銅鎖猛地扣上時砰然作響……每個超過14歲的人都會多少記得那一天的情形,而且往往會是一段完整的錄像片段。
那段記憶,儲存在以網狀連接著的腦細胞里。這些腦細胞一旦同時活躍起來,也就是“點亮起來”,便恰似圣誕節時大型商場里的圣誕彩燈,比如說,藍燈一起閃爍,顯現出一架雪橇的圖案;紅燈亮了起來,構成一朵雪花的圖案。大腦里差不多也是這樣,神經元的網絡也會連成“彩燈圖案”,形成大腦中的一幅幅圖像、一個個想法、一種種感受……
將這一幅幅“彩燈圖案”連接起來的一個個腦細胞,叫“神經元”。一個腦神經元的核心作用是充當一個開關,它從通道的這一頭接收信號,然后“點亮”或者“翻轉”這一信號,隨即從另一頭傳送出去,送到這個神經元連接著的另一個神經元。
學習的奧秘
由一張張神經元網絡形成的一段段特別記憶并非一連串的隨機連接。當我們聽到那把青銅鎖“砰”地扣上時,大腦里便有一串細胞被同時“點亮”,這就形成了對一個特別信息的第一次“記憶”。而這同一串細胞組,也就變成了這一特別記憶的集體見證人。把這一串細胞串聯起來的,叫作神經元突觸,每當記憶被提取一次,這些突觸就被加厚一次,該信號的傳遞速度也就變得更快一點。如圖1—2所示。

圖1—2 腦神經元
直覺上,我們都認為這挺有道理,對回憶的體驗也的確很像情景再現。但是,直到2008年,才終于有一群科學家從人的大腦中直接捕捉到了記憶的組成以及提取的時刻。在一項治療實驗中,加州大學洛杉磯分校的一群醫生分別往13位病人的大腦深處植入了一組纖維電極絲,這些病人都是癲癇患者,他們正等待著腦部手術。
這本是一項常規作業。癲癇是怎么一回事?人們尚未了解透徹,大腦里導致人們忽然發病的那股活動劇烈的“小型風暴”似乎總是憑空而起。這一“臺風中心”在不同人的大腦里常常起自于一個大致相同的區域,只不過準確的位置因人而異。主刀醫生可以摘取這一“核心地帶”的小塊腦組織,可是,醫生須得等待“臺風”生成時,看到并記錄下“臺風中心”的位置才行。這就是植入那些纖維電極絲的目的——準確定位。這當然需要時間。病人們因此有可能在醫院里躺上好幾天,才能等到大腦的一次失控發作。而加州大學洛杉磯分校的這群醫生則利用這一等待時機,回答了一個根本性的問題。
學習的奧秘
醫生先讓每位病人都觀看一段5~10秒鐘的錄像片段,內容來自當時大家都耳熟能詳的電視節目如《宋飛正傳》《辛普森一家》,或像“貓王”這樣的名人剪輯,或是一些著名勝地。看過之后,稍等片刻,醫生便請這些人回憶他們剛才看過的內容,說得越詳盡越好,以求剛才看過的內容能再現。在剛開始播放這些錄像片段的時候,一部電腦記錄下了觀看者腦中的影像,大約有上百個腦神經元亮了起來。放映不同的錄像,腦部亮點所構成的圖案也不一樣:有些腦神經元會格外亮,有些則沒什么反應。當觀看者稍后回憶所看錄像時,比如在講霍默·辛普森時,腦部亮點所構成的圖案則跟他剛才觀看相同片段時的大腦圖案完全相同,就好像在重播一樣。
主持這次研究的資深學者伊扎克·弗里德(Itzhak Fried)是加州大學洛杉磯分校以及特拉維夫大學(Tel Aviv University)的神經外科教授,他告訴我說:“在這樣一次獨特的嘗試中能看到這樣的結果,實在太讓我感到驚訝了。觀察對象太清晰了,看來我們這次的確找對了門道?!?/p>
這項實驗便到此結束。病人的這些記憶片段隨著時間的流逝會變成什么樣,人們并不知曉。假如某個人已經看過數百集的《辛普森一家》,那么這5秒鐘關于霍默的記憶也許不會太長久。可是,也不一定。假如這次體驗中的某個特別因素讓你感到格外震撼,比如說,一個穿白大褂的人在你敞開的腦顱里撥弄著一叢電線,這場景與劇集中的霍默捧腹大笑的樣子相聯結,那么你的這段記憶很有可能會根植于你的心靈深處,終生難忘。
我上高中的第一天,是在1974年的9月,至今我還能“看見”第一堂課上課鈴響之后,我在主樓大廳里遇到的那位老師的容貌。大廳里人群蜂擁,我卻不知該往哪兒走,腦子里急切地轉著這么一個念頭:我會遲到的,我會漏掉老師講了些什么。至今我還能“看見”照射在大廳里的那束飄浮著灰塵的晨光,那難看的藍綠色墻壁;我還“看見”一個比我大一些的男孩往他的儲物柜里塞進去一摞關于溫斯頓·丘吉爾的書刊。我走向那位老師,說了一聲:“對不起,請問……”聲音大得出乎自己的意料。那位老師停下腳步,眼睛看向我手里的課程表。他神情友善,戴著一副金絲眼鏡,頂著一頭紅色而稀疏的頭發。
他淡淡一笑,對我說:“你可以跟著我走,你是我班上的學生。”
我得救了。
我已經有35年沒再想起這段往事了,可是這一幕仍然歷歷在目。那情景不但“回來”了,而且一個個細節竟是那樣詳盡。我越是長久地駐足在這段回憶中,就越能“看見”更多的細節填充進來:我把課程表遞過去時,書包從肩膀上滑下來的感覺;我猶猶豫豫慢下了腳步,心里不太愿意跟老師并肩而行;我落在了他身后幾步……
學習的科學
這種“時光隧道旅行”,科學家們稱之為“往事片段”,也叫“自傳體記憶”(autobiographical memory)。在這類回憶中,往往有一些與當初的體驗相同的細微感受,以及相同的敘事脈絡結構。
自傳體記憶跟俄亥俄州的首府是哪里、某個朋友的電話是多少那類記憶不一樣。我們并不會清楚地記得,當初是在哪里、在什么時候記下那些東西的。這一類記憶,科學家們稱之為“語義記憶”(semantic memory),它們并非根植于某種敘事式的情景當中,而是根植于某些相關數據與資料的記憶網絡中。比如,俄亥俄州的首府、哥倫比亞市,這些詞匯可能會“連帶”出一幅你某次去那里的景象、某個搬家到俄亥俄州的朋友的面容,甚至是小學時的一個謎語:“兩頭圓、中間高的是什么?”這類記憶的網絡結構是以相關數據資料為基礎的,而并非以故事場景為基礎。不過,每當大腦調出“哥倫比亞市”這條記憶時,與之相關的“資料網”一樣會被“連帶”出來。
學習的科學
在充滿奧妙的宇宙世界里,這一定算得上最為奇妙的事情之一:某種分子式的“書簽”被“夾”在了神經網絡中,方便我們在日后的人生旅程中“翻”回去“查閱”,讓我們得以看到自己曾經的歷史,以及曾經的認知。
科學家們尚未弄明白這個“書簽”怎么就能被“翻”出來。這跟你點擊電腦屏幕所得到的電子數據鏈接完全不一樣,因為腦神經網絡系統是不斷變動的,1974年形成的記憶跟我今天回憶出來的相比,有很大的差別。我忘掉了一些細節、一些色彩,而且我毫不懷疑,就在我回憶這段往事的時候,我已經對某些細節做了小小的“改編”,甚至是很大程度的“改編”。
這就好比是八年級的時候,你在夏令營里經歷了一次驚心動魄的探險,第二天早上,你寫了一篇歷險記;6年以后,已經上大學的你根據這次往事又寫了一篇歷險記,這兩篇作文毫無疑問一定會大相徑庭。6年時間過去了,你已經完全變了樣,你的大腦也是如此。而這生理上與記憶上的改變不但被染上了謎一樣的色彩,更被染上了你自己人生閱歷的色彩??墒?,那場景本身、那最核心的部分從根本上來說卻分毫未損。不過,對于記憶到底儲存在哪里、為何儲存在那里,科學家們倒是已經有了解釋。
記憶存放在哪里
20世紀,科學家們在很長一段時間里都曾深信:記憶彌漫性地滲透在控制思維的那部分大腦區域里,就好像橙子汁充盈在橙子瓣里一樣;任何兩個神經元都是大致相同的,要么亮起來,要么不亮;而且,沒有哪一個特定的腦部區域會是構成記憶的核心部分。
早在19世紀,科學家們就知道,某些技能,比如語言,會集中在大腦的某個特定部位??扇藗円恢闭J為這應該只是例外。20世紀40年代,腦神經科學家卡爾·拉什利(Karl Lashley)還曾展示過他的研究成果:會跑迷宮的大鼠在被摘除大腦中的不同部位之后,照樣知道怎么跑迷宮。如果說大腦中有個部位是記憶中心的話,那么這些切除手術中總應該會有一個能導致大鼠喪失跑迷宮的技能。拉什利因此認為,任何控制思維的大腦區域都有記憶功能,如果其中某部分受到損害,周圍其他部分就會自動接替那一部分的任務。
然而,到了20世紀50年代,這一理論開始出現坍塌。研究大腦的科學家們接二連三地發現新的現象,首先就是神經細胞的發育,準確地說,是嬰兒腦神經的發育。他們發現,擔任不同職責的細胞仿佛必須按規定去往各自不同的領地:“你是視覺神經細胞,去,到大腦的后邊去?!薄澳悖ツ沁?,你是負責運動的神經元,到運動控制區去。”這一發現瓦解了過去的“內在各部分可相互置換”的假說。
而最后的“致命一擊”則來自這么一個事件:英裔心理學家布倫達·米爾納(Brenda Milner)遇到了來自哈特福德市的亨利·莫萊森(Henry Molaison)。
莫萊森是一個修理機器的工匠,他得了一種很嚴重的病,這種病讓他無法繼續工作。他每天都要犯病兩三次,而且往往沒有什么預兆,發病時,他會忽然倒地、人事不省。天天發生這類突發事件讓他沒法維持正常生活。因此,1953年,27歲的莫萊森來到哈特福德醫院,走進了神經外科醫生威廉·斯科維爾(William Beecher Scoville)的辦公室,期待能被醫生解救。
莫萊森的病可能是癲癇的一種,抗癲癇藥是那個年代針對癲癇的唯一規范療法,可是服藥對他已經沒什么作用。斯科維爾是一名技術高超、享有盛譽的神經外科醫生,他懷疑造成這類病癥突然發作的根源埋藏于大腦的內側顳葉中。顳葉在左右腦各有一葉,彼此呈鏡像對稱,就像切開蘋果看到的果核那樣,每一側的顳葉里面都有一個腦組織,叫海馬,很多癲癇患者的病發都與這一部位有關。
斯科維爾判定,最好的治療方案是通過手術,從莫萊森的大腦里切除兩塊手指大小的腦葉,其中包括海馬。療效怎樣,就只能靠運氣了。而且,在那個年代,很多醫生都認為,腦部切除手術是針對很多種精神失常病癥的有效治療手段,包括精神分裂癥和嚴重的抑郁癥。果然,手術后,莫萊森的癲癇發作大大減少。
可是,他同時也失去了構建新記憶的能力。
他每吃一頓飯、每見一個朋友,或者帶他的狗去公園散步,都好像是生平第一次做這件事。他仍然保有手術之前的一部分記憶,比如他的雙親、童年的家園、小時候爬過的山。他也同樣有很好的短時記憶,能把某個電話號碼或人名記住大約30秒,并能背誦在30秒內所記的事物。他照樣能跟人閑聊,也和其他青年人一樣,可以眼觀六路、耳聽八方,盡管隨后會忘記??墒?,他沒法繼續工作,也比任何一個神秘主義者都更加徹底地活在當下。
也是在1953年,斯科維爾把他這位病人的苦惱講述給了另外兩名醫生——蒙特利爾的懷爾德·彭菲爾德(Wilder Penfield)和他年輕的助理研究員布倫達·米爾納。不久,米爾納女士就開始每隔幾個月搭乘一次晚間火車前往哈特福德去見莫萊森,和他在一起,并研究他的記憶。從此,他倆開始了一個長達10年、最為不同尋常的“合作伙伴”式交往:由米爾納引導著莫萊森做各種各樣的稀奇事情,而莫萊森總是十分配合,怎么要求他都會點頭同意,而且他很清楚兩個人合作的目的,只要在他短時記憶的時間范圍內。米爾納后來說,在那一個個飛逝而過的短暫瞬間里,他們倆真的是合作伙伴。而且,那一次次的合作迅速而永恒地改變了人們對學習與記憶的理解。
學習的奧秘
米爾納對莫萊森的第一次記憶實驗是在斯科維爾的辦公室里進行的。她先是讓莫萊森記住三個數字:5、8、4,然后她離開辦公室去喝了一杯咖啡,20分鐘之后再回來問他:“那幾個數字是什么?”莫萊森在她離開之后一直都在反復默誦著那幾個數字,所以,他說對了。
米爾納道:“哦,這好極了。”然后她接著問道:“你還記得我的名字吧?”
“對不起,我不記得了,”莫萊森道,“我的問題就是記憶時間較短。”
“我是米爾納博士,我來自蒙特利爾。”
“哦,蒙特利爾,在加拿大。我去過一次加拿大,我去過多倫多?!?/p>
“唔,好。你還記得剛才那幾個數字嗎?”“數字?”莫萊森道,“什么數字?”
“他是一個非常和善的人,非常有耐心,每次都很愿意完成我交代給他的任何事情。”米爾納告訴我說。如今,她已經是認知神經科學專家,在蒙特利爾神經科學研究所(Montreal Neurological Institute)以及麥吉爾大學擔任教授。她說:“可是,每當我走進那間工作室,他都像是從來沒有見過我似的。”
1962年,米爾納發表了她里程碑式的研究成果,也就是她與莫萊森的研究項目。為了保護莫萊森的隱私,她在報告中將他化名為H.M.。該報告表明,莫萊森的一部分記憶能力完全沒有受到損傷。在一系列的實驗中,她讓他對著鏡子,看著鏡子中的手,在一張紙上畫出五角星來。這么做當然很別扭,而米爾納還偏要加大別扭程度:她讓他拿筆沿著五角星的邊框畫線,就像是在讓他走迷宮,一個五角星形狀的迷宮。每次莫萊森做這個練習,都像是第一次做,感覺很是意外。他完全沒有曾經做過這件事的記憶??墒峭ㄟ^反復練習,他終歸熟練了起來。米爾納說:“經過無數次的練習之后,有一次莫萊森告訴我說:‘哈,這東西做起來比我想象得要容易好多嘛?!?/p>
米爾納這次研究報告的深遠影響,在經過一段時間之后才逐漸顯露出來。莫萊森沒有能力記住新的名字、面容、數據、體驗等。他的大腦雖然仍有能力吸納新的信息,可是因為沒有了海馬,他沒有辦法記住任何新東西。海馬這一塊腦組織及其周邊的部分,也就是莫萊森在手術中被切除的部分,很顯然正是構建記憶不可或缺的部位。
不過,他卻仍然能夠構建新的身體技能記憶,比如對著鏡子畫五角星,他在上了年紀之后,還學會了借助步行器走路。這種學習,叫動作技能學習,并不依賴于海馬進行記憶。
學習的科學
米爾納的報告表明,人的大腦中至少有兩套系統負責記憶的構筑,一套負責顯意識的記憶,一套負責潛意識的記憶。我們可以復習、寫下今天在歷史課或幾何課上學到的東西,可是卻不能用同樣的方式復習足球場上、體操房里的訓練,或是其他任何類似的動作學習。
那種身體技能上的學習會自然而然地熟能生巧,不需要我們去記憶和背誦。我們也許能說得出自己6歲時,在練習了幾天后就能騎著自行車跑了,可是我們卻說不清具體哪個動作技巧是在哪天學會的:掌握平衡、把握方向、踩腳踏板……這些能力在不知不覺中就提高了,而且突然就自動整合了起來,讓我們能騎著自行車跑了,完全不需要去“復習”。
因此,認為記憶是均衡地分布在大腦中的理論就不成立了。大腦中應該有特定的、不同的部位,擔當著構筑不同記憶的職責。
亨利·莫萊森的故事并沒有到此結束。米爾納的一名學生蘇珊·科金(Suzanne Corkin)后來在麻省理工學院把這一研究項目繼續了下去。通過整合橫跨40多年的數百次會晤與研究,她證明莫萊森的確保有手術前的記憶:第二次世界大戰、富蘭克林·羅斯??偨y、童年家園的具體格局,等等??平鸩┦扛嬖V我:“我們把這種記憶稱為‘要點記憶’,也就是說,他有這些記憶,可是他沒有辦法把這些記憶按時間順序串聯起來,給人一個完整的敘述?!?/p>
除了莫萊森,還有其他人也接受過類似位置的腦組織切除手術,針對這些患者的研究同樣顯示,他們手術前后的記憶能力有著相似的變化模式。沒有了能正常運作的海馬,人就沒有辦法構筑新的、有意識的記憶。他們在手術之前已經記得的名字、面容、數據、體驗,術后幾乎仍然全部記得。那些記憶一旦形成,就一定是被放在了什么別的地方,而不可能是在海馬里。
學習的奧秘
根據科學家們的研究,唯一可能存放這些記憶的地方,應該是大腦最外面那層薄薄的外皮層,也叫“新皮層”。新皮層是存放意識的地方,這里就像一個構圖復雜的“百衲被”,每一塊布片都擔負著特殊的任務。視覺“衲布片”在后腦勺附近;控制運動功能的“衲布片”在大腦的兩側,也就是耳朵附近;還有一塊“衲布片”在左側,負責語言的翻譯與詮釋;其近旁還有另一塊負責語言的說與寫。如圖1—3所示。

圖1—3 大腦新皮層的分工
新皮層中的腦組織,也就是大腦最“表層”的部位,是唯一能夠借助自身所具備的多種“工具”再現記憶的部位。正是它,使得大腦能夠重現“自傳體記憶”帶來的那種生動而豐富的五官感覺,比如,能夠重現“ohio”這個詞,以及“12”這個數字所串聯起來的相關資訊。而形成“高中第一天”的記憶網絡,或者說網絡群,一定就在這層腦組織里,即使不是全部在此,至少也是大部分在此。在我的“第一天”記憶中,占主導地位的是像紅色頭發、金絲眼鏡、藍綠色的墻面等視覺印象,以及嘈雜的大廳、砰然扣上的鎖頭、老師說話的聲音等聽覺印象,因此,這張網絡中一定連帶著很多位于視覺皮層以及聽覺皮層的神經元。而你的“第一天”記憶中,有可能包括了學校食堂的氣味、背上那重得要命的書包,因而也就連接到了那些負責感官的“衲布片”皮層。
學習的科學
我們可以通過這些“衲布片”的位置來準確定位各種記憶在大腦中的具體儲存位置。也就是說,記憶并不存在于某個單獨的地方,而是沿著大腦新皮層各個不同功能的區域分布其間。
大腦不但能找到這些記憶,而且能以如此快的速度將其再現,對絕大多數人來說,那只是眨眼間的事情,而且,那些記憶不但帶有完整的情緒,還帶著一層又一層的細節……這是無法輕易解釋清楚的事情,沒有人能說得明白大腦是怎么做到的。大腦這種最了不起的即時再現本領,倒是讓我想到了這樣一個圖景:記憶就好像是已經“存檔”的一個個視屏,腦神經一個點擊,就能啟動播放,再一個點擊,則又放回去了。
其中的真相,不但比這更為奇特,而且更是非常有用。
大腦是如何編故事的
如果你的視線只顧著往大腦里面越鉆越深,那么很可能會忘掉外在的主體——人。而且,這里說的不是泛泛而指的人,而是具體的人:一個直接拿著一盒牛奶往嘴里灌的人,一個總是記不住朋友生日的人,一個老是到處找鑰匙的人,一個懶得計算角錐體表面積是多少的人。
我們稍微花點時間來回顧一下。對大腦的近距離特寫讓我們大致了解了腦細胞是怎么構建出一個新記憶的:首先,當我們體驗到一些事物的時候,腦細胞們就“唰”地亮了起來;然后,它們通過海馬將亮起來的神經元連接成網絡;再之后,還要沿著大腦新皮層中不同功能的不同據點,以一定的排列組合把這一記憶網絡固定下來。
好,現在如果我們想看一眼人的記憶是怎么被“抓出來”的,即我們是怎么“記起來”某件事的,則需要退后幾步,用廣角鏡頭來看。也就是說,剛才我們把鏡頭拉得很近很近,以至于能清楚地看到電子地圖上的一條條小街,而現在,我們卻要把鏡頭拉遠,來看看整個地區的總貌:看看人,看看以其認知方式揭示了記憶提取秘密的人。
這里我們所提及的人,還是癲癇患者,不得不說,我們的腦科學家們欠這些癲癇患者的債,可真是怎么也還不清了。
有些癲癇患者在發作時,大腦的神經元就像是化工產品的燃燒所造成的燎原之火,蔓延得又快又廣,以至于整個人都瞬間遭了災,像年輕的莫萊森那樣,一下子就失去了知覺。這樣的發作讓人沒法正常生活,而且藥物治療常常毫無作用,因此,人們不得不考慮大腦的手術治療。當然,莫萊森經歷過的做法是不會再被考慮了,因為畢竟還有其他辦法。
辦法之一,叫作“裂腦術”,也就是通過手術,切斷大腦左右兩個半球之間的連接,以求把癲癇發作的狂暴蔓延限制在半個大腦之內。
這樣做能有效抑制癲癇發作,但代價是什么呢?是大腦的左半球和右半球之間沒辦法“對話”了!在我們的想象中,被分割開來的大腦一定會嚴重受損,甚至嚴重扭曲人的性格,至少也會嚴重損傷人的知覺能力……可事實并非如此。接受裂腦術之后,人的變化非常細微,以至于20世紀50年代針對裂腦患者的首次研究并沒有發現任何在思考與感知能力方面的變化,智商也沒有任何下滑,分析能力也沒有任何損傷。
可是,一定會有什么不同,因為大腦切切實實被割裂成了兩個半球!只不過,若想發現這種分割所帶來的變化,必須要動腦筋想出足夠巧妙的辦法來才行。
學習的奧秘
20世紀60年代初期,加州理工學院的三位科學家終于做到了這一點。他們設計了一種特殊的方式,能讓患者一次只用半個大腦來掃視圖片。這就成了!當接受過裂腦術的患者只用右腦看過一張餐叉的圖片后,他們說不出那是什么,就是叫不出它的名字來。由于左右腦的連接已經被切斷,所以,他們負責語言功能的左腦沒有收到任何來自右腦的信息,而“看到”了餐叉的右腦又沒有語言能力來描述所看到的東西。
這里,關鍵來了:右腦可以指揮它控制著的手,畫出那把餐叉!
加州理工學院的三位科學家并沒有就此止步。在后來由這些患者配合的一系列實驗中他們發現,右腦還可以通過觸覺來辨識東西,比如說,看一眼水杯或者剪刀的圖片,這些患者就能憑觸覺準確地把東西挑出來。
這一發現的意義顯然很明了:左腦是智者,是語言專家,與右腦割裂開來后,人的智商完全不受影響;右腦是藝術大師,是處理空間與視覺的行家。左右腦必須密切合作,恰如正副兩名飛行員。
關于左右腦分工的研究成果后來迅速滲入到人們的日常生活用語中,用來概括地描述某種本領或某種人的特征:“那家伙是一個右腦人”“她好像左腦更發達”……這還真令人頗以為然:我們所具備的敏銳而感性的審美能力,肯定不會來自善做冷靜推理的那部分大腦區域。
不過,這些跟“記憶”有什么關系呢?
要弄明白這一點,須再等25年。而且,如果不是有人提出了一個更為根本性的問題,那還不知道要等多久呢。這個問題是:既然我們有正副兩名飛行員,為什么我們不覺得大腦是分兩邊工作的呢?
“最終,這個問題擺在了我們面前?!边~克爾·加扎尼加(Michael Gazzaniga)寫道。加扎尼加是20世紀60年代加州理工學院那份研究報告的主筆者之一,另外兩名科學家是羅杰·斯佩里(Roger Sperry)和約瑟夫·博根(Joseph Bogen)。“這是為什么呢?如果說左右腦是各自獨立的體系,那是否意味著大腦具有統籌意識?”
這一問題懸置了數十年,沒人能找到答案??茖W家們越是往深處探究,謎團似乎越難破解。探索者們的研究不但昭示了左右腦各自清晰而奇妙的不同功用,而且還源源不斷地發掘出更多、更復雜的獨立體系:大腦有成千上萬、甚至上百萬個獨立模塊,它們各自具有獨特的功能。比如,這個負責計算光線的變化,那個負責聲音的辨識,再一個負責分析面部表情的變化……科學家們所做的嘗試越多,他們發現的大腦獨特功能就越多。他們還發現,所有這些“小型程序”全部都能同時運作,并且常常同時跨越左右兩個腦半球運作。
也就是說,大腦不但在統籌左右這兩名“正副飛行員”時帶著整體意識,而且,在應對來自各個角落互不相讓且鼓噪程度不亞于芝加哥期貨交易所的神經元時,也以整體意識統籌著一切。
大腦是怎么做到的呢?
答案,竟然還是在裂腦術之中。
學習的奧秘
20世紀80年代初期,加扎尼加博士在他的“招牌研究”,也就是裂腦研究中又添加了一個變式。舉其中一項實驗為例,他拿了兩張圖片給一名患者看,不過,其中一張只有患者的左腦能看到,上面是一只雞腳;另一張只有右腦能看到,上面是一幅雪景。請記住,左腦是語言控制中心;右腦則是全能大拿,感知敏銳,只是沒有語言可以表達它感受到的一切。
然后,加扎尼加博士拿出另一組圖片,包括一把餐叉、一把鐵鍬、一只雞、一把牙刷等,這回,他不但讓患者左右腦同時都能看到,而且還要讓他從中挑選出跟剛才看過的那兩張圖片有關聯的圖片。這位患者挑選了一只用腳走路的雞,還有一把可以鏟雪的鐵鍬??雌饋矶夹U有道理的樣子。
再然后,加扎尼加博士請患者解釋為何要挑選這兩幅圖片。答案卻很讓人驚訝。針對第一個選擇,患者解釋得很有條理:雞要用腳走路。他的左腦看到了那只雞腳,而左腦不但為他提供了語言來描述那只腳,更給出了腳與雞相關聯的合理解釋。
可是,他的左腦并沒有看到那張雪景圖片,只看到了鐵鍬。因而,他只是憑直覺選擇鐵鍬,卻做不出條理清晰的解釋來。博士要求他解釋為何認為鐵鍬是有關聯的東西,他搜尋了自己的左腦,卻找不到有關雪的象征符號。怎么辦呢?他又看了看鐵鍬圖片,說:“鐵鍬是用來清理雞屎的?!?/p>
左腦根據它能夠看到的鐵鍬,拋出了它能夠給出的解釋?!斑@種做法,正是我們胡說八道的老套數?!奔釉峒硬┦繉ξ艺f?;叵肫饘嶒炛械倪@段往事,他忍不住哈哈大笑:“編出一個故事來?!?/span>
在隨后的一系列實驗中,他和他的伙伴們發現,這一“編造模式”與我們的日常表現相當一致。左腦能根據它所看到的東西編造出一套有條理的說法來。在我們的生活中,大腦每天都做著這樣的事情,你我都有過相似的體驗,比如,聽到別人在悄悄話中提及了自己的名字,我們就會假想出一些東西來,把那段我們沒聽清的“八卦”給補上。
大腦里的這些鼓噪之所以能讓我們覺得尚有一致的邏輯性,是因為大腦中的某個模塊或者網絡在不斷地拋出一串串符合邏輯的故事。加扎尼加博士說:“我足足花了25年時間,才終于想到問題的真正核心:為什么你要選那把鐵鍬?”
人們目前只知道這一模塊藏在大腦左半球的某個地方,可沒人知道它是怎么運作的,以及它怎么就能那么迅速地把那么多信息一下子串聯到一起。這一模塊有了一個名字,加扎尼加博士把我們左腦的這一敘事系統模塊命名為“解釋器”。
借用前面“電影攝制組”的比喻,這就是我們的“導演”。這位導演要讓每一段情節都合情合理,要根據其現有的材料找出答案、做出判斷,要把松散的資訊拼合成一個能讓人理解的整體。借用加扎尼加博士的話說,這位導演不但能讓人覺得情節的結果合情合理,而且還能編出一整套讓人覺得合情合理的故事來:它會創造出一套意義、一套說法、一套因果關系。
這可不僅是一臺解釋器,更是一位編故事的專家。
而這套模塊,恰是構筑一段記憶的關鍵所在。它每時每刻都忙于解答“發生了什么”,而它作出的判斷,則通過海馬匯編成碼。這還只是它的一部分工作而已,因為,它還需要不斷解答“昨天發生了什么?”“昨天晚餐時我都做了些什么?”這類問題。它還需要回答全球宗教課堂上的問題:“請再回答一遍,佛家最根本的四大真相是什么?”
這時,它同樣要收集現有一切可收集的素材來解答,只不過,它需要向內搜尋感官上以及數據資料上的提示,而不是向外部搜尋。這就叫“思考”。要回想佛陀所說的真相,不妨從其中一個開始,或者是從其中之一的某個局部開始。對了,痛苦。佛陀談到痛苦,他說痛苦是……是要先弄明白痛苦是怎么一回事。這就是第一真相。第二真相好像跟冥想有關,不需要做什么,只須放下。放下痛苦?是的,或者說很接近了。還有一個真相是……腦海中浮現出一條山道,一個穿著長袍的和尚在道上踽踽獨行……對了,道路。走這條道?跟隨這條道?
思緒就這樣一個接一個地往下串。每當我們“回放膠片”的時候,似乎總會有新的細節冒出來:廚房里傳出的香味、一個營銷電話的打擾……還有,當你讀到“放下痛苦”時,心里感受到的平靜。哦,不對,要放下的是讓人感到痛苦的“根源”。還有,不是要“走過”那條道,而是要“滋養”那條道。這些局部的細節之所以像是“新”的,是因為大腦在那一瞬間所吸納到的信息遠比我們能意識到的多,而這些我們當時沒有意識到的感知,會在我們回想時浮出表面。
換句話說,大腦并不會像電腦那樣,把數據、想法、體驗等先儲存起來,等我們點擊文件名時,每次都顯示出完全一樣的畫面來。大腦的做法固然是把它的感知、想法、得到的資訊等都放進記憶網中,可是,每當這些記憶往外冒時,“泡泡”的組合總會略有不同。還有,這段剛剛被提取出來的記憶并不會從此替代掉上一次的存儲內容,而是與之相互交織在一起,相互重疊在一起。
學習的科學
沒有任何細節會徹底丟失,只不過,記憶提取的“蹤跡”每一次都略有不同,而且永遠如此。用科學家的話來說,這是用我們的記憶來改變我們的記憶。
到此,我們已經討論了腦神經元以及細胞網絡,討論了拉什利的大鼠還有莫萊森先生,討論了海馬以及接受了裂腦術的患者,還有編故事的專家,這一切,似乎都是很初級的東西,甚至可以說是再普通不過的東西。
其實不然。
