- 神經(jīng)的邏輯
- (美)埃利澤·斯滕伯格
- 1788字
- 2020-04-14 10:46:39
十字迷宮中的小鼠
讓我們?cè)倩氐桨⒗婉R州亨茨維爾的那個(gè)災(zāi)難十字路口去看看。假設(shè)你在上班途中只會(huì)經(jīng)過這兩條公路:先在重臨大道上直行,然后在韋恩路口左轉(zhuǎn)。那么在這條路線上開了幾次之后,你大概已經(jīng)能夠比較輕松地駕駛了。駕車成了一種習(xí)慣。這個(gè)轉(zhuǎn)變?nèi)绾卧谀愕哪X中發(fā)生?練習(xí)怎么讓開車上班這個(gè)行為變得自動(dòng)呢?為了研究這個(gè)問題,神經(jīng)科學(xué)家用一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M了這個(gè)導(dǎo)航過程,但實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是小鼠。實(shí)驗(yàn)中的地圖沒有變化,依然是兩條道路彼此垂直,形成一個(gè)加號(hào)。研究者把小鼠放到加號(hào)的下方,把獎(jiǎng)賞(食物之類)放到加號(hào)的左側(cè),如下圖所示:

第一次進(jìn)入迷宮之后,小鼠小心而緩慢地移動(dòng)到十字路口。接著它左顧右盼,想決定走哪條路。前幾次它往往會(huì)走錯(cuò)方向,但最終還是會(huì)發(fā)現(xiàn)迷宮左側(cè)的獎(jiǎng)賞。第二、第三次放進(jìn)迷宮時(shí),小鼠仍會(huì)在十字路口停頓,但它已經(jīng)能更容易地左轉(zhuǎn)找到獎(jiǎng)賞了。神經(jīng)科學(xué)家將這個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)了一遍又一遍,每次都將小鼠放在迷宮下方,獎(jiǎng)賞放在迷宮左側(cè)。最后,小鼠的行為終于發(fā)生了質(zhì)的變化:它不再在十字路口停頓,而是毫不猶豫地前行左轉(zhuǎn)。這個(gè)行為變成了習(xí)慣,就像是某個(gè)好幾年上班都走同樣路線的人。
在對(duì)交通燈做了更改之后,亨茨維爾的官員滿以為司機(jī)們會(huì)注意到這個(gè)不同,并立即調(diào)整開車的習(xí)慣,然而事實(shí)并非所愿。許多司機(jī)沒有注意到交通燈的變化,因?yàn)樗麄冊(cè)谶@個(gè)路口左轉(zhuǎn)了一年又一年,早已養(yǎng)成了習(xí)慣。如果一個(gè)司機(jī)忽然要走新的路線上班,也會(huì)發(fā)生同樣的狀況。那么,如果讓小鼠一下子適應(yīng)新的環(huán)境,比如走一條不同的路線取食,結(jié)果又會(huì)如何呢?
在訓(xùn)練小鼠從十字迷宮的下方移動(dòng)到左側(cè)之后,研究者改變了實(shí)驗(yàn)條件:他們把小鼠放到了十字迷宮的上方。食團(tuán)的位置不變,依然位于十字的左側(cè)。但是從小鼠的角度看,現(xiàn)在要再找到食團(tuán)就必須走一條新的路線了:到了十字路口不能再左轉(zhuǎn),而是要右轉(zhuǎn)。面對(duì)新的局面,小鼠可能有兩種做法。如果它已經(jīng)完全靠習(xí)慣導(dǎo)航,就依然會(huì)在路口左轉(zhuǎn),最后走進(jìn)死胡同,什么都吃不到。這樣的它就像是那個(gè)心不在焉的司機(jī),只走習(xí)慣路線。反過來(lái)說(shuō),如果它并不依習(xí)慣行動(dòng),就會(huì)在路口停頓片刻,權(quán)衡不同的選擇,然后右轉(zhuǎn)得到獎(jiǎng)賞。

在被放到迷宮的上方之后,習(xí)慣了從下方出發(fā)的小鼠在十字路口依然左轉(zhuǎn),走進(jìn)了死路。它犯了那個(gè)心不在焉的司機(jī)所犯的錯(cuò)誤,因?yàn)樗男凶咄耆鞘芰?xí)慣支配的。到了路口,它就不假思索地左轉(zhuǎn),結(jié)果就是什么也吃不到。
接著研究者又換了一只小鼠投入實(shí)驗(yàn),這一只沒有訓(xùn)練過從迷宮下方出發(fā)覓食。照理說(shuō),它應(yīng)該不會(huì)有左轉(zhuǎn)的習(xí)慣。這只小鼠從迷宮上方跑到十字路口,停下來(lái)左看右看,然后正確地轉(zhuǎn)到了右邊,找到了位于迷宮左側(cè)(讀者視角)的食團(tuán)。
顯然,實(shí)驗(yàn)中的這些小鼠在受習(xí)慣支配時(shí)會(huì)表現(xiàn)出一種行為,在不受習(xí)慣支配時(shí)又會(huì)表現(xiàn)出另外一種。那么,我們又如何確定這只小鼠的行為是不是出于習(xí)慣呢?
神經(jīng)科學(xué)家已經(jīng)將習(xí)慣系統(tǒng)追溯到了腦內(nèi)最深處的一個(gè)稱為“紋狀體”(striatum)的區(qū)域。小鼠練習(xí)的次數(shù)越多,它的外側(cè)紋狀體(outer striatum)的活動(dòng)就越強(qiáng)烈。與此同時(shí),在它持續(xù)訓(xùn)練的時(shí)候,內(nèi)側(cè)紋狀體(inner striatum)和海馬體(負(fù)責(zé)形成記憶)的活動(dòng)水平都有所下降,而科學(xué)家認(rèn)為,非習(xí)慣行為要有這兩個(gè)區(qū)域參與。既然我們已經(jīng)知道了在腦中產(chǎn)生習(xí)慣的部位,那么理論上說(shuō),我們就能關(guān)閉這個(gè)部位,以避免自己形成習(xí)慣。
神經(jīng)科學(xué)里有一種稱為“虛擬性損毀”(lesioning)的技術(shù),它可以通過注入一種消除活性的化學(xué)物質(zhì),或者對(duì)目標(biāo)區(qū)域做精確電擊,將腦的某個(gè)區(qū)域暫時(shí)關(guān)閉。如果先將小鼠的外側(cè)紋狀體虛擬性損毀,從而關(guān)閉它的習(xí)慣系統(tǒng),然后再將它放進(jìn)十字迷宮的上方,結(jié)果將會(huì)如何呢?結(jié)果是小鼠轉(zhuǎn)到了右邊!當(dāng)習(xí)慣系統(tǒng)失去了作用,小鼠就無(wú)法再用自動(dòng)導(dǎo)航的方式游走迷宮,也不會(huì)再?gòu)街弊筠D(zhuǎn)走進(jìn)死胡同了。這時(shí)的它每一次都要在路口停頓,左顧右盼一番,然后轉(zhuǎn)到迷宮左側(cè)去贏取一餐小吃。
習(xí)慣系統(tǒng)的運(yùn)行速度比非習(xí)慣系統(tǒng)快。養(yǎng)成了習(xí)慣的小鼠不在路口停頓,而是自動(dòng)左轉(zhuǎn)。你在開車上班時(shí)如果不用費(fèi)心認(rèn)路,速度也會(huì)快些。但這個(gè)系統(tǒng)很容易出錯(cuò)。當(dāng)小鼠改從迷宮上方出發(fā),當(dāng)你要去另一個(gè)地點(diǎn)做演講,這種錯(cuò)誤就會(huì)發(fā)生。相比之下,非習(xí)慣系統(tǒng)使小鼠能夠思索新的環(huán)境,并由此調(diào)整行為。
這兩套平行的系統(tǒng)控制著我們的行為,但各有分工。根據(jù)自身行為的不同,我們可以看出是哪個(gè)系統(tǒng)在起作用。理論上說(shuō),這兩個(gè)系統(tǒng)也可以同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)習(xí)慣系統(tǒng)自動(dòng)引導(dǎo)我們?cè)谲嚵髦虚_到工作單位時(shí),非習(xí)慣系統(tǒng)則負(fù)責(zé)在手機(jī)上通話。