推薦序　認識我們的大腦

理性是并且也應該是情感的奴隸，除了服務和服從情感之外，再不能有任何其他的職務。

——大衛·休謨

美國威斯康星大學麥迪遜分校著名的心理學家和神經學家理查德·戴維森（Richard J.Davidson）與他的合作者沙倫·貝格利（Sharon Begley）合著的《大腦的情緒生活》是一本生動、有趣的書。它所討論的主題雖然專業而且艱深，但作者顯然并不打算把它寫成一本嚴肅的科學著作。本書依循了德裔美籍生物物理學家、分子遺傳學先驅、1969年諾貝爾生理學或醫學獎獲獎者馬克斯·德爾布呂克（Max Delbrück）所倡導的神經科學家應有的著述風格：“想象你的聽眾毫無專業背景，但又無限睿智。”確實，與其他學科相比，這個世界上能夠讀懂專業腦科學或神經科學文獻的讀者真是少而又少。我想，這也一定是戴維森和貝格利撰寫此書時的信條。

關于情感與理性，對人類來說似乎是一個永恒、亙古的話題。從古希臘、古羅馬的哲人到中世紀的宗教神學，直至近現代的神經科學家和認知科學家，都將其視為人類存在的基本命題。但就這個命題所涉及的自然屬性而言，它的歷史可能比我們想象的還要漫長。如果不說它和生命本身一樣悠遠（40億年），起碼也可以追溯至6億年前的寒武紀。因為無論情感還是理性，都產生于我們的大腦。而構成大腦最基本的要件——神經元，卻并非靈長類（大約出現于6000萬年以前）和人類（大約出現于700萬年以前）的專屬。神經元非常“嬌嫩”，它不可能被保存在化石中供后人研究。因此，古生物學家無從知曉最早擁有神經元的生命出現在什么時候。但生物學家卻可以確切地告訴我們，那些誕生于寒武紀，而且今天仍然生活在這個星球上的某些生命，如海蜇以及它的近親，一類被稱為“刺細胞動物”（cnidaria）的生物，是目前世界上已知的最早擁有神經元的生物。令人難以置信的是，這些遠古的低等生物所擁有的神經元以及神經膠質細胞（neurogliocyte），與我們人類所擁有的并沒有本質的差別。指出這一點，對于理解戴維森和貝格利的這本著作非常重要。

以上事實可以使我們對人類的大腦——正是它蘊含著我們引以為傲的人類理性與情感——有一個更全面、更深刻的認識。對大部分人來說，這種認識也許僅僅限于對“造物主”的敬畏：成年人的大腦由大約1000億個神經元和1萬億個神經膠質細胞組成，每個神經元平均有5000個突觸（synapse），這就意味著，一個人腦中包含的突觸總數量將達到不可思議的5×1014個，而據天文學家的估算，整個銀河系中恒星的總數量也不過5×1012顆。人腦中的神經元通過突觸以復雜的方式相互聯接成一個整體，而這個神奇的整體不僅賦予了我們理性，也賦予了我們愛情、親情和夢想。驚嘆之余，我們也許會情不自禁地認為：人腦的結構設計一定是如此精致和完美，足以讓世界上任何一臺人工制造的電腦相形見絀、黯然失色。但是，這恰恰是一個完全錯誤的認識！

事實上，在演化神經學（evolutionary neurology）看來，單就人腦的結構而言，其“設計”不僅低效，而且還非常蹩腳，甚至比不上一臺20世紀80年代初期流行的IBM個人臺式電腦。其中的道理十分簡單：因為人腦并非“設計”而來，而是進化而來的。用法國分子生物學家、1965年諾貝爾生理學或醫學獎獲獎者弗朗索瓦·雅各布（Fran?ois Jacob）的話說，“進化是一個修補匠，而不是工程師”。美國約翰·霍普金斯大學醫學院神經科學系著名的演化神經學家戴維·林登（David J.Linden）教授在《進化的大腦：賦予我們愛情、記憶和美夢》（The Accidental Mind：How Brain Evolution Has Given Us Love, Memory, Dreams, and God）一書中，則形象地把人類的大腦比喻成一杯哈根達斯的“甜筒冰淇淋”，人腦區別于其他生物大腦的地方，只在于它最上面所加的那一勺巧克力醬而已，而其下面的冰淇淋還留在原處，基本沒有改變（見該書中譯本，沈穎等譯，上海科技出版社2012年版，第14頁）。

我們不妨把大腦的進化看做這樣一個過程：一位聰明的工匠碰見一位專制的國王，國王命令他去完成一項任務——把一輛20世紀初生產的T型福特車改裝成一臺現代轎車，但前提是不能破壞原車的任何部件和功能，只能通過在原有的零部件及其功能上增加新的裝置來實現這一目的。這個故事中的國王就是“大自然”，工匠的名字叫“自然選擇”，工匠要完成的任務就是人腦的進化，而那臺老舊的T型福特車則是人腦進化的前提和基礎——哺乳動物腦。事實上，在大腦開始進化為人腦（大約距今700萬年左右）之前的每一個節點上，自然選擇所面對的，都是上一個階段更為老舊的古董“老爺車”。順著“進化樹”（evolutionary trees）往前追溯，它們分別是：哺乳動物腦（大約距今2億年左右）—爬行動物或兩棲動物腦（大約距今2.5億至4億年左右）—低等脊椎動物或節肢動物的神經系統（大約距今4億至5億年左右）—無脊椎動物或軟體動物的神經元組織（大約距今6億年左右）。

按林登教授“甜筒冰淇淋”的隱喻，人腦最底層的結構是距今大約4億至5億年左右形成的脊椎動物的神經中樞。其實它只是一個前端略為粗壯的桿狀物，被稱為腦干（brain stem），它負責我們生命中那些無須意識控制的基本功能，如心跳、血壓、呼吸、體溫、睡眠和消化。和腦干緊密相連的則是小腦（cerebellum），它的雛形距今2.5億至4億年前開始出現在兩棲動物身上，因此也有人稱之為“兩棲動物腦”。它主要負責人類身體的空間平衡感，使我們能夠平穩、流暢和協調地進行各種運動。從小腦往上（嚴格說應該是上前方），依次是一個包含著中腦（midbrain）、下丘腦（hypothalamus）和丘腦（thalamus）的區域，它是距今2億年左右開始出現在哺乳動物身上的，因此也被人稱為“哺乳動物腦”，它的主要功能是處理一些社會性行為，如性行為、攻擊行為和合作行為等。這一區域事實上還包含著由杏仁核（amygdala）和海馬回（hippocampus）組成的所謂“邊緣系統”（limbic system），它的主要功能則是處理各種基本的情感或情緒，如恐懼、憤怒、嫉妒、同情、感恩等（杏仁核），以及對特定信息的儲存和記憶（海馬回）。人腦的最表層是一塊形如厚棉毯、布滿皺褶的大腦皮質（cerebral cortex），從前往后分別由前額皮質（prefrontal cortex）、頂皮質（parietal cortex）、枕皮質（occipital cortex）和顳皮質（temporal cortex）組成并包裹著整個大腦。大腦皮質的內側，即更接近中腦的部分，被稱為“舊皮質”（archicortex）；而大腦皮質的外側，則被稱為“新皮質”（neocortex）。大腦新皮質是高級哺乳動物在進化過程中發展出來的，它們分別掌管著諸如分析、計算、推理和決策等高級的神經活動。而人的大腦新皮質的面積在所有哺乳動物中是最大的，它具有包括一般靈長類在內的哺乳動物所不具備的高級認知功能，如語言、閱讀、學習、抽象思維等。從某種意義上講，這就是林登教授所謂的“最后一勺巧克力醬”。

人類的大腦事實上就是一塊“活化石”，忠實地記錄了生物神經系統進化的全部過程。但要正確地解讀這塊“化石”，還需要演化神經學家、演化生物學家、演化心理學家的科學洞見與科學實證。而戴維森和貝格利的這本著作則為此提供了豐富的思想。這些創造性的思想主要包括以下內容。

雖然主管人類情緒的腦組織已經有了上億年的進化史，而主管人類理智的腦組織只有區區不足1000萬年的發展史，但這并不能證明，像傳統理論所闡述的那樣，我們的理性比我們的情緒更重要。正如戴維森在該書序言中所說的：“……‘天地之間的事物超出了’主流心理學和主流神經科學標準理論的‘想象’。懷著這樣的想法，我闖出了這兩門學科的疆域。盡管有時曾被擊倒，但我希望，最終我至少部分實現了自己最初的目標：通過科學和嚴謹的研究證明，情緒對大腦功能以及精神生活都處于中心地位，而絕不像如主流科學一度認為的那樣，情緒僅僅是神經科學中的一個瑣屑現象。”事實上，包括恐懼、憤怒、同理心、信任、感激等許多哺乳動物所具有的基本情緒要素，都是它們在嚴酷的生存競爭中積累下來并通過自然選擇內化為神經機制的稟賦。這些稟賦對于我們人類來說，仍然具有不可或缺的重要意義，它代表著“自文明曙光出現以來人類看重的那些心靈品質……慈悲、幸福、寬厚、無私、善良、關愛等，它們代表著我們人類高尚的一面”。

其次，人類雖然從哺乳動物腦中繼承了決定情緒的基本功能，但這并不意味著人類的大腦新皮質對這一功能的無所作為。其實，回憶一下此前我們所講的那個“故事”你就可以明白：作為“工匠”的自然選擇并非只是被動地接受已有的進化成果；相反，它恰恰是要在原有的基礎上，增加新的功能。因此，人類的大腦新皮質必然會全面地介入和參與情緒的決定過程。這正是戴維森在神經心理學領域做出的一個重大貢獻。如他在該書序言中所說：

挑戰通行的研究范式，會遭遇重重困難。20世紀80年代初的我對此深有體會……按照當時的觀點，控制情緒是大腦邊緣系統的專屬職責。我對此的看法則完全不同：由高度進化的前額皮質等區域掌管的高級皮質功能對情緒有決定性的影響。

當我提出了情緒與前額皮質相關的觀點之后，反對之聲不絕于耳。批評者堅稱前額皮質是理性的所在地，而理性正是情緒的對立面。因此，前額皮質絕無可能對情緒產生影響。如果科學界盛行的風向與你前進的方向相左，你要想闖出一片自己的天地，那就只能踽踽獨行。我希望在理性的所在地找到情緒的決定因素，這在同行眼里簡直（客氣點說）是堂·吉訶德式的空想，對于一個神經科學家來說就跟試圖在阿拉斯加找到大象一樣不切實際。經典心理學將思想（位于高度進化的新皮質）與情感（位于皮質下的邊緣系統）截然分開。而我對這種劃分的懷疑，似乎可以輕易地葬送而不是推動一個年輕人的科學生涯。

當然，歷史最終證明了戴維森所做的探索是正確而且也是值得的。今天，神經科學家已經就這一觀點達成了共識。

第三，如果人類的大腦是人類千百萬年演化的結果，那么，面對這一結果，我們是否可能對它的改變施加任何影響？這是擺在戴維森和所有演化神經學家以及我們每一個人面前的一個尖銳而且重大的問題。戴維森通過其對禪修的實踐和研究，對此作出了肯定的回答。戴維森的研究表明，人類可以改變大腦的活動模式，增強人們的同理心、慈悲心、樂觀心態和幸福感。而戴維森對主流情緒神經科學的研究則證明，改變大腦活動模式的關鍵正是那些支配高級推理活動的區域。如今，每年都有數千篇關于禪修心理機制和神經機制的文章在一流的科學期刊上發表。而戴維森與其同事合作發表在負有盛名的《美國科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的文章，則是這類研究論文中的第一篇。

1998年，美國和瑞典的神經科學家發現，成年人的大腦中每天都會產生出數千個新生的神經元。而此前生物學家一直認為，只有在人的發育期，大腦才會生長出新的神經元。進一步的研究表明，這些新生的神經元往往是受到外界環境和信息的刺激才生長出來的。但奇怪的是，如果這些刺激不再持續下去，經過一段時間以后，這些神經元就會慢慢地凋零、死亡。而不斷加以適當的刺激，則會讓這些新生的神經元始終保持其生化活力，并最終成為我們大腦的新成員。更多的神經元雖然不會改變人類大腦的基本屬性，但卻會在微觀層次上對我們的行為產生許多有益的幫助。例如，可以提高我們的記憶力，提高我們的學習效率，使我們的心境變得更加平和與幸福，甚至可以在很大程度上改善阿爾茨海默病患者的生活質量。目前，戴維森和他在威斯康星大學麥迪遜分校的研究團隊正在研究的課題，就是試圖探尋禪修與人腦中新生神經元穩定生長的關系及其背后的機制。可以預期，這一研究的突破，將使人類對大腦以及自身的認識進入一個全新的境界，并在很多方面造福于人類。

《大腦的情緒生活》是一本生動、有趣的書，也是一本深刻的書。

我始終相信，真、善、美是科學的真諦。充分的論證是一種科學之“真”；嚴謹的邏輯是一種科學之“美”；而讓理論與人性中美好的東西相契合則是一種科學之“善”。這就是本書帶給我的信念與信心，希望它也帶給讀者這樣的信念和信心。

是為序。

葉航

浙江大學經濟學院教授

浙江大學跨學科社會科學研究中心主任

2014年11月于浙大西溪