神经细胞之间的沟通方式

一些人对于我即我脑这个观点感到非常沮丧，他们认为这种观点的描述似乎太过物质化了，觉得它贬低了生活经历在自我形成中的作用。有些人指出，大脑需要身体的协同作用，所以二者是不可分割的；还有人认为大脑的存在依赖于身体，身体的存在又依赖于周遭环境，那么将生活体验简单归纳为大脑的活动便是缺乏逻辑的。所有这些观点都有道理，但最终我们需要探究这些系统是如何共同工作的。在这其中，大脑显然是起点，因为它是自我认知的基础。我们可以改变环境、替换掉大部分的身体结构，而依然能形成自我认知，但如果替换掉大脑就不行了。也就是说，想要理解自我感觉的产生，最终都需要考虑身体与环境对自我的塑造作用。

再回到解剖室里，大脑吸引了我们的全部注意力。这是身体中最不平凡的一部分，当然，其意义绝不仅仅是一个身体组织。每一个大脑都以某种方式产生出痛苦、狂喜、困惑、悲伤、好奇、失望以及其他心理状态，正是这些状态让我们成为人类。每一个大脑都存储着记忆，具有创造力，也许还有少许疯狂。接球、得分、与陌生人调情，或者决定入侵波兰，这些都是大脑的作为……那天下午在解剖室中，我们手中的每一个大脑都曾经历过拥有类似思想、感觉和行为的生命周期。它们的主人曾为人所深爱，曾谈吐幽默、风度翩翩，曾体验过性爱的激情，并在生命的终章直视死亡，最后决定将遗体捐献给医学机构。第一次将别人的大脑捧在手上的那一刻，是我最靠近心灵体验的时刻，它让我感受到生命的伟大与短暂。

在度过情感上的震撼期之后，你会被这个极其奇妙的器官深深吸引，特别是当你对人类大脑这个神奇的结构心生赞叹的时候。虽然无法用肉眼观察到，但我们的大脑中有大约1700亿个细胞。这些细胞可分为很多种类，而对本书而言，神经细胞（又称神经元）才是执行信息加工任务的神经通路的基本组成单位。作为微环路的构成元素，神经元的数量在860亿至1000亿个之间，主要分为三类：感觉神经元负责对神经系统输入的外部信息做出回应；运动神经元控制人类的运动行为；而占大多数的是中间神经元，这类细胞负责将大脑的输入和输出连接起来，组成一张上演着聪明现象的内部网络。内部网络负责存储信息，并进行着我们认为是高级思维过程的操作。神经元们自己没有那么智能，当它们不被激活的时候，除了静止外，只是像盖格计数器捕获背景辐射一样，偶尔发放一下电冲动。但当它们接收到其他神经元活动的震荡时，就会像一把机关枪一样立刻被激活，从而向其他神经元发出传递信息的神经冲动。那么，相对静止和迅速激活这两种状态，是如何产生极具力量和复杂性的人类心理的？

答案就是，当你拥有足够数量的神经元连接时，这些连接的集合就会产生惊人的复杂性。这与一个蚁群中众多的工蚁或一个土堆中数量庞大的白蚁的组织原理一样，只要有基本元素间的相互连通，就能产生复杂的结果。在美国贝尔实验室（Bell Laboratory）工作的数学家克劳德·香农（Claude Shannon），在1948年研究关于通过电话传输大量数据的问题时发现了这一理论。他提出，无论多么复杂的事物，都可以被分解为分布在一个网络中的一系列开关状态。香农的“信息论”（Information Theory）并非是被束之高阁的概念性理论，而是广为人知且被运用到现实中的，它引导了通信工业的革命并开启了计算机时代。他指出，只要将大量的处于开启或关闭状态的简单开关连接起来，就可以产生一个二进制代码，也就是控制着一切电子系统，包括从iPod到国际空间站的通信平台。二进制代码是现代所有计算机语言的基础，也是所有具备神经系统的生物有机体的运行法则。

神经元之间通过神经纤维发放电化学信号得以实现相互联系。一个典型的神经元拥有与相邻神经元连接的神经纤维，同时也拥有与更遥远的神经元簇进行连接的、被称为轴突的远距离神经纤维。这就像你不但能拥有一群家住得很近且常常联络的朋友，也可以同时和住在国外的一群朋友保持着联络。在大脑的外表面，神经元组成了一层3~4毫米厚的高密度表层，即大脑皮层。大脑皮层非常神奇，因为大部分决定着人类行为的高级功能都依赖于这层薄薄的组织，所以它同时也让人类大脑具备了如同有裂缝的大号胡桃仁一样的独特外观。由于褶皱的存在，人脑的体积是老鼠大脑体积的3000倍，大脑皮层却只比老鼠的厚3倍。你可以试着想象将一个大号的清洁海绵塞进一个比它小的瓶子里，这时你必须要使劲挤压它才能将其塞进去。人脑也是这个道理。由于人脑没有为了安置与之表面积相同的皮层而进化成沙滩球那么大，为了在我们的头骨内塞入尽量多的脑组织，褶皱结构就是自然产生的解决方法了。你去随便问哪一位正在分娩的母亲，她都会礼貌地告诉你：孩子的头不要再大了，生一个头正常大小的孩子就已经够痛苦了！

就像有些奇怪的外星生物会长出触角一样，每一个神经元可以同时和其他几千个神经元连接，它是否激活是由到达的信息集的活动决定的。当活动的总量达到引爆点，神经元就会被激活，向与它连接的神经元发放一种引起连锁反应的微弱电化学信号。事实上，每一个神经元都如同一个微型处理器一样，计算着所有与之相连的神经元的集体活动。这好比在一群人之间传话，有的神经元像帮你传话的朋友一样友善，它们被激活了；而另一些神经元则处于抑制状态，它们试图让你保持静默。每一次神经元在与不同的邻居或远距离的同类对话时，它都会记下谁传了话，谁又保持了沉默。这样当再次传话的时候，神经元就会回应得更加确定。这是因为神经元之间的连接在重复的共同激活之后得到了强化。用发现这一机制的神经生理学家唐纳德·赫布（Donald Hebb）的话来说，就是一起激发的神经元连在一起。

这类使用电信号的传导模式就是精神世界的语言，它们形成了我们的思想。无论它们是被外在世界所引发，还是来自深层精神世界的表象，所有的思想都是我们大脑的矩阵，也就是内心的激活模式。当我们接收到对感官产生刺激的外界信息，比如听到音乐时，刺激就会以神经冲动的形式传到大脑的相关加工区域，接着产生一种覆盖整个大脑的电信号激活模式。相反，每当我们产生一个内在想法，比如回忆起音乐的旋律时，涉及相关脑区的类似的神经活动模式同样会被激活，并对关于这一体验的记忆和思维过程进行重塑。

这是因为大脑的处理过程是采用分布模式的。

你大脑内的神经传导模式好比一种多米诺装置，一旦推动一块骨牌就会引发连锁反应，唯一不同的是我们大脑中的骨牌会重新弹回原位，等待着下一次被推倒。其中，有些骨牌很容易推动，而有些在被激活并建立传导模式前，需要由不同的发力点反复推动才可以。

现在请你想象大脑内的神经模式是数万亿不同的多米诺装置，而非一组，它们之间有重叠的部分，并且共享着一些相同的兴奋神经元或抑制神经元。因为某些相互交叉连接的神经元影响着神经活动所经过的通路，所以不是所有的骨牌都会被推倒。事实上，每一个神经元都可以参与不止一种神经活动，这意味着大脑采用的是并行结构。这是大脑功能如此强大的一个重要原因。同样的神经元可以同时处理多项任务，就像三维的井字棋游戏一样，如图1-1，其中O和X就像是兴奋或抑制条件下的神经元，它们可以连通或阻断一条线，我们将用这个例子来比喻一系列神经元的激活。

图1-1 三维井字棋形式的并行加工

井字棋游戏中的线可以沿不同方向延伸。若在最底层的下方区域画一个X，那么它可能会同时激活中层和上层的图形并连成一条线，所以如果只想着某一层的排布，那你很可能会输掉游戏。你如果想要赢，就一定要同时想着不同层之间的并行激活。与此类似，神经元在其他的连通工作网络中也采用并行的激活模式。因为神经元之间神经冲动的传递速度对于我们所知的大脑的多重加工功能来说太慢了，幸好它采用的是并行的激活模式。大脑之所以能快速高效地完成任务，最好的解释就是它的神经传导采用了并行的模式。我们的大脑能够用同一个硬盘处理多项任务。

在这样的排列中，人一生中的各种体验就像是多根手指推倒很多不同的骨牌，进而创造出不同的激活模式。通过这种方式，我们生活中发生的所有事件以分散的并行模式被存储到神经回路这个复杂的结构中。由于几百亿个神经元都可以与周围的神经元发生高达一万种可能的连接，于是这一排列可以创造出近乎无限种不同的连接模式。大脑的运算能力令人难以置信。举个例子，假设你只有500个相互连接的神经元，每个神经元都可以处于开或关的状态，那么不同连接模式的总量就是2500个，这个数字已经超过了在可观察领域发现的所有原子数量的总和注1。这时你就可以明白，为什么拥有几百亿个神经元的大脑被认为是人类已知的，或确切地说是未知的、最复杂的系统。

注1 我们宇宙中所有原子的数量大约有1081个，感谢丹尼尔·沃尔珀特给我提供这个神奇的数字进行比对。

这就是大脑进行工作的基本方式。就像基努·里维斯饰演的尼奥一样，你和现实世界也没有直接联系。所有的体验，都是经过不同的神经活动加工后形成的精神生活。你也生活在自己的矩阵中。加拿大著名的神经外科医生怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）报告说，他在手术时刺激了有意识患者的大脑皮层，这会引发他们产生像做梦一样的闪回，这是对我们的观点的最有力证明。他写道：“这些闪回是对意识的电激活的顺序记录，而这些记录在它们的早期体验中是被遗忘了的。”他甚至在自己姐姐的大脑皮层上进行直接刺激，发现这会引发运动、感觉和思维活动。我们处理的信息、存储的记忆和即将施行的计划，都是通过这些不同模式的连接进行编码的。我们有爱、恨，记得法国首都和上一届世界杯冠军的名字，知道如何搭帐篷、如何做十的除法，知道自己下一部小说的情节、巧克力的口感和橙子的香气……所有这些你有过的或是即将拥有的感觉、知识和体验，可能都是由于神经元的一连串激活而产生的。我们现在经历的、我们能做的和我们即将做的事情，都超不出这个范畴。不然的话，我们的大脑一定有鬼，但迄今为止还从没有人发现过。