大脑用户指南
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欢迎走进大脑

大脑是一种不可思议的器官。正因它如此不可思议,我们常常忽略它强大的处理能力。

想想看:一大堆待洗的餐具摆在你面前。你在最上面加了个平底锅,整堆餐具摇摇欲坠。有那么一秒钟,你觉得它会整个塌掉。但糟糕的事情并没有发生。出于直觉,你敏捷地伸出手,挽救了即将发生的悲剧。

祝贺你——不仅因为你又避免了一场家务灾难,还因为你刚刚展现了一项人类特有的天赋。没有其他物种能对其周围的物理环境进行这么复杂的实时计算,就像你刚才所做的那样。而你甚至都没有意识到,你的大脑在进行一项艰巨的工作。

你的大脑不费什么力气就能完成很多事,这种高级的物理计算不过是其中之一。除此以外,大脑还是一台时间机器,或者一个水晶球:它能回溯几十年,重播多年前存储的记忆,或者预测遥远的未来可能出现的场景。

这一切都以闪电般的速度完成。你还来不及眨眼,大脑已经扫描了数张图片,从中挑出了正确的那张,而且能耗低得足以让计算机工程师羡慕到痛哭流涕。人类大脑的运行功率大约只有20瓦,比普通的灯泡还低。2016年,谷歌的计算机程序“阿尔法狗”在一场难度极高的围棋赛中击败了韩国围棋大师李世石。虽然“阿尔法狗”获得了比赛的胜利,但它计算出那些步骤所消耗的能量大约是李世石的50000倍,还需配备一套精密的冷却系统,以免过热。相比之下,李世石大脑的耗能甚至不足以让他出一身汗。

这一切都来自一团皱巴巴、粉灰色、质地像豆腐、重约1.4千克的物质。

大脑是我们体内最神秘、最复杂,可能也是最丑陋的器官。我们对这个世界的所有想法、行动、记忆、感觉和体验都由大脑产生。纵观历史,大脑让我们这个物种建立了文明,创造了艺术,乃至飞向月球。

大脑为人类的发展做出了许多杰出的贡献,但它的基本宗旨其实非常简单:帮助它的主人应对环境变化。大脑让我们能够远离危险、记住远处的食物来源、分辨敌人和朋友。

相比之下,没有大脑的植物只能停留在原地,忍受自然的一切脾气。事实上,有科学家提出,动物演化出大脑的真正原因并不是感知世界或者思考,而是移动。最具说服力的证据来自海鞘幼虫。这种动物的大脑非常简单,而且一旦它们在某块岩石上永久定居,大脑就会退化,继而被身体吸收,因为它们已经不再需要动脑子了。

大脑VS心脏

曾经,大脑的主人尚未意识到它的奇妙之处。众所周知,古埃及人在制作木乃伊时会用钩子插入死者的鼻孔,将大脑钩出来,因为他们认为大脑在来世并不重要。而心脏通常会被留在原地,因为他们相信,人的智慧和情感都藏在心里。人类花费了数千年时间才全面了解这团灰质的重要意义;直到20世纪初,我们才发现了大脑的基本组成单元——神经元。

现在我们知道,大脑的强大力量源自这些细胞的联结方式。在由约860亿个神经元组成的大脑网络中,电活动和化学活动交织成复杂的舞步,让我们得以感知周围的环境,得以感觉、品尝、记忆。组成这张大网的神经纤维的总长度达到了惊人的170000千米,差不多相当于地月距离的一半。

复杂的网络

神经元之间的联系复杂得令人难以置信,每个神经元都能跟成千上万个同类建立联系。在我们的一生中,大脑每秒都会建立上百万条新的神经通路。这些通路的模式和强度瞬息万变,我们的记忆存储、习惯养成和人格塑造都依靠这个网络中特定脑活动模式的加强和削弱来实现。事实上,你在阅读本书时形成的记忆意味着,比起阅读之前,你的大脑已经发生了变化。

现代神经科学已经就大脑的运作方式描绘了一幅复杂精密的图景,但我们仍面临很多未解的问题。比如说,人格的神经基础是什么?大脑如何处理时间?而最大的谜团是:意识来自哪里?

也许我们永远无法破解这些难题。或者人类根本无法理解意识本身?显然,诺贝尔物理学奖得主埃尔温·薛定谔正是这么想的,他在1944年出版的《生命是什么?》一书中探讨了这个问题。直到今天,争议仍未平息。与此同时,我们发现了大脑更多的天赋,从深奥的到普通的:无意识的惊人力量、联觉带来的怪异体验、突然想通一切的“顿悟”时刻的起源,还有你为什么总是忍不住咬指甲。

一团丑陋的灰质竟如此多才多艺,真是神奇。

你真的只是一个大脑吗?

关于神经元和神经纤维的讨论似乎有些令人不安。难道我们的希望和爱,乃至于存在,仅仅是一团灰色组织内部的电信号传递的结果?早在17世纪,哲学家勒内·笛卡尔就为这场争论定下了基调。他宣称,大脑和心灵是分裂的,因为它们的质料完全不同。他认为,大脑由物质组成,但承载我们思想、信仰、精神生活和记忆的心灵却是非物质的,看不见、摸不着,无法被观察到。今天的神经科学家并不赞成笛卡尔的心灵-大脑二分法。对他们来说,所谓“心灵”并不是超然于有形存在的特殊事物,而是脑活动的具体表现。我们的意识、决策、愤怒和恐惧都只是有形大脑的功能,仅此而已。