皇帝新脑-第50部分

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和髓质（包括我们以后要关心的网状形成），它们由脑干、丘脑、下视丘、海马、胼胝体和其他许多命名奇怪的古怪构造组成。人类感到最为骄傲的即是大脑，不仅因为它是人脑中最大的部分，而且作为整体而言，人的大脑在比例上比其他任何动物的都大。（人的小脑也比大多数其他动物的大）。大脑和小脑具有比较薄的灰色物质外表面，以及具有白色物质的更大的内部区域。人们把这些灰色物质的区域分别称为大脑皮层和小脑皮层。灰色物质正是实行不同种类计算任务的地方，而白色物质是由很长的神经纤维所组成，负责从头脑中一个部分传递信号到另一部分。

　　图9。1人脑：上、边、下、剖视图。

　　大脑皮层不同的部位和非常特别的功能相关联。视觉皮层处于视叶内，在大脑的正后方，它与图像的接收和解释有关。至少对人类而言，大自然会选择这个区域来解释从头部正前方的眼睛传来的信号是很奇怪的！但是，大自然还有比这更古怪的行为。正如大脑的右半球几乎完全关联身体左边，而大脑的左半球关联身体的右半部分。这样，实质上所有的神经在进入或离开大脑时都要从一边穿到另一边。对于视觉皮层的情形，右边并不和左眼相关，而是和两只眼睛的左边视野相关。类似，左边的视觉皮层和两只眼睛的右边视野相关。这表明，从每只眼睛视网膜的右边来的信号必须进入右边的视觉皮层　（记住视网膜上的影像是上下颠倒的），而从每只眼睛的视网膜左边来的信号必须进入左边的视觉皮层（见图9。2）。这样在右边的视觉皮层中形成了一个左边视野的一个界限清楚的映射，而在左边视觉皮层中形成了右边视野的另一个映射。图9。2两只眼睛的左边视场被映射到右边的视觉皮层上去，而右边视场被映射到左边的视觉皮层上去。　（下视图；　注意视网膜中的像是颠倒的。）从耳朵来的信号又是以这种古怪方式穿越到大脑的相反一边。右边的听觉皮层（为右边颞颥叶的一部分）主要是处理在左边接收到的声音，而左边的听觉皮层处理从右边来的声音。嗅觉似乎是这个一般规则的例外情形。位于大脑前面的右边嗅觉皮层（位于额叶内――对感觉区域而言，这很特殊）主要是应付来自右鼻孔的气味，而左边的是处理左鼻孔的气味。触觉和称之为触觉皮层的顶叶区域相关。这个区域刚好发生于额叶和顶叶分开的地方。在身体表面和触觉皮层的区域之间有一种非常特别的对应。有时按照所谓的“触觉侏儒”的图示法来表示这一种对应，也就是如图9。3中沿着触觉皮层躺着的变形人体。右边触觉皮层处理左边的身体，而左边的处理右边的身体。在额叶和顶叶的交界处正前方，有一个称为运动皮层的额叶对应区域。这和激发身体不同部位的动作有关，在身体不同的肌肉和运动皮层的不同区域之间又有一个非常特别的对应。我们用一个“运动侏儒”来描绘这一种对应，正如图9。4所表示的那样。右边的运动皮层控制身体的左边，而左边的运动皮层控制右边。

　　图9。3“触觉侏儒”图解额叶和顶叶分界后面的大脑部分，它和身体不同部位的触觉有最直接的相关。图9。4“运动侏儒”图解额叶和顶叶分界前面的大脑部分，它最直接激发身体不同部位的动作。刚才提到的大脑皮层的区域（视觉的、听觉的、嗅觉的、触觉的和运动的）被称作首位的，这是由于它们和大脑的输入和输出有最直接的关联。和这些首位区域邻近的是大脑皮层第二位区域，它处理更微妙更复杂的抽象感觉（见图9。5）。从视觉、听觉和触觉皮层接收到的感觉信息在相关的第二位区域加工，而第二位运动区域和预想的动作相关，这些动作由首位运动皮层翻译成实际肌肉运动更特定的指令。（由于嗅觉皮层的行为不同，我们又对其所知甚少，所以先不予考虑。）大脑皮层的其余区域称作第三位区域（或缔合皮层）。头脑最抽象最复杂的活动大多在这些第三位区域进行。在一定程度上，头脑正是在这些区域，连同它们的周围，使不同感觉区域来的信息以非常复杂的方式相互交流并接受分析，留下记忆，建立外界的图像，构想并衡量一般计划以及理解和表达语言。

　　图9。5大脑作用的大致划分。外部的感觉数据进入首位的感觉区域，在第二位和第三位的感觉区域逐步加工到越来越复杂的程度，转移到第三位的运动区域，最后改善成为在首位运动区域的特殊的动作指令。

　　语言是特别有趣的，这是由于它通常被认为是人类智慧所特有的能力。很古怪的是（至少在绝大多数用右手的人和大部分用左手的人），语言中心主要是在头脑的左边。主要的区域是伯洛卡区域，这是处于额叶的后下部，　还有另一区称作温尼克区域，　它处于颞颥叶的后上部　（见图9。6）。

　　伯洛卡区域是用来形成句子，而温尼克区域是理解语言；损害伯洛卡区域会减少讲话能力，但不影响理解；而损害温尼克区域，则讲话仍然流利而没有什么内容。称作弓状纤维束的神经束把这两个区域连接起来。当它受到损坏时，理解力没有受到伤害而且言语仍然流利，但是不能把所理解到的讲出来。

　　图9。6通常只在左边：温尼克区域和理解语言有关，而伯洛卡区域和表达语言有关。我们现在对大脑的作用有了一个非常粗略的图像。头脑的输入来自于视觉、听觉、味觉和其他的信号，这些信号首先要在大脑的首位部分，主要是后叶片（顶叶、颞叶和枕叶）记录下来。头脑的输出表现于激发身体的动作，主要由大脑额叶的主要部分完成。在它们之间进行了某些加工过程。一般来讲，大脑活动是从后叶的首位部分开始，当分析输入数据时，就进入到第二位部分；然后当这些数据被完全理解时，就进入了后叶的第三位部分（也就是语言在温尼克区域被理解）。弓状纤维束，也就是上面提及的神经纤维束，但现在是在头脑的两边，把这处理过的信息带到额叶，在额叶的第三位区域形成一般行动的计划（例如，在伯洛卡区域形成语言）。这些一般的行动计划在第二位运动区域被翻译成关于身体运作更明确的概念，并且头脑的活动最后转到首位运动皮层，在那里信号最终被发送到身体不同组的肌肉去（而且经常一下子送到好几组肌肉去）。呈现在我们面前的似乎是一台超等计算仪器的图像。强人工智能支持者（参阅第一章等）会坚持道，我们在这里有了一台算式电脑的极致范例，实质上就等于是图灵机。该电脑有输入（如同图灵机左边的输入磁带）和输出（如同机器右边的输出磁带），以及在中间实行各种复杂的计算。当然，头脑还能独立进行特殊感觉输入以外的活动。这在人们思维、计算或对过去的回忆沉思时发生。对于强人工智能的支持者而言，这些头脑的活动只不过是进一步的算式活动。只要这种内部活动达到足够复杂的程度，则他们就可以设想引起了“知觉”的现象。然而，我们不应该太快接受现成的解释。上面所表述大脑活动的一般图像只不过是非常粗糙的图像。首先，甚至连视觉接受也不像我在上面表述的那么一清二楚。人们发现，皮层中有几个不同的（虽然是更小的）区域进行视野的映射，这显然是带有其他不同的目的。（我们视觉的知觉似乎和它们不同。）　似乎还有其他辅助的感觉和运动区域分散在大脑皮层　（例如，后叶中不同的点可引起眼睛的运动）。我在上面的描述中，甚至没有提到头脑中大脑以外其他部分的作用。例如，小脑的作用是什么？显然它是负责身体的准确定位和控制，身体动作的时机、平衡和精巧。想象舞蹈家熟练的艺术、职业网球运动员轻松的准确性，赛车者闪电般的控制以及音乐家或画家手的自如动作；再想象羚羊优美的跳跃和猫的躲藏。没有小脑就不可能有这样的准确性，所有动作都会变得笨拙。事情似乎是这样的，当一个人在学习新技巧（例如学走路或学开车）时，刚开始对于每一个动作都要仔细想好，大脑起着控制作用；但是一旦掌握了技巧而成为“第二天性”，小脑就取代了它。而且，人们对这种经验都很熟悉，如果一个人在想已经掌握的技巧中的一个动作，则他的容易控制会暂时失去。在想动作时似乎涉及重新引进大脑的控制，虽然在此以后获得动作的灵活性，但现时熟练和精确的小脑作用却损失了。这种描述无疑过于简单，不过使我们对小脑的作用有些大概的了解　。

　　在我早先描述大脑作用时，没有提到头脑其他部分是误导的。例如，海马在记录长期（永久）记忆时有着不可或缺的作用。实际的记忆被储存在大脑皮层的某处（也许同时在许多处）。头脑可以用其他方式保持短期的印象；它可保留印象若干分钟甚至几个小时　（也许把它们　“记在心里”）。但是为了使这种印象在不再受注意时还能被回忆起，就必须以永恒的方式存在那儿，正是这个原因海马非常重要。（损害海马会导致可怕的后果，一旦新的记忆不再引起病人的注意，即不再保留。）胼胝体是左右两个大脑半球相互通讯的地方。（我们在后面将会看到把胼胝体切除后的严重后果。）下视丘是快乐、愤怒、害怕、沮丧和渴望的情感所在处，而且它传递情感在精神和身体方面的发泄。在下视丘和大脑不同部分之间存在连续流通的信号。丘脑的作用是重要的加工中心和转换站，它把从外面世界来的许多神经输入传到大脑皮层。　网状形成负责头脑整体或不同部位一般状态的警戒和知觉。还有许多神经线路连接这些以及许多其他极其重要的区域。上面的叙述只提供了头脑一些重要部分的样品。在结束这一节之前，我应该对于头脑的整体组织再讲一些，它的不同部分被分类成三个区域，从脊柱开始往上，按顺序是后脑（或菱脑）、中脑和前脑。人们可以在早期发育的胚胎中找到这三个区域，在脊柱的上端按照这个顺序成为三个肿胀出现。最顶点的那个即是正在发育的前脑，发芽成两个球状的肿胀，一边一个，后来它们变成大脑的两半球。完全发育好的前脑包括头脑许多重要部分，不仅是大脑，还有胼胝体、丘脑、上视丘、海马以及许多其他部分。小脑是后脑的一部份。网状形成在中脑和后脑各有一部分。在进化发展的意义上，前脑是“最新的”，而后脑是“最古老的”。

　　――时间度规本身的“量子起伏”变得这么大，以至于通常光滑的空间――时间连续性的观念不再有效。

　　（量子起伏是海森堡不确定性原理的一个推论――参阅285页。）我这个简要的速写虽然在多方面是不足够的，希望仍能给读者一点人脑像什么样子和一般情形下它做什么的印象。迄今，我几乎还未触及意识的中心问题。让我们在下面讨论这个问题。意识栖息在何处？

　　有关头脑的状态和意识现象的关系，人们表达了许多不同的观点。对于具有这么明显重要性的现象只有极少的共识。然而，下面这一点是很清楚的，即头脑的所有部分不是同等地牵涉到意识的呈现。例如上面所暗示的，小脑似乎比大脑更可被视为一台“自动机”。仿佛小脑控制的动作几乎是不必思考就自动进行的。人们能够有意识地决定从一处走到另一处，但他不会时时想到为控制运动所必须详细计划的肌肉动作。对无意识的反射行为亦是如此，譬如把自己的手从热火炉上移开的动作，可能根本不是由头脑而是由脊柱上部分传递的。人们至少从这些很容易推理出，意识现象和大脑的作用比和小脑或脊髓的作用更有关系。

　　另一方面，十分不清楚的是，大脑是否总能发觉自己的活动呢？例如我在上面所描述的，人们在正常行走时，并不意识到自己肌肉和四肢的细节活动。这种活动的控制主要来自于小脑（头脑的其他部分和脊髓予以帮助），大脑的首位运动区域似乎也参予控制。此外，首位感觉区域也是一样：例如，人们可能不知道走路的时候在脚底的压力变化，但是触觉皮层的相应区域仍然继续受到刺激。杰出的美国―加拿大神经外科医生怀尔德？彭费尔德（大部分人脑运动和感觉区域内的精细映射是他在1940和1950年代间做出的）论断说，一个人的知觉不只和大脑活动相关联。基于对许多有意识的病人进行脑手术的经验，他提出，主要由丘脑和中脑组成被他称为上脑干的区域（参阅彭费尔德和雅斯帕1947），在相当意义上应被视为是“意识所在处”，尽管他在心里曾经属意于网状形成作为“意识所在处”。彭费尔德断言，上脑干和大脑处于联络状态，　只要脑干的这个区域和大脑皮层的适当区域　（也就是和任何具体感觉、思维、记忆相关的特别区域）处于直接联络的状态，或者那时候动作被有意识地发觉或唤起，则“意识知觉”或“有意识的意志行为”就会产生。他指出，例如，当他刺激病人引起右臂动作的运动皮层的区域（而且右臂的确会动作），这不会使病人想要运动其右臂。（的确，病人甚至可能伸出其左臂去阻止右臂的动作，正如在彼得？塞勒著名的斯特任奇拉夫博士的电影描写中那样！）彭费尔德指出，动作的欲望也许和丘脑的关系比和大脑皮层的关系更大。他的观点认为意识是上脑干活动的呈现，但是除此以外必须还要有东西被意识。这样，不仅是脑干，而且此时正和上脑干联络的大脑皮层的某些部位都被涉及，它们的活动代表了意识的主体（感觉印象或记忆）或客体（意志行为）。

　　其他神经生理学家还指出，特别是网状形成可能被认为是意识的“所在处”，如果这样的处所的确存在的话。网状形成毕竟是负责头脑一般的警觉状态（马鲁奇和马贡1949）。如果它受到损害，其后果就是变成无意识。只要头脑处于清醒的意识状态，那网状形成便是活跃的；如果头脑不处于这种状态，　网状形成就不活跃。　在网状形成的活动和人们通常认为　“意识的”状态之间的确有种清楚的关联。然而，情况由于以下事实变得复杂起来。在梦境里，在当时人们确实晓得自己在做梦的这个意义上讲是“知觉的”。然而，这时在正常情况下网状形成的活跃部分仿佛不处于活跃状态。要把意识这样的荣耀地位归于网状形成的人还要忧虑一件事，用演化的术语讲，它是头脑中非常古老的部分。如果成为有意识的全部所需只是一个活跃的网状形成，那么青蛙、蜥蜴甚至鳕鱼都是有意识的！我个人认为上面这论断不是很有说服力。我们有何证据说蜥蜴和鳕鱼不具备某种低程度的意识呢？我们有什么权利像一些人那样宣称，人类是我们行星上仅有的被赐予“知觉”的实际能力的居民呢？在地球生物中，难道我们是惟一可能“有意识”的吗？我表示怀疑。虽然青蛙和蜥蜴，特别是鳕鱼，在我凝视着它们时，它们并没使我十分确信“那里有某一个生灵”也在看着我。但是当我看到狗或猫，尤其是动物园的猩猩和猴子在看着我时，我有很深的“意识存在”的印象。我不要求它们像我这样感觉，甚至也不要求它们感觉有多少深度。　我不坚持它们在任何强烈意义上是　“自我知觉的”　（尽管我猜想自我知觉的某一因素能够存在①）。我所坚持的是，它们有时候至少