潜入大脑:认知与思维升级的100个奥秘
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奥秘#12 认识大脑中的自己

所有的能力都是技能。你越勤加练习,你的大脑会对它投入越多资源。

感官侏儒貌如人形,但是身体浮肿,比例失调。它的双手和大脑一般大。它的眼睛、嘴唇、耳朵和鼻子硕大无比,双臂双腿却瘦骨嶙峋。它是谁?它便是你大脑中的你。请先看看感官侏儒的样子,再来构造你自己的感官侏儒。

练习

你可以玩一玩亚科·哈库利宁(Jaakko Hakulinen)的侏儒应用小程序,来看看身体的每一部分在大脑感觉皮层和运动皮层长什么样子。图1-3是其中的一个截图。

图1-3:图中所示为身体各部分在运动皮层和感觉皮层的相对大小。左边为运动皮层,右边为感觉皮层

这是你大脑中的自己。你身体的每个部分都根据感觉皮层对于它的投入程度成比例地进行调整。负责处理触觉信息的大脑皮层为躯体感觉皮质,它位于顶叶,比运动皮层离脑后更近,沿大脑上方一直伸展至大脑两侧。大脑皮层中,处理身体相邻部分的区域,一般都相互邻近。但也不总是如此,因为要将身体表面的3D信息转化为2D地图,会有一定限制。比如,表征双脚的区域便和表征生殖器的区域相临近(表征生殖器的区域位于躯体感觉皮质的最顶端,位于左右脑之间的凹槽里面)。

你可以用该应用小程序对比运动皮层和感觉皮层的地图。运动皮层地图,从运动方面表征着身体各部分,而不是从感觉方面。它们虽然有些不同,但还是挺相近的。在该应用小程序里,当你点击小人身上的某一部分时,大脑上相应的部分便会亮起来。小人的左半边,根据初级运动皮质所表征的身体大小进行了比例缩小,而其右半边则根据躯体感觉皮质所表征的身体大小进行了比例缩小。如果你点击大脑或身体的某一部分,你可以切换并显示感觉或运动皮层所表征的身体比例。图中的小人,也是基于身体部位在对应大脑皮层里的大小而成比例调整的。所以,双手看上去要比躯体大这么多。

看完该图,我们通过测量你的触觉分辨率,来看看你自己的躯体感觉皮质对身体各部分的投入程度。现在,你需要请一个朋友来帮你进行“两点辨别”测试。

让你的朋友找两个尖锐的物体,比如两根铅笔,然后用两根铅笔的尖头来碰触你左手或右手的手掌,尖头相距几英寸。眼睛看向别处,这样你不会看见他的测试过程。此时,你能分辨出手掌处的两个点。现在,让你的朋友仅用一根铅笔,你同样只会分辨出一个点。花招在于他会不停地用铅笔尖来碰触你的手掌,有时两个,有时一个,并且每次操作两根铅笔的距离都会靠得更近。到达一定程度时,你将判断不出他究竟用的是一根铅笔,还是两根铅笔。你的掌心应该能分辨出相距1~2毫米的两点,你的大拇指底部的触觉分辨率有几毫米。

现在,不妨在你的背部进行相同的测试——触觉分辨率将会是4~5厘米。

将你身体各部位的实际大小除以“两点辨别”的触觉分辨率,可以得到你内在感官侏儒图像的大小。

我的背部约35厘米宽,所以我的感官侏儒背部应该有9个单位宽(约等于35厘米除以4厘米)。接着,我的手掌应该是45个单位宽(实际大小是9厘米宽,除以2毫米等于45个单位)。你可以通过这样的计算得到正确的比例尺——我所绘制的侏儒图里,手的宽度会是背部的5倍。

那仅仅是你身体的两个部位。为了绘制出像哈库利宁的应用小程序里的侏儒图(或者,更好的,像伦敦自然历史博物馆里的侏儒模型),你将需要测量身体的所有部位,包括面孔、四肢、双脚、手指和腹部等。可以想象,这项测量将需要你一位相当亲密的朋友参与。

原理

大脑处理触觉信息的方式,和大脑处理其他信息输入的方式如出一辙。借由表层,大脑将这些信息输入进行处理,并将信息所在的实际空间位置表征于该表层之上。举感觉为例,躯体感觉皮质表征着不同的身体部位,也就是说,大脑有一张躯体拓扑地图。听觉里,不同音高会激活听觉皮层的不同区域,也就是说,它有一张音高拓扑地图。视觉也是如此,负责表征不同特征的神经元,同样会根据视觉空间里该特征所处位置,而排布于视觉皮层之上。

地图,意味着不同种类的刺激能被连续不断地表征出来。试想,每一种刺激的证据——或者换句话说,地图上那部分神经元的放电速率——都叫叫嚷嚷、想要被听见,此时地图的重要性则凸显出来,它用来计算的不是神经元放电的绝对值,而是相对值。(其中一个例子便是和运动后效相关的万物静止,运动犹存【奥秘#25】。)

对于表征某种运动技能或感觉的地图,大脑投入越多的细胞,我们对区分这类信号输入和控制相应信号输出的敏感性则越高。经过练习,大脑里表征地图的变化会永久保存。

对音乐家的大脑扫描显示,他们用来演奏乐器的身体部位所对应的大脑皮层表征相对更大。吉他手的手指运动神经元相对更多,长号手的嘴唇神经元相对更多。音乐家的“音高空间”听觉地图相对更大,其神经元能捕捉到不同声音的细微差别,[1]而合唱团指挥家更善于捕捉不同声音中某一个声音的来源。

不出所料,音乐家们对这些事情都很在行。不过,神经成像的证据显示,练习会改变大脑用来理解世界的那张地图。这说明为什么有些细微差别对于初学者来说很难看见,但是对于专家而言却异常分明。这同样向我们传递了一则充满希望的消息:所有的能力都是技能,如果你勤加练习,那么你的大脑会收到指令,并对此投入更多资源。

延伸阅读

·Pantev,C.,Oostenveld,R.,Engelien,A.,Ross,B.,Roberts,L.E.,&Hoke,M.(1998).Increased auditory cortical representation in musicians.Nature,392,811–814.

·Pleger B.,Dinse,H.R.,Ragert,P.,Schwenkreis,P.,Malin,J.P.,&Tegenthoff,M.(2001).Shifts in cortical representations predict human discrimination improvement.Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA,98,12255–12260.

[1] Münte,T.F.,Altenmüller,E.,&Jäncke,L.(2002).The musician’s brain as a model for neuroplasticity.Nature Neuroscience Reviews,3,473–478.这是一篇回顾性文章,而非原创性研究报告。