人类的大脑为什么那么神奇（探索人脑的奥秘）

拥有心智，是人有别于动物的一大特征。人类依靠心智去认识世界、创造文明。那么，奥妙神秘的心智究竟从何而来？为什么人脑这个小小的“三磅宇宙”能产生如此不可思议的奇迹？

近日，上海科技教育出版社推出的这本《三磅宇宙与神奇心智》，对于缺乏专业知识而对脑科学感到好奇的人们来说，无疑是一本极好的入门读物。其作者顾凡及是复旦大学生命科学学院教授、博士生导师，在本书中，他将人类认识心智的历史进程奠基于现代神经科学的新知识、新进展之上，从感知觉、记忆、情绪、智能、语言和意识等多个侧面，介绍了科学家在征服这个“生命科学大挑战”的过程中所取得的辉煌成就。

顾凡及的科普写作之路，是在他2004年退休后开始的。为了做好大脑的科普，他重新温习脑科学的知识。研读脑科学的教科书时，他发现教科书多半只陈述知识，却没有说清知识的由来。于是顾凡及的心中产生了疑问：这些知识究竟是怎么来的？它们真的正确吗？是否存在其他的解释？历史上是否存在争论？不愿盲信权威的顾凡及开始阅读相关科学家的传记，以及最新的学科进展，在此基础上，他写出了《三磅宇宙与神奇心智》这本书，回答了自己心中的种种问题，并将它们分享给更多人。

6月10日下午，顾凡及携《三磅宇宙与神奇心智》来到上海志达书店，为现场观众上了一节生动的脑科学课。而他的讲解正如书中一般，以科学家探索大脑奥秘的经历为线索，将艰深的脑科学知识转化为浅显有趣的故事，对在场的读者娓娓道来。

分享会现场 供图：志达书店

脑科学研究就像发现新大陆

在当天的分享会上，顾凡及首先讲述了科学家对于视觉的探索。首先，他介绍了视觉感受野的概念。所谓视觉感受野，是指视网膜上一定的区域或范围，当它受到刺激时，能激活视觉系统与这个区域有联系的各层神经细胞的活动，然而它只解释了视网膜上的细胞活动，却未能分析大脑皮层中的细胞活动。两位名为休伯尔和维泽尔的博士后看到了这一难题，并展开了研究。

但在当时，他们的研究是不被鼓励的。因为那时在德国有一位名为荣格的教授已从事这一研究6年，并为此研发了当时最先进的一台仪器。相比之下，休伯尔和维泽尔两位初出茅庐的学者，不光缺乏研究经验，连研究经费都非常有限。然而他们不惧权威，并拒绝照搬现成的成功方法，以自己的方式毅然投入了研究，因为他们相信，生物膜是非常复杂的，在视网膜上能行得通的观测方法，并不一定适用于大脑。

有一天，当他们把中间粘有黑点的玻璃板插到投影眼底镜里去时，用来监视神经脉冲发放的扬声器发出一连串像机关枪一样的声响。经过一番探索，他们发现，正是他们的这个动作，让玻璃片的边缘在视网膜上投下了一条暗淡而分明的阴影，刺激了细胞的感受野；而要引起这一细胞反应，直线的朝向只能落在一个很小的角度范围里，而他们幸运地找准了这一角度。由此，“输在起跑线”上的休伯尔和维泽尔发现了大脑视皮层细胞对于角度朝向的敏感度，而朝向选择性是检测形状的基本元素，因此他们为人类认识形状视觉的形成提供了重要解释。他们的成功看似偶然，却是出于他们不盲目听从权威、开放思路、打破思维定势的坚持。“脑科学研究就像发现新大陆一样，我们就是要勇往直前地去看看，我们能发现什么。”顾凡及说。

说到这里，顾凡及只提到了心智之谜的一个极小的方面，在此基础上阐述了更多的发现。美国神经系统科学家克里斯托弗·科赫曾说过：“我们并不是用眼睛来看的，而完全是用脑来看的。”而要想找出大脑与视觉的关联，关键在于找到大脑“看错”的时候。顾凡及展示了一系列会让大脑产生错觉的图片，有时候两个图形的亮度一样，大脑却会告诉人某一个更暗；有时图像明明静止，大脑却会让人感觉图像是运动的。这是因为知觉不光取决于刺激，也依赖于脑中的知识。最经典的例子莫过于埃姆斯的“魔屋”了，它会让人对物体的大小恒常产生错觉。在这间屋子中，若两个身高一样的人站在房间的左边和右边，会产生高度差距明显的错觉；而当人从屋子后面的一侧走向另一侧时，会有身材不断缩小或增大的错觉。

关于大脑与视觉，现场有读者提问，为什么当我们意识到大脑产生了错觉时，却依然无法纠正它的错觉，依然只能看到错误的景象？对此顾凡及表示，科学上目前对此没有定论，但人的意识是非常复杂的。“我们往往认为我们的一切都在意识的控制之下，但往往你以为你意识到了，实际上可能是无意识的。”顾凡及说。

现场读者 供图：志达书店

关于大脑还有太多未解之谜

顾凡及的第二个故事是关于记忆的。上世纪30年代，有一名科学家将老鼠放入一个迷宫中，通过对老鼠大脑进行不同程度的损伤，来测量老鼠对觅食路线的记忆状况。实验的结果是，老鼠大脑的损坏面积越大，其犯错的次数越多，由此认定记忆是分散在大脑各处的，与具体某处的关系不大。

然而，一个叫亨利·莫莱逊的病例却否定了这一广受认可的研究结果。这名病人犯了癫痫，医生认为他的病灶在大脑中的海马体，就通过手术切除了他的海马体。手术之后，他的癫痫不再发作，但他失去了对新事物的记忆能力，在医院找不到路，也不认识医护人员，但对过去的旧事却记得很清楚；可同时，他依然能学会新的技巧，比如骑自行车和游泳。通过莫莱逊的案例，人们发现人类的记忆可以分为两种，一种的丧失不会影响另一种；而长期记忆不在海马体，而海马体是将短时记忆转化为长期记忆的关键点。

莫莱逊并非孤例，顾凡及还讲了失忆病人韦尔林的故事。这位病人的海马体因脑炎损坏，只有短时记忆，会迅速忘记上一分钟自己做过的事，因此他没有昨天和明天，永远活在今天。但他同时也是一名钢琴家，他依然保有弹钢琴的技巧。不过对于记忆的故事，顾凡及并没有展开，因为有关记忆人类还有太多的未解之谜。“我们以为自己已经知道了很多，但实际上，我们还只是站在大脑的边上。”他说。

在提问环节中，现场读者谈到了吕克·贝松导演、斯嘉丽·约翰逊主演的电影《超体》，电影中认为人类目前只用到了大脑的10%，还有90%的大脑尚未开发，蕴含着巨大的潜能。顾凡及否认了这一说法，表示人类已经使用了100%的大脑，只是使用的程度有所不同。但他也强调，人类也需要经常进行思维和身体的锻炼，以维持大脑的健康。“大脑和身体是紧密关联的，老人要勤动脑，也要勤动身体，多读书多思考，常做‘大脑保健操’，这样大脑生病的几率也会大为降低。”顾凡及建议道。