大腦的秘密

兩手握拳，合在一起成球狀——這就是你大腦的體積。大腦是以立方厘米計算的整個已知宇宙中最複雜的物質。它也是科學界尚無人摘取的最大發現。它如何工作?它為何會產生意識?由於神經科學領域發生的巨大進展，20世紀90年代被稱為大腦時代，但大量的數據隻幫助人們獲得了些許認識。研究者自認為知道大腦是什麽：它類似一種巨型計算機。但事實證明，大腦作為一種有機體，有其獨特的邏輯。

20世紀90年代，神經科學的熱門程度不亞於網絡股票。數以千計的研究人員從事相關研究，數以十億計的資金投入到這個領域，這主要是由於新的實驗工具（例如功能磁共振掃描儀）帶來了不同尋常的希望。突然之間，一向被封鎖在顱骨裏的人類大腦似乎與科學家直麵相對了。

20世紀90年代的狂熱研究取得了什麽實質性成果?大腦已經很快吐露所有秘密了嗎?答案既是肯定的又是否定的。神經科學受益於一係列革命性的研究技術，但盡管研究論文如雪片般出現，大多數神經學家卻感到自己好像是鼻子貼在畫布上近距離欣賞油畫一樣。他們能夠看到外在的筆觸，卻還不能從對細節的研究中抽身出來，欣賞整幅畫作。

然而人們至少得到了一個強烈信息，即大腦是一種活動著的複雜物質。人們常常把大腦比做電腦，但後者和大腦比起來隻是非常簡單的裝置。大腦是器官而不是機械，它能夠學習、預測、進化、適應。它有意識，運作起來是一個富有活力而連貫的整體，並非簡單地由部件組裝而成。如果說神經科學的近期發展帶來了什麽新觀念的話，那就是它讓人們認識到，對大腦這個活動著的複雜物質而言，將之比做電腦隻是一種最粗淺的比喻。

讓我們對這個複雜的器官做一些了解吧。大腦由神經元構成，腦細胞互相連接組成電化學回路。神經元接受信號，當它接受的信號超過一定限度時就釋放自己的“電位”。神經元網通過減弱或增強彼此間的大量連接而保留記憶。每一次新鮮體驗，例如看到《蒙娜麗莎》，都會導致這些細胞按照某種方式排列。這些神經元將立即加強它們之間的連接，以便日後就能很容易地重新激活這種模式。觸動這個網絡的一角，記憶中的整幅圖像就會複蘇。

這就是神經網絡的基礎——一種兼具信息描繪和記憶功能的靈活結構。它的邏輯是“有機”的，因為其線路會在使用過程中繼續進化。令人驚奇的是大腦網絡的規模。一個重約1．4千克的成年人大腦有大約1000億個神經元。每個神經元和附近神經元之間存在幾千到幾十億個的突觸連接。這些突觸連接具有不同的“化學氣味”，並且每個神經元都具有自己複雜的基因表達和酶製造係統，它們在不斷地調整自身行為。甚至具體到每一個腦細胞，與其說它是大腦連接網絡中的一個接點，不如說它更像一個密集的城市——一個自成體係的微縮網絡。

科學家認為，大腦分為不同的處理區。一直以來，對中風、腫瘤、槍傷和其他造成大腦特定部位受損的研究顯示，大腦內部有勞動分工，不同的區域分別掌管視覺、情緒、語言、行為控製、方位感等等。因此，腦部掃描儀的發明轟動一時，人們覺得，研究者終於能夠詳細劃定各個功能中樞了。

然而幾乎從掃描一開始起，人們大失所望。確實，掃描顯示了大腦的活動中樞。當人說話時，人們預計中的、位於左半腦的語言中樞點亮了，但隨之點亮的還有大腦的其他區域，有數以百計的亮點明顯表示出大腦的整體協作性。沒有哪個大腦區域單獨“控製”一項功能。更糟的是，進行任何一種連續活動時，語言中樞都可能閃耀起來。大腦的各個部分似乎有一定的能力範圍，然後根據當前任務的需要，以特定方式參與活動。

關於電腦的比喻促使研究人員認為大腦會有明確的模塊化分工。但他們發現大腦的各個區域都是多麵手，會根據當前的整體需要而執行特定功能。就像萬能雜物工一樣，一會兒當水管工，一會兒當電工。

這就是神經科學的現狀。原有的簡單化理論被新的複雜化理論所取代。人們發現大腦有屬於自己的有機邏輯，而神經科學家們仍在努力創造一種語言，用以表達他們的發現。認識正在發生一場革命。但僅就目前看來，這似乎是一場張口結舌、存在表述困難的革命。