編譯 傳植
意識(shí)的獨(dú)特性書寫在千變?nèi)f化的環(huán)路中。
人腦不同于其他生物的腦,而每個(gè)物種的腦都由其千萬年來的演化形成,不斷適應(yīng)于不同的生活方式。蜘蛛的腦以織網(wǎng)和捕蟲為目標(biāo)運(yùn)作,魚的腦則適應(yīng)了水生生活,而人的腦則能夠?qū)Ω兑簧械娜饲槭拦省?/p>
我們的心智功能和其他動(dòng)物的差異何在?我們何以為人?這正是哲學(xué)、比較心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)不斷追問的問題。我們似乎找到了很多答案——意識(shí)、良知、創(chuàng)造力、自我感知、對(duì)個(gè)體經(jīng)歷發(fā)生于何時(shí)何地的記憶、公正和道德感、解決難題的能力、發(fā)明新策略的本領(lǐng)、使用工具的技能等等。博物學(xué)家、生態(tài)學(xué)家和神經(jīng)科學(xué)家們對(duì)這些答案提出了質(zhì)疑,他們看到大象群聚而悼念亡者,黑猩猩教會(huì)他者的新技能傳播至整個(gè)群體,獅子對(duì)鬣狗發(fā)起復(fù)仇,鳥類間心靈相通,動(dòng)物發(fā)明獲取不可及食物的新方法(譬如烏鴉通過投石來獲取半滿水杯中漂浮于水面的食物)。這些人類觀察者還看到了獼猴在實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的條件下做出符合經(jīng)濟(jì)學(xué)規(guī)律的決定,其難度甚至等同于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)教科書中復(fù)雜的數(shù)學(xué)均衡,涉及在多種風(fēng)險(xiǎn)和獎(jiǎng)賞下做出合理決定的能力。
或許關(guān)于我們何以成為人類的爭(zhēng)論永遠(yuǎn)難以完全解決,但普遍得到認(rèn)可的一點(diǎn)是:語(yǔ)言是人類作為一個(gè)種族最先進(jìn)的特征之一。但語(yǔ)言是否為人所獨(dú)有呢?一切動(dòng)物都交流:螞蟻留下化學(xué)蹤跡,蜜蜂以舞蹈?jìng)鬟f花蜜的距離和方向,甚至細(xì)菌間也有信號(hào)溝通。我們的近親黑猩猩也展現(xiàn)出復(fù)雜的溝通技巧:一只黑猩猩同接近的另一只眼神接觸,接著突然用手做出向一邊拋擲的動(dòng)作,這意味著“走開!”這也是人類會(huì)使用的手勢(shì)。另一些對(duì)我們而言相當(dāng)直觀的手勢(shì)命令還包括“跟著我”“看那邊”等。黑猩猩也常用一些手勢(shì)搭配喊叫聲。不同的叫聲可能意味著警告、食物蹤跡、群體成員、個(gè)體身份、性興趣等等。不可否認(rèn),黑猩猩中存在復(fù)雜的交流系統(tǒng)。但人類所知的語(yǔ)言涉及句法、語(yǔ)法規(guī)則、語(yǔ)義構(gòu)建和對(duì)理論概念的指涉,能夠?qū)?fù)雜觀念包裝進(jìn)一句相當(dāng)冗長(zhǎng)的句子中,正像是這一句。
如果復(fù)雜語(yǔ)言為人類獨(dú)有,那么人腦又通過何種方式實(shí)現(xiàn)它呢?1861年,法國(guó)生理學(xué)家保羅·布羅卡(Paul Broca)對(duì)一位51歲的患者進(jìn)行了腦部尸檢,這位患者被昵稱為“譚”(Tan)。在30歲遭遇一次事故后,“譚”成了他唯一能夠說出的字,但他能夠理解語(yǔ)言并回答問題。舉例來說,如果你問他13減去9是多少,他會(huì)說“譚、譚、譚、譚”來表示4。布羅卡在譚的左腦皮質(zhì)額葉外側(cè)的背部發(fā)現(xiàn)了一處損傷。布羅卡很快遇到了另一位患者,他只能夠說出五個(gè)詞。完成第二位患者的腦部尸檢后,布羅卡寫道:“當(dāng)我發(fā)現(xiàn)第二位患者的腦部損傷發(fā)生在同第一位幾乎同樣的位置時(shí),我驚喜到幾乎暈厥?!被颊吣軌蚶斫庠捳Z(yǔ)卻不能夠說出語(yǔ)句的情況,通常與這部分結(jié)構(gòu)的損傷相關(guān),如今這部分解剖結(jié)構(gòu)被稱為布羅卡區(qū)。10年后,另一位生理學(xué)家,在奧地利工作的卡爾·韋尼克(Carl Wernicke)發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)腦區(qū)域,和布羅卡區(qū)在很多方面表現(xiàn)為互補(bǔ)的關(guān)系,該結(jié)構(gòu)現(xiàn)在被稱作韋尼克區(qū)。當(dāng)這一區(qū)域受到損傷,患者能夠說出語(yǔ)句,卻不能理解言語(yǔ)或書寫。當(dāng)韋尼克區(qū)損傷的患者說話時(shí),會(huì)選擇錯(cuò)誤的單詞,句子因而沒有意義。譬如說,如果詢問患者是否吃了早餐,他可能會(huì)回答:“老橡樹下的鞋帶,在陽(yáng)光中歌唱,總是很嘈雜,你知道嗎?”同時(shí)認(rèn)定這一問答是成立的。
解剖課堂:復(fù)雜語(yǔ)言是人類獨(dú)有的特征之一,人腦是其基礎(chǔ)。布羅卡區(qū)負(fù)責(zé)進(jìn)行言說的運(yùn)動(dòng),韋尼克區(qū)則負(fù)責(zé)理解言語(yǔ),人類這兩個(gè)結(jié)構(gòu)在腦中的占比大于非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物
當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)人腦中這些皮質(zhì)區(qū)域涉及語(yǔ)言的產(chǎn)生和理解,就可以研究其他的靈長(zhǎng)類動(dòng)物是否也有相似的腦區(qū)。答案是肯定的。我們?cè)诤镒拥哪X皮質(zhì)中鑒定到了等同于布羅卡區(qū)和韋尼克區(qū)的結(jié)構(gòu),包括它包含的神經(jīng)元種類、與其他腦區(qū)的連接模式,以及進(jìn)行溝通交流的功能。舉例來說,刺激獼猴的布羅卡區(qū)的相應(yīng)區(qū)域會(huì)產(chǎn)生嘴和面部的活動(dòng),這種活動(dòng)同言語(yǔ)行為相似。猴的手勢(shì)交流溝通和布羅卡區(qū)的活動(dòng)相關(guān),而聽到種群特異的叫聲則能夠同時(shí)激活猴的布羅卡區(qū)和韋尼克區(qū),正如同是語(yǔ)言對(duì)人類產(chǎn)生的作用。因此,非人靈長(zhǎng)類的這些區(qū)域以及其連接方式或?qū)檎Z(yǔ)言的發(fā)生奠定基礎(chǔ)。人類的這些區(qū)域則得到了極大的拓展,尤其是左半腦。人類的平均腦容量是黑猩猩腦的3.6倍,而人布羅卡區(qū)則接近黑猩猩的7倍。
由于人腦的語(yǔ)言區(qū)域在演化中不斷拓展并特化,我們可以推測(cè)新生兒已經(jīng)擁有了語(yǔ)言的天性。試驗(yàn)證明新生兒(出生3天之內(nèi))對(duì)播放的言語(yǔ)錄音相對(duì)于非人的哨聲有更多反應(yīng)。他們也會(huì)對(duì)母語(yǔ)(在子宮中聽到的那種語(yǔ)言)有更好的反應(yīng)(相比外語(yǔ)),同樣會(huì)對(duì)正常播放更有反應(yīng)(相對(duì)于倒放的言語(yǔ)錄音)——看起來他們已經(jīng)對(duì)語(yǔ)言有了一定程度的“認(rèn)知”。腦電圖和功能核磁共振成像(MRI)研究則展現(xiàn),當(dāng)嬰兒聽到語(yǔ)言時(shí),負(fù)責(zé)語(yǔ)言編碼和解碼的左側(cè)大腦皮質(zhì)會(huì)點(diǎn)亮。令人吃驚的是,最近一項(xiàng)研究甚至證明左側(cè)顳葉的視覺字形區(qū)域(負(fù)責(zé)識(shí)別字母和書寫的詞語(yǔ))在出生時(shí)便同其他的語(yǔ)言中樞形成了連接。盡管口頭和書寫語(yǔ)言可能會(huì)在出生幾年后才被理解或運(yùn)用,相關(guān)腦區(qū)卻已經(jīng)在兒童能夠說話前形成了連接,為解碼和產(chǎn)生語(yǔ)言行為做好了鋪墊。
斑胸草雀在生長(zhǎng)發(fā)育中有一個(gè)學(xué)習(xí)歌唱的關(guān)鍵時(shí)期,那么人類是否也有學(xué)習(xí)語(yǔ)言的關(guān)鍵時(shí)間呢?常用來說明這一問題的例子是美國(guó)“野孩子”吉妮(Genie),出生于1957年的吉妮在20個(gè)月時(shí)被她厭惡孩子、無法忍受哭鬧聲的父親囚禁在了房間中,他白天把吉妮綁在便器上,晚上綁在床鋪上。吉妮無法和任何人交流,如果發(fā)出聲音,還會(huì)被父親毆打或是禁食。吉妮的父親也不會(huì)和她說話,而是像一條惡犬似地沖她嚷嚷。13歲那年,吉妮被警察解救出來并送入醫(yī)院進(jìn)行治療。許多語(yǔ)言學(xué)家陪伴她成長(zhǎng)到了18歲,這也是吉妮的案例被非常詳細(xì)記錄的原因。吉妮非常熟練于手勢(shì)溝通,但語(yǔ)言技能的進(jìn)步卻很小。
吉妮的案例說明了人同雀鳥是相似的,通過生命早期的語(yǔ)言聽說才能形成恰當(dāng)?shù)纳窠?jīng)結(jié)構(gòu),用于流利地解碼和產(chǎn)生語(yǔ)言。若非如此,腦的主要語(yǔ)言中樞便會(huì)萎縮,這也是吉妮的腦影像學(xué)檢查所證實(shí)的。吉妮是一個(gè)極度被剝奪、虐待,并且營(yíng)養(yǎng)不良的極端兒童案例,因此并不足以得到可靠的結(jié)論。但無論如何,人類確實(shí)存在一個(gè)獲得語(yǔ)言能力的關(guān)鍵時(shí)期,畢竟幾乎所有成人相對(duì)于兒童學(xué)習(xí)第二門語(yǔ)言會(huì)更加困難,而越年幼的兒童越能夠輕松地掌握第二門語(yǔ)言,流利而純正地發(fā)音。
人腦具有其他動(dòng)物沒有的解剖學(xué)特征,但人腦與人腦之間差異也很大。對(duì)人大腦皮質(zhì)進(jìn)行解剖學(xué)結(jié)構(gòu)測(cè)定會(huì)發(fā)現(xiàn),人腦在形狀、尺寸和不同皮質(zhì)區(qū)域的厚度上差異都更大。人腦與人腦之間的尺寸差異甚至能達(dá)到兩倍,腦區(qū)尺寸的差異也能達(dá)到這個(gè)程度。腦部解剖差異的最小值往往出現(xiàn)在同卵雙生的雙胞胎中,但MRI研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于剛出生的同卵雙生子,皮質(zhì)折疊的模式能夠100%精確地區(qū)分出二者,如同指紋。
想象一張大披薩作為未折疊的大腦皮質(zhì),如何把它揉起來塞進(jìn)人的顱骨中去呢?大腦皮質(zhì)在生長(zhǎng)中不斷調(diào)整,把自己折疊起來適應(yīng)顱骨的體積。于是幾乎每個(gè)人的腦中都產(chǎn)生了足以辨識(shí)的腦回和腦溝(因折疊而產(chǎn)生的褶皺),這些結(jié)構(gòu)在人類中的一致性相當(dāng)之高,甚至能夠?qū)ζ渲幸恍┻M(jìn)行命名。譬如中央溝,它位于初級(jí)運(yùn)動(dòng)和初級(jí)軀體感覺皮質(zhì)的分界線附近,將額葉和頂葉分隔開。但揉披薩的工作其實(shí)并不死板,因此腦溝和腦回在深度、長(zhǎng)度和位置上存在差異,也存在許多其他的小溝回在人群中并沒有足以被命名的一致性。
值得注意的是,人腦中一致性最高的腦溝回部分(譬如中央溝)也最接近那些其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物在尺寸和形狀上相似的大腦皮質(zhì)結(jié)構(gòu),因此可以推測(cè)這些結(jié)構(gòu)是演化上最為古老的腦皮質(zhì)部分。作為對(duì)比的是溝回中變異程度較大的部分,它們多位于皮質(zhì)高級(jí)功能區(qū)域(譬如那些人腦中拓展和發(fā)育最快的區(qū)域)。腦皮質(zhì)變異程度最大的就是最新的部分,也同更高級(jí)的功能相關(guān),可能的原因是這些區(qū)域相對(duì)于古老的初級(jí)感覺和運(yùn)動(dòng)區(qū)域相比,其演化歷史更短。
不同人的相同腦區(qū)可能看似相同,卻在功能上有徹底的差異。舉例來說,先天失明者的視覺皮質(zhì)在用手指閱讀盲文時(shí)會(huì)變得活躍。而這一現(xiàn)象并不會(huì)在視力正常者中出現(xiàn)。盲人的視覺皮質(zhì)在聽到聲音和言語(yǔ)時(shí)也會(huì)變得活躍,而在視力正常者很少會(huì)被聽覺或軀體感覺信號(hào)所激活。
對(duì)盲童的腦部研究發(fā)現(xiàn),他們的視覺皮質(zhì)在4歲時(shí)便會(huì)對(duì)語(yǔ)言有很好的反應(yīng)。一種可能性是視覺皮質(zhì)在出生時(shí)便能夠?qū)β曇艉陀|摸做出反應(yīng),但在正常視力的兒童出生后的幾年內(nèi),活躍的視覺輸入信號(hào)限制或抑制了非視覺信號(hào),而這一過程并不會(huì)在盲童中發(fā)生。
先天失明者的視覺皮質(zhì)所發(fā)生的變化,與成年后失明者發(fā)生的則完全相反。后者在他們的“視覺”皮質(zhì)中并不能夠?qū)陬^語(yǔ)言做出反應(yīng),即使在失明數(shù)十年后也不會(huì)有這種能力。而對(duì)于那些嬰兒期失明,但之后恢復(fù)視力者,其視力仍然無法達(dá)到成年后失明再恢復(fù)者的程度,這說明在生命早期存在一個(gè)敏感的時(shí)期,此時(shí)先天失明者到的視覺皮質(zhì)被特化用于其他功能,因此不能很好地處理和傳遞有效的視覺信息。我們可以從這些事實(shí)推測(cè),視覺皮質(zhì)并非單獨(dú)用于“視覺”,它能夠處理有效輸入的其他類型信息。事實(shí)上,這一假說可以推廣到皮質(zhì)的其他區(qū)域,我們可以合理地認(rèn)為皮質(zhì)的各個(gè)區(qū)域是不同信號(hào)的加工區(qū),而不是功能被固定或是基于模態(tài)的不同區(qū)域。
人腦最為獨(dú)特之處則是大腦皮質(zhì)能夠在尺寸和厚度上進(jìn)行拓展,這形成了人腦至少是解剖學(xué)上最顯著的神經(jīng)結(jié)構(gòu)。另一特征則是皮質(zhì)偏側(cè)優(yōu)勢(shì)、折疊模式、腦區(qū)尺寸和皮質(zhì)不同區(qū)域的灰質(zhì)厚度存在突出的群體間差異。遺傳因素能夠造成腦中的這些差異,并進(jìn)一步同人格、認(rèn)知功能以及對(duì)各種神經(jīng)和精神病學(xué)綜合征的易感性相關(guān)聯(lián)。另一些因素,包括宮內(nèi)環(huán)境、隨機(jī)影響、早期營(yíng)養(yǎng)狀況和童年經(jīng)歷,都同腦的成型息息相關(guān)。
而在童年期后,腦會(huì)繼續(xù)通過修飾突觸進(jìn)行改變和升級(jí)。人腦的演化史由基因組書寫,但獨(dú)一無二的意識(shí)卻出現(xiàn)在獨(dú)特而千變?nèi)f化的突觸環(huán)路中。或許決定我們何以成為人類的,也讓我們成為獨(dú)特的人。每個(gè)人的軀體和大腦在出生時(shí)便截然不同,而這些差異在出生后隨著成長(zhǎng)不斷放大,環(huán)境不斷塑造著軀體和大腦,同我們?cè)谑澜缟系膫€(gè)體經(jīng)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)。我們作為人類能夠控制提供這些體驗(yàn)的環(huán)境,因此我能夠告訴你一個(gè)令人清醒、也許令人欣慰的論斷:我們有鍛造這些結(jié)構(gòu)、功能和器官健康的能力,而這些構(gòu)成了我們作為人類的個(gè)體特征。
資料來源 Nautilus