David Eagleman: 学习与记忆的科学及方法 | 大卫·伊格曼博士
Science & Tools of Learning & Memory | Dr. David Eagleman
Guests: David Eagleman
In-depth read · Key ideas, reasoning, and examples, organized by topic.
§01作为人类适应机制的可塑性:由世界接线成形的半成熟大脑
这一集不是以定义开场,而是以一次纠偏开场。当被问到做填字游戏对年长的大脑是否有益时,伊格曼回答说:"在你变得擅长之前它是有益的,然后就停下,去做某件你不擅长的事",并敦促听众"不断寻找下一件对你而言是真正挑战的事"。这段对话在谈话后面再次出现,确立了访谈这一段落的组织性主张:可塑性由新奇与难度驱动,而不是由对已掌握技能的轻松重复驱动。
休伯曼的开场白说明了这一机制为何重要。他把神经可塑性称为"你的大脑因应经验或任何形式的有意学习而发生改变的能力",并说理解其背后的机制会"让你有能力做出更好的决定",使听众"如果你愿意,可以重塑自己的大脑,成为更高效的学习者"。他还预告了后续要谈的内容——记忆的形成、压力与时间知觉、创伤事件中的慢镜头知觉、两极化、虚假记忆、既视感与梦——因此对话的第一部分刻意只谈学习机制本身。
伊格曼把可塑性建立在一个演化论主张之上。他称之为"大自然母亲在人类身上耍的大花招":决定"把一个大脑尚未发育完全的生物丢进世界,然后让世界把剩下的部分接线好"。他把这个说法与 1953 年的一幕并联:克里克和沃森在"老鹰与小孩"酒馆里,因 DNA 结构而宣称"我们发现了生命的秘密";随后他主张,DNA 只是"生命秘密的一半",因为"另一半就在我们周围"——文化、语言、街坊邻里。他顺带提到,自己曾在索尔克研究所与克里克共事。
他的思想实验把这一点讲得具体:如果带着完全相同的 DNA 出生在 3 万年前,"你还会是你吗?答案是不会",因为不同的文化、语言和故事会造出"一个非常不一样的人"。作为对照的动物是短吻鳄——"出生在 3 万年前,你还是同一条短吻鳄"。在他的叙述里,人类的灵活性正是"我们成为主导物种"的原因,也是每一代人都能吸收前人的发现并"借此起跳"的原因。
在细胞层面,他给出的是量级而非示意图:大脑有"860 亿个神经元",每个"平均与 1 万个邻居接触",它们"不断地插上、拔下、四处搜寻、找到新的地方再插进去",同时改变连接的强度。大脑"在你生命中的每一秒都在不断重新配置自己"——一幅"小生物"在脑袋里蠕动的画面,他把它作为"我们吸收自己世界里每一件事物"的机制提出来。
§02只有一招的皮层:重接线实验与感觉接管
关于皮层硬件的讨论以一次小小的分歧开场。休伯曼转述了常见的说法:人脑"有点像在猕猴大脑上面加了一台超级计算机",主要是前额叶皮层。伊格曼纠正他:"其实是整个皮层都算",休伯曼也承认:"不只是前额叶皮层。"这个主张是定量的:人类拥有的皮层"是动物界最近邻的四倍",而皮层只是"大脑最外面的三毫米",那层皱褶的表面。
更深一层的论点是皮层是均一的。伊格曼称它为"只有一招的小马":它"到处看起来一样,是因为它本来就是一样的",有着"相同的线路"、"六个薄薄的分层"和"相同的算法",而且"它由你插进去的东西来定义"。给它喂视觉输入,它就变成视觉皮层;给它喂听觉输入,它就变成听觉皮层。因此教科书上的标签——视觉、听觉、躯体感觉——描述的是输入,而不是固定的硬件。
他的关键证据是一项重接线实验:"2000 年姆里甘卡·苏尔在麻省理工学院做的那项研究"——在雪貂身上,"他把……视觉信息、视神经,接到了听觉皮层里",此后"原本会成为听觉皮层的部分对视觉产生了反应,开始关心起视觉来"。他由此得出一般性结论:"皮层是只有一招的小马",并说人类只是拥有多得多的皮层,包括前额叶皮层。
他从皮层"计算地皮"的这份盈余中引出两条推论。第一,在"输入与输出之间"有了更多余地:松鼠、猫或猕猴的感觉皮层紧挨着运动皮层,只会把摆在面前的食物吃掉,而人却可以说"我在节食,我在努力……我待会儿再吃"。第二,前额叶皮层让我们能"模拟各种如果"——"思考可能的未来,以不必拿命去冒险的方式来模拟事情",在行动之前先判断"那会是个坏主意"或"那倒是个不错的主意"。
休伯曼用一例人类情形来检验这个主张,伊格曼予以确认。休伯曼指出,虽然皮层各区"在我们降生时因接线而在遗传上已被指定用途",但"有大量的交叉,尤其是在极端案例里":先天失明者用于视觉的皮层地皮"会被划给触觉,尤其在他们学会读盲文的情况下,也许还会用于听觉处理"。他的结论——"皮层里其实没有空置的地皮,全都被用上了"——被伊格曼认可为"完全正确"。
伊格曼进一步铺陈接管的证据。先天失明者"我们称作后脑勺这里视觉皮层的部分……会被接管",变得"专用于听觉、触觉、记忆",辨别力有可测量地变得更精细;后天失聪者的"听觉皮层、那一整片地皮,大脑里没有一寸是闲着的",能支撑诸如从唇形读出地方口音这类本事。他把自闭症中的学者综合征作为同一原理的"一个假说"提出:把"大量地皮"专用于魔方、钢琴或记忆视觉场景这类狭窄技能,可以产生"绝对超人"的表现,但"代价是别的东西,比如说社交技能"。
合起来看,本节援引的具体证据是一组论证,说明皮层功能随输入而定,而非预先固定。伊格曼并没有把这些当作定量估计来呈现,而且明确把学者综合征的解释标为"一个假说"。
所引证据,用访谈自己的说法来列: — 2000 年姆里甘卡·苏尔在麻省理工学院的雪貂研究(把视神经改道接入听觉皮层,后者变得对视觉有反应); — 先天失明,伴随读盲文,以及枕叶地皮被划给触觉、听觉与记忆; — 先天失聪,包括靠读唇辨出地域口音; — 自闭症中的学者综合征,作为一个关于皮层资源集中分配的假说,并附带社交技能上的取舍。
§03刻意练习、效率与专业化的取舍
休伯曼把"早期专业化"作为一个值得追问的文化预设提出来——泰格·伍兹、威廉姆斯姐妹,"尤其在美国,我们有这么一种观念,觉得早期专业化才真正能让你日后出类拔萃"——并追问遗传倾向是否会让某些活动"适合我们,或者更适合我们"。他把这个问题重新表述为一个"漏斗":早期经验决定了日后机会"漏斗的那种宽度",取决于"我们小时候做过或没做过多少事情"。
伊格曼大体上肯定了这个关于练习的主张。威廉姆斯姐妹"从第一天起就被反复训练网球,而这东西是能被教出来的",他在"国际象棋冠军和像伍兹这样的高尔夫冠军"身上也看到同样的模式。在认知层面你能理解"正手或反手是什么",但"要真正把它练好,你得把它烧进线路里"——"你是在把它从大脑的软件搬到硬件上"。
他用一个效率论证来解释这种迁移。跟塞雷娜·威廉姆斯打球时,"她把我打得落花流水,但用掉全部活动量的是我的大脑,烧掉全部卡路里的是我",因为"她已经把网球烧进了大脑的硬件里,所以又快又省",而业余选手则"在试图模拟一大堆东西"。按他的说法,可塑性之所以存在,是因为大脑"主要任务是省能量,因为我们是靠电池驱动的移动生物",所以反复练习会让动作变得"又快又高效"。
他举了波尔加三姐妹,三位国际象棋冠军,并带着保留地称她们"据我所知……仍是世界上最好的三位女子棋手",她们"从第一天起"就由父亲教下棋。谈到多样化,他的态度更含糊:他"能看出为什么会有用",用同时学单板滑雪和双板滑雪来类比,"你也许两样都会变得更好",但他随后给出一项限制性的发现——在"三语、哪怕只是双语"环境中长大的孩子,"两种语言里的词汇量最终都低于在单语环境中长大的孩子"。
这种取舍被归因于练习时间,而非先天能力:"只不过是因为你在一种语言上得到的练习量",对此休伯曼揶揄地回了一句:"孩子们,第二语言的作业还是得做。"前后这段交流认为第二语言和一门乐器之所以值得,恰恰在于它们逼你费力:休伯曼说"那份吃力……在某种意义上是充实的,因为你在迫使大脑干点活",他还拿搬出"谷歌翻译或者我的 Meta 眼镜"的学生打趣,说"谷歌翻译又不是谷歌相处"。
§04好奇心、奖赏,以及信息出现时机为何重要
一段私人轶事引出了奖赏。伊格曼的父亲"能不带口音流利地说八种语言",因为在欧洲读医学院、又在不同国家轮转临床实习,让年轻时的他每到一处"交了女朋友",就有了"学那门语言的动力"。伊格曼借此点明"奖赏系统是促成大脑发生改变的重要一环",并明确先把这条线索当作题外话搁下,之后再回到它。
随后他在互联网与教育上持一个反潮流立场。对于"过去 30 年,自从互联网成了大气候以来"一直担忧这对孩子意味着什么的人,他"非常乐观":孩子们获得了"在对某件事感到好奇的当下就去了解它的机会",无论是补自行车轮胎,还是一个关于空间物理的问题。他提出的机制是,"大脑可塑性真正发生,是在你体内恰好有合适的神经递质鸡尾酒的时候",而"那杯鸡尾酒恰好对应着好奇心或投入感"。
他拿这与旧式学校模式作对照:老师"只是把一切统统倒出来"——"黑斯廷斯战役发生在 1066 年"——一个"你也许永远用得上、也许用不上"的事实。而"恰好在他们好奇的情境里"送达的信息,才"带来很大不同,因为东西真的记得住"。他说自己"对年轻人印象极其深刻",他们通过"TED 演讲"、"问 Alexa"或"跟 ChatGPT 聊"就知道了各种东西,结论是"他们拿到信息,而且记得住"。
休伯曼从自己的求学经历里给出一个部分制衡:他记得当年得"骑车或踩滑板去塔楼书店",或者"去图书馆查资料",并告诉自己"跑去把它弄到手所花的力气其实是有用的",同时也承认,即时获取大概会留下"更多时间去运用这些信息"。伊格曼补上一条社会后果:过去餐桌上的争论会卡在"没人知道正确答案",而"现在人人都掏出手机查到答案,然后争论继续下去",这消解了那个"谁说得更有把握"的人原本拥有的"部分社交支配感"。
§05当职业无从预知时该培养什么:批判性思维与创造力
休伯曼问的是他所谓的"神经可塑性的核心十格",用来打造"一个健康、全面发展的神经系统",并承认"我意识到这是个不好答的问题"。两人先把边界条件定下来:婴儿对自己的输入"没有控制力",而青少年、二十来岁的人和成年人有"一些控制力",不过"前提是假定可塑性延续到成年,成年后依然有,只是更难"。
伊格曼给了两个回答。第一个是"尽量在每一条轴上都做到最大"——"试着当运动员,试着当学者,试着当一个擅长社交生活的人"——因为"浪费时间的方式有上百万种",他用飞机邻座举例:那人"整段航程都在玩糖果传奇",而"你本可以读书,本可以听播客"。第二个是面向未来的:既然"鬼才知道 20 年或 30 年后会有哪些职业",经得起时间考验的目标就是"批判性思维与创造力"。
针对批判性思维,他提出用"AI 辩论"通向"真正个性化的教育",出发点是这样一个观察:"在任何一间教室里,进度对一半孩子太快,对另一半孩子又太慢。"学生可以就"任何热点议题,堕胎、枪支管制,随便什么"展开辩论,"按你论证的质量打分",然后"换边,站到对立面去"。他明说的目标是"让学生对议题获得 360 度的视角,而不是被某种意识形态俘获",并指出这"是那种你永远也配不够老师来做的事"。
至于创造力,他不接受任何神秘化的说法:"创造力,这很简单",无非是"把基础的东西学会,然后做混音、弯折、打破、融合,做出它的新版本"。他提出的落地办法是把基础教学"压缩",好让"每个学期末多出一周",然后告诉学生"把你学到的一切拿出来,现在用它做出属于你自己的东西……弯折它、打破它、融合它"。他总结道:"创造力就只是这么回事,就是拿你储备的知识去做混音",并补一句"我们应该教这个"。
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