精华版:大脑如何运作并解读世界 | David Berson 博士
Essentials: How Your Brain Functions & Interprets the World | Dr. David Berson
嘉宾:David Berson
全文文稿 · 按对话顺序保留完整内容,深入理解上下文。
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§01文字稿——第 1 部分§01文字稿——第 1 部分
Andrew Huberman:欢迎收听《Huberman Lab 精华版》,我们在这里重温过往节目,提炼其中最有效、最可付诸实践的科学工具,助力心理健康、身体健康与表现。
Andrew Huberman:我是 Andrew Huberman,斯坦福大学医学院神经生物学与眼科学教授。
Andrew Huberman:下面是我与 David Berson 博士的对谈。
Andrew Huberman:二十多年来,凡是关于神经系统的问题,它如何运作、如何构成,我都会第一个找你,所以今天我想就此问你一些问题。我想大家会从中深入了解这台让他们思考、感受、看见等等的机器。可以请你讲讲我们是怎么看见东西的吗?一个光子进入眼睛,接下来会发生什么?
David Berson 博士:好的。
Andrew Huberman:我是说,我往外看,看到一辆卡车开过,或者看向墙上,看到我狗狗的照片,这究竟是怎么实现的?
David Berson 博士:好。显然,这是个古老的问题。说到底,你之所以有视觉体验,是因为你的大脑产生了某种活动模式,并把它与来自外周的输入联系起来。但即使没有来自外周的输入,你也可以有视觉体验。做梦时,你看到的东西并不是通过眼睛进来的。
Andrew Huberman:嗯。
Andrew Huberman:那些是记忆吗?
David Berson 博士:我会说,在某种意义上,它们可能反映了你的视觉经验。它们不一定是具体的视觉记忆,当然也可能是。但关键在于,看见这种体验其实是一种大脑现象。当然,在正常情况下,我们看见世界是因为我们在看它,我们用眼睛去看它。从根本上说,当我们观看外部世界时,起决定作用的是视网膜告诉大脑的信息。
David Berson 博士:有一类细胞叫神经节细胞,它们是负责在眼睛和大脑之间传递信息的关键神经元。眼睛就像相机,它探测最初的图像,做一些初步处理,然后把信号传回大脑本身,当然,正是在皮层这一层面,我们才有了有意识的视觉体验。大脑中还有许多其他部位也接收视觉输入,用这类信息做其他事情。
Andrew Huberman:我经常被问到关于色觉的问题。可以请你解释一下,我们是如何感知红色、绿色、蓝色之类的颜色的吗?
David Berson 博士:好。关于光,首先要理解的是,它只是电磁辐射的一种形式。它在振动,在振荡。但是……
Andrew Huberman:你说它在振动、在振荡,是指光子真的在移动吗?
David Berson 博士:嗯,从某种意义上说,光子当然在空间中移动。我们把光子看作粒子,这是理解光的一种方式。但我们也可以把它看作一种波,就像无线电波。两种方式都可以。无线电波有频率,就像收音机调频盘上的频率,电磁波谱中的某些频率能被视网膜中的神经元探测到。那些就是我们能看见的东西。
David Berson 博士:但在眼睛能看见的光里,仍然有不同的波长。这些不同的波长在某种意义上被神经系统拆解或解码,从而产生我们对颜色的体验。本质上,不同的波长借助那些对不同波长的光敏感的不同神经元,给我们带来不同颜色的感觉。
Andrew Huberman:所以当一个光子……当一点光照到我的眼睛,进入眼内,感光细胞就把它转换成电信号。
David Berson 博士:对。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:那么一个给定的光子是如何让我产生感知,最终让我感知到红色、绿色还是蓝色的呢?
David Berson 博士:好。你可以想象,在视网膜的第一层,也就是电磁辐射转化为神经信号的地方,有不同种类的感光细胞,它们在自身内部表达、制造不同的分子,专门用来吸收光子,这是看见过程的第一步。
David Berson 博士:结果发现,在典型的视网膜中,我们总共需要考虑大约五种这样的蛋白质。但对于看见颜色来说,真正起作用的是其中三种。所以有三种不同的蛋白质,每一种吸收光时偏好的频率不同,然后神经系统追踪这些信号,对它们进行比较和对照,从中提取对光的波长构成的某种理解。
David Berson 博士:所以你只要看一眼风景就能判断:“哦,现在肯定是傍晚了,因为一切看起来都是金色的。”这完全取决于我们吸收来自世界的光,并用大脑加以解读,因为到达眼睛的光的构成不同。
Andrew Huberman:可以认为我对红色的感知和你对红色的感知是一样的吗?
David Berson 博士:嗯,这是个好问题。
Andrew Huberman:而且我的更好?开玩笑的。
David Berson 博士:这是个好问题,一个深刻的哲学问题。这个问题可能根本无法通过常规的实证科学方法最终得到解答,因为它真正关乎的是个体的体验。
David Berson 博士:我们能说的是,比如说,我们认为对看见颜色很重要的那些生物学机制,在不同个体之间似乎高度相似,无论是人类还是其他动物。所以我们认为,在前端,这个生理过程看起来非常相似。
David Berson 博士:但一旦到了知觉、理解或体验的层面,用我们研究生物视觉的那类科学方法,就比较难把它确定下来了。
Andrew Huberman:你提到基本上有五种不同类型的视锥细胞,视锥细胞就是吸收不同波长光的细胞。
David Berson 博士:其实并不是五种视锥细胞,实际上只有三种视锥细胞。如果你看色觉被认为的运作方式,就会明白必须有三种不同的信号。另外还有几种其他类型的色素。一种主要用于暗光视觉,比如你在没有月亮的夜晚走动,在非常微弱的光线下看东西。那是视杆细胞,它使用自己的色素。然后还有另一类色素,我们待会儿大概会稍微谈一谈,就是黑视蛋白这种色素。
Andrew Huberman:我还以为你指的是紫外线和红外线之类的东西。
David Berson 博士:对。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:好的。
David Berson 博士:所以就典型的……嗯,这么说吧,在人类中,我们大多数人有三种视锥细胞,我们能看到由此产生的颜色。在大多数哺乳动物中,包括你的狗或猫,实际上只有两种视锥细胞。这限制了它们在波长领域,也就是我们说的颜色方面所能拥有的视觉。
Andrew Huberman:我们来谈谈那种奇特的感光色素吧。
David Berson 博士:好,这最后一种色素非常特别。可以把它看作一个系统中最初的感光元件,这个系统的作用是告诉你的大脑你所处的世界有多亮。这种色素真正特别的地方在于,从某种意义上说,它待错了地方。想想视网膜的结构,你基本上可以把它想成一个千层蛋糕。你眼睛后部有这层薄膜,但它实际上是由许多薄层叠起来的,最外面那层就是你之前说的那些感光细胞所在的地方。本质上,那里就是你相机的胶片。光子正是在那里与感光色素发挥作用,把光转化为神经信号。
Andrew Huberman:我喜欢这个说法。我从没把感光细胞想成相机的胶片,但这说得通。
David Berson 博士:它是眼睛的光学系统把光的图案成像于其上的那个表面。这样你就有了一组传感器阵列,捕获这些信息,本质上生成一张位图。只不过现在它是分布在视网膜表面的神经信号。但结果发现,这最后一种感光色素位于视网膜的另一端,也就是视网膜最内层,那里是所谓的神经节细胞所在之处。这些细胞与大脑对话,它们能把从感光细胞传来的信息直接传达出去。
David Berson 博士:而在这里,你会看到这样一种情况:一些我们原本认为根本不该直接对光敏感的输出神经元,实际上在制造这种感光色素,吸收光,把它转化为神经信号并发送到大脑。这就是你的昼夜节律系统。它在计时,而且这一切都内建在我们的生物机制中。这也是失明患者,如果他们是视网膜性失明,经常抱怨的问题之一:失眠,和/或睡眠问题以及对大脑的干扰。
Andrew Huberman:因为他们的大脑在半夜是清醒的。是的。
David Berson 博士:正是如此,他们不同步。他们的时钟还在,但正在逐渐偏离相位,因为他们的时钟只能精确到 24.2 小时或 23.8 小时。一点一点地,他们在漂移。所以你需要一个同步信号,否则你就没有任何东西来确认太阳何时升起、何时落下。那正是你试图让自己与之同步的东西。
Andrew Huberman:昼夜节律时钟让我着迷,还有一个事实是,我们身体里所有细胞基本上都有一个大约 24 小时的时钟。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:我从来没真正听人描述过这个时钟本身是如何运作的,以及它如何向身体其他部分发出信号,告诉肝脏何时该做某件事、胃何时该做另一件事。能否请你简单描述一下这个时钟在哪里,它做什么,以及它如何告诉身体细胞该做什么的大致轮廓。
David Berson 博士:好。首先要说的是,正如你所说,时钟遍布全身。你身体的大多数组织都有时钟。昼夜节律系统中枢起搏器的作用就是协调所有这些时钟。你大脑中有一个小核团,一小群神经细胞,叫视交叉上核,简称 SCN。相对于神经系统中其他接收视网膜直接输入的结构来说,它所在的位置很奇特。它位于下丘脑,你可以把下丘脑看作驱力的伟大协调者,以及……
Andrew Huberman:我们所有快乐和所有问题的来源。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:或者说大部分问题。
David Berson 博士:是的,确实如此。它位于你大脑深处,负责那些驱使你去做事情的东西。如果你冷得要命,你会穿上外套,你会发抖。所有这些都是由下丘脑协调的。
David Berson 博士:所以我们正在谈论的这条通路,从视网膜、从这些编码光强度的特殊细胞出发,把信号直接送入一个中枢,而这个中枢周围环绕着所有控制自主神经系统和激素系统的中枢。下丘脑利用一切手段控制身体其余部分,视交叉上核这个昼夜节律中枢也是如此。
David Berson 博士:它可以把触手伸进自主神经系统、体液系统,当然,还能向上影响大脑中组织协调的理性行为的中枢。
Andrew Huberman:所以如果我理解得没错,我们有这么一群细胞,视交叉上核,它有一个 24 小时的节律。
Andrew Huberman:这个节律通过我们眼睛里那组特化的神经元,或多或少地与外部世界正在发生的事情相匹配。然后,主时钟本身,也就是 SCN,会向血液中释放物质,即体液信号,这些信号到达身体各处,它们还向自主神经系统发送信号,而自主神经系统或多或少地调节着我们有多警觉或多平静,也调节着我们的思维和认知。
David Berson 博士:没错。
Andrew Huberman:然后 SCN,也就是视交叉上核,可以通过松果体影响褪黑素系统。
David Berson 博士:对。
David Berson 博士:对。可以这样看:如果你在一天中测量自己的褪黑素水平,假如你能每小时测一次,你会发现它在白天非常低,在夜间非常高。但如果你半夜起床去卫生间,打开明亮的荧光灯,你的褪黑素水平就会骤降到底。光通过我们描述的这个机制直接影响你的激素水平。
David Berson 博士:所以,这是光作用于你激素状态的途径之一,而这些通路完全超出你通常会想到的范围,对吧?你想着卫生间里的东西:“哦,那是牙刷。”
Andrew Huberman:嗯。
David Berson 博士:“那是牙膏。”但与此同时,另一个系统只是在数光子,然后说:“哇,现在光子好多,我们来关掉褪黑素的释放吧。”
Andrew Huberman:现在我想问问视觉系统的另一个方面,就是与我们平衡感有关的那部分。也许可以从视觉和前庭,也就是所谓平衡系统,最简单的层面讲起,然后我们可以为大家把这个系统拼起来,让他们理解。另外,我们也应该给大家一些工具,在前庭系统失调时调节恶心感。
David Berson 博士:好。首先要想到的是,前庭系统的作用是让你感知自己在世界中如何移动、如何穿行。基本思路是,如果我们坐在车里的副驾驶座上,司机踩下油门,你开始向前移动,你会感觉到。即使闭上眼睛,你也会感觉到。即使塞住耳朵、闭上眼睛,你仍然会知道。几乎任何把你从当前位置晃动开的事情,都会被前庭系统探测到。
David Berson 博士:它基本上位于你的内耳,是一些带毛的细胞,表面竖着小纤毛,根据你把这些纤毛往哪个方向弯,细胞会被抑制或被兴奋,然后它们通过一种类似神经元的突起与神经元对话,信号就传出去了。如果你感受到的是耳蜗里的振动,那你得到的就是听觉信号,而耳蜗的振动是随着鼓膜的振动而共振的,鼓膜的振动又是随着外界的声波而共振的。
Andrew Huberman:声波。
David Berson 博士:但就前庭器官而言,进化构建了一个系统,用来探测比如说流过这些毛细胞的液体的运动。如果你把这样的传感器放在一个充满液体的管子里,那么当你绕着穿过管子中心的轴旋转这个管子时,这个传感器就会被激活。
Andrew Huberman:我总是把它想象成三个呼啦圈。
David Berson 博士:对,三个呼啦圈。
Andrew Huberman:一个竖着,一个平躺在地上。
David Berson 博士:对。一个朝另一个方向。
Andrew Huberman:还有一个朝另一个方向。是的。
David Berson 博士:三个方向。
Andrew Huberman:是的。
David Berson 博士:所以有三个编码轴,就像视网膜中的视锥细胞一样。
Andrew Huberman:是的,有点像“点头”、“摇头”,然后我总说还有一个是“小狗歪头”。
David Berson 博士:“摇头”。
David Berson 博士:对,小狗歪头。
Andrew Huberman:是的。
David Berson 博士:那就是另一个。所以关键在于,你的大脑最终能够解读这些传感器告诉你的关于你刚刚如何转动头部的信息。现在你可以判断自己是在向左还是向右、向上还是向下转头。这是回传到大脑的感觉信号,确认你刚刚做了一个你意图做的动作。其中很多都发生在你的思维表层之下。这些是反射。
David Berson 博士:要理解这两个系统如何协同工作,最好的方式也许是想想当你突然把头转向左边时会发生什么。当你突然向左转头时,你的眼睛其实会自动向右转。在完全黑暗中你也会这样做。如果你有一台红外摄像机,在完全黑暗中观察自己,你什么也看不见。你向左转头,眼睛会向右转。
David Berson 博士:那是你的前庭系统在说:“我要尝试补偿头部的转动,让我的眼睛仍然看向同一个地方。”所以大脑非常努力地让世界的图像在视网膜上大体保持稳定。当然,你在世界中移动,所以不可能让一切都稳定。但大部分时间你能稳定得越多,你就看得越清楚。这就是为什么当我们扫视一个场景、四处看东西时,我们会在极短的时间内做非常快速的眼动,然后停下来。
David Berson 博士:但不只是我们这样做。如果你观察过鸽子在人行道上走路,它会做出那种有趣的点头动作。但它真正在做的是,在身体向前移动时把头往后收回到脖子上,这样视觉世界的图像就保持静止。
Andrew Huberman:真的吗?
David Berson 博士:是的。
David Berson 博士:你在 YouTube 上看过那些有趣的鸡的视频吧?如果你抓起一只鸡,上下移动它,它的头会保持在一个地方。
Andrew Huberman:对。
Andrew Huberman:是的,头保持不动。
David Berson 博士:都是同一回事。所有这些动物都在尽可能多的时间里,努力让世界的图像在视网膜上保持稳定。然后当它们必须移动时,就快速地移动,然后再次稳定下来。
Andrew Huberman:这就是鸽子把头往后收的原因?
David Berson 博士:是的,没错。
Andrew Huberman:哇。
David Berson 博士:是啊。我是说,如果你……
Andrew Huberman:我觉得我得在这里停一下,消化一下。太神奇了。视觉和平衡系统发生了什么,会导致一种恶心感?
David Berson 博士:我认为,通常当你晕动时,根本问题是所谓的视觉-前庭冲突。也就是说,你有两个感觉系统在向你的大脑报告你如何在世界中移动,只要它们一致,你就没事。
David Berson 博士:所以如果你在开车,你的身体感觉到你在向前移动,你的前庭系统接收到汽车的加速,你的视觉系统看到前进运动的结果,也就是景物从你身边掠过。一切都很顺利,对吧?没问题。但当你在向前行进,却在看手机时,你的视网膜看到的是什么?你的视网膜看到的是屏幕的稳定图像。那块小屏幕里完全没有运动。
Andrew Huberman:或者是其他某种运动,比如电影,是的。
David Berson 博士:或者其他某种……如果你在玩游戏,或者在看视频、看一场橄榄球比赛。这种运动与你身体实际发生的情况是脱节的。你的大脑不喜欢这样。你的大脑喜欢一切都保持一致。如果不一致,它就会向你抱怨。
Andrew Huberman:通过让我感到恶心?
David Berson 博士:通过让你感到恶心,也许你就会改变你的行为。所以你在受到……
Andrew Huberman:我在受惩罚?
David Berson 博士:是的,因为你制造了让信号相互冲突的局面。
Andrew Huberman:因为看手机?
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:被前庭与视觉惩罚。
David Berson 博士:你会学乖的。
Andrew Huberman:那么,也许沿着这条通路再往前走一点,视觉输入与平衡输入结合,这发生在哪里?也许你可以跟我们讲讲这个被称为小脑的、有点神秘的小小“迷你大脑”。
David Berson 博士:小脑,对。我向学生描述小脑时,会说它的作用有点像航空旅行中的空中交通管制系统。这是一个非常复杂的系统,而且非常依赖优质的信息。
David Berson 博士:所以它接收关于各处正在发生的一切的信息,不仅通过你的感觉系统。它还在监听你大脑其他地方所有那些小中枢,这些中枢在计算你接下来要做什么等等。它在协调和塑造动作方面确实起着重要作用。
David Berson 博士:但这并不是说如果没有小脑你就会瘫痪,因为你仍然有运动神经元,你仍然有与肌肉沟通的途径,你仍然有反射中枢。但你就不能再把事情协调得那么好了。输入与输出之间的时序可能会出错。
David Berson 博士:或者如果你在练习一个新的运动动作,比如网球的上手发球,你在学习所有的肌肉动作序列方面会表现得非常糟糕,也很难利用感觉器官的反馈,让你在第 n 次重复后真正把球打到你想要的地方,对吧?大概在第一千次重复左右,你就会好得多。
David Berson 博士:所以小脑参与运动学习、提高动作精度这类事情,让动作把你带到你想去的地方。如果你伸手去拿一杯香槟,你不会把它碰倒,也不会够不着,你懂的?这就是它擅长的。
Andrew Huberman:有没有人是小脑选择性受损的?
David Berson 博士:当然有。典型的情况是,比如小脑中风或长了肿瘤的患者,可能站不太稳。如果情境是动态的,比如只是站在一辆没有扶杆可抓的有轨电车上,他们可能就没那么善于适应车厢所有细小的晃动。
David Berson 博士:他们伸手拿东西时可能会出现一种震颤,因为他们伸得有点太远,然后过度纠正又收回来,诸如此类。所以这其实是一种非常常见的神经学现象。神经科医生称之为小脑性共济失调,它不仅可能由小脑损伤引起,也可能由向小脑输送信息的传导束受损引起,或者由……
Andrew Huberman:对,你只是让这个结构失去了输入。
David Berson 博士:没错,或者是小脑的输出。
Andrew Huberman:所以小脑是大量视觉与平衡信息结合的地方。
David Berson 博士:小脑中有一个非常关键的部位,从进化角度看,它确实是最古老的部分之一。
Andrew Huberman:你说的是绒球。
David Berson 博士:绒球,对。它是小脑中视觉与前庭信息汇合的关键部位,记录的正是我们刚才谈到的那类动作,也就是这个稳定图像的网络。这一切都发生在那里,而且那里也在发生学习,所以如果你的前庭器官以某种方式受到了一点损伤,你的视觉系统实际上会告诉小脑:“这里有问题,有误差。”于是你的小脑就会学着做得更好,通过增加前庭系统的输出来补偿那部分损失。所以这是一个小小的误差校正系统,是小脑功能的典型特征,而且它可以在很多很多不同的领域发生。这只是在那里进行的感觉运动整合的其中一个领域。
Andrew Huberman:我想谈一个很少被讨论的大脑区域,就是中脑。
David Berson 博士:好。
Andrew Huberman:给不了解的人解释一下,中脑是位于皮层下方的一个区域。我想我们一直没有真正定义皮层。它算是外层,或者说至少是哺乳动物大脑或人类大脑的外层。但中脑非常有意思,因为它控制着大量无意识的东西,比如反射等等。所以能否请你跟我们讲讲中脑,讲讲它做什么?
David Berson 博士:好。这里面有很多部分。我想首先要说的是,如果你在脑海中想象神经系统,你会看到这个巨大的大脑,然后有一根细细的小棒垂下来进入你的脊柱,也就是脊髓,这大概就是你的视觉印象。
David Berson 博士:你要想象的是从脊髓开始,一路向上进入这个宏伟的大脑,当你进入颅骨时,你会到达一个脊髓有点变粗的地方。它仍然有那种细长的、像树干一样的感觉。
Andrew Huberman:有点像船桨或勺子的形状。
David Berson 博士:对,它开始稍微展开,这是因为进化在那里塞进了更多有意思的好东西,用于处理信息和产生动作。所以你说的这个中脑,是颅骨内这个膨大的、类似脊髓的结构的最后一段,这个结构我们其实称之为脑干。在到达通往皮层的中继站之前,它的最后一段就是中脑。
David Berson 博士:那里有一个非常重要的视觉中枢,叫上丘。就解读视觉输入并围绕它组织行为而言,大部分活动都发生在这里。
David Berson 博士:你可以把脑干的这个区域看作一个反射中枢,它可以把动物的视线、身体,甚至可能是注意力,重新导向动物周围空间中的特定区域。这可能出于各种原因。我是说,可能是森林的某个角落刚出现了一只捕食者,你察觉到了,正试图躲避它。也可能是……
Andrew Huberman:或者只是任何运动。
David Berson 博士:任何运动,对吧?可能是你在读小说时,突然有什么东西啪地落在书页上,你的眼睛反射性地去看它。你不需要思考。那是一种反射。但这些中枢在像我们这样的大脑进化早期就出现了,用来处理复杂的视觉事件,这些事件在空间上,即动物所处的空间位置上,对动物具有意义。事实上,这同一个中枢还接收来自各种其他感觉系统的输入,这些系统从外部世界的特定位置获取信息,而根据这些事物对你的意义,你可能想要回避或接近它们。
David Berson 博士:所以你会接收来自触觉系统的输入,也会接收来自听觉系统的输入。我曾经研究过一段时间响尾蛇。它们接收来自脸上一部分热感受器的输入,这些感受器位于一些小窝里。它们拥有一种外感受性感觉系统,也就是说,它们用一套完全不同的传感器向外观察世界。它们用的传感器,和你站在篝火前时感受到脸上温暖的那种传感器是一样的,只不过进化赋予了它们这个非常精巧的特化系统,让它们能对热量的来源方向进行成像。其实你也多少能做到这一点,对吧?如果你绕着火走一圈,你可以凭热量打在脸上的感觉判断火在哪里。
Andrew Huberman:嗯。
Andrew Huberman:那是它们探测猎物的主要方式吗?
David Berson 博士:它们只是……
David Berson 博士:这是主要方式之一。事实上,它们也使用视觉,并且把这两个系统汇集到同一个地方,就是顶盖这个区域,也就是这个脑干部位。
Andrew Huberman:我想在这里稍停一下。我觉得味觉受体、热感受器、视觉以及所有这些整合之所以如此有意思,是因为它确实说明了一个事实:所有这些感觉神经元都在努力收集信息,并把信息塞进一个能够做出有意义的决策和行动的系统。
David Berson 博士:对。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:而且信息究竟来自眼睛、耳朵、鼻子还是脚底,其实并不重要,因为说到底,流入的都只是电。
David Berson 博士:没错。
Andrew Huberman:所以,根据不同动物的特定需求,它被安置在不同动物身上的不同位置。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:对。所以也许我感到脸的一侧有些热,同时我还闻到烤箱里在烤什么东西。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:那么,这两者都不是特别强,但正如你所说,它们之间有某种相互印证。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:而这种相互印证发生在中脑。
David Berson 博士:对。如果这些信息相互冲突,大脑就会感到困惑,这可能就是晕动症的来源。所以,对大脑来说,能拥有尽可能多的信息来源是件好事,就像间谍或记者一样,你希望尽可能多地了解外界的情况。但如果信息相互矛盾,那就麻烦了,对吧?你的信息来源对正在发生的事给出了不同的说法。这下你就遇到难题了。你该发布哪一个?
Andrew Huberman:这一点很重要,也正好引出我接下来想讨论的话题,那就是基底神经节。这是大脑中一个非常有意思的区域,它参与指示我们去做某些事,也参与阻止我们去做某些事。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:基底神经节是什么?它们在控制“执行”(go)类行为和“不执行”(no-go)类行为方面的主要作用是什么?
David Berson 博士:嗯,基底神经节位于所谓前脑的深处,也就是大脑的最高层级。它与皮层的功能紧密交织。没有基底神经节的帮助,皮层其实无法完成它需要做的事,反之亦然。从某种意义上说,你可以从逻辑上这样理解:“如果你既有能力抑制某个行为,也有能力执行它,那么你如何决定做哪一个?”
Andrew Huberman:嗯。
David Berson 博士:嗯,这种思考得由皮层替你完成。你得审视自身处境中的所有可能情况,才能决定:这是一步疯狂的举动,还是眼下一项非常明智的投资,或者别的什么?
Andrew Huberman:对。比如我早上不想出去跑步,但我会逼自己出去跑;或者我跑得正开心,知道该回去了,却有点想再多跑一英里。
David Berson 博士:另一个很好的例子是针对小孩子的棉花糖测试。最初的设定是,只要他们忍住 30 秒,就能得到两块棉花糖。
Andrew Huberman:哦,对。
David Berson 博士:他们可以马上拿到一块。但如果能等 30 秒,就能得到两块。这就是“不执行”(no-go),因为他们的皮层在说:“你知道吗,比起一块,我真的更想要两块。”但除非他们能忍住不去拿那一块,否则就得不到两块。所以他们必须克制这个动作。
David Berson 博士:而这必须来自一个认知过程,所以皮层在其中起着重要作用。
Andrew Huberman:你认为为什么有些人运行这些“执行/不执行”回路更困难,而另一些人似乎拥有我们所说的非常低的“启动能量”?
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:他们有任务,就直接投入其中。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:而对另一些人来说,着手完成任务之类的事情非常困难。
David Berson 博士:我认为这是一个非常普遍现象中的特例,那就是:大脑很复杂,我们拥有的大脑是基因和经验共同作用的结果。我的基因和你的不同,我的经历也和你的不同。所以,对我们来说哪些事容易、哪些事困难,未必会一致。即便一致,也可能只是碰巧如此。
David Berson 博士:但关键在于,你拿到了一手特定的牌,你有一套特定的基因,你被分配了一个大脑。你无法选择自己的大脑,它是被交到你手上的。但之后你可以用它做很多事。你可以学习新技能,或者改变行为方式,或者表现出更多克制,这与我们这里讨论的内容颇为相关。
Andrew Huberman:对,当然。我们讨论的所有这些结构都是并行运作的。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:而且它们之间有大量不断变化的交互。那我们来谈谈皮层吧。正如行家们所知,我们已经沿着所谓的神经轴一路向上,现在来到了皮层。这里是我们高级意识、自我形象、计划和行动的所在。但正如你提到的,皮层不只与这些有关。它还有其他区域参与其他事情。所以,也许我们继续围绕视觉,稍微谈谈视觉皮层。
Andrew Huberman:你给我讲过一个关于视觉皮层的故事,一个令人惊叹的故事,不过遗憾的是,它多少有些令人难过,讲的是一个视觉皮层发生中风的人。也许你可以分享一下这个故事,因为我认为它说明了皮层功能的许多重要原理。
David Berson 博士:当然。要点是,我们所有能看见的人,在视觉皮层中都有视觉世界的表征。那么,当一个人因为眼睛方面的问题,比如可能是视网膜的问题而失明时,会发生什么?
David Berson 博士:你有一大块皮层,这块对神经处理来说非常宝贵的“地盘”,已经习惯于接收来自视觉系统的输入,而现在不再有任何输入了。所以你可能会把它想成一片荒地,对吧?它只是被神经系统闲置了,那会很可惜,但事实证明,它其实是被利用起来的。
David Berson 博士:你说的这个案例是一位女性,她从很小的时候就失明了,并在一家大公司里一路晋升,做到了非常高级的行政秘书职位。
David Berson 博士:她非常擅长阅读盲文,她有一台盲文打字机,所有工作都是这样完成的。据说,她中风了,被人发现倒在工作单位,被送往医院。据说,在她终于苏醒后,接诊的神经科医生说:“我有好消息也有坏消息。坏消息是你中风了。好消息是,中风发生在你大脑中一个你根本没在用的区域。是你的视觉皮层,而我知道你天生失明,所以这里应该不会有什么问题。”问题是,她失去了阅读盲文的能力。
David Berson 博士:所以,看起来实际情况是——而且这一点已经通过人类成像实验等其他方式得到证实——在出生后很早就失明的人身上,视觉皮层被重新利用,成为处理触觉信息的中心。尤其是,如果你经过训练成为一名优秀的盲文阅读者,你实际上是以某种方式把这块“地盘”重新分配给了你的指尖。而这是一块本应接收眼睛信息的皮层。
David Berson 博士:所以,这是一种极端程度的可塑性,但它表明,视觉皮层某种程度上是一台通用的处理机器。它擅长处理空间信息,而手指的皮肤只不过是另一种空间感觉。在缺乏任何其他输入的情况下,大脑似乎足够聪明——如果你愿意这么说的话——能够重新布线,把这块“地盘”用于某些有用的事情。在这个例子中,就是阅读盲文。
Andrew Huberman:太不可思议了。有些悲剧色彩,但很不可思议。至少在那个案例中是悲剧。
David Berson 博士:对,非常有启发性。
Andrew Huberman:是的。
David Berson 博士:对,非常有启发性。
Andrew Huberman:非常有启发性。当然,情况也可能反过来。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:在没有视觉的情况下,人们可以在特定感觉模态上获得功能增强,比如听觉或触觉功能的提升。
David Berson 博士:对。
Andrew Huberman:David,这次交流太棒了。
David Berson 博士:我也聊得非常尽兴。
Andrew Huberman:非常感谢你抽时间来做这次节目。大家现在可能已经意识到,你对整个神经系统有着极其丰富的知识。今天,我们只是浅尝辄止地触及了多个不同区域的表层,让大家感受一下神经系统运作和组织的不同方式,它是如何构建起来的,以及这些区域之间如何相互沟通。
Andrew Huberman:我喜欢你的一点是,你是一位非常出色的教育者,多年来教过非常多的学生。而且对我个人来说,我们是朋友,而每当我想要感受神经系统之美,开始思考新问题、思考神经系统以我从未想到的方式做事时,我都会给你打电话。所以,请原谅我过去、现在和将来的这些电话,除非你换号码,而即便你换了,我也还是会打给你。
David Berson 博士:Andy,我聊得非常尽兴,这是一次很棒的交流。和你聊天总是很有趣,总能让我的大脑飞速运转。所以,谢谢你。
Andrew Huberman:谢谢你。