基于屏幕的体验会如何转化成经验，在我们混乱复杂的大脑里留下痕迹？在评估数字生活对人类思维的影响上，如果我们神经科学家想要有所贡献，那么我们需指出神经元的实际运作机制：我们应该可以证明，特定的环境经历和随之而来的思维和行动之间，存在着因果联系。通过尽可能多地理解大脑是如何运作的，我们就可以更准确地理解屏幕科技是如何以及在多大程度上实现变革的。

神经科学的重大挑战，一直是弄清大脑组织与思维、情绪、梦境之间的差距。梦境是奇妙的内心世界在睡眠中的逐渐呈现，也是一种规划我们生活美好结局的愿景。我们要分三步来看神经科学的重大挑战：第一步，弄清大脑本身是如何工作的；第二步，探索它是如何在生活中发生变化的；第三步，研究这些大脑中的改变最终是怎么构成“思维”的。然而，从哪个方面开始下手研究还很不明朗。

“那么，大脑是如何运作的呢？”我面前这个约11岁的小女孩对我刨根问底。当然，因为我在她的学校只做1个小时的演讲，未能详谈这个琐碎的问题。我们通过拆解大脑塑料模型，从不同的角度观察了大脑。然后我告诉我的小听众们，当我还是一个学生时，我曾经触碰过一个真正的人脑。真正的人脑可不像硬邦邦的、亮闪闪的粉红色塑料模型，而是像白色的奶油一样，柔软脆弱。我曾试想，如果真正的人脑被我的指甲划到，会发生什么事情呢？它会不会丧失一段记忆或情绪呢？与这一小块大脑组织相关的特定习惯（例如，咬指甲的习惯），会不会被指甲抠走了呢？他人无法体验到的你的思维世界，到底是怎么由这个巴掌大小的、令人不舒服的、黏糊糊的东西生成的呢？

任何大脑的模型或者真实的大脑都不能为你提供丝毫明确的线索。大脑并不像心脏或肺那样明显活动的器官，可以让人们看出究竟发生了什么。你所能做的一切，就是在宏观的层面观察大脑，然后欣赏它们是怎样结合在一起的。你会看到，在脊髓顶部有些东西，它延伸到大脑最基础的部分。 ¹ 从这里开始，进化使得大脑增加了更多的隔层，而且有了清晰可辨的结构——大脑区域的大小和重要性因物种而异。但对所有的哺乳动物而言，不管是老鼠还是人类，其大脑主体是一致的。例如，你总是能看到，一个小花椰菜一样的东西从大脑后部生长出来，就在脊髓上方。 ² 你同样可以看到，有两个半球像两个拳头一样相互挤压，它们的外层被大脑皮层所覆盖，就像树皮包裹着树干。 ³

人类大脑皮层的表面积如此之大，以至于要在头盖骨的内部装下这么多的大脑组织，就像是在一个紧握的拳头里握住一张纸：你不得不把纸揉成一团。在某种意义上，如果不把这个比喻延伸太远，那就是进化所做的事：人类大脑的表皮褶皱如同核桃，其他灵长类动物没有这么多的褶皱，猫和狗的就更少，啮齿动物压根儿没有。这个薄薄的表层或许是大脑中最有魅力、最神秘的部分。从进化学的角度讲，毫不夸张地说，这是人类最新的、最卓越的、有着最大智力能量的部分。因此，在探索数字科技对思维的影响时，大脑皮层比其他大脑部位更值得重视。

要了解大脑是如何被构建的，让我们把它设想成繁忙的大都市纽约。解剖学上的大脑区域对应着城市的行政区，行政区内部还有较小的街区，用脑科学术语来讲，就是越来越小的“细胞群”。当我们到达一个街区、一条街道、一排房子的时候，我们所处的位置是神经元通信的基本单位：一个神经元和另一个神经元之间的间隙（突触）。那么街上的房子又是什么呢？那就是神经元本身了，房子里面的房间就是细胞器，这个特殊的细胞结构能保持每个单独脑细胞的活性，就像身体中的其他细胞一样。这个比喻也表达了大脑的层次结构，但这只是物理大脑构建过程的静态缩影。

在给年轻学生做讲座时，我曾把塑料大脑模型拆开，告诉他们大脑中容易辨别的不同区域是如何连接在一起的，就像很久以前在牛津大学的解剖室里，我第一次看到真正的人类大脑一样。但是这样的答案能否让我面前的小女孩满意呢？这孩子忽闪着大眼睛，迫不及待地想让我告诉她大脑是如何工作的。问题是脑细胞和砖、房等固定结构的相似性较低，可比性不高。脑细胞与人类有一定的可比性，因为二者都具有高度活跃性。我们真正需要的是一幅图像，它不仅能展现脑细胞是如何构建大脑的，而且能说明大脑实际是怎样运作的。

神经元是大脑的基本单位，就像人是一个组织和社会的基本单位一样。就像人一样，神经元既是独立的个体，又能被组成群体。随着时间的推移，人会改变，神经元也具有适应性。神经元通过一种化学介质（神经递质），在小的间隙（突触）上慢慢地形成连接。虽然大脑神经细胞之间也可能形成直接的物理联系，但这种情况并不多见。同样，一个人通常借助语言而非触觉与他人建立联系。尽管化学介质和语言都具备极大的多样性，但它们也遵守着同样的准则：两个独立个体之间并没有直接的物理联系。虽然语言和神经递质有着广泛的分类，但它们都可以被归类：地缘定义语言，化学结构定义神经递质。事实上，这两种交流方式有相似之处，因为语言和神经递质都使用一系列的信号（从简单到复杂）。神经元可以通过其神经递质发出信号，例如“是”或“不是”的信号，这些都可能转化为脑细胞对目标行为的短暂促进或抑制。

当一个脑细胞“说话”（或“被激活”）时，它会释放一个小电脉冲， ⁴ 持续一毫秒，传导到细胞的顶端，与其他神经元进行通信。 ⁵ 但有个问题，一旦电信号到达突触，就无法再传导下去了。电信号触发细胞释放化学信号，化学信号像声音透过空气一样轻易穿过突触。一旦它到达目的地，即下一个细胞，神经递质会与其特殊受体进行分子层面的交流。 ⁶ 这种联动如此紧密，又严丝合缝，就好比钥匙与锁的契合。神经递质与其特殊受体的结合，触发靶细胞内电压的改变，有效地把化学信号重新转换成电信号。在神经元通信中，“是”表明该电活动的短暂增加（兴奋），“不是”表明活动被压抑（抑制）。

在大多数情况下，语言沟通不仅是简单的单音节词，音节变成单词，单词变成句子，句子构成陈述，神经递质的活动也是如此：最终的效果取决于不同的神经递质的组合，在特定的时间再传递给下一个细胞。在这两种情形下，每个单词或神经递质信号所产生的作用，都取决于其发生的时间范畴。 ⁷ 随着时间的流逝，人和人之间的联系、神经元和神经元之间的连接不断发生转变。

探讨人际关系同这些信号在大脑内与人际交往中的传播途径之间的相似之处，不但很有趣，还发人深省：它们都通过重复连接而得到增强，变得更强大、更密集。对神经元来说，在最初阶段，关系是最灵活多变的。随着神经网络的增长，神经元变得越来越专业化，如同人随着人际关系网的发展而变得更加“个性化”。随着时间的推移，人们变得成熟并且发展了特定的个性特征，神经元越来越抗拒在通用功能上做出改变。友情如果没有保持在活跃的状态就会枯萎，同理，神经元的连接如果未被充分利用也会逐渐衰退。

随着个人的成长，他们逐渐建立起更复杂的人际关系，有一些关系亲近又常联系，另外一些没那么活跃、相对疏远。越来越大的群体慢慢形成，最终相互连接形成一个更广阔的社会。大脑亦是如此，复杂的神经元网络不断嵌套，最终构成一个特定的宏观大脑结构。所有的大脑区域最终都会彼此相连，即便要跨过很长的距离，通过像电话线一样的纤维束，大脑内部不间断的对话成为可能。大脑成为一个整体性的组织。

这种“自下而上”的研究大脑的方法，只是探讨了这个组织是如何产生的。一个专门理解神经递质、感受器和突触如何运行的神经科学家，就有点儿像人际交流专家。例如，神经递质多巴胺与许多不同的大脑工作流程有关，包括觉醒、成瘾、奖励、行动的发起。如果要对这些化学物质（例如多巴胺）的运作方式形成自下而上的理解，我们还需要采用自上而下的研究方法，从大脑的宏观领域开始，试图描绘各区域如何协同运作，从而产生不同的行为和思考方式。 ⁸ 我们的研究方法可能更类似于社会学和人类学的方法，二者都关注集体趋势和结果，而非个体行为。

科学家现在使用脑成像技术，研究不同类型的输入、环境和行为为大脑不同区域带来的影响。在脑部扫描过程中，你或许会看到在灰色大脑中代表着特定区域的明亮斑点，或是多种色彩的排列，从高兴奋区的白色到黄色、橙色、红色乃至低兴奋区的紫色。事实上，在大脑的神秘聚合过程中，你看不到大脑各区域间的持续交流。脑部扫描的图像反映了大脑在较长时间段内的工作。这样的扫描通常情况下会以秒级的分辨率来呈现（近期研究中为几十毫秒），但是平常工作中的脑细胞的电信号（动作电位）比这要快100倍。脑部扫描就像是维多利亚时期的摄影技术，虽然能记录静态的建筑物，但呈现不了动态的人或动物（这些东西移动太快以至于无法被捕捉）。建筑完美而真实地存在着，但是它们不能构成整个画面。

当我们观察大脑扫描图时，会试想如果大脑的某个特定区域亮了，这个区域便是正在研究的行为和反应的中心。若真是这样，那我们理解大脑结构会更加容易。关于大脑“中心”的概念是非常值得讨论的。在19世纪初，弗兰茨·约瑟夫·加尔 提出了颅相学的“科学”（“思维研究”）。他用白色瓷质颅骨模型来展示脑功能的分区，颅骨上分布着黑色矩形标记，上面写着如“爱国”或“爱孩子”等字眼，其目的在于提供一个对照的模板，以便将颅骨上的凸起与某种特质的强度对应起来。尽管作为道具，这些模型深受摄影师的欢迎，让受媒体关注的脑科学家的研究变得更加生动，但随着人们对大脑进行深层系统的探索，颅相学的方法不可避免地受到质疑。虽然颅相学的理论是疯狂的，但“大脑中有多个微型区域”的说法仍旧点燃了人们对发现真正科学的热情。

在医学蓬勃发展，外科手术技法日渐精湛的前提下，关于“一个大脑区域对应一种功能”的想法得到广泛的支持。患者即便受到巨大的脑损伤，比如枪伤、外伤、中风，仍能被医生救治。类似颅相学的说法潜存于一些人心中，这些人认为“功能”丧失是由于大脑相应区域的损坏。然而，正如半个世纪前一位心理学家所言，如果你从一个收音机里挪走一个真空管（没错，这个类比太陈旧了），然后这个收音机就开始出现杂音了，你不能说这个管子的功能就是制止杂音。如果大脑区域出现故障了，正如老化的真空管，大脑的整体系统会受到损害，但是特定大脑区域的功能不能从最终的结果去反向推断。再打个比方，如果火花塞失灵了，你的汽车发动不了，但是你不能通过研究火花塞来推断整辆汽车的运作过程。现在我们知道，没有哪种功能可以被单一的大脑区域所控制。例如，视觉功能涉及不同的方面，包括识别形状、运动与颜色，牵涉30多个不同的大脑区域。没有一个大脑区域只对应一种功能。相反，每个大脑结构都对最终的组合功能起作用，这不像是层级分明的组织，而更像是多种乐器在管弦乐队中演奏交响曲。 ⁹

大脑的分析过程会决定你怎样看待这个世界，而当外部信息被输入你的大脑时，那一刻的体验会同时改变脑细胞的结构，从而改变你的思维。大脑发育领域的领军人物布莱恩·科尔布总结道：“任何改变你大脑的东西，都会改变你即将成为的样子。大脑不仅被你的基因所制造，也同时被一生的经验所塑造。经验修改大脑的活动，也改变基因的表达。任何你所看到的行为变化都反映了大脑的变化。反之，行为也可以改变大脑。” ¹⁰ 这恰恰是我们即将探讨的话题。 VtiEKHzhqobN/MmVUuzcWyjeO7B9W+MDh64cwIxZWasS+/XGc9n9pOMVtj/oJH9h