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第二章
认知:错觉是如何产生的

你虽然在看,却没有在观察。

——夏洛克·福尔摩斯

这一章我们讨论视觉。当然,眼睛与视觉不是人类独有的,这一点毋庸置疑。事实上,视觉能力是如此重要,以至于在生命的历史长河中,眼睛已经进化了许多次。章鱼的眼睛类似人类的眼睛,因为它与我们的共同祖先是距今5亿年的一种无眼水生生物,它类似蛞蝓或蜗牛。 眼睛不为人类所独有,但视觉不是在眼睛里形成的,而是在大脑中。地球上没有其他任何生物能像人类一样观察事物。有些动物的视力比我们的强得多,你可能听说过这样的趣事:老鹰能从50英尺 外看到报纸上的字。当然,老鹰不识字。

本书是关于人类的独特性的,因此书中反复提到一个主题:我们独特的心智特征一定是从先前存在的大脑结构演化而来的。我们之所以从视觉感知开始探讨,一部分原因是我们对其复杂性的了解多于其他大脑功能区,另一部分原因是灵长类动物的视觉区域进化迅速,而人类又是其中的佼佼者。肉食动物和草食动物的视觉区域不超过12个,且没有色觉。人类的祖先也曾如此——那些小型夜行性食虫动物在爬上树梢的时候,丝毫没有意识到自己的后代有一天会继承甚至可能毁灭地球!然而,人类拥有30个视觉区域,而不是12个。一只羊凭借12个视觉区域就足以轻松地从捕食者口中逃出生天,为什么人类却进化出这么多视觉区域呢?

我们的夜行性食虫动物祖先进化为昼行性动物,之后进化为原猴和猴子,此时它们开始有了复杂的视觉运动能力,能够精准地抓握树枝、细枝和树叶。此外,它们的日常食物从夜行小昆虫变成红色、黄色和蓝色的水果,以及富含营养的绿色、棕色和黄色的叶子,这些都促进了复杂色觉系统的形成。随后,雌性灵长类动物开始利用色彩感知的好处,它们每月都会发情——此时它们的臀部会肿胀变红,色彩鲜艳,看起来像成熟的果实(人类女性在进化过程中失去了这一特征)。接下来,我们的猿类祖先进化成完全用双脚直立行走的生物,比起肿胀的粉红色臀部,丰满的嘴唇变得更具吸引力。有人打趣道,人类的口交嗜好可能是返祖现象,回到了我们食果动物的祖先生活的时代。这一想法有些讽刺,如此一来,我们对莫奈和凡·高画作的喜爱,对罗密欧与朱丽叶的亲吻的欣赏,最终都可以追溯至古时对成熟的水果和臀部的向往。(这就是进化心理学有趣的地方:你可以提出奇怪的讽刺理论,无须考虑后果。)

人类的手指除了极其灵活,拇指还进化出一个独特的鞍状关节,使之能够与食指相对。这一特征帮助我们精确抓握。它看似微不足道,却在采摘小型水果、坚果,捕捉昆虫时十分有用。我们现在能穿针引线、手握斧头、计数,还能做出佛像的说法印 ,靠的都是这一特征。早期灵长类动物就有了对精细独立的手指动作、可与其他手指相对的拇指,以及精准手眼协调能力的需求,也许正是物竞天择的压力,使得人类的大脑形成了大量复杂的视觉区域和视觉运动区域。倘若没有这些区域,你就不能飞吻、写字、计数、扔飞镖和抽烟。如果你是一位君主,你甚至无法挥舞权杖。

在过去的10年间,随着大脑额叶中一种新型神经元——典型神经元的发现,行为与感知之间的联系变得尤为显著。这种神经元与我在上一章中介绍的镜像神经元在某些方面相似。和镜像神经元一样,每个典型神经元在执行特定动作时都会被激活,例如伸手去抓一根树枝或一个苹果。然而不同的是,仅仅在看到树枝或苹果时,典型神经元也会被激活。换句话说,它似乎将“抓握”这样的抽象特征转化为物体视觉形状这样的具体特征。感知与行动之间的差别在我们的日常语言中同样存在,而大脑显然不会关注这一点。

在灵长类动物的进化过程中,视觉感知和抓握动作之间的界限越来越模糊。同样,在人类的进化过程中,视觉感知与视觉想象之间的界限也越来越模糊。猴子、海豚或狗可能有能力识别某些基本的视觉符号,但只有人类能够赋予这些符号象征意义,并在大脑中摆弄这些符号,尝试新奇的排列组合。猿类可能会在脑中想象出一根香蕉或其族群雄性首领的样子,但只有人类能在脑海中对视觉符号进行重组,产生新的组合效果,例如长着翅膀的婴儿(天使)或一半马一半人的生物(半人马)。这样天马行空的想象与荒诞不经的新符号组合也许又反过来促进了另一种人类独有的特征——语言的形成。我们将在第六章中讲述语言的演变。

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1988年的一天,英国米德尔塞克斯郡一家医院的急诊室接诊了一名60岁的男子约翰。他曾是二战时期的战斗机飞行员,身体一直很健康,直到那一天,他的人生彻底改变。这天,他突然腹痛剧烈,并伴随呕吐。实习医师戴维·麦克菲对他进行问诊。疼痛始于肚脐附近,之后转移至右下腹。麦克菲医生认为这是阑尾炎的典型症状——阑尾炎是一种从身体右侧结肠伸出的小段残留阑尾引发的炎症。胎儿时期,阑尾先在肚脐下生长。随着肠道在体内发育延伸,阑尾被顺势推入右下腹。但我们的大脑记得它的最初位置,所以阑尾炎发作时疼痛最先从肚脐下方开始。很快炎症开始蔓延并覆盖腹壁,此时疼痛移至腹部右侧。

接着,麦克菲医生检查约翰是否有反跳痛,这是一种典型的临床体征。他用三根手指非常缓慢地按压约翰的右下腹壁,约翰此时并不感觉疼痛。而当麦克菲医生突然抬起手指时,约翰先是没有感觉,一小会儿后则感受到剧痛。疼痛延迟的原因是发炎的阑尾因惯性反弹至腹壁时稍有滞后。

最后,麦克菲医生按压约翰的左下腹,这同样让他感受到右下腹一阵剧痛,这也是阑尾的真实位置。疼痛原因是按压让肠道内气体从结肠左侧向右侧转移,致使阑尾轻微肿胀。结合这一明显体征以及约翰高烧、呕吐的症状,麦克菲医生确诊他患有阑尾炎。麦克菲医生马上安排了阑尾切除术,因为肿胀发炎的阑尾随时可能发生破裂穿孔而进入腹腔膜,引起腹膜炎,危及生命。约翰的手术进行得非常顺利,随后他被转移至康复病房进行恢复休养。

没想到,约翰真正的困扰才刚刚开始。 [1] 他本应慢慢康复,却逐渐陷入一场噩梦:约翰腿部静脉中的一个小血块随血液流动,阻塞了他的一条脑动脉,引起了脑卒中。约翰的妻子进入病房时第一次发现了他的患病迹象,因为约翰认不出妻子的脸——想象一下二人当时有多惊愕!好在约翰还能听出妻子的声音,这是他知道自己在与谁交谈的唯一途径,可他却无法辨认出别人的脸——甚至是镜中自己的脸。

“我知道镜中人是我。我眨眼,他也眨眼;我动,他也动。很明显这是一面镜子。但是镜中的他又不像我。”约翰说道。

约翰反复强调自己的视力没有问题。

“我的视力很好,医生。我的头脑有些迷糊,但眼睛没有问题。”

更严重的是,约翰无法识别熟悉的物体。

看到胡萝卜时,他描述道:“这是一个长长的东西,末端有一簇……刷子?”

他通过物体的碎片信息进行推理,而不像我们大多数人能够立即识别出物体。看到山羊的图片时,他将其描述为“一种动物,可能是条狗”。约翰能够识别物体的类属,也就是能够区分动物和植物,却无法说出该物体究竟是什么。出现这些症状并不是由于他的智商不够或者词汇量匮乏。下面是约翰对胡萝卜的描述,我认为你也会赞同他的描述比我们大多数人的描述更加详细。

胡萝卜是一种世界各地的人广泛种植并食用的根茎类蔬菜。作为一年生的作物,胡萝卜由种子发芽,细长的叶子从根头长出。胡萝卜的根茎向下生长,与叶片相比体积较大。在土壤良好的情况下,胡萝卜可长至12英寸 长。胡萝卜可以生吃,也可以熟吃,可在任何大小或生长状态下收获。胡萝卜的形状通常是细长圆锥体,颜色介于红色和黄色之间。

约翰不再能识别物体了,但他仍可以根据物体的空间范围、体积和移动情况进行分析。他能在医院里四处走动而不会撞到任何障碍物,甚至可以在别人的帮助下开车去较近的地方——鉴于他要面对的交通状况,这确实是一件了不起的事情。他能确定车辆的位置,并大致估测汽车的行驶速度,但他不能确定他开的是捷豹、沃尔沃还是一辆卡车。这恰恰证明,汽车品牌及车型并不影响实际驾驶。

回到家中,约翰看到墙上挂了几十年的圣保罗大教堂版画作品,他仍记得有人赠予他这件艺术品,却忘记了版画所描绘的内容。他能够照着原图画出令人赞叹的精美画作,每处细节都一样,甚至能还原出画作的瑕疵!然而,即便他的画作逼真,他也仍然不能说明画作的内容。他观察物体十分细致,只是不知道自己在看什么——这也是为什么画作瑕疵对他来说不算“瑕疵”。

约翰在得脑卒中之前喜欢打理院子里的花草。这天,他走出家门,让妻子感到惊讶的一幕发生了:他拿起一把大剪刀开始修剪树篱,却总是将花朵剪掉。因为他根本分不清花朵与杂草。换言之,对约翰而言,修剪树篱就是将杂乱无章的地方修得规规整整,而不需要知道修剪的是什么。约翰的困扰很好地解释了视觉与感知的区别。

困扰约翰的除了不知自己所见为何物,还有其他小麻烦。例如,他有管状视野,常常“只见树木,不见森林”。咖啡放在整洁的桌子上,他能伸手顺势端起,而面对自助餐时,他却不知所措。当他发现自己错把蛋黄酱当成奶油倒进咖啡里时,他自己都吓了一跳。

我们对世界的感知看似容易,总觉得理所当然。吾看,吾见,吾知——这似乎是自然且必然的事情,正如水往低处流。只有在遇到约翰这样的患者时,我们才意识到感知是如此复杂。尽管我们所看到的世界是连贯统一的,但实际上这源于大脑皮质中30个(或更多)活跃的不同视觉区域,每个区域都有多种调节功能,且有细微的不同。这些视觉区域中,有很多是人类与其他哺乳动物共有的,而有些视觉区域则在某一阶段“分化”成灵长类动物特有的新区域。我们尚不清楚到底有多少视觉区域为人类所独有,但对比其他高级大脑区域,我们对视觉区域更加了解,如我们知道额叶与道德、同情和雄心有关。因此,全面理解视觉系统的工作方式,能够帮助我们深入了解大脑如何处理信息,以及那些人类大脑独有的信息处理方式。

————

几年前,我参加了戴维·阿滕伯勒(David Attenborough)在加州拉霍亚大学水族馆举行的餐后演讲,这里离我工作的地方不远。一位相貌出众、留着海象胡子的男士坐在我身旁。四杯葡萄酒下肚后,他告诉我,他就职于圣迭戈创新科学研究所。我很想告诉他,创新科学是个矛盾的说法,但话还没说出口,他便打断了我。他询问了我的工作单位及目前研究的兴趣点。

“我最近在研究孤独症和联觉,同时我也研究视觉。”

“视觉?这有什么可研究的?”

“那你看到一样物品,比如椅子,你会想到什么呢?”

“我的眼睛里,确切地说是视网膜上有一张椅子的光学图像。图像沿着神经传至大脑视觉区域,所以我看到了椅子。当然,眼睛里的图像是颠倒的,所以在看到椅子之前,必须在大脑中将其再次倒转。”

他的回答反映了一种逻辑错误,叫作“微型人谬误”。如果视网膜上的图像被传送至大脑,投射到内部神经“屏幕”上,那你就需要头脑中的“微型人”看着图像做出解释,帮助你理解图像。但是微型人怎么会理解闪现在神经“屏幕”上的图像呢?在他的大脑中肯定有另一个微型人看着图像。这是一种无限循环,视觉、图像和微型人参与其中,却没有真正解决感知的问题。

想要理解感知,首先要摆脱这样的观念,即眼睛所看见的图像被传递至大脑中的“屏幕”上并显现出来。相反,你要理解,当眼睛看见的一束束光线转化为神经冲动时,将视觉信息视为图像不再有任何意义。我们必须想出一些符号性描述,来代表所看到的画面中的场景和物体。例如,屋子角落里有一把椅子,我想让某人了解椅子的外观,我可以带他去到角落并指给他看,让他亲眼看见。但这不是符号性描述。我还可以给他看一张椅子的照片或画作,但这仍不是符号性描述,因为它们具有外观相似性。但如果我将一张便条递给他,上面描述了椅子的外观,我们就进入了符号性描述的世界:纸上的墨迹与椅子没有外观相似性,而仅仅是用符号描述椅子的外观。

与之类似,大脑创造的也是符号性描述。它并不是重新创造原始图像,而是用全新术语来呈现图像的各种特征和不同方面——当然不是用墨水,而是用神经冲动独有的方式。这些符号编码有一部分在视网膜上创建,但大部分在大脑中创建。一旦到达大脑视觉区域的大量神经网络中,符号编码会包装、转化并结合在一起,最终帮助你识别出物体。当然,大部分的视觉加工在不知不觉中进行,没有进入你的意识知觉。这就是我们为什么会觉得看到物体是一件轻而易举的事,正如我的晚餐同伴所理解的那样。

通过指出这个无限循环的逻辑问题,我可以轻松反驳“微型人谬误”。但是否有直接证据来证明这是一种谬误呢?

首先,你所看到的不可能只是视网膜上的图像,因为视网膜图像保持不变时,你的感知完全可能会改变。如果感知仅传输至大脑内部的“屏幕”上并显示图像,这怎么可能呢?其次,反之亦然:视网膜图像改变时,你对物体的感知可能保持不变。最后,不考虑物体外观,感知需要时间,并且分阶段进行。

第一个原因最容易理解,也是许多视错觉产生的原因。一个著名的例子就是瑞士晶体学家路易斯·阿尔贝特·内克尔(Louis Albert Necker)偶然发现的内克尔立方体(见图2.1)。一天,他正透过显微镜凝视一个透明立方体,突然立方体似乎发生了翻转!内克尔对此感到十分惊奇。立方体没有发生明显的移动,却在他的眼前改变了方位。是立方体本身在变化吗?为了弄清楚这一点,内克尔在小纸片上画了一个线框立方体,发现立方体同样会发生翻转。因此内克尔得出结论:变化的是自己的感知,而不是立方体。

图2.1

立方体的轮廓示意图:采用不同的方式观察时,立方体的方位会发生变化。

你可以自己尝试一番。即便之前试过多次,你也依然会觉得有趣。你会看到立方体在你眼前突然翻转,但你仅能自主控制这个过程的一部分。事实上,你可以改变对固定图像的感知,甚至可以将其彻底翻转。这足以证明,大脑中的感知不只是显示图像。即便是最简单的感知行为也需要大脑判断、理解。感知是一种积极形成的世界观,而不是对感官输入的被动反应。

另一个有力的例证是著名的艾姆斯房间错觉。试想有一个普通房间,与你现在所处的房间相似,延伸其中一个角落,这个角落的天花板会比其他地方高得多。现在,在任意墙面上挖一个小洞,从这个小洞看向房间内部,几乎从任何角度看,你看到的都是变形的梯形房间。令人吃惊的是,从一个特殊角度往里看,房间看起来完全正常!墙壁与地板、天花板之间都呈直角,窗户和地板砖大小均匀。对于这种错觉,通常的解释是,从这个特殊的角度往里看时,变形的房间投射在你视网膜上的图像与普通房间产生的图像是一样的,但只能说从几何光学的角度来说是一样的。但这肯定回避了问题实质。从这一特殊角度,你的视觉系统如何知道一个正常房间应该是什么样子的呢?

让我们换个思路,设想你正在透过小孔观察一个普通房间的内部。事实上,可以产生完全相同图像的艾姆斯房间能呈现的梯形形态是无限多的,但你可以稳定感知到一个正常房间的样子。你的感知不会在一百万种可能性之间来回摇摆,而是会立刻将注意力集中于正确的解释。感知能够做到这一点,唯一的方法就是引入某些关于世界的固有知识或隐藏假设,比如墙壁是平行的,地砖是方形的,等等,以排除错误房间的无限可能性。

因此,研究感知,就是探索这些假设和它们在大脑神经中的运作方式。与真实房间一般大小的艾姆斯房间很难建造,但多年来,心理学家巧妙地设计了数百种视错觉,以帮助我们探究那些驱动感知的假设。视错觉似乎违背常识,所以十分有趣。但视错觉对认知心理学家来说,就像橡胶燃烧的气味对工程师一样,有着难以抗拒的吸引力,令他们想要找到原因。生物学家彼得·梅达沃在一篇文章中就表达过这一观点。

有个最简单的视错觉例子,它最早由牛顿提出,后来被托马斯·杨(巧合的是,他也破译了埃及象形文字)证实。假如你在白色屏幕上分别投射红色和绿色的光圈,令它们重叠,你实际看到的圆圈就是黄色的。假如你有三台投影仪,分别投射红色、绿色和蓝色的光圈,只要你调整好每台投影仪的亮度,你就能得到五彩斑斓的颜色——事实上,只要按照恰当比例进行调整,你就能得到上百种不同颜色,甚至白色。人们第一次见到这一视错觉时都震惊得不敢相信。视错觉解释了视觉的基本原理:尽管你能区分数千种颜色,但你的眼睛中只有三种对色彩敏感的细胞,分别对红光、绿光和蓝光敏感。每一种细胞只对一个波长的光最敏感,而对其他波长反应欠佳。因此,你看到的任何色彩都会以不同程度激活对红色、绿色和蓝色敏感的细胞,更高层级的大脑机制将每种程度解释为不同颜色。例如,黄色在红色和绿色光谱中处于中间位置,所以它以同样的程度激活对红色和绿色敏感的细胞,而大脑已经习得或进化到足以了解这种颜色就是我们所说的黄色。通过彩色光解释色觉原理是视觉科学的伟大成就之一,这也为彩色印刷(节省地只用三种染料)和彩色电视机的发展铺平了道路。

我们如何利用视错觉找到感知的隐藏假设?我最喜欢的例子就是“形状源于阴影”(见图2.2)。艺术家使用阴影来增强画作的层次感由来已久,但直到近期科学家才开始仔细研究阴影。1987年,我通过电脑创建了若干个如图2.2所示的示意图——在灰色区域随机分布的数个圆盘。每个圆盘的色彩都是由白至黑均匀渐变的,背景则是介于黑白中间的灰色。这一实验的灵感部分来源于维多利亚时代的物理学家大卫·布儒斯特的观察。如果仔细看图2.2中的圆盘,你会觉得好像有一束光从右侧照过来,圆盘像是一组凸出的鸡蛋;再仔细看看,你会觉得有一束光从左侧照过来,圆盘像是一组凹槽。但不管你怎么努力尝试,你都不能同时看到鸡蛋和凹槽。为什么会这样呢?有一种可能性是大脑会默认选择最简单的解释,以同一种方式来观察所有圆盘。我还想到另一种可能性:视觉系统会假设只有单一光源照亮整个场景或其中的大块区域。严格来说,人工照明环境中可能有许多灯泡,这种单一光源假设并不一定准确,但在自然界中情况确实如此,因为我们的星系中只有一个太阳。如果有一天你抓住一个外星人,一定要给他看这张图,问问他的太阳系是否只有一个太阳。也许来自双子星系的生物会对视错觉免疫。

图2.2

是鸡蛋还是凹槽?根据光源方向的不同(右侧或左侧),你可能会得到两种不同的答案,但你不可能同时看到鸡蛋和凹槽。

那么,哪种解释正确呢?大脑默认选择简单的诠释方式?还是因为单一光源呢?为了找到答案,我做了效果更明显的实验,创建了如图2.3所示的混合示意图,其中上行和下行有不同方向的阴影。在这张图中你会注意到,如果将上行看作鸡蛋,那么下行就是凹槽,反之亦然。你不可能将圆盘同时看作鸡蛋或凹槽。这证明,正确的解释是单一光源假设。

图2.3

两行阴影圆盘示意图。将上行看作鸡蛋时,下行看起来是凹槽,反之亦然。不可能同时将两行看作鸡蛋或凹槽。这说明感知倾向于单一光源假设。

接下来进行进一步的研究。在图2.4中,圆盘中的阴影呈现垂直渐变而不是水平渐变。你可以注意到,上部颜色较浅的圆盘总是看上去像凸出的鸡蛋,而上部颜色较深的圆盘则是凹槽。我们可以得出结论,除了图2.3揭示的单一光源假设,还有另一个更有说服力的假设,那就是光源总是从上方投射下来。考虑到太阳在自然界中的位置,这是有道理的。当然,这一假设又不完全正确:太阳有时出现在地平线上。但从统计角度来看,这是正确的——太阳一定不会低于你所在的位置。如果将示意图旋转180度,你会发现所有凹凸处位置互换。而如果将示意图旋转90度,你将发现圆盘的凹凸情况如图2.3一样变得模棱两可,因为你没有固定地假设光是从左侧还是从右侧照过来的。

图2.4

“单面煎蛋”示意图。一半圆盘(上部颜色较浅的)看起来是鸡蛋,另一半看起来是凹槽。这种错觉证明视觉系统自动假设光源来自上方。将此图旋转180度,鸡蛋和凹槽就会互换位置

现在我想让你尝试另一个实验。回到图2.3,但这一次不要旋转示意图,而是将图保持竖直,将你的身体向右倾斜,右耳几乎碰到右肩,头部与地面平行。此时你会看到什么呢?图像的凹凸情况不再模棱两可了。上行看上去是凸起的鸡蛋,下行看起来是凹槽。这是因为根据大脑和视网膜的观察,此时上行的上部颜色较浅,尽管实际上是图像右侧的颜色较浅。换言之,“光源在上方”的假设是以头部为中心,而不是以世界或身体为中心。这就好像大脑假设太阳粘在头顶,当你90度倾斜头部的时候,太阳仍然粘在头顶!为什么要进行这么荒唐的假设呢?因为从统计学角度讲,人类的头部大部分时间是与地面垂直的。我们的猿类祖先很少会歪着头四处张望。因此,你的视觉系统走了一条捷径;它假定“太阳粘在你的头顶”。视觉的目的不是让事物一直完美呈现,而是更快、更频繁地呈现,这样人类才能长期生存,繁衍生息。就进化本身而言,这是最重要的。当然,这条捷径会让你容易受到某些错误判断的影响,比如刚才倾斜头部时发生的状况,但这种情况在现实生活中很少发生,大脑也能侥幸偷个懒。以上对视错觉的解释阐明了我们如何感知世界:我们看到一系列相对简单的图像,提出几个浅显的问题,并在几分钟之内获得正确的见解。

视错觉是用黑箱方法对大脑进行研究的典型案例。黑箱这一比喻来自工程学。工程学专业的学生可能会用到一个密封的箱子,里面布满接头和灯泡。某些接头通电后灯泡会亮起来,但它们并不是直接或一对一的关系。教师留给学生的作业就是尝试连接或断开不同的接头,观察每种情况下哪些灯泡会亮,在不打开箱子的情况下,从这个试错过程中推导出箱子内的电路图。

在认知心理学中,我们经常遇到同样的基本问题。大脑如何处理某些视觉信息呢?为缩小答案的范围,我们只需尝试改变感官输入,并关注人们看到的或相信自己看到的事物。这种实验帮助我们发现视觉功能的原理,就像奥地利遗传学家格雷戈尔·孟德尔通过各种特征的杂交植物发现遗传规律一样,尽管他没办法知道使这些规律成立的分子及其遗传机制。在视觉方面,我认为最好的例子就是我们刚刚分析的托马斯·杨通过对彩色光线的研究,预测人类的眼睛中存在三种颜色感受器。

在研究感知和发现其潜在原理的过程中,人们迟早会提出疑问:如何从神经元的活动中得出这些原理?找到答案的唯一方法就是打开黑箱——直接对大脑进行试验。传统上有三种方法:神经学(研究脑损伤患者)、神经生理学(监测神经回路或单个细胞的活动)及脑成像。这些领域的专家相互鄙视,往往将自己的研究方法视为窥探大脑功能最重要的窗口,但近几十年来,专家们越发意识到,有必要联合起来研究这一问题。甚至连哲学家也加入了这场争论。他们中的一些人,例如帕特里夏·丘奇兰德(Patricia Churchland)和丹尼尔·丹尼特(Daniel Dennett)有着远见卓识,对研究陷入“死胡同”的大多数神经科学家来说,这些哲学家的远见卓识是宝贵的解药。

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灵长类动物(包括人类)的大脑中的一大部分,包括枕叶、部分颞叶和顶叶,专门负责视觉功能。人类大脑中的约30个视觉区域,每个都包含一张完整或部分完整的视觉地图。如果你认为视觉结构很简单,你应该上网找一下戴维·范埃森(David Van Essen)描绘猴子视觉通路结构的解剖图,记住,人类的比这复杂得多。

特别需要注意的是,在视觉纤维从每个区域向前进入下一个层级更高的区域的过程中,有许多视觉纤维(比想象中多得多!)从每一阶段的视觉处理返回前一个阶段。传统的视觉概念是对图像进行逐阶段的顺序分析,而随着各阶段的进行,分析越来越复杂,过多的视觉纤维的返回最终使得分析无法进行下去。这种返回现象的作用尚不明确,但我猜想,在每个阶段的视觉处理中,只要大脑获得对感知“问题”的部分解决方案,例如确定一个物体的特征、地点和动作,这一部分解决方案就会立即反馈给前一阶段。当你看到“杂乱”的视觉图像时,例如“隐藏”场景,这种反复循环的过程有助于打破僵局并排除错误的答案。换句话说,这些反馈让你与图像玩一种“20个问题”游戏,让你能够迅速锁定正确答案。这就好像我们每个人一直在幻想,而我们所谓的感知只是选择与当前输入最匹配的一个幻觉。这么说当然有些言过其实,却很有道理。(在稍后章节我们将看到,这也许能够解释人类欣赏艺术品的原因。)

我们如何精确识别物体?这个问题仍有待研究。当你看到某人的脸时,神经元是如何识别它不是一把椅子的呢?椅子的属性是什么?在现代设计师的家具店里,椅子是一块中间微微凹下去的塑料。看来椅子的功能很重要——椅子可以让人们坐下来,不管它是否有四条腿,或是否有靠背。不知为何,神经系统对椅子的感知理解为“坐”这个动作。你在一生中会遇到数百万张脸,你如何能在看到某人的脸后立即认出这个人,并将其相应特征储存在你的记忆库中呢?

物体的某些明显特征大大有助于识别。例如,在图2.5(a)中有一个圆圈,中间有一条弯曲的线条,你可能会认为这是一只猪的臀部。在图2.5(b)中,一对竖线上分别有两个小圆,但只要我添加一些特征,比如爪子,你就会看到一只熊正在爬树。这些图像表明,某些非常简单的特征可以作为复杂对象的特征标签,但这仍不能回答一些基本问题,比如这些特征是如何被我们提取和识别的。我们为何会将弯曲的线条识别为弯曲的线条?当然,在图2.5(a)中,弯曲的线条只能是一条尾巴。如果弯曲的线条在圆圈外部,我们就不会看到猪的臀部。这就提出了物体识别的一个核心问题:视觉系统如何通过特征之间的关系来识别物体呢?我们对此知之甚少。

图2.5

(a)一只猪的臀部;(b)一只熊。

这一问题对脸部来说更加显著。图2.6(a)是一张脸的卡通图。横线和竖线等符号可以代替鼻子、眼睛和嘴巴,但前提是它们之间的位置关系是正确的。图2.6(b)中的脸有着与图2.6(a)中的脸相同的特征符号,但是它们的位置被打乱了,我们完全看不到脸——除非你是毕加索。因此,正确的位置排列至关重要。

图2.6

(a)一张脸的卡通图;(b)一张乱糟糟的脸。

这样的例子还有很多。哈佛大学的史蒂文·科斯林(Steven Kosslyn)指出,特征之间的关系,例如鼻子、眼睛、嘴巴有着正确的相对位置,会告诉你那是一张脸,而不是一头猪或一头驴;特征并不会告知你那是谁的脸。为了识别出人脸,你得切换一下,估算特征之间的相对大小和距离。这就好像你的大脑将所遇到的数千张脸平均分配,创建出人类脸部的通用模板。然后,当你遇到一张新面孔时,你将新面孔与模板进行比较,也就是说,你的神经元做了数学减法运算,用新面孔减去平均面孔,所得偏离平均面孔的差成为新面孔的特定模板。例如,与普通人的面部相比,理查德·尼克松的脸上有一个蒜头鼻和浓密的眉毛。事实上,你可以有意夸大这些偏差,画一幅人物漫画——一张比原版更像尼克松的漫画。我们将在后面的章节中看到这一点与某些艺术形式有何关联。

然而,我们必须记住,“夸张”“模板”“关系”这样的词会让我们产生一种错觉,以为我们已经对问题有了深入的了解,实际上这中间还隐藏着太多的未知。我们尚不知晓大脑中的神经元是如何执行这些操作的。不过,我所概述的这些观点可能对日后的研究有所帮助。例如,20多年前神经科学家发现,猴子颞叶中的神经元对面孔有反应;当猴子看到一张熟悉的面孔时,一组神经元会被激活,比如猴子知道乔是猴群头领,拉娜是它的宠妻。1998年,我发表过一篇关于艺术的文章,我在文章中提到了我的猜测:这些神经元可能有些自相矛盾,它们对夸张漫画的面孔比本来的面孔反应更加强烈。有趣的是,这一猜测已经在哈佛大学进行的一系列实验中得到证实。这些实验很重要,可以帮助我们将视觉和艺术的纯粹理论猜测转化为更加精确、可测试的视觉功能模型。

物体识别是个难题,对于其中涉及的过程和步骤,我已经进行了一些猜测。然而,“识别”一词并不能告诉我们什么,除非我们能够解释,基于脸部的记忆联想,物体或脸部如何唤起意义。神经元如何编码意义并唤起物体的语义关联?这个问题是神经科学界的圣杯,无论你的研究领域是记忆、感知、艺术还是意识。

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同样,我们也不知道为什么高等灵长类动物有那么多不同的视觉区域,它们似乎起着不同的作用,如观察颜色、动作、形状,识别脸部,等等。每个视觉区域的工作模式完全不同,因此它们的神经网络的进化和发展也迥然不同。

颞中区(以下称为MT区域)是一个很好的例子,每个脑半球中都有这一小片皮质组织,主要负责观察动作。20世纪70年代末,苏黎世有一位叫英格丽德的女士得了脑卒中,她的大脑两侧的MT区域受损,但其他大脑区域完好无损。英格丽德的视觉在很多方面都正常:她可以读报纸,能识别物体和人,但是她很难观察运动的物体。当一辆汽车飞驰而过时,英格丽德看到的是一连串静态快照,像在频闪闪光灯下拍出来的照片。她能看清楚车牌和车辆的颜色,却无法看到车辆移动。她很害怕过马路,因为她不知道汽车行驶速度有多快。在往玻璃杯里倒水时,水流对她来说就像静止的冰柱。英格丽德不知道应该在何时停止倒水,因为她看不到杯中的水是如何上升的,因此总是倒到水溢出来。英格丽德说自己与人交谈都像是在“打电话”,因为看不到对方嘴唇在动。对她来说,生活变成了一种奇怪的折磨。由此我们可以得出结论,MT区域似乎与观察动作息息相关,而与其他视觉方面无关。还有其他四点证据也支持这一观点。

第一,你可以记录猴子MT区域的单个神经细胞。细胞在物体移动时发出信号,但它似乎对物体的颜色和形状不感兴趣。第二,你可以用微电极刺激猴子MT区域中的小簇细胞。电流接通后细胞被激活,猴子开始产生幻觉。我们之所以知道这一点,是因为猴子开始转动眼睛,追踪想象中的运动物体。第三,在人类志愿者身上,你可以通过功能性磁共振成像(fMRI)来观察MT区域的活动。功能性磁共振成像显示,当被试观察物体时,大脑中因血流变化而产生可以测量的磁场。在这种情况下,当你看到移动的物体时,MT区域会被点亮,但当你看到静态图片、色彩或打印文字时,该区域不会被点亮。第四,你可以使用一种叫作经颅磁刺激的设备来短暂击昏被试MT区域中的神经元,造成暂时性的大脑损伤。令人惊讶的是,被试像英格丽德一样短暂失去了观察动作的能力,而其他视觉能力从各方面看都完好无损。以上四点都证明了MT区域在大脑中负责观察动作,这似乎显得有点儿小题大做,但是在科学界,为证明一种观点而收集证据从来都有益无害。

同样,颞叶中有一个叫作V4的区域,专门处理色彩。当大脑两侧的V4区域受损时,整个世界就会失去色彩,看起来好像黑白电影。但患者的其他视觉功能完好无损:患者仍然能够感知动作、识别面孔、阅读等。和MT区域一样,通过单个神经元研究、功能成像和直接电刺激,你可以得到一系列证据,统统证明V4区域是大脑的“色彩中心”。

遗憾的是,与MT区域和V4区域不同,灵长类动物大脑的其他视觉区域在受到损伤、功能成像或电刺激时,并不能清晰地显示它们的功能。原因可能是这些区域并不是那么“专一”,或者它们的功能更容易被其他区域弥补(就像水绕过障碍物流淌一样),又或者是我们对单一功能的定义模糊(计算机科学家将这称为“不适定”)。虽然大脑的解剖结构之复杂令人无比困惑,但有一种简单的组织模式对视觉研究大有帮助,即视觉信息沿着(半)独立、平行的通路分流(见图2.7)。

首先,让我们看一下视觉信息进入大脑皮质的两种通路。所谓的“旧通路”始于视网膜,经过中脑上丘,之后通过丘脑枕投射到顶叶(见图2.7)。这条通路与视觉的空间方位有关,它说明物体在哪儿,而不是物体是什么。旧通路帮助我们利用眼睛和大脑确定物体方位并追踪物体。如果仓鼠的这条通路被损伤,它就会产生一种奇怪的隧道视觉 ,只能看到并识别鼻子正前方的物体。

图2.7

来自视网膜的视觉信息通过两种通路进入大脑。一种(称为旧通路)通过上丘传递,最终到达顶叶。另一种(称为新通路)通过外侧膝状体核(LGN)到达视觉皮质,之后再次分裂成“怎么样”和“是什么”通路。

新通路在人类和所有灵长类动物身上高度发达,使其能够进行复杂分析,识别繁杂场景和物体。新通路从视网膜投射至V1区域,这里也是人类首个且最大的皮质视觉地图,并从这里分成两个子通路:通路1,我们通常称为“怎么样”通路;通路2是“是什么”通路。“怎么样”通路(有时称为“在哪里”通路)与视觉对象在空间范围内的关系有关,而“是什么”通路则与视觉对象本身内部的特征关系有关。因此,“怎么样”通路的功能在某种程度上与旧通路重叠,但它能调节更复杂的空间视觉——决定视觉场景的整体空间布局,而不仅仅是物体的位置。“怎么样”通路投射到顶叶,与运动系统有着密切的联系。当你躲避向你掷来的物体时,当你在房间里确定方位以避免碰磕时,当你小心翼翼地迈过树枝或深坑时,当你伸手去抓握东西或避开重击时,你靠的就是“怎么样”通路。这些行为大部分是无意识、高度自主的计算,就像机器人或僵尸副驾驶一样,只需听从指令,而不需要太多的指导或监控。

在讲解“是什么”通路之前,我想先提一下极具吸引力的盲视现象。20世纪70年代末,拉里·维斯克兰茨(Larry Weizkrantz)在牛津镇发现了这一现象。一位名叫盖伊的患者左侧视觉皮质受到严重损伤——左侧视觉皮质是“怎么样”通路和“是什么”通路的起源点。因此,他的右眼完全失明,至少起初看上去是这样的。在测试盖伊视力完整性的过程中,维斯克兰茨让他伸手去触摸身体右方的小光点,盖伊声称自己什么都看不到,没有任何小光点,但维斯克兰茨让他无论如何都要尝试一下。令维斯克兰茨吃惊的是,盖伊正确地触碰了那个光点。盖伊说自己一直在猜测,当知道自己正确触碰了光点时,他也感到十分惊讶。但反复实验证明,这并不是巧合;尽管他对“光点在哪里”“看起来是什么样子”并没有视觉感受,但他每次都能找到目标光点。维斯克兰茨将这种综合征称为盲视,以强调其自相矛盾的本质。如果这不是超感知觉,我们该如何解释这种现象呢?一个人怎么能定位他看不见的物体?答案在于大脑中新旧通路之间的解剖学划分。盖伊穿过V1区域的新通路受到了损伤,但他的旧通路完好无损。光点的位置信息顺畅地传达到他的顶叶,顶叶继而引导手移动到正确位置。

对盲视的这一解释简单易懂,广为接受,但它引出了一个更有趣的问题:这难道意味着只有新通路才有视觉意识吗?当新通路受阻,就像盖伊的情况一样时,视觉意识就会消失。另一方面,旧通路显然执行了同样复杂的计算来引导手部动作,没有一丝意识潜入。这就是我将旧通路比作一个机器人或者僵尸的原因。为什么会这样呢?毕竟,它们是由神经元组成的两条平行通路,有着相同的外观,为什么只有一条通路与意识知觉相关呢?

至于原因,我先卖个关子。意识知觉是一个大问题,我们将在最后一章阐述。

现在我们看一下通路2,即“是什么”通路。该通路主要与识别物体及物体之于你的意义有关。该通路从V1区域投射至梭状回(见图3.6),再从那里投射到颞叶的其他部分。请注意,梭状回区域主要对物体进行机械分级:区分字母、区分物体、区分人,但不赋予物体任何意义。梭状回的作用类似于贝壳收藏家(贝壳学家)或蝴蝶收藏家(鳞翅目昆虫学家),他们为数百个标本分类、做标记,并赋予它们各不相同、互不干扰的概念,而无须关注其他任何有关信息。(这样说基本正确,但也不完全正确:意义的某些方面可能从较高层级中心反馈至梭状回区域。)

但是,当通路2经过梭状回投射到颞叶的其他部分时,它不仅唤起物体的名称,而且唤起与之相关的一系列记忆及事实——通常来说,这是物体的语义或含义。你不仅能够识别出乔的面孔是“乔”本人,而且记得关于他的各种事情:他娶了简为妻,他的幽默感很奇怪,他对猫过敏,他与你同属一个保龄球队。这一语义检索过程需要激活大部分颞叶,但似乎集中于少数“瓶颈”区,包括韦尼克语言区和顶下小叶。这些区域涉及一些人类独有的能力,比如命名、阅读、写作和计算。一旦在这些瓶颈区域中提取含义,信息便会传递到嵌在颞叶前方的杏仁核,以唤起你对所见物体(或人)的感觉。

除了通路1和通路2 ,大脑还有另一条可供选择的反射性通路,对物体做出情感反应,我称之为通路3。如果前两个是“怎么样”及“是什么”通路,那这条可称为“那又怎样”通路。在这条通路上,一些显著的生物学刺激,比如眼神、食物、面部表情及动作(例如某人的步态和手势)从梭状回穿过颞叶的颞上沟(STS)区域,然后直达杏仁核。 换句话说,通路3绕过高层级物体感知,经过通路2所唤起的丰富联想半影区,迅速转至杏仁核,这里是大脑情感核心的入口——边缘系统。这条捷径的进化,可能是为了加快对高价值场景做出反应,无论这些是固有场景还是习得场景。

杏仁核与过去储存的记忆有关,协同边缘系统中的其他结构一起运作,以衡量你所见到的对象的情感意义:是朋友,是敌人,还是伴侣?是食物,还是水?危险吗?或者只是普通的东西?如果是微不足道的对象,比如一根木头、一团绒毛、在风中沙沙作响的树木,你将对它毫无感觉,很可能会忽略它。但如果是重要的对象,你会立刻有所察觉。如果感觉强烈,杏仁核的信号也会下传至下丘脑中,下丘脑不仅可以调节激素的释放,还会激活自主神经系统,让你采取适当行动,无论是进食(feed)、战斗(fight)、逃跑(flee)还是求爱(woo)。(医学院的学生用四个“F”来帮助记忆。)这些自主反应包括强烈情感引发的所有生理迹象,如心率加快、呼吸急促和出汗。人类的杏仁核也与额叶相连,为四种“F”的原始情感添砖加瓦,因此你不仅会感受到愤怒、欲望和恐惧,还能有傲慢、骄傲、谨慎、钦佩、慷慨之类的情感。

————

现在让我们回到约翰的案例,也就是本章前面提到的脑卒中患者。基于我刚画的视觉系统的草图,我们能否解释他的一些症状呢?首先,约翰一定不是盲人。他几乎可以完美复刻圣保罗大教堂中的版画,尽管他不知道自己画的是什么。约翰的视觉处理过程的早期阶段是正常的,因此他的大脑可以提取线条和形状,甚至可以辨别它们之间的关系。但在“是什么”通路中的下一个至关重要的环节梭状回中,约翰的视觉信息被切断了。而视觉信息需要在梭状回触发识别、记忆与情感。这种疾病被称为失认症,这个术语是由西格蒙德·弗洛伊德发明的,意思是患者能看到,却不知道看到的是什么。(尽管约翰不能有意识地区分狮子和山羊,但我们可以看看他对狮子是否有恰当的情感反应,那将会很有趣,可惜研究人员并没有对此进行研究。约翰的大脑很可能选择性地保留了通路3。)

约翰仍然可以“看见”物体,可以伸手抓住物体,可以在房间中四处走动并避开障碍物,因为他的“怎么样”通路基本完好无损。事实上,任何看到他走来走去的人,都不会怀疑他的感知有严重错乱。还记得吗,他从医院回到家时,可以用大剪刀修剪树篱、拔除野草。可是他分不清楚野草与花朵,识别不出面孔或车型,也辨别不清沙拉酱和奶油。依据我刚才描绘的多种视觉通路解剖图,约翰的那些原本看起来怪异、让人难以理解的症状就讲得通了。

这并不意味着他的空间感完好无损。回想一下,他可以轻松拿起一个咖啡杯,却被堆满食物的自助餐桌搞糊涂了。这表明,他的一个视觉过程也中断了,研究人员称该过程为分割,即知道视觉场景的哪些片段能够组成单一物体。在“是什么”通路中,分割是识别物体的关键前提。例如,如果你在树干两侧分别看到一头牛的头部和两条后腿,你会自主感知整个动物——大脑的“眼睛”补全了剩下的画面。我们仍不清楚在视觉处理初期神经元是如何轻松完成这种连接的。就约翰而言,这一分割过程的某些方面可能也受到了影响。

此外,约翰缺乏色觉,这表明他的V4色觉区域受损,而V4区域不出意料地与脸部识别区域处于同样的脑区——梭状回。约翰的主要症状有部分原因在于特定的视觉功能受到损伤,但其他症状却不能以此来解释。研究人员要求约翰靠记忆画出花朵,他那奇怪的症状变得更明显了。在他绘制的图画上,他自信地标注了玫瑰、郁金香和鸢尾花。注意,这些花画得很好,但看起来并不像我们所了解的任何花。他好像对花有大概的概念,但记忆中没有真花的样子,所以他画出了“火星花”这种根本不存在的花。

约翰的妻子在他回家的几年后去世了,他便搬到一个收容所度过余生(他大约在本书出版前三年去世了)。他在世时能够照顾好自己,住在一个小房间里,一切都被安排得井井有条,便于他辨认。不幸的是,他的医生格林·汉弗莱斯(Glyn Humphreys)告诉我,约翰出门在外时仍会迷路,有一次甚至在花园里迷了路。尽管生活中存在这些障碍,但约翰还是表现出相当的毅力和勇气,一直保持着积极向上的状态,直至生命的最后一刻。

————

约翰的症状已经足够奇怪了,但在不久前,我遇到一位叫戴维的患者,他的症状更加奇怪。他的问题不在于无法识别物体或面孔,而是不能对它们做出情感反应——这是一连串过程的最后一步,我们称之为感知。我在《脑中魅影》一书中讲过他的案例。戴维是我班上的一名学生,不幸遭遇车祸,昏迷了两个星期。从昏迷中醒来后,戴维在几个月内恢复效果惊人。他思维清晰,机敏而专注,能够理解别人对他说的话。他可以流利地说话、写字、读书,尽管说话有些含糊不清。与约翰不同,戴维能够轻松地识别物体和人。然而,他有一个严重的错觉。每当看到母亲时,他总是说:“医生,这个女人长得跟我母亲一模一样,但她不是我的母亲——她是个冒牌货,假装是我的母亲。”

他对父亲也有类似的错觉,但对其他人却没有。戴维患有我们现在所说的卡普格拉综合征(或称妄想症),这种病以最初描述这种症状的医生的名字命名。戴维是我见过的第一位患有这种病的患者,让我不再怀疑这种病的存在。多年来,我学会了对怪异病症持谨慎态度。大部分病症是真实的,但有时你听说的一些病症只是神经学家或精神病学家虚荣心的产物,他们以自己的名字命名一种疾病,或者告诉别人他们第一个发现了该疾病,将其作为成名的一条捷径。

戴维的案例让我相信卡普格拉综合征的真实存在。是什么导致了这种奇怪错觉呢?在旧版精神病学教科书中可以找到一种解释,那就是弗洛伊德学说。其内容如下:戴维和所有男人一样,在他还是婴儿的时候,母亲对他有强烈的性吸引力,也就是所谓的俄狄浦斯情结。幸运的是,戴维成年后,他的大脑皮质比其原始情感结构更强势,并开始抑制这种对母亲的性冲动。然而,车祸令戴维的头部受到撞击,损伤了他的大脑皮质,从而消除了抑制,让他潜在的性冲动重新出现。突然间,戴维莫名其妙地发现母亲激发了自己的性欲。他唯一能将这一点“合理化”的方式就是假设她不是自己真正的母亲,因此戴维产生了错觉。

这一解释非常新颖独到,但是我不敢苟同。例如,我见到戴维后不久,遇到了另一位患者史蒂夫,他对自己的宠物贵妇犬也有同样的错觉!“这条狗看起来像我的爱犬飞飞,但它不是。它只是长得像飞飞而已。”弗洛伊德理论又该如何解释这一现象呢?那你得假定所有人的潜意识中都有潜在的兽性倾向,或者其他类似的荒谬倾向。

事实证明,解剖能给予我们正确的解释。(讽刺的是,弗洛伊德说过一句名言:“解剖是命运。”)如上所述,视觉信息首先被传递至梭状回,物体在那里被识别,包括面孔。梭状回的输出信息经过通路3传递至杏仁核,物体或面孔在那里得到情感监测,并产生适当的情感反应。那戴维的情况该如何解释呢?在我看来,车祸可能破坏了他通路3中的一部分纤维,将梭状回(部分经由颞上沟区域)连接至杏仁核,而这两个结构及通路2都完好无损。由于通路2(意义和语言)未受影响,故而戴维仍可以通过视觉识别母亲的脸,并记住关于她的一切。由于杏仁核和边缘系统的其余部分并未受到影响,他仍然可以像正常人一样感受开心与失落。但是感知与情感之间的联系被切断了,因此母亲的脸并不能唤起本该出现的温暖。换句话说,戴维能识别母亲的脸,却没有本该有的情感触动。戴维处理这个难题的唯一方法就是将其合理化,即推断她是冒牌货。 这似乎是一种极端的合理化,但正如我们在最后一章将要看到的,大脑憎恶任何与事实不符的情况,有时唯一的出路就是产生荒谬而不靠谱的错觉。

神经学理论之所以优于弗洛伊德理论,是因为它可以进行实验测试。正如我们之前所见,当你看到能够触发情感的对象,比如一只老虎、爱人或母亲时,杏仁核就会发出信号,指示下丘脑为行动做好准备。这种“战斗或逃跑”反应并不是非黑即白的,而是介于二者之间的连续行为。轻微、适中或深刻的情感体验会分别引发轻微、适中或剧烈的自主反应。这种对情感体验的连续自主反应部分体现为微微出汗:在任何特定时刻,随着情绪激发水平的上升或下降,你的整个身体,包括手掌,会变得湿润或干燥。

对科学家来说这是个好消息,因为这意味着我们可以通过监控出汗程度测量你对所见事物的情感反应。只需要在皮肤上贴两个负电极,然后通过欧姆表来监测皮肤电反应(GSR),即皮肤电阻的瞬间波动。(皮肤电反应也被称为皮肤电传导反应,简称SCR。)因此,当你看到性感美女海报或恐怖医学图片时,你的身体会出汗,皮肤阻力会下降,皮肤电反应值会上升。另一方面,如果你看到完全中性的物体,比如门把手或者不熟悉的面孔,你不会有皮肤电反应(尽管认同弗洛伊德学说的精神分析学家认为,门把手可能也会导致皮肤电反应)。

现在,你可能会有疑问,为什么我们要通过测量皮肤电反应这样一个复杂的过程来监测情感是否被激发?为什么不直接问一下人们他们对所见事物的感觉?答案是,在情感反应与口头表述之间,有许多复杂的处理层级,所以你得到的描述经常过于理智或者是被删减过的。例如,如果被试是未出柜的同性恋,那么当他看到脱衣舞男时,他可能会否认自己产生性兴奋,而他的皮肤电反应不会说谎,因为他无法控制。(皮肤电反应是用于测谎的生理信号之一。)这一测试完全可靠,能够判断被试的情感反应是否真实,而不是在说谎。信不信由你,所有正常人在看到母亲的照片时,都会有强烈的皮肤电反应——他们甚至不必是犹太人!

基于这一推理,我们对戴维进行了皮肤电反应测试。当我们向他展示一些中性图片,比如桌子、椅子时,他的皮肤电反应并没有变化。当他看到陌生面孔时,由于没有强烈的熟悉感,他也没有皮肤电反应。到目前为止,没有什么异常状况。然而,当我们向他展示他母亲的照片时,他还是没有任何皮肤电反应。这种情况在正常人身上从未发生过。这一观察结果有力证实了我们的理论。

但如果这是真实原因,假设戴维在事故前就认识他的邮递员,为什么他不觉得邮递员是冒牌货呢?毕竟,视觉和情感之间的脱节应该同样适用于邮递员,而不仅仅是他的母亲。他不是应该出现同样的症状吗?答案是,在看到邮递员时,他的大脑并没有产生预期的情绪波动。母亲对他来说意义非凡,邮递员只是无关紧要的某个人。

另一个自相矛盾的地方是,当戴维的母亲在隔壁房间给他打电话时,他并没有这种冒牌的错觉。

“哦,妈妈,听到你的声音太好了。你好吗?”他说。

我的理论如何解释这一点呢?当他的母亲亲自出现而不是打电话给他时,戴维怎么会出现错觉呢?事实上,有一个简单的解释。在解剖学上,从大脑听力中心(听觉皮质)到杏仁核,有一条单独的路径。戴维的这条路径并没有损伤,所以母亲的声音能唤起该有的强烈且积极的情绪。此时不再需要错觉。

我们对戴维的研究结果发表在《伦敦皇家学会会志》( Proceedings of the Royal Society of London )上不久,我就收到一位来自佐治亚州、名叫特纳的患者的来信。他说自己在一次头部受伤后患上了卡普格拉综合征。他还说很喜欢我的理论,因为他现在明白了,自己并没有疯,也没有失去理智;对于自己的奇怪症状,有一个完全合乎逻辑的解释,现在他会努力克服困难。但他接着补充说,最困扰他的不是“冒牌者”错觉,而是他不再喜欢视觉场景,比如美丽的风景和花园,在事故之前,他很喜欢这些场景。特纳也不像以前一样喜欢艺术名作了。他知道这是由大脑中的联系脱节引起的,却没能重建自己对花朵和艺术作品的喜爱。我想知道,在欣赏艺术作品时,这些联系是否会对我们产生影响。通过研究这些联系,我们能否探索人类审美反应的神经基础?在第七章和第八章对艺术神经学的讲解中,我将回答这个问题。

这个奇怪的故事还有最后一个插曲。一天深夜,我正在熟睡,电话铃突然响了。我起来看了看表:已是凌晨4点。电话是一位律师从伦敦打来的,显然他没考虑时差。

“您是拉马钱德兰博士吗?”

“是的。”我半睡半醒地咕哝着。

“我叫沃森。我们有个病例,想参考一下您的意见。您有没有可能飞到伦敦检查一下患者?”

“他是什么情况?”我问道,尽量不让他听出我的厌烦情绪。

“我的当事人乔纳森先生出了车祸,”他说,“他昏迷了好几天。他苏醒之后,一切很正常,除了一点——他在说话时很难找到合适的表达词语。”

“嗯,听你这么说还好,脑损伤的患者通常会出现轻微的语言表达困难,这很常见,不管脑损伤的位置在哪儿都是这样的。”停顿了一会儿,我问道:“我能为你做些什么?”

“多布斯·乔纳森先生想要起诉撞他车的人,很明确事故是对方的责任,所以对方保险公司将赔偿乔纳森先生的汽车损坏费用。但是英国的法律体系非常保守。医生认为他身体正常——磁共振成像显示正常,他的身体也没有任何神经受损的症状或其他损伤。所以保险公司只针对汽车的损坏进行赔偿,不对他的健康状况进行赔偿。”

“这样啊。”

“拉马钱德兰博士,问题是乔纳森先生坚称自己患有卡普格拉综合征。他看着眼前的妻子,却觉得她像一个完全不认识的人。这对他造成了困扰,他想要起诉对方,要求赔偿100万美元,因为车祸对他造成了永久性的神经障碍。”

“请继续说。”

“事故发生不久后,有人在我的当事人咖啡桌上看到了您的书《脑中魅影》。他承认自己读过这本书,这时他才意识到自己可能患有卡普格拉综合征。但这种自我诊断并不能帮助他,症状还是维持原样。所以我们想要起诉对方,要求对方对乔纳森先生造成的这种永久性神经损伤赔偿100万美元。他担心有一天自己会和妻子离婚。

“拉马钱德兰博士,问题是对方律师声称我的当事人在读完您的书之后伪造了整件事。仔细想想,卡普格拉综合征的确很容易伪造。乔纳森先生和我想邀请您来伦敦,对他进行皮肤电反应测试,以向法庭证明他确实患有卡普格拉综合征,他没有装病。我知道您不可能伪造测试。”

律师已经做足了功课,但我并不打算飞到伦敦去做这个测试。

“沃森先生,这有什么问题吗?如果乔纳森先生每次看到他的妻子都觉得她是陌生人,总是发现她那么迷人,这是件好事,一点儿都不坏。男人都想像他这么幸运!”这个玩笑无聊透顶,只能说我当时还没完全从睡梦中清醒。

电话那头停顿了好久,之后挂断了电话。我再也没有收到他的消息。我的幽默感有时让人难以理解。

尽管我的话听起来有些轻率,但也没有离题万里。有一种众所周知的心理现象叫作“柯立芝效应”,以卡尔文·柯立芝总统的名字命名。它基于几十年前心理学家对老鼠进行的一项鲜为人知的实验。首先,笼子中有一只做了节育手术的雄性老鼠。实验人员把一只雌性老鼠放入笼子。雄性老鼠在与雌性老鼠完成几次交配后,疲惫不堪地瘫倒。至少看起来是这样的。如果此时你将另一只雌性老鼠放入笼子,有趣的现象发生了:雄性老鼠振作起来,又一次完成了交配,直到它再一次精疲力竭。再引入第三只雌性老鼠,原本有气无力的雄性老鼠重整旗鼓,直到再次筋疲力尽。这一邪恶的实验有力地证明了新鲜感对性吸引力和性表现有多重要。我想知道这一效应是否也适用于发情的雌性老鼠,但据我所知,还没有此类实验,可能因为多年来大多数心理学家都是男性。

据说,柯立芝总统和他的妻子在对俄克拉何马州进行访问期间收到了一个鸡舍的邀请,显然那也是他们的主要参观目的地之一。总统要先发表讲话,但由于柯立芝夫人已经听过很多次,所以她决定提前一个小时前往鸡舍。农场主带她参观了一圈。她很惊讶地发现,鸡舍里有几十只母鸡,但只有一只公鸡。她问农场主原因,他回答道:“它是一只好公鸡,整日整夜地为母鸡服务。”

“整夜?”柯立芝夫人惊叹道,“你能帮我个忙吗?总统到的时候,你将刚才对我说的话一字不差地转告给他。”

一个小时后,总统抵达鸡舍,农场主重复了这个故事。

总统问道:“告诉我,公鸡是整晚都和同一只母鸡在一起,还是和不同母鸡在一起?”

“当然是和不同母鸡在一起。”农场主答道。

“帮我个忙,”总统说,“转告第一夫人你刚才对我说的话。”

这个故事可能是虚构的,但它的确提出了一个有趣的问题。卡普格拉综合征患者永远不会对他的妻子感到厌倦吗?她对他来说永远迷人又充满新鲜感吗?如果这一综合征可以通过经颅磁刺激而被暂时唤起……那么有人要发大财了。

[1] 约翰最初是格林·汉弗莱斯和简·里多克的研究对象,他们于1998年写了一本关于约翰的优秀专著:《看见而看不见:视觉失认症案例研究》( To See but Not to See: A Case Study of Visual Agnosia )。以下内容并不是文字记录,而是在很大程度上保留了患者的原始意见。根据资料,约翰在阑尾切除手术后出现血栓,但阑尾切除手术在常规阑尾炎诊断中非常可能重演。(正如在前言中提到的,为保护患者的隐私,在本书中,我经常使用化名来称呼患者,并改变其入院信息,这些信息均与患者病情无关。) rVIr+bouVPRi/Zjw8WV/QvQI0fIm4UfhkqD01AXNMc8M031oFrS74ZkXlF104PQr

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