17世纪初,法国开始对北美进行殖民统治,向那里派遣了多艘满载法国殖民者的私掠船。这样做让法国人成功地在新领地上扎了根。1609年,法国人建起一个皮草交易站,这里后来成为魁北克,后又成为新法兰西的首都。在接下来的25年里,法国殖民者的领地扩展到了威斯康星。随着越来越多的法国人横渡大西洋到北美定居,他们的领地也在不断扩张。
然而,打天下易守天下难。新法兰西不断受到以英国和西班牙为主的其他殖民者的挑战,这些对手的船只也在不断到来。基于当时的情况,法国国王路易十四下意识地得出一个重要结论:想要新法兰西根基牢固,他就必须继续派船过去,因为英国正在派更多的船去抢法国的地盘。他知道魁北克发展不够迅速,是因为缺少妇女,于是派出850名年轻女性——被称为“国王的女儿”,以刺激当地法国人口的增长。这一努力使新法兰西的人口在1674年增长到了7000人,在1689年达到了15000人。
然而,英国向这一地区输送的年轻男女比法国多得多。到1750年,新法兰西有6万居民,而英国殖民地已有100万居民。人口的巨大差异使英法两国在随后的殖民地争夺中实力悬殊:尽管有美洲原住民的拥护,法国人仍明显处于劣势。有段时间,法国政府甚至强迫新释放的囚犯和当地妓女结婚,然后把新婚夫妇用铁链拴在一起,送到路易斯安那定居,即使这样还是收效甚微。
在第六次殖民地战争结束后,法国人知道他们已经输了。新法兰西解体了,原本由法国控制的加拿大成为英国的战利品,路易斯安那则被年轻的美国占领。 15
法国对新大陆控制力的消长与其派出的船只数量密切相关。面对激烈的竞争,法国没能运来足够多的人以巩固领地。到了今天,只有语言上的一些痕迹能够证明法国人曾来过这片新大陆,比如路易斯安那州、佛蒙特州和伊利诺伊州等地的地名皆源于法语。
在没有竞争时,殖民是容易的,但若存在竞争,想要保住已有的领地就需要持续不断地努力。同样的故事也在大脑中持续上演:当身体的某个部位不再输入信息时,它在大脑中的领地就失去了。做个类比的话,纳尔逊爵士的右臂是法国,他的大脑皮质则是新大陆。起初,他的右臂以健康的方式向神经和大脑发送有用的尖峰信号,在纳尔逊爵士年轻时,它一直在大脑中牢牢占据着一块神经领地。但当他的右臂被火枪击中,又被扔进黑暗的大海之后,大脑就再也没有收到来自右臂的信息输入了。随着时间的推移,他的右臂逐渐失去了脑中原有的那块领地,只剩下右臂曾存在过的零星痕迹,比如幻痛。
这些“殖民经验”不仅适用于手臂,也适用于任何向大脑发送信息的身体部位。眼睛受损后,不会再有视觉信号沿着神经连接输入位于后脑、通常被认为是视觉中枢的枕叶皮质,那里将失去原属于视觉的领地。既然运载视觉信号的小船不会再抵达这块领地,对这里觊觎已久的其他感官就会闻风赶来,很快将这里占领。 16 因此,当盲人用指尖划过纸张上的盲文诗时,他的枕叶皮质就会因触摸而变得活跃。 17 但是,如果他脑卒中了,致使已成为触觉殖民地的枕叶皮质受损,那他就会失去理解盲文的能力(见图3-4)。 18
图3-4 被听觉和触觉改变的皮质分布
在这组脑部扫描中,听觉和触觉激活了盲人闲置的枕叶皮质(黑色是指与正常人相比盲人脑部更加活跃的区域)。为了更清楚地看到皮质的脑沟、脑回,这组脑图谱经过了计算机的进一步处理。
资料来源:Renier et al.,2010。
能占领闲置领地的不只是触觉信号,还可以是任何其他来源的信号。比如当盲人听到声音时,他们的听觉皮质会变得活跃,而同样活跃的还有他们的枕叶皮质。 19 对盲人来说,视觉皮质曾经所在的脑区现在不仅可以被触觉、听觉激活,还可以被嗅觉、味觉、回忆重大事件、解决数学难题等激活。 20 当强劲的竞争对手手握新大陆的地图时,占据领地已成定局。
近几年的研究表明,大脑的故事愈发有趣:当新的“殖民者”进入视觉皮质时,它们会保留一些之前的建筑。例如,正常人处理可视的书面语时大脑活跃的区域,和盲人读盲文时大脑活跃的区域相同。 21 同样,正常人控制视觉运动的主要活跃区域就是盲人控制触觉运动(例如,某个东西从指尖或者舌头划过)的活跃区域。 22 那些会因为正常人的视觉识别活动而活跃的神经网络也会因盲人的触觉识别活动而活跃。 23
这些观察引发了一种猜想:大脑是不是个“任务机器”,从事着探测外界运动或物体的工作,而非一个由各种特殊感官所组成的系统。 24 换言之,该猜想认为,不同的脑区负责解决特定类型的任务,而不限制任务是通过何种感官通道到达大脑的。
顺带提一句,年龄对大脑的重塑很重要。在天生失明者的大脑中,枕叶皮质完全被其他感官占领了;如果一个人在幼年,比如5岁时失明,其枕叶皮质就不会完全被占领;而对10岁以后失明的人来说,枕叶皮质被占领的区域会更小。大脑越成熟,其重塑能力就越弱,就像北美地区的边界在近5个世纪的时间内几乎没怎么变一样。
不管是视力丧失,还是任何其他感官丧失,对重塑大脑的影响都很相似。例如,聋人的听觉皮质会被用于处理视觉和其他任务 25 ,就像纳尔逊爵士失去了右臂,使其右臂相应的皮质被相邻区域的神经占领一样。如果一个人失去听觉、味觉、嗅觉或其他的感觉,也是同样的道理。
大脑的神经地图会不断改变,以尽可能准确地反映外界输入的数据。 26
一旦开始深究,你就会发现这种领地之争无处不在。设想一下,假如在一座大城市的机场中,有大量航班都来自一家航空公司,如美国联合航空,而少量航班属于另一家航空公司,如达美航空。在这种情况下,机场增加办理美国联合航空航班的窗口,而减少办理达美航空航班的窗口,就不足为奇。前者将会占据更多的登机口,开放更多的行李提取处,也将在飞行数据中占更大比重。现在,如果另一家航空公司倒闭了,比如环球航空,那么它原本在机场的位置与所有资源都会很快被其他航空公司接管。感官输入正像是不同航空公司的航班,大脑则像这整座机场。
至此我们已经了解,竞争将会导致占领。但这些又引出了下一个问题:当某一部位的感觉神经占领了更多脑区,它的功能会变得更强吗?