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小編的世界 優質文選 科學

顛覆認知的科學實驗,控制我們身體的到底是大腦還是意識?


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2020年12月30日 -
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後浪科普

一般大家都認為是大腦產生了意識,就是說我們做的事情先是在大腦裏產生了一個念頭、一個想法,然後大腦指揮我們的身體完成我們要完成的動作,如果沒有大腦,我們就沒有意識,或者說我們就死了,其實這並不完全正確。

首先說大家都知道人腦是由三部分組成的,有大腦、小腦和腦幹,隨著現代醫學的發展,現在有一項令人毛骨悚然的外科手術,大腦半球切除術,就是說把你的大腦切掉一半,這個手術是為了救治患有嚴重癲癇的病人,你可能覺得這太瘋狂了,切除半個腦子不等於死亡了嗎?但是,事實上這樣的手術在現在已經是稀疏平常了。

加州理工學院的博士後道瑞特克雷曼領導的團隊,跟蹤了6名20—30歲的這個青年的健康狀況,這6名青年有一個共同特點,就是在他們小的時候,也就是3個月到11歲的期間,因為嚴重的癲癇病切除了半個大腦,這些人的大腦的功能恢複得都很不錯,具有非常完整的語言能力,可以像正常人一樣閑聊,你完全看不出來他們的腦腔中只有一半的大腦。

在1980年12月,《科學》雜志發表了一篇文章就更為驚悚,英國謝菲爾德大學校醫發現數學系一位學生的頭部有點大,就讓他到神經教授約翰羅伯那裏去做一下檢查,結果ct掃描發現它實際上一點大腦都沒有,只有一毫米厚的腦組織覆蓋在脊柱的頂端,他的腦腔裏全部都是腦髓液,最詭異的是這位同學的智商高達126,相當於一個准天才,而且很快就要從數學系畢業了。

2007年,柳葉刀雜志發表了一名44歲法國男子的病例,他患有無誘因的下肢無力,而且是間歇性的發作,於是他就去醫院看病,醫生首先檢查他的下肢,發現沒有任何的異常,然後就懷疑是中樞神經系統的問題,於是就做了個ct,結果顯示他有嚴重的側室腦擴張,換句話說他的腦子只有表層,這名男子在出生6個月的時候,因為不明原因的腦積水進行了腦室分流術,在十四歲的時候移除了導管及支架,他的大腦在長時間腦積水的侵蝕下,90%已經消失了,IQ測試只有75,但是他仍然能夠正常的工作、生活,並且通過了當地公務員的考試在政府部門工作,他在30歲的時候還結婚了,還生了一個兒子和一個女兒,子女都是身心健康,沒有精神系統的任何疾病。

有些人的觀點認為大腦產生了意識,如果大腦死亡,那麼意識也會死亡,這個觀點關鍵就是大腦產生的意識,但是上面的例子說明,即使沒有大腦也是有意識存在的,而且生活和正常人也是一樣的,這說明大腦的作用並不是產生意識,那麼大腦的作用是什麼呢?大腦死後意識也會死亡嗎?大腦是意識的表現工具?

意識是通過大腦來控制你的身體,舉個例子,比如我們在玩無人機的時候,無人機就是物質的身體,而遙控器就是它的大腦,而你就是控制他大腦的這個意識,你的主觀意識讓無人機往任何方向飛行,但是你需要控制遙控器,也就是無人機的大腦來控制,如果遙控器的搖杆出了問題,比如說向左的方向鍵壞了,那麼這個時候你想控制無人機向左飛就不可能了,但是你這個意識是沒有問題的,是他的大腦出了問題,造成他無法按意識來行動。

說到這,就要舉一個醫學上非常著名的案例,菲尼斯蓋奇,菲尼斯蓋齊爾出生於1823年,25歲的時候在美國的佛蒙特州鐵路工地也負責爆破岩石,1848年9月13日這一天,他將炸藥夯實到地面,以便為修建一條新的鐵路路線做准備,當他用一根鐵棍把甘油炸藥填塞到孔中之時,一顆火星意外點燃了炸藥,當時他的頭正歪向一邊,提前引爆的甘油炸藥炸飛了他手中的鐵棍,並且從他的左顴骨下方穿入了頭部,撕毀了他大腦左側額葉的組織,從眉骨射出,在他身後二十米遠的地方落下,這根鐵棍長1.1米,重0.54千克,一端直徑為3.18厘米,另一端的直徑為0.64厘米,蓋奇被鐵棍擊倒後,盡管顱骨的左前部幾乎完全被損毀了,但他並未失去知覺,當天下午六點鐘左右,外科醫生約翰哈洛到達了事發現場,哈洛看到蓋奇跌跌撞撞地上樓,走進自己的房間躺在床上。

在處理傷口的過程中難以置信的是,蓋奇從頭到尾都沒有皺過一下眉頭,甚至十分理智的聲稱過兩天還要回去爆破,當晚十一點,蓋提的血止住了,不過沒過幾天,蓋提的臉就開始腫脹,病情開始惡化,開始胡言亂語並陷入昏迷狀態,十四天後,哈洛為蓋奇做了緊急手術,蓋奇的左眼失明了,被縫合在一起,隨後幾周,蓋奇陷入了新的病危之中,直到事發兩個月後的十一月下旬,蓋奇的病情才有所好轉,得以康複,回到家中,他的體力逐漸恢複,重新回到了工地。

工友發現,雖然他頭上有個洞,但是話語如常,思維清晰,而且沒有疼痛的感覺,蓋奇的不幸是一個奇跡,他仍然可以說話、走路,嚴重的腦損傷似乎對他沒有任何影響,哈佛醫學院的亨利比奇洛醫生在事後的第二年給蓋奇做了一次體檢,比奇洛測試了蓋奇的感知和運動功能,因為蓋奇仍然能夠行走、交談,看得見、聽得清,所以比奇洛斷定他的大腦一定是好的,並斷言蓋奇的生理和精神功能已經完全恢複。

不過人們發現蓋奇的脾氣發生了很大的變化,他本來是一個非常有能力、有效率的班長,思維敏捷靈活,對人和氣彬彬有禮,但是這次事故以後他變得粗俗無禮,對事情缺乏耐心,既頑固任性又反複無常、優柔寡斷,他似乎總是無法計劃和安排自己將要做的事情,蓋奇性情大變,因此鐵路公司拒絕恢複他的班長職位,他開始環遊新英格蘭,通過展示自己和那根鐵棍來賺錢。

後來他在新罕布什爾州找了一份駕駛馬車的穩定工作,在那裏幹了六年,不幸的是,蓋奇在他36歲的時候,即1860年5月21日去世了,六年後,當初醫治蓋奇的醫生哈洛說服了蓋奇的姐弟,得到了蓋奇的頭蓋骨,哈洛也撰寫了一份完整的蓋奇的案例報告,哈洛醫生對蓋奇的評價是,動物本能和理性之間的平衡似乎遭到了破壞。

時間到了二十世紀的1923年,著名的心理學家、精神分析學家弗洛伊德在他的心理動力論中提出了本我、自我、超我這三個概念,並且認為這是構成人格的三部分。

本我是無意識形態下的思想,代表思想的原始程序,本我是每個人與生俱來的人格,是人最為原始的本性的欲望,比如說,饑餓、困倦、生氣、性欲等等,這也是孔子所說的食色性也,吃飯和生育後代是人們與生俱來的天性而已,也就是說本我它是讓你活下去的力量,它負責你的吃喝玩樂,繁衍後代的動力,但是它不考慮實際情況。

超我是人格結構中的管制者,它是有道德原則支配的,屬於人格結構中的道德部分,超我是讓你適應社會的力量,它有道德感、法律感,基本常識,超我是本我的死對頭,它同樣不考慮實際情況,一味的要約束你。而自我是夾在本我和超我之間的調解人,它會結合實際情況來進行調解。

生理學研究認為,本我對應人腦中央部位,自我對應的是前額葉皮質,超我對應眶額葉皮質,而上面我們提到的菲尼斯蓋奇,正是左側大腦的前額葉受到了大約15%的損失,也就是說他的人格中自我的能力受到了損傷,不能夠有效的協調本我和超我。意識獨立於大腦之外?

美國加州大學舊金山分校心理學教授、神經科學家本傑明李貝特在上世紀八十年代做過一個實驗,得出了令人非常驚訝的結論,他設計了一套計時系統,讓參與者們一旦察覺到自己想彎曲手腕的沖動就立刻報告,另一方面,他用電極來監測參與者的大腦活動和肌肉的電信號,結果發現:

1、參與者報告的時間比肌肉電信號產生的時間(大腦向手腕發出指令的時間)平均早0.2秒。

2、監測到參與者大腦活動產生的時間,比肌肉電信號產生的時間平均早0.5秒。

兩者相減得到0.3秒,這說明什麼?當我們感覺到或者說想到某個決定的時候,大腦早已發出了信號,就在我們做出決定之前的0.3秒,也就是說理論上來說,如果我能夠監測你大腦的活動,我就能夠預知你接下來的行為,如果我把你的決定寫下來,等你做出決定之後再給你看,你就會驚訝地發現,我寫的跟你所做的分毫不差。

李貝特據此認為,我們所謂的自由意志其實是一種幻覺,我們看似是自己做出了種種決策,但實際上這些決策都是大腦根據某些因素自己做出的,然後我們才感覺到它,大腦就像一台機器,依據已有的信息對外界的刺激產生反應,然後傳達到我們的感覺之中,讓我們以為這是我們自己的想法,我們以為自己掌控了大腦,其實不過是大腦讓我們產生思想在掌控的幻覺,這是一個震驚心理學和認知科學界的觀點。

當然進入到二十一世紀後回過頭來看,這個實驗實在是過於粗糙,不能排除實驗的誤差的影響,所以包括李貝特在內許多認知科學家紛紛做了實驗,企圖驗證或者推翻這個假說,比如2008年有一位韓國科學家做了一個實驗,它利用了功能性磁共振成像技術檢測了參與者的大腦活動,並讓參與者自主按下前面的兩個按鈕,結果發現通過大腦活動的監測,研究人員可以確切的預測參與者將於何時按下哪個按鈕,也就是說早在參與者決定按下按鈕的若幹秒前,其實大腦就已經發出了相關信號,與其說參與者是自己按下按鈕,不如說是被這個信號所支配按下了按鈕。

另一個實驗是伊查克弗萊德於2011年改進了李貝特的實驗,它通過使用更先進的技術將預測的成功率提高到了80%,並且將預測的提前量進一步精確到了0.7秒,其實這些實驗共同佐證了如下的結論:那些看起來經過大腦思考做出的決定,其實在大腦意識做出這個決定之前就早已決定了。

簡單來說,如果把按下按鈕的行為稱之為B,把我要按下按鈕這個念頭稱之為A,很多人會認為A就是B的原因,但實際上這些實驗都觀察到,在B之前,我們的大腦就會產生一個明確的信號叫X,一方面X總是先於A,另一方面X可以准確的預測B,無需A的參加,故而認知科學家認為這說明X才是B的真正原因,而A只不過是大腦對意識的一個傳達表現而已。

從某一方面來說,你的意識本來就存在,然後才有了你的大腦,這就好比我們經常看電影,或者我們經常聽的歌,電影和歌曲本質上是一種記錄的媒介,為了就是讓我們的東西能夠表達出來,起到一個溝通和傳遞的作用,但是電影裏的圖像以及歌曲裏的聲音並不是原來的圖像和聲音,它們是傳輸和存儲信息的媒介而已,我們看電影的時候已經明白了,很久以前這部電影就已經拍好了,只是我們現在才看到的,我們聽到這個歌曲的時候也明白,這首歌曲很久以前就錄好了,只是我們現在才聽到,當你看電影的時候,電影呈現給你的是一種栩栩如生的畫面,這就是一種表達,電影本身就是一種溝通的媒介來傳遞信息,而我們的大腦,包括我們的肉體就像這樣的媒介,也是一種記錄、存儲和傳遞的媒介,讓意識在物質中得以表達。

肉體的大腦沒有創造意識,他創造了某種意識的表達,所以對於身體和靈魂的關系,也不是我們以為的我們的身體裏有一個靈魂,正確的說法應該是我們的身體裝在靈魂裏,你認為呢?