讀書手札：大腦解密手冊 The Brain: The Story of You

⟪大腦解密手冊⟫是一本非常易懂但又相當豐富的書，作者David Eagleman是一名美國的神經科學家，在這本書他嘗試拋開教科書的模式，改以輕鬆聊天的方式來聊神經科學，讓讀者可以很輕易的一探這神秘的大腦。

大腦的可塑性

人類在剛出生的一刻是非常脆弱的，不能走不能自己吃東西，完全需要依賴他人的照顧，相反的其他的哺乳類在出生的那刻就已經有謀生的能力了，斑馬寶寶出生不到45分鐘就可以奔跑，長頸鹿出生幾個小時就可以學會站立。表面看起來，這對人類生存似乎很不利，事實上卻提供人類大腦更多的彈性，人類大腦不像其他動物在出生的一開始就已經接好線路了，雖然長大成人的過程腦細胞數量並不會增加，但是突觸的連結卻會有天翻地覆的改變，人腦建造過程可以長達25年，過程中會有50%的突觸會被修掉，就算是一個成人突觸連結還是每天不斷的更新，這種彈性使得人類可以比其他動物更能應付環境的各種變化。

能夠看東西不僅僅需要眼睛，而主要還是靠著眼睛後面的大腦，Mike May在3歲時失明了，過了40年因為幹細胞治療重見光明，不過這個恢復正常的眼睛並沒有讓他恢復視力，雖然能夠看見東西，卻很難說出那是什麼，而且也不清楚這個東西是遠是近，視覺系統不像是照相機，把鏡頭修好了就可以正常使用了，他的大腦長達40年沒有接受光線給的訊號，一時之間是無法辨識視覺給的訊號，也就造成眼睛恢復正常了但是視力並沒有恢復。

只有感官的訊號是沒有用的，我們還需要大腦去統合和理解這些訊號，大腦幫我們做了很多事，一個有趣的例子，你知道嗎？人在閱讀的時候眼球是不斷的跳動的，一秒鐘會跳4次左右，這種快速的運動稱為「眼球迅速移動」(saccade)，儘管眼球不停的跳動但我們卻可以看到一個穩定的畫面，這是因為大腦存在一個內在模型(internal model)，他會先預測你將會看到什麼，然後視覺訊號才進來作驗證，我們體驗到的視覺很少依賴照進眼睛的光線，較多是依賴腦中既有的東西。大腦幫我們預先處理很多的東西，讓我們可以感受到一個穩定的世界。

另外一個例子，我們對光線的反應時間大約是190毫秒，而我們對聲音的反應時間比光線快一點是160毫秒，但是我們卻不會感受到這種不同步，因為大腦給你的是一個延遲過的版本，將時間差給隱蔽起來。

腦其實不在意輸入資訊的細節，他只關注如何有效率的在這個世界活動，並得到它需要的東西。

也因為如此，所以有了「感官替代」這種新科技，也就是利用其他感官體驗來取代失去功能的感官，譬如說失去聽覺的患者，可以穿一個背心，這個背心會把聲音轉換成振動，因為大腦不管進來什麼樣的資料，它都會調整並盡量的處理，天生聽障者使用這個背心大概5天的時間就能正確的辨別別人說出來的字詞，從這裡就可以看出大腦是如何具有彈性。

意識與無意識

如果說意識決定一個人，倒不如說無意識（或稱潛意識）決定一個人，我們常常把idea的出現歸功於意識，但事實上在你意識到這個idea之前的幾個小時、甚至幾個月，無意識已經開始塑造這個idea，包括鞏固記憶、試驗新組合、評估後果，美國社會心理學家Brett Pelham和他的研究小組從統計結果發現，名字叫做Dennis或Denise的牙醫(dentist)，以及名字叫做Laura或Laurence的律師(Lawyer)特別多，可以說無意識在我們人生的重大決策中扮演相當重要的角色。

那意識是怎麼形成的？這是一個有趣的哲學問題，意識這種東西有辦法從物質中產生嗎？而如果打造一個人工智慧讓你分不清他是機器人或者是真人，我們該說這樣的機器人有意識嗎？有人會說不！機器人只遵照預先設計好的程式執行，他們不具有意識，作者舉了一個臆想實驗「中文房間」，房間中的人按照詳細的說明書來處理中文符號，並把回答送出房間，這的確可以騙過母語人士，讓他們以為房間裡面的人懂中文，但房間裡的人根本不懂他在做什麼，那機器人是不是也是這樣的。

不過作者比較傾向於支持另一個反面，認為腦中每個各別神經元並不清楚他們自己在做什麼，但是集體行為讓大腦產生了意識，他舉了螞蟻群的例子，每隻螞蟻只做一些簡單的事，不過一群螞蟻卻可以打造出相當複雜的系統，譬如：蟻窩

一旦夠多的螞蟻聚集在一起，超生物就出現了，這種集體擁有的特性比個別基礎部分更精緻、複雜。這種現象稱為突現（emergence）; 當簡單的單元以適當的方式交互作用，產生更大的格局，這就是突現。

每個神經元一輩子只負責回應訊號，他不知道現在在彈奏貝多芬，他不知道你的存在，他不知道你的意圖，不過因為突現他們共同產生了你的意識。

我們每天都有一大段時間是處於無意識的狀態，那就是睡眠，威斯康辛大學教授Giulio Tononi認為，我們在清醒的的時候皮質的不同區域間會跨區溝通，而睡眠的無意識則是缺乏跨區溝通，也就是說，在有意識的情況下，我們大腦的各個部分會爭執不休的對話，也就造成你可能會猶豫不決，相反的，在無意識的情況下，你將會進入自動導航模式，大腦根據你既有的突觸迴路來執行任務。

腦中的交戰網路

如果無意識是一輛直行的車子，意識可以說是這輛車子的方向盤，大腦這一部從衝突中打造出來的機器，每天要下成千上萬的決策。

作者重新詮釋了Michael Sandel在正義課中提及著名的電車難題，假設今天你是一名鐵路維修工人，遇到一輛失控的火車，在既定的軌道上會撞死正在修理鐵路的5名工人，不過你剛好站在鐵軌控制桿前面，但是如果你扳動控制桿則會造成另一名工人被撞死，幾乎所有人都會扳動這個控制桿，因為1人死亡總比5人好，但換一個情境，如果今天你遇到這個失控火車的時候剛好站在火車上方的橋上，旁邊又剛好有一個胖子，如果你把這個胖子推下去，火車就會因此被他擋住，然後可以拯救5條人命，同樣是1換5的狀況，這個時候你就發現你開始猶豫了。

作者認為，對腦來說，第一種情境只涉及單純的數學問題，此時活化的是腦中解決邏輯問題的區域，但在第二種情境，你必須去碰觸那個人，把他推下去，這會激起額外的網路，也就是腦中與情緒相關的區域，所以這兩個網路，解決邏輯問題的和情緒相關的，會開始爭辯不休，因此你開始產生猶豫。

這一種腦中衝突有時候會讓你做出錯誤的決策，今天明明要健身的，不過想想有一部影集還沒看完，好想知道接下來劇情會怎麼走下去，算了！明天再去健身好了，我相信大家常常有類似的經驗，雖然健身對你的好處是多於追劇的，但對於大腦而言純粹在大腦裡模擬的好處，比不上此時此刻真實感覺到的好處，所以作者建議用一種方式來克服這種意志力的不足—尤里西斯合約，希臘神話中的尤里西斯是一名凱旋歸國的戰士，在回國的途中，他們會在經過一座小島，這座小島住著美麗的賽蓮女妖，據說會唱出美麗的歌聲迷惑水手們不自覺得把船開到礁岩去，所以需要用蜂蠟把耳朵塞住，但是尤里西斯實在是很想聽聽看女妖們的聲音，於是他就心生一計命令水手們把他綁在船桅上，其他人把耳朵塞住，到時候不管尤里西斯怎麼叫，怎麼崩潰，都不要理他，船正常開就好了

尤里西斯知道未來的自己沒資格作良好的決策，所以在頭腦清楚的時候就把事情安排妥當，以防止自己作錯事，於是「現在的你」和「未來的你」之間的這一種協議稱為「尤里西斯合約」

運用在健身的這個例子，你可以約朋友一起在固定的時間健身，讓未來的你沒有任何理由可以推遲。

科技將如何改變大腦的未來

這本書的最後，作者探討了大腦科技的未來。舉幾個我覺得有趣的例子，奧爾科生命延長基金會一直致力於一種技術，他們將死亡人的大腦冰封保存下來，以期盼有一天科技進步可以讓這大腦重新擁有年輕的身體，這樣這些被冰封的大腦將擁有並享受第二生命週期。

不過有些人可能不太喜歡這種感覺，那還有另外一種延續生命的方法，稱為數位的不朽，如果大腦運算只單純是神經元之間的運算，我們將可以使用這個運算的概念來創造一個大腦，實際的作法是利用大腦切片去紀錄每個神經元的狀態，並用數位的方式保存下來，然後也可以透過模擬去讓這顆大腦重新活過來，但是這非常的困難，一般神經元有多達一萬條分枝，要繪製完整人類連結體的圖譜預計還需要十年的時間，目前連建立一個大鼠的大腦都做不到。