引言/Introduction
从某些方面看,现代科学的确有点类似宗教(或文艺作品)眼中的“魔法”:
1.它们都对世界的运作规律提出确切的理论解释
2.它们都可以通过某种手段操纵自然力量
3.它们都通过大量文献和深邃思想来指引前进
4.它们都由极少数受过经年累月专业教育的人士来推动
5.……
只不过,“魔法”似乎更多通过人类自身力量发动,现代科学则主要借助外界力量来改造自然。这种改造可分为两个方向:“向外”和“向内”——过去数百年,人类在“向外”的道路上有长足进步,而“向内”的道路直到最近几十年才逐渐平坦。
现如今,在新兴技术推动下,有一批神经科学家们热衷于试验他们的“新魔法”——在大脑里植入各式各样的主观体验,抑或尝试读取人的思想。
他们的野心,是直接凭借大脑“神经”,创造一个颅内“现实”。
创造神经现实:不再是科幻
倘若了解一些大脑工作的基本原理,我们就会发现:其实这种“魔法操作”的思路也很明确和直白。
大脑的结构有点类似“大规模集成电路”,海量电缆(神经纤维)连接在同样海量的基本计算单元(神经元)上,形成复杂而精巧的局部结构,进而实现丰富的基本功能,再经过普遍而广泛的长距离交流,发展出更加复杂的高级功能,并调控身体的其他部位(如骨骼肌、内脏等)。
与目前常见的计算机相比,大脑的绝妙优势在于——它是活的。
基因和外部世界无时无刻不在修剪着大脑内部的结构,而这种“结构的后天变化”被称为“神经可塑性”——它被认为是学习和记忆的生理基础,是动物赖以适应环境求得生存的必需能力,也是帮助人类祖先升格为“有灵之长”的最重要的因素。
但大脑又是盲目的,它就像一个单纯的孩子,相信所有呈现给它的消息:对于大脑而言,只要负责视觉的区域被激活,它就认为看到了东西;负责嗅觉的区域被激活,它就认为鼻子在工作;负责恐惧的区域被激活,它就开始胆战心惊;负责运动的区域被激活,身体就开始跃跃欲试……
更严重的是,单纯的大脑还会认真记录下每一个接收到的信息,并主动修改自己的结构来适应它——就像它过往十几乃至几十年间从未停歇的那样。于是,“蒙骗”大脑似乎就轻而易举了。
事实上,人类过去经常做蒙骗大脑的事情(魔术表演就是一例),大脑也会自己蒙骗自己(各种感官错觉,以及对自身处境和思想的“合理化”)。
一种经典的视错觉:赫曼方格
只不过最近十几年来,神经科学家们打算“直接”在大脑里“定向”植入虚假的世界了。为了实现这个野心,目前神经科学家们最有力的工具是”光遗传学“、“即刻早期基因标记”、“双光子钙流成像”、“经颅电/磁刺激”和配套的神经药理学手段,同时还有其他新兴技术在跃跃欲试。
这些繁多的技术归根结底,都在试图做到一件事情:在尽可能大的尺度上(毫米乃至厘米级),精确操纵每一个神经元的精细时间-空间活动。
那么目前,人类做到了哪一步?
植入虚假视觉(和其他感觉)
人类是“视觉动物”,最为直接且雄辩的证据就是——人类大脑皮层几乎1/3的面积都被视觉相关区域占据。
视觉相关的皮层脑区(图中未标出额叶眼区)
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《神经科学原理(第5版)》
如果说“金钱”是当今人类社会资源分配的主要定量方式,那么对于大脑来说,“皮层面积”就是被各方争抢的资源。作为一个动态生长、时刻进行高强度计算的器官,有多少“皮层面积”就意味着有多少计算能力。在这个背景下,占据大脑皮层三分之一的视觉相关脑区无疑独领风骚、傲视群雄,其重要地位不言而喻。
并且,视觉系统是人类研究得最为持久而深入的感觉系统,它自然而然成为了科学家们尝试“植入虚假感觉”的重点