你的大脑为什么比电脑厉害
耶鲁公开课《心理学导论》学习笔记 · 第 2 讲（下）
布鲁姆教授在课上提出过一个灵魂拷问：
这里有人吃过大脑吗？
台下安静了一秒，然后他自问自答：
跟奶油酱搭配其实还行——但你懂的，奶油酱配什么都好吃。
他说这个是为了引出问题：这样一个看起来像"旧肉卷"的灰色肉块——刚从头骨里拿出来时还带着血在跳动——这种东西到底是如何产生思想、情感和意识的？ 你不得不同情笛卡尔，因为他觉得这简直是天方夜谭。
现代神经科学的目标不是让这个谜题消失。它的目标是让它不再那么像天方夜谭。
一、大脑最小的计算单元：神经元
让我们从最基本的部件开始。
人类大脑大约有 860 亿个神经元。每个神经元与大约 7,000 个其他神经元相连，突触连接总数大约是一千万亿——比银河系中的恒星还多。
一个神经元有三个主要部分：
- 树突——像小触手一样，从其他神经元接收信号
- 胞体——把这些信号加起来，决定要不要"开火"
- 轴突——负责把信号传导出去。有些轴突长得惊人——从你的脊髓一直伸到大脚趾
轴突外面包着一层髓鞘，起到绝缘和加速的作用。布鲁姆开了个玩笑：台下的灯刚才突然灭了。他说"这会让笛卡尔绝望的"——一个机械的比喻，在一个机械故障中完成了。
三种类型的神经元： - 感觉神经元：从世界获取信息（你看到我，视网膜上的神经元就在放电） - 运动神经元：告诉肌肉该做什么（你决定举手） - 中间神经元：连接感觉和行为——基本上，中间神经元在思考
全或无原则：神经元就像一把枪，要么开火，要么不开火。没有"稍微开火"这种事。
那强度怎么编码呢？两种方式：参与放电的神经元数量（越多越强），以及放电频率（砰…砰…砰…砰…… vs. 砰砰砰砰砰砰）。
二、神经递质：大脑的化学信使
有趣的是，神经元之间并不是直接用电线连起来的。它们之间有一个极小的缝隙——突触，大约千分之一毫米宽。当一个神经元放电时，轴突会向这个缝隙中射出化学物质，这些化学物质就是神经递质。
它们可以兴奋下一个神经元（增加它放电的概率），也可以抑制它（降低概率）。
药物本质上就是在摆弄神经递质。
- 激动剂：增强神经递质的作用（制造更多、阻止清理、或者伪造递质）
- 拮抗剂：减弱神经递质的作用（破坏递质、阻止生成、或者堵住接收器）
几个精彩的例子：
箭毒（Curare）： 南美印第安人涂在箭头上的毒药。它是一种非常精确的拮抗剂——专门阻断运动神经元影响肌纤维。你会完全清醒，但没法动一根手指——命令发到手臂，不工作；发到腿，不工作。最后你连呼吸都做不到——因为呼吸也需要运动神经元。然后你死了。
酒精： 这是最反直觉的例子。你可能觉得酒精是兴奋剂——喝了就变得更有趣、更有攻击性、更有性活力。但酒精实际上是一种抑制剂。 它抑制了你大脑中负责"别乱来"的那部分（主要在额叶）。那些部分本来在说：穿上你的裤子、别打人、别说脏话。酒精把它们关了。如果喝得够多，它接着会抑制你大脑中负责兴奋的部分——所以喝太多反而会睡过去。
百忧解（Prozac）： 抗抑郁药，作用于血清素系统。抑郁症的一个原因是血清素太少了。
左旋多巴（L-DOPA）： 治疗帕金森病。帕金森病的一个因素是神经递质多巴胺太少了。左旋多巴能增加多巴胺的供应，暂时缓解症状。
三、为什么你的大脑不是一台电脑
一个很自然的问题：大脑是像电脑一样连接起来的吗？
答案是否定的——至少在两个关键方面，你的大脑远远胜过任何计算机。
第一，你的大脑抗损伤能力极强。 布鲁姆说："我拿着钳子在你笔记本电脑的任何地方剪一下，你的笔记本电脑就废了。"但大脑不一样。你可以承受相当多的脑损伤，仍然保留大部分精神功能——因为大脑的不同部分可以相互接管。
第二，你的大脑极快。 这一点更反常识。你的大脑用的是生物组织，传递信号的速度比电线慢得多——但矛盾的是，它在某些任务上比任何计算机都快。比如：认出人脸。 如果大脑像个人电脑一样串行处理，你大概要花四个小时才能认出一个人。但实际上你只用零点儿几秒。
秘密在于：大脑不是串行工作的，它采用大规模并行分布式处理。
你识别一张熟悉的面孔时，不是某一个特定的神经元在做这件事，而是成千上万个神经元在同时处理不同的信息片段——轮廓、颜色、表情、特征点的相对位置——然后综合出一个结果。
这也解释了为什么人工智能研究者花了那么多年才让机器做到一个两岁小孩都能做的事——因为我们的思维方式跟他们一开始试图复制的串行计算机完全不同。
布鲁姆在 2007 年录这门课时说："还没有一台机器能在两岁小孩的水平上识别人脸或理解句子。" 他说的这句话放在今天——AI 时代——已经不那么准确了。但其中的原理仍然是成立的：大脑的并行架构，是它最本质的特征。
四、大脑解剖（从下到上）
有些事情其实不需要大脑。
教授讲，以前的一些心理学家在做研究的时候，他们冲到那些刚砍头的人的躯干面前，检查即使没有头颅的情况下，哪些行为是可以发生的，后面发现一些躯体的反射收缩，这些即使没有大脑的情况下也会有反应。
如新生儿吮吸、疼痛时缩回四肢、呕吐、甚至勃起——这些由脊髓和低级中枢控制，不需要大脑皮层参与。
真正跟你有关的是下面这些结构：
皮层下结构：
- 延髓（Medulla）：在大脑最深的地方，负责心跳和呼吸。它坏了，你基本就没了。
- 小脑（Cerebellum）：负责平衡和肌肉协调。惊人事实：它只占大脑体积的 10%，却包含了大约 300 亿个神经元——大脑的一半神经元都在这里。
- 下丘脑（Hypothalamus）：负责饿、渴、和一部分睡眠。
大脑皮层：
皮层是外面那层皱巴巴的东西。你有没有想过为什么大脑看起来皱皱的？ 因为它被折叠了。如果你把一个人的皮层取出来展平，它大约有两英尺见方——像一个地毯。
人脑 80% 的体积是皮层。鱼基本没有皮层，爬行动物和鸟类有一点，灵长类动物有很多。人类是最多的。 皮层才是"你"所在的地方。
皮层分为四叶： - 额叶（Frontal Lobe）——前额位置，负责推理、计划、语言产生、社会判断 - 顶叶（Parietal Lobe）——头顶位置，负责触觉和空间感 - 枕叶（Occipital Lobe）——后脑勺，只管视觉 - 颞叶（Temporal Lobe）——耳朵两边，负责听觉和语言理解
大脑中的「地图」：
布鲁姆介绍了加拿大神经外科医生彭菲尔德（Penfield）的经典实验。在做开颅手术时——大脑本身没有痛觉，所以病人是清醒的——彭菲尔德用电极刺激大脑的不同部位。刺激到某个点，病人的一根手指会动。刺激另一个点，病人说看到了颜色。再刺激一个，听到了声音。
通过这种方法，他绘制出了运动皮层和体感皮层的拓扑地图。这意味着：身体上靠得近的部位，在大脑上也靠得近。但有趣的是，身体部位的大小和它在脑中的占地大小完全不成比例——基本上由这个部位有多精细的运动或感觉控制决定。
所以你的舌头和手指在大脑中占的面积巨大——因为需要大量神经元来控制它们——而你的肩膀……甚至都没在地图上出现。虽然你的肩膀可能比舌头大得多，但"没什么事发生在肩膀上"。
这幅地图画出来之后的样子被称为感官侏儒（Sensory Homunculus）——一个长着巨大嘴唇、巨大手指、但躯干很小的怪人。
不到四分之一的皮层包含这些地图——剩下的部分用来处理语言、推理、道德思考和所有让我们成为人类的高级功能。
五、当大脑出错时
通过研究那些"出了故障"的大脑，我们可以了解正常的大脑是如何工作的。
布鲁姆列举了一系列著名的障碍：
- 失用症（Apraxia）：不是瘫痪——患者可以随意移动，但无法协调动作来做复杂的事情，比如挥手再见、点一根烟
- 失认症（Agnosia）：不是失明——患者的眼睛完好无损，但失去了"认出"某样东西的能力。有时被称为"精神失明"。
- 面孔失认症（Prosopagnosia）：看见人脸但认不出来（连镜子里的自己都认不出）
- 感觉忽视（Sensory Neglect）：患者失去了"左边"的概念——只吃盘子右边的食物，只画右半边的钟
- 布罗卡失语症（Broca's Aphasia）：1861 年被发现。患者大脑特定区域受损，只能说一个字——"Tan"——其他一切都消失了。他能理解你在说什么，但无法表达
- 韦尼克失语症（Wernicke's Aphasia）：另一种语言障碍。患者能说得非常流利——但说出来的话毫无意义。他们也听不懂别人说的话
- 后天精神病态（Acquired Psychopathy）：额叶受损后，患者失去了辨别是非的能力
所有这些案例都在说同一件事：改变大脑，就改变了你。
六、你的两个大脑
大脑看起来左右对称，但其实不是。
偏侧化（Lateralization）： 某些功能偏向一侧。右撇子中大约 90% 的人语言在左半球。数学和音乐偏向右脑。但偏侧化从来不是 100% 的。
对侧组织： 左视野中的一切 → 右半脑；右视野 → 左半脑。同样，右半脑控制身体左侧，左半脑控制身体右侧。
胼胝体：连接两个半球的巨大神经桥。当它被切断时——一些严重癫痫患者通过这种方式控制发作——就出现了心理学史上最著名的裂脑研究。
布鲁姆在课上放了一段《科学美国人》的视频，展示了裂脑患者的惊人行为。
但关于裂脑的故事，他留到了后面的课程。第 2 讲要做的，只是为你搭建一个框架——让你以后听到神经元、神经递质、皮层、左半球这些词时，能知道我在说什么。
下一篇预告：基础——弗洛伊德 精神分析是科学还是伪科学？弗洛伊德的核心洞见是什么？以及，"你讨厌你妈妈"这个判断为何永远无法被证伪。
系列文章： - 心理学第1课：一根铁棍穿过脑袋之后 - 心理学第2讲：你只不过是一群神经元 - 第 2 讲（下）：你的大脑为什么比电脑厉害 ← 本文 - [第 3 讲：弗洛伊德为什么永远是对的？]（链接）