
您回到家,打开收音机。 现在您有时间与谷物和一杯热咖啡一起享用早餐。 在接下来的二十分钟左右的时间里,当您进餐时,对耳朵,眼睛,舌头,指尖和鼻子的积极刺激将控制您的思想。 当然,在某些情况下,意识存在时并没有明显的感官刺激(例如,在冥想过程中或当您非常专注于某种思想时),但这需要特殊的技巧。 在大多数情况下,大脑中发生的过程是由周围直接发生的事情决定的-五种感官不断向大脑中注入大量信号。 在觉醒的每时每刻,某种程度的感觉都会影响意识:它们与外界保持联系,并允许您在其中正确导航。 回到比喻中,把石头扔到水里,我们提出一个问题,在本章中我们将重点讨论。 这是一个投掷力量的问题:纯粹和简单的感觉如何影响意识? 但是我们立即遇到两个问题,其中一个与空间有关,另一个与时间有关。
五种感觉:大脑的空间特性
空间问题基于神经解剖学,在于来自不同感官的信号被不同地处理的事实。 乍一看,一切都很简单:您要么看到什么,要么听到,感觉到触摸,味道和气味。 我们有五种感觉可供使用,它们之间有明显的区别。 但是,即使在最基本的层次上,保留用于处理各种感觉信号的大脑区域本质上也不是特定的。 在成年人中,各种感觉系统甚至可能违反正式的解剖学边界:例如,盲人的视觉皮层在阅读盲文时会被触觉激活。 此外,众所周知,如果您失去了感知五种感官之一的能力,其他感官就会变得更强。 神经科学家海伦·内维尔(Helen Neville)已证明耳聋可以改善视力,并且耳聋的人会使用大脑的听觉区域来处理视觉信号。 同时,盲人可以比盲人更好地区分声音,并且他们可以更准确地确定声源的位置。 视力障碍的人还具有其他能力,例如语音感知和语音识别,因此会得到更好的发展。 在对被剥夺使用一种或另一种感觉器官能力的动物进行的实验中,发现这些变化可能是巨大的:例如,在完全黑暗的环境中,几天后大鼠能够表现出三倍的听力改善。
但是,即使没有直接刺激感官,大脑也可以在处理各种形式的信号时执行有趣的技巧。 在过去的三个世纪中,联觉现象(被称为“情感联系”)在科学界已广为人知。 在联觉中,来自一种感觉器官的兴奋(大多数人只将其归类为一种感觉)会以两种不同的方式引起感觉。 例如,在听音乐时可以“看到”颜色和形状。
这里的意思不是说一个区域侵入了另一个区域的能力范围,而是大脑区域之间的联系异常丰富和多面:一个区域的激活(例如负责识别字母的活动)还导致另一个区域的直接激活,例如,具有色彩识别功能。 可能在皮质的不同部分之间存在阻塞机制,该机制应提供清晰的反馈隔离,以避免任何歧义,但是很明显,在通感的情况下,这种不可渗透的屏障会被打破。 如果反馈信号没有以典型的方式中断,而是从多传感器处理的后期阶段返回,则它们会影响处理的早期阶段,直到声音信号开始激活可视区域为止。 这种抑制作用还可以在许多疾病的临床表现中体现出来,例如脑震荡,颞叶癫痫,中风和脑瘤。
在任何情况下,通感现象的存在以及对因他人强化而造成的丧失的知觉通道的补偿,使我们陷入不可避免但有趣的悖论:虽然感官知觉的主观体验是非常多样和个体的,但调节知觉行为的神经机制却是标准化且可互换的。 。 一旦来自外界的信号转换为一系列动作电位,其回声就会立即到达大脑的不同部分,在大脑的不同部分出现,它们的回波出现在皮质的相应部分,但是在信号处理的结构和原理上却相似。 似乎所有内容都是按照一种模式量身定制的。
那么,主观体验的质性差异是什么? 如何形成特定模态的主观体验? 如果生理加工机制几乎相同,进行这种选择性分选的原因是什么? 这些问题的答案将帮助我们理解客观与主观,身体和精神之间的联系。
五种感觉:大脑的暂时性
另一个问题是时间感:来自不同感觉系统的信号在大脑中以不同的速度处理,但是您仍然可以同时体验整个感觉。 尽管听觉处理比视觉处理要快,但您可以听到拍手的声音并看到相连的手掌,并且您会感觉到这些事件是同时发生的。 而且,如果此时您在脸部区域遇到任何触感-例如,触摸鼻子的尖端-所有这些事件将合并为一个意识的多峰时刻,尽管您的鼻子发出的信号以最快的速度到达大脑,因为它传递的信号要少得多距离。 这意味着存在确定似乎统一的意识时刻的时间窗口:一个窗口,在这段时间中,感觉可以相互追赶,以团结成一个熟悉的多感觉整体,我们称之为“意识时刻”。 您的大脑必须以某种方式同步事件。 为了安排所有不同的感觉模式,有必要提供适当的时间延迟,当然,最慢的感觉信号将决定步伐。
事实证明,这些时间窗口可能长达数百毫秒。 “我们不了解当前的现实时刻。 我们总是有点晚。” 大约半个世纪前,才华横溢的生理学家本杰明·利贝特(Benjamin Libet)通过在当地一家医院的神经外科部门研究了在颅骨上钻了一个洞以进入皮质的患者进行研究,得出了这一结论。 在一项实验中,Libet使用电极刺激大脑的某些部位,这使患者感到身体各部位发麻。 病人没有报告说他在很长的一段时间内(长达500毫秒)意识到刺激。 考虑到动作电位只有千分之一秒,所以这半秒是大脑过程的永恒。 另外,Libet证明,当对身体的远处(如脚)施加刺激时,从大脑中记录该事件的那一刻起,直到患者意识到这一事件为止,已有相当长的时间。 不仅是时间窗口的存在,还可以保证对最慢信号的及时处理:意识的意识似乎要迟得多。 研究表明,当受试者将以随机顺序显示的图像分类(例如“动物”和“车辆”)时,大脑会在处理的早期阶段识别出差异,而“有意识的”解决方案则要晚得多(后来出现)。大约250毫秒)。 显然,这些时期为神经团的形成和溶解提供了最佳的时间储备。
合奏中的神经元不能用作独立传输信息的隔离电话线。 相反,该合奏是一种自组织的整体结构,其功能持续数百毫秒。 这种自组织的区域像震荡一样从震中缓慢地扩散开来,只有当到达重要区域时,我们才能谈论意识的时刻。 现在,花费半秒钟的时间似乎并不奇怪。
但是空间问题仍然没有解决。 尚不清楚皮质的相应结构的位置与听觉和视觉的主观差异如何相关。 也许不同模态的感觉感知上的差异与视觉和听觉皮层的神经集合体的特性有所不同,这些差异仅在一定时间后才会出现。 如果是这样,我们可以使用客观生理学的一些标准来识别听觉和视觉的现象学。 但是如何确定这个标准?
将现象学与我们在大脑中客观观察到的现象进行比较仍然非常困难。 不过,我有一个假设。 从生理意义上说,视觉主要(但不是排他性地)捕获元素的空间排列差异,而视觉主要(但不是排他性地)捕获时间差异。 然后,神经合奏的空间特征在特定时间段内发生变化,可以帮助我们开发出新的神经科学工具。 理想情况下,我们应该形成一个时空的单一标准,这是一种现象学的数学方程式,也可以应用于主观意识的描述。
多点触摸感知
但是意识如何真正起作用? 感知是相同的还是应该将所有五个感觉分别考虑? 每个人都会同意有五种不同类型的感觉,因此可以合理地得出结论:意识也是零碎的,大脑支持五个独立的处理通道,清楚地区分五种不同的感觉类别,然后有助于意识的形成。 这种推理似乎是粗略而直接的,但据我们所知,这一观点是由已故的弗朗西斯·克里克和他的同事克里斯托夫·科赫提出的,他们试图为视觉感知分别识别意识的神经元关联,而视觉关联应该完全独立于其他感受而存在。
早在1978年,就根据这一概念开发了一种新的学习方法。 这个想法是要区分三种“学习风格”:视觉(“ V”),听觉(听觉)(“ A”)和动觉(“ K”)-“ VAK”。 VAK最初是由美国教育家Rita和Kenneth Dunn于30多年前提出的,目的是解释孩子在学习能力上的个体差异。 基于此概念,开发了优化教育过程的方法。 但是该理论发展得更远了,表明某些人从本质上说主要是“视觉”,其他人是“观众”,还有一些人是“运动学”。
不过,没有一项独立的研究证实了VAK理论的正确性,而教师的热情似乎是影响采用相应技术的结果的唯一因素。 但是为什么这种理论长期以来似乎如此有吸引力? 原理再次源自对自主性大脑结构的误解,这是一种“模块”,每个模块都执行其独立的功能。 在数百万年的进化过程中,大脑中出现了许多专门的结构并对其进行了改进;现代人已经适应了其中许多结构,以执行复杂的认知功能。 但是,VAK理论失败的证据在于以下事实:这些功能模块可以正常工作,只能相互连接,而不能孤立运行。
认知神经生理学家Stanislas Dehine进行的实验被用作确认。 他要求他的受试者在进行脑部扫描时执行一系列简单的算术计算-例如,从一百减去七,然后从所得的余数减去七,依此类推。 然而,当Dehain研究获得的图像以识别重要活动区域时,事实证明,在简单的算术计算过程中,涉及了十几个不同的大脑区域。 换句话说,另一项研究表明,大脑始终是一个整体。
根据传入的视觉信号,大脑可以创建世界的空间“地图”。 即使对于天生失明的人也是如此:他们的大脑也会产生这样的卡片。 显然,盲人不是在视觉上接收到初始信息,而是专注于触摸和声音,但是该数据的处理方式与有视力的人相同。 因此,存在着一种多感官的,跨模式的过程,其中信息(无论是动觉的,声音的还是视觉的)都相互关联,并组合成一个世界的单一信息图片。
您可能已经注意到,即使在强烈的背景噪音下,唇读也会帮助您听到语音。 多感觉刺激即使在皮质的那些通过相同感觉模态的信号的初始处理而变尖的部分中也提高了信息处理的效率。
尽管我们可以区分五种不同的感觉,但是我们的大脑通常可以感知整个图像。 所有类型的思维都包含抽象元素。 无论我们通过何种感官输入来接收信息,意识都将重点放在意义上。 “抽象”的一个很好的例子是漫步在早晨的森林中:吸入凉爽,潮湿的空气,看着刺眼的阳光,听树冠的声音,首先要感到和平与安宁。 您无需区分个人感觉。 意识时刻不仅仅是其组成部分的总和。
但是,有一种观点认为,对各种形式的感知与意识的不同“数量”相关。 视觉占有最大的份额,其次是味道,触感,听觉,最后是嗅觉。 但是在这种情况下,“意识”一词可能会引起误解。 意识不仅意味着直接感觉体验的严重性,而且还意味着个人意义的贡献。 正如人类学家克利福德·赫兹(Clifford Hertz)所说的那样:“人是一种动物,他自己所创造的意义网络令人困惑。” 因此,有必要修改感觉的等级-与其说是根据意识的“数量”,不如说是根据上下文和意义。
采取视觉,这当然是最具体,最不抽象的感官。 我们周围的世界由轮廓,图案,高光和阴影的阴影组成,所有这些彩色形状通常对我们都有明确的含义。 正如您在上一章中讨论的那样,您所看到的总是为您提供“个人化”的含义,总会有一个上下文。 当您环顾四周时,您不仅会看到抽象的颜色和形状,还可以在生活中的某个时刻获得您的个人记忆,联想和感觉:这块石头会相对较大。
接下来是味道。 同样,上下文将很清楚:您会感觉到食物或饮料的非常特殊的特性。 确定味道的因素之一是比较。 在一项研究中,受试者评估了柠檬水的甜度或酸性程度。 第一次品尝后,向志愿者们提供了另一份柠檬水样本,其中糖分较少,柠檬汁较多。 当轮到第三杯饮料时,实际上与第一杯相同,大多数人将其评为三杯中最甜的。 菜肴的设计,稠度和温度等因素会极大地影响其口味。 而且由于味觉本质上取决于伴随的感觉,因此所有这些共同决定了上下文,因此,感觉也将与联想联系在一起,这又是一块很大的石头。
视力和品味分别被认为是90%和80%是“有意识的”,但是更准确的术语是“取决于上下文的”。 形式上的兴趣是没有意义的:与其他感受相比,它只是相对的重要性。 触摸对上下文的敏感性要低得多。 在各种情况下都可以感觉到天鹅绒,丝绸,木质树皮或裸露的皮肤的触感。 但是,这种感觉的重要性通常在此时此刻对您很重要,但是此对象适合的其他上下文并不那么重要。 现在,更多的注意力转移到了与表面相互作用的直接感觉上:这种石头小得多,并且抛掷的力量变得极为重要。
然后轻触听觉。 与视觉,品味和触觉相比,听力更被动,对上下文的敏感度更低。 声音总能找到您,反之亦然。 所需的蚊帐更少。 听力的能力在全身麻醉的影响下最终消失,并且在患者醒来时首先恢复。 这块石头很小,投掷力至关重要。
最后是嗅觉。 在所有感官中,它是最没有上下文的。 有趣的是,气味的消失是阿尔茨海默氏症的早期症状之一,因为连接鼻子和大脑的途径直接进入“边缘系统”。 边缘系统是广泛的大脑结构簇,与记忆过程的早期阶段有关,最重要的是与情绪有关。 因此,气味会引起强烈而直接的情绪,这是所有感觉中最原始的,就不足为奇了。
毫无疑问,气味是一种有力的原始刺激,它使动物能够立即确定某些东西是可食用的,受伤的还是具有性吸引力的,从而使您可以长时间追踪猎物。在人类中,这种与即时,本能反应相关的感觉变钝是合乎逻辑的。然而,与人类中的其他物种相比,嗅觉与大脑更大的区域有关。嗅觉处理的数量和质量可以更侧重于记忆的形成。但是,即使对于我们人类来说,气味的“潜意识”影响也不应被低估。服用信息素。在动物世界中,从定义区域边界到繁殖信号的各种环境中都可以发现这些有害化学物质。对于人来说,信息素主要是社交和性行为的调节因素。尽管信息素暴露的机制仍存在争议,但有证据表明这些化学物质确实对我们产生了惊人的影响。例如,人们仅凭嗅觉就可以确定血缘亲属。母亲可以通过身体的气味识别孩子,反之亦然。孩子们还可以区分他们的兄弟姐妹,这可能是为了防止乱伦。显然,原始的亲属关系不是由于认知因素引起的。在这种情况下,石头本身很小投掷的效果仅取决于其力量-这是最基本的感觉。不同感官的激活等于不同大小石头的不同投掷力。视觉因其对上下文的强烈依赖性而对应于一块大石头,不一定是用很大的力来铸造的。虽然气味是相反的极限-强烈的原始感觉,没有立即和明显的上下文-一块小石头。但是,即使用强力抛出的石头,仍会在水中造成明显的涟漪。音乐也许就是最好的例子之一。大脑和音乐
字典将音乐定义为“以创造和谐,形式美和情感表达的方式组合的声音或乐器声音(或两者)”。然而,这个定义并不反映音乐对我们物种的巨大意义。想一想,音乐产业实际上在经济中所占的份额要比制药业更大。180在数百年来关于人类是什么的辩论中,一些学者认为手语技能也仅限于其他经过专门训练的灵长类动物,但并非如此。这样我们的一个较小的兄弟就能创作音乐并以人们知道的方式欣赏音乐。音乐是我们生活中不可或缺的一部分。但是,它是否具有进化价值,还是心理学家斯蒂芬·平克(Stephen Pinker)所说的“进化的副产品”,“聆听的芝士蛋糕”足够令人愉悦,但却几乎没有进化意义?这可能意味着它以与消遣性药物相同的方式作用于大脑的奖励系统,从而使其自身服从了最初为满足生存需要而开发的机制,例如食物和性。在决定音乐重要性的许多因素中,我们可以包括社会凝聚力,知觉和运动技能的发展。牛津大学人类学家罗宾·邓巴(Robin Dunbar)将音乐和舞蹈与宗教和民间传说并列:这些现象鼓励“社会凝聚力”。他认为,没有音乐和舞蹈,社会凝聚力就无法实现人们所拥有的力量和成熟度。我们可以进行复杂的社交互动,有时音乐是直接的联系。音乐的价值也许来自仪式主义。仪式提供了一个结构化的社区,并在其他世代中没有类似形式的世代之间建立了牢固的联系。乍一看,音乐似乎在文化上过于多样化,无法融入生活。但是,来自剑桥大学的音乐学家伊恩·克罗斯(Ian Cross)认为,所有类型的音乐都有一个共同的特征,即:“定期且定期的临时组织”。毫不奇怪,提供基本节奏的乐器,例如拨浪鼓,振动器和鼓,是人类最早创建的乐器之一。但是为什么节奏如此重要?在成年人与婴儿的互动中,节奏的重要意义在于,婴儿会集中注意力并响应成年人语音和动作中的时间周期,而普通语音无法做到这一点。这是世界上与孩子交流的最常见形式:母亲在婴儿的腿上摇晃婴儿,用手抱着婴儿,唱歌或说押韵。除了感觉运动协调训练外,该游戏还可以体验人际互动,巩固沟通技巧。克罗斯将音乐定义为“从婴儿期就开始的对社会文化学习的自然渴望”。毫无疑问,每个人都会同意音乐不可避免地需要运动。正如我们在第3章中看到的那样,如果“思维是受大脑限制的运动”,那么音乐就会唤醒这种运动。音乐的影响肯定有助于大脑发育。综上所述,这些数据表明音乐可以代替对生物有益的刺激,模仿类似于喝巧克力或可卡因等药物的愉悦体验。然而,杏仁核活动的减少导致以下事实:积极的感觉也可能与阻止恐惧反应有关。有趣的是,音乐被认为是可以减少大脑此区域活动的积极刺激刺激的少数例子之一。因此,音乐的“愉悦感”可能是由推拉引起的。一方面,人们希望积极激活与愉悦相关的大脑区域,另一方面,则是摆脱恐惧和负面情绪的愿望。难怪在听音乐时会激活这么多大脑区域。音乐的节奏,音调和和声提供了期望和回报的重复循环。在涉及此过程的一长串大脑区域中,我们还可以添加小脑。这种结构的存在,类似于小脑,是所有脊椎动物的特征-它具有“自动驾驶”功能,可以进行最自动化的感觉运动协调。如果您“不自觉地”敲打节奏,则很可能是小脑的问候。不用说,如果音乐唤起强烈的情感,如果不涉及多巴胺,那就太奇怪了。多伦多罗特曼研究所的Valori Salimpur博士和她的团队想知道音乐是否会引起欣快感和类似于多巴胺能系统介导的奖励期望的感觉,然后听音乐可以帮助释放多巴胺。随后,她的团队得到了这一理论的证实。早已知道,右半球的活动与情绪明显相关,而大脑的这一部分对音乐敏感的事实表明,情绪与音乐的音调之间存在联系。这是非常合理的,因为音乐中的旋律可以看作是人类语音中的音调的类似物,而这反过来又表明了一种情感上的色彩:音乐音调可以简单地夸张通常的语音调性。音乐和语言之间的进一步相似之处更加明显:这两种现象都是我们生物物种所独有的,反映了不同文化和历史时代的特征。两者都有明确的,文化相关的规则和表达框架。但是这些现象之间存在显着差异,表明它们是互补的,并且根本不会重复。口语最初是为了确保与少数人的有效互动而创建的,而音乐则是传输信息的更大规模的方式。但最重要的是,音乐不仅限于描述特定的事实或想法。另外,音乐可以唤起情感而又不唤起记忆:我们已经发现,听觉对环境的依赖性最小。正如著名的神经病学家奥利弗·萨克斯(Oliver Sachs)雄辩地指出:“音乐没有概念,也没有做任何假设。她无权实现任何事情。她与世界无关。”大卫·休伦(David Huron)的话更加简洁:“音乐永远无法实现语言的明确清晰度,和语言-音乐的绝对歧义。”因此,语言和音乐是同一枚硬币的两个方面,拥有此勋章是我们这种特权。音乐使我们有机会感觉到生活更明亮,更清晰和更多元化,而语言是指通过感官无法直接发现的事物所必需的。音乐会吸收但不立即做出反应,例如跳伞或漂流。但是,如果音乐陷入“此时此地”的状态,但是这种状态不同于高山滑雪的交互性,那么回到我们的寓言中,涟漪在水面上会起多大的波纹?但是您不会注意大脑的所有这些欺诈行为。您只会感觉到莫扎特充斥您的耳朵,无耻地掌握了意识,以任意,不合逻辑的顺序引发了一场风暴,而眼睛,手臂和腿却好像是自主地存在。但是突然间,有些事情侵入了您的意识。您充满音乐的珍贵内部世界现在正逐渐淡出背景-您来到办公室的门。»这本书的更多信息可以在出版商的网站 上找到» 目录» Savingsbenders 摘录优惠券20%的折扣-Brain