大脑可以“补位”但不“全能”?

大科技大科技 科学之谜 2022-03-23 2140 0

人类的大脑一直以来都是科学界最大的谜题之一,最近的研究发现,大脑的可塑性和互补性都令人吃惊。

钢琴家的大脑不一样

神经学家注意到,专业钢琴家的大脑跟普通的人比起来,其皮层运动区(控制运动的大脑区域)脊部会多出一个小凸起,这是因为他们经常进行“手指运动”,时间通常超过数千小时——就像一个人如果花费了大量的时间来锻炼,他的肱二头肌也会比普通人的要“凸”。

大脑可以“补位”但不“全能”?

神经学家曾经对动物进行了研究,他们认为人的大脑跟动物的一样,这种“凸起”(实质是皮质隆起)是由多层的重新布线连接造成的。不仅有新突触(神经脑细胞之间的连接)的生长,而且这些突触的分子机制也发生了变化。神经元可以长出更多的分支,有时会形成全新的神经元。

显然,由于我们无法解剖活人的大脑,因此很难在分子和细胞水平上观察到这些变化。但是我们可以清楚地看到它们对人的行为和能力的影响。这就是为什么我们能够在后天的生活中不断学习新技能,以及为什么有些盲人能够学会像蝙蝠一样的回声定位。

大脑可以“补位”但不“全能”

脑部扫描显示,失去视力的人,通常从眼睛接收信号的那个部分开始处理来自耳朵和触觉的输入。如果一个人持续几天蒙着眼睛,大脑也会如此。考虑到大脑的这种“灵活性”,有研究人员为失聪者设计了特殊的背心和腕带。这些特殊装备捕获到声音之后会将其转化为振动,从而告知佩戴者(其身上联有感知振动的垫子)。

我们的神经系统似乎能够很快接受这种灵活的“补位”。举个例子:在虚拟现实中,在人的胸口也设有一只手臂,猜一下人们需要多长时间来适应拥有的三只手臂?答案是——只需3分钟。

大脑的可塑性下降是有原因的。如果可塑性没有下降,人们就不会产生“成见”(将概念与事物联系在一起)。如果大脑一直保持很强的可塑性,那么就会像初生婴儿一样,分不清概念对应的事物,从而产生无助感。

有趣的“通感”

这种“成见”也可以解释为“通感”,即把不同感官的感觉沟通起来,借联想引起感觉转移。有的人会将字母与颜色联系到一起,例如,看到“A”就想到“蓝色”。

“字母-颜色”的这种关联,在英语为母语的国家很常见,因为这些国家的人很多时候都采用带有不同颜色的“字母模型”(类似一种玩具)来辅助幼儿进行学习。研究人员认为,“通感现象”是因为早期形成的记忆太稳定了。

出现“字母-颜色”的关联,是因为有人无法忘记小时候学到的第一个字母的颜色。而字母与颜色的配对通常是随机的,“A”在有的人眼里是“蓝色”,在有的人眼里却是“绿色”——这取决于这个人最初认识它的时候其是什么颜色(不同厂家的模型颜色可能不同)。对在20世纪七八十年代出生的一些美国人来说,他们的配对是:A是红色,B是橙色,C是黄色,D是绿色,E是蓝色,F是紫色……而那个时期最流行的“幼儿字母模型学习套装”,各个字母模型的颜色正是如此。

还有一些不常见的通感现象,例如声音与颜色的关联,目前尚不清楚它们是如何被联系起来的,但显然存在这种通感也是合理的。

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