10 为躯体服务的大脑

“他的躯体已经进入大脑了。”这句话是多萝西·帕克(Dorothy Parker)诗集中不为人知的一句。当然,帕克小姐从未涉足过神经生物学,也应该没听说过威廉·詹姆斯、乔治·莱考夫(George Lakoff)或马克·约翰逊(Mark Johnson),其中后两个人分别是语言学家和哲学家(1)。我引用这句诗的目的是试图给已经对我的学说感到厌倦的读者带来一丝轻松。在下面的内容中,我将回到我的观点,即躯体为心智提供了基础参照。

没有躯体就没有心智

想象这个场景:午夜,在一个大城市中,你一个人走在回家的路上,突然发觉有人一直在不远处跟着你。此时此刻,常识性的描述是这样的:你的大脑发现了这个危险,产生了一些可选项,你进行了选择,实施了行为;然后减少或消除了危险。正如我们前面对情绪进行的讨论一样,此时发生的事远比上述过程复杂。在这一场景中,大脑会发生神经和化学层面的改变,从而引起整个机体中组织和器官的巨大变化。此时有机体的能源利用效率、新陈代谢速率和免疫系统都发生了变化,生物化学状态快速波动,头部、四肢和躯干的骨骼肌收缩。躯体状态每一秒都在变化,这些变化的信号通过神经回路和血液中的化学回路返回大脑,并进一步影响了中枢神经系统的不同部位。而大脑检测到危险或兴奋,使躯体在局部回路或整体回路上偏离了常态。最重要的是,躯体和大脑都会发生改变。

尽管现在我们知道了许多例子,并可以用来说明躯体和大脑存在复杂的交互回路,但是通常我们还是认为躯体和大脑无论在结构层面还是功能层面上都是相互分离的。我们常常忽视了一点,即与环境互动的是整个有机体,而不是单独的躯体或大脑。当我们看、听、闻、尝和触的时候,躯体和大脑同时参与了和环境的互动过程。

想象你在欣赏喜爱的风景,此时不仅仅只有你的视网膜和大脑视觉皮层参与了这个视觉加工过程。虽然角膜是被动的,但视网膜和虹膜使光线通过,还根据图像调节了自身的大小和形状。眼球被若干块肌肉所固定,从而可以有效跟踪物体,头部和颈部也调节到了合适的位置。没有这些调整,个体无法看到风景。上述调整都建立在躯体和大脑之间的信号传输的基础上。

随后,跟风景有关的信号在大脑中得到加工,上丘这类的皮层下结构被激活,早期感觉皮层、大量联合皮层以及与之相连的边缘系统也被激活。随着风景相关的知识被大脑各处的倾向性表征激活,躯体也逐渐加入了这个过程。不久之后,内脏也对所见的风景和记忆中的相关表象做出了反应。最终,当对这一风景有关的记忆形成的时候,这个记忆就是上述机体状态改变的一个记录,这些机体状态有些发生在大脑中,包括外界图像的表象和由记忆构建的表象,有些发生在躯体中。

因此,感知环境不只是由大脑接受特定刺激,更不用说处理画面了。有机体主动地调节了自身并尽可能地与环境交互。躯体并不是被动的。还有一点也很重要。有机体为什么需要和环境互动呢?因为有机体需要维持内稳态以及机体功能平衡。有机体不断作用于环境,首先是行动和探索,这样就可以进行生存所需的各种交互。如果要有效避开危险并寻找食物、配偶和住所,就需要通过闻、尝、触、听、看的方式对环境进行感知,从而对环境做出适当的反应。对知觉而言,对环境做出反应和接收信号一样重要。

心智来源于整个有机体,这个说法乍一听有点反直觉。最近,心智所处的位置已经从17世纪时的虚无缥缈移到了大脑中,看起来有点降格,但仍然是个有尊严的位置。从演化生物学、个体发生学和目前的研究进展来说,提出心智依赖于大脑与躯体交互的这个说法看起来让人难以接受。我的观点是,心智当然来源于神经回路,但是其中许多回路是根据有机体的功能需要演化而来的,正常的心智运作依赖于这些回路对有机体本身的基本表征功能,并持续监控机体运作。简单来说,在外界物理刺激、社会文化刺激作用于有机体,而有机体对环境作出反应的过程中,神经回路不断表征机体。如果表征的基本内容没有与躯体绑定,我们或许也能拥有某种形式的心智,但这并不是我们现在所拥有的心智。

我并没有说心智就在躯体中。我说的是,躯体不仅支持了日常生活以及大脑调节,还为正常的心智提供了部分内容。

现在让我们回到之前那个深夜回家的例子。你的大脑发现了一个威胁,即有人在跟踪你,结果激发了你体内一连串复杂的生化和神经反应链。此时体内的反应有的刻印在躯体中,有的则在大脑中。即便你的身份是神经生理学家或神经内分泌学家,也无法区分体内的反应来自哪里。你只知道自己处于危险中,你警觉起来,走得越来越快,并最终脱离了危险。上述故事中的“你”是一个整体。事实上,它是一种非常真实的心智构建,因为现在还想不出更好的词来形容,我先称其为“自我”。“自我”建立在有机体的整体活动之上,其中既包括躯体,也包括大脑。

在介绍自我的神经基础之前,我首先要强调:自我是个反复重构的生理状态而不是之前章节提到过的那个藏在你脑中进行冥想的“臭名远扬的小人”。这里又提到这个小人,是因为我想强调,不能依赖这个假设的“脑中小人”来解释视觉或思维,因为显而易见的问题是,这个小人的脑中是否也有个小人呢?这种回答只会带来无穷往复的难题[7],根本不能算作解释。我也必须要指出,我认为只存在一个完整的自我,这个观点和丹尼尔·丹尼特的一致,他认为大脑中不存在笛卡尔假设的那种“剧场”。当然,脑部疾病会让某个个体产生许多自我,正如多重人格障碍;或削弱或破坏正常的自我,正如病感失认症或某些类型的癫痫。这个自我虽然赋予了个体经验以主观性,但并不是心智中全知全能的主宰者。

为了产生这一生理状态下的自我,大脑和躯体的多个系统都需要全速运转。如果切断从大脑到躯体的所有神经连接,躯体就会发生严重改变,心智也会随之变化。反之,切断从躯体到大脑的连接,心智也会改变。即使只堵塞一部分躯体到大脑的通路,正如那些脊椎损伤的患者那样,此时心智也会发生改变(2)。

有个叫作“缸中之脑”的哲学思想实验,说的是:假设从人体上取下脑袋,将其放置在营养液中,按照和真实世界一样的方式刺激神经(3)。一些人相信这样一个大脑也会有正常的心智体验。现在暂且把针对这类思想实验合理性的怀疑放置到一边,我的观点是,这样的大脑不可能有正常的心智。由于缺乏大脑到躯体的刺激来更新和调节躯体状态,此时无法触发躯体状态的改变,而躯体状态的改变恰恰是生存感的基石。有人会争辩,可以在神经层面精确模拟躯体状态传来的信号,从而使缸中之脑产生心智。这当然“可行”,我猜测这种情况下会有某种形式的心智产生,但更精巧的方案是直接构建某个躯体替代物。从而证实,对于正常心智最重要的还是“躯体输入”。不太可能做到的是,让这种“躯体输入”以现实的方式与大脑做评估时引发的各种躯体状态所呈现的组织安排相匹配。

简单来说,大脑构建的用来描述情景的表征以及对情景反应所形成的动作,二者都依赖于大脑和躯体之间的双向互动。躯体在化学和神经的影响下不断变化,因而大脑就会构建持续变化的表征。其中一些表征是非意识层面的,另外一些表征则进入了意识层面。同时,来自大脑的信号持续传输到躯体,其中一些信号传输是有意识的刻意为之,而另一些则是自发的,后者来自一些其活动从来不会在意识中被表征的脑区。结果是,躯体再次发生变化,而相应的表象也随之改变。

在大脑神经元活动生成心智期间,大脑神经元首先和必须做的是表征躯体图式和活动。

躯体在演化中居于首位:数百万年,从简单到复杂,大脑都首先关注其所属的机体。而在较小的尺度上,这同样也适用于我们每个个体的发展过程,最初出现的是躯体本身的表征,之后才出现与外部世界相关的表征;最后在更小但并非无足轻重的尺度上,即当我们构建此刻的心智时也是如此。

心智来自有机体整体而非脱离肉体的大脑的想法与若干假设相一致。

第一,如果那些足够复杂以至于可以既生成运动反应(动作)又能生成心理反应(心智中的表象)的大脑在演化中被选择,那很有可能是因为这些心理反应通过如下一个或所有方式增强了机体的生存能力:对外部环境更加深刻的认识,如知觉到物体的更多细节、对物体的空间定位更加准确等;运动反应的精细度增强,如以更高的精确度击打目标;通过想象场景和规划动作预测远期结果,从而有助于获取最好的预想结果。

第二,因为有心智的生存旨在让整个有机体都能够生存下来,所以心智大脑最初的表征必须在躯体的结构和功能状态方面关注躯体本身,包括有机体对环境反应所做出的外部和内部动作。大脑不太可能在不表征机体生理机能和生理结构的基本及当下细节的情况下,调节和保护有机体。

形成心智,其真正含义是形成能以表象形式被意识到的表征,这为有机体提供了一个适应外部环境的新方法,而这些环境是基因无法预见的。这种适应性的基础很可能从构建运作中的躯体本身的表象开始,即当躯体对外部环境和内部环境作出反应时,如使用胳膊、调节内脏状态时产生的表象。

如果确保躯体本身的生存是大脑进化的首要目的,那么,当有心智的大脑出现时,它们会从关注躯体开始。并且为了确保有机体尽可能有效率地生存。我认为自然无意间发现了一种高效的解决方法:根据外部世界在躯体内引起的改变来表征外部世界,就是说,当在任意时刻,有机体与环境之间发生交互时,都通过改变躯体的原始表征来表征环境。

这些原始表征是什么呢?它又存在于哪里呢?我认为这种表征包括:(1)位于脑干和下丘脑中有关生化调节状态的表征;(2)内脏的表征,所谓内脏不仅包括头部、胸部和腹部,还包括肌肉和皮肤,它们行使着器官的职责并构成了机体的边缘,一个把我们围成一个整体的超膜。(3)肌肉与骨骼框架及其潜在运动的表征。正如我之前在第4章和第7章中描述过的,这些表征分布在若干个脑区中,其必须通过神经元之间的连接进行协调。我猜测皮肤以及肌肉与骨骼框架的表征可能在寻求这一协调过程中起到很大作用,下面我会详细解释。

当我们思考皮肤时,出现的第一个想法就是,它是一个面向外部的扩展感觉层,时刻准备通过触摸的方式帮助我们构建外部物体的形状、外表、质地和温度。但是皮肤的作用不限于此。首先,皮肤在体内平衡调节中有重要作用:它受到大脑直接自主神经信号和多个来源的化学信号的控制。当你害羞或恐惧时,这种害羞或恐惧会发生在“内脏意义”的皮肤上,而不是发生在你所知道的作为触觉传感器的那个皮肤上。事实上,皮肤是整个躯体最大的内脏,在皮肤作为内脏时,它通过设定皮肤血管的直径来调节躯体温度,它通过调节铁含量,如排汗的变化来调节新陈代谢。烧伤之所以能够致死不是因为烧伤导致触觉的大面积丧失。毋宁是因为皮肤是机体不可或缺的内脏。

我的观点是,大脑的躯体感觉区,尤其是人类大脑右半球的躯体感觉区是以躯体图式作为参考来表征我们的躯体结构,这一躯体图式包括中线部分的躯干和头部、附属部分的四肢以及躯体边缘。用皮肤表征来表示躯体边缘的能力是与生俱来的,因为皮肤就是一个界面,它同时面向有机体内部和有机体交互的环境。

整个有机体的动态映射被固定在躯体图式和躯体边缘之中,它不可能只在一个脑区中生成,而是通过神经活动模式的临时性协调,在若干个区域中生成。位于脑干和下丘脑中被模糊映射的躯体活动的表征会与脑岛皮层以及被称为S1、S2的躯体感觉皮层相连(4)。其中,脑干和下丘脑中以拓扑形式组织的神经活动非常少,而在脑岛皮层和躯体感觉皮层中则会有更多以拓扑形式组织的信号。所有部分的感觉表征和运动潜能一起会与运动系统的不同区域和层次相连接,而运动系统的活动可以引起肌肉的活动。换句话说,我所认为的一系列动态映射就是“躯体运动”(somato-motor)。

上面所大致描绘的结构的存在是不容置疑的。尽管我不能保证这些结构会完全如我所描述的那样运作,或如我所推测的那般发挥作用。但是我的假设可以被检验。与此同时,考虑一下如果我们没有类似的可用机制,我们也许再不能指出发生在我们躯体某处的疼痛或不适的大概位置,尽管我们这么做时可能是不准确的;我们也许再不能于久站之后感觉到腿部的沉重,或者再也不能感觉到胃部的恶心、倒时差时的恶心和疲乏以及其他需要我们在全身范围内定位的感觉。

假定我的理论是可靠的,接下来让我们讨论该理论的适用问题。首先,大部分与环境的交互都发生在躯体边缘中的某个地方,无论是触摸还是另外的感觉参与,因为感觉器官都位于这个躯体边缘具体地理映射中的某个位置上。有机体与外部环境互动的信号以这个躯体边缘的整体映射为参照,并可以被很好地加工。一些特殊的感觉是在躯体边缘上的特殊区域加工的,如视觉就是在眼睛中进行加工的。

因此来自外部的信号都是双份的,你所看到或者听到的激活了特殊的“非躯体”的视觉和感觉信号,同时它们也激活了皮肤上特殊信号进入位置上的“躯体”信号。当有这些特殊感觉参与时,这些感觉生成了两套信号。第一套来自躯体,源于特殊感官所在的位置,如看在眼睛中、听在耳朵中,并且这些信号被传递到躯体感觉皮层和运动区域中,后者动态地将整个躯体表征为一个功能性映射。第二套来自特殊感官本身,这套信号在专属于这种感觉模块的感觉单元组中被表征。如对于看来说,就包括了早期视觉皮层和上丘。

上述安排有一个实际的结果。当你看的时候,你不只是在看,你还感觉到自己正在用眼睛看着什么。你的大脑加工两种信号,一种是有机体在躯体参照映射的某个特殊部位活动的信号,如眼睛及控制眼睛的肌肉;另一种是刺激了视网膜的视觉特征的信号。

我推测,有机体通过触摸物体、观看风景、听辨声音或者以特定轨迹在空间中移动所获得的知识,都是以运转中的躯体为参考而被表征的。首先,并不存在触、看、听或者移动本身,不如说是存在一个当有机体触、看、听或者移动时的躯体感受。

在相当大的程度上,这一安排会一直维持。把我们的视觉感知描述为“当我们看时的躯体感受”是恰当的,而且我们的确“感受”到我们正在用眼看而非用我们的前额。我们还“知道”,我们之所以用眼睛看是因为如果我们闭上眼睛,视觉表象就会消失。但是这一推论与用眼睛看的自然感受并不等价。分配到视觉加工本身的注意确实倾向于让我们部分地忽略躯体。然而,如果疼痛、不适或情绪出现时,注意会立即聚焦到躯体表征上,并且此时躯体感受会从背景变为舞台的中央。

实际上我们对整个躯体状态的意识程度远远多于我们通常愿意承认的,很明显,随着视觉、听觉以及触觉的演化,分配到整体感知组成部分上的注意也随之增加了。因此对躯体本身的感知恰好被保留在了它过去和现在都能很好发挥作用的地方,即背景中。这一想法与在简单有机体中发现的事实一致,除了从有机体整个躯体边缘或者说“皮肤”上发展出来的躯体感觉的前体外,还有一些特殊感觉,包括视觉、听觉和触觉的前体,这些前体可以从整个有机体边缘分别对光、振动和机械接触的反应中观察到。甚至在没有视觉系统的有机体中,我们也能以感光性的形式观察到视觉的前体:一个有趣的想法是,当躯体某一特化部分,如眼睛利用了感光性时,那么就是这一部分本身在整个躯体图式中拥有了一个特殊地位。达尔文认为眼睛演化自对光敏感的部位。尼古拉斯·汉弗莱(Nicholas Humphrey)也有类似观点(5)。

在大部分知觉运作的例子中,躯体感觉系统、运动系统与被感知物体相关的特定感觉系统同步参与了知觉的运作。甚至当特定的感觉系统是躯体感觉系统中用来感受外界刺激的或者说是外部导向的部分时也是如此。因而,当你触摸一个物体时,就有两套来自你皮肤的局部信号。一套信号关注物体的形状和质地,另一套则关注因物体触碰以及手臂移动所激活的躯体部位。此外,因为这一物体可能会引发随后的、与情绪价值相关的躯体反应,所以在反应发生不久后,躯体感觉系统又会参与其中。无论我们做什么或者想什么,躯体的加工明显都是必不可少的。如果没有某种类型的具身化(embodiment),那么心智就不太可能出现。具身化这个概念在乔治·莱考夫、马克·约翰逊、埃莉诺·罗施(Eleanor Rosch)、弗朗西斯科·瓦雷拉(Francisco Varela)和杰拉尔德·埃德尔曼(Gerald Edelman)的理论中被大量提及(6)。

我曾在多个公开场合讨论过我的想法,如果我的亲身经历能作为一个衡量指标,那么可以说大部分读者都能欣然接受这一观点,但是少部分读者会认为我的观点很极端或错误。我仔细地听取了质疑者的意见并且了解到他们的主要反对理由是,当他们独自思考的时候,他们感觉不到当下的、广泛的与躯体有关的任何体验。然而,我不认为这是个问题,因为我一直都没有说躯体表征占据了我们心智的全部图景,当然情绪爆发时除外。就目前而言,我的观点是躯体表象处于背景之中,通常不被注意但随时准备冲向前台。此外,我的观点主要关注的是大脑和心智发展的历史而非当下的大脑和心智。我认为躯体状态的表象对当下是不可或缺的,其必要性就如砖头和脚手架之于建筑。毋庸置疑,主导当下的是非躯体的表象。

另外一种质疑认为,躯体确实与演化中的大脑有关,但是其已经彻底且永久地在大脑结构中被“符号化”了,因而躯体不必“在回路中”(in the loop)。这是一个极端的观点。我同意躯体在大脑结构中被很好地“符号化”了,而且这些躯体的“符号”也会“像”当前躯体信号那样被使用。但是,出于我所列出的原因,我更愿意认为躯体仍旧“在回路中”。我们只需要额外的证据去证明此处提出的观点的价值。同时,我希望质疑者可以多一些耐心。

躯体是基本参照标准

躯体提供的原始标准可以提供空间和时间框架,其他类型的表征可以此为参照。在躯体的解剖和环境中运动模式的基础之上,个体可以在大脑中构建三维空间表征。

虽然现实的的确确存在,但是我们只能通过外界环境对躯体状态的扰动来了解其存在。我们永远无法了解“绝对”现实是什么样子。我们需要知道的,也是我们的确拥有的,只是我们大脑中构建的现实一致性。

考虑一下我们对猫的认识:我们必须先构建一个可以被有机体调节的所谓的猫的图像,并且个体和集体都需要一致同意。对我们自己来说,这些系统的、一致的表征都是真实的。我们的心智是真实的,对猫的表象也是真实的,对猫的感受也是真实的。就是这样一个心智的、神经的和生物性的现实构建了我们人类的现实。青蛙或小鸟对猫的认识和我们的不一样,反之对猫自己也不一样。

《笛卡尔的错误:情绪、推理和大脑》