正如我们已经知道的那样,前额叶皮质和一些与它紧密相连的结构对一个人在含混不清、未被明确定义的情况下做出突显性判定尤为重要,这时,这个人会自行决定在多个选项中选择哪个。事实证明,在前额叶皮质的各种亚区中,眶额皮质(有时被称为腹侧皮质)和与其紧密连接的前扣带回皮质对由突显性驱动的决策尤为重要;3这些区域的功能障碍与几种以突显性判定受损为特征的疾病有关,如精神分裂症和额颞叶痴呆。4我们还发现,左半脑的这两个区域比右半脑的大(见图5.1)。5
图5.1 额叶中的区域不对称
注:深黑色区域在左半脑中更大,白色区域在右半脑中更大。(A)背外侧皮质,(B)腹外侧皮质,(C)额极皮质,(D)腹内侧/眶额皮质,(E)前扣带回皮质。
这些现象引导我们做出如下推论:突显性判定与左半脑的前额叶皮质密切相关,还可能与整个左半脑密切相关。这个推论的前提是假设“越大越好”,它可能听起来过于简单,尤其是在解释人类大脑这么高级的东西时。但是,越来越多的形态学神经成像学研究已经证明,虽然这个假设听起来很简单,但神经结构的大小与其功能之间确实有关系。至少对我来说,这是有道理的,因为毕竟大脑是一个神经网络,而计算机模拟已经表明,神经网络的计算能力在某种程度上与其大小相关。
突显默认
通过研究第4章提到过的大脑中的默认模式网络,我们能更多地了解内部突显性驱动认知的大脑机制。对默认模式网络的兴趣近些年才出现,它是认知神经科学中两种主要范式转变的结果。第一种范式转变是,认识到复杂的心理功能不是来自孤立的大脑区域,而是来自多个相互连接的分散的区域网络之间的相互作用。第二种范式转变很大程度上是由圣路易斯华盛顿大学的马库斯·赖希勒及其同事的工作带来的,他们意识到,人在休息时大脑中的激活模式与大脑参与外部强加的认知任务时的激活模式一样有趣。6这些范式转变促使我们对大脑“休息”的含义进行深刻反思。真正闲置的大脑可能会产生相对随机的激活模式,但这并不是神经科学家发现的。事实证明,这时大脑中出现了一种独特的激活模式,涉及眶额皮质、腹内侧皮质、后扣带回皮质,以及顶叶和颞叶的某些部分。这种功能相互关联的大脑区域的网络被称为“默认模式网络”,我们在第4章中已经提到过(见图4.3)。7
默认模式网络有时也被称为“任务负激活”网络,但这有点不恰当,因为其未能区分外部突显性和内部突显性。当大脑没有受到外部施加的任务的挑战时,默认模式网络处于激活状态。但是此时,它不会陷入闲散或随意的状态,而是可以自由选择自己想进行的认知活动。它的活动现在由内部突显性驱动。值得注意的是,默认模式网络在被称为精神漫游的心理状态中是活跃的,当从外部强加的任务中解放出来时,大脑可以去关注人自身内部产生的优先性考虑:考虑未来、过去,考虑自己的问题和与他人的关系。人们可以认为,正是在这些状态中,人遭遇最重要的甚至是存在主义的困境,并且做出各种决定。8
由于这些原因,默认模式网络可以被合理地称为“内部突显网络”,虽然在神经科学文献中,“突显性”一词通常被用于命名一个极其不同的网络,即“突显网络”,9我们已经简要地在第4章中讨论过它。我认为这也是由于模糊地使用“突显性”一词而产生的混乱。我还认为,将通常称为“突显网络”的网络描述为“新颖性探测网络”或“变化探测网络”更恰当。默认模式网络远非随机的网络,这一点从以下事实可以看出来:左半脑中的默认模式网络比右半脑中的更明显,也更偏侧化,10并且左额叶中的默认模式网络的组织形式比右额叶中的更有效。11在我们的讨论中,这些发现特别有趣,因为它们再次指出了左前额叶结构在内部突显性驱动的认知中的关键作用。
两种大脑状态之间的动态变化特别有意思——一个由外部任务需求驱动(“任务正激活”的外部突显网络),另一个由生物体的内在状态驱动(“任务负激活”的内部突显网络)。宾夕法尼亚大学的约翰·梅达利亚和他的同事使用一种新颖的动态图形方法证明,人类正常发育的特征是大脑在这两种状态中花费的时间越来越长,并且在它们之间切换的灵活性越来越高。他们推测,这些神经的发育与从儿童期到青春期再到青年期的发育过程中决策功能的发育相一致。12
突显性、多巴胺与额叶的唤醒或沉睡
突显性的信号
大脑机制中还有一个生物化学参与者,那就是多巴胺。在科学文献中,多巴胺通常被缩写为DA,它是一种神经调质。几种生物化学系统在大脑中运作,并对神经元之间的通信起着重要作用。在这些生物化学系统中,通常有快速起作用的神经递质和缓慢起作用的神经调质之分(虽然两者通常都被称为神经递质)。多巴胺属于第二类。多巴胺是引起大众关注的唯一一种神经递质,几乎成为小报内容的常客。如果有一种时髦的神经递质,那就非多巴胺莫属。它与成瘾、注意力缺陷多动症(ADHD)以及许多其他疾病有关。它的确切功能(和功能障碍)一直是一个备受关注的问题,既是科学的又是流行的。它被称为“快乐发射器”和“奖励发射器”——多样的名称更容易使人产生误解,而不是真正的理解。
但多巴胺仅仅是一种化学物质,本身不会进行任何神经计算。它的功能是促进各种大脑结构之间的通信,并促进这些结构中发生的计算。为了了解其功能(和功能障碍),重要的是研究多巴胺通路的解剖结构与多巴胺促进其通信的结构之间的关系。我们在第4章已经讨论过帕特里夏·戈德曼-拉里奇的工作,她首先认识到了多巴胺能通路在以下情形中的作用:当前额叶皮质功能正常时,以及当多巴胺传输被中断,前额叶皮质出现功能障碍时。
一个重要的多巴胺枢纽是所谓的腹侧被盖区(VTA)。这一区域的神经元将多巴胺投射到多个大脑结构中,包括前额叶皮质、海马体、杏仁核和伏隔核。如果这个区域受损,会干扰通常与前额叶皮质相关的决策和记忆。以腹侧被盖区为起点的投射已经引起研究者的广泛关注,它们在决策功能和长期记忆中的作用也是我本人之前研究的课题。13对腹侧被盖区及其与前额叶皮质之间的双向投射的损伤,其临床结果与直接额叶损伤的临床状况几乎没有区别。很大的可能是,如果这些通路受到轻微损伤,会导致轻微创伤性脑损伤,并由此带来奇怪的行为和情感后果,而这些变化常常被误认为“人格改变”。这些轻微的损伤用常用的影像学方法很难看到。除其他事项外,如果能提高检测这种损伤的能力,就有可能帮助我们区分两种情况,这两种情况现在在临床诊断中常常被混为一谈:一种是外伤性脑损伤(TBI),其中很可能存在对这类通路的损伤;一种是创伤后应激障碍(PTSD),其中不存在对这些通路的损伤。我和我的同事多年前描述过腹侧被盖区及其投射结构受损带来的后果,我们称之为“网状额叶断开综合征”。14额叶中多巴胺的枯竭与“网状额叶断开综合征”的症状相仿,也会导致额叶功能受损。15
但为了理解腹侧被盖区的功能,考虑其接收的投射同样重要。腹侧被盖区收到的一些投射来自前额叶皮质和杏仁核。我们已经知道,前额叶皮质对突显性判定是至关重要的,杏仁核也是如此。两者的区别在于,前额叶皮质在认知加工的基础上判定突显性,而杏仁核是在情绪共振的基础上判定突显性。
假设,一旦某个特定的刺激或信息被前额叶皮质或杏仁核认为是突显的(与有机体广义上的成功或避免失败有关),这个信号就会沿着下行通路被发送到腹侧被盖区,指示腹侧被盖区将这种刺激或信息“放在神经线之前”。作为回应,腹侧被盖区沿着上升通路向新皮质、伏隔核、海马体和其他结构发送信号,将上述刺激或信息标记为特别重要或突出,引起有机体注意,敦促有机体专注于此,并促使有机物将其放入长期记忆库,加以强化。因此,多巴胺是源自前额叶皮质或杏仁核的信息的“使者”,而不是信息的“作者”。来自腹侧被盖区的多巴胺的激增,将某些事件或某些信息标记为重要。我们可以自然地假定,前面例子中听讲座的学生的实时决定,对某些值得被记录的信息的选择,都是由多巴胺激增触发的。图5.2描述了大脑中主要多巴胺通路的分布。
图5.2 多巴胺能的通路
注:(A)腹侧被盖区;(B)黑质;(C)前额叶皮质;(D)杏仁核;(E)伏隔核;(F)海马体和海马旁回组织;(G)纹状体。在突显性判定中,A、C、D、E之间的网络尤为重要。
多巴胺系统的不同成分在由突显性驱动的学习过程中起着不同的作用。利用正电子发射型计算机断层显像,蒙特利尔的麦吉尔大学的一个科学家小组已经证明,由正面经历驱动的趋向行为和由负面经历驱动的回避行为分别与皮质纹状体系统中的两种不同的多巴胺受体D1、D2相关。这项研究的意义是,D1和D2受体结合的可变性可能解释了个体从不同经验中获得知识的差异。16
斯坦福大学的卡尔·戴瑟罗思及其同事进行的一系列实验很好地证明了,特定多巴胺受体对在突显性指导下的决策评估非常重要。他们发现,当大鼠在两个杠杆(一个可以带来稳定的食物供应,另一个可以带来通常很少但偶尔非常慷慨的食物供应)之间进行选择时,它对此经验的学习能力受到来自核心伏隔核(腹侧纹状体、前扣带回和眶额皮质边缘的一个脑区,这被称为大脑奖励系统的枢纽)中具有D2受体的神经元的影响。这些神经元产生的强烈信号使一些大鼠从负面经历中有所学习,采取保守策略,主要待在具有稳定的食物供应的杠杆旁。相比之下,另一些大鼠接收的由D2神经元产生的信号较弱,它们继续守着那个偶尔提供非常慷慨的奖励,但大部分时间提供非常少的食物的杠杆。但是,当对伏隔核的D2神经元进行光遗传刺激(这是一种相对较新且极具前景的实验技术,其中神经元经过基因修饰而变得对光敏感并对其产生反应)时,第二种大鼠对负面经历的顽固遗忘可以被逆转。17
多巴胺信号传导还有一个重要功能:它是大脑中唤醒调节系统的一部分。由多巴胺传导的突显性信号调节前额叶皮质,有助于其达到最佳唤醒状态。关于这一点,我们已经在第4章中讨论了一些,并将在第7章中重新讨论。基于帕特里夏·戈德曼-拉里奇的工作,埃米·昂斯顿及其同事的早期研究证明,多巴胺和另一种神经递质——去甲肾上腺素所提供的唤醒调节在前额叶皮质的功能中起着至关重要的作用,破坏这种调节会导致多种认知障碍。18
我认为,多巴胺和去甲肾上腺素在额叶唤醒中的双重作用反映了两种互补的唤醒调节类型:一种基于人感知到的刺激的重要性(多巴胺),并通过先前判定的突显性来调节已确立的认知惯例的使用;另一种基于刺激的新颖性(去甲肾上腺素),需要心理灵活性和偏离先前已确立的认知惯例。这一假设背后的理由可以在我之前的书《决策大脑》中找到。19去甲肾上腺素能和多巴胺能在认知功能调节中的互补作用似乎支持这一假设。去甲肾上腺素能系统的药理学调节作用提升了受试者在一系列需要心理灵活性的难懂、新颖的语言任务(如变位词和口语流利度)中的表现。相反,服用溴隐亭(一种多巴胺激动剂)并不能产生这种效果。20此外,多巴胺能系统的调节作用提升了受试者在跟词汇有关的任务中的表现,这类表现基于更自动的加工过程,并且需要使用已经建立好的语义关系。去甲肾上腺素能系统则没有这个功能。21
在神经科学文献中有一个重要区分,即内维度定式转换与外维度定式转换的不同,这涉及完成任务所需的心理灵活性程度。似乎多巴胺能系统在相对有限的内维度定式转换中发挥着更大的作用,这一过程针对的是相似类型的刺激之间的切换;去甲肾上腺素能系统在外维度定式转换中发挥着更大的作用,这一过程针对的是不同类型的刺激之间的根本性的切换。22
本书的后面,我们将讨论额叶激活的不同状态——额叶超活化状态和额叶功能低下状态——之间的动态相互作用为何对创造性过程和产生新想法的能力至关重要。大脑达到和维持范围广泛的前额叶激活和失活水平的能力似乎是非常理想的特征,也是复杂认知的重要组成部分。这一范围因人而异,这种个体差异可能来自腹侧脑干核及其投射的个体差异,以及腹侧被盖区的个体差异。其中腹侧脑干核参与去甲肾上腺素的合成,腹侧被盖区参与多巴胺的合成。我将在第7章中论证,这种调节涉及的范围越广,就越有利于创新和创造性过程。
关于多巴胺,再说几句
日本东北大学的竹内光及其同事做了卓有成效的工作,确定了前额叶皮质和腹侧脑干之间的相互作用对于确保最佳认知表现的重要性。他们利用测量不同大脑结构大小的常见方法——核磁共振体素形态测量法,证明在发散性思维测验中表现出的个体差异与右背外侧前额叶皮质和腹侧被盖区的大小有关:表现好的人,这些结构的尺寸更大。23又是“越大越好”!
多巴胺水平与心理特征的个体差异之间存在关系,但关于这种关系的确切性质,有不同的观点。有人提出,高多巴胺水平与较强的精神集中力和较弱的心理灵活性有关。相反,低多巴胺水平与心理灵活性的增加和追求新奇性有关。24另一些关于人类和动物的研究支持以下观点:通过药理学操作提高多巴胺水平,会导致重复的刻板行为。25上文提过的卡尔·戴瑟罗思及其同事发现,在由伏隔核内D2神经元产生的信息强度不同的大鼠之间,这种个体差异体现为保守型和冒险型两种决策风格的差异。26
然而,科学文献得出的结论是不一致的。有其他研究表明,多巴胺系统与追求新奇性之间存在关联。27这些不一致形成的原因可能是,由于对多巴胺水平的控制,多种脑结构受到了影响。或者,它反映了这样一个事实,即追求新奇性的行为和由突显性驱动的追求奖励的行为,这两种行为的组成部分如此紧密地交织在一起,以至于通过药理学的操作来区分两者中的哪一个影响更大是很困难的。在动物实验中,如果动物的行为是由奖励驱动的,那么想做出这一区分特别困难。
关于多巴胺在维持心理运行的稳定性和灵活性之间的适应性平衡方面究竟扮演了什么角色,一个更细致的观点区分了多巴胺系统内的强直性和阶段性激活,认为前者促进了心理运行的稳定性,后者则促进了心理运行的灵活性。不同的多巴胺受体(分别为D1和D2受体)可能分别与维持强直效应和阶段效应有关;影响这种平衡的可能还有不同的儿茶酚氧位甲基转移酶的等位基因(变体)。儿茶酚氧位甲基转移酶在多巴胺和去甲肾上腺素的分解过程中起作用。28
事实证明,左半脑中的多巴胺通路(见图5.2)比右半脑中的多巴胺通路更丰富,这种不对称性已经在几种哺乳动物身上得到证实,包括人类在内。29因此,似乎在左半脑中,几个重要的参与者的突显性判定机制比在右半脑中更突出。这些参与者包括眶额皮质、前扣带回皮质(见图5.1)和多巴胺通路,特别是投射到额叶中的那些通路。总之,这些发现表明,左侧前额叶系统及其通路与内部突显性驱动的认知密切相关。
被稀释的突显性
识别和标记重要信息、事件和对象的能力对有机体的生存和幸福至关重要。但是这种能力可能会以各种方式误入歧途。其中两种情况特别有趣:被稀释的突显性(不同寻常的记忆力,无法忘记事情)和被劫持的突显性(成瘾现象)。同时讨论这两者是非常罕见的,但让我们考虑这种可能性——至少作为启发式命题,即这两种情况下的神经生物学具有共同的重要特征:突显性机制的功能障碍。
无法忘记:超级记忆力之魔咒
人类的记忆是高度选择性的,遗忘能力与记忆能力同等重要。你记得前一天发生的事情,但如果有人问你在10年前一个随机选择的普通日子里做了什么,那么你多半想不起来——除非你那天中了数百万美元的彩票,或被授予诺贝尔奖。这种观察结果既简单又深刻:在我们的大脑中被保存并记忆了一段时间的大部分信息,从来没有成为我们长期记忆的一部分;人们长期记住的只有这些信息的一小部分。威廉·詹姆斯可能是第一个指出这一点的人:选择性对记忆是必不可少的。记住一切就等于什么都不记得。30这就是行动的选择性——若没有这种选择,我们的头脑就会成为名副其实的信息垃圾箱,正如我在其他地方所论证的那样。31通过这种方式,相对较小的信息子集就可以进入我们的长期记忆库,这个过程远远不是随机的;被选择出来的是使用频率高的信息(我称之为“后验突显性”),或者被大脑标记为重要的信息(我称之为“先验突显性”,虽然大脑的这个判断通常反映了一些以前的经验)。后验突显性机制的工作进程比较缓慢,不利于一些特别的信息由此进入长期记忆库。
可能涉及多巴胺的是先验突显性机制。它可以给大脑选出的某些信息“开绿灯”,并将其引入长期记忆库。有证据表明,多巴胺在形成稳定的长期记忆表征中发挥了作用,长期记忆表征涉及新突触的增殖;32这种长期表征特别依赖左半脑,因为左半脑中的多巴胺能通路比比皆是,这些通路与言语和非言语信息有关。33关于左半脑的这个观察特别有趣且重要,因为它挑战了左半脑仅被用于加工语言的观念。
但有些人没有遗忘的福气。亚历山大·罗曼诺维奇·卢里亚在他的《记忆大师的头脑:关于浩瀚记忆的一本小书》(The Mind of a Mnemonist:Alittle Book about a Vast Memory)中详细描述了这样一个人(我有这本书的俄语原版,卢里亚为我签了名,我直到今天还偶尔拿出来给学生看)。34这本非凡的“小书”在神经心理学中第一次使用了“浪漫科学”的方法。根据已故的奥利弗·萨克斯的说法,这本书也为他塑造自己独特的写作风格提供了灵感。
这本书写的是记忆大师所罗门·舍列舍夫斯基,卢里亚称他为Sh。Sh拥有几乎无限的记忆,他的独特天赋是由一位省报的编辑首先注意到的,他是那家报纸的记者。在20世纪20年代的某个时候,这位编辑使卢里亚注意到了Sh。从此,这位神经心理学家和他的研究对象持续合作了几十年。Sh记忆长的项目列表——单词、数字、图画——的能力实际上是无限的。卢里亚得出结论,任何量化Sh的记忆力的尝试基本上都是徒劳的(似乎没有上限),因此后来他把注意力转向Sh的遗忘能力。他们合作了许多年,这使卢里亚能够测验Sh初次接触某些刺激信息后几年甚至几十的年记忆情况。让卢里亚惊讶的是,Sh不仅记得所有事情,而且永远不会忘记任何事情。无法遗忘有时是如此令人压抑——尤其是当Sh开始从事专业记忆能力表演后,在绝望中,他曾经写下他希望从记忆中“删除”的单词列表,并将它们烧毁。
这种既是天赋又是诅咒的如双刃剑般的神奇记忆力的机制是什么?卢里亚在书中将Sh的不同寻常的记忆力与此人的另一个心智特性——联觉,即将图像与不同模态联系在一起的能力——联系在一起。字母A是“白而长的”,数字2是“扁平的、矩形的、发白的,有时是灰色的”。伟大的发展心理学家利维·维谷斯基(他参与了一些实验)的声音是“黄色而片状的”,而著名电影导演、卢里亚的好友谢尔盖·爱森斯坦的声音“像内部带有毛细血管,并向我移动过来的火焰”。这种倾向可能增强了Sh的记忆能力:将刺激信息(词语、图像或其他东西)附加到熟悉的环境元素上,如熟悉的街道上的建筑物,或熟悉的房间里的物体。很多其他记忆术表演者经常使用这种技术。
但在对这个问题进行的几次讨论中,卢里亚承认,这种严格的认知学解释可能并没有捕捉到这种现象的全部本质。在位于莫斯科弗伦泽街上的卢里亚的公寓里,我们围在一张带着狮子形黄铜腿的老式大桌子旁进行过许多次对话,谈这个问题。我同意他的观点。此后几十年,我偶尔还会在脑海中重温那些讨论。Sh不同寻常的记忆力一定植根于其生物学特质,至少在某种程度上是这样,因为他的家族中的一些其他人也有特殊的记忆力,尽管可能不那么出色;但是在卢里亚对Sh进行实验的时候,神经科学还没有作为一个成熟的学科,不具备破解谜题所需的概念和技术。几十年后我们才具备这样的条件。我们今天能更好地回答这个问题。
记忆和突显性
今天我们认识到,记忆是由紧密相连的神经元组成的网络,这些神经元大多数是皮质的,往往一起被激活。随着此类神经元的不断融合,记忆过程必须得到它们的持续共同激活的支持——在这一过程中,海马体和颞叶内侧区域的相关结构发挥了关键作用。除非通过先验突显性机制来促进这一过程,否则这一过程极其缓慢,以数周、数月、数年甚至数十年为单位进行。在此期间,网络内的连通性十分脆弱,并且容易衰退。这个过程的进化“智慧”(如果有这样的东西的话)是,它能确保多余的信息被忘记。但是,相对较少的这种神经网络会通过与集合体内神经元相连接的新突触的增殖,以更稳健和更稳定的方式生存下来并获得巩固,此时海马体和相关结构的参与就不再是必要的,这些网络会真正变得皮质化。这一过程是由以下两种情况引发的:通过对常用的信息(后验突显性)的“放电越多,联系越强”原则的刻意重复,或者通过多巴胺的激增来标记信息出现时的重要性(先验突显性)。由于大多数信息既不重要也不经常被使用,大多数人就把它们忘了——这是遗忘的福气。
现在想象一下,在某个人身上,大多数甚至所有的输入信息都被融合到稳定的、突触介导的神经连接中,速度比大多数人快很多个数量级。这种快速的突触增殖导致记忆被快速巩固的现象背后可能有各种机制。
一种可能的机制是,大脑处理所有的输入信息时,都当它们具有先验的突显性——这是由于多巴胺信号被不加区别地释放。通过这种方式,这个人就会像Sh那样,每一个记忆——即使微不足道到荒谬的地步——都将迅速变得不可磨灭。当然,这只是一种假设,Sh已经不在了,无法再用现代神经科学的工具对其进行研究了。但科学家正在研究其他具有特殊记忆力的人(他们通常也会认为这种才能好坏参半)。35
Sh不可磨灭的记忆背后的另一个可能的机制,实际上或许与联觉有关。维兰努亚·拉玛钱德朗和他的同事提出,神经的高度连通性可能会导致联觉。36是否有可能,神经的高度连通性还极大地促进和加速了长期记忆的形成,从而在这个过程中失去了选择性?根据这个猜测,Sh的联觉和不可磨灭的记忆是基于同一原因——神经的高度连通性。
无论如何,拥有不可磨灭的记忆、没有遗忘的能力都是突显性机制失常并丧失选择性的副产品。这样的人不再拥有区分重要和多余信息的能力。Sh的整个生活都被这种障碍破坏了。他优柔寡断,经常被困扰,不确定自己想要什么以及如何实现它们。如果卢里亚没有帮助他以记忆术表演为业,他有可能会在悲惨的生活中挣扎。
被劫持的突显性
被剥夺选择性的突显性机制已经够糟糕了,但是这种能力也可能被颠覆,然后发展出适应不良、自残甚至自毁的冲动。我们把这种渴望称为成瘾。
成瘾可能有多种形式,涉及不同的行为或欲望对象。对非法物质成瘾,比如可卡因、海洛因等,是最经常被研究的。但对酒精和烟草也可能成瘾,对赌博、色情电影,甚至电子游戏等也是如此。社会对成瘾的态度经常与广泛的社会和法律问题交织在一起并相互混淆。某些致瘾物质是非法的(可卡因、海洛因),而另一些则完全合法(烟草、酒精)。在某些威权主义和极权主义政权中,大规模成瘾不仅被容忍,而且被默许为贫困社会的一种娱乐方式和释放压力的阀门。在苏联,伏特加的价格被国家故意压低,尽管大规模的酗酒是经济的祸根。显然,比起让群众保持生产效率,还是让他们喝醉对巩固统治集团的权力更重要。在今天的伊朗,鸦片成瘾非常普遍并被容忍,以至于许多人认为,尽管有装腔作势的禁止政策,但实际上阿亚图拉政府是默许和鼓励它的。37
直到最近,人们还是主要把成瘾看成道德问题,成瘾被认为是个人做出了坏的选择,缺乏自我控制或道德观念;或从社会经济角度来看,认为它是社会弊病的不幸后果。但是,随着成瘾的生物学基础越来越清晰,越来越多的人将它理解为大脑的突显性机制走向了歧途。然而,至少在一般公众、法律界和整个社会看来,只要个人能够自由做出选择,就几乎不可能完全消除成瘾现象带有的道德上的“个人责任”污点——实际上,常识告诉我们,人们不应该吸食可卡因、注射海洛因或参与赌博。我曾沉迷于香烟多年(吸烟是成瘾的一种形式,虽然它在社会上有完全合法的地位),还记得那些嘲笑的注视和义正辞严的告诫;尽管我在20多年前戒了烟,现在非常不喜欢香烟烟雾,但我不会责备在我周围偶尔吸烟的人,因为我记得自己被责备时,曾经非常反感这种责备。
但是,在完全不受人控制的情况下,也可能出现成瘾现象,甚至不存在“个人责任”或“社会经济弊病”问题。这反过来突出了成瘾的生物学性质,并为研究其机制打开了一个新的窗口。我所讨论的疾病是一种相对常见的神经疾病,它的名字使大多数人不会想到成瘾,它就是帕金森病(PD)。
传统观点将帕金森病与静止性震颤(当患者的双手静止而不是参与某种活动时出现颤抖)、启动动作困难(运动迟缓)、缺乏表情的面具脸以及许多其他症状联系起来。帕金森病是由脑干中的两个孪核(twin nuclei)萎缩引起的,由于是黑色,它们被称为黑质(SN)。来自黑质的多巴胺投射到被称为“纹状体”的皮质下核团(subcortical collection of nuclei)中,特别是投射到其由尾状核和壳核组成的背部。38
纹状体背部在启动和维持运动以及更复杂的行为方面起着重要作用,它的正常运行依赖多巴胺;因此,多巴胺供应中断导致运动性症状也就不足为奇了。最近研究人员已经发现,在帕金森病中,萎缩也会影响腹侧被盖区。正如我们已经知道的那样,腹侧被盖区向前额叶皮质、杏仁核、伏隔核和其他结构进行投射。尽管通常根据运动性症状来确诊帕金森病,但认知障碍在这种疾病中也很常见。在所谓的左半侧和右半侧帕金森综合征中,认知障碍的表现有所不同。39
有许多可用于治疗帕金森病的药物,但是它们的治疗效果可能会有代价:患者有时会成瘾。成瘾可能有各种形式,包括病理性赌博、强迫性购物或性亢奋。在为《纽约时报》撰写的一篇文章中,马克·贾菲讲述了一个酸楚的故事。他的做医生的中年妻子,在患了帕金森病并服用药物后,从一个有着适度性欲的内向的工作狂转变成了一个因性欲旺盛而无法被满足的人。40
位于伦敦皇后广场的著名神经病学研究所的一个科学家团队,对15名帕金森病患者进行了研究,称他们的症状为“享乐主义的稳态失调”,并对此进行了戏剧性的描述。41像其他形式的成瘾一样,这些患者违反医疗建议,增加多巴胺替代药物的剂量,尽管过大的剂量不可避免地带来了副作用。当他们变得性亢奋并开始赌博或购物时,他们常常开始囤积药物。患者还形成了特殊的运动习惯,例如重复摆放物体或摆弄小配件,“他们虽然意识到这是一种毫无意义、没有成果的习惯,但却会仪式性地拆除输液泵或其他电器设备”。42这种重复行为被称为刻板行为,特别有趣,因为它揭示了这些患者成瘾的机制,也许还揭示了一般成瘾的机制,因为刻板行为在可卡因和甲基苯丙胺成瘾中也出现了,与病理性赌博和性亢奋一起出现。43刻板行为是一种持续症(perseveration),是对某种特定行为的适应不良,并且无法改正。尽管帕金森病成瘾通常被认为是冲动行为的一种形式,但刻板行为显示了这种现象的持续性,这表明它比通常认为的更为复杂。
为什么治疗运动障碍的药会导致成瘾?帕金森病的标准治疗方法包括刺激多巴胺系统以提高大脑中的多巴胺水平。但多巴胺系统是复杂的,不同的多巴胺受体在大脑不同部位对应着不同的浓度水平。成瘾是普拉克索和盐酸罗匹尼罗等药物的常见的不良副作用,这些药物刺激特定类别的多巴胺受体——D3受体。44D3受体在伏隔核(被称为腹侧纹状体的组织的一部分)中非常丰富,它们在上文已经讨论过的奖励系统中扮演着重要角色。4520世纪50年代,詹姆斯·奥尔兹及其同事在他们的经典研究中发现,老鼠会连续按下控制杆来控制安装在自己脑中伏隔核区域的电极,大概是因为这种行为带来了快感。此后,伏隔核在奖励驱动行为中的作用就为人所知了。46最近的研究表明,当受试者看到唤起其性欲的人、听音乐或期望获得金钱收益时,或者当一个母亲看到她的后代时,伏隔核都会变得活跃。47
伏隔核接受来自腹侧被盖区的多巴胺投射,这意味着当某种刺激或行为被标记为适合的和可取的时,伏隔核就被来自腹侧被盖区的多巴胺介导的信号所激活。在通常情况下,这种信号反映的是产生自前额叶皮质或扁桃体的认知或情感评价,但在帕金森病中,这种评价是由药物效果来模拟的。在可卡因成瘾和其他形式的药物滥用中,腹侧被盖区对伏隔核和其他大脑区域(所谓的中脑边缘多巴胺通路)的过度刺激也起了作用。据推测,这种过度刺激(无论是使用可卡因还是帕金森氏病药物的副作用)会导致该通路的长期改变,甚至可能通过改变基因表达来实现。48
这反过来又使个体倾向于成瘾。平时能够标记自适应突显性的神经通路,现在则不再能发挥这一令人钦佩的功能,它已经被劫持,服务于自残和自毁的渴望。而这个故事可能并没有到此结束。中脑边缘的多巴胺通路对于几乎所有情况下的突显性判定都非常重要,所以它的改变可能导致受影响个体的突显性判定发生变化——不限于其对成瘾的易感性,还会以深刻和广泛的方式改变其认知构成,并且影响他们精神生活的几乎每个方面。这些在成瘾中被劫持的突显性机制的广泛影响尚未得到神经科学家的充分关注。
如前所述,帕金森病患者的成瘾(以及一般而言的成瘾行为)通常是由冲动控制不佳造成的。49这种说法的常识性理由是显而易见的:合理的冲动控制可以使个人远离适应不良的行为。确实,冲动控制受损很有可能在成瘾行为中起了作用,但其潜在的机制可能更复杂。甚至可以说,在理解成瘾机制中强调冲动控制,是暗中强化了一种基本的道德主义解释,让它偷偷地溜进整体叙事中来。这就像是说,合理的冲动控制,可以阻止图雷特综合征(TS)患者抽搐,或者阻止口吃者口吃。
事实上,只把成瘾理解为冲动控制缺陷可能仅仅是故事的一半。成瘾也是一种持续症,极度丧失心理灵活性,倾向于做出刻板行为,这与冲动控制不佳相互影响。帕金森病患者的成瘾往往伴随着刻板行为——前面描述过的持久性刻板行为的一种形式,这一点就是明证。我认为,任何成瘾都必须被理解为持续症和冲动控制不佳的组合。
成瘾和持续症的联系不仅限于帕金森病,“长期的、无意义的和刻板的行为”在安非他明的长期使用者中也存在。在一项对海洛因成瘾者认知风格的研究中,成瘾与持续症的类似关系也得到了证实。50在吸毒成瘾者中,精神僵化和持续症的倾向可能有多种形式,而不限于刻板行为;它似乎是世界不同地区不同类型的成瘾的常见主题。我以前的学生埃里克·莱恩长期在美国治疗酗酒病人,有丰富的经验,他分享了一个有趣的观察结果:他的病人总是在餐厅点一样的食物,不愿尝试任何新的东西——这是持续症的一种形式,尽管是良性的。来自菲律宾的同事分享了一个观察结果,菲律宾的安非他明滥用者普遍具有病理性的反复持续行为。此外,这种行为也在其他形式的成瘾中存在。精神病学教授、菲律宾精神病学会前主席卢斯·卡西米罗-克鲁宾在与我的通信中这样向我描述它们。
持续症是我个人在赌博成瘾和酒精成瘾中观察到的。这类行为几乎是仪式性的,有些近乎迷信。在康复过程中,持续症也是显而易见的,患者会倾向于重复非理性的行为模式,并坚信这样做有助于他们避开使他们上瘾的物质。
正是冲动行为和持续症的组合导致成瘾者产生了适应不良,也使其很难被克服。这种情况与双侧额叶损伤患者的行为没有什么不同。在双侧额叶损伤患者的身上,持续症和场依存行为以奇怪的方式相互交织。持续症通常是左侧额叶受损的产物,而场依存行为是右侧额叶受损的产物。51同样,右半侧帕金森综合征患者(他们有左侧黑质纹状体功能障碍)的认知方式倾向于持续性,而左半侧帕金森综合征患者(他们有右侧黑质-纹状体功能障碍)的认知方式倾向于场依存性(更多相关内容参见第6章)。52由此可以推断,双侧黑质-纹状体功能障碍的帕金森病患者,以及有场依存性和持续性倾向的患者,其突显性神经通路一旦被劫持,就特别容易发展出成瘾行为。
更广泛地说,额叶和纹状体功能障碍通常与成瘾的多种形式有关,以至于它似乎是该疾病的主要特征;持续症和冲动性场依存行为的组合也是如此。基于前面的讨论,不仅是在帕金森病中,在多种形式的成瘾中,神经解剖学特征和认知特征之间很可能存在一种常见的联系:持续症是由左侧额叶-纹状体功能障碍和场依存行为引起的,冲动行为则是由右侧额叶-纹状体功能障碍引起的。事实上,成瘾的神经影像学研究表明,前额叶功能障碍常常同时发生在两侧。53这进一步表明,持续症和冲动控制不佳都对病症起到了作用,这正是安东尼奥·贝尔德霍-加西亚和他的同事证明的。54在冲动控制发挥作用(或未能发挥作用)之前,必须发展一种需要被控制和克制的冲动。将所有上瘾行为中核心的不可抗拒的冲动理解为一种持续症,并将持续症引入关于成瘾机制的叙述,不仅具有语义学意义,还增进了我们对成瘾机制的理解,对于阐明所涉及的关键神经回路、开发有效的治疗方法都具有重要意义。认识到额叶-纹状体功能障碍的机制导致了持续症和场依存行为,可以帮助我们更好地理解不同形式的成瘾的神经生物学以及它们的自然史——随着时间的推移,成瘾发生的变化。
06 创新的大脑
新奇性的挑战
虽然被重重包围,但特洛伊这座伟大的城市还是巍然屹立。它的城墙坚不可摧,守军也不屈不挠。与此同时,攻击的军队则混乱不堪。阿基里斯死了,阿伽门农被自己的军队鄙视;希腊人心灰意懒,准备放弃。这时,希腊人想出了一个计谋,他们在城门前的显眼位置上放置了一个巨大的空心木马,然后假装已经撤退。特洛伊居民认为这个木马是一个值得拥有的战利品,于是将它搬进了城内。到了夜里,隐藏在木马肚子里的少数精锐的希腊士兵爬了出来,打开了城门。围攻的军队像潮水一样涌进来,开始了一场野蛮的狂欢。这座毫无戒备的城市被劫掠和烧毁,居民卷入了战火中……讲到这里,我想我听到荷马和维吉尔在坟墓里动弹了。我最好别讲了。
被围攻10年后,特洛伊终于陷落了。这不是因为阿伽门农的军事领导,也不是因为阿基里斯的统帅实力,而是因为奥德修斯的巧妙发明。这是创新的胜利,尽管我们无法确定迈锡尼时期的那位真实存在的、狡猾的国王伊萨卡是否做出了这项军事创新——这也许只是几个世纪后一位希腊诗人创作史诗时做出的文学创新。当我们谈论创新和创造力时,通常会引用具有现代性或较近的历史上的伟大科学家和艺术家,但这是一个非常狭窄的视角。有史以来,创新就以其各种表现形式促进了人类文明的发展,并一直持续至今日。
创造力持续吸引着科学家和公众,而右半脑是创造力“所在地”的观念已经存在了一段时间。然而,仔细研究后发现,它不是严谨的研究结果,而是大众传说的产物。在起源上,这个概念可能是同样不严密的(事实上也是不正确的)流行概念的一个分支,即右半脑是情感半脑,与冷酷理性的左半脑相反(事实上,两个半脑都参与情绪控制)。正如我们前面已经总结的那样,创造力是一个非常复杂的过程,最终牵涉整个大脑,还离不开其与文化的相互作用。将创造力与任何单一的大脑结构联系起来,等于在严肃的科学面前班门弄斧。顺便说一下,对所有复杂的心理过程来说都是如此,所以每当我们将复杂的认知过程与特定的大脑结构(半脑、额叶、核)联系起来时,我的意思是,在所涉及的认知过程中,某些大脑结构确实扮演着特别重要的角色,但这不等于说它是该过程唯一涉及的结构。对本书或者所有关于大脑的书的读者来说,这是一个重要的警告,需要牢记。每当我们声明“认知过程X取决于大脑结构Y”的时候,读者都要认识到,这仅仅是一个更细致的陈述的简化表述。正是出于这个原因,对科学文献中提出的那些将特定的功能与特定的大脑区域联系起来的主张,我倾向于有保留地采用,也不会在我自己的工作中做出这样的陈述。由于创造力很复杂,先找出它更容易处理的组成部分,尝试初步了解它们,可以更好地理解创造力本身。
从了解大脑如何处理新奇事物开始,我们想要理解创造力的大脑机制,还有很长的路要走。显然,不能简单地将创造力归结为追求新奇性,但没有新奇性,创造性过程就不存在。应对新挑战的能力是创造性思维的重要组成部分,它指的是一种更基础、更普遍的认知资产。因此,应对新挑战的能力成了科学研究中有吸引力并易于理解的目标,它是理解创造力的有力跳板。我们在大小事物中都会遇到新奇性。先让我讲一下两个帝国的故事吧。
公元前334年,一位勇敢的年轻人,年仅22岁的亚历山大带着军队跨过了今天的达达尼尔海峡(当时被称为赫勒斯滂),入侵波斯帝国。当时,波斯帝国是地中海世界的强大政权。在高加梅拉战役中,波斯帝国派出作战用的大象来反击亚历山大的部队。对来自马其顿的军队来说,这一定是一种全新的体验;他们以前在希腊打仗时,从来没见过这种庞然大物。然而,亚历山大并没有被新的挑战所阻碍。他找到了应对挑战的方式,打胜了这场决定性的战役。大流士三世逃走了,最后被自己的属下谋杀;几年后,亚历山大征服了波斯帝国。亚历山大建立了他那个时代规模最大、最多元化的帝国,并且促成了前所未有的东西方文化融合,这在欧洲和亚洲后来的历史进程中留下了不可磨灭的印记。在这个过程中,他毫不犹豫地拥抱新的、不同的文化,他对文化融合的看法一次又一次使他的马其顿追随者大吃一惊。所有这些都是地缘政治方面规模最大的创新,正因如此,马其顿的亚历山大也被称为亚历山大大帝。人们铭记着他,认为他是历史上最具创新精神的军事指挥官之一。至今,全球的军事院校还在研究他的战斗,他也是有史以来最有远见的国家建设者之一。