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第八章 前路漫漫

2020年7月4日  来源:认知迭代 作者:(英)卡罗琳·威廉姆斯 提供人:heidong86......

我不知道未来会发生什么,但我向你保证,它绝对精彩。

——大卫·鲍伊(David Bowie)

毫不夸张地说,在过去的一年里,我在心智控制能力和认知技能上的变化完全改变了我的生活,但与未来的种种可能性比起来,这些变化似乎显得微不足道。

我们正处于新世界的边缘,在未来的新世界里,我们不仅可以进入自己的大脑,看到它在想什么,还可以利用大脑活动直接进入最适合当前工作的状态。这些不仅仅是设想,你需要的所有信息都在那里,供你适时取用。如果大脑固执地拒绝配合,或者太执着于旧习惯而无法摆脱,你也可以来一次温柔的电击,让一切走向正确的方向。如果这还不能让未来的大脑控制狂满足,你还可以接入新的感觉系统,甚至巨大的数据流,这样不费吹灰之力就能扩充大脑的信息库。

这些情景可能听起来遥不可及,但在过去的一年里,我已经在实验室里体验过了上述所有情况,甚至在自己家里也几乎全部体验过(我本可以都体验到的,但罗伊让我觉得家用大脑刺激设备并不是什么好主意)。诚然,不是所有的技术都处于成熟期,但也无须等待太久。也许在未来的某一天,我的孙子辈再回看我今天的实验时,会觉得相当古怪。

通过家用脑电波设备,我们已经在寻找更直接的大脑超控方式上取得了一些进展。现在,只需200英镑就可以买到一个家用脑电波头带,它能够实时追踪大脑的电信号,并绘制出可视数据图,记录你从专注冥想到白日做梦然后沉沉睡去的全过程。至少就我试过的Muse头带来说,目前它还不足以提供全面完善的图表,配套的手机应用程序也只能将原始数据转换为三种类型:冷静、中立、活跃。Muse公司的科学主管格雷姆·莫法特不愿意透露每一类别的数据是如何得出的,因为他们使用的算法是商业机密,但他说过,如果我感兴趣的话,可以下载一个叫作Muse Monitor的应用程序来查看原始的数据。我用Muse Monitor进行了10分钟的冥想,同时记录自己的脑电波……但由于数据太过复杂,我的电脑死机了——我并没有得出什么结论。不过从理论上来说,只要有足够的耐心和性能足够好的电脑,你就可以观察到自己的大脑活动,同时将不同的活动与现实生活中不同的感受联系起来。

平心而论,实时监测大脑活动原始数据并不是这些家用头带的主要使用目的,它们的功能主要是测量某些大脑信号,并对其做出调整,目的是为了改变你的精神状态,或者遥控另一台连接到电脑上的设备。有人黑入了这些设备,用它们来驱动电动轮椅;市面上甚至有一些类似的玩具,比如通过脑电波来控制直升机的飞行1 。

与实验室中使用了多年、在治疗多动症(ADHD)2 和创伤后应激障碍(PTSD)3 方面初见成效的设备相比,市面上可买到的设备已经简化了不少。如你所料,现在投入商用的此类设备都非常简单,大部分只能显示两种状态:“集中精力”和“放松”。此外,目前的家用脑电波设备只能记录很少一部分的电极信号——比如Muse只有4个电极,它的一个竞品则只有1个。而研究人员在实验室中测量脑电波的头戴设备往往有64个、128个甚至256个电极。电极数量越多,就越有可能找出信号的来源,并利用这一信息改变你的脑电波。相比之下,通过目前的家用版本,我们只能大概地了解现在大脑整体中处于主导部分的状态,但如果未来的技术可以让家用脑电波设备拥有足够多的电极分布在大脑的各个部分,就有可能观测到某一特定的大脑区域及回路。可以想象,在未来的课堂上,孩子们会使用一种脑电波控制玩具来练习控制自己的注意力,助教也可以根据此类设备提供的信息来监控有多动症的孩子,在他们分心的时候进行干预(在孩子采取不良行为之前给予他们所需要的刺激)。

未来,随着电极的增加和研究的深入,也许会有比现在范围更广的训练可供选择,比如增强对情绪、工作记忆和注意力的认知控制。

有一种目前仍在实验阶段的研究方法,主要通过针对前额皮层顶部和中心的特定脑波波段θ来促进上述这种更为普遍的认知控制。这些区域的θ脑电波水平越高,大脑就能更好地控制焦虑,相应的焦虑水平就会越低。最近的研究表明,通过将θ脑电波提高到适合认知控制的水平,我们有可能改善自己在工作记忆和注意力测试中的表现。随着针对工作记忆的认知训练的不断发展,摆脱中间环节这一领域未来非常值得我们关注4 。

如果脑电生物反馈(neurofeedback)能被用于心智灵活性训练,那就再好不过了。荷兰莱顿大学的伯纳德·霍梅尔(Bernard Hommel)进行了一项耐人寻味的研究,他在实验中先是通过神经反馈增强前额叶区域的脑电波,然后通过冥想来增强注意力的灵活性,以此来试图在前额控制和其他脑区的灵活性之间找到平衡。如果这项研究真的能走出实验室成为现实,那么它绝对是通往我一直以来都想掌握的可控制灵活性的潜在途经。

我曾在柏林克劳斯·格拉曼的实验室里进行过一个实验,那里的连接装置电极数是Muse头带的四倍。他们把这次实验当作对我的一个安慰,因为我本来要参加的那个实验并没有准备好,也许他们认为,我大老远地跑这么一趟,总得让我的大脑连到什么机器上才行,否则就白来了。其实我当时有点失望,但实验结束后,结果却耐人寻味。

目前实验室中见到的神经反馈有一个缺点,那就是在电极与身体接触的皮肤上抹上导电凝胶,以帮助微弱的大脑信号传导。克劳斯的一名学生把头戴设备和电极连接到我的头上,另一名学生在注射器里装满了亮绿色的胶状体,然后对我说:“别担心,我们有设备可以让你在实验之后洗头。我们有一个水龙头……”

脑电生物反馈的第一步就是让电脑学习你的脑电波。由于每个人的大脑都略有不同——大脑褶皱形成的方式可能大不相同——所以并不是所有人都有相同的脑电波模式。当电脑对我进行了大致了解之后,我就会反过来通过思维对其进行控制。我这次所做的训练先是在谨慎思考(屏幕上出现速算题目)和快乐放松地思考(屏幕上出现浮动的星星)之间互相切换。当屏幕上出现星星时,我就想象自己在周日的清晨和家人裹在羽绒被中舒服地躺着。这样不同状态之间的切换持续了10多分钟,我发现,根据命令提示在认真思考和放松休闲之间切换真的非常困难。研究人员快速查看了数据,确定已经收集到足够的信号之后,就让我试着通过变换自己的思绪来改变屏幕上显示的内容,如果我认真思考,屏幕上就会变成一片空白,而如果我想到了开心的事情,就会有星星在屏幕上盘旋。只要我一开始盯着那些星星看,想搞清楚它们到底意味着什么,星星就会渐渐消失,屏幕又会变成一片空白。

经过一些练习之后,我可以轻松地在两种状态之间来回切换,甚至可以把这项训练当作一种增强创造力的屏幕保护程序。

Muse头带及同类产品也旨在为你提供同样的脑电波控制体验,只不过它们更倾向于让你保持冷静,而非持续专注。核心冥想者可能并不需要这样的机器,因为他们只需要通过静坐和深呼吸就能免费取得同样效果。不过必须承认的是,Muse的应用程序的确有一点很恼人,那就是它总是不断地告诉你是否做对了。我的冥想老师吉尔告诉我们,正念的意义就在于平静地感受当下发生的一切,不带任何评判——“无须担心自己做得对不对”,她在冥想训练CD中反复强调这一点。然而,Muse应用程序中的反馈系统似乎与这一理念背道而驰——如果本来平静的海滩上突然狂风席卷,你很难不意识到自己做错了。除此之外,更烦人的是在使用之前还需要花几分钟时间将应用程序与你当前的脑电波模式进行校准。有几次,我甚至都无法与手机进行同步,所以不得不选择放弃,结果搞得比之前更加焦虑。但是,对于那些不喜欢新时代冥想方式的人来说,把它看作一种技术辅助的思维控制工具或许更容易接受,也同样有用。

好消息是,根据脑电生物反馈对某些脑波进行调节能切实有效地改变大脑。最近的一项研究发现,通过仅仅30分钟基于阿尔法波的控制,突显网络(主要功能是发现你的思绪远离轨道)中的功能性连接就会得到提升。学会如何使用该网络能够有效地增强其功能,我们可以在其他大脑区域中利用这种后天习得的控制 。

关于脑电生物反馈的最新研究向前迈出了巨大的一步。直到最近,脑电图一直都是实时追踪大脑变化的唯一方式,但仅靠脑电图很难精确地确定信号来自于大脑的哪个部位。功能磁共振成像(fMRI)的好处在于,它能精确地显示出某一时刻大脑的哪个部分处于活跃状态,但速度较慢——也因此很难应用于神经反馈。然而,随着实时功能磁共振成像的不断发展,将其用于追踪大脑活动已经成为可能。使用这项技术的研究发现它可以用于神经反馈:如果你为志愿者展示他们的大脑活动,并加以训练,他们就能学会有意识地促成特定大脑区域的活动。

这项技术最酷的一点在于,它证明了如果学会如何控制某一特定脑区(如大脑岛叶或杏仁核)的活动,不仅能够促进这些脑区,而且——相信你应该已经猜到了——整个大脑网络的连接也会得到改善。经过几次训练之后,前额皮层和前额下回(与“心流”状态密切相关的区域)之间的连接得到了同样的改善6 。

相较于脑电图,功能磁共振成像的另一大优势是可以追踪大脑任何部位的变化——而脑电图连接收比外皮层区更深区域的信号都十分困难;大脑深处有很多有趣的事情发生,更有趣的是,现在这些区域也可以被直接探测到。当然,功能磁共振成像有一个非常严重的缺点:你需要一台巨大的磁共振机器——脑电图只需要几个电极和几根电线,因此它无法成为家用,但在研究中我们能借助它来观察大脑到底能做些什么,这也是一个非常有趣的过程。

希望有朝一日这种技术可以用于帮助那些大脑或心理有障碍的人,让他们的大脑能够恢复“正常”运转,最终让所有想要改善大脑功能的人都有机会针对他们所选择的功能和技能进行改善。现在距离这一愿景还有很长的路要走,但它就在不远的前方,不断地告知世人,终有一天,随着技术的发展,任何人都会因此而受益。最近针对该技术的一篇综述总结道,目前还有很多没有解决的问题,比如大脑活动能否被人工调节、人们在抛开大脑扫描仪器之后能否继续改变自己的大脑活动等。如果最终第二个问题无法得到解决,那么对于大多数人来说,这就是一条死胡同,除非有人能把核磁共振扫描仪做得更小、更廉价。但是,一旦人们开始体验并熟悉这些全新的心理状态,未来我们就有可能学会锻炼大脑朝着合适的方向运转,获得永久有效的改善。

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