本书引入了一些新的术语,如核心意识、扩展意识(见第1章中的定义)、原始自我和二级结构(在第5章和第6章中有介绍)。
另外,我对“情绪”和“感受”的使用也不是传统意义上的,如我在第2章的开头所解释的那样;“客体”这个词有广泛而抽象的含义:人、地点、工具都是客体,具体的痛苦或情绪同样是客体。
·脑图·
神经系统由神经组织组成。和其他活体组织一样,它也是由细胞构成的。神经细胞被称为神经元,尽管它们受到另一种细胞(胶质细胞)的支撑,但一切都表明神经元是产生运动和心理活动的关键单元。
神经元有以下三个主要的组成部分(见脑图1):细胞体,由细胞核和线粒体等细胞器组成,是细胞的动力源;被称为轴突的主要输出纤维;被称为树突的输入纤维。神经元相互连接形成神经回路,在回路中可以找到与导线相似的东西(神经元的轴突纤维)和被称为突触的连接器(通常由一个轴突与另一个神经元的树突接触组成)。
脑图1 一个神经元在解剖学上的主要组成部分
人类的脑中有数十亿个神经元,它们被组织在局部的神经回路中。如果它们像蛋糕一样平行排列,这些回路就构成了皮质区域;如果它们像碗里的浆果一样非分层排列,就构成了神经核。皮质区域和神经核都通过轴突的“投射”相互连接,形成系统,并逐渐在更高的复杂性水平上形成多个系统组成的系统。当轴突的投射大到肉眼就可以看到时,它们就形成了“通路”。就规模而言,所有的神经元和局部回路都是微观的,而皮质区域、大多数神经核和系统是宏观的。
在解剖学上,神经系统通常分为中枢神经系统和外周神经系统。中枢神经系统的主要组成部分是大脑,它由左右大脑半球和胼胝体(一种双向连接左右大脑半球的厚的神经纤维束)组成。中枢神经系统也包括深层核团,如(1)基底神经节;(2)基底前脑;(3)间脑(由丘脑和下丘脑组成)。大脑通过脑干与脊髓相连,脑干后面是小脑(见脑图2)。
脑图2 人类脑的三维重建模型
该模型显示了中枢神经系统的主要脑区和它们的关键组成部分。该模型是基于磁共振数据和BRAINVOX技术重建而成。注意4个主要脑叶、间脑(包括丘脑和下丘脑)和脑干的相对位置,还要注意胼胝体(胼胝体穿过中线连接两个大脑半球)和每个大脑半球扣带回的位置。左右两个大脑半球的脑沟(回)的模式非常相似,但并不相同:两者存在着显著的不对称,而这些不对称似乎是功能差异的基础。
中枢神经系统通过神经与身体的各部分相连,神经是神经元细胞体中产生的一束束轴突。所有连接中枢神经系统(简称脑)和外周的神经集合构成了外周神经系统。神经将冲动从脑传到身体,又从身体传到脑。脑和身体也通过血液中的激素等物质进行化学连接。
无论你从哪个方向切开中枢神经系统的一个部分,它都能很容易地显示出深色和浅色的区别。深色部分被称为灰质(尽管它们的真实颜色是棕色而不是灰色),而浅色部分被称为白质(尽管它们不是白色的)。
灰质的深色是因为大量神经元细胞体的紧密堆积。从灰质中的细胞体发散而出的神经纤维构成了白质。使神经纤维绝缘的髓鞘形成了白质部分的浅色。
灰质有两种类型:分层和非分层。分层类灰质的例子包括:覆盖着大脑半球的大脑皮质,覆盖着小脑的小脑皮质;非分层类灰质,即神经核的例子包括:基底神经节,位于每个大脑半球的深处,由尾状核、壳核和苍白球三个大核组成;杏仁核,位于左右颞叶深处的巨大的神经核;一些较小的神经核聚集形成的丘脑、下丘脑和脑干的灰色区域(见脑图3)。
脑图3 大脑皮质和深层核团中的灰质
如前文所述,灰质由密集的神经元细胞体组成。与之相对的白质由轴突组成,轴突从细胞体发出,传递到其他区域以建立连接和传输信号。剖面图提供了从大脑表面看不见的一些深层结构,如基底神经节、基底前脑、杏仁核、丘脑和下丘脑的相对位置的视图。还要注意脑岛的位置。脑岛是大脑皮质的一个区域,属于体感系统的一部分,完全隐藏在外侧裂的深处。
大脑皮质可以被看作是大脑的一个全面的覆盖物,它覆盖着大脑半球的表面,包括那些裂缝和沟回深处的表面,这些裂缝和沟回使大脑表面具有褶皱的特征。这种多层覆盖物的厚度大约是3毫米,这些层彼此之间平行,并且与大脑表面平行。大脑皮质中,最晚进化出现的部分被称为新皮质。大脑皮质是一个压倒性的存在,所有其他灰色结构、上述的各种神经核、小脑皮质被称为皮质下区域。大脑皮质的主要区域被称为叶,包括额叶、颞叶、顶叶和枕叶(见脑图4)。
脑图4 大脑半球的主要解剖区域
虽然布罗卡区和韦尼克区是与语言相关的最著名的脑区,但其他一些区域也参与语言加工过程。同样,运动区(M)和体感区(S)也只是运动和体感的冰山一角。在大脑皮质的其他区域及皮质下,有许多皮质区域和神经核支撑运动功能(如扣带回皮质、基底神经节、丘脑、脑干核),以及体感功能(如脑干核、丘脑、脑岛、扣带回皮质)。
传统上,大脑皮质的不同区域是通过与其细胞排列的不同结构所对应的数字来辨别的(见脑图5)。区域的编号起源于科比尼安·布罗德曼的工作,并且在近一个世纪后仍然是一个有效的工具。这些数字需要学习,或在脑图上查看,与区域的大小或重要性无关。
脑图5 主要的布罗德曼区
这些数字并不反映这些区域的功能、重要性或位置。它们仅是简单的参考代码。
当神经元活跃时(对应的神经科学术语为“放电”),电流从细胞体传导到轴突。当电流到达突触时,它会触发一种叫作神经递质的化学物质的释放(谷氨酸就是这样一种递质)。在兴奋性神经元中,与突触相邻的许多其他神经元的交互作用决定了下一个神经元是否会被激活,即它是否会产生自己的动作电位,从而导致自己的神经递质释放,依此类推。
突触可以强也可以弱。突触的强度决定了冲动是否以及有多容易继续传递到下一个神经元。在兴奋性神经元中,一个强的突触会促进冲动的传递,而一个弱的突触则会阻碍冲动的传递。
平均每个神经元可以形成大约1 000个突触。考虑到有超过百亿的神经元和超过十万亿的突触,每个神经元倾向于和少数其他的神经元,而不是和大多数或所有的其他神经元交流。事实上,许多神经元只与在相对局部的皮质区和神经核回路内相距不远的神经元交流,至于其他的神经元,尽管它们轴突传递的距离有几厘米,但仅与少数其他神经元联系。神经元的活动首先取决于其所属的附近神经元的集合;其次,无论系统做什么,神经元的活动都取决于在互相连接的集合体系结构中一个集合是如何影响其他集合的;最后,无论每个集合对其所属系统的功能有什么贡献,神经元的活动都取决于其所属集合在系统中的位置。不同脑区的不同功能是由大规模系统中稀疏连接的神经元集合所占据的位置造成的。简言之,脑是一个由多个系统组成的系统。每个系统都是由小而宏观的皮质及皮质下神经核连接而成,皮质及皮质下神经核由微观的局部回路组成,微观的局部回路由神经元组成,所有神经元通过突触连接起来。
为了研究心理表象和脑之间的关系,我一直使用根据实验与临床神经心理学、神经解剖学和神经生理学的成果所构建的框架。该框架假设有一个表象空间和一个倾向空间。在表象空间内,所有感觉类型的表象都能外显地出现。其中一些表象构成了意识让我们体验到的外显的心理内容,而另一些表象则保持无意识。倾向空间是指倾向中包含的知识库,以及使我们可以从回忆中构建表象、可以生成动作、可以促进表象的加工的机制。
倾向空间的内容不像表象空间那样是外显的,倾向空间的内容是内隐的。一旦核心意识被激活,我们就能知晓表象的内容,但永远无法直接知晓倾向的内容。倾向的内容总是无意识的,以潜在的形式存在。然而,倾向可以产生多种行为,诸如将激素释放到血液中,收缩内脏、四肢的肌肉或发声器官。倾向记录了一些以前实际感知到的表象,并参与到重构记忆中相似表象的尝试中。倾向也协助加工处理当前所感知的表象,如影响给予当前表象的注意的程度。我们从来没有意识到执行这些任务所必需的知识,也从来没有意识到所采取的中间步骤。我们只知道结果,如幸福的状态、心跳的加速、手的运动、回忆起的声音片段、经过编辑的对风景的感知。
我们所有从进化中继承的、与生俱来的或通过后天学习所获得的记忆,简言之,我们所有关于事物、事物的属性、人物、地点、事件、关系、技能、生物调节的记忆,凡是你能说得出的记忆,都以倾向的形式(内隐、隐蔽、无意识的形式)存在,等待着成为外显的表象或行为。需要注意的是,倾向并不是文字,而是潜在性的抽象记录。可以用来表示任何存在、事件或关系的文字或符号,以及我们组合文字和符号的规则,也以倾向的形式存在,并以表象和行为的形式出现在生活中,如在讲话或打手势时。当我想到倾向时,我总是想到等待着短暂苏醒的蓬岛小镇(电影《蓬岛仙舞》[Brigadoon]中的世外桃源)。
接下来,我们来辨别中枢神经系统中的哪些部分支撑表象空间,哪些部分支撑倾向空间。
视觉、听觉和其他感觉信号的接收点及其周围的大脑皮质(各种感觉通道的早期感觉皮质),边缘系统的部分区域(如扣带回),以及非皮质结构(如顶盖)支撑了外显的神经模式。这些映射的神经模式在内部和外部输入的影响下不断变化,很可能是表象的基础,这些表象的变化与神经模式随时间而产生的变化是一致的。
另外,环绕着早期感觉皮质和运动皮质这些岛屿,构成了大脑皮质海洋的高级皮质、部分边缘皮质和大量的皮质下神经核(从杏仁核到脑干)都拥有倾向,即内隐的知识记录(脑图6)。当倾向回路被激活时,它们向其他回路发出信号,致使其他脑区产生表象或行为。
脑图6 主要的早期感觉皮质、高级皮质、边缘系统皮质
a:主要的早期感觉皮质包括体感、听觉、视觉皮质等。“早期”一词指的并不是在进化史中出现得早,而是指信号先进入这些大脑皮质。例如,光首先激活视网膜的神经元,然后激活膝状核,随后激活布罗德曼第17、18、19区,这些区域被统称为“早期视觉皮质”。布罗德曼第17区又称“初级视觉皮质”或V1;布罗德曼第18、19区又称“视觉联合皮质”,包括被称为V2、V3、V4、V5的亚区。在颞叶的听觉皮质、在顶叶的体感皮质也类似。
b:图中的阴影线部分是高级皮质和边缘系统皮质。大脑皮质的其余部分由高级皮质组成,它们主要围绕着早期皮质和一些所谓的边缘系统皮质,如扣带回皮质。
这个简略的概述还需要提到其他脑区才算完整。这些脑区表面上的作用是在脑区间形成相互连接,以及控制信号在特定脑区的发生。这些脑区包括丘脑、基底神经节、海马和小脑。我们需要一本教科书才能开始讨论它们各自工作的复杂性,尽管我们对此知之甚少。然而,为了方便讨论,简言之,丘脑的功能,如相互连接信号、控制不同脑区的活动以及传递信号,对意识来说是必不可少的。然而,就意识而言,其他脑区的功能要么是不清楚的,如基底神经节、小脑,要么是微不足道的,如海马。
我提过,在被称为辐合区的神经元集合中存在着倾向。表象空间和倾向空间之间的划分,对应以下两者的划分:(1)外显神经模式的映射,在早期感觉皮质(边缘皮质和一些皮质下神经核)被激活;(2)辐合区,位于高级皮质和一些皮质下神经核。
这种解剖结构是如何作为我们心智中所体验到的那种整合和统一的表象的基础的尚不清楚,尽管一些人已经就此提出了部分的解决方案,但其具体如何还尚未明确。这个问题通常被称为“捆绑”问题。就心理的全景图来看,捆绑可能需要某种形式的神经元活动的时间锁定,这些神经元活动发生在单独但相互联系的脑区。毫无疑问,作为有意识心智特征的整合和统一场景,需要所有神经元发送大量局部和整体的信号。杰拉尔德·埃德尔曼的“再入”(reentry)概念满足了这一要求。鲁道夫·里纳斯跨皮质的“捆绑波”(binding wave)和我的“时间锁定反激活”(time-locked retroactivation)概念是另一种尝试。我们试图找到一种机制,它能够使我们脑中必要的碎片化活动在时空上保持连贯。3沃尔夫·辛格已经在微观结构层面找到了产生连贯性所需的机制4,而弗朗西斯·克里克已经在细胞和微电路层面上对这些要求形成了广泛的理论5。让-皮埃尔·尚热和杰拉尔德·埃德尔曼已经为这种机制的运作提出了选择性的框架,而迈克尔·默策尼希(Michael Merzenich)的工作表明脑确实具有以这种方式运作所必需的灵活性。