大脑的源动力：重掌你的大脑自由
大脑的源动力：重掌你的大脑自由
- 导言
在之前的课程中，我们讲了许多关于大脑的现象，比如大脑是什么样子、大脑的架构、以及一些具体的大脑功能。在这一讲中，我想从这个层面再往下一步，和你聊聊驱动着大脑的力量。
我们曾经讲过，大脑不是一成不变的，相反，大脑从我们出生开始，就是在不断变化的。这种变化不仅体现在大脑的物质结构上，同样也进一步体现在大脑的功能上。也正是因为大脑有这种不断地变化，我们人生总可以不断学习新的东西、产生新的体验和记忆。
一个变化的事物，往往总需要遵循一定的规则，否则这个变化就是无规律、没有方向、不可预知、甚至是混沌的。如果你熟悉人工智能，你或许会知道，具有自我学习、自我演化功能的智能，在设计它的算法的时候，往往要加上一个目标函数，或者说是目标方程。这样，一个智能从非常初级的阶段开始，才可能有目标地不断迭代、更新算法、更新各种参数，从而尽可能地无限逼近这个目标方程。比如谷歌那个会下围棋的 AlhaGo，它在下每一盘棋的过程中不断学习进步，就是因为它给自己设定了「目标」。
大脑的动态过程其实也是如此，我今天想和你讨论的「大脑源动力」，实际上就是大脑对自己的一套行为变化上的指导方针。
- 大脑的「享乐主义」
从心理学的视角来看，我们人类行为的背后驱动力被称为「动机」（ motivatio ）。当你脑海中对一个人的行为产生了「他为什么要这么做？」这样的疑问时，心理学家对于这样的问题，总可以从动机入手来进行分析。大脑作为我们人类行为背后的力量，它的驱动力又是什么呢？
前一阵我去参加了一个会议，开会时一位脑科学家总结出了这样一段话。她说，简单来说，我们大脑想要的是这三样东西：** afety （安全）、 reward （奖赏）、 le eergy （能耗最低）**。这个说法，和 2000 多年前古希腊哲学家亚里士多德提出的「享乐主义原则」（ hedoic ricile ）不谋而合，他认为，人们行为的动机总是去体验快乐并且避免疼痛。
从某种程度上来说，这样的「享乐主义原则」对于大脑来说也是成立的。我们在谈到焦虑的时候曾经说过，大脑总在不断地对外部世界进行分析和预测，并且避免犯错误，而大脑一旦发现自己预测错误，就会根据错误的严重程度来进行自我调整，以防止今后再犯类似的错误。
同样的，当大脑发现自己做对了的时候，也会悄悄给自己之前的算法发朵小红花，以便今后可以继续做对、越做越对。
- 「不安全」的惩罚
对大脑来说，做错的事情一般都是威胁到了「安全」的，会以某种惩罚性的形态出现，比如说疼痛。
当你学习用刀子的时候，不小心划伤了手，你感到一阵疼痛，然后你就知道了，之前那种使用刀子的方式是不对的，大脑立刻调整你的运动轨迹；当你学游泳的时候，换气或者姿势不对，呛到了水，这些错误都直接在你的大脑里有所反应，让你知道前面那种做法是需要调整的。
而这种惩罚和疼痛也并不需要非得是生理上的，哪怕是心理层面上的疼痛，也完全可以奏效。比如，你想象一下，大家围成一个圈，在玩抛球或者踢毽子这样的游戏，或者你们正在举行打篮球或者踢足球这种集体活动，结果玩了半天，没有一个人把球传给你，你的心情会如何？有没有感觉到受伤呢？脑科学家们在这方面，做过很多卓越的研究。
比如，在脑成像技术刚刚兴起的时候，在 2003 年的《 Sciece 科学 》杂志上，就刊登了一篇加州大学洛杉矶分校的研究者的论文，他们问出了一个问题：「人们被拒绝时会感到疼吗？」他们的研究所探讨的，就是在社交场景中，被拒绝或是被排除在外时，人类大脑中的反应、和真实的生理疼痛时的反应是否有相似之处。经过大脑扫描分析之后，他们发现一些传统的疼痛脑区、尤其是和疼痛时的那种情绪反应相关的脑区，比如大脑的前扣带回，在被拒绝和被排挤在外时，也会产生类似的强烈激活反应。
- 「低耗能」的学习方式
有时候，我们甚至都不需要亲自去经历错误，也可以从错误中吸取经验，这就是所谓的「观察学习」。观察学习是大脑把能耗降到最低、成本也降到很低的一种学习方法。我们通过观察别人在实际行为的过程中，遭遇到了哪些情况、如何解决、如何又没能解决，从而让我们无需以身试法，也能从中吸取教训。
这种观察学习不光可以在书本上进行，新时代我们的互联网、电影、电视多媒体如此发达，人们有了各种各样鲜活的渠道。你可以身在家中，倚靠着温暖舒适的沙发，让手机连接网络，你就可以看到别人是如何恋爱失恋、如何荒野求生、如何宫斗、如何婆媳大战、如何在官场纵横、甚至如何笑傲江湖的。这得益于我们之前讲过的大脑镜像系统以及共情系统，发生在别人身上的事情，别人所经历的情感与体验，在这个多媒体技术发展得不错的时代，对于我们大脑来说，就像发生在我们自己身上一样真实。
- 大脑对「奖赏」的需求
对大脑而言，奖赏也是类似的。奖赏可以由外部的生理刺激产生，比如对饥饿之人的一碗饭、对口渴之人的一杯水等等，奖赏同样可以来源于心理需求的满足。这种需求可以是方方面面的，可以是生理心理层面，也可以是社会层面上的，比如社会赞许、被领导表扬、被爱人夸奖、被同事称赞、中了彩票、打赌赢了、做自己喜欢的事情等等，对大脑来说，这些都可以是奖赏。
以往在谈到动机的时候，关于人类生理上的源动力在很多时候都被格外强调，就像是生存和繁衍的动机，比如人类进食、回避危险、包括性爱等行为，科学家们更喜欢从生理上进行解释。但是，我们作为拥有着发达的大脑新皮层、以及额叶的物种，我们心理精神层面上的源动力也尤为重要。
就像 1965 年诺贝尔物理学奖得主、美国著名的物理学理查德·费曼，他曾经说过一段话，让我印象深刻。关于研究理论物理学的感想，他说：「研究物理就像性爱一样，当然它可以带给你一些实际产出，但那并不是你去做它的理由。」
我有一些依然活跃在理论物理研究领域的朋友，每当别人问他们：「你们研究这个有什么用啊？」他们就会引用费曼的这段话回答。
在对需求的满足这方面，心理学家亚伯拉罕·马斯洛在 1956 年提出过一个著名的「心理需求的层次理论」。他认为，人的需求像金字塔一般，从金字塔的底层向上，分别是生理需求、安全与安全感的需求、归属感与爱的需求、自尊的需求、以及自我实现的需求。先不谈我们是否必须满足了下一层需求才能向上一层需求迈进，马斯洛提出的这些人类需求中，你看，不仅包含了生理层面、同时包含了心理与精神层面的需求。
- 愉悦与奖赏系统
安全与奖赏的源动力，对我们大脑的学习与塑造非常重要，为什么呢？因为，我们大脑里存在着类似「奖赏系统」这样的机制。
比如，最著名的是以中脑的腹侧被盖区 ( vetral tegmetal area )、皮层下的核团伏隔核 ( ucleu accume ) 以及大脑的前额叶、尤其是更靠下一些的眶额皮层 ( orital-frotal cortex ) 组成的愉悦与奖赏系统。
可以说，这个愉悦与奖赏系统，通过大脑的化学语言、也就是多巴胺的分泌，以及大脑的电物理语言，即愉悦脑区的神经元发放与激活，来让我们感到愉悦与回报，并且进行自我强化的学习。
这个奖赏系统，在我们理解大脑是如何做出决策、以及如何进行决策调整的时候，显得尤为重要。正是因为这个系统的存在，能让我们理解大脑，通过增加安全性、避免疼痛这样的惩罚；以及不停地寻求奖赏，来不断促进学习、适应变化，通过这种方式，大脑让我们的生活变得更好。
- 总结
即使是这样，在谈到奖赏与生理心理需求的时候，你可能还是会问，我们常见的一些成瘾的现象，比如抽烟、喝酒、药物、赌博、甚至运动等等，是否只能从大脑的生理层面上进行理解呢？我们是否已经被大脑的这种享乐主义所控制？
其实并不是这样的。大脑与世界、以及与我们心理的相互作用，其实是感觉所驱动的加工机制、以及意识与注意所驱动的的调控机制，共同作用的。
我们主动的注意、与意识所驱动的大脑，这两点正是我们有着如此强大的新皮层以及额叶的主要优势。同时，我们还拥有一个可以和奖赏系统、和大脑的源动力进行对话的平台，这就让我们拥有了，重新掌握自己大脑自由的机会。
这也是我们下一讲中，想要具体展开的内容。如果你觉得这一节的内容学起来有些晦涩，没关系，在下一节中，我会通过案例来向你详细说明。
好啦，咱们下一节再见~
- 导言
在之前的课程中，我讲过许多关于大脑的物质基础、生物基础以及生理现象等等。这很容易让人产生一种错觉：大脑是超出了我们掌控的一个器官。
就像心脏，这个器官虽说对我们很重要，但你和它的关系似乎只能是相敬如宾的。你想要心脏跳快点、跳慢点、跳出个爵士鼓点来，似乎都挺困难的。
在上一讲中我们讲到，大脑有一套自己的源动力，你听过之后可能会觉得，大脑就像心脏一样，我们是被大脑单向控制的。尽管关于心智与大脑之间的关系，几千年来，哲学家和科学家们都争执不下，但我在这门课程中，并不准备过多地踏入这个思辨的领域。
在这节课程中，我想和你分享的，是一些来自脑科学研究的成果和思考，其实我们的心智、精神和大脑之间的作用是相互的、双向的。
你并没有被自己的大脑控制，你的大脑也可以由你来做主。
在之前，我介绍过大脑基于外部世界信息的工作模式。比如说，大脑通过几种感官的视觉、听觉、味觉、嗅觉和体觉，对外部世界进行感知，然后再对这些外部刺激而来的信息，进行进一步的加工、处理、以及分析预测等等。
对于大脑来说，这种来源于我们身体之外的感官刺激固然重要，但是，这并不是大脑生活的唯一。每当夜深人静时、在地铁站等地铁发呆时、听着无聊的会议又不能玩手机时……我们的脑海中就会浮现出各种各样的东西。比如，晚饭要吃什么？最近很火的那首歌怎么唱来着？昨天的篮球赛真精彩、我喜欢的男孩在做什么呢？家里的宠物有没有拆家？如果我中了 16 个亿的彩票我要怎么花？等等等等。我们的大脑可以思考，那些与此时此刻的外部世界完全无关的事情。
在你进行这种天马行空的思考与想象的时候，你的大脑当然没有闲着，大脑中的神经元依旧在活跃地工作着，为你的脑海创造出图像、声音、面容、动作、乃至各种抽象的过程。这就是与人们的主动思维和主动想象有所关联的大脑活动。
大脑不是一个只会对外界输入的刺激进行反应的应激器官，大脑是一个和你的意识一起，主动创造现实的器官。
- 想象与现实的大脑边界
在我和朋友们聊天的时候，经常会被问到一个问题：「当你在脑海中想象，你看到了一个苹果，这和你真看到了苹果，会是一样的吗？」
这个问题，交给脑科学家来回答，真是再合适不过了。实际上，很多脑成像研究都发现，人们在进行主动想象的时候，大脑相对应的感觉皮层的活动，和人们在现实生活中真实看到以后产生的大脑活动，是非常相似的。
哈佛大学的脑科学家在 1999 年的《科学 Sciece 》杂志上发表了一篇研究论文，他们先让受试者观看并记住了几条不同长度的线段，然后，科学家一边用 PET （ Poitro Emiio Comuted Tomograhy，正电子发射型计算机断层显像技术）扫描受试者的大脑，一边让他们做一些任务。这些任务中，有的是要求他们闭着眼睛，在脑海中比较刚出看到的不同线段的长度，有的是要求他们睁开眼睛，通过眼前的屏幕、这些视觉上真实看到的线段，来进行直观比较。
脑科学家们分析了受试者的大脑活动后发现，人们闭着眼睛在脑海中想象时，在初级视皮层——也就是枕叶内侧的激活，与人们真实地用眼睛看到同样图案时，是一致的。不光如此，他们为了进一步证明，这个脑区真的和我们的视觉体验有关，他们还运用了一个当时非常新颖的技术，叫做「经颅磁刺激」，简称 TMS 。这个 TMS ，就是通过一个脉冲磁场，短暂地干扰大脑局部脑区的神经活动，暂时抑制住局部脑区的兴奋程度，就像让这个小范围的脑区暂时瘫痪了一样。
通过这个 TMS ，他们发现，当用这个磁刺激的方法，暂时抑制住了刚才说的「枕叶内侧活动」后，不论是真实地进行视觉判断，还是通过想象进行视觉判断，受试者的表现都明显下降了。换句话说，对大脑的感觉皮层而言，你真的看到一样东西，和你在脑海中想象你看到了这个东西，差别并不太大。
- 「大开脑洞」的钢琴家
不光是视觉，关于听觉的想象也是一样。当我说出「葫芦娃主题曲」这几个字的时候，或者「跟着我左手右手一个慢动作」的时候，你的脑海中是否已经有音乐响起来了？脑科学家的研究也发现，人们对声音和音乐的想象，同样可以激活大脑中和听觉体验相关的脑区。
比如，科学家们发现，大脑颞叶的次级听皮层在听到声音的时候会被激活，在人们想象出声音时也会被被激活。除此之外，你在听到真实的声音、和想象出声音时，还有大量的脑区活动会出现重叠。如果是专门受过训练的音乐家，甚至连音乐的节奏、音色、音高、响度等等，都可以在想象中重现出来。
2018 年，在《大脑皮层 Cereral Cortex 》杂志上，刊登了一篇特别妙的研究论文，这篇论文来自瑞士洛桑联邦理工学院、美国加州大学伯克利分校、法国巴黎高等师范学校等多个科研机构的脑科学家。这些脑科学家聚在一起干什么呢？他们啊，一起做了一个大开脑洞的实验。
他们找来了一位钢琴演奏家，然后呢，他们真的在这位钢琴演奏家的脑袋上开了一个洞。科学家们把一片含有 个电极的电极阵列片，贴到他大脑的颞叶和额叶皮层上，直接记录他大脑的神经元活动。
当然，这个实验是经过研究机构伦理委员会批准的，而且也是经由这位钢琴演奏者同意的。这位演奏者本身也是位癫痫患者，他在临床治疗与诊断中，本来也需要进行类似的手术操作。
研究者要求这位受试者，在电钢琴前进行了两种不同的弹奏。第一种情况，受试者一边弹奏，一边可以听到自己弹出的声音和旋律，也就是真实的音乐感知；第二种情况，电钢琴被静音，但是受试者依然要进行弹奏，并且他还要一边弹奏、一边想象自己弹出的旋律和声音。
受试者弹奏的曲目，是他自己选择的拿手曲目，一首是肖邦的《前奏曲》第 20 号，一首是巴赫的《十二平均律》中的 C 大调赋格。每首曲子他都弹了两遍，一遍自己能听到弹出的声音，另一边他自己听不到声音、只能靠想象。
这个研究的妙处在于，脑科学家们可以精确地记录，在真实听到声音和想象声音的不同情况下，随着时间变化，受试者弹奏出每个音符时所对应的大脑活动，用专业术语讲，就是「时间是锁定的」。
通过这场实验，研究者把受试者在两种情况下的大脑活动进行了对比，结果发现，大脑在真实听到音乐时，和想象出音乐时，科学家们记录到的神经活动，在时间特征和频谱特征上，都有着高度相关，特别是在大脑颞叶的颞上回、颞中回、中央前后回、缘上回等等这些与听觉有关的区域。
更有意思的是，运用大脑在想象音乐时的神经活动，还能够重建出当时大脑正在想象的听觉特征，甚至能够较为准确地对应到电钢琴演奏音乐时的某个具体音符上。可以说，大脑在想象音乐的时候，真的是栩栩如生了。
- 操控大脑的「想象力」
讲到这里，你可能会问，好吧，我知道了大脑在进行想象的时候，就跟它真看见、真听见差不多，可是，这又有什么用呢？
其实，这个功能可以应用得特别广泛，我们可以有意地、主动地骗骗自己的大脑，顺便偷个懒什么的。在这方面非常经典的例子，就是在运动想象方面的应用。
简单地说，就是你躺在床上不用动，只需要在脑海中想象，你在做某种运动，这个想象产生的效果，和你真的去做了这个运动，可以非常相似。是的，我们刚刚讲了关于视觉画面的想象、听觉声音和音乐的想象，其实运动也可以想象，而且还挺方便的呢。
很早的时候，实验研究就发现，让人们去想象自己走到前面的一个地方，预备开始以后，让他在脑海中走到了指定地点的时候，举手示意一下，那么，这个记录到的想象行走时间，和他实际真的走过去的时间，是非常相似的。
脑科学家也做过很多实验，探索大脑在想象运动的时候，除了视觉画面的想象以外，还有什么样的活动。结果发现，我们大脑的运动皮层在我们想象运动的时候，无论是在脑海中用手抓握、旋转，或是我们想象自己在走路、跑跳，无论是上肢的、还是下肢的运动，都会激活大脑中一系列与运动相关的脑网络，包括额叶顶叶网络、脑岛、运动皮层、感觉皮层等等。这些激活和我们真实进行这种动作时的大脑活动，有很多相似之处，这就让运动想象非常有实际应用价值了。
一方面，这种想象可以应用到运动技巧的学习以及体育竞技之中。当你在脑海中精确地重现技术动作的流程、控制具体肌肉的感受、想象你在运动时变化的体感、想象出运动画面的时候，大脑中包括前运动皮层、辅助运动区、感觉区、小脑等区域在内的神经网络，也高度活跃。而其中，像前运动皮层这样的区域，在你实际进行这项动作和活动的时候，也有同样类似的激活。这种脑海中的运动想象，可以让你在之后的实际赛场上，显著地促进你的运动技巧学习、提高你的竞技表现。
甚至不一定是体育运动，所有涉及运动以及运动技巧的东西，运用想象都可以帮得上忙。比如，当你去学习一种乐器，有一段你总是演奏不好，没关系，那么，在没有实际练习的时候，你可以在脑海中想象你在练习，比如手指该怎么动，节拍是什么样，这些都能帮助你之后在演奏上进步更快、表现更好。
另一方面，运动想象还能帮助行动有困难的病人，进行复健和运动康复。比如，对于颈部脊髓受伤的病人，他们的肢体容易出现麻痹。研究发现，经过 10 周左右、共计 10 个小时的运动想象练习，可以明显改进他们的运动能力。这个改进，不光是临床上评估的关节灵活度、肌肉力量，还包括大脑中对应这部分肢体运动区域的神经活动。这种想象训练的好处就是，病人甚至可以通过想象一些不可能做出来的动作，通过这种方式，来训练大脑、推动大脑的可塑性，从而帮助康复，比如，帕金森症、脑中风这种与运动障碍有关的脑疾病，就可以同样通过想象运动来进行恢复。
听到这里，像我这样办了健身房年卡，却一年也去不了几次的懒人，会不会一下子就对运动想象充满了积极性呢？关于这一点嘛，我觉得，大家还是要认清一个现实：运动想象虽然好，真实运动所消耗掉的卡路里以及脂肪，并不会因为我们躺在床上，就凭空消失哦 ：）。
- 总结
好啦，在今天这一讲中，我们谈到了主动想象对大脑的影响和作用。通过想象，你可以和你的大脑耍个把戏，让它几乎信以为真。对你的大脑来说，当你想象的细节越丰富、越逼真，你的想象对你大脑的作用就越强，越能够激活你的神经通路。
当然，我们的意识在大部分情况下，还是能分清想象与现实的。虽然真实感受和主动想象时的大脑活动可以非常相似，但这两者之间依然有微妙的不同之处。比如，你在进行听觉想象时，大脑的初级听觉皮层就不会像真听到声音时一样激活，而初级运动皮层在我们进行运动想象时，也不会像我们真实运动一样激活。
凭借这些差别，我们在天马行空的胡思乱想时，既能享受到想象带给我们的益处和大脑训练，又不会迷失在脑海中的虚拟世界里。
那么，让我们下一节课再见~