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沃尔特鼠的秘密生活

2021年9月25日  来源:走神的艺术与科学 作者:(新西兰)迈克尔·C.科尔巴里斯 提供人:zhaotou97......

奥基夫和纳德尔在他们1978年出版的经典著作中写道:时间成分的增加“将基本的空间地图变为一种人类情景记忆系统”。然而问题出现了,时间成分是否存在于我们哺乳动物的祖先的大脑里?近期证据表明,即使是老鼠也会想象过去或未来的事件。

老鼠海马体中的位置细胞在老鼠去过一些特定环境后偶尔会变得兴奋,比如说迷宫,就好像老鼠能够主动记忆自己曾到过的地方,也许它们还能想象自己将会去往哪里——或可能去往哪里。这种激活作用发生于叫作“尖波涟漪”的大脑区域,这一脑区负责扫描位置细胞序列,就像是老鼠在精神上追踪了迷宫中的轨迹。这样的过程有时是在老鼠睡着的状态下发生的,或者是清醒却静止的状态。就像是老鼠重播自己在迷宫里的经历,也许是做梦,也许是白日梦——对于实验室的小白鼠来说,走迷宫大概是一天中最激动人心的事情了。而这些涟漪则显示出老鼠在精神上正由迷宫的一处游荡到另一处。

这些精神层面的漫步并不需要与老鼠真正走过的路径相对应。有时尖波涟漪扫描出来的路径恰恰与老鼠现实中走过的道路相反。这可能是与迷宫中老鼠未曾去到的某个区域相呼应的一条路径,也可能是未曾走过的不同位置间的捷径。一种解释是尖波涟漪巩固了对于迷宫的记忆,放弃了超越经验的部分记忆,最终建立起留待将来使用的更广阔的认知地图。但精神漫游和记忆的巩固很可能是同一件事情。我们做白日梦的原因之一——或许甚至是夜晚做梦——可能就是为了强化关于过去的记忆,让我们,还有老鼠,能够设想未来的事件。在第七章我会详述梦境世界的内容。

想象中的路径,如果与现实情况一致的话,比真正走上一遭可快多了。我认为我们的精神漫游也是如此。从我家走到我的工作单位大概需要一小时,而当我想象这段路程,遇到的地标,只需要不到一分钟。在精神层面,我们快速行进。虽然我们也不是很清楚,是否时间本身在精神世界的移动速度更快,又或者是否我们穿梭于不同的地点,却忽略了大部分旅程。

在另一个聪明的试验中,放置老鼠的环境有6×6阵型排列的36个食井。它们之前有从食井进食的经验,所以对环境很熟悉。然后确定某个特定的食井为能够找到食物的初始位置,诱惑老鼠去往不同的位置觅食并找到回去的路。研究人员记录了海马体不同位置的涟漪变化,发现它们与这些回到初始位置的路线是一致的,只是在老鼠们踏上归途之前就已经呈现出来了。有趣的是,这些路线往往是它们之前没有走过的。这似乎正是精神时间旅行抵达未来事件的例子。这项研究的操作者们认为海马体“在多个概念语境运行:就好像一幅认知地图,可以在启程前灵活地探索到达目的地的不同路线,正如进行所谓精神时间旅行的一个‘情节记忆系统’”……换句话来说,海马体能够部署一份行动计划。

详细说来,海马体的相关记录似乎还表明了在迷宫中面对选择点时老鼠的决定。用于此实验的老鼠曾经接受过训练,知道迷宫中特定的点需要做出左转或右转的选择。实验期间它们会被从迷宫中取出并放置在转轮上。当它们在转轮上奔跑时,海马体中波动变化的记录再次呈现出与它们在迷宫中所选路径相符的行动,包括下次被放置迷宫时会选择的路径。看起来老鼠们似乎在计划下一个转弯的方向。我在跑步机上的时候思绪也会游走,但我也会利用跑步时间来考虑稍后会做的事情。我们要怎样才能知道老鼠并不只是在回忆之前的尝试中所选择的路径,又或者是想象下一次将选的路径?嗯,也许是因为在转轮上跑了一会儿,它们在被放回迷宫后有时也会出错——比如,选择左转而不是右转。但是这个错误是由海马体的活动发出的,这就说明老鼠实际上计划了错误的转向。该项实验的研究人员写道,海马体内部的活动“已演变为距离的计算,也支持对事件情节的回忆以及对行动顺序和目标的计划”。

也许有一天,海马体活动记录可以帮助守门员在面对任意球时预知对方球员射门的轨迹。

我对这些老鼠实验进行详细叙述的原因是:它们似乎表明即使是卑微的老鼠也沉迷于精神时间旅行。像老鼠一样,我们也是游移在地球表面的生物,所以空间是我们漫游的根本,不论是身体上的还是精神上的漫游。那么,我们的精神时间旅行在简单的空间运动重播和预播的基础上发展进化,其实一点也不奇怪。要找到老鼠和人类共同的祖先,你得回到6600万年前。在这段漫长的时间里,我们的智力水平必然会出现分化,但是在空间世界里的生存机制,空间的记忆和计划是至关重要的,并可能在进化过程中得以保存。精神时间之旅很可能是最早发展的智力的一种。它对活动的动物们来说非常重要,因为它们可以知道自己身处何地、曾去过以及要去往哪里。在第二章我介绍了一种叫作“轨迹记忆法”的助记方法,我们可以在心里将一系列事件定位至某个熟悉的地方,然后在这个地方进行精神旅行,召回这一系列的事件,这样我们就记住了它们。这无疑是源自我们祖先空间感的传承。

身为空间旅行方面当之无愧的专家的鸟类又如何呢?它们沉迷于空中旅行远远早于人类,而且与我们借助笨拙的飞行器所完成的飞行相比,姿态也优美得多。人们曾一度认为鸟类脑中不存在海马体,并由此得出了海马体对飞行有阻碍作用的轻率论调。其实,鸟类的脑组织和哺乳动物大不相同,有研究表明鸟类大脑中有一个类似于哺乳动物海马体的区域,其生长的胚胎区和哺乳动物海马体生长的胚胎区也相符。现在解剖学家确认这一区域即为鸟类海马结构。鸟类海马体不会阻碍飞行,但对鸟类的飞行计划以及采食策略至关重要。所以,藏食于多处的鸟类海马体相对较大,也就不难理解了。在这一点上,它们和伦敦的出租车司机是一样的。

当然,我们自己的精神旅行比简单的地点转移复杂多了。首先,我们的认知地图非常灵活。正如我之前提到的,它们可以变焦。让我带你进行一段简单的旅程,从想象你自己坐在桌前开始(就像我现在这样)。你可以想象桌上的其他物品——填了一半的字谜游戏、一小摞书和一个空杯子。推远些想象一下整个房间——沙发、远处墙边一字排开的书架、通往走廊的门。再推远些,在这所房子周围来一场精神旅行吧。现在我们推远到市郊——一小排商店、公交车站和十字路口。深呼吸,继续移动——到城市、国家乃至世界。又或者你也可以飞来飞去——去巴黎、纽约,或是意大利阿尔卑斯山某个想不起名字的地方。

你也可以把这许多地点和时间联系起来,虽然不够精确。地点归根结底就是时间,因为你在某一个时间只能身处一个地点。你也可以在时间里变焦、回顾或是展望,几秒、几分钟、几小时、几天、几星期、几个月、几年或是几十年。所有这些穿越时间空间的精神旅行都充满了人、事、物、情感、失望、胜利——这些丰富的素材编织出我们的生活。尽管我们忘记了生活中的很多事情,但记住的也很多——多到足够出书立传,或是令我们的同事和孩子心生厌烦。同样地,我们的计划也丰富得多,不会只是简单地选择一条新路线上班。于是就有了一个虚构的世界,占据我们意识生活大部分的杜撰的故事和幻想——关于这部分的更多内容将在第六章详述。

当托马斯·苏登多夫和我构思精神时间旅行的想法时,我们也列出了构建想象情节所需要的其他心理资源,过去的或是未来的。我们或许需要一个执行处理器来把各个组成部分建造成情节,一个可以在信息消失前掌握它的记忆缓冲器。在前面的章节我曾经提到过,苏登多夫及其同事的研究表明:儿童在4岁之前无法在大脑中构建和过去发生过的事件完全一致的情节。所谓沃尔特鼠具备与4岁孩子相当的心理机制的假设很可能无法使人信服。

但是,这些特质真的能够区分我们和其他生物的精神旅行吗?我们必须考虑周全,一方面要警惕“聪明汉斯”式的错误,认为非人类物种也具备与人类相似的特质,另一方面也要避免过度强调人类精神堡垒的坚不可摧,将所有动物拒之门外不留余地。关于海马体在情景记忆方面可能发挥的作用,大卫·史密斯(David Smith)与谢里·水森(Sheri Mizumori)在2006年曾有一场颇具预见性的讨论:

关于啮齿动物是否具备意识能力,能否进行精神旅行的问题,就留给别人去争论吧。不管怎样,心理学的历史上有关“人类特有的”认知功能的案例随处可见,而且稍后还会在所谓的低等动物身上显现出来。考虑到哺乳动物神经系统显著的同源性,以及清晰记忆过去经历的能力具有显著的适应价值这一事实,在没有矛盾证据的情况下,我们认为最保守的立场是假定啮齿动物具备一个性质与人类相似的情景记忆系统。

查尔斯·金斯利一定会为此鼓掌的。而另一个查尔斯则在《物种起源》中写下了举世闻名的句子:“人类和高等动物智力上的差异,尽管显著,但毫无疑问是程度差异而不是类别差异。”

但是,有一个地方可能是沃尔特鼠的精神旅行所无法企及的,这或许可以告诉我们一些关于我们自己精神漫游的、沃尔特鼠永远想不到的事情。

海马体

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