在他将“狂”的毒刺刺入第一座塔楼底部的前一瞬间,他达到了他所知道或想象的任何水平之上的熟练程度。超越了自我,超越了个性,超越了意识,他动了,狂也与他一起动,以一种古老的舞蹈,Hideo的舞蹈,躲避他的攻击者,身心界面的恩典在那一秒被赐予了他,因为他希望死亡的清晰和纯粹.
—威廉·吉布森,
神经漫游者, 1984
有时解决方案会凭空出现。你把你的多页电子表格带到财务部门,会计师会在几秒钟内告诉你有些不对劲,但却说不出是什么。你正站在优胜美地山谷半圆顶半山腰的狭窄岩架上,离地面1000英尺,在看似平坦的花岗岩墙壁上寻找攀登的延续,这时你的高级攀岩伙伴迅速指向一小串薄片:“相信我,就是这里。”
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理解计算机代码,解读微分方程,从X光图像的阴影图案中诊断肿瘤,辨别赝品和真品画作,知道何时该跟注以及何时该在扑克中弃牌。专家们瞬间做出决定,无需思考。直觉是我们赋予这种不可思议的能力的名称,它能让我们快速而毫不费力地知道答案,无意识地,要么根本不知道原因,要么在知道原因之前就知道了。有意识的解释稍后才会出现,如果出现的话,并且涉及一个更加深思熟虑的过程。
直觉产生于一个限定的认知领域内。它可能需要多年的训练才能发展,并且不容易从一个专业领域转移到另一个专业领域。象棋大师在玩桥牌时毫无用处。专业人士可能会花费一生来磨练他们的技能,他们的熟练程度非常受需求。
让我们考虑一系列优雅的功能性脑成像实验,这些实验指出一个大脑结构与直觉密切相关。将棋是一种在日本流行的策略游戏,在九乘九的棋盘上进行,两组各有20个不同的棋子彼此相对。它比国际象棋复杂得多,因为被俘获的棋子可以由俘获者自行决定放置在棋盘上的任何空位。这条规则增加了游戏中任何时候可能出现的走法数量,并防止了国际象棋比赛中双方军队稳步消耗的情况。
东京郊外RIKEN脑科学研究所的田中启二领导了一组认知神经科学家,他们使用功能性MRI研究了将棋棋手的脑部,以寻找熟练程度的神经特征。首先,扫描仪内的受试者观看了将棋棋盘的图画,这些图画要么来自锦标赛游戏,要么来自随机洗牌的棋盘位置。他们还观看了与将棋无关的草图:国际象棋和中国象棋游戏,以及面孔和房屋的图片。
在专业棋手中,来自真实将棋游戏的棋盘位置图片比任何其他类别的图片都更强烈地激活了一块皮层,即顶叶的楔前叶(位于大脑顶部靠后的位置)。也就是说,他们顶叶皮层的一个区域读取了与将棋游戏相关的某些感知特征,并将它们与随机的棋盘位置区分开来。专家们看到棋子的配置、控制线、薄弱的防御或迫在眉睫的攻击——这些模式是业余棋手注意不到的。
在第二个实验中,田中和他的小组向棋手展示了类似将棋杀棋谜题,同时他们躺在扫描仪中。受试者必须在一秒钟内找到下一步棋,这将不可避免地导致将死对方的王。他们必须在一秒钟内完成这项任务,迫使他们依靠直觉,因为没有时间分析各种走法、反击、反反击等等。当他们控制了混淆认知因素时,科学家们在皮层中没有发现任何激活。然而,他们确实隔离了尾状核前部的一个小区域,在皮层下,这个区域在专业将棋棋手中可靠且非常明显地被激活。当业余棋手试图找到正确的走法时,尾状核的激活程度较低且不明显。当受试者有最多八秒钟的时间来更仔细地寻找最佳解决方案时,这个皮层下区域保持沉默。
专用硬件
这项优雅的发现将直觉与尾状核联系起来,尾状核是基底神经节的一部分——基底神经节是一组相互关联的大脑区域,负责学习、执行习惯和自动化行为。基底神经节接收来自皮层的大量输入,皮层是大脑的外层,类似树皮的表面。最终,这些结构投射回皮层,形成一系列皮层-基底神经节环路。在一种解释中,皮层与有意识的感知以及对任何给定情况(无论是新颖的还是熟悉的)的深思熟虑和有意识的分析有关,而尾状核是高度专业化的专业知识所在地,使您无需有意识的思考即可提出适当的答案。用计算机工程术语来说,一类经常使用的计算(即与玩策略游戏相关的计算)被下载到专用硬件(尾状核)中,以减轻主处理器(皮层)的负担。
到目前为止,这些实验将生成将棋走法的任务与大脑活动联系起来。当然,我们不能从相关性中推断因果关系。仅仅因为两件事相关联,并不意味着其中一件事导致了另一件事。随着研究的进展,直觉和大脑活动的因果结构可以通过抑制或阻断尾状核来探测,以观察这样做是否会阻止快速生成正确的将棋走法。遗憾的是,目前还没有可靠的技术可以以一种有益于受试者长期健康的方式来开启和关闭颅骨深处的大脑部分。
相反,田中和他的合作者想知道,学习下将棋的新手是否会以类似于专家的方式连接他们的尾状核。他们招募了天真的志愿者,并让他们接受为期15周的强化训练,每天在一个简化的计算机版游戏中进行游戏。在奖金的激励下,受试者在约100天的训练中有所提高,在此期间,他们累积的总练习时间从37小时到107小时不等。
在这些实验中,要求受试者快速提出最佳下一步棋导致皮层活动增加,但这种活动在训练期间没有变化,也没有与正确反应的比例相关。相比之下,尾状核前部的血流量变化在训练过程中与更好的表现同步发展。此外,训练结束时尾状核信号的强度与受试者随时间的改善程度相关。受试者学得越多,尾状核信号就越大。
看起来,快速、自动、无意识认知操作的场所——解决方案突然出现的地方——位于基底神经节中,与皮层相关联但又彼此分离。这些研究为大脑何时将无意识处理的输出带入意识提供了有力的暗示。仍然不清楚的是,为什么尾状核中的剧烈活动应该保持无意识,而皮层某些部分的努力会导致有意识的感觉。找到答案可能会阐明核心挑战——为什么可兴奋的物质会产生感觉。