感知心理学和脑科学强调人们体验现实的方式的共通性。撇开脑损伤或精神疾病的案例不谈,我们都看到太阳从东方升起,享受玫瑰的香味,并在半夜被玻璃破碎的声音惊醒时感到一阵恐惧。这反映了我们的大脑与我们在进化树上的近亲——类人猿的大脑相比,具有极大的相似性。实验室科学通过将受试者在任何一项实验中的表现归纳在一起,并仅报告平均值和围绕该平均值的变化,从而加强了这种偏见。这种混淆也适用于功能性磁共振脑成像中出现的明显热点,我们经常在报纸、杂志(如本杂志)、电视和电影中看到这些热点。
然而,正如我们从自己的生活中所知,我们每个人都有自己的偏好、喜好和厌恶。有些人对闪烁的灯光异常敏感,有些人有绝对音高,有些人看不到深度,有些人可以内省和分析自己的失败和成功,而另一些人——非常频繁地,如政治家等公众人物——缺乏这种诀窍。以我为例。我无可救药地被鲜艳的色彩所吸引。就像喜鹊被任何闪闪发光的东西吸引一样,我被校车黄、橘子橙、勃艮第红、浓郁的品红色、电光紫、帝王紫和海军蓝所吸引。我对俗丽的热爱反映在我的花衬衫和裤子上,我相信也反映在这些色调的增强皮层表征中。
显而易见的是,如果感知世界的装置在两个人之间存在差异,那么连接到这些传感器的头脑的意识体验也不可能相同。在之前的“意识再探”专栏中,我讨论了色盲——大约 7% 的男性缺乏视网膜感光色素基因来看到色调这一事实。但是大脑本身的差异呢?它们是否会以可衡量的方式影响意识?为了回答这个问题,科学家必须深入研究许多人的思想,并将它们与他们大脑的测量结果联系起来。fMRI 扫描仪的广泛应用使得今天的项目变得可行。
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认知神经科学家杰兰特·里斯教授是伦敦大学学院惠康信托基金神经影像中心的教授——无疑是世界领先的 fMRI 中心——他发表了三项研究,将人们体验事物的方式的差异与他们大脑新皮层(前脑高度复杂的褶皱部分,是所有哺乳动物大脑的冠冕)的总体方面的差异联系起来。
在一项研究中,30 名受试者在接受大脑扫描时观看了庞佐错觉。虽然每个观看庞佐错觉的人都认为上面的条比下面的条大,但这种效果的程度因人而异。(错觉的大小是通过询问下面的条必须大多少才能使其看起来与上面的条大小相同来确定的。)令人惊讶的是,这些差异反映在头部后部初级视觉皮层 (V1) 的表面积中。由于未知的原因,V1 的面积在人与人之间可能相差三倍(展开后,典型 V1 的大小和宽度与信用卡相当)。里斯和他的合作者发现,一个人的 V1 越小,他或她体验到的错觉就越强烈。那些 V1 较大的人认为条的大小比 V1 较小的人更相似。奇怪的是,两个紧邻的视觉区域的大小并没有影响错觉的幅度。
来自错觉的线索
双稳态错觉是那些可以以两种方式之一看到的令人愉悦的图像。可能最著名的是内克尔立方体,或“老妇人,年轻女孩错觉”。这两种解释来回翻转。感知翻转所需的时间因人而异。一个人可能会看到图形每五秒钟交替一次;另一个人看到它每 10 秒钟翻转一次。
里斯及其研究小组使用了这种双稳态错觉的动态版本:一团运动的点,被感知为一个向左或向右旋转的圆柱体。在这里,科学家将皮质片的宽度(其灰质的厚度)与每个稳定感知持续多长时间才切换相关联。他们扫描了 52 名受试者的大脑——在一个以查询少数大脑得出宏大结论的领域中——他们只发现了一个区域,即左右顶上叶 (SPL),其中灰质的厚度(及其密度)与感知持续时间显着且持续地呈负相关。换句话说,SPL 皮层越厚,两种解释来回切换的速度就越快。从其他成像和临床研究中已知,大脑后部的 SPL 控制着选择性视觉注意力,但 SPL 灰质的厚度和密度为何如此重要,谁也说不准。
询问人们他们认为意识的定义特征是什么,大多数人会指出自我意识。能够意识到自己的希望,担心配偶的疾病,想知道为什么自己感到沮丧或为什么他激怒了你,这被认为是知觉的顶峰。自我意识在非灵长类动物中基本上是不存在的。虽然我的狗——与许多甚至可能所有动物一样——体验着生活的景象、声音,尤其是气味,但她不会担心为什么她的尾巴不像以前那样摇摆,或者明天的食物是否会出现。
那么,意识的这种难以捉摸的更高阶方面的差异能否与大脑结构的差异联系起来呢?是的,正如里斯及其同事刚刚发表的第三项研究得出的结论。
32 名健康的志愿者在扫描仪中完成了一项困难的视觉任务。他们必须判断许多微弱的斑块中哪一块比其他斑块稍微突出一点;这种判断是有意为之的。在每次试验之后,受试者必须选择一个介于一到六之间的数字,表明他们对自己判断的信心。六表示他们对自己的判断非常有信心,而一则表示猜测。也就是说,他们被要求进行内省:你确定你刚才在这里看到了明亮的斑块吗?心理学家称之为元认知:思考思考。
不足为奇的是,受试者判断的准确性差异很大(与他们的表现水平无关)。想想电视游戏节目《谁想成为百万富翁》,参赛者必须根据自己的信心来判断他们是否想在使用生命线之前知道答案。有些人很精明,明智地使用生命线;另一些人则浪费掉了。认知科学家提取了一种内省变异性的度量,并发现该度量与右侧前额叶皮层中灰质体积的变异性相关。你大脑前部这个区域的神经元越多,你的内省能力就越好。并不是说你的表现会提高,而是你对你的表现的洞察力——无论你认为自己做得好不好——都会提高。这些区域受损的患者通常会丧失内省能力。而新皮层的这一部分比灵长类动物的任何其他区域都扩张得更多。同样,这种相关性背后的神经元机制目前仍然未知。
里斯的研究表明,我们大脑的形态或形状的差异反映在我们有意识地体验和理解世界的方式的差异中,包括我们自己的大脑和身体。通过这种方式,神经科学将物质大脑的物理结构映射到现象和难以言喻的体验的内在几何结构上。