用舌头看世界
艾瑞克·维汉梅尔(Erik Weihenmayer)1968年出生于美国丹佛,两三岁时被诊断出患了一种少见的眼疾:先天性视网膜劈裂症。这是一种退行性的遗传疾病,几乎无法治疗。几年过去,他的视力逐渐下降,出现类似青光眼的症状。13岁那年,刚读中学的维汉梅尔视网膜断裂,双目完全失明。
在亲友的支持鼓励下,天性乐观坚韧的维汉梅尔不仅很快接受了现实,还向许多不可能之事发起挑战。他是多项盲人运动纪录的保持者,是潜水员、摔跤运动员、皮划艇选手、滑翔运动爱好者,还曾做过一所全日制学校的体育老师。
更令人惊叹的是,维汉梅尔在他最钟爱的运动项目中取得了骄人成绩——他是世界七大洲最高峰登顶者之一,征服了包括珠穆朗玛峰在内的许多高山。维汉梅尔将自己的经历写进了自传《触摸世界之巅》,好莱坞还据此拍过一部同名的故事片。
最近这些年,维汉梅尔在运动中更加自信,这要得益于一款导盲装置。他说自从有了这个工具,他可以“看见”岩石上凸出的部分,“我可以看见它,然后抓住它——‘嘭’!这个东西在那儿,而我就恰好能够抓住它。对于一个视力正常的人这很简单,但对我来说这种感觉太棒了。”
这个导盲装置叫BrainPort,开发者称之为“感官替代设备”。其实对于盲人来说,最常见的感官替代设备应该是导盲杖,它可以帮助失明者用触觉感知外部世界。BrainPort的基本原理与此类似,也是用触觉替代视觉,只不过更加准确而已。
说到底,就像BrainPort的发明者、已故的神经科学家保罗·巴赫-利塔(Paul Bach-y-Rita)指出的那样,我们不是在用眼睛看周围的世界,而是用整个大脑。他说:“不管外部的刺激经由哪种感受器进入大脑,大脑处理知觉信息的方式是相似的。”
BrainPort由三部分组成:眼镜、舌部芯片和手控传感器,具体的操作流程是这样的:眼镜上的摄像头把外部的视觉信息传送到手动传感器,经过后者转换成脉冲电流,通过口腔里含着的芯片刺激舌头。至此,舌头将接收到的触觉信号传入大脑的特定区域进行加工,最终让大脑绘制出外部世界的图景——有人把这样的图景称为“心画”。
谁会想到舌头也能“看见”世界?其实一开始,BrainPort的发明者、已故的神经科学家保罗·巴赫-利塔(Paul Bach-y-Rita)能想到的还是灵敏的手指,只是为了腾出手做更多的事,他选择了同样触觉灵敏的舌头。想不到舌头不仅像指尖一样,可以精细地分辨不同强度的刺激,潮湿的口腔环境还可以为弱电传导提供绝佳的导体——维汉梅尔把这样的电刺激形容成香槟酒在舌头上炸开的微小气泡。
学习使用BrainPort,难度上与骑自行车差不多。一个记者说她蒙上眼睛在专业人员的指导下花了半小时就能够成功地绕过办公室的桌椅,还识别出了好几个英文字母。只是由于用从未如此使用的器官捕捉信息需要注意力高度集中,几十分钟后她就累倒在沙发上了。想想也是,我们第一次学骑自行车的时候也有这么累。即便我们的大脑有如此神奇的可塑性,学习仍然不是一件轻而易举的事情。
当科学家埋首于感官替代的各种方案与设备,哲学家思考的是另一个有趣的问题。如果维汉梅尔用舌头“看见”了世界,那到底什么是“看见”呢?也许有人会说,只有通过眼睛这一方式感知世界才叫做“看见”,但这种说法是不是过于狭隘?毕竟,眼睛只是视觉系统的一个环节,虽然极其重要,却并非必不可少——最终的观看只会发生在大脑里。再说了,只要维汉梅尔一开始接收的视觉信息,即物体表面反射的光线,那么就刺激的来源而言,维汉梅尔的确“看见”了世界。
不过我个人更感兴趣的依然是感觉的融合问题。当一个人通过触觉系统接收了视觉信息,大脑中发生了什么事情呢?是所谓的视觉、触觉,还是一种难以言说的融合?我想这样的问题,维汉梅尔本人也说不清楚。
所有的感觉,不管视觉、听觉还是触觉等等,可能并不像我们以为的那样泾渭分明,彼此不可替代。因为严格而言,它们都不过是神经元的激活而已,除此别无其他。当一起激活的神经元彼此的联系得以强化,就会形成更多更紧密的连接,并最终形成特定的感觉中枢。
它们还会跨越更远的距离,把感觉中枢与情绪、语言等中枢连接在一起。这个过程,从一个人出生之后不久就开始了。随着时间的流淌,彼此缺少连接的神经元死去并被吸收,数目高达数十亿个,占全部神经元数量的两到四成。而那些连接得到强化的数十亿神经元有了更好的发展,它们一个个长出成千上万的突触,把我们的大脑塑造得独一无二。
是什么在驱动大脑的可塑性?不完全是基因的作用,基因无法决定大脑内部神经网络的具体细节。有人说是环境,也有人说是经验,还有人归因于表观遗传,包括DNA的甲基化与组蛋白的乙酰化。
他们说得都有道理,不过我认为,这些说法与另一个词并不矛盾,那就是“行为”,包括以存在为中心的一切决策和行动。换言之,我们的听、看、摸、闻等等,都是围绕着“做”来组织的。当一种感觉系统受损,大脑有一定的办法来重新安排,以便我们行动。就好像一支足球队,当一个球员被红牌罚下场,整个队伍就会做出相应的调整,并继续比赛。实力下降在所难免,获胜的希望却依然存在。这个道理,我想站上世界之巅的维汉梅尔是最佳的说明。
(来自网络)