我们的大脑,为何如此的发达?

将你的大拇指放在手掌中央,然后弯起手指盖住大拇指,你就拥有了一个大脑模型。想像人的脸就位于指关节前面的位置,手背则是后脑。你的手腕代表你的脊髓,从你的脊椎往上延伸,而你的大脑就安坐在你的脊椎上。如果你张开四根手指,然后再打开大拇指,就会看到代表内脑干的掌心。请再将你的大拇指放下来,你就可以看到边缘区域所在的大概位置。现在请再将四根手指弯回来,盖住掌心上方,这就是你的大脑皮质了。

这三个区域——脑干、边缘区域、皮质层——构成我们一直以来所称的“三位一体”大脑,并且是在人类演化过程中一层层发展出来的。大脑的整合,最低限度应该包含连结这三个区域的活动。由于它们的分布是由下往上——从位置最里面、最下方的脑干区域,往上到边缘区域,最后到最外层位置最上方的皮质层——因此我们可以称这为“垂直整合”。大脑同时也分成左右两半,右半脑和左半脑,因此神经的整合也必定要包含连结左右半脑的功能。这可以称作“水平整合”,或“双边整合”。了解大脑主要区域的功能有助于了解该如何建立这些区域间的重要联系。

  • 脑干

数亿年前,脑干形成了有些人所称的“爬虫类大脑”。脑干负责接受来自身体的资讯,也负责将信息往下发送,来调节诸如心脏与肺脏等基本功能。除了调节心跳跟呼吸,以控制身体的能量程度以外,脑干还会决定它上方的边缘区域和皮质层的能量程度。脑干直接控制我们的警醒程度,而决定我们是否饥饿或口渴,是否被性欲驱使,还是获得性满足而放松,以及是清醒还是沉睡等等。

当某些情况出现,需要快速动员能量,分布到身体跟大脑各处时,脑干中的许多神经群集也会扮演重要角色。这种所谓的“战斗-逃跑-冻结”(fight-flight-freeze)反应,负责帮助我们在危险时刻求生。脑干会跟边缘区域以及皮质区域协力评估,负责裁定我们在面对威胁时,要动员能量准备战斗或逃跑,还是会无助地冻结不动,或在难以招架的情况下崩溃。但是不论是选择上述哪一种反应,当我们处于求生模式时,反射反应都会让我们很难,甚至根本不可能开放地接纳别人传递的信息。

脑干也在所谓的“动机系统”中,担当很重要的角色。所谓动机系统负责帮助我们满足我们对食物、庇护、繁衍跟安全的需求。当我们觉得有种深刻的“驱力”(drive),驱使我们做出某些行为时,很可能就是你的脑干在跟它上一层的边缘区域共同合作,促使你做出行动。

  • 边缘区域

边缘区域位于脑部深处,大约就在手部模型中,大拇指所在的地方。这个部位是在大约两亿年前,小型哺乳动物开始出现时演化出来的。这个“古老的哺乳动物脑”会跟脑干及躯干密切合作,除了创造我们的基本生存驱力以外,还负责制造我们的情绪。这些感受状态会伴随着意义感,是因为边缘区域会评估我们当下的处境。边缘区域提出的最基本问题是“这是好?还是不好?”让我们从而趋吉避凶。边缘区域以这种方式制造出“情绪”(emotions),来“激发动作”(evoke motion),驱使我们根据自己对当下发生的事所赋予的意义,而做出反应。

边缘区域对于我们如何建立人际关系以及在情感上互相依附,也扮演关键角色。如果你曾经养过鱼、青蛙或蜥蜴,你就会知道非哺乳类动物不会对你产生依附对彼此也不会。相反的,老鼠、猫以及狗,则拥有哺乳动物的边缘区域,因此它们跟我们一样,都会产生依附。基于哺乳动物共有的遗传特性,我们天生就设定好要跟别人产生联系。

边缘区域还会经由下视丘,这个内分泌激素控制中心,发挥重要的调节功能。下视丘会经由脑下垂体传送跟接收全身各处的内分泌激素,尤其会影响我们的性器官、甲状腺以及肾上腺。举例来说,当我们受到压力时,身体会分泌一种激素,刺激肾上腺释放出可体松,让我们的新陈代谢进入高度警戒,动员身体的能量以因应挑战。这种反应很有利于面对短期压力,但是长期下来却可能变成问题。如果我们面对一个难以承受的情境,又无法适当处理,可体松的浓度就会长期过高。重大创伤经验尤其容易使边缘区域的反射反应过度敏感,即使只是微小的压力,也可能导致可体松急速升高,让受过创伤的人连日常生活都感到困难。高浓度可体松也有害成长中的大脑,并干扰神经组织的功能。要重新平衡情绪,降低长期压力的危害,就务必要设法安抚反射反应太强烈的边缘区域。

边缘区域也能帮助我们创造不同形式的记忆——记忆事实、特定经验,以及用情绪赋予这些经验以色彩和质地。研究者针对两边的下视丘与脑下垂体旁,两丛特定的神经元:杏仁核跟海马回,做了这方面功能的深入研究。杏仁形状的杏仁核被认为在恐惧反应中格外重要(虽然有些作者将所有情绪都归因于杏仁核,但是新近的研究显示我们整体的感受事实上是来自更广泛的各部位,边缘区域、脑干以及躯干,并且与我们的皮质层功能也有关)。

杏仁核可以引发立即的求生反应。比如我们遇到的危险,会下意识的躲避。由此我们可以看到情绪的创造可以不动用到意识层面,我们也可能不自觉地利用情绪。这可能救我们一命,也可能让我们做出后悔莫及的事。要能意识到自己体内的感受——能够有意识地注意并了解这些感受——我们就必须将这些皮质层下方创造出的情绪状态,连结到我们的皮质。

最后我们来到海马体。它就像一个“拼图大师”,负责将大脑中分隔的各个区域联系起来——从感知区域,到储存事实的记忆库,到语言中心。这种神经启动模式的整合,会将我们当下每一刻的经验转变成记忆。

海马体会在我们生命的最初几年慢慢发展,并且在我们一生中持续长出新的联系,甚至是新的神经元。随着我们逐渐成熟,海马体则会将这些基本的情绪与感知记忆,融入事实与自传性色彩的记忆中,而让我们有回顾过去的能力。然而,人类这种独一无二的说故事的能力,也必须仰赖脑部最高层的部位,皮质层的发展。

  • 皮质

大脑的最外层,就是皮质层。大脑皮质有时候被称为“新哺乳动物脑”或“新皮质”,因为它是随着灵长类——尤其是人类——出现后才开始大幅度的演化。大脑皮质创造更加复杂的启动模式,代表了全新的三次元世界,超越了皮质下方的下层区域所调节的生理功能与求生反应。就人类而言,皮质中较复杂的前方部位让我们可以形成想法跟观念,也让我们能发展出第七感地图来洞悉内在的世界。皮质的前方部位事实上还会形成一些神经启动模式,显示它自己本身的神经表征。换句话说,它让我们可以思考自己的思考。好消息是,这让人类有新的思考能能够想像、重组事实与经验,以及创造等。但坏处是,这些新能力有时候会让我们想太多。就我们目前所知,没有其他任何物种会在脑中描绘自己的神经特征——或许这也是我们说自己太“神经质”的一个原因。

大脑皮质会折叠成回旋环绕的山丘与深谷,而大脑科学家将此划分成几个他们称为“额叶”的区域。在你的手部模型上,后方皮质层是从你的第二指关节(从指尖开始算)到手背,包含了枕叶、顶叶,以及颞叶。后方皮质层是我们生理经验的地图绘制大师,经由五官知觉产生我们对外在世界的感知,并经过碰触与动作的感知,追踪我们身体的位置与移动。如果你曾经学习使用某种工具,不论是槌子、棒球棒,甚至是车子,你可能都还记得你一开始的笨拙感觉消失的神奇时刻。那是因为后方皮质层惊人的适应性感知功能将那个工具嵌进你的身体地图里,就神经而言,熟练地使用工具就像是你身体的延伸。所以我们才可能在高速公路上高速行驶,或把车子停进窄小的空间,或精确地使用手术刀。

请再看一次你的手部模型,前方皮质或额叶,则是从你的指尖延伸到第二指关节。这个区域是在灵长类的历史中演化出来的,也只有在人类身上发展得最完全。当我们从大脑后方部位来到前方时,首先会遇到一条“运动带”,负责控制我们的随意肌。不同的神经群会分别控制我们的双腿、双臂、双手、手指跟脸部肌肉。这些神经群会延伸到脊髓,并左右交叉,因此我们要使用右边肌肉时,启动左边的运动区域(同样的交叉情况也适用于我们的触觉。触觉的形成是位于大脑较后方,顶叶中一个称为“身体感觉带”的地方)。我们再回到前方区域,稍微往前移,则可以找到一个称为“前运动带”的区域,这部位让我们可以在运动前事先规划。你可以看到这部分的额叶仍与物理世界紧密关连,协助我们与外在环境互动。

  • 前额叶皮质

我们接着来到大脑更上方、更前面,终于来到你的掌中大脑模型上,从你的第一指关节到你指尖的区域。这里,就在额头的下方,就是前额叶皮质,而唯有在人类身上才达到这种高度演化。我们现在已经超越了神经系统对物理世界与身体运动的关切,进入神经所建构出的另一个领域。我们超越了脑干所关切的生理与求生功能,超越边缘区域掌管的评估与情绪功能,甚至超越后方皮质的感知历程以及额叶后方部位所掌管的运动功能,我们来到大脑处理更抽象、更象征性的资讯流的位置,这个部位也使我们与其他物种截然不同。在这个前额叶区域,我们会创造出时间、自我概念,与道德判断等这类抽象观念的表征。同样的,我们也是在这里描绘出我们的第七感地图。

请再看一次你的掌中大脑模型。靠近外侧的两根手指代表侧边前额叶皮质,负责帮助注意力有意识地集中。当你把某件事“放在心上”时,你就是在把这个区域的活动,连结到脑部其他区域的活动,例如来自枕叶持续地输入视觉感知等(即使我们是在产生过往记忆中的影像,启动的也是枕叶中相似的部位)。

现在让我们聚焦在中指与无名指的指甲。这个部位有很重要的调节功能,包括监督脑干活动而影响生理过程、让我们具有在行动前先思考的能力、让我们拥有洞察力与同理心,以及能够进行道德判断等。

为什么执行这些攸关健康人生的重要功能时,中央前额叶区域会扮演这么关键的角色?如果你张开手指,然后再合上,你就能了解这个区域在结构上的独特性:它联系了一切。请注意看,你中央的两根手指指尖就盖在边缘区域的大拇指上,也会碰到代表脑干的掌心,并且直接连结到代表皮质层的手指。所以中央前额叶事实上距离皮质层、边缘区域,以及脑干的神经元,只有一个神经突触的距离。

中央前额叶区域会联系到以下这些分隔遥远且功能分化的神经区域:头颅中的皮质层、边缘区域、脑干,以及分布在躯干各处的神经系统。此外,它还会将所有这些区域的讯号,与我们在社交世界中传送及接收到的讯号相连结。前额叶皮质的功能就是帮助协调与平衡各个区域的神经启动模式,因此它是高度整合的。