跳转到主要内容

大脑

教授

慕尼黑海茵研究所,2010年9月21日。

我们大脑的建筑是一个功能性建筑,所有我们可以观察到的功能,包括最高级别的精神功能—即对感觉的认知、对未来的计划能力、对自我的认识,这些都是基于由惊人的密度组成的神经网络作用的结果。

这种动态的程序同时也影响脑部建筑的发展:人的大脑更是一个自我组织的系统。在这里原则上有两套程序需要区别。一个是贯穿于整个人类进化史全过程的,和“长久联系”有关,是在人类基因中已经预设了的,在全人类中并无二致的程序。它和大脑中的120个脑皮层相连结,这些脑皮层分工各有不同,共同组成一个支配性的网络。这种“概括型建筑”是基于对周围环境的适应而产生的,它把世界形态的演化论认知具象化了出来。这种认知的存在对我们来说是无意识的,以此认知为基础,我们来阐释这个运转中的世界。在脑皮层中,在“本地性”这个层面,神经网络反而在很大程度上依赖于个人自身的经历。这种“精确型建筑”的形成则更大程度上发生于幼年时期。

一类脑皮层专注于处理视觉信息,另一类则处理听觉信息,还有处理空间感知、动力学和对未来计划负责的脑皮层。大脑功能的关键在于,这类“本地性”的大脑皮层是如何同“长线联结”整体交织的。在大脑最优的建筑结构情况下,呈现出的是一个小世界网络,也可以看成是一个社交网、航线网或者互联网。它使一个结点和任意的另一个结点之间的路线能够达到最短的机会最优化,并且在此过程中尽量减少“换乘”。

因此联网的问题至关重要,因为在大脑中没有所谓的可以统一感知、做出决定、协调行动的中心可言。同样的我们的自我无法在大脑中形成一个中心的支持性的主管机关。尽管如此,大脑还是以目标为导向,其任务在于让身体各个器官维持生命,并且使各个器官正常运行。虽然,我们的直觉告诉我们这仍然需要一个中心,但在如此复杂的一个系统内却无法存在这样的状况。

如此一来,便产生了这样一个所谓联接性的问题;在视觉感知中变现为,需要处理的视觉信息根据一定的特征和类别进行归类,将同属一个物体的联系在一起。单独的神经元只会通过或强或弱的刺激进行反应。因此这种标志信息的刺激必须和其他的的神经元联结,标志性的信息则必须要和其他刚刚和此神经元联结的其他神经元继续联结来传递。这种合作是按时间顺序进行的,由同步节奏的放电产生,并和进化过程中已有的感知、以前的印记共同作用。

通过这种方式,大脑中功能性的建构在自我组织的时间空间模型中创造一定的含义。我们还可以推出相似的结论,建筑物的结构也可以看做是功能性的,同样可以把其想象为时间空间上的交流模型,建筑物的集群效应会产生新的含义。

Wolf Singer博士教授现任莱茵河畔法兰克福Max-Planck智力研究所院长、法兰克福前沿教育研究所(FIAS)创始院长,同时任职于恩斯特施图灵曼智力研究所(ESI)。

他的研究方向是认知功能的神经元基础学。

Wolf Singer
Prof. Dr.