葉夏

（樟木中心衛(wèi)生院，廣西 昭平 546807）

大腦皮質(zhì)功能原理探索之假說

葉夏

（樟木中心衛(wèi)生院，廣西 昭平 546807）

信息是大腦皮質(zhì)功能的基礎(chǔ)，沒有信息自然沒有記憶、經(jīng)驗(yàn)、思想、創(chuàng)造性等。因此要了解大腦皮質(zhì)的功能，就必然先了解大腦皮質(zhì)的信息，通過對(duì)信息的特點(diǎn)和規(guī)律進(jìn)行研究，才有可能得出一個(gè)合理的方式去解釋大腦皮質(zhì)的功能。

大腦皮質(zhì)；信息；功能；程序

本文以信息的規(guī)律和大腦皮質(zhì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合醫(yī)學(xué)知識(shí)，用清楚直接的方式解釋了學(xué)習(xí)、經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造性等。本文僅僅只是一些想法，筆者已經(jīng)盡了全力為這些想法提供可靠的理由，直到現(xiàn)在筆者也沒有草率地做出結(jié)論。筆者希望讀者能夠耐心地理解本文所提出的概念和理論，認(rèn)真地把它看完，用平靜和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來審視。

1 信息

信息能夠貯存于我們的大腦皮質(zhì)，就必然有其物質(zhì)結(jié)構(gòu)來維持它的存在。由于當(dāng)下科學(xué)技術(shù)的限制，我們尚且不能得知這種結(jié)構(gòu)是如何維持我們的大腦皮質(zhì)，因此本文用英文字母來表示一個(gè)信息。例如：A、B、C、D，就是信息A、信息B、信息C、信息D的意思。

2 程序

智能不僅僅是因?yàn)樾畔①A存于我們的大腦，更重要的是大腦的結(jié)構(gòu)如何處理信息。由于本文目的在于大腦皮質(zhì)功能的討論，所以對(duì)大腦皮質(zhì)以外的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能不做詳述。大腦皮質(zhì)是貯存信息的儲(chǔ)庫(kù)，是人類高級(jí)功能的中樞。經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、思想、思維方式、創(chuàng)造力、想象力等高級(jí)功能都有賴于以大腦皮質(zhì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。

高級(jí)功能固然有很多類型、很多形式。但是筆者對(duì)高級(jí)功能的類型進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，各種高級(jí)功能的呈現(xiàn)無非就是，圍繞“信息群”和“信息之間的關(guān)聯(lián)”這樣的問題反復(fù)進(jìn)行。

比如醫(yī)生從事醫(yī)學(xué)工作，因?yàn)樗拇竽X皮質(zhì)貯存著醫(yī)學(xué)方面的信息，什么情況下用藥、什么情況下停藥、什么情況下?lián)Q藥，這些都必然依靠大量的信息以及信息之間的關(guān)聯(lián)來支撐。

再比如說雕刻，雕刻師想要?jiǎng)?chuàng)作出什么樣的形狀，雕刻過程中刻刀的力度什么時(shí)候大、什么時(shí)候小，雕刻的工序哪個(gè)在前、哪個(gè)在后。這些都必然依賴于大量的信息以及信息之間的關(guān)聯(lián)。

從任何一類技術(shù)、知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)等等高級(jí)功能中都可以發(fā)現(xiàn)，它們都存在信息群，或者說一個(gè)信息組合體。醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)類信息的組合體，雕刻技術(shù)是雕刻類信息的組合體。信息的組合體構(gòu)建成高級(jí)功能。一個(gè)信息組合體就是高級(jí)功能的某一種能力、經(jīng)驗(yàn)、思想、記憶等。

為了能夠在講解的時(shí)候更加方便，筆者必須為這種信息組合體給個(gè)合適的定義。因此，筆者把信息組合體稱為程序。醫(yī)學(xué)的信息組合體，可以稱為醫(yī)學(xué)程序。雕刻類的信息組合體，可以稱為雕刻程序。

為了使解說更加簡(jiǎn)單明了，本文通常用甲、乙、丙、丁來各代表一個(gè)程序。如圖1，A、B、C、D、E、F六個(gè)信息各自組合成兩個(gè)程序，我們用一個(gè)圈圈來表示一個(gè)程序，圈圈里面的信息都是組合成該程序的所有信息。

圖1

3 信號(hào)通路

3.1 突觸傳導(dǎo)主要是指兩個(gè)細(xì)胞之間的突觸結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)功能，而信號(hào)通路則側(cè)重于一連串細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)。如圖2所示，A、B、C、D四個(gè)細(xì)胞的排列方式，四個(gè)細(xì)胞都是通過突觸結(jié)構(gòu)與相鄰細(xì)胞連接在一起的，這種情況下則需要一個(gè)新的概念去定義這一連串細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)路徑，這就是本文信號(hào)通路的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。筆者把一連串神經(jīng)細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)路徑稱為信號(hào)通路。

圖2

3.2 按照大腦皮質(zhì)功能定位的內(nèi)容，視區(qū)位于枕葉距狀溝周圍的皮質(zhì)，聽區(qū)位于顳橫回，等等的這種分區(qū)，把信息的類型劃分得極為簡(jiǎn)單。這種極為簡(jiǎn)單的分區(qū)使得信息與信息之間分類明確。但是一個(gè)程序的信息不可能這么單純的分類。比如作為一名醫(yī)生，醫(yī)學(xué)上的信息即要有視覺上的、也要有聽覺上的，信息的類別復(fù)雜多樣，不可能只限于一個(gè)功能區(qū)。因此，只有像信號(hào)通路這樣的存在，才有可能將不同功能區(qū)的信息聯(lián)系在一起，組合成一個(gè)信息組合體（程序）。

這就是信號(hào)通路的作用，它是一種傳導(dǎo)路徑。

3.3 用以說明信號(hào)通路存在的實(shí)例

3.3.1 實(shí)例一

記憶的神經(jīng)細(xì)胞化學(xué)假說把核糖核酸（RNA）看做是記憶分子。已有大量的行為證據(jù)給這個(gè)假說以支持。例如，人腦細(xì)胞中RNA的濃度，跟人的學(xué)習(xí)能力一樣，起先隨年齡而增長(zhǎng)，然后又隨年老而下降。當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞受到反復(fù)刺激時(shí)，RNA在這些神經(jīng)細(xì)胞中的濃度會(huì)增加（H.Hyden＆E.Egyhazi，1962），RNA的合成被阻斷，動(dòng)物的記憶就遭到破壞。

筆者認(rèn)為：有點(diǎn)醫(yī)學(xué)知識(shí)的人都知道，突觸傳遞信號(hào)的功能需要消耗能量和遞質(zhì)，因?yàn)橥挥|前膜與突觸后膜中間存在突觸間隙，需要遞質(zhì)從突觸前膜出發(fā)，與突觸后摸的受體結(jié)合。

而完成一次信號(hào)傳遞，突觸前膜分泌的遞質(zhì)數(shù)量要達(dá)到或超過閾值。而突觸傳遞信號(hào)的遞質(zhì)來源于DNA。由DNA轉(zhuǎn)錄成RNA，再由RNA翻譯成遞質(zhì)。

這樣一來問題就很明顯了，當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞受到反復(fù)刺激時(shí)，信號(hào)的傳遞需要消耗大量的遞質(zhì)，RNA的出現(xiàn)只能說明突觸傳導(dǎo)的頻率在增加。既然人腦細(xì)胞中RNA的濃度跟人的學(xué)習(xí)能力一樣，起先隨著年齡的增長(zhǎng)而增加，然后又隨年老而下降，那么這不就是信號(hào)通路傳導(dǎo)頻繁的最好說明嗎？

在相關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，阻斷RNA的合成，動(dòng)物的記憶遭受破壞。這是因?yàn)榛瘜W(xué)性突觸傳導(dǎo)的遞質(zhì)來源被阻斷了，電流無法刺激突觸前膜分泌遞質(zhì)，無法完成信號(hào)傳導(dǎo)功能。將RNA的合成阻斷，即阻斷遞質(zhì)的來源，記憶自然就遭受影響，影響了記憶既是影響了學(xué)習(xí)。

當(dāng)然，以上的學(xué)習(xí)過程只是一種假設(shè)，需要相關(guān)實(shí)驗(yàn)來證明?！皩W(xué)習(xí)”是大腦整體結(jié)構(gòu)的作用完成的，由于本文研究的對(duì)象是大腦皮質(zhì)的各種功能，因此，與大腦皮質(zhì)功能以外的內(nèi)容本文不做相關(guān)的解說。

3.3.2 實(shí)例二

在當(dāng)下的fMRI實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)有不少實(shí)驗(yàn)證明大腦區(qū)域的“小世界”的存在。“小世界”即是相關(guān)事物之間的連接而形成的網(wǎng)絡(luò)。本文作者認(rèn)為“小世界”很可能就是信號(hào)通路。

3.3.3 實(shí)例三

大腦皮質(zhì)的聯(lián)絡(luò)機(jī)能：在大腦皮質(zhì)，除了特異感覺投射區(qū)和運(yùn)動(dòng)區(qū)之外，還有更廣大的區(qū)域。這些區(qū)域一般稱為聯(lián)絡(luò)區(qū)，主要的有：感覺聯(lián)絡(luò)區(qū)、運(yùn)動(dòng)聯(lián)絡(luò)區(qū)、前額聯(lián)絡(luò)區(qū)等。

聯(lián)絡(luò)區(qū)的存在說明區(qū)域之間必然有聯(lián)系，我們從突觸傳導(dǎo)的內(nèi)容可以了解，這種聯(lián)系并不是一個(gè)信息從一個(gè)區(qū)域傳到另一個(gè)區(qū)域，信息不是像貨物一樣搬運(yùn)。而是區(qū)域之間的信號(hào)傳導(dǎo)。區(qū)域之間的信號(hào)傳導(dǎo)意味著信息之間的信號(hào)傳導(dǎo)。

4 信號(hào)通路的特點(diǎn)

4.1 生物規(guī)律

4.1.1 生物規(guī)律

因?yàn)椴还苁裁雌鞴俣即嬖诖鷥敊C(jī)制，器官的功能強(qiáng)大與減弱，與這種代償機(jī)制有一定的關(guān)系。如果器官的工作量增加，代償機(jī)制就會(huì)適當(dāng)?shù)卦鰪?qiáng)器官的功能活動(dòng)以適應(yīng)工作量的增加。如果器官的工作量減少，代償機(jī)制就會(huì)適當(dāng)?shù)販p輕器官的功能活動(dòng)?！坝杏脛t強(qiáng)，無用則弱”這個(gè)規(guī)律是在代償機(jī)制下產(chǎn)生的。

4.1.1 說明生物規(guī)律存在的實(shí)例。

4.1.1.1 比如運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的功能，人體的肌肉，如果一個(gè)人長(zhǎng)期鍛煉的話，肌肉就會(huì)變得強(qiáng)壯發(fā)達(dá)，但如果四肢癱瘓以后，四肢的肌肉得不到使用，就會(huì)漸漸萎縮。這就是“有用則強(qiáng)，無用則弱”的意思。

4.1.1.2 比如免疫系統(tǒng)的功能，在沒有外環(huán)境因素的刺激時(shí)，記憶細(xì)胞的數(shù)量很少；當(dāng)機(jī)體受到異物刺激時(shí)，記憶細(xì)胞就會(huì)被激活而大量存在。這就是“有用則強(qiáng)，無用則弱”。

4.1.1.3 比如造血系統(tǒng)的功能，當(dāng)機(jī)體大量輸血時(shí)，會(huì)影響制造血系統(tǒng)的功能；當(dāng)機(jī)體失血時(shí)，會(huì)激發(fā)造血系統(tǒng)的功能。這就是“有用則強(qiáng)，無用則弱”。

4.1.1.4 比如呼吸系統(tǒng)的功能，當(dāng)血液含氧量過高時(shí)，會(huì)刺激呼吸中樞抑制呼吸肌的功能運(yùn)動(dòng)；當(dāng)血液含氧量過低時(shí)，會(huì)刺激呼吸中樞亢進(jìn)呼吸肌的功能。這就是“有用則強(qiáng)，無用則弱”。

4.1.1.5 比如泌尿系統(tǒng)的功能：當(dāng)機(jī)體水的攝入量過少時(shí)，泌尿系統(tǒng)的功能就會(huì)減少尿液排放；當(dāng)機(jī)體水的攝入量過多時(shí)，泌尿系統(tǒng)的功能就會(huì)增加尿液的排放量。這就是“有用則強(qiáng)，無用則弱”的規(guī)律。

4.1.1.6 比如心血管系統(tǒng)的功能：當(dāng)心輸出量、外周阻力、血量等發(fā)生變化時(shí)，心血管中樞調(diào)節(jié)中樞的作用使血壓不至于發(fā)生過大的波動(dòng)，保持相對(duì)恒定。這就是“有用則強(qiáng)，無用則弱”的規(guī)律。

以上實(shí)例都是在機(jī)體健康的基礎(chǔ)上形成。由于能列舉的實(shí)例太多，本文不做一一詳述。筆者之所以要在談?wù)撔盘?hào)通路的特點(diǎn)之前先講講這個(gè)規(guī)律，是因?yàn)樾盘?hào)通路的特點(diǎn)也遵循著“有用則強(qiáng)，無用則弱”的規(guī)律。

4.2 信號(hào)通路的特點(diǎn)

突觸分為電突觸和化學(xué)性突觸。化學(xué)性突觸在傳遞信號(hào)過程中需要釋放一定量的遞質(zhì)，通過遞質(zhì)將一個(gè)神經(jīng)元的信號(hào)傳遞給另一個(gè)神經(jīng)元。而電突觸的信號(hào)傳遞不需要遞質(zhì)，傳導(dǎo)速度更快，幾乎無潛伏期。因此電突觸的信號(hào)傳導(dǎo)能力要遠(yuǎn)勝于化學(xué)性突觸。

既然信號(hào)的傳導(dǎo)有強(qiáng)弱之分，那么依靠信號(hào)通路把信息連接在一起也就有強(qiáng)弱之分。筆者把由電突觸來連接信息的連接稱為強(qiáng)連接；把由化學(xué)性突觸來連接信息的連接稱為弱連接。信號(hào)通路把相關(guān)信息連接在一起，形成一個(gè)信息組合體，這種連接就是強(qiáng)連接。因?yàn)橹挥袕?qiáng)連接才有可能把不同功能區(qū)的信息組合在一起，形成一個(gè)牢固的整體。所以本文所談到的信號(hào)通路都屬于強(qiáng)連接。

我們不妨做這樣一種假設(shè)：

一條傳導(dǎo)路徑的所有突觸都是化學(xué)性突觸。由于某種原因使得這條傳導(dǎo)路徑的傳導(dǎo)反復(fù)發(fā)生，化學(xué)性突觸的遞質(zhì)因?yàn)榉磸?fù)的信號(hào)傳導(dǎo)而反復(fù)釋放，在這個(gè)過程中，可能是釋放的遞質(zhì)刺激了電突觸結(jié)構(gòu)的形成，也可能是遞質(zhì)與受體結(jié)合刺激了電突觸結(jié)構(gòu)的形成，也可能是遞質(zhì)與受體結(jié)合后分解的殘片刺激了電突觸結(jié)構(gòu)的形成。總之電突觸在生物的代償機(jī)制下形成，使得該條傳導(dǎo)路徑的傳導(dǎo)功能大大增強(qiáng)。

按照上面那樣繼續(xù)推論下去：由于某種原因，這條傳導(dǎo)路徑的信號(hào)傳導(dǎo)不再發(fā)生，沒有了電流的刺激，其結(jié)果可能會(huì)有兩種：第一種，電突觸的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而重新轉(zhuǎn)變成化學(xué)性突觸。第二種，那就是繼續(xù)維持電突觸的結(jié)構(gòu)而無用武之地。但是我認(rèn)為前者的可能性比較大，因?yàn)榈览砗芎?jiǎn)單：如果電突觸形成以后無法再轉(zhuǎn)變成化學(xué)性突觸，也就是強(qiáng)連接無法再轉(zhuǎn)變成弱連接，那么我們?cè)?jīng)的記憶是如何忘記的呢？

如上所述，筆者認(rèn)為信號(hào)通路同樣遵循著“有用則強(qiáng)，無用則弱”的規(guī)律。

人在學(xué)習(xí)一類知識(shí)或技能的時(shí)候，往往需要反復(fù)練習(xí)、反復(fù)思考。這可能與信號(hào)通路的建立，把相關(guān)信息組合成一個(gè)程序有關(guān)。因?yàn)橄嚓P(guān)信息的強(qiáng)連接需要一個(gè)形成的過程。我們可以做這樣一種假設(shè)：人在學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中，需要貯存大量的信息，這些信息有視覺上的也有聽覺上的。這些信息由于處在不同的功能區(qū)，不能任意地組合或者聯(lián)系在一起，使得學(xué)習(xí)之初無法將所學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用自如。在經(jīng)過反反復(fù)復(fù)練習(xí)和思考，通過刺激相關(guān)信息之間的連接，相關(guān)信息之間的細(xì)胞由于反復(fù)地傳導(dǎo)信號(hào)，化學(xué)性突觸反復(fù)釋放的遞質(zhì)刺激了電突觸結(jié)構(gòu)的形成。因而形成了信號(hào)通路，能夠滿足相關(guān)信息之間的強(qiáng)連接，又滿足了無關(guān)信息之間的弱連接。這種信息連接關(guān)系，使得相關(guān)的信息組合成一個(gè)信息組合體，即程序。程序的形成，代表著這個(gè)人擁有了某種能力，他在這種知識(shí)上的運(yùn)用比學(xué)習(xí)之初更加自如。

5 程序的特點(diǎn)

5.1 程序里面的信息

在大腦皮質(zhì)，程序代表著高級(jí)功能的某一類型或形式，由相關(guān)的信息組合而成。比如：醫(yī)生腦子里的醫(yī)學(xué)，是由醫(yī)學(xué)信息組合而成的程序。更確切地說，應(yīng)該是由醫(yī)學(xué)信息與醫(yī)學(xué)信息之間的強(qiáng)連接組合而成的程序。那么我們不禁疑問，是什么原因決定了這個(gè)信息屬于醫(yī)學(xué)而不是屬于哲學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)或者其他呢？用另外一種方式提問的話，也可以這樣說：為什么這個(gè)程序里面的信息，是這個(gè)程序呢？這是一個(gè)必須思考的問題。我們可以從一些實(shí)驗(yàn)例子中去尋找原因。

巴甫洛夫以太做實(shí)驗(yàn)，建立了條件反射學(xué)說，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，給犬喂食物會(huì)引起唾液分泌，這是非條件反射。食物是非條件刺激。給犬以鈴聲刺激則不會(huì)引起唾液分泌，因?yàn)殁徛暸c食物無關(guān)，故鈴聲稱為無關(guān)刺激。但是，如果在給犬喂食物以前，先給予鈴聲刺激，然后再給以食物，經(jīng)過反復(fù)多次的鈴聲與食物結(jié)合后，每當(dāng)鈴聲一出現(xiàn)，也會(huì)引起犬分泌唾液。這樣鈴聲不再是無關(guān)刺激了，鈴聲變成了進(jìn)食的信號(hào)，成了信號(hào)刺激。由信號(hào)刺激引起的反射活動(dòng)，稱為條件反射。所以信號(hào)刺激即條件刺激。形成條件反射的基本條件是無關(guān)刺激與非條件刺激在時(shí)間上的結(jié)合（強(qiáng)化）。任何無關(guān)刺激通過與非條件刺激的結(jié)合，都可以形成條件反射。（本段內(nèi)容摘自人民軍醫(yī)出版社2007年7月第1版第一次印刷《生理學(xué)》，第218頁(yè)）

筆者不否認(rèn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)除了大腦皮質(zhì)的功能以外，還有中樞系統(tǒng)其他部位的作用。作為針對(duì)大腦皮質(zhì)功能研究的文章，本文只談?wù)摯竽X皮質(zhì)功能的部位。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中：鈴聲是一個(gè)信息；犬進(jìn)食和分泌唾液是高級(jí)功能的一種能力，即一種進(jìn)食程序。在條件反射形成之前，給犬以鈴聲刺激不會(huì)引起唾液分泌。原因在于鈴聲信息不是進(jìn)食程序的信息。只有“鈴聲信息”和“進(jìn)食程序”兩者之間形成信號(hào)通路之后，鈴聲信息才成為進(jìn)食程序的信息。這時(shí)候給予鈴聲刺激才能引起犬分泌唾液。所以“鈴聲信息”是否屬于“進(jìn)食程序”要看兩者之間是否形成信號(hào)通路。

由此可見，任何一個(gè)信息是否屬于某個(gè)程序，則看信號(hào)通路是否把兩者強(qiáng)連接在一起。程序原本就是一群信息的組合體，程序里面所有的信息都是因?yàn)樾盘?hào)通路形成的強(qiáng)連接，而被看成是一個(gè)整體。

5.2 信息之間的關(guān)聯(lián)

信號(hào)通路是由于反復(fù)的信號(hào)傳導(dǎo)，使原來的化學(xué)性突觸轉(zhuǎn)變成電突觸，原來的弱連接轉(zhuǎn)變成強(qiáng)連接而形成的。在巴甫洛夫的條件反射實(shí)驗(yàn)中，是什么原因引起犬的大腦皮質(zhì)內(nèi)“鈴聲信息”與“進(jìn)食程序”之間發(fā)生反復(fù)的信號(hào)傳導(dǎo)呢？

一個(gè)生物個(gè)體，所處的環(huán)境除了內(nèi)環(huán)境就是外環(huán)境，鈴聲、食物以及兩者存在的關(guān)系都是外環(huán)境的環(huán)境因素。從巴甫洛夫的條件反射實(shí)驗(yàn)中可以看出，外環(huán)境因素對(duì)程序的影響是一種客觀存在的事實(shí)。

“鈴聲”和“喂食”就是各自獨(dú)立的外環(huán)境因素，本不產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。但在每次喂食之前給予鈴聲，使得這兩個(gè)因素產(chǎn)生了關(guān)聯(lián)。這個(gè)關(guān)聯(lián)在外環(huán)境產(chǎn)生的原因，在于兩個(gè)因素的時(shí)間先后順序上“反復(fù)演繹”而形成的規(guī)律。這個(gè)規(guī)律正好符合信號(hào)通路的形成條件。信號(hào)通路就是因?yàn)樾畔⒅g的“反復(fù)信號(hào)傳導(dǎo)”而形成的。在犬的主觀世界里，鈴聲是一個(gè)信息，喂食是一堆信息。兩者反復(fù)的信號(hào)傳導(dǎo)使得兩者之間形成了信號(hào)通路。信號(hào)通路的形成表明“鈴聲信息”已經(jīng)成為“進(jìn)食程序”的一部分，“鈴聲信息”已經(jīng)進(jìn)入“進(jìn)食程序”的范圍圈。當(dāng)再次給予鈴聲刺激的時(shí)候，正是犬進(jìn)食程序發(fā)揮作用的時(shí)候，自然會(huì)引起與進(jìn)食程序相符合的行為和反應(yīng)。在這個(gè)過程中，鈴聲和進(jìn)食的反復(fù)刺激是一種外環(huán)境因素，正是這個(gè)外環(huán)境因素的影響，引起了信號(hào)的反復(fù)傳導(dǎo)。

在人的大腦里面，還有另外一種可能，可以使兩個(gè)信息之間發(fā)生反復(fù)的信號(hào)傳導(dǎo)，那就是自主意識(shí)、或者說自主思維的活動(dòng)。人的思考、回憶、妄想等自主意識(shí)活動(dòng)都可以做到信息之間的反復(fù)傳導(dǎo)。但自主意識(shí)可能涉及大腦皮質(zhì)以外的結(jié)構(gòu)和功能，因此本文不做詳述。

5.3 外環(huán)境對(duì)智能的影響

從條件反射這個(gè)例子我們可以發(fā)現(xiàn)，一個(gè)信息是否屬于某個(gè)程序要看信號(hào)通路是否形成，而信號(hào)通路的形成要看外環(huán)境因素的刺激。因此在沒有自主意識(shí)參與下，一個(gè)信息是否屬于某個(gè)程序，最終還是由外環(huán)境因素所決定。

對(duì)人類而言，外環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的影響因素，因?yàn)橥猸h(huán)境各種事物的關(guān)聯(lián)錯(cuò)綜復(fù)雜。比如一個(gè)醫(yī)生大腦里面的醫(yī)學(xué)，由醫(yī)學(xué)信息組合而成。決定這個(gè)信息是否屬于醫(yī)學(xué)由外環(huán)境因素來決定。外環(huán)境因素決定“頭暈”和“高血壓”兩者有關(guān)聯(lián)，那么在大腦皮質(zhì)兩者就有關(guān)聯(lián)。而外環(huán)境因素的影響，可以通過閱讀、實(shí)踐等多種途徑來影響。因而醫(yī)學(xué)信息之間的信號(hào)通路可以通過多種刺激方式來建立。這就使得醫(yī)學(xué)知識(shí)可以通過多種途徑來獲得。

正因?yàn)槿绱?，?duì)醫(yī)生而言，除自主意識(shí)活動(dòng)外，由于每個(gè)醫(yī)生的經(jīng)歷各不相同，使得外環(huán)境因素方面的影響也各不相同，因此醫(yī)學(xué)在每個(gè)醫(yī)生的大腦皮質(zhì)所呈現(xiàn)出來的內(nèi)容都各不相同。這就是經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的差別，影響著醫(yī)生的判斷和決定。

從巴甫洛夫的實(shí)驗(yàn)來說，“鈴聲”和“喂食”兩者的關(guān)聯(lián)，在外環(huán)境里沒有絕對(duì)性。如果用另一個(gè)因素與“喂食”產(chǎn)生關(guān)聯(lián)而不是“鈴聲”，那么外環(huán)境里“鈴聲”與“喂食”的關(guān)聯(lián)就不存在了。這個(gè)時(shí)候，程序里“鈴聲信息”和“喂食程序”的連接已經(jīng)不適合外環(huán)境的變化。新信息和“喂食”在外環(huán)境產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)，影響了程序的信號(hào)傳導(dǎo)，經(jīng)過反復(fù)的刺激，新信息與喂食程序形成信號(hào)通路，使得新信息成為喂食程序的一部分。這個(gè)時(shí)候如果外環(huán)境再次給予新信息的刺激，正是犬進(jìn)食程序發(fā)揮作用的時(shí)候，自然會(huì)引起與進(jìn)食程序相符合的行為和反應(yīng)。

外環(huán)境因素對(duì)智能的影響無可厚非，但至于這種影響是否正確就不能妄加評(píng)論了。比如古人從日出與日落的規(guī)律中，認(rèn)為太陽(yáng)圍繞地球轉(zhuǎn)那樣，外環(huán)境事物之間建立起來的關(guān)聯(lián)是一回事，這種關(guān)聯(lián)是否是事物規(guī)律的本質(zhì)又是另一回事。因此，我們對(duì)自己所知道的事物不一定正確，因?yàn)橥猸h(huán)境因素在事物之間產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)，可能僅僅是一種偶然或者表面現(xiàn)象。正如某某明星的緋聞、某某廣告商的宣傳、某某人大言不慚的吹牛。

因此，如果沒有自主意識(shí)的判斷，外環(huán)境因素的影響將起到?jīng)Q定性的作用。比如傳銷組織的各種說辭，一個(gè)人在這種說辭下如果自主意識(shí)缺乏判斷能力，那么他的思維自然而然地就被圈進(jìn)這種說辭里去。

5.4 程序的動(dòng)態(tài)變化

信號(hào)通路對(duì)程序來說至關(guān)重要，因?yàn)樗鼪Q定了程序內(nèi)部信息量的情況。因此，信號(hào)通路上的變化，可以帶來程序內(nèi)部信息的變化，即引起程序的變化。程序的變化意味著該程序所對(duì)應(yīng)的高級(jí)功能發(fā)生變化。

如果一個(gè)信息與某個(gè)程序的內(nèi)容在外環(huán)境因素的影響下產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，并且不斷地刺激信息與程序的相互傳導(dǎo)，在反復(fù)的刺激下形成信號(hào)通路，新信息與該程序就強(qiáng)連接在了一起，成為該程序的一部分，從而使得這個(gè)程序的信息量增大。該程序所對(duì)應(yīng)的某種高級(jí)功能則獲得了新知識(shí)，增大或者說豐富了經(jīng)驗(yàn)值。這個(gè)人對(duì)這種高級(jí)功能上的表現(xiàn)則更加自如。如圖3所示，甲程序的發(fā)展過程：相關(guān)信息因?yàn)榕c該程序所對(duì)應(yīng)的高級(jí)功能產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，在反復(fù)信號(hào)傳導(dǎo)后建立起了信號(hào)通路，相關(guān)信息因此進(jìn)入了該程序的范圍圈，成為該程序的一部分。

圖3

同樣的道理，一個(gè)程序受外環(huán)境因素的影響，其中的一個(gè)信息不再受到刺激引起的信號(hào)傳導(dǎo)，連接這個(gè)信息的信號(hào)通路按“有用則強(qiáng)，無用則弱”的規(guī)律轉(zhuǎn)變成弱連接。轉(zhuǎn)變成弱連接以后的信息不再是原程序的一部分，該信息脫離出原程序的范圍圈。如圖4乙程序的發(fā)展過程。

既然一個(gè)程序的信息有增加也有減少的可能，那是否可以認(rèn)為，程序的存在其實(shí)是個(gè)動(dòng)態(tài)變化著的信息組合體？這個(gè)信息組合體，由于信號(hào)通路“有用則強(qiáng)，無用則弱”的規(guī)律而呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化的過程。其中的信息有進(jìn)有出，信息進(jìn)出的原因與外環(huán)境因素的影響有關(guān)。如圖5所示，丙程序的發(fā)展過程。

圖4

圖5

一個(gè)信息是否屬于哪個(gè)程序，要看外環(huán)境因素的影響。在外環(huán)境因素的影響下，與該能力相關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)入該程序范圍圈的可能性大；與該能力無關(guān)聯(lián)的信息，則進(jìn)入該程序范圍圈的可能性小。

6 信息的特點(diǎn)

由于受當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的限制，信息在大腦皮質(zhì)的貯存方式、信息的結(jié)構(gòu)仍然是個(gè)疑問。因此，筆者對(duì)信息的特點(diǎn)難以展開，只能從信號(hào)通路的特點(diǎn)里尋找一二。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的傳導(dǎo)系統(tǒng)，其中一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞就擁有1 000至10 000個(gè)樹突。因此，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的傳導(dǎo)路徑四通八達(dá)，非常復(fù)雜。在這么復(fù)雜的傳導(dǎo)系統(tǒng)里，一個(gè)信息可以從多個(gè)方向、多條傳導(dǎo)途徑與其他信息相連接。多方向的連接使得一個(gè)信息往往不只存在于一個(gè)程序的范圍圈內(nèi)，它可以是多個(gè)程序的信息。

如圖6所示：A、B、C、D、E、F、G7個(gè)信息，其中藍(lán)線是甲程序的信號(hào)通路，甲程序的信號(hào)通路把甲程序的信息緊密地連接在一起，形成強(qiáng)連接。紅線是乙程序的信號(hào)通路，乙程序的信號(hào)通路把乙程序的信息緊密地連接在一起，形成強(qiáng)連接。在這種情況下，A信息即是甲程序的信息也是乙程序的信息。甲程序所代表的能力里有A信息的內(nèi)容，乙程序所代表的能力里也有A信息的內(nèi)容。這就是多方向連接的樣子。

如果用程序的圈圈畫法，把以上兩個(gè)程序表達(dá)出來的話，其實(shí)圖6的內(nèi)容也可以畫成圖7那樣。

圖6

圖7

信息的多方向連接，使得一個(gè)信息并不只限于一個(gè)程序，這就有效地利用了大腦的有限資源。借助中樞神經(jīng)系統(tǒng)復(fù)雜的傳導(dǎo)功能，使大腦所貯存的信息更有效地得到運(yùn)用，不必重復(fù)已有的信息而造成貯存空間的浪費(fèi)。

從一種角度來看，這種多方向的連接為信息的搜尋創(chuàng)造有利的條件，其一是因?yàn)椴槐刂貜?fù)已有的信息，而大大減輕了搜尋的信息量，為減輕搜尋的難度創(chuàng)造了條件；其二是多方向的連接有利于多種途徑、多條線索的尋找，為目標(biāo)信息的確定提供足夠的依據(jù)。

正是因?yàn)樾畔⒌倪@種多方向連接，使得信息之間的連接更加自由化，因而在大腦皮質(zhì)的程序，可以產(chǎn)生多種多樣的形態(tài)關(guān)系，如圖8、圖9所示的程序之間的關(guān)系。

圖8

圖9

信息的多方向連接導(dǎo)致程序與程序的內(nèi)容之間，產(chǎn)生某種聯(lián)系，這種聯(lián)系往往可以產(chǎn)生一些意想不到的結(jié)果。那就是筆者接下來所要談?wù)摰摹叭祟惖膭?chuàng)造性”。

7 創(chuàng)造性

信息、信號(hào)通路和程序是本文理論體系的基本內(nèi)容，在對(duì)這些基本內(nèi)容的概念、特點(diǎn)做完足夠的講解以后，才能將它們做進(jìn)一步的展開，以達(dá)到由本而化，由化而生的目的。

在講到程序的特點(diǎn)時(shí)候，我們知道當(dāng)外環(huán)境因素的原因，使得事物之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的時(shí)候，經(jīng)過反復(fù)的刺激可以使兩個(gè)原本無關(guān)聯(lián)事物的信息組合成程序。用鈴聲給狗狗提示喂食的過程就是個(gè)例子，所以要擴(kuò)充一個(gè)程序的內(nèi)容，往往要為它增加更多的信息。而擴(kuò)充程序的方式，就是尋找與程序?qū)?yīng)的高級(jí)功能有關(guān)聯(lián)的事物，有了關(guān)聯(lián)才有擴(kuò)充程序的條件。這其實(shí)就是創(chuàng)造性的其中一種來源。因?yàn)槭挛镏g的關(guān)聯(lián)取決于外環(huán)境，所以這種創(chuàng)造性依靠外環(huán)境因素的影響。雖然主觀意識(shí)在尋找事物之間的關(guān)聯(lián)中起到不小的做用，但這涉及大腦皮質(zhì)以外的結(jié)構(gòu)功能，本文不做詳述。

還有一種來源，它的過程更為簡(jiǎn)單，如圖7所示：甲、乙兩個(gè)程序，其中A信息共同屬于兩個(gè)程序。

圖7

圖6

為了講解更加簡(jiǎn)單，我們可以把圖7畫成圖6所示的那樣：藍(lán)線部分是甲程序的信號(hào)通路，紅線部分是乙程序的信號(hào)通路。信號(hào)通路的作用，是把信息連接得更為緊密，形成強(qiáng)連接。如甲程序那樣，甲程序的信號(hào)通路把A、B、C、D四個(gè)信息連接得緊密，使得這四個(gè)信息形成一個(gè)信息的組合體，即形成一個(gè)程序。乙程序也是一樣，這種信息的組合體完全依靠信號(hào)通路的功能。

然而，信號(hào)通路僅僅是信號(hào)的傳導(dǎo)路徑，僅僅是在傳導(dǎo)能力方面強(qiáng)于普通的化學(xué)性突觸而已，它原本不存在屬于哪個(gè)程序的問題。因此，上圖的信號(hào)通路也可以畫成圖10所示的那樣：把兩個(gè)信號(hào)通路看成一個(gè)整體。

圖10

看成一個(gè)整體以后的信號(hào)通路，它是一個(gè)路徑更長(zhǎng)、分支更多的傳導(dǎo)路徑，并且它的傳導(dǎo)能力沒有改變，仍然強(qiáng)于化學(xué)性突觸的傳導(dǎo)。因此，被看成一個(gè)整體以后的信號(hào)通路，它把A、B、C、D、E、F、G這七個(gè)信息緊密地連接成一個(gè)信息組合體，即一個(gè)新的程序。如圖11所示的那樣：甲、乙兩個(gè)程序，經(jīng)過對(duì)其信號(hào)通路的整體觀，而成為更大的程序，甲乙程序。

圖11

甲乙程序的形成，是因?yàn)榧壮绦蚝鸵页绦虼嬖谙嗤男畔?，使得這兩個(gè)程序的信號(hào)通路相對(duì)接，相對(duì)接以后的信號(hào)通路，可以使兩個(gè)程序的信息彼此緊密連接而形成強(qiáng)連接。這也就相當(dāng)于把兩個(gè)程序的信息作為一個(gè)統(tǒng)一的信息組合體，即一個(gè)新程序。

甲程序代表著一種能力，乙程序代表著另一種能力。這兩種能力的結(jié)合，創(chuàng)造了一種新的能力。這就是創(chuàng)造性的第二種來源。

人類的創(chuàng)造性并不是天生而來的，雖然有賴于千萬(wàn)年進(jìn)化而來的諸多條件，但它不是憑空出現(xiàn)的。它是在一定的信息積累、外界環(huán)境因素的影響中產(chǎn)生。

8 程序的分解

在談到程序的特點(diǎn)時(shí)我們已經(jīng)知道，程序是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的信息組合體。它的動(dòng)態(tài)變化情況完全取決于信號(hào)通路的變化情況，因此一個(gè)程序的信息量可以增加或減少。正是因?yàn)檫@個(gè)性質(zhì)，程序內(nèi)部的信息量處在一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。這種狀態(tài)使得程序易于分解。

舉例來說：一個(gè)醫(yī)生，在醫(yī)學(xué)崗位上工作過一段時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)，由于經(jīng)常接觸病人、經(jīng)常思考醫(yī)學(xué)知識(shí)，因此大腦皮質(zhì)的相關(guān)信息在反復(fù)刺激下連接在一起，形成強(qiáng)連接，即形成程序。但是因?yàn)槟撤N原因，他離開了工作崗位而從事商品交易，因此外環(huán)境再也沒有醫(yī)學(xué)方面的刺激。這種情況下，他大腦皮質(zhì)的醫(yī)學(xué)程序，由于沒有了外環(huán)境的刺激，醫(yī)學(xué)方面的信息不再被相互傳導(dǎo)，其建立起來的信號(hào)通路以“有用則強(qiáng)，無用則弱”的規(guī)律而漸漸失去強(qiáng)連接，轉(zhuǎn)變?yōu)槿踹B接。弱連接以后的信息，不能視為被緊密連接在一起而獨(dú)立出來，離開了醫(yī)學(xué)程序的范圍圈。

離開醫(yī)學(xué)程序范圍圈的信息可能成為其他程序的信息。而醫(yī)學(xué)程序本身，在失去了原有的信息后漸漸地被分解掉。這個(gè)時(shí)候的醫(yī)生，他在醫(yī)學(xué)方面的經(jīng)驗(yàn)、技能，可能會(huì)隨著程序的分解而流失。至于信號(hào)通路不再被刺激傳導(dǎo)以后，是否真的轉(zhuǎn)變成弱連接這個(gè)需要進(jìn)一步的證實(shí)。

程序的分解，意味著能力的失去。這種失去并不是不可挽回，如果外環(huán)境因素的刺激再次引起醫(yī)學(xué)信息的相互傳導(dǎo)，則不排除原有程序出現(xiàn)恢復(fù)的可能。程序的這種分解和恢復(fù)，似乎也遵循著“有用則強(qiáng)，無用則弱”的規(guī)律。

醫(yī)生在從事商品交易以后，新的外環(huán)境因素刺激，為相關(guān)聯(lián)的信息相互傳導(dǎo)提供了條件，相關(guān)信息的反復(fù)傳導(dǎo)必然促使一個(gè)新程序的形成。而醫(yī)學(xué)程序的分解，可能為新程序的建立提供更多的空間或者資源。比如醫(yī)學(xué)程序的部分信號(hào)通路可能變成新程序的信號(hào)通路，醫(yī)學(xué)程序的部分信息可能成為新程序的信息。

因此，外環(huán)境的因素決定著程序的消長(zhǎng)，程序之間的此消彼長(zhǎng)主要是為了適應(yīng)外環(huán)境的變化。

9 信息的二重分類

根據(jù)筆者這套理論體系內(nèi)容，筆者認(rèn)為信息是存在著二重分類的。

第一重分類最簡(jiǎn)單，按大腦皮質(zhì)的功能區(qū)分。比如說視覺區(qū)位于枕葉距狀溝周圍的皮質(zhì)，聽覺區(qū)位于顳橫回，其他類型的信息在大腦皮質(zhì)都有其功能區(qū)域。這種分類，在大腦皮質(zhì)就像國(guó)土邊疆一樣按區(qū)域劃分。大腦皮質(zhì)就好比是世界地圖，每一類信息在大腦皮質(zhì)都有它的一片土地。

第二重分類比較復(fù)雜，按程序劃分。即在第一種信息分類的條件下跨區(qū)域的分類方式，就像當(dāng)下的跨國(guó)公司一樣。國(guó)與國(guó)之間雖然有疆域的劃分，把人分為中國(guó)人、美國(guó)人、德國(guó)人等，但跨國(guó)公司可以不按疆域，有選擇地將各國(guó)人才據(jù)為己用，這種不分國(guó)界和種族的公司就是一個(gè)完整的整體。同樣的道理，大腦皮質(zhì)的信息按區(qū)域分為視覺信息區(qū)、聽覺信息區(qū)、嗅覺信息區(qū)等，但程序可以不受區(qū)域的限制，將相關(guān)聯(lián)的信息聚集在一起形成某種功能。

10 總結(jié)

創(chuàng)作本文并非為了嘩眾取寵而標(biāo)新立異，而是為了提供想法。提供想法是為將來的實(shí)驗(yàn)和研究尋找出一個(gè)合理的方向。

[1]馮浩樓田仁.生理學(xué)[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2007.

[2]黃希庭.心理學(xué)導(dǎo)論[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1991.

Q426

A

1671-0037（2014）05-62-6

葉夏（1987.12-），大專，研究方向：大腦皮質(zhì)的功能原理。