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那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  腦子裡的明星細胞
 

那福忠 July 10, 2005

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   影迷歌迷崇拜的明星歌星,不但不會忘記他們的長相,舉手投足、穿著打扮、一言一笑,都記得一清二楚,就算夾在人群裡、戴著黑眼鏡,也能透過獨特的慧眼,一眼就能指認出來,然後指給同伴說在那裡、在那裡,只是同伴卻是怎麼也看不見,因為同伴另有自己的崇拜偶像,如何看得見你的?這種「個人化」對特定人、物、地的高度敏感,科學家終於有了初步的研究結果,認為影迷的腦子裡,有一個他所崇拜偶像的專用細胞,所以要只沾邊,就能不加思索立即找到。

   這個理論出自早期的「老祖母細胞」,意思是老祖母慈祥的臉、與所延伸出來的概念,由一個專屬的細胞掌管。美國加州理工學院與加州大學洛杉磯分校的神經科學家,最近在「自然」雜誌上發表文章,從研究實驗,初步證實腦子裡有這種「專屬」細胞的可能性。這項實驗對一位 Jennifer Aniston(Brad Pitt 鬧離婚的妻子)的影迷,拿出 87 張不同名人、名地的照片,結果僅有七張讓這位受測人有強烈反應,當然這七張照片全是女主角,跟女主角相似的 Julia Roberts,相貌與類型雖極為類似,但都無法激起反應,甚至對與丈夫 Brad Pitt 合照的照片,也提不起興趣。

   另一位受測人迷黑人女星 Halle Berry,他的腦子不但對這位女星的照片有強烈反應,即使是畫的卡通、穿上「貓女」衣服的劇照,甚至寫出她的名字,都有一樣的反應。還有一位對澳洲雪梨的歌劇院建築特別敏感,即使僅看到「雪梨歌劇」幾個字,腦波都有強烈反應對別的建築像是巴黎鐵塔,則無動於衷。這種有選擇性反應的腦細胞,雖然是重大發現,但沒有人能確定每一個腦細胞掌管一個人或一件事,因為世界上細小的事太多,有沒有那麼多的專屬腦細胞各管一件事,沒人知道。

   不過,這一發現證實了腦子可以把簡潔的概念集中在少數細胞儲存,而不是分散到各處,這至少合乎資訊儲存原則,用最少的空間儲存最多的資料。我們知道腦子由無數的腦神經細胞 (Neuron) 以網狀連接組成,如何儲存、如何關連資訊,現在知道的仍然有限,眼睛看到一棵大樹、一座山,我們不加思索立就立刻知道是一棵樹、一座山,眼睛所攝取的影像,轉換成什麼是格式,如何與儲存在腦子裡的樹與山比對,再意識到這是樹與山,想想就知道決不是一件簡單易懂的事。

   用電腦的概念去解釋人腦,似乎越來越不恰當。電腦處理是一個位元接一個位元,或是一個字接一個字來閱讀解譯,但康乃爾大學 Michael Spivey 教授的實驗,證實了人腦是連續性的處理資料,並非如電腦零與一那麼精確。這位教授用 42 名自願參加的學生為對象,讓他們坐在電腦旁,一邊聽語音、一邊看畫面。程序是聽到語音,畫面上出現兩個圖畫,受測的人就要盡快的把滑鼠移到與語音搭配的圖畫上,例如語音是「蠟燭」(Candle) ,畫面上出現蠟燭與蛋糕兩幅圖畫,就要盡快把滑鼠移到蠟燭上去。

   當兩幅圖畫的名稱有顯著區別,受測人的滑鼠以直線移動到正確的圖畫,當兩幅圖畫的名稱讀音相仿,如蠟燭與糖果 (Candle and Candy),滑鼠的移動不但緩慢下來,而且呈曲線移動,不再是直線。Pivey 教授解釋這一現象說:受測的人一時不知道哪一幅圖畫才對,在這一剎那,同時出現了多種狀態,導致滑鼠的移動彎彎曲曲。如果人腦類似電腦,那些學生應該等一段較長的時間,然後直線把滑鼠移到正確的圖畫。或者事先假設哪一副圖畫是正確的,以直線移動滑鼠,一旦發覺是錯的,再轉移滑鼠。滑鼠移動曲線的曲度,表示另一幅圖畫與之競爭的程度,表示受測學生聽到語音看圖所產生的混淆,是漸進的,不是精準的。

   腦神經細胞雖然連接成網路,而且以電流傳遞資訊,但基本的運作不同於電腦的黑白分明。Spivey 教授與其同僚,正倡導腦子的「生物」模型,允許介於黑白兩極的灰色地帶。他說,從生物的知覺上想,不必像電腦一定要是一種狀態、或是在另一種狀態,實在可以介於兩種狀態之間,既是一種狀態的一部份、同時也是另一種狀態的一部份,這樣綜合成獨特的解譯。

   量子物理裡有一個 Schrodinger 貓的實驗,把一隻貓放在一個盒子裡,盒子有一個小門通到另一個小盒子,小盒子裡充滿了毒氣,有一塊放射性物質、與一個感應器。放射性物質有 50% 的機會在一小時內衰竭,如果衰竭,所釋放出的微粒就會觸動感應器,感應器就會啟動兩個盒子間的小門,毒氣就從小盒子進入大盒子,就會把貓毒死。根據量子物理的概念,這塊放射性物質是衰竭與非衰竭的混合狀態,但實驗者打開大盒子的時候,看到的是衰竭的放射物與一隻死貓,或者是非衰竭放射物與一隻活貓。這個假設性的實驗問一個問題:放射物質什麼時候停止其「混合狀態」,而轉為非衰竭、或衰竭狀態的一種?

   這是德國物理學家 Erwin Schrodinger 在 1935 年提出來的論文,用意不在證明貓的死活,只是藉以說明量子物理的有不完整的地方,需要制訂規則。這個例子對人腦與電腦的解釋,確有幾分切合,現在量子電腦已經開始研究,哪一天成功之後,或許與人腦的運作接近。

   許多人對到底能不能揭開腦子的秘密質疑,因為有個根本癥結,那就是無論用什麼方法與儀器來研究,其理念都是源自人腦,以子之矛攻子之盾,我們當然希望科學家能突破這一矛盾。



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