# 大衛·伊格曼：神經可塑性與活線大腦 > 大腦持續自我重連，談神經可塑性、感官替代，以及意識如何在不斷變化中保持穩定。 - 原標題：#119 – David Eagleman: Neuroplasticity and the Livewired Brain - 期數：第 119 期 - 釋出日期：2020-08-26 - 嘉賓 / 主題：大衛·伊格曼 - 網頁版：https://lex.qiaomu.ai/tw/ep/david-eagleman/ - 官方頁面：https://lexfridman.com/david-eagleman/ - 精讀字數：約 7905 字（閱讀約 18 分鐘） > 本文為 lex.qiaomu.ai 基於原始訪談的 AI 改寫中文精讀，非官方翻譯；引用請註明出處並連結網頁版。 一個七歲以下的孩子，可以做大腦半球切除術，切掉整個左腦或右腦，然後正常長大。他另一側的手腳會有輕微跛行，除此之外，說話、上學、交朋友，一切照常。幾千例這樣的手術積累下來，醫生們已經見怪不怪。 大衛·伊格曼（David Eagleman）在 Lex Fridman 播客裡提到這件事時，語氣平靜得像在說一個常識。但這其實是一件非常驚人的事。你不可能把一臺 iPhone 裡一半的電路撕掉，然後期待它還能開機。你也不可能把一臺筆記本的記憶體條拔掉一半，然後期待它還能跑程式。 大腦可以，而且早在幾十年前就可以。 伊格曼是斯坦福的神經科學家，寫過《隱藏的自我》（Incognito），也是當今最會講大腦故事的人之一。他花了十年寫了一本新書《活線大腦》（Livewired），核心問題只有一個：這個三磅重的器官，到底是怎麼做到隨時重寫自己的？ ## 硬體和軟體這個比喻，從一開始就是錯的 我們習慣用電腦來理解大腦。硬體是神經元和突觸，軟體是電訊號和化學遞質。這個比喻乾淨、好用，工程師聽了舒服。 但伊格曼認為，它從根本上誤導了我們。 他造了一個新詞：livewired，活線。意思是硬體和軟體這兩層完全混在一起，而且一直在物理層面重新佈線。你學衝浪，腳踝和腿部的運動皮層會真的長出新的連線；你交了一個新朋友，對方的臉會在你的視覺皮層裡刻出一條新的通路。每一次學習，都是一次物理上的自我改造。 > 我們通常用硬體和軟體的比喻去理解大腦，但大腦在做的事情根本不一樣。我造了 livewired 這個詞，一個不斷在物理層面重新配置自己的系統。（大衛·伊格曼） 這也是他不太願意用“可塑性”（plasticity）這個詞的原因。這個詞是威廉·詹姆斯一百多年前造出來的，靈感來自當時的塑膠工業：可以塑形，然後固定成型。但大腦不這麼幹。大腦永遠沒有成型的那一天。你活到八十歲，它還在改。 更準確的說法是分層。伊格曼借用了斯圖爾特·布蘭德（Stewart Brand）看城市的方法。一個城市裡，時尚幾年一變，政治幾十年一變，樓宇結構上百年一變，地形地貌幾千年一變。不同層次以不同速度變化，疊在一起。 大腦也是這個結構。有些生化反應幾秒鐘就變，有些突觸連線幾天就變，有些迴路結構幾十年才變。 這個分層模型能解釋一條很古老的神經學規律：裡博定律（Ribot's law）。老人得了失智症，會記得少年時的事，記得幾十年前的歌，但記不住上個月幹了什麼。所有系統裡，只有大腦呈現這種分佈：老記憶比新記憶更穩固。 原因就在分層。記憶年頭越久，沉得越深，被寫進了越底層的結構裡。淺層的還在改，深層的已經成型。這就是這個系統本來的工作方式，談不上什麼缺陷。 ## 為什麼視覺皮層硬化得快，運動皮層硬化得慢 伊格曼讀了上萬篇論文之後，得出了一個他認為能統一解釋可塑性視窗的規律：**一個腦區硬化得多快，取決於它接收的資料有多穩定。** 視覺皮層幾年之內就基本定型。因為世界的視覺特徵是穩定的。顏色、形狀、角度、光影關係，你走到哪裡都是這些。資料不怎麼會變，系統就沒有必要保持開放，早點固化，節省成本。 體感皮層和運動皮層就不一樣了。身體一直在變。你長高、變胖、變瘦，摔斷腿要跛行幾個月，學會騎車、學會打鼓、學會敲鍵盤。訊號源本身在變，系統就必須一直保持柔軟。 有意思的推論在這裡：如果你從小就閉上眼，視覺皮層接收不到穩定資料，它可能就不會那麼早硬化。伊格曼說，可塑性本身是基因決定的，但可塑性什麼時候關閉，很大程度由資料決定。 這也解釋了為什麼老年人學新東西看起來那麼難。伊格曼認為，能力退化只佔其中一部分，動機消失可能佔得更多。 人老了，腦子裡那套關於世界的內部模型已經建得差不多了，它開始對你說：我大概懂了，不太需要改了。所以老人面對新情境顯得僵化。可如果你八十歲被公司裁員，明天必須學會建一個 WordPress 網站，你會發現他其實學得會。 > 我們認為可塑性隨年齡下降，部分原因是動機不在了。但如果你八十歲被炒了，必須學會做一個 WordPress 網站，你也會搞定。（大衛·伊格曼） ## 每個人的腦袋裡，都住著一個《火星救援》的馬特·達蒙 伊格曼有一個特別喜歡的意象。 他說，大腦被關在無聲無光的頭骨裡，對外面的世界一無所知。它唯一能做的事，是透過那點微弱的感官訊號，反推出外面到底在發生什麼，然後建一個內部模型。這個模型就是你對世界全部的理解。 他用《火星救援》的海報打比方。馬特·達蒙一個人被留在火星上，那就是你腦袋裡的情形。 > 每個人都是自己那顆星球上的孤獨宇航員。我說這個桃子味道真不錯，你說我懂。但我們的體驗可能完全不同。（大衛·伊格曼） 這個比喻帶來了一個非常實用的推論：你永遠只能看到自己視角里的那一小塊，所以朋友、社群、心理醫生才有用。他們不能鑽進你的腦袋，但他們能提供一個你的內部模型裡沒有的視角。 伊格曼在書裡講了一個老笑話：換一個燈泡需要幾個精神科醫生？一個，但燈泡得自己想換。 ## 大腦能學會任何方言，包括矽谷的 關於腦機介面，伊格曼的態度很清醒。 他說 Neuralink 的技術很了不起，做病人手術的電極密度比以前高得多，對帕金森、癲癇這類疾病意義重大。但他不認為普通人會排隊去開顱，就為了打字快百分之二十。神經外科有一句話：頭骨一旦開啟，這個人就再也不是原來那個人了。 他真正感興趣的是反過來的問題：不開啟頭骨，能不能把資訊送進大腦？ 他說，這件事其實已經成功了，只是沒人大聲說出來。 全世界幾十萬人身上裝著人工耳蝸和視網膜植入物。原理是把一段電極插進內耳，或者把電極網格貼到視網膜後壁。這些裝置壓根不講生物學的語言，它們說的是矽谷方言。二十五年前，很多專家斷言這絕對行不通，因為訊號編碼不對。 結果大腦自己把這件事解決了。它不管訊號從哪來，它只做一件事：尋找相關性。你拍一下手，耳朵裡有訊號，眼睛看到一個動作，時間上對得上，大腦就說，哦，這兩個是一回事。久而久之，它自己造出了一套解釋。 > 那些裝置不說生物學的語言，它們說矽谷的方言。大腦自己學會了。它非常擅長在任何輸入裡找到相關性，然後學會那門語言。（大衛·伊格曼） 由此他提出了“土豆頭理論”（potato head theory）。你小時候玩過那種土豆先生玩具，眼睛鼻子嘴巴隨便插在哪個孔裡都行。伊格曼認為，進化對待感官就是這個態度。鴨嘴獸的喙有電感受器，蛇有熱感應窩，候鳥眼中有隱花色素能感知地磁場，蝙蝠用回聲定位。每一次，大自然都沒有重新發明大腦的工作原理，它只是換了一個外設插上去，大腦自己適配。 所以，把 iPhone 插進人類的認知系統這件事，大腦不但不排斥，它本來就準備好了。凱文·凱利有一句話說得好：技術是你出生之後才發明的東西，你出生時已經存在的東西，那叫背景傢俱。伊格曼的兒子覺得 iPad 是背景傢俱，就像我們覺得電視是背景傢俱一樣。 ## 你的大腦，正在為一塊虛擬的部落徽章改變共情強度 伊格曼的實驗室做過一個實驗，他講的時候我停下來想了好一會兒。 受試者躺進核磁共振儀，螢幕上出現六隻手。電腦隨機挑一隻，用注射器針頭扎進去，你能清楚看到針進去、出來。這時，受試者大腦裡負責感受物理疼痛的區域會被啟用。扎的不是他的手，但他感受到了疼。這就是共情最底層的樣子，自動發生，不用想。 然後他們給每隻手貼一個標籤：基督徒、猶太教徒、穆斯林、無神論者、山達基教徒、印度教徒。 結果對所有宗教的人都一樣：被扎的手如果貼著和自己相同的標籤，大腦反應明顯更強。同樣的手，同樣的針，只差一個詞。 實驗還沒結束。他們又做了一個版本：告訴受試者，現在是 2025 年，這三個宗教在和那三個宗教打仗。然後重新分配標籤。結果原來不關心的人，一旦被劃成“盟友”，大腦立刻開始在意他。 最後一步最狠。他們拿一枚硬幣，現場拋。正面，你就是奧古斯丁派；反面，你是查士丁尼派。這兩個教派是他們編的，受試者進實驗室之前根本沒聽過。戴上寫著自己派別的手環，躺進儀器，螢幕上開始扎人。 大腦立刻開始偏向自己那個隊。 > 就在走進門之前，他們連奧古斯丁派是什麼都沒聽過。現在他們的腦在表示這個身份，只因為他們被告知自己屬於這個隊。（大衛·伊格曼） 伊格曼用這個實驗解釋了一件更沉重的事。他說，我們習慣去找“壞人腦子裡的那個壞點”。時代雜誌有期封面，一張大腦矢狀切面圖，上面標了兩個點，一個指著甘地，一個指著希特勒，標題大意是“什麼讓人為善或為惡”。 他覺得這種思路很蠢。因為大腦是活線的，它長在環境裡，長在周圍的反饋裡。希特勒的腦子裡並沒有多出一個邪惡開關，他是一個不斷從周圍獲得正反饋的人。他越瘋，周圍人越捧，他就越瘋。文化大革命、俄國革命，全都是同一個機制：一群人把彼此越推越極端。 活線大腦的代價就在這裡。它極度適應環境，它分不清環境是好是壞。一個在仇恨環境里長大的大腦，會把仇恨長進它的迴路裡，就像學衝浪一樣自然。 ## 法律系統對五個人判同樣的刑，但這五個人的腦子完全不同 這條思路直接通向伊格曼另一個身份：他運營一個叫“科學與法律中心”的非營利組織。 他寫過一篇很有名的文章《審判中的大腦》（The Brain on Trial）。核心論點很簡潔：現在全世界的法庭，五個人犯了同樣的罪，判同樣的刑。但五個人的大腦可能天差地別。一個有精神分裂症，一個是有反社會人格，一個長期吸毒。用同一個尺度去衡量“應得的懲罰”，這個做法本身站不住腳。 他要特別強調的是，這個思路不負責開脫，它不做“不是你的錯，放你走”這種事。用他的話說，它做的是換一個提問方式。不要問“你有多該受罰”，要問“接下來做什麼最有效”。 讓一個精神分裂症患者在夏天的烈日下砸石頭，不會治好他的病。把吸毒者關進監獄，也治不好他的成癮。而神經科學和精神病學能拿出的有效手段，其實很多。 他推的是最樸素的一步：設立專門法庭。精神健康法庭，法官和陪審團都受過精神疾病訓練。毒品法庭，法官懂康復方案。 為什麼這很重要？因為普通法庭上，辯護律師一說“這個人是精神分裂症”，大部分陪審員心裡的第一反應是：扯淡，這就是找藉口。他們這麼想，是因為他們生活中沒接觸過精神分裂症患者。瞭解這個病的人，坐在陪審席上的判斷會完全不同。 那這種改革是怎麼發生的？伊格曼的回答很實在，也很現實：先等一個縣花光錢。 他見過太多次。監獄塞滿了人，縣裡說，得再蓋一座監獄。然後一算賬，蓋不起。這時候他們才會轉過頭來說，好吧，我們得想點更聰明的辦法。所以他說，這正是疫情帶來的那種壓力有價值的地方：所有人在被逼到牆角的時候，才會真的去改。 ## GPT-3 是個很好的模仿者，但它不知道你在想什麼 話題轉到 GPT-3。伊格曼先肯定，這東西很驚人，1750 億引數，無監督訓練，生成的東西看起來像模像樣。 但他指出了一個問題：我們看到的那些驚豔輸出，是經過人類篩選的結果。 他說，大家拿 GPT-3 生成一段文字，然後說，哇，你看這段多好。但沒人看到它生成的那三千條完全不成立的廢稿。是人類挑出了可以接受的那一條，然後為它鼓掌。 而人類創造力的核心，是他反覆提到的東西：模型。你寫一條推文之前，腦子裡裝著你的系主任、你媽、你想約的那個人、當下的政治氣候、你怕不怕死的那些底層情緒。所有這些都在同一個計算裡。 GPT-3 不知道什麼是“被系主任看到這條推文”，也不知道“我媽會怎麼想”。它沒有這些模型，所以它永遠差著一層。 > 我嘴裡的每一句話都是為你的耳朵準備的。我知道你懂哪些詞，不懂哪些詞，我知道你在意什麼。這在人類交流裡佔了太大比重。（大衛·伊格曼） 另一個缺口是“相關性”（relevance）。人腦每秒鐘面對海量資訊，但只編碼和自己有關的那一點。這個“有關”最底層是生存，往上疊滿了你生活裡的具體目標。計算機沒有生存意志，也就沒有那套篩選機制。 他講了一個我印象很深的對比。狼被夾住腿，會咬斷自己的腿，然後學會用三條腿走路。而好奇號火星車的前輪卡在火星土壤裡，整個幾十億美元的專案就這麼死了。狼能做到這件事，因為它的運動系統和體感系統是活線的，它能接受一個幾分鐘前還不存在的身體配置，然後重新規劃。“我想活下去，我想吃到東西，我想回到狼群”，這個目標在那裡，剩下的交給可塑性去解決。火星車不行，它被預先編好了“我是四輪車”，現在只剩三輪，它只能宣佈自己完蛋。 伊格曼說他正在寫一篇文章，題目叫《如果你想造一個機器人，從胃開始》。意思是沒有飢餓，就沒有目標；沒有目標，就沒有相關性；沒有相關性，就沒有智慧。 ## 用皮膚聽聲音：一塊 399 美元的手環，正在改寫“現實”的定義 現在伊格曼把百分之九十的時間投入在一家叫 Neosensory 的公司。產品是一條腕帶，上面裝著一排振動馬達。 他說話的時候，腕帶在採集他的聲音，跑演算法，把聲音轉成振動的模式，打在他的手腕上。聾人能透過皮膚“聽”到聲音。 第一天效果就不錯，人們能分辨出狗叫、嬰兒哭、門鈴。但他更在意後面發生的事：三個月後，這些人不再說“這個振動對應狗叫”，他們說“那邊有隻狗在叫”。 > 三個月後，他們會說，哦，那邊有隻狗在叫。這就成了一個新主觀體驗，新的感受質（qualia）。（大衛·伊格曼） 這正是嬰兒學聽聲音的過程。你剛出生時，耳膜振動帶來一串神經脈衝，你的大腦完全不明白那是什麼。但你拍手、看媽媽的嘴動，時間對上了，大腦慢慢說：好，我把這一整套打包成一個內部體驗。這就是聽覺。 從這裡往前一步，就是他自己最興奮的部分：感官擴充套件和感官新增。 他的工程師做了一塊紅外探測器接在腕帶上。有天夜裡他在兩棟房子之間走，突然手腕傳來一片振動。他順著方向摸過去，發現那裡藏著一臺夜視攝像頭。用肉眼他絕對看不見。 “現在它成了我現實的一部分。”他說。 再往前是更難的一步：感知那些人類感官根本觸及不到的維度。地球磁場、Twitter 的時間線、股市行情、別人的情緒。只要有機器能測出來，把它變成腕帶上的振動，理論上大腦就能學會把它納入現實。 這一切都建立在一個概念上：umwelt，環世界。這是生物學家雅各布·馮·於克斯屈爾提出的詞，指的是一個生物能感知到的那一小塊現實。 蜱蟲的環世界只有三樣東西：丁酸的氣味、溫度、體表的觸感。它靠這三樣找到血。蝙蝠的環世界是回聲。弱電魚的環世界是電場變化。人類的環世界是一小段電磁波，加上一點空氣壓強波。 伊格曼在課上常帶學生做這樣一個練習：假設你是一條尋血獵犬，鼻子裡有兩億個嗅覺受體，你的整個世界就是氣味，你能從空氣裡讀出“一百碼外有隻貓”和“你的朋友六小時前來過”。而當你看著你的主人，你可能想：天啊，這麼可憐的鼻子，你怎麼活得下去？ 他的意思是，我們每個人都困在自己的環世界裡，然後誤以為那就是全部現實。而現在，人類第一次有了工具，可以主動拓展自己的環世界。 ## 海德格爾那句話，和一條沒走的路 《活線大腦》的扉頁上引了海德格爾一句：每個人生來是許多人，死去時是一個人。 伊格曼說，他引用這句話，是為了一種很具體的感受。 你降臨這個世界時，帶著無數種可能。你本可以成為一個出色的衝浪手，一個棋手，一個完全不同的人。然後，一部分是運氣，一部分是選擇，你走上了某一條路。走到今天，你就是現在這個樣子。你本可以是許多人，死的時候你只會是一個人。 他把它畫成一個時空錐：起點很寬，越走越窄，終點收成一個點。 這聽起來傷感，但他在後面給出了一個非常實用的反向操作。他給年輕人的建議是：**學怎麼學，比學什麼更重要。** 他說，二十年後會存在的工作，現在連名字都還沒有。所以大學不應該越來越職業化。那種“我學一門手藝，然後幹一輩子”的模式，在這個變化速度下已經失效了。關鍵是保持活線，保持可適應。 具體怎麼做？他說，廣泛地吃。你讀的每一篇論文、每一本書、每一個維基百科條目，都是你日後重新混音（remix）的原料庫。原料庫越大，你能組合出的東西越多。 但真正關鍵的動作只有一個：留意那個讓你心裡一動的東西。 > 讀論文的時候做個直覺檢查：這一篇，我是不是真的在意？當你找到那個東西，就沿著那條路走下去，別怕。（大衛·伊格曼） 他還講了一個讓人精神一振的現象。現在的小孩子，一好奇就問 Alexa，答案立刻就到。這叫“即時學習”（just-in-time learning），我們那代人是“以防萬一學習”（just-in-case learning），背蒙古史年份，萬一哪天用得上。 即時學習的優勢在哪？伊格曼說得很直接：**可塑性要發生，前提是你得先在意，先好奇。** 知識在你好奇的那個瞬間到達，它才真的被刻進去。所以他說，這代孩子會比我們聰明得多。 ## 關於自由意志，他給了一個很美的比喻 訪談快結束時，Lex 問了那個最老的問題：有自由意志嗎？ 伊格曼的回答很誠實。他說，大多數神經科學家會說，我們看不出自由意志能藏在哪。大腦有 860 億個神經元，數量級和膠質細胞相當，每個神經元複雜得像一座舊金山城，表達著上百萬種基因產物，每個神經元和一萬個鄰居相連，總連線數大約 500 萬億。這是一臺極其複雜的機器，但從原理上看，它就是一臺機器。如果裡面沒有任何東西不是被別的東西驅動的，那自由意志從哪來？ 但他沒有停在這裡。他說，我們的科學還很年輕。他喜歡科學史，因為每次回頭看，任何一個時代的科學家都相信當時已經接近真相了，然後愛因斯坦來了。 然後他給了那個他最常被引用的比喻。在《隱藏的自我》最後，他說： 假設你是卡拉哈里沙漠的布須曼人，在沙子裡撿到一臺收音機，你從沒見過這種東西。你轉動旋鈕，裡面傳出人聲。作為一臺“收音機唯物主義者”，你想搞明白它是怎麼運作的，於是撬開後蓋，看到一堆電線。你拔掉幾根，聲音就亂了、停了。於是你建立起一整套理論：這個電線排布如何產生了人聲。 但你永遠想不到，幾百公里外有一座廣播塔，有看不見的電磁波正在射過來，那才是聲音的真正來源，這些電線只是必要條件。 > 我們知道的關於大腦最確定的事，是敲掉某一塊，某些功能就亂了。但你怎麼知道，會不會有某種我們看不見的東西，比如電磁輻射，才是真正在產生這一切的？（大衛·伊格曼） 他補充說，這只是一個提醒，他本人也沒打算把它當成結論。我們面對的是大量已知的未知，和更大一片我們還不知道存在的未知。 ## 把這一整套東西用起來 聽完這期，腦子裡反覆出現的偏偏是幾個特別具體的動作，那些漂亮的概念反倒淡了。 - 判斷一個技能值不值得學，先看它背後的資料穩不穩定。視覺穩定，所以視覺皮層早關窗；你的行業如果五年就要洗一次牌，那就別指望一次學完吃一輩子，要把自己調成一直開窗的狀態。 - 學任何新東西，前兩天別急著評判。人工耳蝸和振動腕帶的使用者，第一天只能分辨模糊的類別，三個月後才產生新的主觀體驗。任何新感官、新工具、新領域，都有一個從“識別標籤”到“直接感知”的過渡期，熬過去才算真的學會。 - 凡事問一句“這個和我有什麼關係”。大腦只編碼和自身目標相關的東西，這是它在幾億年裡進化出來的過濾機制。如果你找不到相關性，學習效率會低得可怕。與其硬撐，不如先給自己造一個在意的理由。 - 警惕自己對圈外人的預設冷漠。那個硬幣一拋就改變共情強度的實驗說明，部落認同極其廉價也極其強大。當你發現自己對某個群體“不太在意”時，先問一句：這個不在意，是我判斷出來的，還是我被貼了個標籤？ - 年輕人選專業、換賽道，把“可適應性”放在“專業性”前面。二十年後存在的工作現在還沒有名字，這意味著你現在能準備的最好的東西，是一個大的原料庫和一套學新東西的方法。 - 被生活踢出舒適區的時候，別隻當災難。伊格曼說得很直白：可塑性要發生，前提是你在意、你好奇、你被逼著動。那些常年保持認知活躍的老人，即使腦內已經有阿爾茨海默的病理改變，生前依然能正常運轉。新的路，是在舊的路塌掉的時候長出來的。 最後留一個伊格曼在書裡的話，我覺得是所有這一切的地基：你以為你在看世界，其實你在看你的大腦為你造的那個世界。好訊息是，這個世界的圖紙，一直握在你手裡。