神经科学冷知识 - I
文摘
科学
2023-07-24 19:33
江苏
夏天到了，给大家带来一些神经科学冷知识降降温。在这些冷知识其中，其实也有一些主要是为了辟谣的。这几年神经科学的一些东西在网上受到越来越多关注和炒作，不可避免的会有一些内容变得比较夸张，看到会感到一些头疼。这里希望用我有限的知识稍微解释和分享一些。原本我想写的冷知识还有很多条，目前就先分享三条本文，这些知识从“热”到“冷排了序，未来继续分享的话也会越来越“冷”。总之，希望大家阅读愉快。 尽管热度有所下降，然而时至今日左右脑偏侧化（lateralization）的迷信还存在于一些流行文化中。很多人都听过“有的人左脑发达，他们擅长语言表达、逻辑推理、概念分析、理性等等；有的人右脑发达，他们擅长艺术、想象和创造、感性等等“之类的说法。以下进行一些澄清。 比起科学证据的支持，人们对这个说法的相信更多来于一厢情愿。上世纪60年代左右的胼胝体切开术（corpus callosotomy，把左右半脑之间的连接断开的手术）让研究人员能够分开测试“裂脑人“中左右脑的不同功能，发现“人脑左右半球貌似有某些功能性差别“。在这以后，当时的媒体就抓住机会，把这个发现宣传的越发夸张，发展成了后面的”现代迷信“。左脑被宣传成了主打理性的半脑，右脑变成了主打感性的半脑，这个说法除了流行文化，也渗透了后来的教育界和职场，之后又与”左右惯用手“搭上了关系，一度不可收拾。 其实当时科学界就知道左右半脑分别各自拥有理性和感性能力。在此领域的诺奖得主罗杰·斯佩里(Roger W. Sperry) 原话如下： ”[each
hemisphere is] indeed a conscious system in its own right, perceiving,
thinking, remembering, reasoning, willing, and emoting, all at a
characteristically human level, and ... both the left and the right hemisphere
may be conscious simultaneously in different, even in mutually conflicting,
mental experiences that run along in parallel. (1974)” “[每个半球]确实都是独自具有意识的系统，感知、思考、记忆、推理、意愿、情绪等能力都在人类特有的水平上，并且… 左右半脑都可能可以同时在不同、或甚至相互冲突的并行运行的心理体验中具有意识。（1974）” 左右半脑最大的区别可能在于分别处理身体两侧的感觉与运动（但是也不绝对，以后会详细解释），再就是一般认为负责“表达语言“的脑区位于左半球（但是也不绝对，以后也会写）。至于左右手，目前有理论认为与言语能力中枢在哪侧有关，但是因素还有很多，包括基因、产前激素接触、产前胎儿胎位、产期超声波检测的使用等等。总之，一个人右手为惯用手不代表左脑更发达，也不代表这个人更加擅长理性之类的。 最后提一下，“理性和感性为对立”的想法本就不科学，其实最早来自一些宗教想法，后面慢慢被各种哲学和文化传承。一个人完全不必“只能理性或感性”，或者“只能擅长分析或者擅长艺术”，不应该受这种没有根据的谣言限制自身。 辣椒中产生“辣味”的物质是辣椒素（capsaicin），为一种生物碱。它所刺激的其实不是味觉感受器，而是痛与热的感受器，产生灼烧感。人体在遭受痛觉时往往会收到神经系统的扶持，脑中的下丘脑和脑垂体会分泌一种叫内啡肽（endorphin）的激素止痛。内啡肽与μ-阿片类受体结合（mu opioid receptors，同样与阿片类受体结合的物质还包括海洛因、吗啡、可待因、芬太尼等），阻断P物质（Substance P）的分泌。P物质常具有传导疼痛、促进炎症反应、血管舒张、应激等作用。 除了止痛外，内啡肽还会激活中脑边缘通路，这里与“奖赏”有关。中脑边缘通路连接中脑的腹侧被盖区（Ventral tegmental
area, VTA）至伏隔核（nucleus accumbens, NAc）。与其它药物成瘾时一样，内啡肽激活中脑边缘通路会导致VTA释放多巴胺至伏隔核，增强一个人对吃辣的渴望。当然，激活程度的不同导致对吃辣的“瘾“不会真的和一些其他瘾一样严重。（辟谣）多巴胺不带来快乐。多巴胺带来动机，但也不是以很多地方所讲的方式。 另一个常在社交媒体和流行文化中出现的“等式”是“多巴胺= 快乐”。这大概是对以上提到的中脑边缘通路的过度简化。在这个通路中，中脑的VTA将多巴胺能信号传输至前额叶、杏仁核、伏隔核等区域。这些区域与动机和奖赏有关，从进食到性交到赌博到物质成瘾到各式各样的行为都受这里影响。然而多巴胺本身的作用比仅仅“带来快乐”丰富得多。多巴胺是一种儿茶酚胺（catecholamine）化合物。同属儿茶酚胺这一家族的物质还有肾上腺素和去甲肾上腺素。多巴胺除了中央神经系统以外，也负责身体其它部分的一些功能，如舒张血管、增加肾脏中的钠排出和尿量、降低胰脏中胰岛素的产生、减少胃肠动力、保护肠胃粘膜、减少淋巴细胞活动等作用。 即使是在中央神经系统之中，多巴胺也有其它重要的作用。最重要的之一是调控运动。举例来说，在一个人想要伸手拿杯子时，可能只是想着“伸手”然后“抓住”。然而这些运动信号需要先经过一番微调，调整诸如“手臂的每块肌肉多大力度才能正好够到杯子”，“手指每块肌肉要怎么样的角度和力度才能抓牢杯子”等问题。这个“微调器”由几个脑区一块组成，称作基底核（basal ganglia）。它们互相增强和抑制对方，以把所要处理的运动信号调整到刚刚好。其中一块区域长得有些黑乎乎的，就叫做黑质（substantia nigra），所合成和使用的神经递质就是多巴胺，主要负责让运动信号增强。如果这里的神经元凋亡，多巴胺就会产生不足，运动信号就会往往变得不够强，导致运动减弱和震颤。这就是帕金森氏症（Parkinson’s disease）比较简化叙述的病理。 最后再直面一下“多巴胺= 快乐”的说法。多巴胺不“给人快乐”，给的是对快乐的追求，或者说动机（motivation）。这其中的差别是，奖赏本身不会给人多巴胺，给人多巴胺的是对奖赏的期待。目前这一切可能不会显得有什么特别的，不过最后就可以看到这个差异的重要性。 为了更好的说明，不妨想象一只实验室里的猴子。它每天的生活如下：- 1. 看到笼子内的信号灯亮了，意味着实验员来上班了，要做任务（拉拉杆）了
如图所示，让多巴胺升高的不是得到奖赏，也不是做会让自己得到奖赏的事情，而是当感到挣到食物的机会要来了，感受到期待的时候。当然，把得到食物替换成许多其它行为（看手机，吃零食，玩游戏等）都可。 现在可以再稍微拓展一下。在以上的情况中，每次拉拉杆都会得到食物。然而如果现在实验员改变条件，让每次拉拉杆时猴子都只有50%的概率得到食物，多巴胺水平会怎么改变？ 当不确定性被引进，“努力了也不一定有结果”时，多巴胺反而增高了。顺便再补充一点： 这里是想说明，当拉拉杆获得食物的概率为25%和75%时，多巴胺水平的上升都差不多在概率为100%和概率为50%之间。也就是说，不确定性最大时（概率为50%时），多巴胺水平最高，做某件事情的动机也会最高，而当猴子感到“获得食物”或“不获得食物”其中一个结果更有可能时，感受到的不确定性会下降，期待食物时多巴胺水平的提升也不会那么高。在此处，我们人也一样。赌博活动的运营者往往利用这点，用不同手段让赌博者感觉自己“今天好像运气不错”，让实际上机率为1/10000000000的中奖概率感觉更接近50%，刺激多巴胺的水平提升从而增加赌博的动机，让参与者赌的更多。同时，许多社交平台很可能也在利用这点。它们营造出的“下一条视频/内容/很有可能会好看”的不确定性假象，以此持续刺激着人们的多巴胺水平，让人会想要一直看下去。 这也还不是全部。人类与动物在多巴胺和动机方面的其中一个区别是，奖赏可以在开始期待或者开始努力的之后多久得到，而仍然不让动机减灭。或者说，自己可以等待一个奖赏多久，而仍然想为它付出努力并得到它？总的说，人类比可以比动物等待久得多。动物可能为了一次觅食而进行几秒、几分钟、几小时、几天、几星期的努力，或可能为了抚养后代付出几个月、几年的努力。然而没有动物像人类一样，可以几十年几十年地因为信仰而保持高水平的多巴胺，有意识地为了某个十几年、几十年、一辈子、甚至发生于自己一生之后的奖赏或目标而努力。因此也不会有动物像人类一样为了未来的幸福而读书、工作、或者为了一个死后的世界而在今生牺牲自己。所以，在人身上多巴胺的意义不止于吃喝玩乐、七情六欲、三分钟热度等等。它还支持着人们那些毕生的坚持和追求。这一期先分享这些。如果各位对神经科学方面的冷知识还有兴趣的话，以后可以分享更多。以下是仍在待定的冷知识中的一小部分（会越来越冷！），敬请期待。大脑半球不只是控制另一边身体的运动 / 接受感觉信号
