15. 被脑电图记录下的神魂之语
1964年,两个德国神经科学家汉斯·赫尔穆特·科恩胡贝尔(Hans Helmut Kornhuber)和他的学生吕德尔·德克(Lüder Deecke)监测了十几个人的脑电活动。
在长达几个月的时间里,每一天志愿者都会来到位于弗赖堡大学的实验室里。在这里,他们在头皮上接上电线,另一端连在头顶上方的一个淋浴花洒状的装置里。他们坐进椅子,被齐整地塞进一个像高速路收费站一般的金属盒子,只为了做一件事:轻微弯曲一下他们的右手手指。他们可以随意选择动作的间隔,每次实验可以活动500次。
结果发现,在脑活动与肢体动作间存在着显而易见的因果关系。从此打开了脑波与意识性肢体活动间进行比对的科学探索。
这一结果引起了学术界的广泛注意。诺奖获得者约翰·埃克尔斯(John Eccles)和著名的科学哲学家卡尔·波普尔(Karl Popper)为此展开了更进一步的实验。
利贝特,当时作为加州大学旧金山分校的研究员,从另一种角度审视了准备电位理论。为什么在决定要弯曲手指和实际上去做之间会有大约半秒的时间差呢?
他重复了科恩努博和戴克的实验,但是要求被试者盯着一个类似钟表的装置,当看到灯随机亮起时,便做出弯曲手指的动作——看见,分析,决定,反馈。
结果显示,准备电位发生在手指活动的大约500毫秒之前,但是被试者对于决定活动的报告仅仅比实际行动提前了150毫秒。“显然是大脑‘决定’要发起行动”,利贝特总结道,“而这时候被试者还不知道决定已经发生了。”
用比较人话的说法就是:当你的脑子还没有开始想问题的时候,已经有一个外界的指令在你的内在意识里做出了决定;而这一决定被输送给大脑神经元接受,成为我们所知觉到的潜意识;然后自己组织逻辑意识去合理化它,让自己觉得这是自己的思想和决定,因为确实我们通过自己的思想合理化过这一决定;然后依据自己的思想做出了行动。
这一时间差——从决定进入到决定形成输送给大脑、大脑合理化与完成辨识、到运动手指之间——存在着半秒钟的时间差。意识决定与脑决定存在着150毫秒的时间差。就是我们打游戏中所谓的人物反应延迟显像。
你看见了屏幕里的信号,按下鼠标,到屏幕里的角色扣下扳机,是有时间差的。
这时间差来自:鼠标的响应速度、主机的响应速度、你家的网络信号质量、服务器的饱和运算延迟、信号回馈回你主机的速度、显像屏延迟的速度。
从你按下鼠标到你看到自己的角色开火,中间差0.5秒。如果这差距太大,比如你家的网络信号实在太差、你的机器实在太老旧,那延迟的程度会夸张到卡顿,而把玩家从沉浸式体验里,脱离出来片刻,形成觉知层的夹层感。
这一研究后来被不同的部门重复了很多次,但2010年后对外公布的结果已经很“专家”了——做出了大量的“解释”,让这种违背常识、宗教与科学的实验被叫停了下来。
最后现在很科学的结论是这样的:
在一项正被《美国国家科学院院刊》审稿的研究中,舒格和两个普林斯顿的研究者重复了利贝特实验的一个版本。为了避免像利贝特那样无意间只选择了触发行动的神经元噪音,他们增加了一个对照实验:让被试者什么都不用做。他们使用一个人工智能分类器来判断在何时两组大脑活动出现分野。如果利贝特是对的,算法应该在行动的500毫秒前就能看出区别。但事实上算法直到150毫秒前都不能看出实验组和对照组的任何区别,而这正是利贝特原初实验中被试者所报告的决定时间。因此证明了不用做出反馈的对照组头脑中不会提前半秒有脑电信号生成。
结论是:人们对于决定是脑形成的还是意识形成的这一争论,在利贝特的研究中被定义成是一个幻觉,而在这个实验中却显示出大脑确实是在那个时间产生了决定。
当舒格在2012年首次提出他的神经元噪音理论时,外界并没有太多关注,倒是在医学神经科学界激起了一阵涟漪,因为这可以有效地解释为什么无脑人患者可以正常地生活。
他还因推翻了一个长久以来的错误观念而获了奖。
“他的工作向人们显示了准备电位不是我们想像的那样,而是某种人为造成的现象,取决于我们怎么分析数据。”计算神经学家乌瑞·毛兹说。“我们对同一问题可以提出多种说法,这些说法将会撼动或稳固科学。我们选择了后者。”