神经元的再利用
作者: 迪昂 / 6330次阅读 时间: 2014年8月13日
来源: 《脑的阅读》 标签: 阅读
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神经元的再利用

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*j-] qCX lY0一个人长得漂亮是偶然的运气,会写字念书才是天生的本领。心理学空间+cw/?'~(d%P/i

——莎士比亚,《无事生非》心理学空间 yuiQk i y

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从前文中,我们可以总结出,灵长类动物的视觉系统既不是先天就设定好的,也不是完全由后天学习而形成的。灵长类动物视觉系统的总体结构具有严格限制,并且彼此都是一样的;但每一个神经元具体如何作出反应取决于我们所看到的特定视觉景象。先进的统计学习技术找出了外部世界的规律性。我们大脑的构造使得类似这样的非偶然特征出现时,如视网膜上出现几条基本对齐的光条"T" 形联结或"L" 形联结,或连续重复的两张图像,都能够迅速提取出来并储存于大脑皮层的联结中。

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我们的"学习本能"在阅读能力的学习中起着至关重要的作用。突触可塑性普遍存在于儿童身上,同时也存在于成年人身上,它使得灵长类动物大脑的视皮层能够在某种程度上应付由字母和文字识别所带来的特殊问题。我们的视觉系统从进化过程中继承的可塑性恰好使得我们的大脑能够学会阅读。心理学空间 D9| @(Be;F8v

}C[&\]-N i0在学龄前儿童第一次进入学校的时候,他的大脑己能适应字母和词汇识别任务。像其他灵长类动物一样,他的大脑腹侧颞叶皮层包含字母的原型记忆。组合原则是基于神经元对基本形状表的编码,这些形状是我所谓的原型字母,其中一些类似于我们的字母。心理学空间(^(@W0an-I5y;gG

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我的一个大胆设想是,由于灵长类动物额下皮层存在预适应,才使得我们能够学会阅读。如果我们的视觉系统不能自发地执行那些类似词汇识别所必不可少的任务;如果它先天不具有允许它学习新形状的部分可塑性,我们将无法阅读。上学期间,视觉系统的一部分将自己重新设置成一个相当不错的恒定的字母与单词识别装置。

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根据这种观点,我们的大脑皮层既不是一张忠实记录所有文化发明的白板或蜡片,也不是一个在进化的过程中运用固定"模块"来阅读的僵化器官。一个更好的比喻是,将我们的视觉皮层比喻为乐高积木,孩子们可以用它们搭建起包装盒上所提示的标准模型,也可以用各种创新的思想对它加以修改与补充。心理学空间#tP%L$c8[#Q:srsI

g5n8Kw2R{SCu~NK0我的假设与社会科学中普遍存在的"无限潜能"的看法相悖。他们认为人脑可以吸收任何形式的文化。事实上,自然和文化之间有着更加错综复杂的关系。我们的基因组是千百万年进化历程的产物,它规定了部分可塑但受到先天限制的大脑结构,其对我们所能学习的东西有严格的限定。只有达到大脑结构限制条件的新文化发明才能被吸收。文明的产物有可能严重偏离了我们生活中的自然世界,自然界中没有任何东西看起来会跟一页书中的内容有丝毫的相似。然而,每个文化的产物都必须找到其在脑中的"生态位置",或者一个初级功能足够类似、其灵活性足以适应这种新角色的神经网络。

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)~+h%k3x5yurJB0此刻,被斯蒂芬·古尔德(Stephen Jay Gould) 定义为"exaptation"的一个经典达尔文主义概念浮现在我的脑海。Exaptation 指的是在进化过程中,一个古老的生物机制向一个与其最初功能不同的角色转化。设汁十分完美,用来放大传人声音的耳朵深处的细小骨就是一个很好的例子,它们的设计非常完美,可以扩大传人的声音,达尔文进化论将其剔除出古老爬行动物的颗骨。在一篇被大量引用的文章里, Francois Jacob 将进化论描绘成一个不知疲倦的修理工,他的后院堆放着很多杂乱零部件,他可以随意拿几件来组装一个新玩意儿[叫。在我的假设中,文明创造同样起摞于将古老的神经回路融入新文化产物的再组合过程,之所以选择这些再组合,是因为这些神经回路对人类有用并且可以稳定地进行脑与脑之间的信息传递。

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在文化学习的例子中,改变脑的速度要快于缓慢的生物进化速度。一种新的文化工具的发明可能只需要几个星期或几个月(尽管将其大范围传播需要几代人的努力) 。此外,文化产物的创造所依靠的神经元学习机制不需要任何基因组的变化。由于生物和文明进化之间的这些根本性差别,我想向大家介绍一个新名词一一"神经元再利用"以使我们脑内所发生的文化改变合理化 。心理学空间{-i D!gJtm

!p]0R*D(_ Ok|M0我所说的"神经元再利用是指一项文化发明部分或全部占用曾用于其他功能的大脑皮层区域。"再利用"这个词意在引发短短几个月的时间内发生的短期变化。韦氏字典将其定义为"再次经过一系列的变化"并"适应新的用途" 。在我的母语法语中,动词再造(se recycler) 指的是学生或员工为了新工作而进修课程或参加培训以便于更好地适应就业市场。神经元的再利用也是一种再定位或再训练的形式:它将一个在进化过程中为特定领域服务的古老功能转变为一个在目前的文化背景下更实用的新功能。

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"再利用"这个词也明确指出,支持文化学习的神经组织不是一块白板,它含有限制其应用范围的属性:比如回收的玻璃或纸张不能生成任何物体:这些材料所固有的物理属性使它们只适合于某些用途:同样,每一块大脑皮层区域或神经网络,由于其联结性、遗传倾向、学习规律等的不同,使其拥有的内在属性在文化学习过程中只能进行部分改变。如果我提出的神经元再利用假设是正确的,文化学习则不能完全消除这些已经存在的倾向,它只能实现部分改变和调整。因此,我们不能指望文化产物有无限的兼容性或适应性。人类文明的变化范围受到我们神经网络的限制。心理学空间FUt eOuJ*i#xM7\

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