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大脑——人类“黑箱”之谜。。。。。。(二)

 龙泉清溪 2015-08-31

大脑——人类“黑箱”之谜。。。。。。(二)

 (2008-01-10 13:02:54)
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杂谈

最近,天天忙活着翻译老师布置的翻译资料。看到一篇有意思的文章,综合多种学科,从各方面详尽的介绍了人的大脑。更引起我好奇的是,作者的凌云壮志般的豪气。要竞选科学院院长。对诺贝尔不屑一顾!!呵呵呵……摘选来,朋友们共享……先声明,作者:唐付民。
 
抽象思维与形象思维的物质机理

               

   
    抽象思维与形象思维是人类(人脑)实现各种认知活动的基本思维形式。近年来,脑科学和人工智能的发展对抽象思维和形象思维的具体(精细)“内涵”提出了迫切的要求。也就是说人工智能已有效地完成了人脑“抽象思维”的一些功能的摸拟,但对人脑的形象、创造、灵感等认知思维活动却难以操控;脑科学的研究也已掌握了一些“定位组织(器官)”的功能,能够对一些“定位组织(器官)”的病损实行有效的医治或修复。然而,对这些组织或“器官”的物理机制(原理)却无法解读,并且,这“定位组织或器官”通常是与多个“定位组织或器官”建有密切的“互动”功能联系(连系)。因此解释人脑“定位组织”的工作机理与多个“定位组织”的相关机理,已成为脑科学能否得到推进的关键问题。
 我认为,无论是脑科学还是人工智能要实现进一步推进,必须要将抽象思维和形象思维结合在一起解读,并且要将抽象思维与形象思维的具体(精细)“内涵(形式)”实现“细化(定量化)”。这就是说,依现有“心理(哲学、逻辑学、心理学)理论”原封不动地要在人脑组织上找到圆满“位置”是很难的,而人工智能要得到进一步推进也必须依赖抽象思维与形象思维“精细(定量)化”理论的建立。因此作为哲学、逻辑学和心理学概念的“抽象思维”与“形象思维”要具体地落实在生理物质上,恐怕需要对它们的“内涵(形式)”作重新理解(调整)。
 什么是“抽象思维”?恐怕很多人都会说:抽象思维=逻辑思维=概念、判断和推理。但我说这是将抽象思维作“孤立”的理解,若将抽象思维与形象思维结合到一起来理解(认识),抽象思维就不能等于逻辑思维,也不能等于概念、判断和推理。抽象思维与形象思维相区别的主要特点是“概念(无形感觉)”与“形象(有形感觉——成象)”,不能包括“判断和推理”。我认为,“抽象思维”应是“名词”,而“逻辑思维”则可谓“动词”。即抽象思维是相对于有形的形象(“成象感觉”)的“无形信息”而成立,它们代表或反应的是信息的“状态特性”;而逻辑思维则相对于“创造思维”而成立,它们则起“加工”作用,即都是对有形或无形的信息进行“加工或处理”,因此逻辑思维应属“动词”。这就是说,要明确什么是抽象思维不能“孤立”去理解,应将它与形象思维及逻辑思维与创造思维结合到一起来理解(明确或建立)。
 关于抽象思维与形象思维、逻辑思维与创造思维的话题很多,这里不便作太多的纯(心理)理论论证。(关于它们的心理关系与原理,请参阅“思维学的的基本内涵”及“逻辑学的内涵与结构”。)这里主要探讨抽象(概念)思维的脑(物质)机制,用直接的物质(物理)原理去验证(说明)它!
 在前面的文章中已分别谈到“意识”的形成,是“外给能量”激活皮质中一定数量神经胶质细胞而产生;“信息”的体现,是输入的“外给能量”在“频率与波幅”上存在“差异”而实现;具体的“感觉”是皮质“感觉区”的兴奋与具体的“对映感觉器官(感受器)”的兴奋相关联(连接)而构成;形象或想象(成象)则是皮质中“下行或复现感觉神经”传出的兴奋激活了体内的“内分泌细胞或组织”,这些“内分泌细胞或组织”分泌(输出)的物质或能量又分别激活相应的感觉器官或感受器,这些被“内分泌细胞或组织”释放(分泌)的能量激活的感受器再将能量(兴奋)输入(返回)皮质感觉区,从而实现形象或想象感知觉活动的。如我们体内的味内分泌细胞(或组织)分泌的物质(或能量)能“激活”味感觉器官,产生“味觉”;据此,我们是完全可以相信在我们人体内定有能分泌“光量子或光量波”的“内分泌(神经)细胞或组织”的,它能激活“视网膜细胞”,能让眼球上“感受神经细胞”将兴奋(能量)返回(输入)皮质“感觉区”,从而形成(产生)“想象”(体内自造有形感觉)。自然,其它形式(如味觉、嗅觉、心率等感觉)的“内感觉”的形成也是建立在这种原理(机制)之上的。
 关于形象思维在前面的文章中已提过,它主要涉及两方面的基本机制,一是“成象”,二是“加工”。“加工”机制与创造思维有关,而创造思维又与逻辑思维相关连,因此,本文又不便讨论“加工”机制。关于“成象”机制,在前面的“潜意识或灵感与梦的机制”中也已作过讲解,即“成象”的物质机理不在“大脑皮质中”。明确形象(想象)思维的“成象”机制不在大脑皮质中是明确抽象(概念)思维的物质机理(成因)的必要前提。
 我们知道,所谓抽象思维就是它具有“无形性”,无形的涵义是怎样体现在“意识器官”上,怎样形成“感知觉”的,是不是物质在起作用?是什么物质在起作出?是如何实现“物质变精神(观念或概念)”的?
 我认为,如果要真正理解(掌握)具体的物质是如何产生(转化)成“无形”的概念(观念、精神)的,除坚信“唯物论”还需放弃“定位论”的观念。即放弃“大脑皮质能独立实现感知、认知活动”的观念。也就是说大脑皮质不与下级感觉器官直接(互动)合作,或概念(语言)理解皮质不与具体的“有形”感觉皮质区密切合作是不能形成任何“无形或抽象”的感知觉活动的。无论是直接的“感觉”(如观察),有形的“想象”,还是无形的“概念(观念)”,都需要多器官或多皮质区域的“互动合作”。
 学过神经生理学的都知道,大脑皮质有许多分区:“大脑皮质的结构各部不完全相同。有些学者将皮质作了组织学的普查,根据细胞的排列和类型以及有髓纤维的配布型式的差异,作出了人脑皮质的分区图,但各家分区的数目有很大不同。Campbell(1905)将皮质约分为20区;Brodmann(1909) 分为52区,并以数字表示之(图19-7);Economo(1929)分为109区;Vogts夫妇(1919)分为200多区;苏联莫斯科脑研究所(1955)也分为52区。……皮质的分区以胞体和髓鞘染色的方法为基础,这就不能显出神经元彼此间和接触关系,因而不能从机能上与皮质损伤后的症状相对应。
 ……
 基本的功能体系,如运动、一般感觉、视觉和听觉等,在大脑皮质上各有其投射地区。但低等哺乳动物,一般感觉与运动皮质彼此混淆或重叠。到了高等哺乳动物,各投射区就有明确的位置和区域,这称之为投射区或中心区。紧靠投射区周围的皮质为边缘区(周边区)。边缘区在结构上近似中心区,在功能上受它控制。在边缘区之间的脑区称为联络区(associationarea),从前称之为‘哑区’。……
    ……联络区受损,使该机制发生障碍,可出现不识症。一个物体引起的触觉、视觉或听觉剌激,不再唤起相当的记忆,因而对该物体及其用途就显得生疏、无知。如认识的错乱牵连到更为复杂的理解语言的联合机制,则引起失语症,患者不能理解口说的或写出的文字的意义。”[1]
    我们知道,抽象的“概念”通常是依附于语言的。实验告诉我们,处理语言的“皮质语言理解区”有两个特点:一是“哑区”,二是“联络区”。这就是说,剌激该区不发生“运动”也不产生“感觉”,因而为“哑区”;但从其空间位置来看,它处在运动区与感觉区或感觉区与感觉区之间,在神经组织的连系(连接)上它又与具体皮质感觉区和皮质运动区建有密切的相互联系,因而称为“联络区”。病损实验告诉我们,“语言联络区”受损便无法理解(处理)语言文字。
 我想已经够清楚了,依据语言理解皮质区的“哑性”和“联络性”就足可解释“抽象或概念思维”的原理了。“哑性”说明皮质中任何区域都不能孤立的产生(形成或处理)“感知觉”,无形(抽象)的感知觉也只有与有形感觉皮质实现链接才能形成(出现)。“联络性”说明该区是通过联络(相互连系)来实现对语言、文字的认知和处理的。决不是因为该区有十分独特(独立)的“抽象(概念)”感知或处理功能(物质独特性),如果说有独特性,那仅仅是因为它具有“联络(连系或桥梁)性”。
    为什么“联络”能理解、处理语言文字?能产生抽象(无形)的感知觉?我认为,语言理解皮质(联络)区的语言理解或概念处理功能是建立在两方面的机制之上的:一是它的“联络或桥梁”特性,二是它的“意识或感知”特性。所谓“联络或桥梁”特性,就是该皮质区的神经元(或神经纤维组织)与运动皮质区和感觉皮质区的神经元(或神经纤维组织)建有直接的突触连系(联系)。该皮质区的神经元(或神经纤维组织)的作用就是将来自感觉皮质区的神经冲动转接(转发)到运动皮质区,或转接(转回)到(另一)感觉皮质区。如我们问一熟人“你吃饭了吗?”对方自然会回答“吃了!”问者是用有形的语言(语声)剌激被问者的感官(耳),感官(耳)自然会将剌激传入感觉皮质区(神经元),从感觉皮质区(神经元)到运动皮质区(神经元)必然需要一“转接机制”才能产生“吃了”(运动)。这个“转接机制”自然是由皮质中“中间神经元或神经纤维组织”来承担。也就是说,这种“中间神经元或神经纤维组织”是起“桥梁或联络(连结)”作出。这种“转接或桥梁”作用与各种电路中“转接或连接”机制是相同(类似)的。由于人类的语言已极其丰富(繁多),因此在人类的大脑皮质中,这些负责“连结或桥梁”作出的“中间神经元或神经纤维组织”已集结成专门的皮质功能区:“语言理解(处理)或联络皮质区”。——这也正是人脑与其它动物脑存在(出现)差别的主要原因之一!
    语言联络皮质(神经元或神经纤维组织)不仅负责感觉皮质(神经元或神经纤维组织)与运动皮质(神经元或神经纤维组织)的“联络(连结)”,还可以承担感觉皮质(神经元或神经纤维组织)与感觉皮质(神经元或神经纤维组织)的“往返连结(联络)”。即将身体内外的各种非语言文字的具体感觉转化(转接)为语言文字感觉,或将具体的语言文字转化(转接)为体内的“有形感觉”。如“言梅止喝”,便是将有形的语言(语声)转化为具体的“味觉”。而当我们接触(感觉)到某具体物的特性后——如见到某熟悉面孔,我们可以不讲出他是谁(不运动:不说话),但在我们意识(感觉)中可以(隐约地)产生“语言感觉”,能“冒出”他的名字(文字或语词),这便是将一种感觉(面孔)转化为另一种感觉(名字:语声)。当然,这种“感觉”通常需要下级感觉器官的配合的。
    前面讲了,人脑皮质的语言理解区有两项基本功能,一是“联络或连结”,另一为“意识或感知”。如果说皮质神经胶质细胞是“意识功能体”,我们知道在人脑的语言理解(联络)皮质区也具有无数的神经胶质细胞,这些神经胶质细胞包裹的承担“联络或连结”作用的“中间神经元或神经纤维组织”,在传递(转接)语言与运动或语言与感觉的过程中,无疑也会兴奋和释放能量(电磁波或电磁场),这些在“语言联络区”释放的能量自然会激活该皮质区的神经胶质细胞。由于这些能量引起该皮质区神经胶质细胞兴奋的特性(时间、频率、波幅)与被它连接(联络)的感觉或运动形成“对应(对映)”,加之该皮质区的兴奋通常会与多个皮质区(或兴奋点)的兴奋相联(对映),因此该皮质区的“意识功能体”会产生“特殊感觉”,即“似有似无(不确定)”或“复杂(综合、混合)”的感觉。这种“似有似无”或“复杂”的感觉,就是“抽象(无形)”的感觉。这种“抽象(无形)”的感觉只有与具体的有形感觉或语词形成“对应(对映)或连接”,才具有实际意义。因此,单纯的语言理解皮质区兴奋(剌激)只能是“哑区”!
    纯粹的概念(抽象、无形)感知觉是不存(不成立)的!脱离具体生理物质(物理细胞)的人类“独享物质”是不存在的!逻辑学中所反应的概念,在人脑中必须与有形的感觉或有形的语词形成“对应(对映)或连接”兴奋,才有实际意义,也才能在人脑(物质)中找到“根据”!
    前面已提到人脑中语言理解(联络)皮质具有两项基本功能,一是“联络(连接或桥梁)”功能,二是“意识(感知觉)”功能。联络(连接)便是将具体的有形感觉皮质区的神经元(或神经组织),通过自已与语言运动皮质中神经元(或神经组织)相连,或通过自已与具体感觉皮质的“信息神经元(或神经组织)”形成往返“联络(连接)”。“意识(感知觉)”功能,就是人脑的语言理解皮质在实现语言感觉与语言运动联络(连接)时,不仅由专门的神经元(或神经组织)在负责“传递”,而且已形成具有动物“器官性质”的无数生物细胞(神经元和神经胶质)组织在一起的皮质区域。也就是说,该皮质区的神经元在传递感觉皮质与运动皮质或传递感觉皮质与感觉皮质之间兴奋(物质、能量)的同时,它也会在本区域内释放能量(信息)。该区域内的“意识功能体”(神经胶质细胞集体)自然会被该能量激活,出现(形成)“意识或感知觉”。如果该皮质区的兴奋与被它联络(连接)的感觉皮质区或运动皮质区形成“对应(对映)”兴奋,那该皮质区会“意识(感觉)”到具体的运动或感觉(信息)。由于该皮质区的神经元或神经组织是起“联络(连结或桥梁)”作用,既使是单个神经元也能与成千上万(甚至上亿)的神经元建立(突触)联系,因此该区域产生的“意识(感觉、信息)”会与众多(具体)的“运动或感觉(信息)”形成(建立)“对应(对映)”关系。这样,在该皮质区兴奋(出现)的“感觉(信息)”便会存在两种情况,一是“不确定性”,二是“多内涵(内容)性”。
    所谓“不确定性”,就是与该皮质区兴奋(感觉信息)形成“对应(对映)”关系的具体运动或感觉会“忽东忽西”,即既会(可)与甲物相联(相通),也会(可)与乙物相联(相通),还能(可)与丙物相联(相通)。如数字“1”就能与多物“相通(关联)”。所谓“多内涵(内容)性”,则是与该皮质区特定兴奋形成“对应(对映)或连接”关联的具体感觉或运动,是较为“丰富”的。即该皮质区的某单个信息神经元兴奋所体现的“信息(感觉)”会与同它相连接的感觉或运动皮质区的多个信息神经元形成(建立)“对应(对映)”兴奋关联。这就是说,人类抽象感知思维的“不确定(模糊性)和多内涵(概括性)”,就是依靠语言理解(处理)皮质区与具体感觉皮质区或具体运动皮质区之间的“多头”联系(连结)来实现的!这种“多头”联系(连结)具有“聚合或集中”功能。人脑区别(优越)于其它低等动物脑的“语言理解(联络)皮质区”就是以“联络(连结)和聚合”的方式来超越它们,并依此功能来实现对语言文字的处理,来形成(实现)所谓“抽象(概括和串通)”感知(意识)思维活动的。当然,仅仅是语言理解(联络)皮质还不能完成所有“抽象观念”的认知活动,还需与其它脑区(如前额皮质和丘脑核团等)合作。——请参阅“逻辑思维与创造思维的物质机理”。
    在“论意识的来源与作用”中已讲过,只要具备一定数量的皮质神经胶质细胞“同步”进入兴奋状态,便可形成(出现)“意识”。因此,人脑皮质可以形成(分)为多个“意识器官”。这些“意识器官”可以由下级感官传入的神经冲动或皮质中神经元(或神经组织)释放的能量(信息)“任意分割或组配”。由于这些被“分割的意识器官”是由被它包裹的神经元或神经纤维组织决定(激活)的。因此,这些被“分割的意识器官”在接收信息或形成感知觉时,会存在“中心区”和“时序差”。所谓“中心区”就是在皮质中产生的某“兴奋(意识或感知)点”(被神经元或神经组织释放的能量引发)存在“左右”转换(连接)时,该“兴奋点”即为“中心区”。当然,这种“中心区”多存在(出现)于“联络区”。由于出现(展现)在皮质(意识器官)上的兴奋(信息)具有先后次序,因此,这种“中心区”会因信息(兴奋)来源和思想者的差异(变动)而随时发生转移,出现(存在)“时序差”,即“时空变化”。
 
    主要参考文献:
[1]、张培林 主编:《神经解剖学》人民卫生出版社出版 1999年 393-398页。

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