第四百一十四章 活在幻觉中(2/5)
自皮层神经元的随机放电,属于身体内部噪音;又或者,精神类药物等因素扰乱了正常的脑功能,促进神经元随机激发——这据信就是幻觉产生的机制。但为什么都是克鲁弗归纳的这些形状?对此,考恩等人提供的解释得到了广泛认同:这些图形是人的视野在初级视皮层中的投影。“如果你打开一个人的脑,观察其中的神经元活动,你不会像透过镜头一样,看到此人视野的投影。”考恩的协作者彼得?托马斯说。
这些图像投射到皮层的过程中,会经历坐标转换。如果神经活动呈现的形式,是放电神经元和非放电神经元交替而成的线条,那么,这些线条的走向决定了你看到什么。
若线条都朝同一个方向,你视野中看到的就是同心圆;若线条相互垂直,你看到的就是放射线,即所谓的“隧道”形状,一如濒死体验中,隧道尽头射过来的光线。若线条是斜线,你看到的就是螺旋形。
但如果幻觉中的几何图形,就比如克鲁弗的四种常形,是视皮层神经活动的直接结果,问题就来了:这种活动何以自发产生?既然能自发产生,为什么我们不会一直产生幻觉?随机图灵机制也许能同时解答这两个问题。
当初,图灵在那篇论文里提出,斑点等图案源于同一个系统中,两种化学物质在传播时发生的互动。在一个密闭的房间内,气体会均匀分布,直到各处密度均等。但如果是两种化学物质,由于在系统内的扩散速度不一,它们在各处的浓度各不相同,这就形成了各种斑纹。两种化学物质中,其中一种充当活化剂,表达特定性征,例如某种斑点或条纹的色素,另一种则充当抑制剂,干扰活化剂的表达。
试想这样一幅场景:有这样一片枯草地,上面停着很多蚱蜢。若你随机取点放火,那么在毫无水分的情况下,整片草地都会过火。但如果火焰温度导致蚱蜢出汗,打湿周围草叶,那么最后,草地就会留下星星点点的未过火之处。这个充满幻想色彩的类比来自数学生物学家詹姆斯?穆雷,它阐释了经典版的图灵机制。
图灵自己也承认,这个模型是极度简化的结果,他从未在实际的生物学问题中,应用过这一模型。但它为后人提供了一个基础框架。
在1979年那篇论文中,考恩等人指出,在人脑中,扮演活化剂和抑制剂角色的是两种神经元。活化神经元会促进附近细胞放电,从而放大电信号;抑制神经元会抑制附近细胞的活动,抑制电信号。
研究人员注意到,在视皮层中,活化神经元之间的连接距离较近;而抑制神经元之间的连接距离较远,形成的网络更广。
这很符合图灵机制的要求:两种化学物质扩散速度不同。试想一片平静的神经元之海,其中有星星点点的神经元随机放电,并自发涌现出条纹或斑点,从理论上讲,这也不无可能。也许正是这些条纹或斑点,根据它们走向的不同,才催生了格子、隧道、螺旋和蛛网这些各不相同的视觉体验。
考恩认识到,在视皮层中,图灵机制或许扮演着某种角色,但他的模型没有考虑噪音,即神经元的随机突发性放电,而这些噪音很可能会干扰图灵机制的作用。与此同时,戈登菲尔德等人则将图灵机制应用到生态学,套入掠食者-猎物动态模型。在生态学情境下,猎物充当活化剂,试图繁殖并增加种群数量,而掠食者充当抑制剂,通过猎杀,控制猎物的种群数量。
两者共同作用,形成图灵式的空间分布。戈登菲尔德的研究课题是,掠食者与猎物种群数量的随机波动是如何影响这些空间分布的。他对考恩在神经科学领域的工作有所耳闻,并很快意识到,他的模型或许也适用于考恩的研究。
大约十年前,戈登菲尔德和当时的研究生汤姆?巴特勒在探究一个课题:种群数量的随机波动,比如羊群被狼袭击后,掠食者和猎物的空间分布会受何影响。他们发现,当羊群数量相对较少时,随机波动会带来显著的后果,甚至导致羊群灭绝。很显然,生态模
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