從感覺刺激到思維內(nèi)容(視覺)
轉(zhuǎn)引自“心理學(xué)進(jìn)取之路”
版權(quán)保留,特此聲明。
版權(quán)證號(hào):11-2002-A-394
作者:朱志康
(我們心靈的奧秘)第三章 思維活動(dòng) (之二:從感覺到思維)
傳入到大腦皮質(zhì)的感覺有多種來源,包括視、聽、觸、嗅、味等各種特異性感覺系統(tǒng)的傳入,體內(nèi)各種化學(xué)機(jī)械感受器對(duì)內(nèi)環(huán)境物質(zhì)改變的感覺傳入等。歸根到底,都是體內(nèi)外理化因素的改變,通過特異的神經(jīng)細(xì)胞的接受,最后在大腦皮質(zhì)的特定區(qū)域形成某種形式的神經(jīng)元興奮。從這里開始進(jìn)入了思維階段。
雖然一般來講,皮質(zhì)的初級(jí)感覺區(qū)與感覺接受器之間有著一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系,但實(shí)際上,各種感受器所得到的體內(nèi)外理化因素的變化形式與初級(jí)皮質(zhì)的神經(jīng)興奮模式有很大的變異,而且不同的感受器的變異特點(diǎn)各不相同。外界刺激的特征析出并不是到皮質(zhì)思維才開始,而是從最初的感覺接受器開始的。如果以視覺為例的話,傳入到初級(jí)視皮質(zhì)的神經(jīng)興奮模式,并不是象彩電那樣的真實(shí)世界的再現(xiàn),而是無任何直觀性可言的神經(jīng)興奮密碼。
人類所有的感覺中,視覺是最主要的。據(jù)認(rèn)為,人從視覺得到的信息量占各種感覺輸入的70% 以上。對(duì)思維活動(dòng)研究最多的也集中在視覺思維。視覺實(shí)際上就是把外界的電磁波在眼睛轉(zhuǎn)化為神經(jīng)興奮沖動(dòng),再逐級(jí)上傳,在視皮質(zhì)形成特定的興奮模式。這一過程所涉及的神經(jīng)元及神經(jīng)纖維聯(lián)系在生理學(xué)上已經(jīng)有了比較明確的結(jié)論,但其中的信息轉(zhuǎn)換及控制機(jī)制還存在很多問題。直接感受可見光電磁波,并轉(zhuǎn)化為神經(jīng)興奮形式的是視網(wǎng)膜上的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞,但電磁波在刺激它們之前,已經(jīng)經(jīng)過角膜、房水、晶狀體、玻璃體的修正。這種修正過程并非完全被動(dòng),而是一種在皮質(zhì)前腦結(jié)構(gòu)控制下完成的主動(dòng)過程。通過眼球的運(yùn)動(dòng)及瞳孔的大小變化,使個(gè)體對(duì)視野的大小和方位也形成一種主動(dòng)選擇。這些調(diào)節(jié)和控制,很大一部分也是在皮質(zhì)前完成。
在眼球結(jié)構(gòu)中,角膜、房水、晶狀體、玻璃體以及瞳孔都是固有的眼內(nèi)折光裝置。外界景象光線在到達(dá)視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞之前,首先經(jīng)它們的調(diào)整。要得到清晰的視覺形象,這種調(diào)整是十分必要的。從感光細(xì)胞到初級(jí)視皮質(zhì)神經(jīng)元的神經(jīng)聯(lián)系,是種相對(duì)固定的關(guān)系。也就是說,感光細(xì)胞得到什么樣的光刺激模式,就會(huì)在視皮質(zhì)形成某種經(jīng)過變異的對(duì)應(yīng)神經(jīng)元興奮網(wǎng)絡(luò),只有在此之后,才會(huì)發(fā)生具有思維意義的皮質(zhì)神經(jīng)活動(dòng)。誰都知道,我們的視覺具有對(duì)象恒定性。同一物體,放在視覺可以清晰辨識(shí)的不同距離,我們都會(huì)有同一對(duì)象的認(rèn)識(shí)。在一個(gè)畫面,幾個(gè)放大倍數(shù)不同的同一形象,也會(huì)被我們認(rèn)作同一。對(duì)此可有二種解釋:1、眼內(nèi)折光裝置把對(duì)象形象的光線調(diào)整后,使落到視網(wǎng)膜的形象不變。2、視皮質(zhì)內(nèi)具有把視覺形象刺激形成的特定神經(jīng)興奮模式轉(zhuǎn)化為某種固定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)興奮的活動(dòng)。雖然這二者可能都在起一定的作用,但前者應(yīng)該是主要的。如果沒有前者的調(diào)整,同一個(gè)物體的不同距離,那怕是稍有差異,也會(huì)在視皮質(zhì)引起不同的神經(jīng)興奮模式。要把同一物體千差萬別的視覺神經(jīng)興奮模式統(tǒng)一為同一對(duì)象,無論在理論上還是技術(shù)上都將是不可能的。我們對(duì)同一物體的再認(rèn)是如此直接,不可能還要經(jīng)過皮質(zhì)思維活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)再認(rèn),假如要把已經(jīng)傳到皮質(zhì)的千差萬別的神經(jīng)興奮模式統(tǒng)一為同一對(duì)象,勢(shì)必要給一個(gè)“智慧小人”留個(gè)席位才能解決,讓它舒適地坐在某個(gè)角落,欣賞感覺傳來的各種信息,用它的智慧來決定如何思維。顯然,這不是腦科學(xué)的方向。以往的觀察證實(shí),對(duì)感覺思維皮質(zhì)的任何電刺激,都會(huì)有主觀感受的產(chǎn)生。一旦皮質(zhì)神經(jīng)興奮模式形成,主觀感覺思維過程就已經(jīng)開始了。
把視覺形象的穩(wěn)定性主要?dú)w之于眼內(nèi)折光裝置有生理學(xué)的依據(jù)。但對(duì)此的解釋還需要更深入一點(diǎn)。晶體曲率和瞳孔同時(shí)變化這一調(diào)節(jié)反射,是保證視網(wǎng)膜清晰成像的重要生理機(jī)制。如果僅僅認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)是不夠的,還不能解釋視覺形象的同一性。對(duì)視覺起決定作用的是中央凹,這里的光感細(xì)胞與皮質(zhì)有一對(duì)一的關(guān)系。要使主觀有穩(wěn)定的視覺形象,就得形成某種穩(wěn)定的的視皮質(zhì)神經(jīng)興奮模式,這只有落到中央凹的光形象穩(wěn)定才能夠解決。所以,在中央凹光感細(xì)胞和晶體曲率、瞳孔變化之間,存在著一種非思維控制的調(diào)節(jié)關(guān)系。控制晶體曲率變化的基本中樞在控制睫狀肌的縮瞳核,控制瞳孔的也是縮瞳核??s瞳核受頂蓋前區(qū)和皮質(zhì)(視皮質(zhì)和顳葉眼區(qū))的雙重控制。皮質(zhì)對(duì)縮瞳核的控制是思維活動(dòng)參與的有意識(shí)行為。目前對(duì)頂蓋前區(qū)與縮瞳核的關(guān)系認(rèn)識(shí)主要是對(duì)光反射,這實(shí)際上只是光比較明顯變化時(shí)的調(diào)節(jié),而且主要影響瞳孔括約肌。完全有理由相信,這一通路對(duì)平時(shí)落入中央凹形象的穩(wěn)定也起著重要作用。中央凹實(shí)現(xiàn)了對(duì)視覺形象敏銳的感受,視錐細(xì)胞在這里并不是簡(jiǎn)單地把電磁波轉(zhuǎn)化的神經(jīng)興奮直接向視皮質(zhì)轉(zhuǎn)送,而要經(jīng)過從極細(xì)胞、節(jié)細(xì)胞的中轉(zhuǎn),這期間尚有水平細(xì)胞、無長突細(xì)胞和網(wǎng)狀細(xì)胞的參與。通過給光—撤光的細(xì)胞活動(dòng),側(cè)抑制作用的存在,到節(jié)細(xì)胞就已經(jīng)有了反映視覺形象的輪廓特質(zhì)析出。這種遠(yuǎn)離皮質(zhì)思維之前的特質(zhì)析出并非多余,有重要的生理意義。輪廓特質(zhì)的析出,意味著在視網(wǎng)膜水平已經(jīng)有了能反映對(duì)象特點(diǎn)的整體電位差的存在,這就是一種張力,具有擴(kuò)張占居整個(gè)中央凹的趨勢(shì)。這種趨勢(shì)通過頂蓋前區(qū)控制的縮瞳核使晶體曲率和瞳孔變化而實(shí)現(xiàn)。結(jié)果,以中央凹的邊界為限,觀察對(duì)象的形象在視網(wǎng)膜擁有穩(wěn)定的輪廓特質(zhì)興奮模式。這個(gè)調(diào)節(jié)過程是非思維控制的,由皮質(zhì)前局部神經(jīng)回路完成,最后輸入皮質(zhì)的已經(jīng)是穩(wěn)定的視覺形象。當(dāng)然,皮質(zhì)在產(chǎn)生穩(wěn)定興奮模式之前,會(huì)有瞬間的調(diào)節(jié)間隙,即“定神”。當(dāng)某種因素使這個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)制影響時(shí)(如酒精中毒),那么這個(gè)“定神”的時(shí)間就會(huì)延長。這樣,我們?cè)诓煌木嚯x看到同一形象時(shí),或在同一畫面看到大小不等的同一形象時(shí),還是一眼就認(rèn)出它們的同一性,因?yàn)樵谝暺べ|(zhì)產(chǎn)生的特定神經(jīng)興奮模式是同一的。對(duì)觀察對(duì)象的遠(yuǎn)近、大小及局部與整體關(guān)系的認(rèn)識(shí),則來自于關(guān)于這一調(diào)節(jié)過程的信息輸入,以及通過對(duì)其它途徑信息的思維活動(dòng)的結(jié)果。
除了晶體曲率和瞳孔變化,眼球局部調(diào)節(jié)尚有微顫、掃視、注視等。關(guān)于微顫,有個(gè)合理的解釋:為了避免視疲勞,使反映視覺對(duì)象形象特征的光刺激在相鄰視錐細(xì)胞之間變動(dòng),達(dá)到最大刺激效果。但是,關(guān)于掃視的意義解釋卻不那么令人信服。掃視角度大小與景物的特征和觀察要求相關(guān),掃視時(shí)無法形成有效知覺,掃視是無意識(shí)的,復(fù)雜景物注視與掃視交替進(jìn)行。注視點(diǎn)多投射到圖形輪廓線、交叉或斷開處,或在理解和分辨上有意義的部位。注視掃視中樞在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),頂蓋前區(qū)等處。除了皮質(zhì)思維控制的隨意眼動(dòng),一般的注視和掃視是發(fā)生在思維之前的自然過程。為什么注視點(diǎn)會(huì)落在形象的變化(交叉、斷開)處或?qū)斫庥幸饬x的部位?對(duì)理解是否有意義應(yīng)該是思維活動(dòng)的結(jié)果。非思維控制的眼動(dòng)調(diào)節(jié)的機(jī)理和意義是什么呢?運(yùn)用張力理論對(duì)解釋這些現(xiàn)象可能會(huì)有很大幫助。落入中央凹的形象輪廓特征析出后,就會(huì)在輪廓邊界形成張力環(huán),張力環(huán)除了向中央凹邊界擴(kuò)張趨勢(shì),還控制著注視中樞,以保證形象的控制在中央凹之內(nèi)。形象邊界只有封閉狀態(tài)才是穩(wěn)定狀態(tài)。而且邊界本身具有閉合的趨勢(shì),只有閉合的邊界,張力才會(huì)平衡。邊界的斷裂處是產(chǎn)生高張力的位點(diǎn)。局部高張力的存在,會(huì)引起注意力集中。
封閉性的破壞就會(huì)造成局部高張力,成為下一個(gè)注視對(duì)象。內(nèi)部的明顯改變也是局部高張力的一種表現(xiàn)。盡管有微顫的調(diào)節(jié),輪廓張力最終會(huì)逐漸減弱。此時(shí),影響輪廓穩(wěn)定性的局部高張力就會(huì)當(dāng)作下一個(gè)注視目標(biāo),掃視就是新舊輪廓交替的中介。激發(fā)掃視的是原來輪廓張力的減弱或新特征張力的加強(qiáng)。掃視角度取決于新舊輪廓的距離。掃視的結(jié)果是中央凹獲得新的視覺對(duì)象。新舊對(duì)象之間是一種跳躍關(guān)系,通過掃視而完成。新舊對(duì)象并不是各不相關(guān)的兩個(gè)物體,而往往是整體與局部的關(guān)系。局部一旦作為新對(duì)象,那么它所占用的中央凹與原整體同樣大小的范圍,也就是說,臉和嘴、鼻的形象對(duì)中央凹—視皮質(zhì)而言是動(dòng)用了同樣規(guī)模的神經(jīng)元群。當(dāng)對(duì)象是臉時(shí),那么嘴、鼻只是構(gòu)成臉整體的一個(gè)部件,它們的形狀并不是主要的,只要保持在適當(dāng)?shù)奈恢?,與相鄰部件有一定的關(guān)系就行。一張五官極度夸張的人頭漫畫,之所以能被人一眼看出是某人,往往是通過抓住某些特征而成功,這些特征就是某個(gè)器官特征,某幾個(gè)器官之間的關(guān)系特征。對(duì)理解有意義的部位往往也是形象的變異處,即高張力部位。當(dāng)一個(gè)物體成為觀察對(duì)象時(shí),它的整體輪廓是主要特征,(對(duì)于視中央凹而言),決定了視軸、瞳孔和晶體曲率的自動(dòng)調(diào)整。它內(nèi)部的主要構(gòu)件,即它內(nèi)部視覺可感受的明顯光差部分是次要特征,決定了掃視的角度、方向和新觀察對(duì)象的形成。這些特征的析出發(fā)生在視網(wǎng)膜水平,通過皮質(zhì)下的腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),頂蓋前區(qū)等有關(guān)部位的控制自動(dòng)調(diào)整活動(dòng)。實(shí)現(xiàn)這些調(diào)整的動(dòng)力,來自于因光差變化而形成的高張力。在視網(wǎng)膜水平發(fā)生這種特征析出活動(dòng),有的人稱之為“眼睛會(huì)計(jì)算”。對(duì)此,已經(jīng)可以通過“開細(xì)胞”“閉細(xì)胞”的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的活動(dòng)特點(diǎn)作出合理解釋。開細(xì)胞的特點(diǎn)是,刺激域越大,反應(yīng)越小,反之則大。這樣,視象世界的斷裂處產(chǎn)生高張力就自然形成。視網(wǎng)膜一次又一次地形成關(guān)于某一對(duì)象的整體、各個(gè)重要局部形象特征的穩(wěn)定的神經(jīng)興奮模式,并把這些興奮張力向視皮質(zhì)擴(kuò)張。這里,就稱這種在視網(wǎng)膜發(fā)生特征析出的理論為中央凹張力環(huán)假說。
到達(dá)視皮質(zhì)的神經(jīng)興奮是如何進(jìn)一步活動(dòng),從而成為對(duì)思維有意義的視知覺,即一種主觀的視覺形象?對(duì)此,目前好象還缺乏一種完整的理論。最普遍的解釋是微柱理論。根據(jù)這個(gè)理論,具有相同感受野并具相同功能的神經(jīng)元在視皮質(zhì)的垂直方向上呈柱狀分布,稱之功能柱。每種功能柱只提取一種視覺特征。那些幾乎相同感受野接受不同特征的功能柱構(gòu)成一個(gè)超柱,是視皮質(zhì)的功能單位。超柱內(nèi)各微柱對(duì)信息的并行處理,產(chǎn)生主觀視覺。如何處理和譯碼有二種說法。一種稱之特征提取,認(rèn)為超柱內(nèi)有方位柱、眼優(yōu)勢(shì)柱、顏色柱這些不同功能的微柱,提取同一感受野中的相應(yīng)特征,從而產(chǎn)生主觀感受。另一種說法稱之空間頻率分析器理論,認(rèn)為功能柱根據(jù)得到的空間頻率特征,從而形成主觀視感覺。但問題在于,目前的功能柱理論,對(duì)理解人類從感覺到思維的過程并沒有提供太大的便利。即使到超柱水平,也僅僅使本來單一的畫面變成各具特點(diǎn)(同一對(duì)象)的幾幅畫面,有的表現(xiàn)為顏色分布特點(diǎn),有為反映兩眼視象的差異,有的只是不同方向光密度的改變,畫面本身所含有的意義并不能反映出來。就象電視的顯示屏,我們可以通過某種技術(shù),使它只顯示畫面的色彩特點(diǎn)、明暗特點(diǎn)或輪廓特點(diǎn),但畫面所表達(dá)的意義,只存在于觀察者。對(duì)超柱所呈現(xiàn)的結(jié)果,還需要按排一個(gè)智慧小人去辨別、認(rèn)識(shí)和思維,因?yàn)槌峁┑奶卣鞑⒉皇钱嬅嫠从车挠^察對(duì)象的特征,而只是反映畫面本身的一些技術(shù)特征。而且,超柱理論本身還存在一些矛盾之處,例如,簡(jiǎn)單細(xì)胞、復(fù)雜細(xì)胞和超復(fù)雜細(xì)胞的存在,就與微柱內(nèi)所有細(xì)胞只有同一感受野的說法不一致。實(shí)際上,我們對(duì)微柱的認(rèn)識(shí),就是皮層細(xì)胞具有成束垂直組合的特點(diǎn),這些成束神經(jīng)元組織的興奮具有同步性,不同束對(duì)不同性質(zhì)變化具有敏感差異。成束神經(jīng)元與節(jié)細(xì)胞有對(duì)應(yīng)性。更多的解釋大概推測(cè)成份更多。要合理地解釋從感覺到思維的過程,就不應(yīng)該局限于目前這種微柱—超柱的理論,要從皮層成束(或稱柱)神經(jīng)元的客觀存在尋找其它功能作用意義的可能性。
視皮質(zhì)的功能意義應(yīng)是產(chǎn)生對(duì)個(gè)體思維活動(dòng)有意義的特征模式。如果這里的神經(jīng)元只是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地與中央凹相對(duì)應(yīng),那么再復(fù)雜的形象也是沒有意義的,就象電視對(duì)自己屏幕的理解一樣。如果微柱只對(duì)中央凹某一點(diǎn)的某種特征的變化敏感的話,那只要幾個(gè)細(xì)胞就夠了,不需要成百上千的細(xì)胞成層地集積在一起。多種細(xì)胞類型、各種長度神經(jīng)纖維的存在,意味著有各種興奮或抑制形式的存在,有微柱間、超柱間、超局部、超半球等多種聯(lián)系的存在。所以微柱的意義不在于點(diǎn)的興奮,而在于微柱間的聯(lián)系構(gòu)成的興奮模式,和不同部位皮質(zhì)的同步興奮形成的特殊聯(lián)系,以及由此產(chǎn)生對(duì)思維有意義的特征析出活動(dòng)。
當(dāng)視覺信號(hào)神經(jīng)沖動(dòng)形式從外側(cè)膝狀體傳到初級(jí)視皮質(zhì)第Ⅳ層時(shí),觀察對(duì)象的輪廓和內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成了高張力狀態(tài),受到高張力影響的皮質(zhì)神經(jīng)元所產(chǎn)生的同步興奮形成一種整體模式。這也就是我們主觀感受的視覺形象。在眼球水平完成的,由皮質(zhì)前控制的調(diào)整,如瞳孔變化、晶體曲率變化、掃視、微顫等,使得視皮質(zhì)得到的已經(jīng)是關(guān)于對(duì)象的整體和各個(gè)部分的一幅幅畫面的興奮模式。就象中央凹一樣,在初級(jí)皮質(zhì),對(duì)象的整體輪廓與局部輪廓可以占有同樣規(guī)模的神經(jīng)元,整體與局部的模式轉(zhuǎn)換是跳躍式的,而非漸變過程。整體與局部的區(qū)別不在于圖象本身,而在于從整體到局部眼球調(diào)節(jié)時(shí)皮質(zhì)下中樞活動(dòng)所產(chǎn)生的信息傳入。這樣,同一形象,不管它的遠(yuǎn)近大小如何,在視皮質(zhì)激活的興奮模式是同一的。在這個(gè)興奮模式中,激活的神經(jīng)元之間并非象顯示屏的光點(diǎn)之間互不相關(guān),而是通過同步興奮形成突觸偶聯(lián)的整體化,包括形象的邊緣輪廓興奮細(xì)胞系列,光亮度不同產(chǎn)生的不同興奮水平細(xì)胞集結(jié),不同色彩形成的色敏感細(xì)胞同步反應(yīng)等。以后再次得到該形象時(shí),就會(huì)有較強(qiáng)的興奮反應(yīng),也就是“熟悉”。不是同一,但類似的形象(如臉)的反復(fù)投射,在皮質(zhì)形成一個(gè)有一定變化范圍的反應(yīng)帶,可以產(chǎn)生視覺形象的初步抽象。形象差異較大的同類,其類別認(rèn)同則不在初級(jí)皮層形成,而是其它皮層神經(jīng)元參與的結(jié)果。
世界是在不斷的運(yùn)動(dòng)之中,觀察對(duì)象會(huì)不斷變化,觀察者本身也不斷變換姿勢(shì)。對(duì)象本身的變化,如旋轉(zhuǎn)、傾斜、變形、移位等,都使落入中央凹,也就是到達(dá)皮質(zhì)17區(qū)Ⅳ層的神經(jīng)興奮模式產(chǎn)生很大改變,甚至完全變樣。但這種變化只要是連續(xù)的,那么皮質(zhì)所形成的系列興奮模式,就會(huì)形成一個(gè)連續(xù)的軌跡,構(gòu)成一個(gè)整體。也就是說,被傳入皮質(zhì)中的形象,是以連續(xù)變化的整體而存在。只要看到連續(xù)整體中的一個(gè)片斷,就可以“認(rèn)出”它,構(gòu)成代表該形象神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的興奮。當(dāng)然,這種興奮性與所得到該形象的頻率和時(shí)間成正比。我們很少看到倒置的人頭,所以很難“一眼認(rèn)出”倒置的人頭形象。還有一點(diǎn),所謂整體,是落入中央凹主體形象的整體,不一定是實(shí)際形象的整體。當(dāng)注視一張臉時(shí),臉是整體,眼、鼻、嘴只是整體中的局部。但當(dāng)注視眼時(shí),那么眼睛就是整體,構(gòu)成眼睛的各部分,如鞏膜、瞳孔、眼瞼就成了局部。
從視覺通路傳入的張力沖動(dòng),直接激活的是V1區(qū)的第Ⅳ層神經(jīng)元。通過這些神經(jīng)元周圍的神經(jīng)元的興奮、抑制連結(jié),形成某一特定對(duì)象的整體形象興奮模式。這就是我們的主觀視覺形象,是我們視感覺的最高水平。
但是,這些主觀感覺到的視覺形象,還不是能參與思維活動(dòng)的形象思維素。作為一種思維素,應(yīng)該能脫離感覺而存在,并可由思維活動(dòng)而再激活。也就是說,反映視覺形象特征的思維素,除了由視感覺直接激活、產(chǎn)生外,應(yīng)該能與當(dāng)前的視感覺相分離,能夠作為記憶內(nèi)容而存在,還能在一定條件下由非直接視覺的刺激而激活。心理學(xué)研究中關(guān)于心理鐘的存在,從一個(gè)側(cè)面支持這種非感覺依賴的反映視覺形象特征的思維素的存在。
反映視覺形象特征的思維素,與通過感覺道激活興奮的初級(jí)視區(qū)神經(jīng)興奮模式之間,還有以下很大不同。1 、它的興奮就是思維活動(dòng)的一部分。2、它可以隨思維的過程而變形。3 、它是模糊的,遠(yuǎn)不及視感覺那樣鮮明。4、在個(gè)體的主觀意識(shí)感受上與視覺有競(jìng)爭(zhēng)作用。第1點(diǎn)就不用說明,否則不稱之思維素。第2點(diǎn),無論是心理鐘還是其它意象,我們都能在思維活動(dòng)中將它們以不同的角度,大小,甚至動(dòng)態(tài)來想象。這是每個(gè)人都能體驗(yàn)到的。第3點(diǎn),模糊性,除非極端的例子,單憑思維,永遠(yuǎn)感受不到真實(shí)視感覺那樣鮮明的思維形象的存在。這種模糊性,并不僅僅是輪廓的模糊、色彩的模糊或動(dòng)態(tài)的模糊,而且更重要的是這幾者組合的模糊。第4點(diǎn),競(jìng)爭(zhēng)性,我們的有意識(shí)狀態(tài)中,確實(shí)有一部分是由并不鮮明的思維形象所占據(jù),而一旦進(jìn)入這種狀態(tài),眼前鮮明實(shí)在的客觀世界好象不存在似的。即所謂“視而不見”。這種與感覺競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)狀態(tài)的現(xiàn)象,并非視形象思維素獨(dú)有,而是所有思維素的特點(diǎn)。這種視形象思維素,是視覺向思維發(fā)展的最后一站,也是視覺信息進(jìn)入思維的開始。那么視感覺如何產(chǎn)生視形象思維素呢?在哪里形成?
根據(jù)目前對(duì)皮質(zhì)功能柱的認(rèn)識(shí),同一功能柱的神經(jīng)元在反應(yīng)和感受野上有基本一致的傾向。這樣,初級(jí)視皮質(zhì)V1區(qū)就不可能存在能與感覺相脫離的視覺形象思維素。那么,這個(gè)問題只能交給直接感受V1區(qū)信息的18、19區(qū)皮質(zhì)解決。根據(jù)猴實(shí)驗(yàn),切除17區(qū)皮質(zhì)后,仍能在熟悉的環(huán)境中基本正常地生活。這表明它還存在視覺形象的神經(jīng)模式,依靠從膝狀體直達(dá)19區(qū)的有限視信號(hào)及其它感覺信號(hào)而生存。但一旦18、19區(qū)切除,那么對(duì)周圍的視覺形象就什么也沒有了。按照神經(jīng)科學(xué)解釋,V1區(qū)與簡(jiǎn)單視覺有關(guān),V2區(qū)與圖形或客體的輪廓或者動(dòng)態(tài)變形有關(guān),V4區(qū)與顏色有關(guān),V3區(qū)與立體深度有關(guān),V5區(qū)與運(yùn)動(dòng)有關(guān)。但是,這種“有關(guān)”反映了什么呢?難道簡(jiǎn)單的視感覺中(V1區(qū)的功能)沒有所見世界的圖形或輪廓嗎?我想V1區(qū)與周圍皮質(zhì)的關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是從感覺到思維的過程。V1區(qū)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形成就是視感覺,它所擁有的強(qiáng)大興奮張力向周圍皮質(zhì)擴(kuò)張(V2、V3、V4、V5),把視感覺所含有的特征在張力擴(kuò)張中表現(xiàn)出來,并與其它途徑的信息一起,形成反映視覺形象特征的思維素。視感覺的興奮模式與形象思維素的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有什么區(qū)別呢?建立統(tǒng)一視覺形象是眼局部調(diào)節(jié)過程作為一種神經(jīng)信號(hào)與視感覺神經(jīng)信號(hào)發(fā)生干擾(或稱之校正),重建了局部與整體相互之間的關(guān)系。這種關(guān)系不一定具有視覺可觀性,可能只有密碼形式存在。V2區(qū)的形象并不是V1區(qū)形象的復(fù)寫,而是V1區(qū)感覺形象特征的析出。正如ZEKI所形容的那樣,V1區(qū)就象郵局,把各種視覺特征向周圍的V2——V5區(qū)傳送。從V2區(qū)開始,各種能參與到思維活動(dòng)的視覺思維素形成了。具有觀察對(duì)象形象特征的思維素存在于V2,顏色特征的思維素存在于V4,具有運(yùn)動(dòng)特征的思維素存在于V5,動(dòng)態(tài)形態(tài)特征存在于V3。
視皮質(zhì)是如何從視感覺形成各種視覺思維素的?落入視網(wǎng)膜的一張臉是有關(guān)這張臉的整體形象和各個(gè)局部形象的多次投影(如眼、嘴、鼻、眉等),以及這張臉的動(dòng)態(tài)變形投影。在這里,每次投影產(chǎn)生的神經(jīng)興奮模式所涉及的神經(jīng)元之間是沒有聯(lián)系,即使形成了輪廓邊界興奮帶,也只是對(duì)調(diào)節(jié)折光調(diào)整有意義,模式內(nèi)部缺乏整體聯(lián)系。V1區(qū)得到視覺興奮模式從外表上與視網(wǎng)膜是一致的。節(jié)細(xì)胞有多少個(gè)興奮,成什么構(gòu)型,那么V1區(qū)皮質(zhì)就會(huì)有相應(yīng)的模式興奮(Ⅳ層)。但多層次(6層)、大量的神經(jīng)元存在,使V1區(qū)對(duì)視覺的反應(yīng)不僅僅止于此,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ層細(xì)胞的相互聯(lián)系,使得到的視覺成為一種整體模式,產(chǎn)生主觀的視感覺,并具有擴(kuò)張的興奮張力。
首先感受這張力的是V2區(qū)。如果只有這股張力,那V2區(qū)就成了V1區(qū)的復(fù)寫。V2區(qū)肯定還接受來自控制調(diào)整折光成象有關(guān)中樞信息的張力。這樣,時(shí)間被分隔的有關(guān)某對(duì)象整體或局部的多次成象,在V2區(qū)又重新整合成一個(gè)整體形象。這時(shí)的整體形象已經(jīng)失去了任何實(shí)際可觀性,只是連結(jié)成一片的,按某種程序激活而可以同步興奮的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式,這就是最初步的視覺形象思維素。
要看清某一對(duì)象遠(yuǎn)或近時(shí)的形象,某一畫面整體或局部細(xì)節(jié),就得通過改變折光,使最終V1皮質(zhì)得到最清晰形象感覺。但要想象某種形象的近遠(yuǎn)或整體與局部,只要形成象調(diào)整眼球有關(guān)中樞傳入V2區(qū)的信號(hào)所起的作用就可以了。這通過皮質(zhì)思維的神經(jīng)活動(dòng)是可以實(shí)現(xiàn)的。
在此基礎(chǔ)上,客觀對(duì)象視覺形象本身所含有的特征不斷地在皮質(zhì)被形成新的神經(jīng)模式。比如,當(dāng)某些神經(jīng)元使興奮點(diǎn)的位移連結(jié)成整體,產(chǎn)生主觀感覺上對(duì)象的同一時(shí),另一些神經(jīng)元?jiǎng)t會(huì)對(duì)這些變化本身起反應(yīng),產(chǎn)生興奮張力,向其他腦區(qū)傳遞,把變化特征析出。不同的神經(jīng)元可以有不同的特征敏感性,有的可能對(duì)整體位移敏感(對(duì)象與背景的相對(duì)位置),有的對(duì)對(duì)象的轉(zhuǎn)動(dòng)敏感,有的對(duì)形象局部變化敏感,有的對(duì)變化的速度敏感等等。這些敏感,可以是細(xì)胞突觸的分布差異,介質(zhì)—受體的靈敏度差異,或者局部神經(jīng)元回路的結(jié)構(gòu)差異等各種因素造成。所有這些變化,都會(huì)被以特征析出,在V1——V2區(qū)以外形成興奮模式。這些興奮模式向V1區(qū)反饋,就使感覺變得豐富多采。與V2區(qū)聯(lián)結(jié),就構(gòu)成了對(duì)象的整體動(dòng)態(tài)形象思維素。這種從視感覺到視覺思維素的轉(zhuǎn)化過程,可以稱之為發(fā)生在視感覺皮層的特征析出過程。至于這些形象特征的意義,如對(duì)象的輪廓和內(nèi)在局部變化、對(duì)象與背景的相對(duì)變化等的意義,就不是視皮質(zhì)的功能,而是視覺形象思維素與其它多感覺道思維素共同影響、互相作用而形成的高級(jí)思維過程。
至此,有一點(diǎn)要強(qiáng)調(diào),視皮質(zhì)V1區(qū)向其周圍輸出,不能認(rèn)為信息接受者是被動(dòng)的。關(guān)于張力問題中已經(jīng)說明,張力的擴(kuò)展是個(gè)主動(dòng)過程,對(duì)此視皮質(zhì)也不能例外。要從形象興奮模式中產(chǎn)生特征析出,要把視覺輸入與調(diào)節(jié)視覺折光的信息整合起來,都只有以在輸入張力影響下主動(dòng)興奮,產(chǎn)生新的張力才能合理解釋。最近證實(shí),盲人的視皮質(zhì)并非退化,這意味著這些皮質(zhì)在接受非視覺信息,行使著非視皮質(zhì)功能,這只有通過神經(jīng)細(xì)胞的主動(dòng)興奮性才能解釋。在視覺輸入受阻情況下,視皮質(zhì)的神經(jīng)元就會(huì)使自己的興奮節(jié)律、敏感對(duì)象與其它感覺道的張力整合起來,盡管這種整合的效率可能大不如對(duì)視覺的處理,但卻使這片皮質(zhì)獲得了新的生命。
這樣討論視皮質(zhì)的各個(gè)部分,是把它們作為完整單元來考慮,實(shí)際上,就象整個(gè)大腦皮質(zhì),每一個(gè)視區(qū)是由六層細(xì)胞構(gòu)成,每一層的神經(jīng)元有著不同的功能作用。盡管我們?nèi)狈Υ_切的依據(jù)來確定它們?cè)谝曈X——思維活動(dòng)中的作用,但我們根據(jù)它們的細(xì)胞類型、聯(lián)系特點(diǎn)和相互間關(guān)系,還是可以形成一種初步而且粗略的假設(shè)。在六層細(xì)胞中,第一層只有少量細(xì)胞,這里就不作推斷;第二、三層投射到其它皮層,可以認(rèn)為是感覺——思維張力的體現(xiàn);第四層是顆粒皮層,這是感覺信息的目的地,是思維整合的表現(xiàn);第五層神經(jīng)纖維向皮層外投射,這是皮層與大腦其它結(jié)構(gòu)的聯(lián)絡(luò)區(qū),或者說是腦外作用區(qū);第六層主要投射到丘腦和屏狀核及回返到各層,所以是本皮層的功能調(diào)節(jié)區(qū)。
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