奇特的腦迴路,看不見數字,但能看到字母

2021-01-11 圖說歷史地理

《美國國家科學院院刊》2020年6月22日發表的一項研究,記錄了一個罕見的病人。

這個人在自己的側面橫著舉起一個泡沫做成的模型,大個的數字「8」,就像一個無窮大符號,他說這個物體帶有兩個環,對他來說就像一個面具。但是當他將泡沫數字直立起來時,這個物體消失了,變成了混亂的線條。

眼前的8,變成了混亂的線條

醫生Rothlein說,這是他所見過的最奇怪的病人。這個病人的名字首字母縮寫為RFS,具有一種罕見的退化性大腦疾病,使他無法「看到」數字,包括在紙上的、作為物體的、甚至是秘密嵌入場景中的數字。例外的是:對他來說,儘管數字2到9看起來像是毫無意義的曲線扭曲,但根據醫生與其合作者新的研究報告,這個病人看數字「0」和「1」沒有問題。RFS的案例表明,即使在健康的大腦中,我們也可能不知道自己所看到的是什麼。

義大利麵

認知科學教授McCloskey的研究團隊從2011年開始研究RFS,當時他60歲。據研究人員所知,RFS是第一個無法看到數字的患者。McCloskey說:「他看到了一些雜亂無章的線條,他稱它為義大利麵。」

McCloskey說,RSF不能記住這些線條的不同方向並給它們分配一個數字,因為每次他移開視線和回頭時,線都會改變。McCloskey告訴《生活科學》記者:「最令人震驚的是,它只影響數字,而不是其他符號。」 符號或字母可能看起來類似於數字,例如,大寫字母B看起來像8。但是他看到字母或其他字符沒有問題。

McCloskey說,這意味著他的大腦必須確定正在查看的數字屬於他們自己的特殊類別(也就是數字),從而使得他對這些數字的理解變得混亂。但是問題是:如果他看不到它們,他該怎麼做?

McCloskey補充說,他的大腦沒有「0」和「1」問題,這也令人「感到驚訝」。他說,目前還不清楚這是為什麼,但也許是這兩個數字看起來像字母「O」或「小寫的L」。或者,這兩個數字在大腦中的處理方式可能與其他數字不同,因為「在其他數字出現很長時間之後,才發明了零」。

實驗測試

為了研究RFS大腦中到底哪裡出了問題,研究小組做了許多實驗,研究測試他看到不同圖形時的腦電波。他們把一張臉的圖形嵌入到數字和字母的條框中,讓他做辨識。腦電圖顯示,病人看到人臉圖形時,會有明顯的腦電模式。並且,人臉無論是在數字中還是在字母中,都會出現相似的腦電波。這說明,RFS的眼睛看到了臉圖形,大腦也處理了這個信息。但是,RFS反饋,數字中的臉,他看不到。

同樣,研究人員還進行了單詞測試,每次看到一個特定的單詞時,他們都會讓RFS按下一個按鈕。當研究人員把這個單詞嵌入到數字中時,他就看不到該單詞,也不會按下按鈕。然而,無論目標詞是單獨出現還是在數字內部,他的大腦活動都是一樣的。Rothlein說,這表明他的大腦完成了所有複雜的處理過程,並且知道他正在查看這個單詞,並對是什麼單詞有所反應,但是相關的認知卻沒有出現在他的意識中。

交叉模式頭皮腦電地形圖指數

McCloskey分析認為,在RFS的大腦中,數字的處理「非常正常」。當正常的人查看事物時,信號從眼睛發出,並且大腦會做大量工作來弄清楚該形狀是什麼,以及它與同時查看的其他事物如何分離。但在RFS這裡,RFS的大腦知道他正在看「數字8」,但並沒有讓他意識到這一點。

McCloskey說:「我們認為RFS的大腦就像其他人的大腦一樣,他會通過大腦工作來確定自己在看什麼,但是隨後需要引起大腦注意的其他工作卻出錯了。」

他說,一旦大腦確定了正在看的東西,就會有兩種事件的其中一個發生,引起人們的意識,這也是神經科學領域持續的一個爭論。其一,大腦可能將信號發送到涉及較高處理任務的區域,例如分析和識別正在查看的內容;另外一個,可能將信號向下發送回涉及較低處理功能的大腦區域,在這些區域只對符號基本特徵進行分析,例如它的形狀。McCloskey說:「無論哪種情況,在RFS這裡,都會出問題。」

研究人員為RFS設計的數字

由於RFS的病情影響了他的大部分大腦,因此研究人員無法查明大腦中什麼地方出了問題。該團隊研究RFS數年,但之後他的身體疾病使得研究無法繼續進行下去。從身體上看,他的病情惡化了,但「精神上,他仍然和以前一樣,只是他看不到數字」 。

研究人員為他創建了一組新的數字供他使用,他認為很好用。McCloskey說,這種混亂可能「只會發生在通常形式的數字上,因為識別這些數字所涉及的大腦區域與識別不同形式的數字所涉及的大腦區域不同」,例如單詞或替代數字。

Rothlein說,在出現數字識別問題之後,RFS作為工程師繼續從事了數年的工作。「他完全有能力進行數字處理,因此,如果要求他使用數字單詞、甚至羅馬數字進行算術運算,他就可以進行數學運算」,「事實上,他在數學方面很擅長。」

人與蜜蜂的視覺差異

生活中,人們常說「眼見為實,耳聽為虛」。引用研究哲學的「詩與哲」所說:我們所生活的世界並非是一個完全真實的世界,而是一個基於真實被人類所構建的意義世界。即使是面對著同一片天空,蜜蜂眼裡所見與我們所見並不完全相同。為什麼會這樣呢?這是因為地球上的一切生物對外界的認知都是基於感知,而真實的世界是不依賴於這些感知而存在的,用馬克思的話來說,就是客觀存在的。當然,再往哲學深處,這個客觀或許得打上引號。那關係到另外一個問題,就是我們到底是不是真實存在的問題。一個客觀存在的世界,我們卻無法知道它到底是一個怎樣的存在,這著實是一個問題。

我們認知一個事物,首先便是通過感知將其面目輸了大腦中樞,然後進行高維呈現,最後我們知道了這個客觀之物的存在,而這個存在於客觀之物本身除了面目之外,幾乎毫無關係,所以通常情況下,我們無法通過意念移動或是改變一個物體。

哲學研究的是終極科學,哲學基本問題是人對自身以及外界的認知。隨著科技的進步,人類對自身的認知在不斷往前推進。

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