《自然》封面上的大脑词汇地图靠不靠谱？ | Slate
来源：Slate
翻译：赵一鸣
我们为啥如此着迷于点亮大脑的核磁共振图像？虽然我们自己也不知道自己在干啥。
《自然》杂志，世界上最负盛名的科学期刊，在其4月28日的杂志封面上刊载了一张酷炫的大脑图片。这一电脑合成的图像，是从这一期的一篇文章里摘录的，显示大脑外层几乎被星罗棋布的多彩文字覆盖。这篇论文展现了一个揭露大脑皮层（大脑负责高级思维的外层）的哪一部分对应于多样的口语单词的“语义学地图”。
这项研究引起了广泛兴趣，全世界纸媒网媒都争相报道。这篇论文还伴随着一个网上互动模型，允许用户探索单词如何精确地标记在我们的大脑上。报道和模型的结合产生了流行狂热，激发了这样的问题：为什么数百万人对神经解剖学上的语言指代如此感兴趣？他们看完了所有的萌猫视频了么？
怪我咯？
依我看来，这个问题的答案，是和“为什么‘这是你在X上的大脑’（X=事物、政治、性、博客或任何什么别的）是新闻头条的主题”这个问题的答案大致相同，远远超出了“大脑的功能性磁共振成像”的范畴，引发了迷人的、神秘的想法：人们对神经系统科学和它能告诉我们什么有着根深蒂固的误解。
注：“这是你在X上的大脑”是一个用来报道神经科学进展的常用标题，包括下文提到的CNN报道不久前的致幻剂研究时所用标题——《这是你服用LSD时的大脑》（This Is Your Brain on LSD）也是相同句式。本文原标题《这是你大脑上的思想》（This Is Your Mind on Brain），有点戏谑的意思，作者Matthew Hutson也曾在《纽约时报》发表《神经现实主义》（Neurorealism）一文提到该句式。
但是在揭示为什么大众不应该对这项研究感到兴奋之前，让我们来看看这项研究告诉了我们什么以及为什么我们应该感到兴奋。
大脑的不同部分处理不同的思维元素，皮层的部分区域被组织成“地图”，从而使得不同区域之间的距离与它代表的物理上或概念上的距离联系起来。一个明显的例子就是上述的躯体感觉地图：你可以在中央后回一板一眼地画一个（变形的）人体，例如刺激你画上了胳膊肘的大脑部分会产生胳膊肘的刺痛感，或是刺激你画上了屁股的部分会产生屁股的刺痛感。
很多研究也已经确定部分大脑在指代概念方面起到了作用，例如行为或工具的概念。但是在最新的《自然》论文中，加州大学伯克利分校杰克·加兰特实验室的博后亚历山大·胡思（ Alexander Huth），采用一种更为复杂的方法，测试漫长叙述中的数千个单词，来探明什么样的激发模式会出现。
胡思、加兰特和他们的同事们将7名受试者（包括胡思本人）置于功能性磁共振成像扫描仪之下，给他们讲了超过2小时的蛾子广播时段（注：一档广播节目）的故事，其中包含约3000个不同单词。他们据此观察大脑那一部分被某个单词激活。
由于复杂的统计学原因，他们用了些间接方法来做这件事。准备好要听了吗？
首先他们列了个大约10000字的表，包括“蛾子广播”的词汇和7000个其他常用单词。然后，运用数以百万的图书、维基百科页面和Reddit评论的集合，他们计算出这10000个单词出现在985个常用词附近的频率。这使他们可以把这10000个单词放在985维的空间中。每个单词的985个坐标值标明这个词和每个常用词的关系有多近。[这一数学空间是不可能可视化的，概念上说它和三维空间没什么区别；每个点有985个坐标值而不仅仅是x、y、z三个。]
这一准备工作让他们不仅能够把3000个“蛾子广播”单词和它们激活的大脑部分联系在一起[大脑区域被划分成豌豆大小的区域，叫做体元]，还把这个单词的985个坐标值和这些区域联系在一起。他们接着把这3000个词的坐标值-体元对加起来，找出维度-体元联系的平均值。
用这种办法，他们可以测试这10000个单词中的任何一个，甚至包括那些没展示给受试者的单词，并基于它在985维空间中的位置，他们可以预测该单词会激活大脑哪个部位。他们通过让被试者在扫描大脑时听另一段10分钟的故事来测试结果并确定他们的预测基本正确。
当他们能预测一个给定的单词激活哪处大脑后，他们想要换种方式，从大脑到单词：换句话说，他们想指出某处皮质并找出它指代哪种单词或概念。所以他们对这985个维度进行统计分析，根据类似的大脑活动把它们分成更少的维度。例如，如果我们在维基百科或别处找到“叉子”附近的单词频率与这些单词在“勺子”维度的坐标值强相关，那么这两个词可合而为一，代表餐具。
用这种思路，研究者合985个维度为四。第一个维度粗略描述一个单词的意思是否与人类和社会的互动更相关（这端的单词包括社会的，情感的和公共的），或与感觉描述、数量描述或环境更密切（这端的单词包括触觉的、位置的、数量的和视觉的）。第二维度，胡思说，大致描述一个单词词意不仅是社会的而且是感觉的（手，暴力）或既不是社会的也不是感觉的（进行，时间）。（这一维度有点难以描述，论文里研究者也并未试图描述第三和第四维度。）
研究者选取了前三个维度，给它们标上红、绿、蓝三色（加法三原色——电视也用这三原色而不是红、黄、蓝）。一个单词在这三个维度上任意一个的值越高，它就会被标上更多这一维度的颜色。例如，高度社会化的单词，就会比较红。然后研究者就给大脑表面标上颜色，这样皮层区和它们所对应的单词颜色相匹配。结果就是一个彩虹色的大脑出现，展示着各种颜色的结合。
这一糖衣帮助了这一精确的网上工具更易理解地展示研究成果。你可以旋转或缩放一个实验对象展示出来的彩虹大脑，点击每一个色度，并查看某一类单词最可能激活哪部分皮层。
（研究者对每个研究对象做了一次上述计算，一共做了7次。他们用了一种他们开发的叫做“PrAGMATiC”的算法，这一名称是“覆盖皮层区域的概率生成模型”，结合7人的大脑数据形成一个普遍性的语义学地图。我会给你讲讲细节，但是他们还有另一篇论文描述这一思路。）
这些工作取得了两个主要而令人震惊的结果。首先，每个人的语义学地图都是相对左右对称的，与以前的研究标明的语言理解多操诸左脑半球不同。其次，每个人的语义学地图都近似一致。
一个对这项研究的批评是，研究者只扫描了7个人的大脑。一个典型的功能性磁共振成像研究应该有两倍于此研究的受试者，而行为学实验则需要有10倍于此研究的受试者。但是这项研究则不同，因为它从每个研究对象上收集了庞大的数据——每个人和数千个单词的互动——所以这项研究不需要那么多的受试者。
另一种批评声音是，受试者都是和加州大学伯克利分校有关系的母语为英语的右撇子。胡思则认为同质化是一个优势，指出他想控制的变量越多越好。（比方说，两个受试者是左撇子或不是英语母语使用者，他们的大脑地图异于别人。这些变量只不过是噪音，因为两个受试者并不是足够大的样本，能够让人了解他们的差异是由于语言、惯用手或只是随机误差产生的。）
大脑地图甫一建立，他们就加快速度研究其他语言的使用者或把英语作为第二语言的使用者。胡思猜测这些人的语义学地图不会有太多区别。“我认为我们存在意义上的共同点远多于语言上的表面差异，”他告诉我。
他也对他们建立的工具感到兴奋，这一工具用于提问其他关于大脑如何运用语言的问题。这甚至可以应用于临床诊断，比如诊断有大脑受伤或疾病造成的损害。有一天它也会被证明是可通过一种形式的读心术来与电脑交互的有用的工具。
所以这里有很多东西让人兴奋。但是两个最有趣的科学发现是——语义学地图是两个脑半球对称的，而且所有人的语义学地图都几乎是一致的，这样的事实——可能对神经科学家是迷人的，而不是像普通人（所着迷的）Facebook上的内容。那么，为什么这篇论文引起了公众的兴趣？
有两个原因，第一，是因为它美丽的图案。彩虹色大脑十分华丽。就如同胡思告诉我的那样，这项研究“小众且不易理解”，但是“图像太酷啦”。研究者还发布了一个酷酷的视频，里面的网上交互式大脑看上去像一场游戏——你甚至可以控制它。就像有人发邮件告诉我，“我昨天花了很长时间与它玩耍，为什么那些单词在那些位置出现是重要的，我意识到自己几乎对这一点毫无认识。而在此之前，我就变得对它有些痴迷。它只是很有趣。”她把这个称为“疯狂的催眠术”。你自己试一下！这玩意可以和萌猫视频匹敌。
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=j1305vw0w6c&width=500&height=375&auto=0
其次，这条理由适用于绝大多数“你的关于X的大脑”故事，考虑到上个月广为流传的刊登于《美国科学院院报》上的关于LSD和大脑活动的论文（CNN标题《这的确是你服用了LSD时的大脑》），我认为人们希望神经影像研究告诉我们更多心理学的东西而非这些研究的用途。
一项研究显示LSD强烈地激活了视觉皮质，以及视觉皮质与大脑其他部分的互动。任何磕了LSD的人会告诉你：嗨。只是描述每个人都知道的致幻药引起的视幻觉产生不了什么影响——但是，声称我们已经在大脑里看到这回事儿了看上去能够产生影响。这就好像人们不相信或珍视心理学报告，直到报告被神经科学具象化（这一现象被称为神经现实化）。
注：神经现实主义，或神经现实化，由蒙特利尔临床研究所的生物伦理学家埃里克·拉辛（Eric Racine）提出，指媒体对功能磁共振成像研究的报道如何在公众眼中制造出不加批判的真实和客观的现象。
关于LSD的论文神经现实已翻译相关文章，传送门→ →http://dwz.cn/lsdpnas
总的来说，了解到一个刺激会激活大脑某部分，只是根据其他研究联系那部分大脑到某种经历，告诉了我们一些这个刺激如何影响人的真实体验的事实。我们可以直接地、更容易地研究刺激和体验间的联系：一项研究显示蛋糕激活了腹侧纹状体，一个与奖励相联系的区域，可这并没有告诉我们从观察孩子和蛋糕那里能学到什么。你可以把你昂贵的大脑扫描仪放在家里。
有了交互式语义学地图，如果你点击一处在右侧角形脑回、代表社交词汇的区域，你会看到它既响应父亲也响应丈夫。我们已知这两概念是相关的，所以也没什么新鲜的。相同区域还响应其他单词，包括月份。这个联系就看上去不明显了，但是这是不是揭示了某种人性的东西？或许不是。
我对月份或者丈夫没有什么新的洞察，现在我知道大脑有相邻的区域共同对应这两者。研究者无意深挖这地图意味着什么——这些单词的临近可能是巧合，或基于十分肤浅的关联，或基于很深以至于我们愚蠢的心智无法到达的关联。
所以在某种意义上这地图并不如人所想那样含义深远。我读到的一个关于这则论文的故事是这样说的：“他们的结果表明语言比预想的要复杂。”我不确认这结果是否表明了什么了有关语言的东西——起码在普通语言使用者或语言学家的水平上没啥关系。我们再一次明白了神经科学能告诉我们很多生物学而非心理学的东西。
胡思并不否认神经科学在心理学上的应用，他打趣道，“天知道这一团糟。”他说神经科学有可能最终指导我们行为，但我们还有很长的路要走，同时，研究行为的最好途径是，如你所知，研究行为。
然而，太多的研究表明当伴随着多余的提及或大脑图像时，人们找到的行为解释更令人满意。为什么仅仅这些提法就给了心理学发现更多显眼的闪光点呢？
根据迭戈·费尔南德兹·杜克（Diego Fernandez-Duque），一位维拉诺瓦大学心理学家的说法，这是因为我们接受了“大脑是心智的引擎”这一概念。当我们互相搭建起框架时我们喜欢这个主意，而且神经科学比心理学更基础。
宾州大学心理学家蒂娜·威斯伯格（Deena Weisberg）最近的论文支持这一观点。她发现人们不仅仅会觉得有（无意义的）神经科学参考的心理学领域更可信，人们还会热捧有基础生物学依据的神经科学解释，有化学根据的生物学解释，和有着（尽管没啥营养的）物理学依据的化学解释。
所以神经科学为心理学提供了令人满意的还原论（尽管经常十分空洞）的解释。在给出的所有的还原论科学解释中，最诱人的当属心理学现象的解释。毕竟心理学关乎我们的日常生活，以及我们的动力、恐惧和身份。
除了漂亮的图片和神经现实化，第三种对胡思论文吸引力可能的解释是，直觉般的笛卡尔二元论，一种把大脑和心智视作一分为二，甚至是可分事物的自动倾向。
Lite-Brite颅相学告诉我们，我们抽象思维的意识由一大块物质实施，然后我们就认识到这些想法可以对应地绘制到大脑空间中。这一观念已有数百年历史，不过它每时每刻都令人惊讶。即使是扎实的科技写手也会写道：“不仅他们在学习，他们的脑子也在学习。”
注：Lite-Brite，一种玩具，在灯箱中放一块平板，彩色塑料钉插在上面构成各种图案，用光照平板得到发光图案。
然而这一假说的少的可怜的证据表明，自己声称的二元论与神经科学多有趣或令人惊讶可以说毫无关系。这一假说需要更多研究。威斯伯格告诉我：“像这种（还原论的声明）在各种科学领域大行其道的事实，表明它不是简单的二元论。即便如此，我们没有测量人们二元论信念的简单方法，所以二元论还会有一席之地。”
不久前，我参加了一个关于“神经领导力”的会议。大多数这样的研讨会事实上讨论的是心理学。有时候演讲者会顺嘴提两句大脑，但我不清楚这些与会人员会怎样从“大脑的哪部分会在感到受控制、被劝说或创造性工作时候变活跃”中有所受益。不过和他们交流，让我感受到他们对掌握新名词还相当上心。
“皮质”就像一个让人听你话的神奇密码。“杏仁核”是新的“芝麻开门”。如果你的课程很扎实，会议上的人也不过打算用一些炫酷的神经现实化来装点门面，作为正当的引人眼球的办法。这看上去很傻——像在蹒跚学步的孩子面前摇晃钥匙那么傻——但基本上没啥害处。
所以，嗨，如果你看到了大脑的图像，继续点它。无论这篇文章是不是如你想的那样深刻，你会学到点心理学或生物学。总归学到的比你看萌猫视频多吧。
关于作者：Matthew Hutson是居住在纽约市的一位科普作家，曾出版有关迷信和宗教的心理学著作《The 7 Laws of Magical Thinking》。
神经现实·NEUREALITY·翻译作品
未经授权禁止转载
译文仅供学习和交流