二 經(jīng)驗(yàn)對大腦結(jié)構(gòu)與功能塑造的機(jī)制

　　按照赫布的神經(jīng)學(xué)習(xí)的思想，在宏觀層次上，大腦和大腦的表現(xiàn)是結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，但是，大腦的結(jié)構(gòu)和功能不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，因此，即使大腦的某些部位受到損傷，其結(jié)構(gòu)被破壞了，大腦的功能還存在。因?yàn)椋渌课豢梢源鎿p傷部位的功能。也就是說，大腦的功能具有可塑性。反之，當(dāng)大腦的功能被重新塑造時(shí)，大腦的神經(jīng)必然產(chǎn)生重構(gòu)。根據(jù)赫布學(xué)習(xí)理論，結(jié)合當(dāng)今的神經(jīng)科學(xué)的相關(guān)事實(shí)，除了大腦不同部位可以相互代替之外，大腦在損傷后依然能恢復(fù)功能的重要原因是大腦具有可塑性，即大腦具有重新生長相關(guān)神經(jīng)突觸，或重構(gòu)相關(guān)神經(jīng)連接等的作用。

　　當(dāng)然，赫布雖然認(rèn)為大腦在宏觀上是以結(jié)構(gòu)-功能方式運(yùn)作的，但是，在微觀的神經(jīng)元層次則按照因果關(guān)系運(yùn)作。根據(jù)他理論隱含的假設(shè)可知，兩個(gè)神經(jīng)元之間按照一定次序激活，并且不同的次序激活的效果也不同。亦即，不同神經(jīng)元之間的信息傳遞總是按照一定的時(shí)間順序以及空間分布開展，由此構(gòu)成一個(gè)聯(lián)合的整體。赫布在《行為的組織》一書中說：“當(dāng)細(xì)胞A的一個(gè)軸突和細(xì)胞B靠近到能夠以它產(chǎn)生影響，而且持久、多次地參與對細(xì)胞B的興奮，那么，在這兩個(gè)細(xì)胞之間或其中的一個(gè)細(xì)胞會發(fā)生某種生長過程或新陳代謝變化，導(dǎo)致A作為能使B興奮的細(xì)胞之一，它的影響加強(qiáng)了。”[6]他的這句話被廣泛引用。實(shí)際上，當(dāng)兩個(gè)神經(jīng)元的聯(lián)結(jié)加強(qiáng)時(shí)，將有新的突觸產(chǎn)生。這一機(jī)制以及相關(guān)的規(guī)則被稱為突觸學(xué)習(xí)假說，或赫布定律。后來，他首次用聯(lián)結(jié)主義(connectionism)指稱大腦的這種特點(diǎn)。這一思想是當(dāng)今聯(lián)結(jié)主義網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的重要思想來源。由此可知，按照赫布的思想，在微觀的神經(jīng)元層次，神經(jīng)元之間通過一定的時(shí)間順序和空間分布發(fā)生因果聯(lián)系。這種因果聯(lián)系構(gòu)建了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)式的大腦。

　　基于赫布的理論，結(jié)合當(dāng)今的神經(jīng)科學(xué)，我們由此認(rèn)為，大腦的結(jié)構(gòu)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，并且這個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不是一個(gè)層次而是多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；同一層次的結(jié)構(gòu)是橫向聯(lián)結(jié)；不同層次網(wǎng)絡(luò)之間通過縱向聯(lián)結(jié)，由此構(gòu)成一個(gè)立體式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在有機(jī)體剛剛出生時(shí)，其大腦只有簡單幾個(gè)基本層次的結(jié)構(gòu)。同一網(wǎng)絡(luò)之間的神經(jīng)元橫向聯(lián)系不緊密，這些基本層次網(wǎng)絡(luò)之間的縱向聯(lián)結(jié)也不太緊密，因此它是一個(gè)低級的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，人類大腦比動物大腦具有更多個(gè)層次的基本結(jié)構(gòu)。但是，這些基本層次結(jié)構(gòu)沒有成熟，并且各個(gè)層次結(jié)構(gòu)之間的縱向聯(lián)系比較少。由于有機(jī)體不斷地與生活環(huán)境中的相關(guān)事物發(fā)生作用，不斷地接受刺激，這些刺激信號不斷刺激大腦的某些神經(jīng)，這導(dǎo)致神經(jīng)元數(shù)量的不斷增長，同時(shí)促進(jìn)神經(jīng)元的體積不斷增大，并且催生更多的神經(jīng)突觸。因此，導(dǎo)致許多新的神經(jīng)回路不斷產(chǎn)生。當(dāng)新的神經(jīng)回路產(chǎn)生到一定程度時(shí)，它們交織成為一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，專門負(fù)責(zé)后天的環(huán)境刺激。這導(dǎo)致大腦同一層次的網(wǎng)絡(luò)橫向聯(lián)系加強(qiáng)，不同層次的縱向聯(lián)系更緊密。因此，更高級的神經(jīng)層次便產(chǎn)生。

　　根據(jù)巴甫洛夫思想及當(dāng)今的認(rèn)知科學(xué)經(jīng)驗(yàn)，動物只有第一信號系統(tǒng)，沒有第二信號系統(tǒng)，因此動物的新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生是非常有限的。人不但有第一信號系統(tǒng)，而且有第二信號系統(tǒng)，因此人后天產(chǎn)生的新神經(jīng)層次非常豐富。當(dāng)人的多個(gè)新神經(jīng)層次產(chǎn)生以后；人由于生活在語言的環(huán)境中，人在語言等信號的刺激下產(chǎn)生第二信號系統(tǒng)。在第二信號系統(tǒng)產(chǎn)生過程中，由于語言等符號工具的刺激，促使新的神經(jīng)回路產(chǎn)生，由此將導(dǎo)致不同于動物的更高級的新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生。從經(jīng)驗(yàn)角度看，幼兒在1歲左右開始發(fā)展語言能力，2歲～5歲則是語言發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。相關(guān)研究表明，植入人工耳蝸的最佳年齡是1歲～5歲之間。華爾茲曼(Waltzman)等人對178例患者接受人工耳蝸植入的重度聾兒研究表明，如果兒童超過5歲才植入人工耳蝸，那么兒童對語言等符號的刺激和語言的執(zhí)行能力的恢復(fù)效果就沒有那么好。[7]有些聾啞人在成年之后才植入人工耳蝸，盡管有聲音信號輸入到他們大腦，他們也能夠聽見聲音，但是他們依然很難聽懂別人說什么，他們自己也很難說話。但是，有些人成年以后，由于突發(fā)性耳聾、藥物性耳聾或先天性內(nèi)耳畸形等原因造成耳聾，如果植入人工耳蝸，那么他們則能夠聽懂別人的話語，也能夠說話。[8]盡管醫(yī)學(xué)界可以用人工耳蝸部分恢復(fù)人的語言能力，然而，目前沒有真正關(guān)于大腦及神經(jīng)與語言形成的相關(guān)機(jī)理給予有說服力的解釋。筆者認(rèn)為，那些從小就聾啞的人，在成年才植入人工耳蝸也難以促使他們語言的有聲信號系統(tǒng)相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，導(dǎo)致他們難以從聲音中獲得語言的意義。筆者不否認(rèn)他們具有第二信號系統(tǒng)，因?yàn)樗麄円廊荒軌蜃x書看報(bào)紙。但是，他們的第二信號系統(tǒng)是一個(gè)無聲的第二信號系統(tǒng)，亦即他們大腦中負(fù)責(zé)意義的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和負(fù)責(zé)聲音的網(wǎng)絡(luò)層次沒有發(fā)生聯(lián)結(jié)，因?yàn)樗麄兡暧讜r(shí)沒有機(jī)會獲得聲音和意義相聯(lián)結(jié)的經(jīng)驗(yàn)。那些成年以后才聾啞的人，因?yàn)樗麄兊牡诙盘栂到y(tǒng)的相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)塑造好，并且負(fù)責(zé)意義的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和負(fù)責(zé)聲音的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)聯(lián)結(jié)好，所以，當(dāng)他們植入人工耳蝸之后，他們便恢復(fù)相應(yīng)的語言能力。然而，如果他們過了很長時(shí)間才植入人工耳蝸，那么他們也難以恢復(fù)語言能力。按照赫布學(xué)習(xí)理論及相關(guān)神經(jīng)科學(xué)，筆者認(rèn)為這是因?yàn)楫?dāng)一些神經(jīng)突觸長時(shí)間沒有接受外界刺激時(shí)，它們便“用進(jìn)廢退”，它們之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度弱化，甚至消失，因此他們逐漸喪失了相應(yīng)的語言執(zhí)行功能。當(dāng)然，也可能是這些突觸的功能處于過度休眠狀態(tài)而無法被激活。