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内在的景象

为了记忆、解决问题或导航,我们在脑海中描绘图像。但一个奇怪的医学案例表明,还有其他方法可以开启“心眼”。

作者:Carl Zimmer
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Elena Schweitzer / Shutterstock

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2005年的一天,一位退休的建筑测量师来到他的医生那里,主诉了一个奇怪的问题:他的“心眼”突然失明了。

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这位被医生称为 MX 的测量师当时 65 岁。他一直觉得自己拥有非凡的在脑海中描绘事物的才能。这项技能在他的工作中派上了用场,让他能够回忆起他测量的建筑物的细节。在入睡前,他喜欢像看电影一样回顾最近发生的事情。他能想象出他的家人、朋友,甚至是书中人物。

然后,这些图像全部消失了。 MX 在接受冠状动脉堵塞治疗后不久就发生了这种变化。当心脏病专家将导管插入他的动脉并清除堵塞物时,MX 感到头部有“回响”,左臂有刺痛感。当时他没有想到要告诉医生。但四天后,他意识到当他闭上眼睛时,一片漆黑。

MX 担心地拜访了英国埃克塞特半岛医学院的神经科医生 Adam Zeman。Zeman 对此病例非常着迷,于是与研究大脑如何处理视觉信息的认知神经科学家、爱丁堡大学的 Sergio Della Sala 合作。不幸的是,Zeman 和 Della Sala 都无法为 MX 提供治愈方法,但他们认识到这是一个研究“心眼”工作原理的难得机会。Della Sala 提议进行一系列检查。MX 同意了。

心眼的角色

科学家们长期以来一直推测,在脑海中描绘事物的过程会调用与我们用肉眼看东西时使用的一些大脑回路相同。一些脑部扫描研究支持了这一观点。例如,当你近距离看一个人时,一系列特定的大脑区域会被激活,包括处理来自眼睛的原始信号的区域以及识别个体面孔的更复杂的区域。当你闭上眼睛,在脑海中描绘一张脸时,接收眼睛信号的大脑部分是休眠的,但识别个体特征的区域再次亮起。

MX 让 Della Sala 和 Zeman 有机会检验关于“心眼”在我们内心生活中作用的两种观点。一些科学家认为,当我们观察对世界的内部模拟时,“心眼”一直在工作。斯坦福大学的心理学家 Stephen Kosslyn 甚至认为,我们依赖“心眼”来做出关于未来应该做什么的决定。例如,当我们开车回家时,我们会设想不同的路线,以便选择最佳的出行方式。

Kosslyn 也有批评者。罗格斯大学的认知科学家 Zenon Pylyshyn 否定了“心理图像”作为解决问题策略的说法。当然,我们都有在脑海中描绘事物的经历。如果有人问你一只猫有多少只爪子,你可能会在脑海中看到一只猫的形象并数爪子。但“心眼”的使用体验并不能完全解释表面之下发生的心理处理。可能还有其他更重要的计算导致你得出结论。

为了检验这些相互矛盾的解释,Della Sala 和 Zeman 对 MX 进行了一系列测试。首先,他们想知道他的“心眼”问题是否只是一个更大障碍的一部分。他们测试了他其他的能力,例如做决定和形成记忆的能力。为了了解 MX 的特殊性,科学家们决定招募一组与他相似但没有他这种主诉的对照组,于是他们招募了 10 名 60 岁左右的男性建筑师。

测试显示,MX 在很大程度上与其他男性相似。他智商很高,记忆力可靠。他能出色地玩一个规则可能随时变化的纸牌交换游戏。他的视力正常,也能轻松地叫出给他看过的名人的名字。换句话说,他大脑中的视觉处理网络和记忆系统都运作良好。

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然而,当科学家们测试 MX 的“心眼”时,差异非常明显。研究人员给所有被试者做了一项名为“视觉意象生动性问卷”的标准测试。他们让每位参与者想象风景和朋友。然后,科学家们让每个人对心中浮现的图像进行评分。如果图像像正常视力一样生动,就被要求打 5 分。如果没有心理图像,只有知道自己正在思考某个物体,就被打 1 分。大多数男性在此测试中得分很高。MX 得分尽可能低,都是 1 分。

Della Sala 和 Zeman 扫描了 MX 的大脑,试图找到这种缺陷的根源。他们首先给他看了一系列面孔。MX 的大脑反应与建筑师的大脑相似,激活了处理视觉和识别个体的区域网络。然后,科学家们给被试者看了一系列名人的名字。当他们读出每个名字时,让这些人想象那个人的样子。在对照组的大脑中,“心眼”区域像之前一样被激活。但在 MX 的大脑中,这些区域保持沉默。即使他大脑的各个区域都在正常工作,但一些连接似乎中断了。

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盲目想象

科学家们给 MX 做的所有检查都证实了他声称“心眼”失明。然而,他却能做许多看似不可能完成的事情。例如,他能毫不费力地向科学家们详细描述爱丁堡的地标。他能记住视觉细节,但却“看不见”它们。Della Sala 和 Zeman 让 MX 判断字母表中的每个字母是否带有下垂的尾巴(如 gj)。他全都答对了。他们问了他关于名人面孔的具体细节(“托尼·布莱尔是浅色眼睛吗?”)。他的表现与建筑师们一样好。

关键的见解来自于一项测试,该测试源自斯坦福大学心理学家 Roger Shepherd 在 20 世纪 70 年代发明的一项经典心理学实验。Della Sala 和 Zeman 向 MX 展示了成对的图片,每张图片都由 10 个立方体制成的物体组成。MX 需要判断这对物体是不同的东西,还是从不同角度看到的同一个物体。

正常人在解决这个问题时,他们的反应时间会根据两个物体视角差异的大小而变化:差异越大,人们判断物体是否相同的耗时越长。一些心理学家认为,这种结果模式意味着我们确实需要“心眼”来解决某些类型的问题。在判断两个三维物体是否相同时,我们必须在脑海中旋转它们。两个物体之间的角度越大,旋转它们并得出答案所需的时间就越长。如果我们使用其他推理方式,那么看到视角差异与我们解决谜题的时间之间存在如此可靠的联系将会令人惊讶。

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MX 的结果与这种解释背道而驰。当他解决这些谜题时,他总是需要大约相同的时间来回答——而且他全都答对了。MX 这种矛盾的技能让 Della Sala 想起了“盲视”现象。在极少数情况下,人们会失明(即他们不再有视觉意识),但他们在执行某些任务时仍然表现得好像能看见一样。一些盲视者可以在杂乱的房间里导航。有些人可以旋转信封以将其放入邮件槽。而且,盲视者通常会觉得这些测试很荒谬。他们知道自己什么都看不见,为什么科学家们还要不断地让他们做需要视力的事情?Della Sala 和他的同事们将 MX 的相关情况称为“盲目想象”。

盲视者的大脑通路受损,这些通路会将视觉信息传递到我们的意识中。但大脑也有一些在我们意识之外运作的通路,这意味着我们可以看见而实际上并不知道自己在看。MX 的大脑可能也发生了类似的事情。有可能在没有真正用意念看到的情况下处理视觉信息。

Della Sala 推测 MX 在手术过程中遭受了某种脑损伤(他没有具体说明是血栓还是其他原因)。病变并没有破坏 MX 识别面孔或处理其他类型视觉信息的能力,但它却破坏了一个使他能够在大脑中创造图像的关键大脑区域。他可能通过大脑其他区域的通路来处理视觉意象。

意念中的视觉

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MX 在重新规划视觉信息的一个迹象来自于他的脑部扫描。当他试图想象面孔时,“心眼”网络是沉默的。但他的大脑前部其他区域比对照组的对应区域要活跃得多。这些区域可能正在应用不同的解决问题策略来处理相同的输入。MX 在立方体图片测试中的表现也表明他正在利用大脑的其他部分。MX 没有试图在脑海中旋转物体,而是显然找到了一种非视觉的方式来匹配三维物体。

也许 MX 最令人称奇的是,他不需要多年时间来发展这项新技能。据 Della Sala 和 Zeman 所知,他在手术后很快就完成了转变。也许他的“盲目想象”能力一直存在,随时准备被使用。盲视的研究表明,健康的人既依赖于我们能意识到的视觉,也依赖于我们无意识中穿过大脑的视觉。事实上,我们每个人身上可能都有一点 MX 的影子,即使我们看不到他。

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