在他將“狂”的毒刺刺入第一座塔樓底部的前一瞬間,他達到了他所知道或想象的任何水平之上的熟練程度。超越了自我,超越了個性,超越了意識,他動了,狂也與他一起動,以一種古老的舞蹈,Hideo的舞蹈,躲避他的攻擊者,身心介面的恩典在那一秒被賜予了他,因為他希望死亡的清晰和純粹.
—威廉·吉布森,
神經漫遊者, 1984
有時解決方案會憑空出現。你把你的多頁電子表格帶到財務部門,會計師會在幾秒鐘內告訴你有些不對勁,但卻說不出是什麼。你正站在優勝美地山谷半圓頂半山腰的狹窄巖架上,離地面1000英尺,在看似平坦的花崗岩牆壁上尋找攀登的延續,這時你的高階攀巖夥伴迅速指向一小串薄片:“相信我,就是這裡。”
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理解計算機程式碼,解讀微分方程,從X光影像的陰影圖案中診斷腫瘤,辨別贗品和真品畫作,知道何時該跟注以及何時該在撲克中棄牌。專家們瞬間做出決定,無需思考。直覺是我們賦予這種不可思議的能力的名稱,它能讓我們快速而毫不費力地知道答案,無意識地,要麼根本不知道原因,要麼在知道原因之前就知道了。有意識的解釋稍後才會出現,如果出現的話,並且涉及一個更加深思熟慮的過程。
直覺產生於一個限定的認知領域內。它可能需要多年的訓練才能發展,並且不容易從一個專業領域轉移到另一個專業領域。象棋大師在玩橋牌時毫無用處。專業人士可能會花費一生來磨練他們的技能,他們的熟練程度非常受需求。
讓我們考慮一系列優雅的功能性腦成像實驗,這些實驗指出一個大腦結構與直覺密切相關。將棋是一種在日本流行的策略遊戲,在九乘九的棋盤上進行,兩組各有20個不同的棋子彼此相對。它比國際象棋複雜得多,因為被俘獲的棋子可以由俘獲者自行決定放置在棋盤上的任何空位。這條規則增加了遊戲中任何時候可能出現的走法數量,並防止了國際象棋比賽中雙方軍隊穩步消耗的情況。
東京郊外RIKEN腦科學研究所的田中啟二領導了一組認知神經科學家,他們使用功能性MRI研究了將棋棋手的腦部,以尋找熟練程度的神經特徵。首先,掃描器內的受試者觀看了將棋棋盤的圖畫,這些圖畫要麼來自錦標賽遊戲,要麼來自隨機洗牌的棋盤位置。他們還觀看了與將棋無關的草圖:國際象棋和中國象棋遊戲,以及面孔和房屋的圖片。
在專業棋手中,來自真實將棋遊戲的棋盤位置圖片比任何其他類別的圖片都更強烈地激活了一塊皮層,即頂葉的楔前葉(位於大腦頂部靠後的位置)。也就是說,他們頂葉皮層的一個區域讀取了與將棋遊戲相關的某些感知特徵,並將它們與隨機的棋盤位置區分開來。專家們看到棋子的配置、控制線、薄弱的防禦或迫在眉睫的攻擊——這些模式是業餘棋手注意不到的。
在第二個實驗中,田中和他的小組向棋手展示了類似將棋殺棋謎題,同時他們躺在掃描器中。受試者必須在一秒鐘內找到下一步棋,這將不可避免地導致將死對方的王。他們必須在一秒鐘內完成這項任務,迫使他們依靠直覺,因為沒有時間分析各種走法、反擊、反反擊等等。當他們控制了混淆認知因素時,科學家們在皮層中沒有發現任何啟用。然而,他們確實隔離了尾狀核前部的一個小區域,在皮層下,這個區域在專業將棋棋手中可靠且非常明顯地被啟用。當業餘棋手試圖找到正確的走法時,尾狀核的啟用程度較低且不明顯。當受試者有最多八秒鐘的時間來更仔細地尋找最佳解決方案時,這個皮層下區域保持沉默。
專用硬體
這項優雅的發現將直覺與尾狀核聯絡起來,尾狀核是基底神經節的一部分——基底神經節是一組相互關聯的大腦區域,負責學習、執行習慣和自動化行為。基底神經節接收來自皮層的大量輸入,皮層是大腦的外層,類似樹皮的表面。最終,這些結構投射回皮層,形成一系列皮層-基底神經節環路。在一種解釋中,皮層與有意識的感知以及對任何給定情況(無論是新穎的還是熟悉的)的深思熟慮和有意識的分析有關,而尾狀核是高度專業化的專業知識所在地,使您無需有意識的思考即可提出適當的答案。用計算機工程術語來說,一類經常使用的計算(即與玩策略遊戲相關的計算)被下載到專用硬體(尾狀核)中,以減輕主處理器(皮層)的負擔。
到目前為止,這些實驗將生成將棋走法的任務與大腦活動聯絡起來。當然,我們不能從相關性中推斷因果關係。僅僅因為兩件事相關聯,並不意味著其中一件事導致了另一件事。隨著研究的進展,直覺和大腦活動的因果結構可以透過抑制或阻斷尾狀核來探測,以觀察這樣做是否會阻止快速生成正確的將棋走法。遺憾的是,目前還沒有可靠的技術可以以一種有益於受試者長期健康的方式來開啟和關閉顱骨深處的大腦部分。
相反,田中和他的合作者想知道,學習下將棋的新手是否會以類似於專家的方式連線他們的尾狀核。他們招募了天真的志願者,並讓他們接受為期15周的強化訓練,每天在一個簡化的計算機版遊戲中進行遊戲。在獎金的激勵下,受試者在約100天的訓練中有所提高,在此期間,他們累積的總練習時間從37小時到107小時不等。
在這些實驗中,要求受試者快速提出最佳下一步棋導致皮層活動增加,但這種活動在訓練期間沒有變化,也沒有與正確反應的比例相關。相比之下,尾狀核前部的血流量變化在訓練過程中與更好的表現同步發展。此外,訓練結束時尾狀核訊號的強度與受試者隨時間的改善程度相關。受試者學得越多,尾狀核訊號就越大。
看起來,快速、自動、無意識認知操作的場所——解決方案突然出現的地方——位於基底神經節中,與皮層相關聯但又彼此分離。這些研究為大腦何時將無意識處理的輸出帶入意識提供了有力的暗示。仍然不清楚的是,為什麼尾狀核中的劇烈活動應該保持無意識,而皮層某些部分的努力會導致有意識的感覺。找到答案可能會闡明核心挑戰——為什麼可興奮的物質會產生感覺。
