利維坦按:


GPS導航出錯的報導很多,況且如今有技術團隊能夠通過向無人機或汽車導航系統發送虛假GPS信號,將它們導航到選定的地點(比如懸崖),而且關鍵是,這種方法的成本并不高。


另外,印象中,倫敦出租車司機的故事似乎很早就有了:由于長期穿梭在復雜的倫敦交通系統中,出租車司機的海馬體變得非常發達。與此同時,導航軟件的普及便會讓部分人開始焦慮:既然日常的頻繁使用會讓海馬體變得發達,那導航軟件是否會讓我們的海馬體萎縮乃至退化呢?


直覺邏輯下,這種可能性似乎是存在的。但我們的直覺可靠嗎?





海馬體是我們大腦深處一個類似海馬形狀的結構,它充當著腦內GPS的角色,可以讓我們知道自己身處何處,是否來過此地,以及接下來我們該去哪兒。在GPS出現以前,甚至在手繪地圖時代以前,海馬體因為多種原因發生了進化,幫助我們探索這個世界。如今,人們不禁會問,我們是否正在削弱海馬體?


今年六月,《華盛頓郵報》發表了一篇病毒式擴散的文章,題為《丟掉GPS——它正在毀掉你的大腦》。這篇文章簡明地澄清說“還不清楚如果長時間內每天使用GPS會對海馬體功能產生什么影響”。(這也就是說:我們當然也不知道GPS是不是在破壞你的大腦。)

(www.washingtonpost.com/opinions/ditch-the-gps-its-ruining-your-brain/2019/06/05/29)

但是有一些間接證據假定GPS會對大腦產生不良影響。

當我們不運用某種技能時,支持這種技能的神經連接就會萎縮,這在一般情況下是成立的。科學家發現,相比我們自己繪制路線圖,當我們是被引導至某一目的地時,海馬體的活動頻率會下降。
(www.nature.com/articles/ncomms14652)


此外還有研究發現,人們努力運用海馬體是有好處的。一項著名的系列研究發現,因為工作需要而要記住大量城市復雜街道的倫敦司機,擁有比一般人更大的海馬體,其海馬體的大小似乎與工作年限有關。想來正是因為這些司機頻繁使用海馬體,其海馬體才會長大。
(www.scientificamerican.com/article/london-taxi-memory/)

相反的事情也可能發生:我們越少使用海馬體(我們每個人都有兩個海馬體),海馬體就會縮小,而隨著年齡增長,這種退化會導致認知能力下降和阿茲海默癥的發病。

為了了解GPS如何重塑我們的大腦并與我們的內在方向感相關,我打電話給了凱特·杰弗瑞(Kate Jeffery),她是倫敦大學學院的神經學家,研究大腦如何為我們導航。她指出,如今許多學者仍不了解大腦是如何導航的,更不用說了解科技將如何影響大腦。有意思的是,她懷疑某些形式的科技甚至能提升我們大腦思考的能力。


布萊恩·雷斯尼克(Brian Resnick,下文中以“B”指代):我經常在頭條新聞上看到說科技正如何破壞人們大腦自我思考的能力。你對GPS的使用有什么看法?

凱特·杰弗瑞(下文中以“K”指代):無論何時,當一種新科技出現時,人們總是會預言這是人類的終結。

但是我的感覺是——坦白來說,沒有大量數據能支持這種感覺——人類的大腦看上去很喜歡忙碌的感覺。它非常具有探索性。你給人們提供了一種新技術,然后這種技術讓某件事情變得簡單了,但也會開啟一些新局面。

人們如今不會在現實世界導航上花費許多時間,但是他們花更多時間在探索網絡或虛擬世界。我感覺,為了這些事情,人們的海馬體可能仍然十分忙碌。

實話實說,我對于我們把海馬體萎縮看做是使用GPS的結果感到很意外。

B:有沒有一種簡單的方法來描述海馬體在導航上的整體作用?

K:當你儲存記憶時,事實上你是將記憶的不同片段儲存進了大腦皮層的各個部分因此,有關空間的記憶可能儲存在了海馬體內,但是記住了誰在此地的記憶則可能在其他區域。

因此,海馬體追蹤記錄了所有事物的位置。這有點像以前你需要在圖書館里找到一本書時而使用的卡片索引。海馬體可能有點兒像這個。


B:如果我要去一個地方,比如騎車去市中心的商店。我的大腦如何運作以幫助我到達目的地?

K:我認為現在人們并不完全清楚這一過程。我們仍然沒有真正回答這個重要問題,許多人對此有各自的看法,但是我們并不清楚目的地存儲在何處。所以當你有“我要去最近的面包店”或者類似的想法時,你并不需要搜索你在一生中遇見過的所有面包店。主觀上來看,這就像是你從現在所處的地方開始往外生成一個不斷擴大的圓圈。你遇上了第一家面包店,然后你去了,噢就是這家。

我們事實上不知道這是如何發生的,不知道你的大腦如何進行搜索,但是海馬體可能參與了這個過程,前額皮質也可能參與其中,這是大腦中主要處理組織和部分處理跨領域整合和與之類似事宜的那一部分。

這可能是接下來這個學科必須進行的一項研究:確認人是如何找到通往目標的道路的。

B:你認為科技代替了大腦中負責導航的某一部分嗎?

K:GPS可能替代了海馬體以往所做的一小部分。

比如,在思考面包店的這個案例中,即使之前你坐著認真思考所有你知道的位于附近的店,你可能還是會拿起你的手機,查找附近的面包店,諸如此類。

但是其他所有的事情,像是走出房門,下樓,和其他類似這樣、尋找方向的事情,你仍在用以往的方式使用海馬體。

我認為GPS可能只在很小程度上代替了海馬體功能。因此,就像我之前說的,我覺得不可能會看到有人因為使用新科技而出現海馬體萎縮。

GPS或許意味著我們不太可能通過調動腦海中的地圖來找路。但是我認為這只是我們一天所做的事情中相對而言較小的一部分,所以,對于GPS會對海馬體的結構、體積或其他任何方面產生影響的觀點,我持強烈的懷疑態度。


B:我覺得,一件很簡單的事——就像騎車去市中心的商店——竟然源自大腦中尚不為人知的復雜活動,這是一件很神奇的事。那里還有什么奇妙之處嗎?

K:當然。這正是吸引我進入這個領域的原因,真的。因為如果你看著一張紙質地圖,很明顯這是一張地圖。在地圖的地點和現實世界中相應的地點之間,有一對一的對應關系。

另一方面,大腦所繪制的地圖全然不同。大腦中的地點和現實世界中的地點之間不存在一對一的對照。但是大腦仍能執行相同的功能。

大腦會告訴你,當你面向北方,西方就在你的左邊,東方在你的右邊。它比我們通常想到的地圖類型要抽象得多。


B:科技是否有辦法提高我們的認知能力?

K:最近我在思考,如果我們把虛擬現實弄成四維而不是三維,會發生什么?這能否打開我們大腦中理解四維空間這項新能力的大門?

B:什么?

K:我的意思是,我們習慣的三個維度有一定特征。你可以獨立于其他維度而在某一個維度上移動。比如說,你可以前后移動,而這并不改變你在左右空間中所處的位置。

所以有三個正交的維度。正交意味著你能在不影響其他維度上位置的情況下在一個維度上移動。

四維空間與之類似,但是它多了一個維度。這個額外的維度在某種程度上是想象中的。你可以想象沿著這個維度移動,同時不改變你在一般三維空間中的X,Y,Z軸上的位置。你可以把這個維度想象成熱/冷的維度,紅/綠的維度,諸如此類。它會帶你走一條不同的路。這很難想象,但在數學上你可以很好地描述它。

B:你可以在虛擬現實(VR)中展示此類四維空間?

K:理論上可以。我不知道是否有人嘗試過,但是理論上可以。所以我一直在想,怎么才能設計一個真正的四維VR空間。

B:我還在試圖理解這個事情。但是當你在VR里,四維空間看起來是什么樣的?

K:在四維的虛擬現實中,你可能可以通過一根操縱桿左右上下移動,然后假設你另一只手上有另一個操縱桿可以在第四維度上移動。你同時使用兩根操縱桿,因而你就能上下左右前后和朝著熱或冷——或其他任何你想怎么命名都好的維度移動。

同樣的幾何原則也適用,因此你可以組合著移動。所以就像你可以在三維空間中斜向移動,即結合向前和橫向移動,你也可以在四維空間中“對角”移動,其中一個維度是冷熱維度。這就把你帶到這個有一點三維現實和另一個維度特質的空間中。

這真的很難描述。而且我們不知道大腦的地圖會如何處理這樣的情況。
(www.biorxiv.org/content/10.1101/405233v1.full)

B:這樣的體驗會激活大腦中的四維思考嗎?

K:是吧,也可能不會。

好吧……我不知道。但是作為成年人,我們可能永遠不會獲得這種能力,但是小孩子如果接觸了四維的虛擬現實,他們可能會發展出像我們擅長在三維上思考那樣成熟的四維思考模式,我不知道!

又或者神經回路的局限性意味著我們永遠也做不到這點。所以我不知道答案,但我認為所有技術問題中最有趣的一個問題是,你能做到嗎?

B:四維的思考模式將會有什么好處?

K:我認為這可能很有幫助。舉個例子吧,讓我們想想世界歷史。我們傾向于以片段來思考歷史:17世紀發生了什么,18世紀發生了什么。

如果你有一個四維的歷史表現形式,你可以訪問在歷史上任何時間的地球上的任何地方。假設你讓學校的孩子學習歷史在四維虛擬現實中的描述,然后他們可以漫步在這個四維空間中,體驗任一時間的任一大陸,也許孩子們能夠更好地理解人類歷史是如何進化的。而不僅限于歷史,還有其他任何事情。

如果你還有另一個維度,一切皆有可能。



文/Brian Resnick

譯/火龍果

校對/Carlyle

原文/www.vox.com/science-and-health/2019/7/24/20697829/gps-nueroscience-hippocampus

本文基于創作共同協議(BY-NC),由火龍果在利維坦發布

文章僅為作者觀點,未必代表利維坦立場


GPS會毀掉我們的大腦嗎?

圖文簡介

GPS導航出錯的報導很多,況且如今有技術團隊能夠通過向無人機或汽車導航系統發送虛假GPS信號,將它們導航到選定的地點(比如懸崖),而且關鍵是,這種方法的成本并不高。