《源代码》中的脑科学

剧情简介

影片一开始，本应在阿富汗执行任务的美国空军飞行员柯尔特・斯蒂文斯上尉突然惊醒在一列疾驰的火车上。然而面对周围的人和环境，柯尔特上尉觉得一切都显得如此陌生而突如其来，就连镜中映射的自己都是另一个人的模样。

正当迷惑之际，随着火车爆炸，柯尔特又置身于一个飞行舱中。一位名叫古德温的女军官正在视频中向他询问着列车中发生的事情。如此几次后，柯尔特得知自己正在执行一个任务――他不得不在八分钟内找到放置炸弹的以制止下一次的恐怖袭击。

然而，现实中这位英勇的上尉已经在阿富汗的任务中严重受伤，仅残存不完整上半身的他沉睡在一个特殊的生存箱中。科研人员连接他与另一个在列车爆炸中逝世的乘客的大脑皮层，并通过计算机翻译其神经系统中被传递的神经信息，将他一次次地送回到“源代码”的重建世界中去调查爆炸案。

神经和记忆

在影片中，我们看到柯尔特残存的躯体，仔细观察会发现他的大脑皮层连接着许多电极线。而之前，在博士向柯尔特解释什么是源代码时，他曾提到在大脑死亡后仍有电磁场存在，另外他还提及到了人死后可以储存八分钟的短期记忆。

让我们先来概括地了解下两个关于大脑的知识点。

首先，众所周知，我们的大脑由左右两个大脑半球组成，大脑皮层就覆盖在脑半球的表面。也正是大脑皮层从事知觉、复杂动作、语言的加工和生成等思维过程。

其次，在大脑皮层上密布着数量相当于银河系天体数目的神经元。其中的每一个神经元都能接收并传递神经冲动。通常认为知觉、思维、意识和记忆等认知功能，都是由遍布于这一复杂神经网络中的神经元同时活动而产生的。

在国外，科研人员就利用大脑皮层和神经元的功能，研制出了一幅特殊的眼镜，它将一端连接在盲人大脑皮层的视觉神经上，特殊的镜片将光感信息通过这个连接传递给大脑，大脑进行加工后，可以使盲人看到一些光亮，甚至一些颜色，一部分形状。

那么记忆是什么？记忆是能让我们回想过去所发生的事情的能力。然而人类的记忆并不是以单一形式存在的。这里，主要谈两种记忆形式：短时记忆和长时记忆。

短时记忆只能临时记录出现在我们生活中的信息。比如你在街上看到的一个人，或你不经意听到的一个电话号码。如果你不刻意去记住这些信息，那么很快你就会忘掉它们。因此，短时记忆的信息会随时被更新。

但也有部分信息会找到进入永久性记忆的途径，即长时记忆，它拥有无穷的容量，其持续时间也仿佛无止境。比如你可以清晰地回想起上个月去春游时的很多细节，或者你的家人可以轻松记起几十年前发生的事情。

但如果你身边有老人不断重复地问你同一个问题，或者常常忘了刚刚讲过的话，刚刚做过的事，说明他们的短时记忆可能出现了问题。他们可能有患阿尔茨海默症的风险，即我们错误地俗称为老年痴呆症的病（其实他们在病情初期只是记忆出了问题，所以请不要责备和嫌弃他们）。我们应该尽早带他们去医院就诊以进行早期治疗。因为随着病情的加重，他们的长期记忆也会受到影响。有一天，他们将忘记曾和家人一起度过的美好时光，慢慢他会失去思维分析和判断能力，会迷路，会失去自理能力，甚至不再记得你或者你的父母。所以请关爱这些老人，对他们多一些宽容、理解、耐心和帮助。因为我们每个人都会变老，都可能会成为下一个他（她）。

意识和睡眠

影片中，柯尔特和古德温貌似一直如正常人一样无障碍地用语言交流。可到最后，我们发现，实际是计算机通过对柯尔特大脑皮层的神经活动进行分析和翻译，用文字的方式将柯尔特的思维表达出来。可当我们看到生存箱中的柯尔特时，他紧闭双眼，除了轻微的身体抽搐外，我们更可以认为他是在深度昏迷状态。然而这种状态下的他，是否真的有能力借助电脑来和其他人进行沟通呢？我们在昏迷的情况下还会有意识吗？

我们先来了解下睡眠。科学研究指出人类的睡眠分为不同的阶段。

在一夜的睡眠里，大脑的活动是不同的。睡眠可分为非快速眼动和快速眼动睡眠。非快速眼动睡眠中，大脑的活动会放慢速度，心跳和呼吸也会趋于平缓而更有规律，并且你仍然可以在睡眠中更换姿势或者转身等。在这个阶段，我们的意识能力大大地降低了。

而快速眼动睡眠阶段是我们熟睡的阶段，在这个阶段你很难被叫醒。但是眼球在此阶段会快速地移动，因为此时的脑活动程度与人在清醒的时候几乎相同。此时你的心跳和呼吸也会加快并开始没有规律。也正是在此阶段，我们会做梦。因为大脑正在将白天接收到的大量信息进行加工和整理。所以，睡前把第二天要背的书或单词再复习一遍的话，第二天回忆的效果会更好。

那么在我们睡觉的时候，是否能感知来自外部世界的信息呢？答案是可以的。许多科学研究指出，在我们睡觉的时候，我们可以感知到自己的名字，并将其与别人的名字进行区分。并且，在睡眠时，我们依然可以对相同类别的词 （如：苹果和香蕉）和不同类别的词（如：苹果和汽车）进行区分。而且在我们睡觉时，外界的信息可以和梦境相混合。比如你开着电视在沙发上睡着了，那么你的梦里可以会间断地出现电视节目里正在发生的对话等。还有一些人，特别是儿童，具有掌控梦的能力。很多孩子回忆自己的梦时提到他被困住了，但他也知道他在做梦，所以他对自己说他可以飞，然后他就脱离了险境。所以说，有些时候，我们对于做梦是有意识的。

针对睡眠时的情况，科学家还做了一些有趣的实验。在清醒的时候，一些参与实验的志愿者被要求在听到一个声音时转动一次眼球。反复多次后，在睡觉中，他们听到同样的声音时，也同样可以实现一次眼球的转动。另外的一个实验，志愿者在30秒内如果不按按钮关掉一个声音，就会受到一次电击（安全范围内）。在清醒时反复训练后，这些志愿者在睡眠且并不醒来的情况下，特别是在快速眼动时也能在30秒内按按钮关掉听到的声音以避免受到电击。

当然，还有很多不同的实验都告诉了我们，在睡觉时，我们有能力察觉并加工接收到的信息。而且我们也能有意识地指出在睡眠中是否接收到信息。

对于睡眠的实验，我们可以在结束后叫醒被试者加以询问和确定。但是对于昏迷的病人或者植物人患者，我们并不能叫醒他们。同样的结果是否也能出现在由于脑部受损而陷入昏迷的病人身上呢？

近十几年，很多科学研究指出，如

果大脑的一个感官系统，比如视觉和听觉系统，没有受损，那么病人依然有能力感知并加工来自外界的信息。关于睡眠的实验被用在昏迷的病人身上，我们得到了同样的结果。昏迷的病人，甚至部分植物人，可以区分他们自己的名字。所以他们对自己的名字是有意识的。

对这些病人的实验，科研人员做了部分改进，病人被告知他们将听到一些名字，他要数出他自己的名字一共出现了几次。通过仪器，我们可以观察到，当昏迷的病人听到并数自己的名字时，他们的脑电波图变化类似于正常人做这件事时出现的变化。所以说，这些昏迷者是能够理解指令并执行的，他们或许是有意识的。还有一些昏迷者被要求想象在玩网球。因为想象可以引起大脑某些固定区域的活动。一些植物人患者在想象玩网球时，我们观察到了他大脑区域的活动。这说明，植物人也可以理解指令并实现这个想象。自然，这样的病人也是有意识的。

所以，电影中，虽然柯尔特只剩下半个躯干并陷入昏迷中，但是他也可以通过想象，将自己设定在一个飞机的机舱里与外界交流。他也依然有能力有意识回答古德温对他的提问，并实现他该执行的任务。