爱华网让大脑充分开窍的秘诀（二）
素材来源/网络 编辑制作/荷花小女子让大脑充分开窍的秘诀（二）
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第二部分 感官世界
人的大脑不需要让你做出特别的举动，便可以对许多场景做出判断。
第6章 睁开你的双眼
第7章 在鸡尾酒会上听电话
第8章 这是什么气味啊？
第9章 疼痛不是病，却会要人命
第6章 睁开你的双眼
一天，麦克在滑雪场滑雪时，突然感觉自己面前出现了一个硕大的物体，并且距离很近，想躲避已经来不及了。他心想：这下可完了。然而，最终麦克却穿过了这个物体。原来，这是滑雪场一座山投下的影子。
自从麦克在43岁时接受了角膜移植手术，并恢复了视力之后，经常会遇到类似的经历。麦克在3岁时，在一起燃油爆炸事故中双目失明。然而，这并没有阻止他成为一名杰出的滑雪运动员，他曾经打破过盲人滑雪速度纪录。他在向导的指引下，滑出了每小时65英里的速度。在长达40年的失明时间里，他的大脑从未有过视觉经历。现在，他终于重见天日，但对于自己所看到的事物，他却出现了判断上的困难。特别是他很难像常人那样，区分二维物体和三维物体，这便是他为什么不能辨认出山体投影的原因。
人的大脑不需要让你做出特别的举动，便可以对许多场景做出判断。由于麦克在43岁时才学会观察这个世界（这正如你成年以后才开始学外语），因此他的大脑无法准确完成各项视觉任务，也就无法判断出前方到底是影子还是大石头。总之，麦克无法准确地将眼前形状各异、颜色各不相同的物体的特性与具体的物体对上号，甚至无法区分出物体以及物体后面的背景。麦克的这个例子充分说明了大脑的视觉工作有多么重要，看似简单的任务，实际上仍需要大脑百般锤炼。
人的视觉在眼睛里面形成，眼睛的工作原理就像是一台照相机。眼睛前面的镜头将光线收集到眼睛后面的由视觉神经元组成的视网膜上。视网膜神经元的排列像是一片由像素组成的薄片，每一个像素负责感应不同强度的光线。但是，这给大脑带来了难题，因为视网膜是将三维世界以二维工作方式转移，因此在这一转移过程中，丢失了很多信息。（你可能听说过，视网膜成的像全是倒立的，的确是这样，但这并不影响我们看事情，因为我们的大脑早已经适应，并且会对视觉信息进行合理的加工。）
你知道吗 “睁一只眼，闭一只眼”不是好主意
动物研究可以为人类医药事业做出意想不到的贡献，其中最好的例子之一便是人们对动物视觉发展的研究。
由于两只眼睛分别位于头部的不同位置，因此它们看物体的视角也有些不同，这便给大脑的成长带来了困难。为了形成一致的图像，大脑需要将进入到两只眼睛中的同一事物的信息进行处理和匹配。这一匹配不能提前进行，因为每个人的头部大小不一，两眼之间的距离随着身体的生长发育也不断变化。因此，大脑学会了对来自每只眼睛的信息进行同时匹配，以保证我们看到的是一件物体。如果一只动物在刚出生后不久便失去了一只眼，大脑便不会进行这一学习过程，因此大脑中几乎所有的视觉神经元都只能从一只眼睛接受信息。如果动物在年幼时（比如一个月大的猫）一只眼睛失明，那么它的大脑便能够学会仅通过一只眼睛对信息进行分析。这一模式在生命中后期完成。这一现象的发现者戴维· 胡贝尔和托斯 · 威塞尔因此在20世纪60年代获得了诺贝尔奖。
我们一个朋友的女儿患有斜视，也就是我们常说的“懒眼症”（这种症状儿童的发病率为5％）。她一只眼睛的运动控制有困难，这使其与另外一只正常眼睛的运动方向有出入。20年之前，这一症状的治疗一般是将好眼盖住，由此对患眼进行视觉训练。近年来人们对动物的研究（即使是纯粹出于科学好奇）表明，这一治疗方法并不科学，无论当时看上去是如何行得通。将一只眼睛遮住，无疑将会损害大脑的发育，因为大脑将无法对两只眼睛传递过来的信息一同进行处理。
要判断物体的距离，我们需要两只眼睛协同工作。如果你闭上一只眼睛，然后睁开，然后再闭上另外一只眼睛，你会发现两次看到的场景有所不同，越近处的物体差别越大，越远处的物体差别越小。如果孩子一直蒙着一只眼睛，他们便不能使用两只眼睛对信息进行对比，也就无法像成人那样进行细致的观察。比如，他们会感到穿针线非常困难。由于有了对动物的研究，我们朋友的女儿得以接受一种新型的训练，使她能够学会控制其眼部肌肉，并且不影响以后观察周围三维世界的能力。
视网膜中有三种类型的视锥细胞，分别负责感觉光线中的红色、绿色和蓝色。如果它们负责感觉光线的强度加大，它们发送信号的强度也随之加大。除了这三种颜色之外，其他颜色是由三种视锥细胞不同的活跃程度形成的，整个过程就像是在调色板上通过三基色调制出各种颜色，但这两种情况下的三基色是不相同的，因为光线的混合不同于颜料的混合。第四种视网膜细胞叫做杆状细胞，负责在昏暗的光线下感觉光线强度，但对于色觉却起不到作用，这就是为什么你在弱光下很难辨认颜色的缘故。同时，这些杆状细胞和视锥细胞还与视网膜中其他一些细胞进行着联系，这些细胞负责对收到的视觉信号进行计算和加工。比如，视网膜的输出细胞会将每个区域的相对光线强度与周边区域进行对比，然后将结果传递到大脑负责视觉的区域和负责控制眼睛和头部运动的区域。
在整个过程中的每一步，神经元都被安排在一张视图里，以便来自相邻点的信息能够通过相邻的神经元传递到大脑的相关视觉区域。这就是说，一幅场景中相邻的点在被相机拍下来之后，在照片上同样是相邻的。这使得能够代表视觉场景周边区域的神经元相互之间可以进行交流，以便它们弄清楚自己所代表的区域位置。
一开始，大脑必须首先确定物体每个组成部分的亮度。你可能会认为这是件很简单的事情，只要确定负责转移信号的神经元的活动强度便可以了。实际上，这并不是件容易的事情，因为神经元活动取决于眼睛接受的实际光线数量，而光线数量又取决于被视物体的特征和现场光照和阴影的类型。同一个物体，在日光照射和台灯照射下，看上去会有所不同；即使是在同一种光线照射下，阴影面不同，看上去也不一样。下图说明，在我们尚未弄清楚我们到底看到了什么之前，我们的大脑往往会草率地做出一系列的结论。
左图中，看上去，标记为“A”的方块比标记为“B”的方块颜色深。果真是这样吗？右图中分明显示两个方块颜色一样深。还是不相信吗？你可以用纸将左图中“A”和“B”之外的区域盖上，然后再注意观察。
你一定注意到过，狗在盯着一样物体时总是前后移动头部。许多种动物都通过这一方式形成对物体距离的判断。这些动物的头部前后运动时，物体距离它们越近，动物感觉其在四周方向上发生的位移越大，反之位移则越小。大脑能够通过多种线索（以及一系列的假设）对深度做出判断。比如，大脑可以通过对比两只眼睛所看到的不同情况进行计算，或者能够确定几个物体中哪个物体在前。对一条铺满石子的路，大脑可以通过两个线索对其长度进行判断：其一是越往远处石子越小，其二是越往远处看上去路越窄。大脑还能够使用已知物体的尺寸对其他物体做出推断。
另外，你的大脑还能自动辨别出视觉表象中的物体。麦克在这一方面就十分困难。他能够将放在桌子上的三角形和四方形区分开来，但却弄不清楚一张照片里究竟有多少人。大厅上的天窗会在地板上投射出一种不断变幻的光影条纹，而这在麦克看来，却像是一座楼梯。在他刚刚做完手术之后，他的妻子不得不时常提醒他不要死盯着别的女人看，因为麦克不能像其他人那样，用眼睛的余光捕捉信息。麦克曾经专门学过如何识别一幅画面中有什么东西，并从中获得有用的信息，然而这些努力没能使他像常人那样拥有敏锐高效的视觉。
大脑有一种特殊的辨认特别重要的物体的本领，比如人的面容。人与人的面容差别并不很大，或者说没有人会生就一副像传说中火星人一样的模样。但即使是这样，我们也能毫不费力地将不同的面容区分开来。人们曾经试图设计一种人脸自动识别系统，用于机场入境检查时发现可疑的恐怖分子，然而这一系统与人脑比起来，其精确性要差得多。请看一下马格里特 · 撒切尔夫人的头像。你会发现，上面的两张除了方向掉了个个儿，没有其他特殊的地方。下面的两张头像基本一样，只是右边的头像中撒切尔的眼睛和嘴巴被倒置。可你立刻便会发现，右下方的头像简直就是个怪物。奇怪的是，也许你并没有注意到，其实右上方的头像中，撒切尔的眼睛和嘴巴也被倒置，这一点需要更多的注意力。
然而，我们的麦克却根本无法识别人的面容。有一次，在儿子的学校门前，麦克为他的儿子买了一支冰激凌，直到他发现“儿子”一脸疑惑地接过冰激凌时，他才意识到眼前站着的孩子并不是自己的儿子。还有一些人也会出现类似的问题，这通常是由于大脑中负责识别人脸的梭状回面孔区受损而造成的。这些人的视觉本身并没有问题，但他们在辨别不同人方面却十分困难，甚至连一起生活过多年的亲戚也分辨不出来。他们会学着记住朋友、配偶或是孩子在离开家时所穿的衣服的样式，然后依此将他们区分出来。对麦克来讲，他与那些一直能看到东西的人不同，他从小便双目失明，梭状回面孔区基本上没有得到发育。
麦克在恢复了视觉之后，却仍不得不闭着眼睛去滑雪。他大脑中的运动探测细胞与正常人一样敏感，但这对他却未见得是一件好事，因为对他来说，高山滑雪时眼睛里整个世界都飞速抛在身后，这不仅仅是一种惊险刺激，更是一种恐惧。他还发现，妻子开车时，他在旁边也极为惊慌，因为他发现路上的其他汽车都像是要冲他们撞过来。
你知道吗 有一个神经元迷上了迈克尔 · 乔丹
成为追星族的一员意味着什么？一项研究表明，这实际上意味着你的大脑为这一明星留出了一定空间。有一种传统的观点认为，大脑的一个或几个神经元的活动可能只负责对一件物体或一个人的认识。而现在，大多数神经学家并不认同这一看法。这是因为，我们没有那么多的神经元去认知每一件事物，也很少有人因为中风而丧失了认识熟人的能力（也有少部分中风病人的确丧失了这一能力，后文将对此讨论）。
在这项研究中，科学家对8名顽固性癫痫病患者的单个神经元进行了记录。外科医生在每名患者的大脑颞叶中植入电极，以帮助确认发病位置。在患者看图片时，科学家使用这些电极记录来自神经元的反应。一些神经元对于某些明星人物（通常是演员、政治家或职业运动员）出现了特别的反应。比如，患者在看到珍妮弗 · 安妮斯顿的照片时，一个神经元会发出尖峰信号，而对其他照片没有类似的反应。另外一个神经元会被哈利 ·贝瑞的照片、画像甚至是姓名拼写激活。这一神经元会对身穿猫女服装的哈利 ·贝瑞做出反应，而对其他身穿猫女服装的女人照片却无动于衷。其他神经元分别对朱利娅 · 罗伯茨、科比 · 布莱恩特、迈克尔 · 乔丹、比尔 · 克林顿甚至是诸如悉尼歌剧院的著名建筑做出了反应。尽管人们已经发现，大脑的一个区域是用于形成新记忆的，但对于上述这些神经元的功能，人们却不得而知。
没有人能够弄清楚，为什么人脑的动作系统如此强大，以至于40年不见天日仍能够发挥作用。也许是因为运动探测系统对人的生存至关重要的缘故吧。同样，其他动物，无论是饥饿的狼还是受惊的羊，都依赖于动作探测系统而生存。
大脑中负责分析动作的区域不同于负责分析物体形状的区域。实际上，这两个区域是大脑不同的两个组成部分。大脑中的基本动作区域探测物体的直线运动，更高级的区域则探测更加复杂形式的运动，比方说扩散（在下雨天从汽车内部看挡风玻璃外面滴的雨滴）和螺旋运动（水从浴缸下水口下水时的旋转运动）。这些信号对于人们在这个世界上的行路导航至关重要。
一旦人大脑的这部分区域受伤，便会导致运动视盲。患上这种症状的人，其眼中的世界就好似灯光绚烂多变的迪斯科舞厅：某个人一会儿在这里，一会儿又到了那里。你可以想象，如果你四周的人们看上去都像变魔术般行踪不定，那你心中会感觉有多危险？因此，此类患者要四处走动会非常困难。
讨论到这里，我们似乎看到，眼睛能够捕捉连续运动的画面信息，视网膜能够上演一出又一出的电影，这是因为大脑具有一种柔化眼前所见的运动场景的功能，有时候即使实际场景并不连贯，但大脑也会使你感到它是连贯的。然而，你可能也已经猜到了：大脑在这一方面也会说谎。人在清醒状态下，眼球每秒钟能够做出3～5次视觉运动。平时与朋友说话时留意一下他的眼睛，你便会发现这一点。眼球每运动一次，视网膜上便会形成一幅关于眼前场景的“快照”。为使人们形成一个连贯的印象，大脑必须将这些静止的图像进行集成处理。这一过程的具体步骤，就连神经科学家也不是很清楚。
麦克的经历表明，尽管视觉只是一种感觉，但它却是由多种功能组成的。对我们大多数人来讲，经过长时间的磨合，这些功能交织在一起，使我们拥有了天衣无缝的视觉功能。麦克的大脑没有学习过如何撒谎，也不知道如何去反映真相，结果便是麦克在90％的情况下能够适应这个世界，但他永远也无法去弥补剩下的10％。现在，他恢复了视觉，但他却发现自己并不能总相信它。在麦克恢复视觉4年之后，他终于找到了解决方法：他找来了一条导盲犬。
大错特错 盲人的听力比较好
人们总是认为盲人具备一些强大甚至是魔幻般的力量，其中人们普遍认同的一点是盲人具有特别敏锐的听觉。然而，实验证明，盲人在察觉细微声音方面，较之正常人没什么两样。
但是，盲人的确有一项特殊能力。在文字尚没有发明之前，盲人便能够准确记忆知识，并将其代代相传。确实，盲人的记忆力很强，特别是关于语言方面的记忆力。由于盲人不能依赖于视觉告诉他们诸如“我是不是刚才把杯子放在了桌子上”，因此他们只能频繁使用自己的记忆（否则，他们会不断将放到桌子上的杯子打翻在地）。也许，正是由于这种频繁的训练，使得他们拥有了非凡的空间记忆力。同时，盲人在其他语言方面的水平也高于普通人，包括对词句的理解等。另外，盲人对声音的定位能力也强于普通人，他们正是通过这种能力对事物进行跟踪的。
看上去，盲人似乎正是利用那些本应用于视觉的脑细胞拓展了自己的其他能力。盲人的语言记忆任务激活了原来的视觉皮层（正常人的视觉皮层仅用于视觉）。研究人员通过在头颅外施以电磁模拟，暂时切断大脑的某部分视觉皮层，并干扰大脑的电活动。结果，这一干扰影响到了盲人的语言能力。然而，对于视力正常的人，这一实验不会对其语言能力产生影响（当然，这一实验影响了他们的视力）。
第7章 在鸡尾酒会上听电话
我们经常会认为，人的视觉是最重要的感觉。实际上，听觉也同样重要。很明显，耳聋的人与周围人交流会非常困难。然而，聋人们却拥有自己独特的语言，使他们能够面对各类挑战。这种语言不使用嘴巴和耳朵，而全靠手和眼睛。由此，聋哑学生与听力老师之间的交流障碍便成为了一种文化现象。（比如，影片《悲怜上帝的女儿》中，一名在学校工作的聋哑女性爱上了一位听力老师，然而他们的关系却受到了社会观念的挑战。）尽管科学家们已知道了许多关于人类如何察觉并定位声音信号的秘密，然而人的大脑如何能够辨别得出诸如讲话之类的复杂声音，至今仍是个谜。
无论我们是听音乐、鸟叫还是鸡尾酒会上的推杯换盏声，听觉都始于空气的波动，我们把这种波动就叫做声音。如果我们能够看到由单音（笛子的音符便十分接近单音）引起的空气波动，这种波动实际上就像你向池塘扔下一块石头在水面泛起波纹。波纹的密度（频率）决定着音调的高低，波纹之间距离越短，音调越高；波纹之间距离越长，则音调越低。波纹的高度则决定着声音的强度。更为复杂的声音（比如讲话）是多种频率和多种强度混合在一起的声音。
人的外耳将这些声波传递到内耳中一个叫做耳蜗（其形状酷似蜗牛）的器官。耳蜗中生有听觉细胞，这些细胞附着在一个长长的卷状薄膜上。声压使耳内的液体发生运动，从而使卷状薄膜根据声音的不同频率产生不同形式的振动。这一振动能够激活听毛细胞的传感器，因为听毛细胞生有一束细腻的纤维，附着在细胞顶部。这些纤维的运动将振动信号转变为其他神经元能够接收的电子信号。 进入两只耳朵中的声音信息被一同传递给了脑干细胞。医生们利用这一点对听力丧失的原因进行诊断，前提是病人是单耳听觉损伤还是双耳听觉损伤。由于大脑中的神经元接受来自两只耳朵的信号，因此如果大脑中任何有关听觉的部分受损，都会导致两只耳朵的听力同时受损。为此，如果你只有一只耳朵听觉有问题，那么问题可能仅仅出现在这只耳朵本身或者听觉神经上。听觉受损还可能是由机械原因引起的（这些机械原因能够干扰声音从耳外传递到耳蜗），这一类听力损失可通过助听器矫正，助听器能够将进入耳朵的声音放大。由于听毛细胞受损而引起的听力损失只能通过耳蜗移植来矫正。
大脑在声音信号加工的过程中有两大目标：其一是将声音定位，以便人们能够转向声音源头的方向；其二是确定声音的类型。这两个目标都不容易实现，每一个都是由大脑的不同部位来完成的。因此，有些脑部受伤的病人在辨别声音方面没有问题，但却不能判断声音的来源，有些病人则正好相反。
两只耳朵听到声音的时间和强度的不同能够帮助大脑判断声音的来源。来自身体正前方或者正后方的声音几乎同时到达左耳和右耳；来自身体右边的声音首先达到右耳，然后到达左耳；来自身体右边的声音（至少是高频声音），由于头部的阻挡作用，在右耳听起来更为大一些，左耳听起来则小一些（低频声音则可以围绕头部传递）。因此，两只耳朵听到声音的早晚不同，可以帮助我们判断低音和中音的来源，而两只耳朵听到声音大小的不同，则可以帮助我们判断高音的来源。
当我们努力判断一个声音时，我们的大脑会对某些重要的信号进行特别的关注。大脑中有许多高级区域负责对复杂声音的反应，这些复杂的声音包括多频率声音以及特别声音信号。几乎所有的动物都拥有能够敏锐察觉到对自己性命攸关的声音的神经元，比如鸟类之于歌曲以及蝙蝠之于回声。（蝙蝠使用一种被称做声纳系统的工具，通过向物体发射信号并判断信号返回所用的时间，来判断物体的远近并进行导航。）对人类来讲，声音传译的一个重要特征是对讲话的辨认，大脑中有多个区域负责这一目的。
基于以往的听觉经验，大脑会改变其认知某些声音的能力。比如，儿童可以辨别出世界上所有语言的声音，然而一旦长大过了18岁，便会逐步丧失分辨母语之外语言的能力。正因为如此，在日本人听来，英语中字母“R”与“L”的发音相同，在日语中，没有这两个音的区别。
你也许会猜想，人们只是忘记了他们从未说过的声音之间的区别，而事实情况并不是这样。对婴儿大脑的电子记录（通过将电极接触婴儿的皮肤实现）显示，婴儿在学习母语语言时，他们的大脑实际上是在不断变化着的。当他们不断长大，蹒跚学步时，他们便会对母语语言做出更多的反应，而对其他声音的反应则会逐渐平淡。
一旦完成了这一过程，大脑会自动将它听到过的所有的语言声音纳入到一个系统中，比如，你的大脑中有一个关于字母“O”发音的完美模式，那么所有与这一发音接近的声音在你听来便都成了一个声音，即使这些声音在频率和强度方面各不?同。
只要你不是在学一门新语言，这一对母语的敏锐感知力是非常有用的，因为它能帮助你在嘈杂的环境中辨别出多个人的讲话。一个词语从两个不同的人嘴里讲出来，其频率和强度也会有所不同，但你的大脑会更倾向于将这两个听起来有些不同的发音看做是相同的，只有这样才能更好地形成词语的辨认能力。而语音识别软件则不同，它需要一个安静的环境，并且很难辨别出两个人以上的发音，因为它的工作基于声音的简单物理特性。在这一点上，人脑再一次胜过了电脑。对于电脑，我们不应当感到有多么神奇，除非它们能够拥有自己的语言和文化。
实用诀窍 如何预防听力丧失
你是否仍记得小时候母亲曾经警告你不要听太吵的音乐，否则你的耳朵会受到损害？母亲的话是对的。在美国，60岁以上的人有1/3患有听力障碍，75岁以上有一多半的人患有听力障碍。导致这种情况最主要的原因是长时间暴露在噪音环境中。婴儿潮时期出生的婴儿比他们的父辈和祖辈在更早的年纪听力便开始下降，这很可能是因为当今世界较之从前更加嘈杂。有专家对诸如便携式MP3忧心忡忡，因为它可以连续数小时播放吵闹的音乐而无须充电。
当然，引起听力损失的音乐绝不仅仅是摇滚音乐。任何长时间持续的噪音都会造成听力损失，比如割草机、摩托车、飞机、救护车鸣笛和鞭炮，短时间暴露于极大噪音中也会造成听力损失。在这些情况下，你可以通过戴耳塞使进入耳朵的声音强度降低。摇滚音乐会的噪音强度堪比电锯，专家建议人们在这类噪音环境中停留时间最好不要超过一分钟。如果你仍执意要去听音乐会，你应当意识到，由噪音引起的听力损伤是可以累积的。也就是说，你的一生中经历的噪音越多，你的听力便会越早开始下降。
噪音通过破坏内耳中负责捕捉声音的听毛细胞对听觉造成损伤。如上所述，听毛细胞有一组细纤维，可以根据声音的各种振动做出不同方式的运动。如果细纤维运动量过大，便可造成纤维撕裂，撕裂的听毛细胞将永远无法再捕捉到声音。负责接收高音的听毛细胞最为柔弱，最容易受到损伤；负责接收低音的听毛细胞则不太容易受到损伤。这就是为什么由噪音引起的听力障碍首先表现在高音听力困难上。
耳部感染是另一个引起听力损伤的原因，因此耳部感染需要及时进行诊断治疗。有3/4的儿童曾经患过耳病，父母应当密切关注孩子有无耳病的症状，比如拽耳朵、身体平衡困难、听觉困难、睡觉不安稳以及耳溢液等。
实用诀窍 利用人工耳改进听力
助听器可以放大声音，但对由于耳蜗听毛细胞受损而引起的耳聋，助听器却无济于事。不过，这类患者大都可以通过人造耳蜗移植而恢复听力。人造耳蜗是一种电子器材，可以通过外科手术植入人耳，它可以通过置于耳朵外部的一个麦克风捕捉声音，然后激发听觉神经，由听觉神经将声音信息传递到大脑。截至目前，全世界已有大约6万人接受了耳蜗移植手术。
正常人的听觉需要用到15 000个听毛细胞去感知声音信息。相形之下，人造耳蜗则要粗糙得多了，它只能产生少量的不同信号。这就意味着，植入人造耳蜗的病人所听到的声音与正常人听到的声音大相径庭。
所幸，大脑有很强的破译电子信号的能力。植入人造耳蜗者的大脑需要花费几个月的时间学会理解这些信号的含义，最终大约有一半病人可以不通过读唇法便听得懂他人的讲话；剩下的大部分病人则会发现，植入的耳蜗大大提高了他们读唇的能力；仅有极少病人没有从中受益，未能学会理解新信号。两岁以上的儿童便可以接受耳蜗移植，移植效果要好于成年人，这很可能是因为儿童大脑的学习能力要高于成人。
实用诀窍 在很吵的地方讲电话，怎样才能听得更清楚？
在一间嘈杂的屋子里接电话是一件令人心烦的事情，我们大部分人都有过这样的经历。为了听清楚对方的讲话，你很可能会用一只手堵住自己的一只耳朵，但你会发现，这并不起作用。
不要放弃，还有一种更好的方法。与一般人的想法不同，这一方法是用手盖住话筒。使用这种方法，你仍会听到四周的噪音，但你却能更清楚地听到对方的讲话，不论你用的是固定电话还是手机。不信你就试一下。
为什么会这样？原因是这一做法利用了大脑区别不同信号的能力。这是一种嘈杂环境下打电话的很好的技术，有人将其称为“鸡尾酒会效应”。
在鸡尾酒会上，你会被来自四面八方、高低大小各不相同的声音所淹没。你必须设法听清楚与你谈话的人说的话，并将他的声音与其他噪音分开。这时，你的大脑进行的是如下的工作：
对方讲话→左耳→大脑←右耳←屋内噪音
科学家发现，大脑具有良好的分别不同声音来源的能力。但对于电子电路来说，这就非常困难了。现代通信技术永远无法取代大脑的这一能力。
接起电话时，电话的电路受到屋子里噪声的影响，加上对方的讲话，会使大脑执行起任务来更加困难。这时，你的大脑会出现下面的情况：
电话对方讲话＋失真的屋内噪音→左耳→大脑←右耳←屋内噪音
这对你的大脑来讲，成了一个更大的问题，因为你朋友从电话那头传递过来的声音与屋子里的噪音强度都比较弱，并且在电话中被混合在了一起，很难区分开来。用手捂住话筒，你可以避免这一现象，可以一边打电话一边观赏鸡尾酒会。
当然，这也引出了另外一个问题：为什么当初电话会设计成这样？原因是几十年以前，工程师们发现，将打电话者的声音与电话接收到的其他声音混合到一起，会使人感到更加真实，有人称此为“全双工通信制”。然而，如果打电话的人所处的环境过于嘈杂，他便会难以听清电话所接收的信号。只要电话技术不能做到信号如亲临现场一般清楚，我们便会遇到这样的问题。因此，你会看到有的电话广告上说：“现在能听到我讲话了吗？”
第8章 这是什么气味啊？
在这个世界上，动物们拥有最为复杂的化学物质探测装置。作为高级动物，我们也能够分清数千种气味，分辨出面包、刚洗过的头发、橘子皮、鸡汤等。
我们能够辨别出所有这些味道，是因为我们的鼻子里有一系列的分子，能够与产生气味的化学物质进行结合。每一个这样的分子（受体）都有其特定的能够发生反应的化学物质。这些受体由蛋白质组成，位于嗅觉上皮（一个位于鼻子内侧的薄膜）。受体的种类有上百种，每一种气味都会同时激活数十个受体。一旦被激活，这些受体会将嗅觉信息沿着神经纤维以电子脉冲的形式传递出去。每一条神经纤维只有一种类型的受体，而负责嗅觉信息传递的这样的“线路”有数千条，大脑会判断哪些“线路”被激活，由此形成对气味的判断。
你知道吗 老鼠为何不喜欢减肥可乐？
使减肥可乐喝起来发甜的成分叫做阿斯巴甜。阿斯巴甜可与舌头上的受体结合，使人感觉到甜味。人类的甜味受体不仅能够与蔗糖结合，还能与阿斯巴甜、糖精以及蔗糖素结合。而老鼠的甜味受体只能与蔗糖和糖精结合，不能与阿斯巴甜结合。因此，阿斯巴甜水对于老鼠来说，与白水味道无异。也就是说，老鼠喝不出减肥可乐中的甜味儿。（同理，蚂蚁也对减肥饮料提不起兴趣。）
科学家曾使用基因技术将老鼠的甜味受体用人类的甜味受体替换，这些转基因鼠便喜欢上了减肥可乐，因为它们能够喝得出其中阿斯巴甜的味道。这一点说明，老鼠在品尝甜味时，与人类使用的是同样的途径，只不过它们的甜味受体与人类不同而已。
如果你家里养着宠物，你可以做一个实验以弄清楚它喜欢什么样甜味儿的饮料：把盛有果汁、加糖饮料以及减肥饮料的三个杯子放在宠物面前，看宠物更喜欢哪一个。也许你会得到意想不到的结果！
味觉的工作原理基本相同，只不过味觉受体生长在舌头上。味觉要简单得多，仅有咸、甜、酸、苦和鲜五种基本味道。每种基本味道至少有一种受体，甚至更多，比如苦味有数十个受体。随着动物的进化，它们需要有能力鉴别环境中的有毒化学物质。由于有毒物质的形式多种多样，因此需要有足够数量的受体，以便能够探测到全部的有关苦的味道。这也许就是我们为什么排斥苦味儿的原因吧。（当然，这一习惯可以通过长时间的经历改变，因此我们会看到有人喜欢奎宁水和咖啡的味道。）
嗅觉和味觉有很多情感上的联系：奶奶做的苹果馅饼、烧焦的树叶、爱人的衬衣以及早上刚刚冲好的咖啡。同时，嗅觉也有不好的一面。2001年9月11日及其后的日子，纽约曼哈顿的天空弥漫着酸涩的气味，经历过的人永远也不会忘记。有些气味对某些人来讲难闻异常，但却是另外一些人的最爱。（影片《现代启示录》中的基尔戈曾经说过：“我喜欢早晨空气中的凝固汽油弹的味道，因为它带来了胜利的气息。”）这种情况是完全可能出现的，因为嗅觉信息与负责情感反应的脑边缘系统直接相连，这一系统可以通过学习使你通过气味联想起高兴和危险的事情。
你知道吗 是鼻子出毛病，还是太阳让你打喷嚏？
在美国，每四个人之中便有一个人会在面对强光时打喷嚏。这一由光线引起的喷嚏反射甚至还会发生遗传。为什么会发生这一看上去并没有什么实际生物意义的反射呢？这一反射又是如何发生的呢？
喷嚏的基本功能很明显，它能够驱散你呼吸通道中的刺激性异物。与咳嗽不同，喷嚏是一种固定形式的运动，也就是说，同一个人所打的每一个喷嚏，其过程都是相同的，没有变化。打喷嚏一开始，空气以极快的速度（其速度可高达每小时100英里）被喷射出。然而，喷嚏与癫痫病等有所不同，它存在着一种预置的自我结束机制，不会因为失控而波及身体的其他部位和其他活动。
打喷嚏的控制中心位于脑干中一个叫做外侧髓心的区域，这一部位受到损伤，会使人类和哺乳动物丧失打喷嚏的功能。通常情况下，喷嚏是由于大脑外侧髓心感知到刺激物的存在而激发的。这一信息自鼻子通过几条神经（包括三叉神经）传递到大脑。人体有两条三叉神经，它们是一种多功能颅神经，能够从面部和头皮大部（甚至眼睛的结膜和角膜）对触觉及其他刺激进行传递。三叉神经甚至还能传递咀嚼和吞咽等反射活动。整体看来，三叉神经就像是一条拥挤的信息高速公路。
这一拥挤的安排可以解释为什么亮光容易引起打喷嚏。本应激发瞳孔收缩的亮光有时候会触及到邻近的区域，比如对鼻痒反应的神经纤维或神经元。目前，人们已经知道，能够引起打喷嚏的不仅有亮光，男性性高潮时也会引起打喷嚏。
从根本上讲，由于脑干的“线路安排”过于纷乱，便会容易引起光照性喷嚏这一“短路”现象。实际上，脑干中有一个控制人体各类反射和动作的关键线路。脑干的基?结构图早在脊椎动物形成时期便已经形成了。我们人类拥有的13对颅神经在几乎所有其他脊椎动物中也都有发现（尽管鱼类多出了3对神经，用于传递来自侧线受体的信号）。颅神经一直延续到一个神经元簇或神经核，所有脊椎动物的神经核都具有相同的功能。确实，仅通过对人之外动物的神经系统的观察，对人的神经系统便可见一斑。
不同物种的脑干结构之间十分相似，并且构造异常复杂。从进化的角度来看，如果脑干在进化工程中发生根本性的变化，这将是灾难性的。作为古代脊椎动物的后代，现代脊椎动物（包括鱼类、鸟类、蜥蜴以及哺乳动物）都只能使用一个在很大程度上与祖先类似的脑干，即使有变化也不是根本性的。现在，有些脑干的功能已经不再使用，但是这部分脑干永远不可能被淘汰掉，否则说不准整个脑干便会停止工作。
你知道吗 火辣辣与透心凉，是什么感受？
你知道我们为什么把“辣”说成是“火辣辣”吗？辣椒和辣沙司之所以能激发人的活力，是因为其中含有辣椒素。人体能通过辣椒素受体来感知较高的温度。这就是为什么我们在吃辣味食品时会出汗的缘故。这一受体有一条通往大脑的“热线”，能够激发起一种反应使身体降温。不仅舌头有辣椒素，全身各处都有辣椒素。
同样，薄荷味的食品会使人感到清爽。最近，人们新发现了一种受体，这种受体能够与薄荷醇结合。对于植物来说，无论它们含有辣椒素还是薄荷素，都是因为动物惧怕这两种味道，从而可以达到防御的目的。
第9章 疼痛不是病，却会要人命
扒手们也许不会花费太多的时间来讨论大脑的工作原理，但是他们的职业的确需要一些这一方面的实用知识。一个盗贼突然出现在受害人的一侧，将其注意力引开，而此时另一个盗贼便可以放开手脚从受害人的另一侧下手偷东西了。这一方法屡试不爽，因为受害人的注意力被转移到了错误的一侧，因此他的大脑没有注意到另外一侧正在发生的重要事情。
对事情的预测不但会对我们的反应造成影响，而且会影响到我们的感觉。你对身体感觉的理解来自于两个过程的互相作用：你体内受体发出的信号以及大脑对这些信号反应的控制（包括信号是否到达大脑）。这一相互作用不但在被偷窃时表现得十分明显，而且在遇到其他棘手的问题和困难时也能够表现出来。
当然，对你身体的物理刺激也会影响到你的感觉。你的皮肤上有各种各样不同的受体，这些受体实际上是一些分工明确的神经末梢，能够感觉到接触、振动、压力、皮肤张力、疼痛和温度等。大脑能够知道是哪一种传感器被激活，以及传感器在身体上的位置，因为每一个传感器都有一个使用尖峰将唯一一类信息传递给大脑的“专门线路”。你身体的某些部分可能要比其他部分更加敏感。人体触觉受体最为密集的区域是手指，其次是面部。手指上的触觉受体密度大大高于胳膊，这就是为什么我们在弄清楚一件东西到底是什么时，不会用胳膊触摸他，而是用手指触摸它的缘故。
你知道吗 为什么不能挠自己的痒？
医生在检查怕痒的患者时，会将患者的手放到自己的手上，以消除患者的痒觉。为什么这样做患者就不觉得痒了呢？因为不论你如何怕痒，你都不可能自己挠痒自己。好吧，不信你就试一下。原因是你无论做什么动作，你大脑中的有关区域都会对这一动作的结果做出预计和判断，这一系统使你总能够对伴随自己动作所将要发生的事情了如指掌。
比如，我们对自己正在坐着的椅子和穿在脚上的袜子的质地可能会没有感觉，然而如果有人在你肩膀上拍了一下，我们就能够立即感觉到。如果你的大脑接收的仅仅是一个单纯的触觉信号，你便无法判断出这是有人在拍你肩膀还是自己撞到了墙上。由于你迫切需要分辨出这两种情况，因此你的大脑能否完成这一任务便至关重要了。
人们是如何完成这一任务的呢？为此，伦敦的科学家研制了一台挠痒机。一按下按钮，一只机械手会自动用毛刷挠你的手。如果机械手一启动按钮马上便挠你的手，你会有所感觉，但丝毫感觉不到痒。然而，如果将按动按钮和毛刷挠手的间隔拉长，效果就会好一些。0.2秒钟的间隔时间便足够使大脑将机械手误认为是来自别人的触摸，从而便会觉得痒。
更为奇妙的是，如果机械手挠手的方向与你按下按钮的方向不同，那么0.1秒钟的间隔便足以产生痒的感觉。这一实验说明，对于瘙痒，你的大脑在零点几秒的时间内最容易预测到瘙痒的结果。
那么，自己挠自己为什么不痒呢？科学家们使用了脑功能显像技术，以便能够观察到大脑的不同部分对各种类型的触觉所做的反应。他们对通常情况下负责胳膊触觉的大脑区域进行了实验观察。当实验将胳膊触觉信号传递到这一区域时，这一区域做出了反应。然而，如果接受实验的人自己碰自己胳膊，这一反应虽然也有，但程度非常小。这就是说，对于来自自身运动所引起的反应，人的大脑能够将其弱化。
因此，大脑中一定存在某些区域，这些区域能够发出信号辨别来自自身和他人的接触。实验人员发现了一个区域：小脑。之所以称其为“小脑”，也许是因为其大小仅占整个人脑的1/8、仅有1/4磅重的缘故吧。科学家认为，小脑是最有可能预测自身动作所引起结果的区域。
的确，小脑是辨别意料中和意料外触觉的理想器官，它能够接收几乎所有类型的感觉信息，包括触觉、视觉、听觉和味觉等。大脑指挥中心发出的信号会同时抄送给小脑，因此，研究人员认为，小脑正是得到了来自大脑的信息，才得以对每一个动作的结果进行提前预计。如果小脑预计结果与实际感觉相符，那么大脑便不会加以理会，因为这并不重要。如果小脑预计结果与事实情况不相符合，那么就会发生一些意想不到的事情。
另外，在人体肌肉和关节中也有受体存在，这些受体能够给出有关身体位置和肌肉紧张度的信息。这一系统能够使你在闭着眼睛的时候也能感觉到自己四肢的位置。一旦这些传感器遭到破坏，人们就会遇到各种各样的行动困难，以至于不得不在行动时时刻小心，以免磕磕碰碰。
大脑中的传感系统能够对来自身体各个部分的触觉信息进行分析。大脑某个区域的大小取决于相关身体部位的受体数量，而不取决于此身体部位的大小。因此，负责接收来自面部信息的大脑区域比负责接收来自胸部和腿部信息的区域总和还要大。对于猫来讲，其大脑的很大一部分区域由接收来自胡须的信号的神经组成。
痛觉信息的传递是由专门的受体完成的，并且是由大脑中不同于接收一般触觉信号的区域进行分析的。痛觉受体中有一部分司职热觉和冷觉，另一部分则司职触觉和痛觉。
如果你的手碰到了一个热炉，你身体中的许多痛觉受体便会立即活跃起来，使你迅速意识到危险的存在并立即做出防护性动作。然而，这些对痛觉的反射活动很大程度上在于我们对疼痛情况的具体判断。确实，大脑中有一整片区域能够基于具体情况对痛觉感知区域的行为施加影响。这一效应有时候非常强大，以至于士兵们在战场上严重受伤，却仍能够浑然不觉而继续作战。更为常见的一个负面例子是，摔了跟头的宝宝本无大碍，可当他一看到妈妈过来时，反而顿觉疼痛难忍而放声大哭。
这些反应通常被认为是一种心理作用，但这并非否认它们的存在：人们的期望和信仰的确能够引起大脑的物理变化。有时候，医生给病人吃下一种药或者打下一种针，并告诉他吃了药、打了针病痛便会消失（实际上病人吃的药和打的针并没有止痛作用），病人大脑中便会产生一系列的活动，这些活动能够降低疼痛感。如果有人被告知奶油能够减轻电击疼痛，然后真的让他吃下奶油并接受电击，他大脑中不但负责控制疼痛的区域活动加强，而且负责接收痛觉信号区域的活动会降低。从这些结果中，我们可以推断，如果医生告诉病人说他们的疼痛将会缓解，病人的大脑中便会产生出一种止痛的化学物质内啡肽。即使是注射盐水这种最普通的注射剂，接受注射的人体内也会产生出内啡肽，从而达到缓解疼痛的目的。
内啡肽与吗啡和海洛因使用同一类受体。正因为人体内有内啡肽，所以才有对其反应的受体。内啡肽能够作用于大脑，降低人体的疼痛感。
斯坦福大学的科学家们一直致力于使用大脑成像系统训练人脑对疼痛控制力的研究。如果这项研究成功，这项技术将被用于缓解慢性病人的疼痛，而无须服药或打针。科学家们使用功能显像对大脑特定区域的活动进行观察，以期获得满意的效果。使用这项技术，人们已经能够自发地对大脑某些区域的活动进行控制，尽管目前尚未能够通过这一控制成功地达到缓解疼痛的目的。
实用诀窍 针灸仍具有医疗价值
听上去，皮肤接受针刺并不是一件令人愉悦的事情，然而却有许多人不这么认为。利用针刺进行治疗（针灸）在亚洲十分风行，并且最近30年里在西方国家也得到了越来越多的重视，大约有3％的美国人和21％的法国人曾经接受过针灸治疗，大约有25％的美国和英国医生认可针灸在某些条件下的疗效。
对于针灸能够带来治疗效果的科学依据，人们众说纷纭。由于参与研究针灸工作的人分成了支持派和反对派两大阵营，因此他们的研究结果往往使人们无所适从。在我们阅读有关科学文献的过程中，有证据表明，针灸在某些条件下的确能起到一些作用，尤其是对于慢性病痛和恶心的效果明显。但是，大多数人仍认为，尽管针灸对上述病症有一定疗效，但没有证据能够证明其对于其他疾病（比如头疼或者吸毒）有作用。
相信针灸的人们认为，针灸能够改善人体内的气脉（气在中医里可以理解为能量的统称），使其更加流畅。因此，针灸时插入的针是为了疏通人体内的能量循环。然而，对于针灸的具体位置以及针灸点的具体数量，却存在着多种说法。尽管有人做过详细的研究，然而都以失败而告终。
但是，对于大脑，针灸却的确有作用。大脑行为功能显像显示，针灸对某些大脑区域会起到特殊的作用。比如，位于脚上的一个针灸点与人的视力有关，因此对这一点实施针灸，便可以激活大脑的视觉皮层。然而，也有研究对此结论提出了怀疑。控制痛觉的大脑区域可以通过针灸被激活，同样，如果能够提前预计到疼痛或者针灸位置错误，也能激活大脑的痛觉控制区域。
无论对于何种医疗方法，都存在着一个普遍的现象（尤其对于针灸），即许多病人正是由于对这种疗法上心，才能感觉到它的疗效。在一个实验中，科学家们并没有告诉病人他们给有的病人实施了真正的治疗，给其他病人只进行了虚假的治疗（比如服用糖丸）。而实验结果表明，服用了糖丸的病人超过半数感觉病情有了好转。
一些研究人员使用了一种叫做“假针灸”的做法，即将针扎在身体不正确的位置上。假针灸经常会与真针灸同样有效，同时假针灸也可能具有一些其本身独有的疗效。在一些研究中，研究人员使用了可伸缩式探针（这种探针在接触到皮肤之后便会缩回），使那些没有接受过真针灸的人感觉到的确有针在扎。这已经说明了一半的问题，但是做这个实验的研究人员由于知道自己进行的是真针灸还是假针灸，因此有可能使他们在对两组病人分别治疗时有不同的行为表现，从而影响实验效果。可伸缩式探针实验得出了不同的结论，但大部分结果证明真针灸和假针灸的效果相当，也有少部分结果证明真针灸更为有效。
但是，无论如何，如果我们对针灸感兴趣，我们便不必在意它为什么会有疗效，只要我们确实感到起作用就行了。针灸疗法非常安全，每两千多起针灸治疗才会出现一次问题。尽管目前关于针灸还有许多无法解释的问题，但是针灸对某些症状的确能够起到不错的疗效。
实用诀窍 转移痛——病在心脏，痛在左臂
你是否由于消化不良而引起过胸痛？这一现象的确会发生，这是因为所有负责感觉内脏器官疼痛的神经都是通过脊髓这一通道传递的，同时，脊髓还负责传递来自体表的各类信号。因此，这会使得大脑发生误会。这种在非疼痛源位置感觉到的疼痛就叫做关联痛。
为此，医生们发现，如果病人说左臂疼痛，有可能是其心脏有问题。同样，肾结石引起的疼痛感觉像是肚子痛，膀胱疼痛有可能表现为锁骨痛，阑尾炎有可能表现为下腹痛。如果你发现自己身体某一部位长时间无缘无故疼痛（尤其是左臂），你应当立即去看医生。
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