《源代碼》中的腦科學

劇情簡介

影片一開始，本應在阿富汗執行任務的美國空軍飛行員柯爾特·斯蒂文斯上尉突然驚醒在一列疾馳的火車上。然而面對周圍的人和環境，柯爾特上尉覺得一切都顯得如此陌生而突如其來，就連鏡中映射的自己都是另一個人的模樣。

正當迷惑之際，隨著火車爆炸，柯爾特又置身于一個飛行艙中。一位名叫古德溫的女軍官正在視頻中向他詢問著列車中發生的事情。如此幾次后，柯爾特得知自己正在執行一個任務——他不得不在八分鐘內找到放置炸彈的恐怖分子以制止下一次的恐怖襲擊。

然而，現實中這位英勇的上尉已經在阿富汗的任務中嚴重受傷，僅殘存不完整上半身的他沉睡在一個特殊的生存箱中。科研人員連接他與另一個在列車爆炸中逝世的乘客的大腦皮層，并通過計算機翻譯其神經系統中被傳遞的神經信息，將他一次次地送回到“源代碼”的重建世界中去調查爆炸案。

神經和記憶

在影片中，我們看到柯爾特殘存的軀體，仔細觀察會發現他的大腦皮層連接著許多電極線。而之前，在博士向柯爾特解釋什么是源代碼時，他曾提到在大腦死亡后仍有電磁場存在，另外他還提及到了人死后可以儲存八分鐘的短期記憶。

讓我們先來概括地了解下兩個關于大腦的知識點。

首先，眾所周知，我們的大腦由左右兩個大腦半球組成，大腦皮層就覆蓋在腦半球的表面。也正是大腦皮層從事知覺、復雜動作、語言的加工和生成等思維過程。

其次，在大腦皮層上密布著數量相當于銀河系天體數目的神經元。其中的每一個神經元都能接收并傳遞神經沖動。通常認為知覺、思維、意識和記憶等認知功能，都是由遍布于這一復雜神經網絡中的神經元同時活動而產生的。

在國外，科研人員就利用大腦皮層和神經元的功能，研制出了一幅特殊的眼鏡，它將一端連接在盲人大腦皮層的視覺神經上，特殊的鏡片將光感信息通過這個連接傳遞給大腦，大腦進行加工后，可以使盲人看到一些光亮，甚至一些顏色，一部分形狀。

那么記憶是什么？記憶是能讓我們回想過去所發生的事情的能力。然而人類的記憶并不是以單一形式存在的。這里，主要談兩種記憶形式：短時記憶和長時記憶。

短時記憶只能臨時記錄出現在我們生活中的信息。比如你在街上看到的一個人，或你不經意聽到的一個電話號碼。如果你不刻意去記住這些信息，那么很快你就會忘掉它們。因此，短時記憶的信息會隨時被更新。

但也有部分信息會找到進入永久性記憶的途徑，即長時記憶，它擁有無窮的容量，其持續時間也仿佛無止境。比如你可以清晰地回想起上個月去春游時的很多細節，或者你的家人可以輕松記起幾十年前發生的事情。

但如果你身邊有老人不斷重復地問你同一個問題，或者常常忘了剛剛講過的話，剛剛做過的事，說明他們的短時記憶可能出現了問題。他們可能有患阿爾茨海默癥的風險，即我們錯誤地俗稱為老年癡呆癥的病（其實他們在病情初期只是記憶出了問題，所以請不要責備和嫌棄他們）。我們應該盡早帶他們去醫院就診以進行早期治療。因為隨著病情的加重，他們的長期記憶也會受到影響。有一天，他們將忘記曾和家人一起度過的美好時光，慢慢他會失去思維分析和判斷能力，會迷路，會失去自理能力，甚至不再記得你或者你的父母。所以請關愛這些老人，對他們多一些寬容、理解、耐心和幫助。因為我們每個人都會變老，都可能會成為下一個他（她）。

意識和睡眠

影片中，柯爾特和古德溫貌似一直如正常人一樣無障礙地用語言交流。可到最后，我們發現，實際是計算機通過對柯爾特大腦皮層的神經活動進行分析和翻譯，用文字的方式將柯爾特的思維表達出來。可當我們看到生存箱中的柯爾特時，他緊閉雙眼，除了輕微的身體抽搐外，我們更可以認為他是在深度昏迷狀態。然而這種狀態下的他，是否真的有能力借助電腦來和其他人進行溝通呢？我們在昏迷的情況下還會有意識嗎？

我們先來了解下睡眠。科學研究指出人類的睡眠分為不同的階段。

在一夜的睡眠里，大腦的活動是不同的。睡眠可分為非快速眼動和快速眼動睡眠。非快速眼動睡眠中，大腦的活動會放慢速度，心跳和呼吸也會趨于平緩而更有規律，并且你仍然可以在睡眠中更換姿勢或者轉身等。在這個階段，我們的意識能力大大地降低了。

而快速眼動睡眠階段是我們熟睡的階段，在這個階段你很難被叫醒。但是眼球在此階段會快速地移動，因為此時的腦活動程度與人在清醒的時候幾乎相同。此時你的心跳和呼吸也會加快并開始沒有規律。也正是在此階段，我們會做夢。因為大腦正在將白天接收到的大量信息進行加工和整理。所以，睡前把第二天要背的書或單詞再復習一遍的話，第二天回憶的效果會更好。

那么在我們睡覺的時候，是否能感知來自外部世界的信息呢？答案是可以的。許多科學研究指出，在我們睡覺的時候，我們可以感知到自己的名字，并將其與別人的名字進行區分。并且，在睡眠時，我們依然可以對相同類別的詞 （如：蘋果和香蕉）和不同類別的詞（如：蘋果和汽車）進行區分。而且在我們睡覺時，外界的信息可以和夢境相混合。比如你開著電視在沙發上睡著了，那么你的夢里可以會間斷地出現電視節目里正在發生的對話等。還有一些人，特別是兒童，具有掌控夢的能力。很多孩子回憶自己的夢時提到他被困住了，但他也知道他在做夢，所以他對自己說他可以飛，然后他就脫離了險境。所以說，有些時候，我們對于做夢是有意識的。

針對睡眠時的情況，科學家還做了一些有趣的實驗。在清醒的時候，一些參與實驗的志愿者被要求在聽到一個聲音時轉動一次眼球。反復多次后，在睡覺中，他們聽到同樣的聲音時，也同樣可以實現一次眼球的轉動。另外的一個實驗，志愿者在30秒內如果不按按鈕關掉一個聲音，就會受到一次電擊（安全范圍內）。在清醒時反復訓練后，這些志愿者在睡眠且并不醒來的情況下，特別是在快速眼動時也能在30秒內按按鈕關掉聽到的聲音以避免受到電擊。

當然，還有很多不同的實驗都告訴了我們，在睡覺時，我們有能力察覺并加工接收到的信息。而且我們也能有意識地指出在睡眠中是否接收到信息。

對于睡眠的實驗，我們可以在結束后叫醒被試者加以詢問和確定。但是對于昏迷的病人或者植物人患者，我們并不能叫醒他們。同樣的結果是否也能出現在由于腦部受損而陷入昏迷的病人身上呢？

近十幾年，很多科學研究指出，如

果大腦的一個感官系統，比如視覺和聽覺系統，沒有受損，那么病人依然有能力感知并加工來自外界的信息。關于睡眠的實驗被用在昏迷的病人身上，我們得到了同樣的結果。昏迷的病人，甚至部分植物人，可以區分他們自己的名字。所以他們對自己的名字是有意識的。

對這些病人的實驗，科研人員做了部分改進，病人被告知他們將聽到一些名字，他要數出他自己的名字一共出現了幾次。通過儀器，我們可以觀察到，當昏迷的病人聽到并數自己的名字時，他們的腦電波圖變化類似于正常人做這件事時出現的變化。所以說，這些昏迷者是能夠理解指令并執行的，他們或許是有意識的。還有一些昏迷者被要求想象在玩網球。因為想象可以引起大腦某些固定區域的活動。一些植物人患者在想象玩網球時，我們觀察到了他大腦區域的活動。這說明，植物人也可以理解指令并實現這個想象。自然，這樣的病人也是有意識的。

所以，電影中，雖然柯爾特只剩下半個軀干并陷入昏迷中，但是他也可以通過想象，將自己設定在一個飛機的機艙里與外界交流。他也依然有能力有意識回答古德溫對他的提問，并實現他該執行的任務。