## 前额叶-顶叶网络、意识及组块的关系 但是，组块的过程和发现模式的过程会不会影响前额叶-顶叶网络的活动？虽然几乎所有的实验结果都显示，随着任务难度增大，前额叶-顶叶网络会变得更活跃，但是一组明确的实验结果却得出相反的结论。 我和剑桥大学的同事做的一个测验，得出相反的结论，实验过程如下。让躺在功能性磁共振成像扫描仪内的被试看一组排列成矩阵的红色方格，方格共16个，分4行排列，每行4个。其中有4个方格会依次闪烁一下蓝光。几秒钟后，要被试按闪烁蓝光的次序指出这4个方格的位置。这是一个典型的空间工作记忆的测试。我们对这个测试做了一点改动，即蓝光按两种序列闪烁。一种是任意的、无序的，就像传统的空间工作记忆测试那样；另一种利用4×4结构排列，使蓝光按方格、三角形或其他对称的有规律可循的路线依次闪烁（见图8）。后一种序列很容易形成组块。被试觉察到了这些组块，并在测试过后谈论这些可以形成组块的序列更容易被记住，因为有模式可循。  图8 功能性磁共振成像扫描仪内的被试看到按4×4结构排列的红色方格，其中4个方格按某种顺序闪烁一下蓝光，被试需要记住这个次序。左边的次序具有结构，右边的次序没有结构。 如果前额叶-顶叶网络的活跃程度由任务难度决定，那么蓝光闪烁的序列难度越大，前额叶-顶叶网络的活动就会越活跃。但是如果结果正好相反，就说明组块的过程有其特殊之处，这些有结构的、容易的序列比没有结构、难度大的顺序更能增强前额叶-顶叶网络的活动。 事实上，比起没有结构的、难度大的序列，有模式可循的、更容易的顺序能够使被试的前额叶-顶叶网络的活动更强烈。因此，在某些情况下（至少在有组块的情况下），任务的难度与前额叶-顶叶网络活动强度不是成正比。 由于这个实验结果有些出人意料，我们又重复做了一些相类似的实验，这次是用数字来做测试。被试在功能性磁共振扫描仪中听到8个单独的数字，过了几秒钟，让他们按听到的顺序重复这8个数字。有些数字按明显的次序排列，如8、6、4、2、9、7、5、3（先是递减的偶数，然后是递减的奇数）；另一些则故意排得很杂乱。结果就像上面的空间结构测试那样，有结构的数字序列更容易被记住，因为被试可以将其合并成组块，而这些序列能增强前额叶-顶叶网络的活动。 这里有一个很重要的问题：被试的反应是由于原先存在的组块的记忆（如方格、单个数字或偶数顺序这些我们从小就熟知的内容）的驱动，还是被试能够很快注意到组块，发现模式，将其作为新的、有效的方法应用到测试中。为了弄清这个问题，我们设计了一个新的实验方案，还是以语言工作记忆和数字作为测试内容，但这次不是单个数字，而是两位数的数字。这样，给被试的数字顺序很可能是他们之前没有见过的，确保他们是在寻找新的数学模式，而不是原先就存在的记忆。例如，让被试记住下面的数字序列：57、68、79、90（数字间按11递增）。另外再让他们记住没有结构的、不能形成任何组块的数字顺序，如31、24、89、65。这样的测试里同样有基于记忆的组块，目的是看这些组块是否也能激活前额叶-顶叶网络的活动，如果能的话，强度到底有多大。为了使被试能够以记忆为基础进行组块处理，在做扫描之前，我为每个被试至少做了4个小时的训练，让他们记住20个不同的、不具有结构的4个数字组成的组块。我让他们想象自己在玩一个游戏，他们是一个中等规模的公司的新职员。刚进公司，他们必须记住公司里20个重要职员的长相、姓名、电话分机号。经过一系列不断升级的训练，他们每个人的脑子里都存有一组4个数字组成的数目。在扫描过程中，如果他们看到21、05、81、63这样的数字排列，会想起工作记忆里的内容：2105是一个电话分机号，上个星期做训练时已经熟知这个数字了；8163是另外一个分机号。这样，我们就得到3组不同的工作记忆数据：一组是具有数学结构的数字；一组是具有记忆结构的数字（由他们熟记的电话分机号的数字组成）；一组数字没有任何结构（这种情况下，被试只能依靠工作记忆，而且不能形成组块）。通过这三组数字，我们可以区分大脑区域被激活是由于数学组块还是由于建立在记忆基础上的组块。事实上，我们还有两个控制条件，一个对应记忆内容，一个对应心算内容。这两种情况都不需要被试执行数字序列的任务，也就是说，被试没有机会运用组块功能。 跟其他测试一样，比起没有结构的序列，被试更容易记住那些通过记忆或是数学方法组成组块的序列。两种类型的组块序列使前额叶-顶叶网络亮起来的程度比没有结构的序列使这一区域亮起来的程度要强很多。而且，包含数学组块的情况与相对应的受到控制的条件（被试执行心算的任务，但没有运用组块功能）相对比，前者能使前额叶-顶叶网络更活跃。同样，以记忆为基础的组块序列与相对应的控制条件（需要同等程度的记忆，但不需要运用组块功能）相比，前者使前额叶-顶叶网络更活跃。这证明，在被试执行可形成组块序列的任务时，前额叶-顶叶网络的活动不仅仅是受心算或者记忆的驱使，而是受与组块相关的其他因素的作用。但是，将数学组块与以记忆为基础的组块相比，前者仍然使前额叶-顶叶网络更活跃，这点让我很震惊。这充分证明，包含数学组块的任务是前额叶-顶叶网络活动的最大驱动力。让一个科学家列出能最大程度激活前额叶-顶叶网络的任务，答案很可能会是工作记忆、长期记忆、心算。但是这个实验表明，包含数学组块的任务能够使前额叶-顶叶网络的活动最活跃，即使与建立在记忆基础上的组块的任务相比也是如此。换句话说，这个实验证明了很多复杂的任务都能够激活前额叶-顶叶网络，但是当被试积极寻找新模式时，前额叶-顶叶网络的活动最活跃。 另外一些研究也将组块功能与前额叶-顶叶网络相联系。致力于长期记忆研究的卡里·萨维奇（Cary Savage）和他的同事做的实验表明，如果运用类别策略记住一系列的词（比如，记住属于一个类目的所有植物或金属元素），组块功能不仅能激活前额叶皮层活动，还能提高成绩。对工作记忆进行测试，得出同样的结果。维韦克·普拉巴卡尔恩（Vivek Prabhakaran）与合作者让被试记住一些字母，如果被试通过将每个字母对应一个空间位置的方式，将字母组合成组块，那么被试前额叶皮层的活动会加强。克里斯托弗·穆尔（Christopher Moore）、迈克尔·科恩（Michael Cohen）与查恩·兰格纳斯（Charan Ranganath）做的另一个实验证明：将抽象的事物进行归类的反复训练，能够使被试在记忆的基础上将这些事物形成组块，从而提高被试的成绩，并且使前额叶-顶叶网络活动更活跃。 最近，斯坦尼斯拉斯·迪昂（Stanislas Dehaene）和他的工作团队做了一个很有意思的实验。实验显示了从有意识地发现一种模式到以一种常规的、自动的方式运用这种模式的转变。让被试在字母ABCD中发现新的序列。被试先选择A，结果显示错误；然后再选择B，结果显示正确。到目前为止，他知道这个序列的第一个字母是B。接下来他可能会选择C作为第二个字母，结果显示错误。在这个时候，要求他重新开始排序，但至少他现在知道第一个字母是B，然后再选第二个字母。最后，通过几次尝试和犯错，他会找到这个新的序列，然后又开始新的一轮测试。开始，他对每个字母都试了一遍，这时前额叶-顶叶网络会进行大量的活动，但是一旦这项任务变得常规，没有新意，前额叶-顶叶网络的活动就减弱了。当任务可以自动地被完成时，前额叶-顶叶网络停止活动，要找到字母序列，只需要少量的意识。换句话说，这个实验表明，前额叶-顶叶网络进行的有意识地寻找模式与只需要专门的大脑区域来完成的无意识的习惯，两者有明确的区别。 上面所举例子的组块很明显，很容易被被试发现。如果被试由于某种原因不能发现组块，结果会怎样？会不会由于没有发觉这些有结构的序列而不能激活前额叶-顶叶网络？我很幸运，能够回答这个问题。我对一个很特别的人——丹尼尔·塔米特（Daniel Tammet）进行测验，他对所有的数字组块一无所知。塔米特是一个像俄国记忆天才舍雷舍夫斯基那样的奇才。与舍雷舍夫斯基一样，塔米特有极强的联觉（synesthesia）。有联觉的人通常将颜色与特定的数字相联系。但是，塔米特的情况还要特殊，他不只对前10个数字有不同的体验，而是对1万个数字产生各种不同的体验。不仅如此，他对数字的感知不仅与颜色有关，还与质地、形状、高度甚至是触觉有关。当他看到一串数字，他的体验丰富生动到不可思议的地步。塔米特还患有一种被称为亚斯伯格综合征（Asperger's syndrome）的自闭症。 塔米特在测试中能记住的数字比其他被试多很多（尽管他记住的数字已经比他正常情况下能记住的减少了一些，因为我故意将数字涂上与他的联觉相抵触的颜色，干扰他的记忆）。他刚创下一个欧洲纪录——记住圆周率小数点后的位数长达22 514位。据他所说，做到这点很容易，最难的是他要花5个小时背出这些数字。他还有异常惊人的心算能力，例如，他能将2个两位数相除，给出的答案精确到小数点后100位数。塔米特还具有语言天赋，能在一周时间学会一种语言。虽然他患的亚斯伯格综合征使他的注意比大多数人更集中，但他那些特殊的才能主要与他对数字的体验有关，数字能引起他多方面的感觉，每个数字对他来说都是特别生动、鲜明。记住数字或者进行数字运算对他来说很容易，只要将脑海中各种光怪陆离的感觉转换成数字就行了。 我们决定在他执行包含组块功能的任务时，观察他大脑的活动情况。让他记住8个数字，其中一半具有像8、6、4、2、9、7、5、3那样的结构，另外一半是任意、无序的。实验后，我问他，这些序列里面有没有难易之分。不出所料，他认为所有的数字一样容易。因为他不像普通人，对他来说，记住8个数字的序列非常简单。但是我再问他几个问题，让人惊奇的是，他根本不知道有些数字序列具有明显的结构特征。实际上，他对各种外部结构一无所知。他的大脑活动反映的情况是：和其他被试完全不同，与无结构的数字序列相比，有结构的数字序列没有增强他的大脑活动。他也没有意识到序列的结构，没有以任何方式发现模式以形成组块，从而减轻工作记忆的负担。塔米特不能注意到组块，也就不会因这些有着明显结构的形式而激活前额叶-顶叶网络的活动。他的例子说明，为了激活前额叶-顶叶网络，我们确实需要利用组块的功能。 当然，对塔米特来说，这些数字序列也不是完全不具备结构。他可能意识不到那些可以形成数学组块的序列的结构，但由于他有丰富的联觉，从某种意义上说，每个测试都是高度结构化的，只是这种结构存在于他的脑海里，每次想到一串数字，他就会体验到很多不同的感觉。考虑到这点，不管数字序列有无结构，与普通被试相比，每次测试塔米特的前额叶皮层的活动都要更活跃。因为对塔米特来说，每次测试（不只是有结构的序列）在某种程度上都要形成组块。因此，这个实验以两种让人意想不到的方式再次证明了组块、意识和前额叶-顶叶网络的关联性。 这些证据表明，意识与前额叶-顶叶网络密切相关。前额叶-顶叶网络不仅支持注意与工作记忆，而且支持任何新的或复杂的任务。但是要想最大限度地激活这一区域，或者说要想使意识发挥最大的功效，必须探寻某种有用的模式。我们高级的认知系统包含了组块功能。也许组块功能也是意识的核心。这种组块机制使我们跨过障碍，找到富于创新的解决办法，使我们从经常犯错过渡到熟练地掌握一种技巧，最后形成习惯。