認知神經科學研究視角:在"不確定性"中感知和創造

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  • 眼睛看到的是過去
  • 1945年,德國心理學家卡爾·鄧克爾(Karl Duncker)設計了著名的"蠟燭問題"(The Candle Problem)實驗。給你一根蠟燭、一隻裝有圖釘的盒子以及一些火柴。你的任務是嘗試把蠟燭固定在牆上,以免讓蠟液滴在桌上。你會怎麼解決這個問題?

    用圖釘把蠟燭釘在牆上?還是用點燃的火柴把蠟燭底端熔化後黏貼在牆上?想法不錯,但都行不通。你的思維陷入困境,是因為過去有利於解決問題的舊觀念阻礙了你看到新的可能性。你總是認為盒子是裝圖釘的容器,這種思維定勢限制了你對盒子其他用途(燭臺)的考慮。

    "蠟燭問題"實驗告訴我們,所謂的"感知"僅僅是過去學習到的有助於我們生存和發展的觀念、經驗以及體驗在周圍世界中的投射

    • "確定感"的魔咒

    我們看不到新的可能性,還有一個重要原因是,大腦喜歡穩定不變的"確定感"。這種"確定感"幫助人類在漫長的進化歷程中形成了一種良好的生存策略。如果在山谷遭遇野獸襲擊,就必須及時躲避或者用火光驅散它們。

    但是,也正是這種"確定感"讓我們對一切習以為常,以先入為主的方式去看待事物。這些過去的歷史經驗像一隻"攔路虎",故意阻止我們勇敢地邁向創造性的未來。

    那麼,如何跳出過去的認知束縛,重獲"感知的自由",並以全新的方式去主動創造呢?我們必須踏入那片充滿不確定性的未知中

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    問題是,大腦懼怕"不確定性","不知道"的感覺就像是黑暗中的魔鬼。想想暈車的體驗吧。大腦前庭系統和視覺系統之間發生了衝突"我們到底是不是在移動?",大腦進入了不確定狀態,隨之引發噁心的生理反應。

    世界的變化發展讓"不確定性"無所不在。因此,"不確定性"成為人類大腦在進化過程中必須面對的認知挑戰。

    幸運的是,認知神經科學家在大腦對顛覆式藝術創新的解讀中找到了答案。那些新奇的、怪異的,甚至是難以容忍的藝術形式是對"不確定性"的絕好註解。

    探究大腦將如何感知和體驗全新的藝術,為我們提供了一個有趣的研究視角。藝術大師們似乎深諳大腦的感知形成機制,並將靈感和直覺揮灑其間,大膽刷新感知體驗,從而觸發了一場場在人們頭腦中上演的絢爛幻覺。

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    • 《春之祭》:從不祥之樂到歡樂之聲

    1913年春天,俄國實驗作曲家伊戈爾·斯特拉文斯基(Igor Stravinsky)極具影響力的芭蕾舞劇《春之祭》(The Rite of Spring)在巴黎首演。演出開始後不久,場下觀眾再也無法忍受這種帶有"不祥之兆"色彩的音樂,他們開始尖叫、鬧事,警察迅速到場,《春之祭》引發了一場騷亂。

    當時的一份評論寫道:"這是史上最不和諧的音樂……其他樂譜從未以如此熱情而持續的方式表達對錯誤音符的崇拜……你所聽到的是相反的音符,是不應該出現的音符。"

    《春之祭》充滿了斯特拉文斯基對旋律和韻律的激進實驗。面對這種全新的聽覺震撼,聽眾一點兒都想不出這是什麼聲音,它將會如何進展,下一個音符又會是什麼。

    但是,斯特拉文斯基堅信,人類大腦能夠學會聆聽任何聲音,沒有什麼是永遠晦澀難懂的,音樂的美可以被重塑。

    一段交響樂在被大腦感知前,實際上是一種動態的噪聲,每一個音符都處於一種離散式的獨立狀態中。

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    然而,大腦的主要聽覺皮層偏愛理解單個音符之間的關係。通過運用對聲音的短時記憶,大腦會努力發掘一種音樂樣式。這有助於對音符提煉出某種秩序感,並將這種秩序感投射到對未來旋律的期待中。

    一旦在旋律的不確定性中摸索到某種樣式,大腦的焦灼感會充分緩解,聽覺皮層會感到欣喜。因此,大腦總是痴迷於這種秩序感。

    在《春之祭》中,斯特拉文斯基摧毀了古典音樂的常規,節奏的樣式就像精神分裂症患者的胡言亂語一樣,聽覺細胞努力地拉伸自己試圖去理解,痛苦伴隨而至。持續一段時間後,大腦將如何駕馭這片混沌呢?

    事實上,聽覺皮層具有靈活的適應性。皮層網絡能夠讓聽覺細胞依據輸入的聲音信息,改變對特定頻率、振幅以及節拍的反應模式。簡言之,大腦最終改變了對聲音的品味,就像小提琴手調絃一樣。

    聽覺皮層的積極學習能力要歸功於一種神經傳導素——多巴胺。當反覆去聽不和諧的聲音或毫無章法可尋的樣式時,大腦會記住它。同時,被重新調整後的聽覺皮層會釋放多巴胺。

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    多巴胺是情感之源,它會調整神經細胞運作機制,從而讓聽覺皮層適應當前的噪聲樣式。當以後再次聆聽這種樣式時,大腦便會覺得更輕鬆、愉快。聽覺皮層良好的可塑性被認知神經科學家稱為皮層網絡的"利己主義選擇"(egocentric selection)

    斯特拉文斯基在這場藝術的豪賭中大獲全勝,他巧妙地藉助大腦對音樂樣式的迷戀來賦予他的混亂以秩序感。

    巴黎首演後的同年7月,《春之祭》在倫敦再次上演,這次的表演獲得了滿堂彩。《春之祭》中曾經帶給人們的痛苦,如今變成了歡樂。

    《春之祭》中反常、混亂的聲學衝突徹底解放了我們的聽覺,而音樂的本質就存在於音符和節奏的飄忽不定中。

    • 極簡線條畫風:蒙德里安與大腦"志趣相投"

    19世紀照相機和攝影術發明以後,繪畫藝術致力於走出"複製真實"的桎梏。當時的前衛藝術家們深信,如果要創造全新的繪畫效果,就應該完全脫離自然的外在形式,憑藉本能和直覺挖掘出一種純粹的真實。

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    蒙德里安的《百老匯爵士樂》

    幾何抽象派藝術應運而生,其代表人物是荷蘭畫家彼埃·蒙德里安(Piet Mondrian)。蒙德里安將自然界中的形體簡化成幾何線條,在描繪"絕對境界"的過程中力求一種平衡美。

    例如,在他創作的《海堤與海·構圖十號》裡,浩瀚大海中的波浪以及閃動跳躍的波光,被提煉成無數個由垂直和水平的短線交叉而成的十字形。

    蒙德里安的極簡抽象畫風徹底地摧毀了人們對傳統繪畫美感的期待。當初次面對他那奇異的線條畫時,很可能會一臉懵。但是,大腦的視覺系統不會就此罷休,它會在線條充滿節奏的顫動中尋找新的意義。

    視覺生理學研究認為,當視網膜上某個區域或範圍受到適當刺激時,就能激活與該區域有聯繫的視覺系統中的大腦神經細胞,並誘發這些神經細胞產生放電反應(放電頻率升高或降低)。那麼,視網膜上的這個區域或範圍就是這些神經細胞的視覺感受野(receptive field of vision)。

    1959年,美國哈佛大學視覺神經科學家戴維·休伯爾(David Hubel)和美國洛克菲勒大學教授託斯登·威塞爾(Torsten Wiesel)發現了大腦解讀蒙德里安極簡抽象畫的重要生理基礎——特徵選擇性細胞這一發現被認為是20世紀大腦科學史上的重要里程碑。

    1968年,他們倆在對猴子的研究中進一步發現,大腦初級視覺皮層中有一些神經細胞會對呈現在感受野裡的具有某種特徵(以不同的傾斜角度朝著某個方向運動)的線條或者拐角產生放電反應,其反應強弱取決於線條的運動方向。

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    這一重大發現被稱為"大腦中樞視覺通路中細胞的感受野特性",休伯爾和威塞爾為此共同榮獲1981年的諾貝爾生理學或醫學獎。

    休伯爾和威塞爾實驗中的線條和拐角正是構圖中"形狀"或"輪廓"的基本元素。大腦初級視覺皮層中的某些神經細胞對繪畫基本元素的敏感與蒙德里安對藝術"純粹本質"的熱衷不謀而合

    大腦的視覺高級區域正是抓住了這些基本元素的幾何特徵,最終將其整合成一幅栩栩如生的圖像,並賦予其全新的意義。難怪在欣賞《百老匯爵士樂》時,能體會到一種音樂的律動感。

    蒙德里安畫作中去蕪存菁的抽象精神讓視覺感知得以在那片未知的藝術領地上盡情地馳騁。在那裡,純粹的感覺成為了至高無上,甚至連感知過程本身也成為了一種藝術。

    • "驚歎感"帶來的偉大勝利

    由藝術引發的情感已遠遠地超越了藝術本身,它是藝術的靈魂,它是感知在變魔術。對大腦裡的這種幻覺進行探秘,令無數認知神經科學家心馳神往。

    英國倫敦大學教授博·洛託(Beau Lotto)攜手來自加拿大的世界級文化品牌"太陽馬戲"(Cirque du Soleil)開展了一項雄心勃勃的研究。

    "太陽馬戲"被譽為加拿大的"國寶",它將突破性的馬戲表演完美融入特色主題的舞臺劇中,並將雜技、武術、魔術等多種表演形式巧妙地混搭其間,在酷炫的視聽震撼下,呈現出一場無與倫比的感官盛宴。

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    “太陽馬戲”的精彩表演

    在欣賞"太陽馬戲"的顛覆式表演時,觀眾總是不由自主地叫出"wow!",他們沉浸在"驚歎感"(the emotion of awe)之中。但是,沒有人能具體描述這種感覺。此時,大腦內部的神經活動又是怎樣一番景象?

    博·洛託和"太陽馬戲"的幕後工作者們都對此非常好奇。於是,雙方合作開創了一項長達一年多的"體驗式實驗"以深入大腦內部去觀察"驚歎感"。

    博·洛託帶領他的Misfits科研團隊來到拉斯維加斯(Las Vegas),他們在"太陽馬戲"的10多場表演過程中採集觀眾的腦電活動數據(EEG)和主觀體驗報告,並在觀看前後分別測試觀眾的認知行為,一共有280名觀眾參與了這項實驗。

    研究有了驚人發現,在欣賞表演的過程中,大腦中負責認知執行功能及注意力監控的區域——前額葉皮質(prefrontal cortex)的活性減弱。

    一段時間後,該區域的神經活動發生了改變,左右側大腦的前額葉皮質活性呈現不對稱性。此時,右側大腦的前額葉皮質活性明顯高於左側,該指標與積極探索世界的認知行為高度相關

    此外,由大腦的多個認知功能區域構成的互聯網絡即默認模式網絡(DMN, default mode network)的活性增強。這意味著發散思維(divergent thinking)、白日夢(daydreaming)或幻想等創造性思維方式被激活

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    當被問道"你是一個容易感到驚歎的人嗎?"在看完表演後,更多的人選擇了肯定的回答,他們重新定義了自己。

    博·洛託認為,"驚歎感"改變了人們對"不確定性"的畏懼心理,轉而使人們以積極開放的心態去探索未知,去洞察新的可能性,這是大腦進化史上的一個偉大勝利。

    正如美國攝影大師杜恩·麥可斯(Duane Michals)所說:"驚歎感帶來的好奇心幫助我們克服了怯懦"。

    • 結語

    只有在"不確定性"中感知,才能獲得對事物本質的領悟。帶著這種領悟,我們就能夠勇敢地踏進那片未知中,主動地參與大腦的感知過程,嘗試去創造新的體驗,去擁抱新的可能性。

    "驚歎感"蘊藏在任何一種超越自我的探索中。它是一盞明燈,啟迪著我們在"不確定性"中不斷地學習、創造。


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