《未來簡史》中能升級人類的頭盔是怎麼回事

【文/ 觀察者網專欄作者 孫武】

近期出版的中文版《未來簡史》是一本暢銷書，早在去年10月，羅輯思維旗下的「得到」就以收費的「精英日課」的形式，講解了此書的內容，供付費閱讀的精英們分享其中的知識。

講授人萬維鋼對《未來簡史》的解讀，如今也以讀書筆記的形式隨書附贈，其內容基本是對原書的複述。令人遺憾的是，作者本人的觀點已經足夠大膽，而「精英日課」的介紹，則在原書中這些所謂的「新知」基礎上進一步誇大。

神奇頭盔能去除你不想要的想法？

比如萬維鋼在篇幅不大的解讀中兩次提到了這樣一個新奇的例子，以下是其解讀原文：

美軍研發了一種叫作「經顱直流電刺激器」的頭盔，帶上這個頭盔可以讓人集中注意力，也就是說它能把你不想要的各種想法全都去除，讓你專註於一件事兒。實驗表明這個頭盔的確有利於士兵戰鬥，而且還能促進學習。

這個例子是書中幾個核心論點的重要證據之一，如作者認為科學家已經發現「自由意志是一個幻覺」，因此自由主義的基本假設都不成立了，作者還認為人類精英正試圖用生物和計算機技術對自己進行升級，想要變成神人。這些驚世駭俗的觀點，需要有說服力的依據，作者舉的最有代表性的例子之一就是這個。

但作者在原文中說得很清楚，「美國軍方正在測試這種頭盔，希望提升士兵在訓練或實戰時的專註力和表現」，「目前距離能下定論還很遙遠，而且經顱直流電刺激器的效用還是遠遠名過其實」，「直到2016年，經顱直流電刺激器仍在起步階段，也無法預測是否會在何時成為成熟的科技」，這些表述，就和「精英日課」複述的內容有明顯區別了。尤其是「它能把你不想要的各種想法全都去除」，屬於「精英日課」的解讀者自己腦補。

原文雖然有這些謹慎的說明，也並非沒有問題，因為僅僅是一項還沒影子的黑科技，這個例子就平淡無奇了，尚不能違反常識得出什麼新鮮的見解，每天媒體都會報道各種這類還在前瞻階段的科技，離實質性的突破還很遙遠，僅僅據此，書中的很多大膽觀點也會缺乏說服力了。

電流刺激能使你達到高手的狀態？

於是作者在原書中補充了一個報道，說《新科學家》（New Scientist）的記者Sally Adee就曾獲准前往一處狙擊手訓練地點，親身測試效果。她戴頭盔之前，在戰場模擬室表現很差，等她戴上了頭盔，居然把20個虛擬恐怖分子全部擊倒了。

不過作者隨後又謹慎地表示：「到目前為止，通過這種方式增強能力只能維持短暫的時間，Sally Adee的體驗能到20分鐘，可能是特例中的特例（甚至只是安慰劑效應而已）。關於經顱直流電刺激器，多數已發表的研究都是人類樣本數極少，情景也有特殊限制，而且長期影響和危險仍然完全未知。」

這確實是《未來簡史》這本暢銷書高明的地方，先介紹一個根本沒做雙盲對照、毫不科學的實驗，用驚人的結果吊起讀者的胃口，然後再打補丁，使嚴謹挑剔的批評者也無話可說。

查閱《新科學家》2012年的報道原文後發現，Sally Adee確實講述了自己經歷的這個測試，不過敘述非常含糊，實驗的具體過程並不明確，主要是渲染了一番戴頭盔前後的差別，其可信度就需要讀者自己判斷了。對於關心這項科技進展的人來說，這篇報道中別的內容更有意思，能夠使我們猜出這個實驗可能是怎麼回事。

這篇報道介紹了一種叫「心流狀態」（flow state）的體驗，按照芝加哥大學心理學家Csikszentmihalyi在上世紀70年代末的定義，這種狀態有四個特徵：第一是全神貫注，第二是自成目的性（參與的活動以其自身的目的作為回報），第三是甜蜜點（這種感覺是你的技能完美匹配你手頭的任務，沒有無聊挫敗之感），最後是自然而然的感覺（比如「鋼琴彷彿自己在演奏」）。

科學家發現，在這種「心流狀態」中，無論是象棋高手，還是奧運弓箭手或職業高爾夫球手，大腦前額葉皮層中顯示較少的活動。這似乎表明，使大腦負責批判性思維的部分保持沉默，有助於更多自動的過程，進而產生輕鬆流暢的感覺。科學家還發現，這種狀態下，大腦皮質激活減少，alpha波增加，說明集中注意力會使其它感覺輸入被抑制，此時往往伴有較慢的呼吸和較低的脈搏率。

那麼，新手能否用捷徑達到這種行雲流水般的狀態呢？據科學家說，當你關閉了有意識的思維，不再想你在做什麼，而專註於結果，就能接近這種狀態。在一組實驗中，科學家訓練新手使用神經反饋，讓每個人都連接到電極以及測量心跳的監視器，通過控制他們的呼吸，讓他們根據面前屏幕上的波形，學習刻意操縱來顯示特定的腦波，設法產生「心流狀態」的alpha波。

據實驗者說，「當我以為我已經實現了，它們蒸發了，我失去了集中注意力。」那麼有沒有更快的辦法？有，那就是Sally Adee經歷的這個實驗。把大腦變成一個9伏特的電池，正極在太陽穴，負極在左臂。據說，美國國防高級研究計劃署的加速學習項目，一直使用這種形式的經顱直流電刺激縮短訓練狙擊手所需的時間。

科學家認為輕度電擊使該區域的神經元膜去極化，細胞更易興奮和響應輸入，在某人練習技能時，會加快新的神經通路的形成。據說這種方法略微提高了狙擊手發覺威脅的速度 (Experimental Brain Research, vol 213, p 9)。據受試者報告，感覺時間過得快，運動似乎變得更自動，注意力集中，感覺平靜且立即見效。

為什麼經顱直流電刺激（tDCS）能促成「心流狀態」呢？一種可能性是電極以某種方式降低前額皮質中的活性，該區域用於批判性思維。一些神經元可以使其網路中其他腦細胞的信號靜音，所以可能刺激大腦的一個區域會降低另一個區域的活動。但並不是所有形式的tDCS都能產生這樣的作用，從全局角度tDCS到底產生了什麼效應也不清楚，科學家們還在爭論。有科學家懷疑，前額皮質如果最初沒有參與任務，學習實際上會受損。

當然還有其他各種解釋，比如《新科學家》的這位Sally Adee又在另一篇報道中說，大腦衝擊療法可能通過增強大腦組織中的鈣起作用。

大腦刺激術是不是偽科學？

除了《新科學家》這篇報道，對於這項美國軍方的科技，《科學美國人》2011年也有報道，tDCS被用於訓練飛行員挑選複雜雷達圖像中的目標，據說不僅加速學習，還在持續長達40分鐘的試驗中保持識別威脅的準確性，通常這只能保持20分鐘。

使用tDCS後，大腦中到底有何變化？這篇報道則說，研究人員使用腦磁圖（MEG）記錄由感覺刺激（例如聲音，觸摸和光）產生的磁場（腦波），來測試受試者接受tDCS。研究人員報告說，tDCS對響應於刺激手臂中的感覺神經而產生的腦波的振幅提供了六倍的基線增強。在tDCS停止後，效果也持續很長時間，50分鐘內，感覺誘發腦電波仍然是正常情況的2.5倍。這些結果表明tDCS增加大腦皮層興奮性，從而增加對感覺輸入的反應，加速皮層電路中的信息處理。

不過報道中也說，空軍和其他對經顱刺激感興趣的人的問題是，這些研究結果是否會隨著時間推移而持續下去，或者是否會落入偽科學的垃圾箱。

無論如何，這項技術的使用還非常粗糙暴力，有太多沒搞清楚的地方，這個例子離《未來簡史》預言的人類能控制大腦、干涉自由意志，升級自我到「神人」的境界都還太遠。

最新的研究更加證實，tDCS刺激時靈時不靈，不同的實驗對刺激的組數要求也不同，結果都有適用範圍。2014年，BBC一篇題為《警惕大腦電子刺激》的報道，指出了這類技術的風險，如錯誤的使用會導致副作用，包括幻視(白色閃爍)，噁心，頭痛和疲勞，局部刺痛和紅腫。有人使用後，甚至發現自己性格似乎改變，容易經常生氣。

2016年，Science上發表了一篇題為《屍體研究挑戰大腦刺激方法》的文章更是說：「tDCS是一個藏污納垢的海洋，是一門壞的科學。有些人不停在tDCS這個坦克里充氣。」

這篇文章說，紐約大學的Gy?rgy Buzsáki在紐約市中城希爾頓大宴會廳的一個觀眾席上展示了一張幻燈片，在認知神經科學學會年會上發出了雜音。這不僅是一個人類屍體的恐怖形象，超過200個電極被插入它的大腦，他和同事模仿日益流行的腦刺激形式，卻發現幾乎沒有任何電流進入大腦，高達90％的電流被覆蓋顱骨的皮膚重定向，而活人的皮膚只會分流更多的電流遠離大腦，因為它比屍體的頭皮含更多水。

其實，這項技術毫不「未來」。自古以來就有很多電刺激對大腦進行調控的報告。羅馬皇帝克勞迪亞斯的醫生曾經描述了如何利用電鰩向顱骨釋放電流來緩解頭痛。古希臘名醫加倫、老普林尼也都描述過類似的發現。隨著18世紀電池的發明，義大利生理學家Giovanni Aldini等人採用經顱電刺激治療抑鬱症。

本世紀以來經顱直流電刺激技術不斷發展，不僅美國軍方在做研究，歐美許多公司都推出了價格高昂的tDCS設備產品，可見這項技術毫不神秘。如德國NeuroConn公司的產品全部通過歐洲CE認證，可以在歐盟面向臨床銷售，主要用於神經康復領域的臨床應用。

《未來簡史》說的腦操控術也並不新鮮，20世紀最富盛名和爭議的神經生物學家德爾加多（Jose Delgado）在公牛的腦中植入了刺激接收器，只需按下無線電波發射器上的開關，就能遠程啟動刺激接收器，釋放刺激信號，平息公牛的怒氣。他在哈佛大學的合作者們寫書（《暴力與腦》）倡導使用腦操控術像馴服公牛一樣馴服黑人，減少黑人暴亂。

20世紀80年代，法國醫生髮現刺激丘腦可以緩解和改善帕金森症的震顫以及其他運動缺陷。關於這種深部腦刺激是如何起作用的，科學界至今不能達成共識。

如今，科學家還在探索腦機介面（BMI），2012年，一位癱瘓14年的中風女人使用意識控制機械手臂將一瓶水喂到自己嘴中。2015年，國防科大公布視頻，展示國內首款「腦控機器人」。讓癱瘓病人通過勞「心」操控自己的肢體或機械手，在原理上可行，這個方向可能會有更光明的前途。

去年，中國科學院神經科學研究所、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、香港科技大學生命科學部和分子神經科學國家重點實驗室、中國科學院自動化研究所在 《Neuron》上聯合發表了一篇概述論文介紹中國腦計劃，其中這樣評論tDCS：

物理刺激的使用（涉及到諸如經顱刺激和經顱直流電刺激的工具）已經引起了對腦疾病的治療處理的廣泛關注，但是這些工具的使用卻缺乏特異性和生理健康的基本條件。

這種評價負責而實事求是，相信，對中國科學家在理解人類認知的神經基礎上的探索，我們可以報以更多期待。

責編：海聞