為什么大腦反應(yīng)這么慢？

許財(cái)翼

在世界金融中心的紐約股票交易中心，有一臺自動(dòng)金融交易機(jī)。它同時(shí)也是一臺電腦，可以在1毫秒（即1/1000秒）的時(shí)間里，得出一個(gè)復(fù)雜運(yùn)算的結(jié)果。通過實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)蒼蠅對外界刺激的反應(yīng)也很快。經(jīng)測量，它的神經(jīng)反應(yīng)僅需幾毫秒，而且還很精確。

反觀人類的大腦，即使做一個(gè)很簡單的運(yùn)算，也不會少于200毫秒。實(shí)際上人腦的運(yùn)算過程不僅緩慢還易變，而且基本都在數(shù)百毫秒之上。相比之下，人類的大腦真是非常“拖沓”。那么，為什么人腦會這么慢呢？

大腦運(yùn)算機(jī)制：大規(guī)模并行系統(tǒng)

如果從電腦的原理來看，顯然大腦在運(yùn)算時(shí)，要么“內(nèi)存”不足，要么產(chǎn)生了“電子”碎片和干擾，致使被拖累變慢。實(shí)際上，真的如此嗎？

先看一個(gè)實(shí)例。假如人們外出登山時(shí)，路上遇到一條蛇，這時(shí)大腦會怎么反應(yīng)？最終又采取了什么措施？可能會有很多種情況。第一，大腦要判斷這是不是毒蛇，如果是毒蛇該怎么防護(hù)？第二，如果不是毒蛇，要不要上去打死它？第三，要不要站住不動(dòng)，等蛇自己爬走？因?yàn)樯呤歉叨冉?，感覺不到威脅它也不會出擊。第四，要不要轉(zhuǎn)身逃跑？跑的時(shí)候要不要以S形路線？因?yàn)樯咴赟形路線上速度明顯減慢。第五，要不要以迅雷不及掩耳之勢，迅速伸手抓住蛇的頭頸部位，然后一擊斃命？第六，如果一把沒抓住蛇，下一步該怎么辦？等等，或許還會有更多的可能選擇。這些都在一瞬間從大腦閃過，但是最終人們會選擇一個(gè)最穩(wěn)妥的方案。

這就是大腦的工作原理，它會考慮面臨的所有可能情況，然后從中選擇一個(gè)最安全的措施。與電腦不同，人類大腦可以同時(shí)“運(yùn)行”數(shù)以百萬計(jì)的獨(dú)立運(yùn)算。大腦是以大規(guī)模并行運(yùn)算而構(gòu)造的，而且它也必須這么做，因?yàn)槿祟愐谧匀唤缟嫦氯ァ?/p>

自然環(huán)境里充滿了很多不確定性，不知什么時(shí)候會遇到意外，這種隨機(jī)性根本無法預(yù)測。因此經(jīng)過生命的長期演化，大腦的作用不是用來處理某個(gè)特定運(yùn)算，而是從一個(gè)廣闊的可能性選擇中運(yùn)算出一個(gè)最優(yōu)化選擇，使個(gè)體達(dá)到利益最大化，從而在不可測的環(huán)境中生存下來。所以在人類每一次行動(dòng)之前，大腦已經(jīng)運(yùn)算了許許多多可能的選擇及其后果，而且這些運(yùn)算是在不到1秒的時(shí)間內(nèi)完成的，從這個(gè)角度來看，大腦的反應(yīng)速度還是十分驚人的！

找到大腦運(yùn)算延遲的區(qū)域

在研究癲癇患者的病情時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這個(gè)重大成果。

起初，科學(xué)家把電極臨時(shí)插入患者的大腦，只是為了觀測他們的病情，但后來卻有了意外發(fā)現(xiàn)，而這個(gè)發(fā)現(xiàn)還很有價(jià)值。當(dāng)癲癇患者面臨選擇時(shí)，他們嘴里會重復(fù)某種音節(jié)，有的患者手指則在不停擺動(dòng)。在他們做決定的過程中，如果用電擊干擾內(nèi)側(cè)前額葉皮層（大腦皮層的一個(gè)重要區(qū)域），他們就會不由自主地加快選擇過程。只有干擾內(nèi)側(cè)前額葉皮層，才會有這種效果。

另外，如果在內(nèi)側(cè)前額頁皮層內(nèi)部的不同區(qū)域進(jìn)行精確地電擊干擾，還會帶來不同反應(yīng)，比如有的癲癇患者說話語速會加快，有的手指活動(dòng)頻率會加快。這個(gè)結(jié)果令科學(xué)家十分欣慰，因?yàn)檫@種加速恰好與之前的預(yù)測相吻合。科學(xué)家預(yù)測，大腦如果沒有時(shí)間“拖沓”，就會更早地決斷。

因此科學(xué)家推論，人體所有的神經(jīng)反應(yīng)（如上面提到的逃跑、站住、打蛇等等）都是通過神經(jīng)元一個(gè)一個(gè)地相互傳遞、相互作用，最后上升到大腦。大腦是最高層次，在這里每一種神經(jīng)反應(yīng)都會得到最終的肯定或否定。其中，內(nèi)側(cè)前額葉皮層起著重要作用，這一區(qū)域似乎是所有神經(jīng)反應(yīng)的中央?yún)R集地，與大腦的反應(yīng)延遲有密切關(guān)系。如果內(nèi)側(cè)前額葉皮層遭到損害，反應(yīng)時(shí)間就會縮短，也就是說，大腦反應(yīng)速度會更快，更早地做出最終決定。當(dāng)然了，這將是以欠考慮為代價(jià)的，即“沖動(dòng)的懲罰”。

最終同一時(shí)間內(nèi)，只有一種神經(jīng)反應(yīng)能得到大腦的肯定，大腦肯定之后就變成人的最終決定。只有這樣，人才能保證身體平衡動(dòng)作協(xié)調(diào)，器官機(jī)能不致紊亂。這個(gè)所有神經(jīng)反應(yīng)的過程，好比是贏家通吃的一個(gè)競爭。為確保競爭公平，自然就會有一段時(shí)間來“公平展示”，這恰好就是大腦的拖沓。也正因?yàn)榉磻?yīng)延遲，大腦才有時(shí)間對外界所有的可能選擇及其后果進(jìn)行權(quán)衡，并最終做出最優(yōu)化選擇。

決策機(jī)制：生命演化的智慧

很明顯，在人類大腦的決策機(jī)制下，如果不讓每一個(gè)可能的選擇都“發(fā)發(fā)言”，不經(jīng)歷幾百毫秒的遲延，大腦就不會“下定決心”。好比在人體的神經(jīng)系統(tǒng)里，開了一個(gè)民主表決會，所有參會者都要發(fā)言，但是最終只有一個(gè)得到表決通過。

大腦的決策延遲是良性的，它在下一步行動(dòng)之前抱著深深的懷疑傾向，并確保在行動(dòng)之前排除一切可能的隱患。這是生命演化的智慧，一切都為了生存，是經(jīng)歷漫長過程而形成的。

相比而言，電腦雖然快，但也有弊端。2010年5月6日，美國道瓊斯工業(yè)指數(shù)突然莫名其妙地暴跌，從10867點(diǎn)猛然下跌到9869點(diǎn)，創(chuàng)造了歷史上單日下跌點(diǎn)數(shù)最大的紀(jì)錄。事后人們追查下來才發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天操作員失誤造成了一些意外情況，而電腦沒有能力應(yīng)對這些意外情況。

電腦本身沒有出一點(diǎn)兒錯(cuò)，只是它的代碼程序相對單一，而且不夠靈活，無法適應(yīng)那一天的特殊情況，更不可能像人類一樣輕松權(quán)衡外界的所有影響因素?；蛟S電腦能圓滿完成的，都是那些有固定模式、簡單具體的事情。因此，以后如果再聽說電腦未來將統(tǒng)治人類時(shí)，我們應(yīng)該不會再相信了。