1 科学与心灵之约
心灵的奥秘与心智活动的产生，一直被科学界视为最神秘又最引人入胜的领地。但直到20世纪末期，在最新的“脑部影像学”技术的发展中，科学家通过了解人的行为、思想、情绪在脑部所产生的影像变化，才真正将大脑科学与思考和认知的心灵层面做出了“具象化”的结合。至此，人类对自我心智的探索终于以大脑科学为基础，开始稳步前行，并在不长的时间段中成就斐然。
2011年1月24日，此科学领域就爆出一条轰动性的新闻。据香港《文汇报》报道，美国科学家成功将思想植入猴子的脑袋，让猴子“学懂”解读人类讯息，这也是世界上首次将思维主人灵长类动物脑中，目的是为了将来四肢瘫痪者可运用意念自如控制机械骨骼，但若技术发展成熟，这项试验的意义可能更不平凡：将来人与人之间的“意念沟通”也许已并不遥远。
研究由美国北卡罗来纳州杜克大学的Nico Aires负责。他和其他的科学家在猴子的头骨钻了一些小孔并植入微芯片，用来输入数据到猴子的大脑皮层。实验准备了2个盒子，其中一个包含食物，猴子通过输入的数据知道食物到底在哪个盒子里。在这之前，他们还通过同样的方式，让猴子成功地“解读”电极的输入信息，来控制计算机屏幕上的游标；并通过网络控制一个机械人行走。
Aires迈出了大脑科学的关键一步：将信息直接传送到大脑皮层。然而科学家指出，要真正让四肢瘫痪的病人自如控制机械骨骼，信息的流动必须双向，使病人感受到步法和行走速度等“感官讯息”，Aires的下一步研究将会更具挑战性。
其实，Aires的相关技术在另一方面的应用更加令人兴奋：将来人类可通过大脑信息，直接和个人计算机的操作系统及软件互相交流，更可发展为“大脑网络”，让人类以大脑信息直接沟通。现在，信息界巨头英特尔、谷歌和微软皆已成立“脑袋机械部”进行相关研究。不过在这方面，最先博得头筹的却是美国的PLX设备公司。
PLX研发出一款适用于iPhone的应用程序，通过具有脑机接口的头盔，读取使用者脑电波，转成数字信号传输至iPhone。使用者只要集中注意力，即可以用脑电波操作iPhone中一些游戏软件中图形和物体。现阶段可以用此程序进行操作注意力训练游戏，未来则有望实现大脑直接操控电脑等设备。
“人类大脑是世间最有力、最复杂的事物，”PLX的首席执行官Paul Lowchareonkul 对这一技术的未来充满信心，“这是我们第一次能够驾驭它的神奇力量，将它与日常技术连接起来。而且技术不会停留于此，在其他领域的应用也具有无限的可能性。”
而在大脑的情绪认知方面，近来也有饶有兴味的发现。美国康奈尔等大学学者的一项联合医学研究表明，许多处于青春期的少年往往做出无所畏惧的一系列叫成年人无法接受的大胆举动，这一现象实为生理变化的后果，是大脑发育的必经阶段。
研究者通过对实验鼠展开反复实验，发现一些哺乳动物青春期时，会产生一种恐惧记忆抑制效应，使脑内管理情绪反应和记忆的“杏仁体”与“海马体”两个部分表现出非活跃状态，使动物对恐惧经历的记忆力降低，进而表现为一种无所畏惧、敢于再次冒险的性格现象。这种大脑效应只在青春期出现，随着年龄增长及大脑进一步发育而消失。
所以，并非青春期的孩子故意反复犯错惹父母生气，而是大脑发育到这一阶段使孩子们对恐惧感“暂时性失忆”。研究者之一的Siobhan S. Pattwella认，这一发现不仅有助于了解青春期少年，而且也将对成年人的疾病治疗产生积极意义，有可能辅助治疗那些在承受外部打击后出现恐惧症和忧虑紊乱症的患者。
中国科学家在此领域也有突出的表现。中国科学院心理健康重点实验室罗劲研究员和张文彩博士等人研究证明，在医学和心理学领域被称为“安慰剂效应”的产生可能与脑内的“膝下扣带回”这一区域的功能有关。
头疼吃点药就会好，当病人有了这样的信心后，即使给他服用没有药效的“假药”，病情也会出现某种程度的好转。这种神奇的效果医学界已广泛认识，但人的身体和神经系统究竟会如何“感知”这一变化，并会做出怎样的反应，一直以来仍是个谜。研究组通过脑功能成像分析显示，可能正是 “膝下扣带回”的作用，使得原本只具有镇痛功能的安慰剂治疗“转移”到缓解不良情绪上，发生“迁移现象”，从而揭示出人脑依靠安慰剂信念效应调节不良情绪的机制。罗劲认为，本研究对现代人在高压力、快节奏条件下，防治各种身心疾病、及时而有效的调节和管理不良情绪有着一定的启示作用。
人类对自我的探问，早已存在于最古老的历史思考中。尽管现代的大脑技术不断出新，对思考与认知的心灵层面有了具体的科学解释，但当我们发现的越多，越会惊叹于生命与心智的不可思议而产生更多的疑问。人是怎么做决定的？我们如何思考，如何感觉？情绪是什么？如何用仪器来理解智慧、恐惧、幸福、记忆？大脑神经活动现象背后的高层次心智整合的关键，究竟又是什么？生命的复杂性，注定了这场物质与精神之间的对话，才刚刚展开。
2 解密思维空间：“读梦”的未来
2010年1月，美国犹他大学。
一位志愿者正静静地躺在这里的实验室中，头上插满电极，组成微电极阵，记录着来自大脑的信号，一群科学家在他周围紧张地忙碌，其中的几位专注地注视着一台计算机的屏幕，这台计算机就连接在微电极阵的另一端。突然，屏幕上出现了文字信息，并通过计算机发出了声音：这些话语正是脑电波的“翻译”，记录了这位志愿者此时此刻被“解密”的“所思所想”。整个实验室的人们一下子兴奋起来。
这一酷似好莱坞拍片的场景非常容易让人联想起美国的科幻大片《盗梦空间》。在影片中，身为工业间谍的Jacob是一个经验老到的“思维窃贼”，他利用人们做梦的时候，从他们的思维中盗取秘密；甚至，可以向其大脑中植入一段意识，看着这段意识慢慢发展并扎根于现实之中。而那台神奇无比的“盗梦机”看起来的确和上述图景中微电极阵有些相似。
确实，美国犹他大学的科学家在做着和Jacob相同的事：“取出”人的大脑思维。不过，和Jacob的“盗梦”目的不同，他们的技术是为了让无法说话的人与他人来“说话”。实际上，可以有效读取别人大脑的装置已经存在，例如，使用功能性核磁共振扫描仪，可以捕捉大脑活动照片，然后通过软件再现志愿者正在看到的图像。而犹他大学的实验，则在于让思维更加精确地“语言”化，即将大脑信号“翻译”成口语单词。
科研人员发现，每个单词会产生不同的脑信号，他们通过分析每个单词神经信号的强度变化和频率差异，就能找出不同单词的脑信号形式。实验中只使用了10个英语单词，但这已经是此研究领域了不起的成绩了。研究人员之一的生物工程学助理教授Bradley Greger表示，将来通过一个无线设备就可以将麻痹症患者的思想转化为计算机发音的口语语言，相关研究发表在9月出版的美国《神经工程学期刊》。
虽然犹他大学的科学家的结果看上去还相当简陋，但他们所代表的这门科学——神经心理学，却是情节复杂的《盗梦空间》的科学依据。神经心理学把人的感知、记忆、言语、思维、智力、行为和脑的机能结构之间建立了量的关系，近年来取得了突破性的发展。有专家认为，未来的科技水平很有可能实现电影当中的情景，不仅能够探测出具体的做梦内容，甚至还可以人为地加入新内容。
而近日，神经心理学在机器人领域也搞出了一件“大动作”。美国佐治亚州理工学院的科学家Ronald Aikin和Allen Wagner研制出“会骗人”的机器人，不仅懂得如何欺骗人类，同时还能够将自己隐藏起来躲避敌人，据悉这是世界上第一项有关机器人“骗术”的详细测试。让机器人拥有如此厉害的高智商，可能让一些原本就对机器人持不信任态度的人更为担心，在他们看来，机器人在实际生活和工作中可能也会变成骗子，与人类共事时无法保证安全性。但研究人员表示，具有欺骗能力的机器人拥有很大的未来发展前景，尤其是在军事领域，成功将自己隐藏并误导敌人的这种欺骗能力，能确保自身以及重要信息的安全性，相关论文发表于2012年9月出版的美国《国际社交机器人技术杂志》。
对人类“思维空间”的不断解密，使得机器人制造在智力上、感官上越来越人类。据2012年9月12日出版的英国《自然·材料》杂志报道，两个独立的美国研究小组近日以不同方法分别研发出了可感知轻微触摸的人造皮肤，这两种系统均可检测到人们平时用手指打字或拿起一支画笔的感觉，也可清晰地感受到一只苍蝇或蝴蝶落在其上的压力变化。新的人造皮肤最终可用于制作假肢或具有触摸功能的机器人。
研究人员之一的美国斯坦福大学华裔化学家鲍哲南表示，真正的人造皮肤应当与人类的皮肤相似，不仅能感知压力、可弯曲、有弹性，还能够像人类皮肤一样感受到由抓挠等侧压产生的压力，最终与人类的大脑“整合”在一起。虽然要制造出具有生物相容性的人造皮肤，还有很长的路要走。但这两个研究小组的工作已经将人类带入到“智能材料”时代。
应用科学知识，科幻电影或小说中那种匪夷所思的超自然力量正在逐渐变成现实。而这之中，能隔空取物的“牵引光束”也实现了突破。
好莱坞科幻影片《第九区》中飞船被牵引光束引导上升的情景，堪称靠光束移动物体的经典场面。而在实际范畴，建立在光辐射压原理上利用光去移动物体的“光镊”已被广泛地应用于操作细胞、纳米水平的物质。现在，澳大利亚国立大学研究人员Andre Rhode开发的新系统能移动的玻璃物体，个头比“光镊”常移动的细菌大上几百倍，而且已使它移动了至少1.5米，这是目前“光镊”所能操控距离的100倍。虽然该系统在操作中需要加热空气或其他气体，因此现阶段还不能在太空中大显身手，不过它已在各种生物研究中代替人手移走有害物质，而且在未来，它在地球上将会用处非凡。
科幻巨作《盗梦空间》以其极具想象力的空间，给人们打开了梦境之谜，也对“思维空间”的未来发出了里程碑式的预言，它背后藏匿的是众多的科学事实：“梦的功能”——利用梦来处理信息或者储存记忆，“梦中的时光流逝”——时间在梦中流逝得非常慢，“梦境中的物理现象”——遵循与现实不同的非欧几里得定律以及更为令人遐想的“梦的共享”、“人机互通读梦”、“植梦”等，都在科学家的探索之中。这一过程不仅在改变科学，甚至可延伸至如何改变个人，就如同电影主角Jacob所经历的一样。
3 人脑智力的多面解读
“从小看老”，这句俗语可不是随便说说而已。一项长达20年的研究表明，4岁的儿童可能正处于人一生中大脑智力发育的关键期，对今后大脑发育有着明显的促进作用，为将来会是一个什么样的人打好基础。
美国宾夕法尼亚大学的研究者在64名儿童4岁和8岁时分别走访了他们的家庭，记录了他们接触书籍、教学玩具、参加旅行等的情况。在走访后15年，这些孩子接受了脑部扫描。结果表明，那些在4岁时接触书籍、教学玩具以及参加旅行的孩子，大脑部分组织更薄——这表明他们进入青少年时期后，在语言理解方面的测试表现更好。而如果儿童在8岁时才接触书籍和这些娱乐项目，似乎对大脑的作用就甚为微小了。
认知刺激越好，大脑皮层越薄——这似乎与人们的直觉相悖，项目负责人、神经学与心理学家Martha Farah解释道：“事实确实是这样。人们原本以为大脑皮层会堆积，但实际上在儿童和成年时期的大脑成熟过程中，皮层会变得越来越薄。因为大脑的最后‘润色’并不是增加细胞和连接，而是最后剩下一部单薄简约的组织。”
而研究表明，当孩子4岁时，哪怕他们只有10本儿童书籍，他们大脑中关于语言和思维的部分会在18岁或19岁前成熟得更快。也就是说，大脑“加速”了变薄的过程，这种效果尤其明显的表现在一个名叫左外侧颞叶的主管语言和思维的区域，接触教学玩具以及到动物园和游乐场玩耍对此也有所帮助。不过，要是儿童要在8岁时才接触到这些项目，似乎对脑部的发育就没什么效果了。
为了使实验数据去除干扰，实验挑选的家庭父母都有着相似的社会经济地位。另一位主要研究者Brian认为：“我们提供了有利的证据表明，人类大脑对早期环境有着非比寻常的敏感性。即使家庭生活正常范围内，相对微小的变化也能在一生中对大脑发育产生影响。”
探索人类智力的形成之路永远是一件让人感兴趣的事，美国科学记者Michael Erard就对“语言超级天才”着迷不已，带着强烈的好奇心探访了世界上24位最超凡的语言天才。
Erard在寻找中发现，很多人会说6种、7种、8种语言，但11种语言以上的人数就极少了，于是将11种语言设定为超凡语言天才的门槛。在他采访的人中，一位名叫Derek的比利时人能在一天之内使用22种语言讲话，而黎巴嫩人亚历山大学习了105种语言，而且掌握新语言的时间也出奇地短。
Erard本人也是一位生物学家，他的专业背景帮助他更多的了解语言天才背后的“大脑故事”。在人们刚开始学习语言时，大脑的很多部分都在活动，而当他们越来越熟悉这种语言后，控制语言的部分就会越来越集中在某一特定区域，而且通常语言天才的大脑传递信息更为高效，使用更少的能量，“左赫氏回”部位也大于常人。
有幸的是，Erard还见到了一位语言天才、德国外交家EmilKrebs的大脑切片，据称他通晓65种语言。Erard通过测量EmilKrebs的大脑皮层的细胞密度，发现他的大脑呈现出多种罕见的特征，出现了某些不同寻常的细胞排列。“我们现在已经知道，语言能力由大脑很多不同的部位共同作用产生，并不是像传统上认为的单一基因作用的结果，但很多问题还没有被专门研究。一件有趣的补充是，语言天才并不能保证在其他方面拥有更高的智商。”