大脑不是摄像机或照相机，它无法直接获得视物的完整信息。视觉在大脑中加工过程主要包括：拆解、激活、拼装。我们所看到的任何视物都不是其原型，视物首先被拆解为由神经元标记的视觉组件，包括色彩、线条、形状、视角、速度等。其次，标记视觉组件的神经元被能量激活。接下来，被能量激活同时又标记着视觉组件的神经元产生神经链接，进行组件的拼装，形成完整的视物。

    一、视物的拆解

视物的拆解由视觉分解器——角回负责。它将来自感官的视觉信号分类、分解，进行微粒化处理。

视觉分辨器由密集的多根神经纤维组成，而每根神经纤维只能把一个特定的视觉元素传输给指定的视觉神经元，这样就实现了视觉的完全分解。如图所示。

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角回位于大脑顶-枕叶交界处、威尔尼克区上方。如果角回发生障碍，则损害人的视觉分辨能力。在阅读语言研究中发现：

当角回受损伤时，病人能说话，对口语也能理解；病人能够看到字形，却不能理解字词的含义，从而产生阅读障碍，病人看不懂书面言语，但能理解别人的话语，称为视觉性失语症。

这是由于视觉分解器的功能缺陷，不能将全部无缺的、清晰的视觉元素传导到视觉脑细胞，使这些脑细胞不能经整合再造完整的文字图形，更无法构建完整的文字意义。

在这里，文字只是一类图形，当它们不能被拆解为视觉组件时，后续的视觉加工则无法进行。

视觉的拆解有两种功能：

其一、在人类的婴儿期，被拆解的视觉组件存储在先天空白的神经元中，成为建构各种视觉意象的基本元素或构件。

先天的盲人由于大脑中没有这些原始视觉构件，永远都无法理解色彩、图形是什么。

其二、过了婴儿期，视皮层中的神经元已经全部被占用，视觉的拆解主要起到对存储特定视觉信息的神经元的定位激活作用。

二、视神经元的激活

    神经科学家已经发现视觉传入的两条通路，只是还不清楚它们的用途。我把它们分别命名为：信号通路和能量通路。

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1、信号通路

信号通路负责向大脑传递信息的内容。从特定感受器——如眼睛传入的神经兴奋，不经过网状结构，沿脊髓上行，到达相应的专门化部位——如枕叶。在那里经视觉分解器，进行分类、分解处理后传给视皮层的神经元。在这里，信号传入的主要作用是引导能力对神经元的定位激活。

2、能量通路

如果脑中只有信号传入，没有能量传入，那么信息不会发生神经运作。能量通路负责向大脑神经元输送对传人信息进行链接操作的能量。从同一感受器传入的神经兴奋，经过网状结构到达丘脑，激活丘脑向大脑皮层输送能量，为信息的神经运作提供动力。

能量通路输送能量的多少取决于刺激的强度，当刺激强烈时，能量通路输送更多的能量，引起更大幅度的神经动作，产生更强烈的感觉响应和思维加工；反之，当刺激较弱时，能量通路输送更少的能量，引起更小幅度的神经动作，产生更较弱的感觉响应。所以，能量通路也反映刺激传入的强度参数。

例如，将视觉皮层切除后，猫科动物不能辨别方形与圆形，却能辨别明与暗。因为明与暗反映光线的刺激强度，关联到丘脑被激发出来的脑能量的多少，以及感觉神经元的兴奋程度。

    必须说明的是，在没有现实视物直接刺激的情况下，存储于神经元中视觉构件也可以被能量激活，并产生视觉的加工，由此形成视幻觉，如梦中的各种场景。

     三、视觉的加工

     被定位激活即获得能力的神经元按特定的编码关系产生神经链接，建构视觉意象。神经链接完成后，又产生神经放电，吐出能量。

例如，一系列具有不同倾角的斜线是由一个标记直线的神经元与一组标记不同视角的神经元分别链接建构的。每完成一次链接就会产生一次放电。

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 图12. 初级视皮层上的一个神经细胞对接受视野里出现的特殊走向的直线产生的反应。右边表示用微电极记录的该细胞放电的程度（图片引自参考文献[1]）

    原来供职于约翰•霍普金斯大学，后在美国哈佛大学工作的David Hubel（1926-）是专门研究视觉的神经科学家，1981年他因为发现了“中枢视觉通路中的细胞的感受野特性”荣获诺贝尔生理学或医学奖。

上世纪后期发展起来的“感觉生理学”提出了一个“感受区”的概念：原本是指身体表面的某一个部位，以适当的方式刺激这个部位，就会引起某些脑细胞的反应，使某些脑细胞的放电频率增加或减少。对视觉细胞来说，感受区就是视觉区的一部分。在实验中，David Hubel与Torsten Wiesel发现，在大脑的初级视皮层上的有一群神经细胞都会对感受区里出现的特殊走向直线（无论直线是水平的、垂直的还是倾斜的）或者拐角产生放电反应。放电的强弱则取决于直线的走向。 

   如图12所示：初级视皮层上的一个神经细胞对接受视野里出现的特殊走向的直线产生的反应。右边表示用微电极记录的该细胞放电的程度。从图中可知，从自上而下数第4个图表示的一条斜线，也就是它的方向是与时钟的10点到4点的方向一致的那一条斜线放电最激烈。

四、视觉艺术

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    抽象画的崛起使绘画艺术走出了“复制真实”的桎梏，回归了艺术抒发情感、交流思想的本职。正如艺术史家阿罗利纳说：“如果要创造全新的绘画效果，不能从可见的真实世界中寻找素材，艺术家必须通过本能和直觉寻找灵感。”

在这里，我要讨论的是抽象画为什么会给人带来美感或快感？

由于抽象画省略了视物中的诸多元素而显得朦胧，为了探求其本质，大脑在对其深加工时，就会调动成千上万的存储各种视觉构件的神经元去进一步建构视物。

一方面，由于参与的视觉构件及演化路径不同，形成不同形式的视觉意象，由此产生趣味和美感；另一方面，由于参与的神经元巨多，累积的能量巨大，在视觉意象建构完成后，放电效应也极其强烈，由此带来压力释放后的情绪和感觉体验上的轻松感或快感。

也许，艺术的魅力正在于此。

以往，人们认为，记忆是人脑对过去经验的保持和提取。凡是人们感知过的事物、思考过的问题、体验过的情感、以及操作过动作，都可以以映像的形式保留在人的头脑中，在必要的时刻又可以把它们重现出来。并认为大脑中有专门的记忆系统，对信息进行“识记→编码→存储→检索→提取”的操作过程。

但实际上，大脑中没有独立的记忆系统，重构性记忆（以下简称记忆）是神经网络的一种运动形式，是神经网络可以重建、神经动作可以重做、精神意义可以再现。

重构性记忆以存储性记忆为基础，通过对储存海量信息的神经元进行有序编排，将它们组合起来，构建出神经网络。这种神经网络具有无限多样的组合格式，代表丰富无穷的精神意义或概念，就像26个字母构建了全部的英文，105种元素构建了全部的化学物质。重要的是，神经元之间有准确配位的神经密码。通过神经密码的配合，神经网络可以恢复重建，由神经网络代表的精神意义或概念可以反复再现，这就是记忆的本质。

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                网络创建              网络分解              网络重建

图9-2

在人脑的气态脑中，脑细胞之间的神经联系始终处于不断的变动过程中，由脑细胞所组成的各种神经网络也没有固定的形态，处于神经组合→神经分解的动态过程中。有些神经网络经神经分解而消逝，而那些具有动态稳定性的神经网络经神经分解后却可以被反复地被恢复重建。

记忆就是“网络创建→网络分解→网络重建→网络再分解→网络再重建”的循环往复的神经运动过程，如图9-2所示。这一过程也可以理解为：意义的装配→意义的拆分→意义的再装配。

举个例子来说，记忆过程就像过着游牧生活的蒙古人的蒙古包的迁移过程。蒙古包建造时，用防雨布和具有特定配合关系的结构组件组装起来。当临时居住地的水草用尽，需要迁徙时，人们便将蒙古包拆解，将蒙古包的组件运到新的居住地。再按组件之间特定的配合关系，将蒙古包重新组装起来，重现和原来一样的蒙古包。

1、 神经网络的创建

神经网络的创建是通过脑细胞的神经组合，使存储于脑细胞中的信息实现各种各样的整合，创生出各种各样的意义。这一过程从传统的角度来讲就是“识记”，简称“记”。

神经网络的创建可分为数不清的层次：少量脑细胞经神经组合构成基本的意义网络，基本的意义网络经神经组合构成复杂的意义网络，复杂的意义网络经神经组合构成更为复杂的意义网络。就像基本的字母构成单词，单词构成句子，句子构成文章那样。

例如，一个漂亮女孩给你留下深刻印象，你的大脑就会组织感觉材料构筑一个关于她的形象网络。后来，你知道了她的年龄和名字，数字和语言符号被整合到关于她的形象网络中，形成一个较复杂的网络。再后来，你知道了她的职业、家庭、经历等，这些内容也被整合到关于她的网络中，形成更复杂的网络。

但是，不管一个意义网络中包含多少个脑细胞、涵盖多少信息，也不管网络的结构多么复杂、规模多么庞大，只要网络中的脑细胞之间具有密切配合的神经密码，这一网络就具有动态稳定性，网络经神经分解后就能够被恢复重建。

2、 网络分解

在固态脑形态下，脑细胞被锁定于固定的神经网络中。而在气态脑状态下，神经网络没有固定的成分和格式，神经元是独立自由的。而神经元获得独立自由的前提条件就是：它能够从它所在的神经网络中及时解脱出来。这就要求神经网络在完成其神经任务之后即被解散，产生神经分解。

神经网络的即时分解使神经元随时处于独立、自由的状态，并无限反复地随时参与丰富无穷的新网络的构建。这使有限的神经资源被无限地利用，神经元无限制地构建各式网络，思维和记忆永无止境地进行。

然而，网络的分解并不意味着信息的消失。在神经网络的构建过程中，脑细胞之间形成具有配合性、识别性的神经密码。凭借神经密码的识别和配合，神经网络又可以随时恢复重建。

所以，神经网络以特殊的形式被保存或保持，神经网络在脑中保存、保持的是构成网络的神经成分以及各成分之间的密码关系。

如果把神经网络比作地球上的化学物质，那么，构成神经网络的神经元就相当于组成物质的化学元素。不同的是，在大脑的神经世界里，“化学物质”极不稳定，它们被即时分解为“化学元素”。而“化学元素”不但能稳定存在，而且还极具活性。需要时，“化学元素”随时发生“化学”反应，生成“化学物质”

神经世界的“保存”与物质世界里的“保存”有着完全不同的概念。大脑中根本不存在什么“心灵仓库”或“痕迹”来保存记忆。

3、 神经网络的重建

神经网络的重建是记忆再现的关键。而神经网络的重建过程又是受诸多因素影响的复杂过程。

其一，神经网络的重建与神经网络创建或初建有关。如果神经网络在创建时，网络中的脑细胞形成密切的神经关系，具有精确的神经密码，那么，神经网络就容易被重建。如，对于人们在恋爱中发生的事情，记忆何其深刻。

并非所有的神经网络都能准确无误地被重建或再现，神经网络的重建跟脑细胞之间的配合关系和识别密码有着密切的联系。如果脑细胞之间配合紧密、识别密码严格，那么神经联系及神经网络就可以准确无误地被恢复重建，回忆过程顺利进行。如果脑细胞之间配合不紧密、识别密码不严格，那么，神经联系及神经网络要么因为不能被恢复重建而产生遗忘，要么因为神经网络的重组错误而产生张冠李戴式的记忆混淆。

其二，如果在网络成分的活性消失之前，即在较短的时间内，有意识或无意识地驱动神经网络反复地重建，那么，神经网络中的神经关系就会被强化，神经网络就能够获得动态稳定性，记忆就会被强化。

其三，组成神经网络的脑细胞在神经分解后，并非处于静止的状态，而是处于不断的运动之中。它们不断地、反复地参与其它各种网络的构建，并在此过程中发生神经活力的改变。某些成分的神经活性会减退，这些成分不能回到重建的神经网络中，造成记忆的成分缺失；某些成分的神经活性会加强，这些成分不但自己回到重建的神经网络中，而且还通过与其它成分的神经联系把新成分带到重建的神经网络中，使记忆增加了新的内容。由此产生记忆的演化作用：记忆变得或者更加简略概括，或者更加完整合理，或者更加详细生动，或者更加夸张突出。

英国心理学家巴特莱特（BARTLETT）做过这样一个实验：让许多被试阅读一篇“魔鬼的战争”的故事。过了一段时间，让他们复述。结果发现：经常阅读鬼怪故事的被试在回忆中增添了许多关于鬼怪的内容和细节；而受过逻辑学训练的被试在回忆中大量删去鬼怪的描述，使故事变得更合乎逻辑。（见孟昭兰主编《普通心理学》）

一个复杂的记忆是数量众多的神经网络的联合，包含着极其丰富的成分。在记忆的重建过程中，如果网络中的骨干成分与更多的其它成分有密切的神经联系，那么这些成分就会被带入重建的图式到中来，使记忆变得更为丰满；如果网络中的骨干成分与极少的其它成分有密切的神经联系，那么原来网络中的某些成分就会被卸载，使记忆变得简略概括；如果网络中的骨干成分与网络以外的其它成分有密切的神经联系，那么这些成分就会替代原有网络中的某些成分，使记忆发生成分的改变。总之，记忆的演化使重建起来的神经网络与创建时不同。

这说明记忆并非简单的、静态的、仓库式的信息保持过程，而是复杂的、动态的神经演化过程。

神经科学家已经发现感觉的三条通路，只是还不清楚它们的用途。其中两条为外周感官的神经兴奋向脑内的传入的通路，一条为由皮层向下的传出通路。我把它们分别命名为：信号通路、能量通路、体验通路。

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1、信号通路

信号通路负责向大脑传递信息的内容。从特定感受器——如眼睛传入的神经兴奋，不经过网状结构，沿脊髓上行，到达相应的专门化部位——如枕叶。在那里经感觉分辨器，进行分类处理后传给皮层的感觉神经模块。

2、能量通路

如果脑中只有信号传入，没有能量传入，那么信息不会发生神经运作。能量通路负责向大脑输送对传人信息进行感觉操作和思维操作的能量。从同一感受器传入的神经兴奋，经过网状结构到达丘脑，激活丘脑向大脑皮层输送能量，为信息的神经运作提供动力。

脑的神经活动既需要活动的内容，也需要活动的动力。只有在内容与动力的共同作用下，脑才能进行有效的运作。

能量通路输送能量的多少取决于刺激的强度，当刺激强烈时，能量通路输送更多的能量，引起更大幅度的神经动作，产生更强烈的感觉响应和思维加工；反之，当刺激较弱时，能量通路输送更少的能量，引起更小幅度的神经动作，产生更较弱的感觉响应。所以，能量通路也反映刺激传入的强度参数。

例如，将视觉皮层切除后，猫科动物不能辨别方形与圆形，却能辨别明与暗。因为明与暗反映光线的刺激强度，关联到丘脑被激发出来的脑能量的多少，以及感觉神经模块的兴奋程度。

网状结构是能量通路的开关，觉醒状态下，能量通路的开关是开通的；睡眠状态下，能量通路的开关是关闭的。

在觉醒状态下，信号通路与能量通路都是开通的，感觉神经模块在信号和能量双重驱动进行运作；在睡眠状态下，信号通路是开通的，信号可以进入皮层，但能量通路是关闭的，由于没有能量的驱动，感觉神经模块不能运作。

3、体验通路

除了两条传人通路，感觉还有一条由脑皮层向下传导的通路，为感觉的体验通路。即兴奋由感觉神经模块向本能负责情绪、欲望的本能神经网络和负责行为的运动神经网络传导，再通过这些神经网络与生理系统的固定联系引起相应的生理响应，如血压、心率、呼吸、肌肉等等，由此形成感觉的体验。

在感觉的三条通路中，信号通路、体验通路始终是开放的、畅通的，为非控制通路。而能量通路则是一条控制通路。

脑干上的网状结构是能量通路的控制开关。贯穿于脑干的大部分区域，有许多散在的神经核团和上行、下行的神经纤维，它们交织着构成一个神经网络的结构，称为网状结构。

信号通路的畅通保证刺激可以随时被传人大脑。体验通路的畅通保证大脑的信息加工随时被体验，即使在非现实的梦中，虚幻梦境引起的各种感觉和情绪依然被及时体验，梦见美事我们会高兴，梦见恐怖事件我们会被吓得冒冷汗。

而能量通路是一条控制通路，它的开通为传人的信息供应充裕的能量，使传人的刺激被高度激活并取代其它成分优先运作；它的关闭使传人的信息失去充裕的能量供应，使它们失去激活与运作的优势。所以，它的开通与关闭对传人信息的感觉操作及加工操作产生关键影响。

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在自然界中，物质以固态、液态、气态三种不同的形式存在，虽然由同样的原子、分子组成，但它们的物理性质显著不同。令人惊奇的是，在我们的精神世界中，脑也有三种不同的形态：固态脑、液态脑和气态脑，虽然都是由脑细胞组成，但它们的形态属性却截然不同。

物质的三种形态由组成物质的原子、分子的关系特性决定。如固态物质中，分子、原子被固定在晶格上，组成物质的成分有着固定的结构关系。这使固态物质具有形态上的稳定性，一方面，固态物质不能融入其它的物质成分，不能发生成分的改变；另一方面，固态物质不能发生结构和形态上的改变。

在液态物质中，分子、原子则在约束状态下产生移动并导致原子、分子关系的动态调整。一方面，液态物质在一定溶解度范围内可以溶解其它物质，发生成分的改变；另一方面，液态物质在外力的作用下发生形态上的流变，有如膏状物被触碰时产生的形状改变（触变性）。

在气态物质中，物质的分子则处在不受约束状态下产生自由运动。一方面，气态物质能够以任意比例融入气态物质成分，没有成分的固定性；另一方面，气态物质没有固定的形状。其充分和形态因时、因势，随机应变。

比较而言，存储不同信息成分的神经元相当于不同物质的分子，而由神经元通过神经链接组成的神经网络则相当于由分子组成的物质。物质有三种形态：固态、液态、气态，神经网络也有三种形态：固态脑、液态脑、气态脑。

脑形态由脑细胞的神经链接特性决定。在固态脑中，脑细胞之间形成固定的神经链接，它们组成具有固定成分和固定结构的神经网络，脑细胞中存储的信息按固定的模式进行，神经反应按固定的程式操作，这决定物种神经行为的机械、刻板特性。相当于固态物质在成分上、结构上的不变性。如，母鸡孵蛋时，不仅孵自己产的蛋，而且孵其它禽类的蛋，甚至还孵乒乓球或马铃薯。

在液态脑中，脑细胞形成具有固定框架结构的神经网络，但网络中有着可活动的脑细胞可以进行神经关系动态的调整，这决定物种对新环境形成一定的学习和认知能力，对环境变化产生被动的适应性，相当于液态物质在成分上的可溶解性和在形态上的流变性或触变性。如，为得到食物老鼠可以学会走迷宫、压杆。

在气态脑中，脑细胞处于不受约束的独立状态，具有自由的运动特性，它们可以根据环境信息、经验、知识，能动地、随时因势地构筑各种各样的神经网络，处理各种各样的信息。相当于气态物质在成分上、形态上的自由变化性。

大脑有三种形态，分别具有不同的运行模式。固态脑是遗传而来的、固定不变的神经结构，按固定的程式对特定的刺激产生反应，使物种拥有某些先天下特殊本领，同时使物种机械、刻板地保持这些技能而对环境变化不予适应，如蜘蛛织网，青蛙吐舌。

液态脑也是遗传而来的神经结构，但在反复强化的刺激作用下，这种神经结构会被动地、困难地发生调整以适应变化了的环境，如老鼠走迷宫、走钢丝等。

气态脑没有与遗传相关的固定的神经结构，也不按固定的程式处理信息，脑细胞可以随时地、灵活地、自由地构建各种各样的神经网络来处理信息并由此形成脑的智能。

因此，脑形态决定物种的精神特性及认知、思维能力。

下面以物种的认知或识别为例加以说明：

1、组成固态脑的信息成分和神经网络结构是固定不变的，所以，固态脑只能按一成不变的固定程式对特定的信息进行处理。

例如，一些低等动物的加工图式是固定图式，有着固定的结构和固定的信息处理模式，表现出心理模式及行为模式的机械性和刻板性。蟑螂以特定的气味辨别食物，可当食物被换成同样气味的毒药时，蟑螂依然刻板地进食。母鸡以形状辨别自己要孵的蛋，可鸡蛋换成其它禽类的蛋甚至换成马铃薯，母鸡依然刻板地去孵。

这很像机器识别当中，把黑人识别为大猩猩。

2、组成液态脑的神经网络由固定结构的主体框架和可活动的神经元两个部分组成，因而有着先天的继承性和后天的演变性；当环境因素发生变化时，神经网络的成分和结构会发生调整，因而能够对环境中出现的新情况、新问题进行处理并作出反应。

例如，一些高等动物的加工性神经网络图式是液态脑，遗传而来的神经网络结构在持续的环境作用下可以被动地、适应性地发生改变。

斯金纳关于操作性条件反射作用的实验，是在他设计的一种动物实验仪器即著名的斯金纳箱中进行的。

箱内放进一只白鼠或鸽子，并设一杠杆或键，箱子的构造尽可能排除一切外部刺激。动物在箱内可自由活动，当它按压杠杆或啄键时，就会有一团食物掉进箱子下方的盘中，动物就能吃到食物。箱外有一装置记录动物的动作。实验结果表明：经过反复多次的尝试，动物掌握了用压杠杆或啄键来取得食物的方法。

这不是简单的条件反射，是动物调整了原有的加工性神经网络，使调整后的加工性神经网络能够对杠杆或键的新信息进行处理，因而能够对此作出相应的行为反应。

3、气态脑没有固定的成分，没有固定的格式，也没有固定的信息处理程式。存储各种信息的神经元根据各种新情境、新问题随时构建新的神经网络去处理各种不同的信息。制定各种解决问题的方案。

例如，在与机器对弈时，如果你不按常理出牌，机器就无所适从了。机器脑类似于固态脑，它无法处理在编写程序时没有考虑到的新问题。

而人脑包含着气态脑，存储各种信息的神经元可以随机应变、因地制宜地构建新的神经网络，用以处理新信息、解决新问题。对弈时，无论你怎样出牌，人脑都会随机应变地形成新的解决方案。