导读 自人类诞生……

如今我敢肯定，要是我们将以下三种生物的精神石化或保存下来，不带偏见地进行比较，我们立刻会发现，作为动物，大猩猩和人类之间与大猩猩和狒狒之间相差无几。

——托马斯·亨利·赫胥黎于伦敦皇家科学院的演讲

亲爱的华生，你我志趣相投，我们对那些稀奇古怪、打破常规及跳脱日复一日枯燥生活的东西充满喜爱。

——夏洛克·福尔摩斯

人类是猿类还是天使呢？本杰明·迪斯雷利在一场关于达尔文进化论的著名辩论中也提出了这个问题。我们仅仅是“升级版”的黑猩猩吗？或者我们在某种意义上是特别的物种，是超越了化学和本能的无意识流动的物种？许多科学家，包括达尔文本人在内，都认为前者是正确的：人类的心智能力仅仅是能力的提升，而这些能力最终与我们在其他猿类身上看到的相同。在19世纪，这是一个激进而有争议的论点，有些人甚至至今仍对此耿耿于怀，但是自从达尔文出版了震惊世人的进化论论著，人类是由灵长类动物进化而来的这一说法便得到了广泛支持。如今，要严肃地反驳这一点是不可能的——我们从解剖学、神经学、遗传学、心理学上看，都是猿类。任何在动物园中对猿类与人类的神秘相似性感到震撼的人，都知道这是真的。

让我奇怪的是，为什么总有人对以下问题或者其中之一如此痴迷：猿类是否有自我意识，还是它们不懂得动脑筋？生命是否有意义？人类是否“仅仅”是动物，还是说人类高贵无比？作为一名科学家，我很乐意在合理的情况下得出绝对结论，前提是这个结论是有意义的。但是，面对诸多这种亟待解决的超自然难题，我必须得承认，我看不到这里的冲突所在。例如，为什么我们不能既是动物界的一个分支，又是宇宙中完全独特且壮丽的新风景？

我还觉得奇怪的是，关于人类起源的论述，人们总喜欢用“仅仅是”“只不过是”这样的字眼。人类是猿类，也是哺乳动物，同时又是脊椎动物。我们都是由数十万亿个软绵绵、跳动着的细胞组成的生命体。我们就是这样的人类，但我们又不“仅仅”如此。此外，我们还有一些独特的、前所未有的超然特点。我们是真正阳光下的新事物，有着未知的，也许是无限的潜力。我们是第一个也是唯一一个掌握自己命运的物种，而不受化学物质和本能的支配。在这个我们称为地球的伟大达尔文主义舞台上，自出现生命以来，还没有过像人类这样的巨变。每当我想到我们是什么，我们能获得什么时，“仅仅”之类的暗讽之词根本无处落脚。

任何猿类都能够摘得香蕉，但是只有人类能够触摸星星。猿类在森林里生活、竞争、繁殖、死亡——对它们来说，这就是故事的结局。人类能够书写、研究、创造和探索。我们剪接基因，分裂原子，发射火箭；我们凝视苍穹，探索宇宙大爆炸的中心；我们深入钻研圆周率。也许最引人注目的是，我们凝视内心，尝试理解人类独特而神奇的大脑之谜。这让我们的头脑转动起来。你手心中一个3磅重的果冻难道可以想象天使的存在吗？难道它能思考无限的意义，甚至质疑它在宇宙中的位置？尤其令人敬畏的是，任何一个大脑，包括你的大脑，都是由原子组成的，而这些原子数十亿年前形成于无数遥远星系的中心。这些粒子跨越万古，漂移亿万光年，直到重力和偶然把它们带到如今。现在，这些原子形成了一个聚合体，也就是你的大脑，你不仅能够思考那些赋予你生命的星系，也能够思考自己的思维能力、求知能力。有人说，随着人类的到来，宇宙突然变得有了自我意识。这的确是最大的谜团。

我们很难不带感情色彩地谈论大脑。我们如何去研究它呢？有很多方法，从单神经元研究到高科技大脑扫描再到跨物种比较。我喜欢的方法毫无疑问十分老派。我常遇到一些由脑卒中、肿瘤或头部受伤导致脑损伤的患者，他们的感知和意识通常都出现了障碍。有时我也会遇到一些大脑看起来没有受伤或受损的患者，但报告反映他们有异常的知觉或心理体验。不论遇到哪种患者，我的治疗程序都一样：我与他们交谈，观察他们的行为，进行一些简单的测试，窥探他们的大脑（如果可能的话），然后提出一个涉及心理学和神经学的假设——换句话说，这个假设可以将奇怪的行为与大脑错综复杂的神经联系起来。我的成功率还算高。所以，我耐心地逐个研究这些案例，对人类的思想和大脑的运作，以及它们是如何不可分割地联系在一起的有了新的见解。通过发现的这些细节，我获得了进化方面的启示，这也让我更加了解究竟是什么让人类这个物种如此独特。

让我们看一看下面的例子。

苏珊每次看到数字时，都会看到每个数字带有固定的色彩。例如，5是红色的，3是蓝色的。这种现象被称为联觉，在艺术家、诗人、小说家中出现的概率是普通大众的8倍，这表明它可能与创造力有某种神秘的联系。难道联觉是某种神经心理学的化石？它是理解人类创造力进化起源和本质的线索吗？

汉弗瑞在截肢后出现了一只幻肢手臂。幻肢是被截肢者常有的感觉，但是我们注意到汉弗瑞身上有些异常。当他仅仅是看着我拍打学生志愿者的手臂时，他十分惊讶，因为他产生了幻肢被拍打的真实感觉。当他看到学生们在抚摸冰块时，他的幻肢感受到冰冷。当他看到别人按摩手部时，他也觉得自己在感受“幻肢按摩”，幻肢的疼痛减轻了。他的身体、他的幻肢及陌生人的身体在他的大脑的哪些部位融合了？他真正的自我意识是什么？又在哪里呢？

一位叫史密斯的患者在多伦多大学做了神经外科手术。他完全清醒，意识清晰。他的头皮被注入局部麻醉剂，颅骨被打开。外科医生在史密斯的前扣带回部位放置了一个电极，该部位靠近大脑前部，这里的许多神经元都对疼痛做出反应。果不其然，医生发现，每当史密斯的手被针刺时，有一个神经元就会变得活跃。但是接下来发生的事情让外科医生更加惊奇。当史密斯只是看着其他患者的手被针刺时，该神经元也会变得活跃。这就好像神经元（或其所属的功能回路）能够对他人感同身受。可以说，陌生人的疼痛变成了史密斯的疼痛。印度教和佛教的神秘主义者断言，自我和他人之间没有本质上的区别，真正的觉悟来源于打破这一屏障的怜悯之心。我曾经认为这只是善意的胡言乱语，但史密斯身上确实出现了不知道自我与他人区别的神经元。我们的大脑天生就具有同情心和怜悯心吗？

乔纳森在按照要求想象一个数字时，总能在眼前的特定空间位置看到每一个数字。数字1到60依次排列在一条虚拟的数字线上，而这条线在三维空间中巧妙地扭曲，甚至可以对折。乔纳森声称这条曲线能够帮助他进行数学运算（有趣的是，爱因斯坦经常声称自己可以在空间中看到数字）。像乔纳森这样的例子是否可以帮助我们理解人类对数字的独特处理能力？我们大多数人都有一种模糊倾向，想把数字从左到右排列，但是为什么乔纳森的排列发生了扭曲？我们之后会讲到，这是一个神经异常的典型例子，除了丰富了进化术语，它没有任何意义。

一位旧金山的患者精神错乱日益严重，但他却开始创作出绝美的画作。难道他的脑损伤以某种方式释放了隐藏已久的绘画天赋？在遥远的澳大利亚，一位名叫约翰的大学生志愿者正参加一项不同寻常的实验。他坐在椅子上，头上戴着可以将磁脉冲传送至大脑的头盔。感应电流时，他的头部肌肉不由自主地抽搐起来。令人惊讶的是，约翰开始创作画作——他声称自己之前不会画这些。为什么他们身上会出现这样的隐藏的艺术家特征？很多人说我们大多数人只用了10%的大脑，这是真的吗？我们每个人的内心都有等待被释放的毕加索、莫扎特和斯里尼瓦瑟·拉马努金（数学天才）吗？进化是否抑制了我们内在的天分呢？

在得脑卒中之前，杰克逊博士是加利福尼亚州丘拉维斯塔市一位杰出的内科医生。后来，他的右边身体部分瘫痪，但幸运的是，他的大脑皮质只有一小部分受到损伤，而这个部位掌控大脑高级智能。他的较高心智功能在很大程度上未受损伤：他能理解大部分人说的话，也能够很好地与人交谈。我们用各种简单的任务和问题来探查他的心智功能，当我们请他解释“闪光的不一定是金子”这句话时，令人吃惊的事情发生了。

“博士，这句话的意思是闪光的黄色物体并不一定是黄金，它可能是铜或者某种合金。”

“是的，”我说道，“但是除此之外是否有更深的含义呢？”

“有的，”他回答，“这意味着当你去买珠宝时，你得小心谨慎，店里经常敲你竹杠。我觉得可以看一下金属的比重。”

杰克逊博士患有一种我称之为“隐喻受损”的病症，这是否意味着人类大脑进化出了一个专门的“隐喻中心”呢？

贾森是圣迭戈一家康复中心的患者。在我的同事苏布拉马尼亚姆·斯里拉姆博士（Dr. Subramaniam Sriram）见到他之前的几个月里，他一直处于一种被称为无动性缄默症的半睡眠状态。贾森卧床不起，无法行走，无法认出他人，也无法与人互动，包括他的父母——尽管他很警觉，眼睛经常随着周围的人转动。然而，如果他的父亲到隔壁打电话给他，贾森的神志立刻变得清醒，能够认出父亲并与之交谈。当父亲回到房间，贾森马上恢复到“僵尸”状态。这就好像有两个贾森被困在一个身体里：一个有视觉，警觉却无意识；另一个有听觉，警觉且有意识。这些有意识或无意识的人格反复的怪异行为是否揭示了大脑如何生成自我意识？

这些故事听起来有点儿像埃德加·爱伦·坡或菲利普·K.迪克笔下的幻想小说。然而，它们都是真实的，而这些只是你在本书中遇到的少数案例。对这些患者的深入研究不仅可以帮助我们理解造成奇怪病症的原因，还能够帮助我们了解正常大脑——你我的大脑的功能。也许有一天，我们甚至可以回答最困难的问题：人类大脑是如何产生意识的？是什么或是谁让意识中的“我”在茫茫宇宙中照亮了一个小小的角落，而宇宙的其他部分却对人类的每一份关切无动于衷？这是一个与神学联系颇为紧密的问题。

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考虑到现代人的独特性，我们很自然地会想到，在我们之前的其他物种在多大程度上接近我们的认知状态。人类学家发现，在过去的几百年中，原始人类的族谱多次出现分支。在不同时期，许多原始人和类人猿物种在地球上繁衍生息，但出于某种原因，我们这一分支是唯一“成功”的物种。其他古人类的大脑是什么样的呢？他们消失的原因是没有偶然进化出恰好的神经适应组合吗？我们现在能依靠的只能是他们的化石和零散的石器的无声证词。遗憾的是，我们可能永远无法了解他们的真实行为和思想。

我们更有可能解开有关尼安德特人的谜团，他们是我们的近亲物种。众所周知，他们距离到达人类的全面发展阶段只有一步之遥，这一点几乎可以肯定。尽管传统上他们被描述为典型的野蛮人、反应迟钝的洞穴居住者，但尼安德特人的形象在最近几年却一直在改变。像我们一样，他们创造艺术、制造珠宝、吃丰富多样的食物、埋葬逝者。越来越多的证据表明，他们的语言比传统穴居人的语言要复杂得多。然而，大约在3万年前，他们从地球上消失了。较为流行的猜想是，尼安德特人之所以灭亡而人类能够繁衍，是因为人类在某种程度上更优越：拥有更高级的语言、更有利的工具、更完善的社会组织，或者其他更好的东西。但这并不能完全说明问题。我们超越他们了吗？我们把他们都杀了吗？借用电影《勇敢的心》中的一句话，是我们将他们赶尽杀绝了吗？仅仅是因为我们运气好，而他们运气不好吗？会不会稍有不慎，在月球上插上旗帜的就是他们，而不是我们呢？尼安德特人的灭绝时间不算久远，足以让我们能够恢复其真实骨骼（而不仅仅是化石）。随着基因研究的持续发展，我们对这一分支的了解肯定会更多。

当然，还有霍比特人。

不久之前，在爪哇岛附近的一个偏僻小岛上，住着一群身高不到一米的矮小生物，或者我应该说是“人”。他们与人类非常相近，然而令世人惊讶的是，他们竟然是一个不同的物种，几乎一直与我们共存，直至有史时期来临。在有康涅狄格州大小的弗洛勒斯岛，他们靠捕猎6米长的龙蜥蜴、巨型老鼠和矮小的大象勉强维持生计。他们制造了微型工具，以便他们的小手抓握；在公海航行方面也很有计划能力和预见能力。令人难以置信的是，他们的大脑只有人类大脑的三分之一，比黑猩猩的大脑还要小。

如果我把这个故事作为科幻电影的剧本，你可能会觉得太牵强。这听起来像是直接出自H. G. 威尔斯或儒勒·凡尔纳笔下的故事。然而，这恰恰是真的。发现者把他们作为佛罗里斯人（Homo Floresiensis）载入科学记录中，但是许多人喜欢称呼他们的绰号——霍比特人。他们的骨骼大约有15000年的历史，意味着这些奇怪的人类表亲和我们的祖先一起生活过，也许是朋友，也许是敌人，我们不得而知。我们也同样不知道他们消失的原因，但鉴于我们人类在管理大自然方面表现得实在是糟糕，我们可以肯定，是人类将他们推向灭绝。但印度尼西亚的许多岛屿仍未被开发，也许他们在其中某个偏远的孤岛幸存了下来，这也不是绝无可能。（一种理论认为，美国中央情报局已经发现他们，但消息一直保密，直到排除他们藏有大规模杀伤性武器的可能性。）

霍比特人挑战了我们关于“人类作为智人享有特权地位”的所有先入为主的观点。如果霍比特人当时坐享欧亚大陆资源，他们可能会发明农业、文明、车辆或文字吗？他们有自我意识吗？他们有道德感吗？他们知道自己注定死亡的命运吗？他们会唱歌跳舞吗？或者这些心智功能（根据事实，即他们相应的神经回路）是否只存在于人类身上？我们对霍比特人的了解仍然很少，但他们与人类的相似之处和不同之处可以帮助我们进一步了解是什么让我们与类人猿、猴子不同，以及我们在进化过程中发生了巨大的飞跃还是渐进的变化。事实上，获取一些霍比特人的DNA（脱氧核糖核酸）样本比任何侏罗纪公园的DNA恢复方案都更有科学价值。

关于人类特殊地位的问题将在本书中多次出现，这个问题由来已久，广受争议。它是维多利亚时代知识分子的主要关注点，其中主要人物是19世纪科学界的巨头，包括托马斯·赫胥黎、理查德·欧文和阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士。尽管达尔文是这一切的“始作俑者”，但他自己却避开了争议。赫胥黎身材魁梧，眼睛乌黑，眉毛浓密，以好斗和机智著称，却毫无愧疚之心。与达尔文不同的是，他直言不讳地阐述了进化论对人类的意义，并为他赢得了“达尔文的斗牛犬”的绰号。

赫胥黎的反对者欧文坚信人类是独一无二的。作为比较解剖学的奠基人，欧文启发了那些常受到讽刺的刻板古生物学家，他们试图用一块骨头来重建整个动物界。他的才华只能与他自己的傲慢相媲美。赫胥黎写道：“他知道自己比大多数人优秀，而且毫不掩饰自己的所知。”与达尔文不同的是，比起相似性，欧文更加关注不同动物群体的差异性。他对物种之间缺失过渡形式感到震惊——如果一个物种逐渐进化成另一个物种，按理说应该会有过渡的状态。没人见过短鼻子的大象，也没人见过脖子只有现今长颈鹿一半长的长颈鹿。（㺢㹢狓有这样的脖子，是很久之后才被发现的。）这种观察，加上他强烈的宗教观念，让他认为达尔文的思想不可信，是异端邪说。他强调了猿类和人类心智能力之间的巨大差别，并（错误地）指出，人类大脑有一个特别的解剖结构，叫作“小海马”，而猿类完全没有这种结构。

赫胥黎对这一观点提出质疑，他自己进行的解剖实验未能发现小海马。这两位巨头为此争论了几十年。这场争论占据了维多利亚时代媒体的中心，制造了像华盛顿性丑闻一样的媒体轰动效应。有一篇对小海马争论的戏仿，发表在查尔斯·金斯利（Charles Kingsley）的儿童读物《水孩子》（The Water-Babies）中，抓住了时代精神：

（赫胥黎）对许多事情持有非常奇怪的理论。他宣称猿类同人类一样，大脑中有大河马（原文如此）的存在。这令人震惊，因为如果事实真是这样，数百万人的信仰、希望和仁慈会变成什么样呢？你可能认为你和猿类之间还有其他重要的区别，例如能够说话、会制造机器、能明辨是非、会祈祷，还有其他诸如此类的事情。但亲爱的读者，那是小孩子的幻想。除了大河马的测试，没有什么能靠得住。如果你的大脑中存在一只大河马，你就不是猿类了，就算你有四只手，没有脚，你也比所有猿类都要强。

加入这场争论的还有塞缪尔·威尔伯福斯主教（Bishop Samuel Wilberforce），他是一位坚定的神创论者，经常靠欧文的解剖学观察来调整达尔文的理论。这场争论持续了20年，不幸的是，以威尔伯福斯从马背上摔下，头部撞到人行道当场身亡而告终。据说听到消息的时候，赫胥黎正在伦敦雅典娜酒店喝着法国白兰地。他打趣地告诉记者：“主教的大脑终于碰到了严酷现实，结果是致命的。”

现代生物学已充分证明欧文的观点是错误的：没有小海马，猿类和人类之间也没有一道鸿沟。一般来说，只有狂热的神创论者和宗教激进主义者认为人类是特别的。然而，我准备就这一问题为激进观点辩护，即欧文是正确的——尽管原因与他所想的完全不同。欧文主张人类的大脑是独一无二的，与猿类大脑有着显著差别，不像人的肝脏或心脏。这个观点与赫胥黎和达尔文的观点完全一致，即人类的大脑在数百万年间逐渐发展进化，并没有神的干预。

如果是这样，你可能想知道，我们的独特性从何而来？正如莎士比亚和巴门尼德在达尔文之前早就说过的那样，物有其本，事有其源。

假设渐进、微小的变化只能产生渐进、微小的结果，这是一种常见的谬论。但是线性思维正是如此，似乎是我们思考世界的默认模式。这可能出于一个简单的事实，即在人类日常生活的时间和范围内，在我们感官有限的范围内，大多数可感知现象倾向于遵循线性趋势。两块石头感觉比一块石头重一倍，要养活三倍的人需要三倍的食物等。但是，在人类实际关注的范围之外，自然界到处充满着非线性现象。高度复杂的过程可能源于看似简单的规则或部件，复杂系统中潜在因素的微小变化可以导致其相关因素从根本上发生质的变化。

设想一个非常简单的例子。想象你面前有一块冰，你正在逐渐让它升温：-6℃……-5℃……-4℃……此时，温度升高1℃，冰块并不会发生明显的变化。与一分钟之前相比，温度只是稍微高了一点儿。但当温度上升至0℃时，事情就不同了。一旦达到这个临界温度，你会看到戏剧般的变化：冰块开始融化，突然间水分子开始在周围任意流动，冰块变成了液态水，这要归功于热能的临界温度。在那个关键时刻，增量变化不再有增量效益，而是引发“相变”这样突然的质变。

自然界充满了相变。冰块变为液态水便是其中之一，液态水变成气态水（蒸汽）是另一种。但是这样的相变并不仅仅局限于化学变化。它们也可能在社会系统中发生，例如，数以百万级的个人决策或态度可以相互作用，迅速改变整个系统，形成新的平衡。出现投机泡沫、股市崩盘和自发性交通堵塞时，相变都在发生。从某些方面来看，相变在苏联政权解体和互联网急速崛起中也发挥着重要作用。

我甚至认为相变可能适用于人类起源。数百万年以来，自然选择一直以正常的进化方式完善我们祖先的大脑，也就是渐进地、微小地进行着：经历无数代人，大脑皮质扩大了10美分硬币大小的范围，连接两个结构的纤维束增厚5%等。随着每一个新生代的出现，神经系统方面都有一些微小的进步，让猿类在处理各种事情方面比之前略胜一筹，比如在挥舞棍棒和石头方面更加灵活，在社交策划、周旋和处理事务上更加明智，在对猎物行为和天气、季节预测方面更加准确，在回忆往昔并与今朝建立联系方面更加灵活。

大约在15万年前的某个时候，大脑的某些关键结构和功能迅猛发展，这些结构和功能偶然组合产生了我们所探讨的独特心智能力。我们经历了一种心智相变。所有相同的“旧部件”还在，但是它们开始以一种全新的方式运作，远远超过其各部分的总和。这种转变带给我们成熟的人类语言、艺术和宗教情感，以及知觉和自我意识。在大约3万年的时间里，我们开始建造居所，用兽皮和毛皮缝制衣服，创作贝壳饰品和岩画，将骨头雕刻成长笛。我们在基因方面的进化几乎已经完成，但在另一方面开始了快节奏的进化——不是基因，而是文化。

什么样的大脑结构的改进是这一切的关键呢？我很乐意解释这个问题。但在此之前，我将带你纵览大脑解剖的相关知识，以便更好地理解问题的答案。

大脑简介

人类大脑由约1000亿个神经细胞组成，这些细胞也叫神经元（见导读图1）。神经元通过线状纤维相互连接，线状纤维交替丛生，时而像密密麻麻的细枝灌木丛（树突），时而像绵长蜿蜒的传输电缆（轴突）。每个神经元与其他神经元接触的次数从1000到10000不等。这些接触点称为突触，是神经元之间共享信息的地方。每个突触或兴奋或抑制，可以在任何时候打开或关闭。有了所有这些排列组合方式，大脑可能的状态数量之多令人震惊；事实上，它轻而易举就超过了已知宇宙中基本粒子的数量。

鉴于大脑如此复杂，令人一头雾水，医学院学生觉得神经解剖学非常棘手也就不足为奇了。他们要处理将近100种结构，其中大多数结构的名称晦涩难懂，例如海马槽、穹窿、灰被、蓝斑核、运动核散的形成、延髓……不得不说，我喜欢脱口叫出它们的拉丁名的感觉。例如延髓——medulla oblongata。我最喜欢的是无名质（substantia innominata），字面意思是“没有名字的物质”。而小趾展肌（abductor ossis metatarsi digiti quinti minimi）是人体最小的肌肉，用于外展小趾头，它的发音听起来像一首诗。（随着第一批《哈利·波特》的小读者入学医学院，也许很快我们就能听到这些术语的发音变得更有趣。）

幸运的是，所有这些复杂性的背后，都有一个易于理解的基本组织：神经元。大脑的几十种结构最终都是针对神经元网络构建的，且有优雅的内部组织。每一种结构都能够履行离散的（尽管并不容易破译）认知和心理功能。每一种结构都能与其他大脑结构建立模式连接，从而形成大脑神经回路。回路在循环中反复传递信息，让大脑结构协同运作，形成复杂的感知、想法和行为。

在大脑结构内部和之间发生的信息处理过程相当复杂，毕竟，这是产生人类思维的信息处理引擎，但其中仍然有许多非专业人士可以理解和欣赏的内容。我们将在后面的章节中更深入地回顾其中多个领域，而现在，我们有必要对每个大脑区域进行基本了解，这将帮助我们理解这些专门区域如何协同运作，形成我们的心智、个性与行为。

人类大脑看起来像由两个镜像的核桃组成（见导读图2）。这些壳状部分是大脑皮质。大脑皮质从中间分成两个半球：一个在左边，一个在右边。人类大脑皮质长得很大，因此不得不回旋卷曲（折叠），形成了著名的花椰菜外表。（相比之下，多数哺乳动物皮质顺滑平坦，若有折叠也是少数。）大脑皮质本质上是高级思维产生的地方，是我们所有最高心智功能的起点。不足为奇的是，皮质在两种哺乳动物——海豚和灵长类动物中最为成熟。我们后面将继续讨论皮质，现在来看看大脑的其他部分。

在脊柱中心来回穿梭的是一束厚厚的神经纤维——脊髓，它能够在大脑与身体之间传递稳定的信息流。这些信息包括传递皮肤所感受到的触摸和疼痛，或将运动指令传递给肌肉。脊髓在最上部从椎骨鞘伸出，进入颅骨，变成粗大球根状。增厚的部位被称为脑干，它被分成三个脑叶：髓质、脑桥和中脑。脑桥底部的髓质和细胞核（神经簇）控制着重要的生命功能，如呼吸、血压和体温。在这个区域中，即使是非常微小的动脉出血也会即刻导致死亡。（与之相反，大脑的较高区域可以承受相对较大程度的损伤，患者能够存活甚至恢复健康。例如，额叶上的一个大肿瘤可能会引发几乎无法察觉的神经症状。）

小脑位于脑桥顶部，它控制精细动作，也与平衡、步态和姿势相关。当你的运动皮质（大脑的一个较高区域，负责发出自主运动命令）通过脊髓向肌肉发送信号时，该信号的副本会被传至小脑——有点儿像电子邮件的抄送。小脑还接收来自全身肌肉和关节感受器的感觉反馈。因此，小脑能够检测到预期动作与实际动作之间可能出现的任何不匹配，并将修正后的信息插入传出的运动信号中。这种实时的反馈驱动机制被称为伺服控制回路。小脑损伤会导致回路振荡。例如，患者可能试图触碰她的鼻子，感觉自己抬手过高，这时她会试图用相反动作来做补偿，这导致她的手朝着相反方向移动过度。这就是所谓的意向性震颤。

围绕脑干顶部的是丘脑和基底神经节。丘脑从感觉器官获得主要输入信息并将其传递到感觉皮质，以进行更复杂的信息处理。我们为什么需要这样的中继站尚不清楚。基底神经节是一个形状怪异的结构簇，它与控制和复杂意志行为相关的自主运动有关，例如，在投掷飞镖时调节肩膀高度，或者在走路时协调身体中众多肌肉的力量和张力。基底神经节细胞损伤会导致帕金森病等疾病，患者躯干僵硬，面无表情，走路时步履蹒跚。（以前在医学院时，我们的神经病学教授只需听隔壁患者的脚步声就能诊断帕金森病；如果我们做不到这一点，这门课就通过不了，因为那时还没有高科技仪器和磁共振成像。）相反，基底神经节中如含有过量大脑化学物质多巴胺，将会导致舞蹈症，其特征是无法控制地运动，与跳舞极其相似。

最后，我们来到大脑皮质。每个大脑半球都被再分为四个叶（见导读图2）：枕叶、颞叶、顶叶和额叶。这些叶具有不同的功能域，但在实际运作中它们之间有大量的相互作用。

一般来说，枕叶主要与视觉处理相关。事实上，它们被细分为30多个不同的处理区域，每个区域都部分专用于视觉的不同方面，如颜色、移动和形式。

颞叶专门用于较高的感知功能，例如识别面部或其他的物体，并与之建立恰当的情感联系。而后者的实现，需要与杏仁核密切合作，杏仁核位于颞叶的前束。同样藏在每个颞叶下方的还有海马，它记录新的记忆痕迹。此外，左侧颞叶的上半部分包含一块皮质，称为韦尼克区。人类该区域的面积是黑猩猩相同区域面积的7倍。韦尼克区是我们可以自信地宣称为人类所独有的少数大脑区域之一，其工作就是对语言意义和语义方面的理解——这是区分人类和猿类的主要因素。

顶叶主要处理源于身体的触觉、肌肉和关节信息，并将其与视觉、听觉和平衡结合，让你对有形的自我和周围的世界有丰富的“多媒体”理解。右顶叶损伤通常会导致一种被称为偏侧空间忽略的现象：患者失去左半边视觉空间意识。更值得关注的是假肢妄想症，患者会强烈否认自己对左臂的所有权，并坚称它属于别人。在人类进化过程中，顶叶已经大幅扩展，但它却比不过顶下小叶（见导读图2）。顶下小叶扩展显著，以至在过去的某个时间点，它的很大一部分分裂成两个全新的处理区域，称为角回和缘上回。这些人类独有的区域拥有一些真正典型的人类能力。

右顶叶参与创造外部世界空间布局的心理模型：你所处的环境，所有物体、危险与人的地点（而不是标识），以及你与这些事物的物理关系。因此，你可以抓住东西、躲避投掷物、避开障碍物。右顶叶，特别是右上小叶（就在顶下小叶上方），负责构建你的身体意象，即你对自己的身体在空间中的结构和活动有着鲜明的心理意识。请注意，尽管被称为意象，但身体意象不是一个纯粹的视觉结构，它也基于部分触觉和肌肉。毕竟，盲人也有非常好的身体意象。事实上，如果用一个电极电击你的右角回，你会有一种魂不附体的感觉。

现在我们来看一下左顶叶。左角回与人类独有的重要功能相关，例如计算、抽象概念，以及查找字词和隐喻等方面。另外，左缘上回会让人想到预演熟练动作的生动意象，例如，用针缝补、钉钉子或挥手告别，然后执行动作。因此，左角回损伤会妨碍阅读、写作和计算等抽象功能，而左缘上回损伤会阻碍协调熟练的动作。当我让你敬礼时，你想象出敬礼的视觉意象，在某种意义上，通过意象来指挥你的手臂运动。但是，如果你的左缘上回受损，你会困惑地盯着或者胡乱挥舞你的手。即使手部并没有麻痹或无力状况，你也很清楚地明白指令，但你的手部无法对你的意图做出反应。

额叶也有几种不同的重要功能。该区域中的一部分是运动皮质，也就是大脑中间沟壑前面的垂直带状皮质（见导读图2），它负责发出简单的运动指令。其他部分也参与策划行动并长时间牢记指令以完成执行。额叶的另一个小部分用来记忆，记忆时间只需足够完成任务。这种能力被称为工作记忆或短时记忆。

到目前为止还不难理解。但是当你走进额叶的前面部分时，你就进入了大脑中最神秘的未知区域：前额叶（见导读图2）。很奇怪，这个区域遭受巨大损伤时，人可以承受，也没有任何明显的神经或认知缺陷迹象。如果你与患者随意交流互动几分钟，你会发现她看起来完全正常。但如果你与她的亲人交谈，他们会说患者的性格已经变得像另外一个人了。“她已不再是她了，我甚至都不认识她了，她是最熟悉的陌生人。”你经常会从患者的配偶和挚友那里听到这些令人心碎的话。如果你继续与患者交流几个小时或者几天，你也会发现她的一些想法极其疯狂。

如果左前额叶受损，患者可能会远离社交，并明显表现出不愿意做任何事情。委婉地说，这叫作假抑郁症——“假”是因为，判定抑郁症的那些标准，如感觉阴郁状态、长期消极的思维模式，在对患者进行心理或神经检测时均未出现。相反，如果右前额叶受损，尽管患者看起来心情愉悦，但其实不然。前额叶损伤的患者的亲属尤其痛苦。这类患者似乎对自己的未来失去所有兴趣，也不会表现出任何道德上的愧疚。他可能会在葬礼上大笑或者在公共场合小便。最矛盾的是，他在大多数方面看起来都是正常的：语言、记忆力，甚至智商都没有受到影响，然而他已经失去了许多人性中最典型的特质：野心、同理心、远见、复杂人格、道德感和作为人类的尊严感。有趣的是，缺乏同理心、道德标准和自我约束在反社会分子中也很常见，神经学家安东尼奥·达马西奥指出，他们可能有一些额叶功能紊乱，只是在临床上未被发现。出于这些原因，前额皮质一直被认为是“人性所在地”。至于大脑中如此小的一块区域是如何协调复杂难懂的一系列功能问题的，我们仍不得而知。

是否有可能像欧文尝试的那样，分离出大脑的某一部分，使我们人类物种独一无二？答案是不太可能。似乎从未有一个大脑区域或结构被聪明的设计师重新植入大脑；在解剖学层面，我们大脑的每一部分在猿类大脑中都有一个类似的部分。然而，最近的研究已经确定有少数极其复杂的大脑区域，在功能（或认知）层面被认为是人类独有的。我在上文提到了三个区域：左颞叶的韦尼克区、前额皮质和每个顶叶的顶下小叶。其实，顶下小叶的分支，即缘上回和角回，从解剖学角度看在猿类脑中是不存在的（欧文听到这些一定很高兴）。人类这些区域的发展非常迅速，这表明在这些区域一定有重要的变化发生，临床观察也证实了这一点。

在这些区域中，有一种被称为镜像神经元的特殊神经细胞。这些神经细胞不仅在你执行动作的时候活跃起来，而且在你观察其他人执行相同动作的时候也会被激活。这听起来没什么，正因如此，其巨大作用很容易被忽略。这些细胞所做的是让你有效地感同身受，“读懂”他人意图——明白他人到底想做什么。你可以用自己的身体意象来模仿他人的行为。

例如，当你看到别人伸手去拿一杯水时，你的镜像神经元会自动在你的（通常是潜意识的）想象中模拟同样的动作。你的镜像神经元通常会抢先一步，让你在脑中演练别人将要做的动作，比如，她会把水举到嘴边喝一口。因此，你会自然而然地对他人的意图和动机形成一种设想——在这种情况下，她肯定是感到口渴，并采取措施解渴。你的设想可能是错的（她可能打算用水浇灭一团火，或者将水泼到一位粗鲁的求婚者身上），但通常来说，镜像神经元在猜测别人意图方面相当准确。就其本身而言，镜像神经元是自然赋予我们的最接近于心灵感应的东西。

这些能力（以及潜在的镜像神经元系统）在猿类中也可以找到，但只有在人类身上，它们似乎已经发展到能够模拟他人心智的某些方面，而不仅仅是他人的行为。不可避免的是，我们需要发展额外联系，以允许镜像神经元系统在复杂的社会环境中完成更加复杂的布局。破译这些联系的本质是当前大脑研究的主要目标之一，而不是仅说一句“这是镜像神经元完成的”。

理解镜像神经元及其功能的重要性不可低估。人类的社会学习、模仿、技能和态度的文化传播，甚至是我们称为“词”的那些拼凑在一起的声音群，这一切的核心可能就是镜像神经元。通过高度发展镜像神经元系统，进化过程有效地将文化转化为新的基因组。有了文化的武装，人类便可以适应恶劣的新环境，仅用一两代人的时间就弄清楚如何开发以前无法获得或有毒的食物来源，而不是通过数千代人的遗传进化来完成适应。

因此，文化成为进化压力的一个新兴重要来源，有助于帮助大脑选择更好的镜像神经元系统及与其相关的模仿学习。其结果就像滚雪球一样，越滚越大，最终在智人阶段达到顶峰。智人也是一种猿类，通过观察自己的心智反观整个宇宙。