《意识的解析 14》

学习从接收信息开始。信息最本质的形式是感觉神经元细胞上的激励。卡哈尔很早就猜想神经传导的冲动会增强神经元细胞之间的连接。在二十世纪的五十年代，神经学家开始意识到神经激励会让神经细胞和突触产生变化。坎德尔出生在奥地利的维也纳。除了音乐，维也纳有几百年多重文化的传统。仅近现代的一百年里，维也纳出现过众多杰出人物，包括心理学家弗洛伊德，文学家茨威格，物理学家薛定谔，哲学家波普尔，和经济学家哈耶克。他们有一个共同之处，就是在德国纳粹的恐怖阴影扩展到奥地利之后被迫离开维也纳。那时，少年坎德尔也随父母移居美国纽约。坎德尔在哈佛大学就学期间接受到弗洛伊德意识理论的影响。之后，他又在纽约大学接受医学训练，开始在神经层面探讨人的意识，精神和心理。

坎德尔首先在海马体里探测神经元细胞的冲动和反应。但是海马体结构很复杂。坎德尔想起导师曾经的教诲，研究应该在单个神经细胞上进行。这也就是温伯格曾经提到的还原法原则，对于任何自然规律的理解最终要回归到自然界简单而基本的结构层面上。坎德尔找到海兔做为实验对象。海兔属于软体动物，就像是生活在海底的不背蜗壳的蜗牛。成年海兔可达半米长，但是它们的神经系统非常简单，只有两万多个神经细胞，汇集在九个神经节里。坎德尔的选择算得上一个冒险，因为他要探讨的人的神经活动和反应不一定在低级动物的海兔里发生。坎德尔从1962年开始研究海兔，一直坚持不懈努力了近四十年。

海兔体内最大的腹神经节有一毫米大小，肉眼可见。坎德尔经过多年的细心梳理，找到进出腹神经节的感觉神经和运动神经，分离出单个的激励-反应神经通路。他通过海兔神经通路的神经反应彻底阐明了学习的生物学机制。触碰海兔背部的吸管，引发吸管的感觉神经元细胞上的冲动，经过突触传导到背部幔腔里鳃的运动神经元细胞，导致背鳃收缩。连续触碰吸管之后，突触电势降低，释放的化学传递物质谷氨酸减少，最后甚至无法激发起背鳃的运动神经上的冲动。背鳃也就不会收缩了。这就是习惯化学习的结果。神经之间的突触连接减弱。但是，如果这时我们通过另一神经通路，触碰或者电击海兔的尾部，神经突触的电势便会变强，突触化学传递增强，又会让背鳃收缩。这是学习的敏感化。

海兔尾部的感觉神经元细胞除了连接背鳃的运动神经元细胞之外，还连接上一些中间神经元细胞。这些中间神经元细胞又和吸管的感觉神经元细胞相连。中间神经元细胞不仅和吸管感觉神经元细胞体搭连，而且在吸管感觉神经元与背鳃运动神经元细胞的突触前膜上连接形成另一个突触。当电击海兔的尾部时，中间神经元细胞也受到激励，在与吸管感觉神经结合的突触释放传递物质血清素。而血清素能够增强吸管感觉神经与背鳃运动神经的突触释放谷氨酸的功能，提高从吸管到背鳃的神经通路的信息传导，导致背鳃的收缩反应。经过触碰吸管加电击尾部的重复操作之后，海兔会在没有尾部受电击，只是中性的吸管触碰激励的情况下也会收缩背鳃。通过这样的训练，海兔完成了巴甫洛夫式的条件化学习。

—写于2023年4月2日（图片来自网络）