大腦地圖—讀書筆記
為什麼回憶一件事像在重溫？
為什麼我要用雙手去觸摸感受？
為什麼我想象不出「五感」之外的感覺？
為什麼兒童比成人更擅長學演奏樂器之類的新技能？
為什麼我不能同時關注周圍的一切？
這都跟大腦有關，那麼這本書為什麼叫大腦地圖呢？從定義上講，地圖是對其他事物的空間表達，所以大腦地圖自然就是對大腦中其他事物的空間表達。比如視覺、聽覺、觸覺；運動、意圖、抽象思維等能力。
可以說，大腦地圖就是對承擔不同功能的不同大腦區域的形象化表達，比如大腦後部的某個區域，承擔着處理視覺信息的職責，所以我們稱之為視覺地圖。
這本書是一場通向大腦的探索之旅，展示了蝕刻在灰質中的地圖如何塑造感知、思維和行動，以及科技如何利用它們讀懂大腦。在書中，作者用令人難忘的真實故事、前沿的科學研究和生動的插圖揭示了大腦地圖的奧秘，為我們認識自身地位和內心世界打開了一扇窗。
大腦的作用
1904年，為了爭奪領土和海上霸權，日本和俄國之間爆發了慘烈的日俄戰爭。在這場戰爭中，俄國軍人用上了新式的莫辛納甘91式步槍，這種步槍射速快、射程遠，它射出的子彈在擊中人的頭部時，往往會直接穿過大腦和顱骨，留下邊緣整齊的彈孔，但讓人沒想到的是，這並沒有對大腦內部組織造成太多傷害，很多日本士兵在頭部中槍後都活了下來，這意外地提高了頭部中槍士兵的生存率。
但奇怪的是，不少後腦勺中槍的士兵發現，自己雖然眼睛沒受傷，但視覺卻出現了問題。他們的視線里會出現一個空洞般的盲點，這個盲點的大小和位置因人而異，還會跟隨視線而移動。年輕的眼科醫生井上達二敏銳地意識到，這個現象中很可能隱藏着大腦與視覺之間的秘密。
科學界發現，大腦處理視覺信息的部分靠近腦後，但因為缺乏足夠的研究樣本，一直沒人找到其確切位置。井上是幸運的，日俄戰爭的傷員給他提供了足夠多的觀察對象，在檢查每一個士兵的盲點及其頭部彈孔位置後，他通過論文詳細闡述了自己的發現，他指出，人腦內存在一張視覺地圖。
這張地圖分為兩半，對稱分布在左右腦的最後方，而且和對應的視野相比，視覺地圖是上下左右顛倒的，右視野反映在左腦，左視野反映在右腦，下半部分視野對應視覺地圖的上方，上半部分視野對應視覺地圖的下方。
更重要的是，這個視覺地圖還嚴重失真，對應中心視野的部分所占比例格外大，就像在中心視野區域放了個放大鏡一樣。
大腦地圖的用途
大腦有點兒像芯片，芯片裡晶體管的數量越多，芯片性能就越強，同理，大腦里神經元的數量越多就越聰明。那這是不是意味着，神經元就越多越好呢？
其實多長神經元也要付出很大的代價。神經元是能量消耗大戶，它發出的每一次脈衝，都必須泵入和泵出特定的分子，這些微型泵晝夜不息，能耗很大。大腦只占人體體重的2%，卻消耗了攝入能量的22%，它對我們身體帶來的能量負擔可見一斑。
另外，神經元也很占用空間，單個神經元需要直接與大腦中其他數百個神經元相互連接，才能充分發揮功能，連接的結構是樹突和軸突，都會占用體積。可以想象，如果大腦中神經元的數量太多，我們的腦袋顯然就會盛不下。
神經元既耗能又占地方，所以並不是越多越好，動物們必須結合自身實際量力而行。而且為了節約樹突和軸突所占用的空間，大腦中互相連接、承擔相似功能的神經元一般會緊挨在一起，比如負責視覺的神經元相互靠近，負責中心視覺的神經元相互靠得更近，負責中心視覺中某一個點的神經元相互貼着彼此。不難想象，當每個視覺點對應的神經元都彼此靠近時，大腦中就會投射出視覺地圖的輪廓。
比如，當我們看到絢爛的晚霞時，大腦通過眼睛接收到了什麼信號呢？早期研究者給貓看各種圖片，然後在大腦皮質上記錄神經元在貓的眼睛看到不同圖片時發生的電活動。研究者發現了幾個很有意思的規律。 首先，大腦皮質上有專門控制視覺的區域，被稱為視覺皮質，視覺皮質的神經元會對眼睛看到的東西產生反應。有趣的是，視網膜的神經元和視覺皮質的神經元雖然都會對眼睛看到的東西產生反應，但卻有很大的不同。視網膜的神經元傾向對簡單的形狀產生反應，而視覺皮質的神經元則對複雜的形狀，甚至會對沿着某一方向運動的物體產生反應。
所以我們可以理解為，視覺皮質是更高級的司令部，對視網膜前線傳來的信息進行整合歸納，然後告訴我們看到了什麼。 視覺地圖的框架被構建出來了，但這還不足以讓視覺地圖完全發揮作用。為了進一步提高效率，大腦地圖還得進行失真處理。
比如你很難用餘光看清書上的文字。這個現象其實正好對應我們眼球的視網膜構造，視網膜的中央區域名為中央凹，這裡的光感受器比其他地方密集得多，大腦就得拿出更多神經元來處理中央凹的視覺信號。所以視覺地圖在基本輪廓之上，還得進一步失真，才能滿足處理視覺信息的需要。
那為什麼我們不能讓整個視野都變得清楚呢？其實不是不想，而是不能，因為要想讓外圍視野也像中心視野那樣清楚，視覺地圖所占面積就得增大13倍，我們的大腦寸土寸金，每個區域都有自己的職能，它顯然沒有那麼多面積可供揮霍。
所以大腦選擇了折中方案，全力保全中心視野，相對忽視周圍視野，通過眼睛的快速移動和不停掃視，確保我們能及時看到有用信息。
總的來說，大腦地圖本質上是大腦綜合資源做最重要的事，對現有資源進行合理布局和分配的產物。它的用途是讓我們用有限的大腦資源，儘可能多、儘可能好地處理外部信息，從而應對生存挑戰。
大腦地圖的意義
其實大腦中的其他地圖還有很多。比如大腦皮質中從耳後延伸到頭頂的一個細長區域，被稱為初級體感皮質，這裡的神經元組成了大腦的觸覺地圖。
觸覺地圖的不同位置依次對應着身體不同部位的觸覺，從口腔、舌頭、嘴唇，到臉、大拇指、手指、手掌、手臂，再到軀幹、骨盆、腿和腳。這些部位的觸覺傳感器一旦接收到信號，就會把信號傳送到觸覺地圖中的對應區域，觸覺地圖負責處理這些信號，然後我們才會感受到觸覺。
在身體的某個部位，對應的觸覺地圖面積越大，這裡的觸覺就越敏感。比如手指對應的觸覺地圖面積很大，所以手指觸覺就很敏感，而軀幹對應的面積比較小，觸覺自然也就遲鈍一些。手指和軀幹自身的表面積，和它們對應觸覺地圖的面積不成比例，可見，觸覺地圖也是嚴重失真的。
比如，我們可以學習數學，可以進行數學計算，這就是因為我們靈活地挪用了多張地圖。人的大腦頂葉中有幾張簡單的數字地圖，這些數字地圖能讓我們理解一些比較小的數字，比如6以內的整數。但在理解更大的數字時，現有的數字地圖就不夠用了，那怎麼辦呢？
其中一種方式是讓數字與空間建立起聯繫。比如空間的左邊代表着小數，右邊代表着大數，在比較兩個數字的大小時，我們會下意識地對數字進行空間排列，誰在左邊誰就更小。
當然，這只是對數學思維大幅簡化的描述，但它足以體現出大腦的靈活性。大腦能夠按需挪用多張地圖，利用少數幾種能力靈活組合出無數種複雜能力，這樣就能在不增大顱骨大小的情況下，無限擴大思想疆域。
大腦地圖的發育過程
大腦由上千億個細胞組成，在這個無比複雜的器官中雕琢一張張地圖，往複雜了說是項超級工程。但往簡單了說，大腦地圖的發育其實也就兩步，第一步是根據基因搭建框架，第二步是參考環境重新布局。
根據基因搭建框架
大腦地圖的發育從胚胎早期就已經開始，在多種化學物質的指引下，新生的神經細胞陸續遷移到指定位置，為成人後的大腦區域奠定了基本藍圖，規定了各個大腦地圖的相對大小和位置。
比如，眼球視網膜里的神經細胞一旦入住新家，就會立刻長出長長的軸突，這些軸突不斷摸索前進，在此期間，大腦分泌的化學物質會告訴軸突該往哪裡生長，並讓軸突從原始眼睛的位置跋涉到大腦中一個名為丘腦的區域，並在這裡與丘腦的神經元精準對接。隨後丘腦中負責處理視覺信息的神經元又會長出軸突，向初級視覺皮質移動，並與那裡的神經元建立連接。
通過這種模式，初級視覺皮質中就可以構建起視覺地圖的框架。構成視覺地圖的神經元需要相互配合才能真正發揮作用。所以身體接下來會訓練「視網膜—丘腦—初級視覺皮質」之間連接的協調性，發育中的視網膜細胞會自發地產生神經活動波，先後在丘腦神經元和初級視覺皮質神經元間傳遞，通過這種訓練來提升它們的協調程度。
參考環境重新布局
胎兒出生後，大腦地圖離定型還差得遠。在生命早期，大腦地圖很容易受到環境因素的影響，新生兒在出生後會不斷收集外界信息，然後根據接收到的信號來調整成長路徑。有研究發現，通過加強新生兒對特定領域的學習，大腦地圖就能調整資源投入，讓對應大腦地圖的神經元生長出更多連接，從宏觀上看，這些大腦地圖所在區域就會變厚。
這一現象已經被實驗證明過多次，比如只要每天給住院的早產兒播放3小時母親的心跳聲，或者在子宮裡能聽到的外界聲音，嬰兒的聽覺皮質就會逐漸變厚。如果經常撓嬰兒的腳趾，嬰兒觸覺地圖中腳趾所對應的區域也會變厚。
不過，這種調整主要發生在人的生命早期，隨着年齡變大，調整程度會變得越來越小。
比如有些嬰兒患有先天性白內障，出生後視網膜細胞無法接收到外界視覺信號的刺激，這就會對視覺地圖的發育過程造成嚴重破壞。如果嬰兒的白內障在出生幾周內被切除，之後恢復正常視力的概率就很大，此時大腦地圖還有高度的調整靈活性，之後每延遲一周，孩子恢復正常視力的概率就會下降一點兒。如果遲遲沒有視覺信號的刺激，視覺地圖的功能最終就會徹底退化。
可這是為什麼呢，其實，這是大腦一種適應性策略，能確保大腦沒有任何部分被浪費掉。有些先天失明的孩子，他們的視力無法通過手術矯正，註定生活在黑暗之中，那這樣一來，他們大腦中的視覺皮質和複雜的視覺地圖就沒有用了，就這麼扔在那裡用不上，實在可惜。幸運的是，成長過程中大腦並不會放棄這塊區域，最終盲童的視覺皮質會被重新劃分，獲得新的用途，比如參與語言處理，成為語言地圖的一部分。 那我們該如何讓大腦地圖更好地為自己服務呢？
比如，近幾十年來，人們越來越認識到胎兒環境和早期生活經驗，會對人的健康和幸福產生強大而長期的影響，胎兒和童年時期的經驗甚至能塑造我們一生的生理機能。 新生的仔鼠出生時看不見東西也走不了路，這時母鼠會經常舔仔鼠，來給仔鼠撫慰，而仔鼠出生後一周內被舔的次數多少，直接決定了未來對壓力的生理反應程度。和經常被母鼠舔的仔鼠相比，很少被舔的仔鼠長大後體內的應激激素水平更高，更容易受到驚嚇，更難融入新環境，而且這種影響會持續一生。原因簡單來說就是，早期經驗會重塑它們的大腦和身體，讓其時刻為不確定性和危險做準備。
對於人類來說也是如此。二戰期間，被納粹德國占領的荷蘭曾經歷大規模饑荒，雖然饑荒持續時間不長，而且荷蘭人民在戰後也過上了很好的生活，但那個饑荒的冬天還是給當時孕育或出生的孩子，帶來了一道看不見的傷疤。母親經受的飢餓影響了胎兒環境，導致這些孩子在以後的生活中頻頻出現與2型糖尿病和肥胖有關的代謝紊亂。
這些例子都表明，胎兒時期和童年時期的經驗能夠影響我們的身體，並改變我們一生的生理機能。童年是一段緊張的學習和準備時期，是身體和大腦從環境中瘋狂學習的時期，它會銘刻於你的內心，左右你未來的命運。
我們所能做的，就是充分認識到童年時光的寶貴性，努力給孩子們提供豐富和互動的生活環境，以便幫助他們形成各種各樣的地圖，這些神經基礎將為他們的一生帶來便利。
