从概念细胞到读心术

尽管格罗斯的实验支持了存在着祖母细胞或者说识别细胞的可能性，但是还是有许多科学家对此表示怀疑。20世纪80年代，休伯尔曾说过：“对祖母细胞理论是很难当真的。”反对者的主要论据是：如果对世界上每个特殊的事物脑中都要专门有一个细胞对此起反应，那么由于世上的由不同特征组合起来的不同事物数无穷无尽，脑子里的神经细胞数目再多也还是不够用。这被称为“组合爆炸”。何况为了保险起见，每个这样的细胞还必须有备份，那就更不够用了。所以这些科学家认为应该用组合对付组合，即对每一个特殊的对象都有一组神经元构成的集群和它对应，但是和不同对象对应的不同集群可以共用某些神经元。这样不仅能解决由一些特征的不同组合可以构成许多不同对象的“组合爆炸”问题，也能回答为什么即使有些神经元死亡以后，不会对我们辨识不同对象产生灾难性影响的问题。然而以后的进一步工作说明了识别细胞甚至祖母细胞确实还是存在的。当然，这并不是说对任何事物在脑中都有一个特定的神经细胞和它对应。

20世纪90年代在许多医院中，为了治疗药石无效的癫痫病人，只能动手术切除病灶，为了确定这些病灶究竟在什么部位，需要在脑中埋藏多到10根的电极，并日夜监视这些神经元的活动，以确定哪些部位最先发生癫痫活动，由此得以确定病灶的精确部位。在等待病人癫痫发作的那段时间里，研究人员获得了千载难逢的机会，研究意识清醒的人脑中单个神经元对什么样的刺激才有强烈的反应。从1992年开始，在加州大学洛杉矶分校的神经外科医生弗里德（Itzhak Fried）的实验室里，研究人员让病人看演员、政治家、动物、建筑物等的图片，同时监视其内侧颞叶皮层（许多癫痫都是由此而起）的神经元，例如杏仁体神经元［它接受来自高级视皮层区域（和其他区域）的输入］的活动。英国生物工程师奎洛伽（R.Quian Quiroga）也参与了这一研究。在50幅图片中，病人的杏仁体神经元只对其中的3幅有反应：时任美国总统比尔·克林顿（Bill Clinton）的漫画、他的总统标准像，以及他和其他人在一起的合影。这个神经元对其他名人或其他总统的图片都没有发放。考虑到克林顿总统的知名度，对于经常在媒体上出现的克林顿总统，患者脑中能够形成针对他的神经元是可以理解的。也许识别细胞只对经常要接触到的对象（例如，名人、自己的祖母、狗，等等）起反应。但是对于他所不熟悉的人或物则需要许多神经元组成的集群才能表征。上面讲的两种假说都有一定的道理。

后来，奎洛伽在病人脑中同时监视40个神经元。他在每次试验以前都会询问病人最感兴趣的是谁，然后把有关这个人的图片放到100张左右的测试图片之中。结果，他在某些病人的海马神经元中又发现了一些类似的神经元，虽然这一次这些神经元起反应的不再是克林顿总统的照片。奎洛伽给病人看各种各样的照片，其中包括当红女星安妮斯顿［Jennifer Aniston，就是在美国电视连续剧《老友记》（Friends）中扮演瑞秋（Rachel）的那位女星］的各种照片，还有其他人的照片，风景照，动物和物体的照片。结果他在病人的海马中找到一些细胞，它们对安妮斯顿的各种照片都有猛烈的反应，而对其他照片都“视若无睹”。他在海马中还找到另一个细胞，它只对电影明星贝里（Halle Berry）起反应，不过这一次这个神经元不仅对贝里的标准照起反应，对她在《蝙蝠侠》（Batman）一片中扮演的带有面罩的猫女形象也有反应，甚至对屏幕上显示的她的名字都有反应，但对其他人像、建筑物和动物都很少反应。所以在这里引起反应的已经不只是贝里的视觉形象，而是贝里这位女演员的概念。奎洛伽甚至还发现，在一位酷爱数学的工程师的海马中有只对毕达哥拉斯定理a2+b2=c2才有反应的细胞。因此，他把这样的细胞称为“概念细胞”。另外，杏仁体和海马都不是负责视觉的脑区，所以牵涉的问题不只是特定对象的视觉形象，还牵涉对某个概念的记忆。

当然，像安妮斯顿细胞这样的神经元不可能是生来就有的，由于你经常看见名人、熟人或你熟悉的事物，每次见到时，在你的某些脑区中都有神经元发放类似的模式，而逐渐形成了这样的概念细胞。对于你偶尔遇到的人或物，就不会有此类概念细胞与之相对应。

概念细胞的发现给在特定条件下“读心”以新的可能性。美国加州工学院科赫实验室的瑟夫（Moran Cerf）在一位病人的脑里记录到一个对电影演员布洛林［Josh Brolin，《七宝奇谋》（The Goonies）中的主角］起反应的细胞，另外还记录到一个梦露（Marilyn Monroe）神经元。瑟夫在给她看的屏幕上同时显示布洛林和梦露的影像，当病人把注意力集中在布洛林上时，布洛林神经元的发放要强过梦露细胞。然后瑟夫用一个反馈电路，使得布洛林的影像逐渐清晰，梦露的影像逐渐变淡，直到实验结束时，显示屏上就只剩下布洛林的影像，病人对此感到非常高兴，她觉得是自己的意念控制了这一切。而在一旁的医生也一目了然地知道当时她想到的究竟是谁。当然，这样的“读心术”的能力还非常有限，只有在找到了一些概念细胞，并且在事先就知道这些概念细胞所对应的是什么概念时，才能做到这一点。