劣质收音机和受控的幻觉

当代对预测性大脑的描述源于19世纪德国物理学家、博学大师赫尔曼·冯·亥姆霍兹。亥姆霍兹发明了眼科医生用于检查眼睛的检眼镜,提出了能量守恒定律,还对知觉理论很着迷。他认为我们只有通过一种无意识的推理或推断才能感知世界,也就是大脑会问自己:“基于我所知的一切,世界必须是怎样的,才能让我接收当前呈现的信号模式?”[10]这是感知系统一开始就要解决的问题。

你可能还没意识到这在我们的日常生活中有多么普遍。如果你在收音机上听一首熟悉的歌,即使信号很差,歌词和节奏听起来仍然出奇清晰。但如果在相同的信号质量下听一首全新的歌,声音似乎更加模糊,人声也难以辨别。正如亥姆霍兹所言,在每种情况下,你的大脑都在利用它所知道的知识来推断是哪些词和声音最有可能引发你耳朵当前接收有些不完整的听觉信号。但是大脑对熟悉歌曲的猜测要好得多,也使它听起来更加清晰。事实上,这种猜测会改变大脑的反应,这种影响一直“向下”延伸到早期听觉处理区域,从而使这些反应更符合预期的声音。在非常现实的意义上,你的大脑现在正在为自己播放歌曲的大部分内容,利用自身存储的关于外部世界的知识修复糟糕的传入信号。

这是大脑在发挥其所长,根据其期望听到的声音填充和完善缺失的信号,从而产生“良性幻觉”。大脑了解歌曲的旋律,以及特定歌手演唱的各种微妙之处,它可以利用先验知识在歌曲播放时积极预测听觉信号最可能呈现的模式。如果没有接收来自外部世界的有力反证,这些预测就将塑造我们的听觉体验,让歌曲听上去更清晰。

需要强调的是,与其说这是记忆耍的把戏,不如说是我们了解感知本身运作方式的绝佳机遇。大脑对熟悉的歌曲的预测有助于它从噪声中提取信号,使声音比劣质收音机信号本身呈现给我们的更加清晰。这种感知方式高度活跃,涉及沿信号处理链路从高级处理区域向感官外围下行传递复杂的预测,以及每当检测到严重的不匹配时生成预测误差。这种反向的信息流有时被认知科学家称为“自上而下”的信息流。在这些过程进行的同时,人类感知者本身也是活跃的:我们会试图通过例如抬起头或转动眼珠等身体动作收集关键感觉信息。这些动作也是由预测机器选择和启动的,创建了心智与身体活动的一体化网络。随着故事的推进,我们将会更多地谈及行动的作用。

一种对上述机制的生动描述是:它让预测占据了主导地位,使日常的感知变成了某种“受控的幻觉”[11]——大脑正在猜测世界是什么样的,利用感官证据来纠正和调整猜测。当内部猜测完全掌控一切时,我们只会产生幻觉,仅此而已。但如果猜测对感官刺激有适当敏感度——借助预测误差信号——猜测就是受控的,世界就能为心智所知。当我们从一台劣质收音机中听到熟悉的歌曲时,我们正受益于“良性幻觉”。尽管前言中提到的手机振动幻觉在那种情况下具有误导性,但它也是以同样的方式产生的。人类的一切体验都是以这种方式由预测处理过程构建的。我们通过预测世界来看见世界。但产生预测误差时,大脑就必须重新预测。