眾所周知, 貝多芬是耳聾的音樂家. 甚至在二十多歲時就開始失去聽力, 但是他繼續做曲到去世. 死後的檢驗顯示, 他的聽覺神經出了問題, 但是他記憶聲音、音符、曲調、音樂的聽覺皮質完好無損.
因此我們可以認定貝多芬在年輕時期, 已經充分地訓練了他的大腦. 原本聲音由耳朵接受後, 先傳導到聽覺皮質, 再由前額葉皮質結合其他皮質來理解聲音 [1]. 耳聾的貝多芬只能靠想像來模擬音樂, 也就是從前額葉皮質的記憶, 組合出聽覺皮質應該聽到的內容. “記憶" 這本書的第十章, 就在敘述這種高度發展的現象.
作者認為, 貝多芬經過多年的訓練, 使得皮質發展出捷徑. 也就是能夠用少量的初始輸入, 就建構出複雜又創新資料結構. 另一方面, 跟我們現在訓練 AI 模型一樣, 神經元之間的樹突連接需要修剪. 經過修剪之後的果樹, 會長出比較完美的果實. 經過修剪的神經元, 能夠更精準地給出更相關的輸出. 至於貝多芬的神經元是否經過修剪, 我們只能推論他跟普通嬰兒一樣.
小嬰兒在成長中也需要不斷修改樹突, 慢慢地去蕪存菁. 若貝多芬從小就生活在充滿音樂的環境, 我們可以推論他的神經架構已經修剪成適合音樂的樣子. 通常感覺皮質的修剪程序在三歲時達到巔峰, 然後整個修剪速率持續下降 (p. 345). 前面講到感覺皮質只是前額葉皮質的前處理, 那前額葉皮質怎麼修剪呢?
前額葉皮質最初只是堆放資料, 要到青春期才開始修剪 (p. 347), 直到二三十歲為止. 因此貝多芬的大腦在二三十歲耳聾之前, 其實系統已經安裝完畢. 安裝好的系統有甚麼特點呢? 先回頭描述大腦的構造包括灰質與白質. 灰質是神經元, 白質是神經元長出來的軸突. 白質會隨著大腦的發育而增長 (p.347), 這個過程叫做髓鞘化 (myelination). 髓磷脂 (myelin) 會纏繞在神經元上, 它們是絕緣體, 能加速信號的傳輸, 提速可高達一百倍. 並且這些髓鞘的結構還能阻止神經元對神經元的放電, 確認信號往正確的方向移動.
上圖取材自WIKI 髓磷脂
每逢人類接受到新的資訊, 大腦就會對樹突增強或是犧牲. 終其一生, 人類的大腦都在重複這個模式. 作者認為, 如果修剪得太少, 讓樹突過度連結, 可能會罹患自閉症. 像是數學和記憶能力超凡的 “雨人". 反之, 如果修剪過度, 發生連結上的錯誤, 那麼可能罹患思覺失調 (p.359), 也就是俗稱的精神病. 一般認為思覺失調是多巴胺的神經傳遞過於活躍. 但作者認為大腦網路錯誤, 多巴胺送到不該送的地方, 讓錯誤的行為也能得到獎勵才是思覺失調的主因.
作者總結出: 人類在小時候感官比較敏銳, 長大後感官功能下降, 但推理和預測能力增加作為互補. 等到慢慢變老, 老人對世界上的事物已經不再感覺新鮮, 不再需要將短期記憶儲存為長期記憶 – 這是海馬迴的主要功能. 久而久之, 將導致海馬迴體積變小, 效率下降. 不但新的東西學不起來, 在需要提取長期記憶時, 同樣也會發生困難. 貝多芬大約 57 歲過世, 我們可以推論他在有生之年, 對大腦的使用都非常有效率.
[REF]
Cash Chou's Blog 