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[科普中国]-联觉

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释义和原理“另一种通道”

本来是一种通道的刺激能引起该通道的感觉,现在还是这种刺激却同时引起了另一种通道的感觉,这种现象叫联觉。

例如,色觉又兼有温度感觉,例如,红、橙、黄色会使人感到温暖,所以这些颜色被称作暖色;蓝、青、绿色会使人感到寒冷,因此这些颜色被称作冷色。还有一种色觉称“光幻觉”,可伴有味、触、痛,嗅或温度觉。“语—色联觉”是指某些词汇引起的色觉。日常生活中,人们常说“甜蜜的声音”、“冰冷的脸色”等等,都是一种联觉现象。人们在绘画、建筑、环境布置、图案设计等活动中经常利用联觉现象以增强相应的效果;有些画家进行过联觉实验,比如用鲜明的色调对比引起一种非视觉的反应;联觉还被许多诗人用做一种创作手段。不妨想像一下,如果声音能用视觉感知,而味道能用听觉感知,那将是什么样的情景;可能会看到带颜色的音符,品尝到甜的或咸的歌曲,触摸到粗糙的乐曲。

有时,在有些人身上产生的联觉在别人身上并不一定存在。例如,一个儿童看到红色会觉得酸,看到蓝色觉得苦,这种联觉的现象非常特殊。别人不一定会有这种联觉。有这种联觉的儿童,长大以后他的这种联觉也可能消失。

理论支持如何解释这一现象,目前科学界存在多种理论,其中一种是在20世纪80年代由神经学家理查德·系托维奇提出的。他认为,这种紊乱现象是由大脑中最原始的边缘系统,或者说主管情绪的大脑区域造成的异常活动。“这是一种所有人都会产生的现象,只不过一些人对此有意识。”

西托维奇的理论没有多少支持者。卡列哈斯认为:“建立在客观数据基础上的所有理论都认为,联觉现象是因大脑不同区域之间存在额外联系而造成的。”例如,当一个物体的反射光抵达眼部后,视网膜上的视觉神经脉冲就会一直作用到大脑后部,在这一区域会对物体的形状、颜色、厚度和运动产生图像。接下来,这些特性就会在大脑颞叶和顶叶的不同区域间分配,进而做进一步的处理分析。

例如对于颜色的分析,有关信息会抵达大脑的V4区域,这是一个纺锤形的脑回区,该区域也对每个数字的形状产生概念。美国加州大学大脑和认知研究中心的两位研究人员认为,数字——色彩联觉现象可能是大脑V4区域与毗邻区域之间交叉活动的结果。

分类按照人的感官分为3类

化学的(如:味觉、嗅觉)、机械的(如:触觉、听觉)和光学的(如:视觉)。联觉又叫做通感,据科学家的统计全世界每2000人中只有一人。但通感研究者也有一个说法,跟基因遗传有关系。 联觉者的感官知识部分联系在一起,有的人是2种感官联系在一起,少数人是3种感官联系在一起的。联觉的分类是分成以下几类的:

2种感官

字母--颜色联觉;符号--味觉联觉;声音--颜色联觉(听到声音看见五彩颜色的彩带飘在空中);声音--味觉联觉;

3种感官

时间--空间--情感联觉(注释:拥有这种联觉能力的人对历史教科书等过目不忘);

一种随着人成长而丧失的能力

在潜能上,每一个人都能体验联觉的感受,惟一的困难在于将这种感知上升到意识层面。

美国神经学家理查德·西托威克(Richard Cytowic)在其《尝出形状味道的人》(The Man Who Tasted Shapes)的一书中说:“我们可以把感觉与电视转播信号相比拟。电视信号从演播室出发,经过漫长的旅程,最后传送到电视机上。电视屏幕上出现的画面可比作我们正常的感觉,信号在其行程的终点被转换成电视图像信息。但是如果我们能在信号传送的中途截获并解读它,我们看到的东西就不同于电视画面:这种经验可以与联觉的感受相比拟。”

5种不同的类别

在15年的研究中,西托威克估算了这种现象在人群中的发生率:大约在25000人中有1人具有较稳定的联觉感知。在这些人中大部分是女性,因此可以设想,联觉是一种与X染色体相关联的遗传特性。实际上,继承这个特性就意味着要打乱发育期间的一种进程,在这一进程当中,人的感觉被“分为”5种不同的类别。

在西托威克看来,这种感觉分类的过程从胎儿大约4个月时就开始了,直到青春期才彻底结束。

1年多前,英国剑桥大学的西蒙·巴伦-科恩(Simon Baron-Cohen)在《自然》(Nature)杂志上发表的研究文章再一次证实了这个论点。他认为,各种感知能力在开始时是融合在一起的,只是在成长的过程中才逐渐被分开。因此,对一个婴儿来说,妈妈的声音很可能带有美丽的颜色和温馨的香气。

研究进展在某些人身上,各种感觉区之间的联系是如此之多,以致没有发生感觉的分离,从而在成年后出现了联觉的感受。在外人看来,他们是一些特殊的“幸运儿”,得以自动获得这种感觉,事实上他们并不想这样。对于他们来说,世界可能完全是另一个模样:伴有视觉的声音类似于五颜六色的烟火,对语言和抽象的概念与颜色混在一起。西托威克解释说:“多数情况下,两种合并的感觉往往是视觉和听觉。如清脆的铃声可能引出一组三角形,出现在自己面前约15厘米远的地方;狗的叫声可能与一组运动着的圆和点联系起来。”发生这种联觉是因为负责这些感觉的大脑皮层区很接近:解读颜色的皮层区与解读数字和声音的皮层区都相距很近。

感观麻烦(西班牙《趣味》月刊2007年8月号文章:感观麻烦.有删节)

春天清晨,路易斯都是边看报纸边吃早餐。他喜欢紧跟时事,但是除此之外,阅读还能带给他独一无二的感受。每看一页报纸,他的大脑中都会出现不同的色彩,比如A版让他联想起蓝色,D版则是绿色,H版也许是黄色。而且每一个字母也能带给他相同的感受。

克里斯蒂娜一直希望成为一个钢琴演奏家,但是每当她坐在琴前,手指碰触琴键的时候,一股强烈的色彩感就会冲击全身,就好像遭受了一次棍击一样痛苦。这让她不得不放弃了梦想。克里斯蒂娜和路易斯的感受并非幻觉,而是联觉。联觉是一种奇怪的可以以不同方式变现出来的感观混合现象。一些人“看”到了声音,另一些人可以“感觉”到色彩,或者“嗅”出形状。由剑桥大学心理学家科恩领导的联觉研究组发现,每2000人当中就有1人拥有联觉能力。

自1880达尔文的表弟弗朗西斯.高尔顿在《自然》杂志上描述了第一例联觉现象后,针对这种认知变化的研究就一直在经历起起伏伏的探索过程。今天,全世界的神经学家都在研究联觉现象。科学家肖恩·戴就是一位拥有联觉能力的人,他把联觉分为了40种类别。感观混合可以是各种各样的,一个人可以同时拥有不同的感观混合现象。最常见的现象是通过形状、气味、声音或者味道感知到色彩。

联觉:让你听见颜色的超能力?(科学人 杂志知识库 2003年6月号 第 16 期,有删节)

布雷克斯利捏制汉堡牛肉饼时,他的嘴里出现鲜明的苦味。琼斯(假名)听见钢琴弹出升C 的音符时,她的眼前出现蓝色,其它的音符则引发不同的色调,因此钢琴的琴键就像是标上了颜色一样,让她容易记住以便弹奏音阶。还有,柯尔曼看着印在纸上的黑色数字时,他看到的是有颜色的字,每种有不同的色调。

布雷克斯利、琼斯及柯尔曼属于一小群具有「联觉」(synesthesia)【1、2】的人,除此之外一切正常。他们以非常的方式去经历平常的世界,好似存在于幻想与现实之间的神秘无人之境。对他们来说,触觉、味觉、听觉、视觉以及嗅觉等感觉都混合在一起,而非各自分离。

**有关联觉的常见解释,**是说受影响者只不过又经验了童年时期的记忆与联想罢了,可能是某人在孩童时期玩弄冰箱上头的磁铁,数字5是红色,6是绿色。不过,这种理论并不能回答为什么只有一些人保留了如此鲜明的感官记忆;不论年轻时你经验过多少次冰与雪,你在看一幅冰块的相片时可能会「想」到冷,但你大概不会真的「感觉」到冷。

另一个常见的说法是,具有联觉的人形容降 C音 是「红色」,或说鸡肉尝起来「很刺人」,不过是在打比方罢了,就好比在英文中会用「吵闹」来描述花俏的T恤,或者用「尖锐」来形容浓重的起司。我们的日常用语之中,充满这种与感觉有关的隐喻,或许具有联觉的人只是在这方面更有天赋罢了。

1999年,我们决定试着弄清楚「联觉」是否的确是真实的感官经验。这个看似简单的问题,已经困扰了研究人员有数十年之久。普通的做法之一,就是直截了当地问受试者:「这只是你的记忆,还是你真正看到了颜色,就好比出现在你正前方一般?」我们试着发出这些问题,却未能得出太多进展。

有些受试者确实回答:「喔,我的确看得清清楚楚。」但更常见的反应则是:「我好像看到了,又好像看不到。」或者「那不大像是记忆;我看见的数字很清楚是红色,但我又晓得那不是红色,而是黑色;所以我想那一定是记忆了。」

要确定某种效果真的是来自知觉,心理学家经常用一种简单的测验,称为「凸显」或「区隔」。如果你要在一整片垂直的线条中,找出散布在里头的一组倾斜线条,这些倾斜的线条会像鹤立鸡群一样明显;你确实可以在瞬间就将斜线从背景的直线中区隔出来,好比说斜线排成三角形,在脑子里形成独立的形状。同样地,如果背景主要是由绿色的小点所组成,然后要你去找寻其中红色的点,那么红点便会凸显出来。反之,一组黑色的数字2散布在同样颜色的数字5当中,就几乎可以隐身其中(参见105页插图);除非你一个个数字检查,否则就难以分辨,就算每个数字2与其隔壁数字5之间的差异,一如斜线与垂直线一样明显亦然。因此我们得出这样的结论:只有某些根本或初级的特征,好比说颜色及线条走向,才能提供形成群组的基础;而较为复杂、带有意义的符号,像是数字,就不成了。

于是我们想知道,如果把混杂在一起的数字拿给具有联觉的人看,好比可以把数字5看成红色、把数字2看成绿色的人,会有什么样的结果。我们把一组数字2排列成三角形,如果联觉是种真正的感觉,那么我们的测试者将很容易「看」出一个三角形来,因为对他们来说,数字应该是有颜色的。

我们以志愿的受试者进行了凸显实验,答案可是一清二楚︰与正常人相比,具联觉者有高达90%的正确率,可辨识出由成群的数字所形成的样式(这个机率与不具联觉者在字母颜色各异的情况下得出的结果,正好是一样的)。这样的结果证明,由数字所引发的颜色感是真正的感觉,并非由联觉者所捏造;他们不可能靠造假而有那么好的结果。在另一个令人印象深刻的例子中,我们要求一位将数字5看成淡红色的联觉者看着计算机屏幕,我们偷偷把原本不带颜色的数字5逐渐加上红色,而他却毫无所觉,除非在红色变得相当深之后才会发现;如果我们加上的是绿色,那么他马上就能够看出。

脑中如何处理视觉讯息?

证实了联觉的真实性,就带来下面的问题:为什么有人会经验到这种奇特的现象?我们的实验让我们倾向下面这种想法:具联觉者所经验到的现象,是由于脑中配线发生错接所造成。这个基本的概念早在100年前左右就有人提出,不过目前我们已经找出这种「接错配线」的现象可能发生在脑中什么地方,也知道是如何发生的。

各个脑区彼此交错活化

假定神经线路的错置确实是造成联觉的根本原因,那为什么会发生呢?我们晓得这种现象在家族中盛行,因此具有遗传的成份。或许某个突变造成原本分离的两个脑区之间出现了连结,又或许突变导致了修剪某些区域之间多余连结的机制出了问题,使得原本只应该留下少数的连结,却多出了许多。如果这种突变只在某些脑区表现(产生作用)而其它区域没有,那么这种东一块西一块的补丁,或可解释为什么有些具有联觉的人混淆了颜色及数字,而其它人在听见音素或乐音时看见颜色。具有某一种类型联觉的人,还可能拥有另外一种,这种现象更加重了上述想法的可能性。

虽然一开始我们认为联觉是由于实质线路的误植,但目前我们了解到,同样的现象也可能出现在线路(脑区之间的连结数目)正常、但脑区之间负责沟通的化学物质失去平衡的情况。因此我们现在的说法是:交错活化。

举例来说,相邻的脑区通常会彼此抑制对方的活性,这有减少干扰的作用。如果有某种化学上的不平衡降低了这种抑制,好比说阻断了某个抑制性神经传递物的作用,或是不再制造该抑制性物质,就有可能使某区的活性引发其相邻脑区的活性。理论上,这种交错活化也可以发生在相隔甚远的区域之间,因此或可解释一些不那么常见的联觉型式发生的原因。

还有其它的实验也支持交错活化的理论,甚至还有助于解释不同联觉型式的产生原因。其中一个实验利用称为「排挤效应」的视觉现象(参见右侧下方插图)。请你注视影像当中一个小十字,一旁还有个数字5,你会发现,就算不直接注视该数字,你还是很容易就看到它。但如果我们在数字5周围放上四个其它的数字,好比是3,这么一来,你就不再能认得出5来了,它看起来就像是失了焦。

具有正常感觉的自愿受试者,能够正确辨识出中间那个数字的能力,跟用猜的差不了多少,这并不是因为5位于视野边缘而变得模糊所致,因为原来在没有3的环绕下,你可以把5看得清清楚楚。你未能辨识的原因,是由于注意力有限;位于旁边的一堆3,分散了你对于中央数字5的注意力,而让你看不到它。

以颜色为代码的世界

在一项测定视觉区隔能力的实验中,将特定颜色与一定数字产生联结的联觉者,可以一眼看出在白底黑字中隐藏的排列形式,但具有正常认知的人必须一个字一个字搜寻才能挑出来。

在一项认知测验中,“不可见”的数字会向联觉者现身。具有联觉者可以经由中央数字所引发的颜色,推论出那是什么颜色。

随着招募了更多的志愿受试者之后,我们马上发现,并不是所有将外在世界着上颜色的联觉者都是一样的;对有些人来说,甚至一周当中的日子及一年中的月份都会引起颜色,例如星期一可能是绿色,星期三是粉红色,而12月是黄色等。

隐喻的能力

我们与美国圣地亚哥沙克生物研究院的鲍恩顿进行脑部显影实验,初步证据显示,V4颜色区的局部活化方式,与我们对于联觉的交错活化理论所预测的相符;英国伦敦精神研究所的葛瑞(JeffreyGray)及同事也报告了类似的结果。让联觉者观看黑白数字,在脑中引起兴奋的区域,除了与正常人相同的数字区外,还包括颜色区。我们的研究小组还发现不同种类联觉之间的差异:一位具有较低等联觉的受试者比起对照组来,其前期处理颜色的脑区有更高程度的活化;反之,具有较高等联觉的受试者,这些前期脑区的活化程度则较低。

对于联觉的神经作用基础有所了解,有助于解释一些画家、诗人以及小说家的创造性。根据一项研究,具有创造性的人表现联觉的比率,是一般大众的七倍高。

许多具有创造性的人所共有的一项本事,是使用隐喻的能力。(「那是东方,而朱丽叶就是太阳。」译按:此为莎士比亚《罗密欧与朱丽叶》中的一句。)就好似这些人的大脑组成可将看似不相干的领域给连了起来,譬如太阳和美丽的年轻姑娘。换句话说,一如联觉将看似不相干的感觉实体做了任意的连结,譬如颜色及数字,而隐喻则是将看似不相干的「概念领域」给连结在一起。也许这并不只是巧合而已。

联觉及将不相干的观念与想法连在一起的倾向;简言之,就是具有创造力。这或许能够解释为什么看来没什么用处的联觉基因,能在人类族群当中存续下来。

我们的研究除了能弄清楚艺术家为什么更容易经验到联觉之外,还指出我们每个人多少都具有这方面的能力,而且这项特征还可能为抽象能力的演化给铺了路;那可是造成人类出类拔萃的能力。在这方面扮演一角的TPO(以及位于其中的角回),平常就参与了横跨不同模式的综合作用。据信TPO也是触觉、听觉及视觉讯息的汇聚之所,因而能够建构出高阶层的知觉。譬如说,猫是毛茸茸的(触觉)、会发出喵呜及呼噜声(听觉),同时具有某种外形(视觉)及气味(嗅觉)的实体;所有这些感觉马上就汇整出猫的记忆,或是「猫」这个字的发音。

人类脑部的高层级功能

与猿及猴相比,人类的角回比例超大。有没有可能刚开始是为了要进行跨模式的联系而演化出来,到后来则由其它更抽象的功能(好比说隐喻)所征用?

大脑皮层的角回执行了最基本的一种抽象概念:从一组非常不同的实体当中抽出共同的特性来。我们还不知道它是怎样办到这一点的,但只要出现了跨模式的抽取能力,也就可能为形式更复杂的抽象概念铺路。伺机将某种功能取代变成另一种,是演化上常见之事,譬如哺乳动物耳中供听觉之用的骨头,是从爬虫类的颚骨演化而来。除了产生隐喻及抽象思考外,跨模式的讯息抽取甚至可能促成语言的起源。

我们刚开始研究联觉时,对于它会带领我们走向何处并没有任何概念;我们更没有想到这个令人迷惑、长久以来被贬视为奇闻轶事的现象,竟然可能提供了一扇窥视思想本质的窗子。2

其他观点什么是联觉?

联觉(synesthesia)一字由希腊词根syn(一起)与aisthesis(认知)组成,代表某些在其他地方都正常,能够经验到两种或更多中感觉相混的人。

几十年来,这种现象都被斥为造假,或只是由于记忆所致,但最近却显示那是真实的感觉。发生的原因可能是由于“交错活化”所致,亦即原本两个分离的脑区互相引发对方的活性。

科学家研究参与联觉的机制,也同时得知了大脑如何处理感觉讯息的一般过程,并知道如何在看似无关的输入讯息之间产生抽象的链接。

关于联觉的常见疑问

是否有不同种类的联觉?

科学上记录的越有50种。这种情形有家族遗传性,在女性及有创造力的人身上可能较常见,大约每200人当中有一位。最常见的一型,是在看见数字或聆听音乐时会引发颜色感。有一个罕见的类型,可以把每个字母都与男性或女性产生关联;这是大脑具有倾向吧世界一分为二的例证之一。

如果某位联觉者将单个字母或数字与某个颜色产生对应,那么当他看到两个非常靠近的字母,譬如“ea”或是两位数,譬如“25”时,又是如何?

他会看到对应各个字母及数字的颜色。但如果几个字母或数字太靠近,他们就会彼此抵消(颜色消失),或是当两个都引发同样的颜色时,彼此会有加强作用。

如果具联觉者能说不止一种语言会如何?

一种语言会带有颜色的形素,但另一种(或更多其他种)可能就没有,或许不同的语言由脑中不同区域来表现。

如果具联觉者只是在脑海里想一个字母或数字,又会如何?

想象可以比真正看到实体引发更强烈的颜色感。或许想象的活动与看到真正的颜色,活化了同样的脑区,但由于视网膜没有传来真正的数字讯息与之竞争,因此想像的数字引发了更强烈的联觉颜色。

联觉是否会增强记忆?

可以的。已逝的俄国神经学家庐力亚描述过一位拥有惊人记忆力的记忆专家,他的五种感官都连在一起。就算只有两种感觉相连,也可能对记忆有帮助。2

主要特点与生俱来

一些人认为,人生来就具有联觉能力。科恩和他的研究小组已经发现,从出生到6个月大的婴儿会把各种感观混杂在一起,这是因为出生时他们的神经系统尚未成熟。在这一阶段,各神经元和大脑区域之间的互相联动非常旺盛,当功能逐步健全时,这种现象会逐渐消失。目前,科学界还无法解释到底是哪种基因对联觉功能发挥了作用,以及其遗传构成。也是这是由某一基因突变引起的大脑各区域间的异常联系。或者也有可能是因为出生时的大脑区域间过度联系并没有随着年龄的增长而自然消失,反而更加活跃造成的一种现象。

科学研究指出,联觉现象大多出现在数学较差的人身上,此外,左撇子、方向感较差以及有过预知经历的人也通常会出现联觉现象。也有人认为,联觉能力与一个人的创造力有关,因为许多著名的科学家和艺术家都具备联觉能力。给人印象最深的例证是俄罗斯记者所罗门·舍列舍夫斯基,他之所以拥有惊人的记忆力,完全是因为他的5种感观之间能够互相联动造成的。在他听到一条稿件的内容后,会立即看到颜色,闻到气味,并产生其他连带反应。俄罗斯神经心理学家亚历山大让他背诵各种方程式、不同语言的诗歌和长长的名单。几年后发现,舍列舍夫斯基依然可以想起所有内容,但对他的智商测试却显示,他的智商属于正常水平。3

上天的额外恩赐

对于人类认知和意识行为的研究,联觉现象具有特殊意义。许多专家指出,对联觉现象的研究为找到比喻和语言能力的神经学基础打开了大门。显然,人类的祖先并不是因为部落首领命令他们把一件东西叫做香蕉,就从此学会了说“香蕉”这个词,而是他们具有了使语言沟通能力出现并发展的某种技能。一些针对联觉现象的研究提出,使声音和物体形状之间建立联系的能力可以成为语言和抽象思维发展的一粒种子。

美国国家健康研究所的神经学家格林森巴彻说:“我们都在试图承认现实面前人人平等。但联觉现象证实,我们周围的人可能会对世界拥有不同的体验。”对于许多有这种能力的人来说,这种“本事”是上天的额外恩赐。他们从中看到了这种能力带来的优势以及科学的进步。那么,这种能力是否能够依靠后天学习得来呢?伴随基因技术的发展,能否把原来不具备这一能力的人转变成一个联觉者呢?我们拭目以待。