大腦的快樂系統，以及對我們生活的啟示

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今天我們聊聊腦科學。學AI的人總想著類比大腦，但實際上目前所做作為離大腦的工作機制相去甚遠。我們也一直試圖理解大腦是怎麼工作的，搞明白大腦的工作機制是相關專業的所有學人的夢想。但話雖如此，目前的科學進展仍然是剛剛起步。我們到底走到那裡了，有兩種看法。看法1：假如把大腦的工作機制比作大海，我們目前只是在海邊拾貝殼的小孩子，撿到了被大海的波浪推上沙灘的幾片小小的貝殼。看法2：我們已經造出了蛟龍號，正在嘗試下潛試圖看到大海最深處，雖然完全了解大海的概貌仍然不太可能，但是大海的內容按照深度分了層級，每層都一樣，只要我們能看到最深處是什麼，並且了解之上的每一層是什麼，就能了解大海的行為。以上兩種說法，讀者君你信那一種？以下是正文。

按照閱讀文章我膚淺的理解，研究大腦工作大概是分為兩種路數，一種是從底層玩弄單個神經元，微觀細節，電化學機制，看看神經細胞之間的活躍機制和信號是怎麼傳遞的。另外一種是從宏觀角度，研究大腦的分區功能。相對應的我們大致有以下研究手段，比如可以在自由運動的小老鼠身上研究單個神經突觸的信號，也可以用所謂的無損方法高清晰核磁共振腦成像，看看大腦的血氧濃度，什麼區域被激活。當然還有腦電，這個就更籠統了。

但是現在手段的局限性在那裡呢？跟某同學（感謝陳大師）交流時他說，先不說老鼠，斑馬魚這種簡單生物，神經單脈衝信號是ms量級，而具體到每個基本計算突觸大概是100-1微米的尺度。而發生記憶和學習機制導致的變化以天計算，斑馬魚一共有10萬個神經元。以上時空尺度橫跨7個數量級，更不要說小鼠的腦神經是斑馬魚的一萬倍。所以研究單個神經突觸信號的同學一定不覺得自己可以搞明白大腦的工作機制。

另一方面，所謂無損腦核磁共振成像，現在最高解析度的高清晰成像一個像素代表著8萬個神經元， 100萬個突觸。而且既然是成像，時間解析度也慘不忍睹。這好比是戴著老花鏡，研究遠在幾千公里之外的一隻蜂鳥翅膀的震動。所以研究腦神經生理的同學也一定在吐槽，覺得自己可能這輩子也不能搞明白。

所以這些腦科學的真正專家學者實際上都很謙卑，他們大多持有本文一開始舉例的第一種觀點，就是我們還差的太遠太遠。而作者表示因為自己是外行，所以無知者無畏。作者持有的是第二種觀點，有生之年就能看清楚。為什麼呢？之前的文章談及計算時，提及到計算複雜性概念，非常簡單的規則通過計算就會產生無比複雜的結果。但正是因為計算複雜性的存在，這種計算無法通過建立模型來簡化。你只能通過演算來模擬。在沒有足夠的計算能力之前，一切努力都是白費。所以很多事情看上去毫無可能。現在計算能力強大了，我們開始看到一些效果，比如說深度神經網路。當計算能力足夠強大時，也許就能揭開謎底找到答案。

請遠離以上胡言亂語，我們來看看腦科學研究的最新進展，也許對AI研究也有一點點啟示。以下內容主要參考了2015年neuron上的一篇綜述文章 Pleasure systems in the brain（大腦中的愉悅系統）。

大家都知道，人生中快樂很重要。有一種哲學叫享樂主義(Hedonism)又叫伊壁鳩魯主義（Epicureanism）。hedonism這個詞甚至在現代腦科學裡被引申為讓大腦體會到快樂的神經迴路。

有關這個享樂主義，最有名的一個段子是：有一位叫做第歐根尼的學者，平時就是住在一個桶里，被周圍的人當作狗。而史上最偉大的統治者之一亞歷山大大帝巡遊帝國時，遇到了正躺著曬太陽的第歐根尼，這位世界之王上前自我介紹：「我是大帝亞歷山大。」學者依然躺著，也自報家門：「我是狗兒第歐根尼。」於是大帝肅然起敬，問：「我有什麼可以為先生效勞的嗎？」哲學家的回答是：「有的，就是——不要擋住我的陽光。」據說亞歷山大事後感嘆道：「如果我不是亞歷山大，我就願意做第歐根尼。」。這個故事雖然有名，但是不管你信不信，反正我是不信。這是學者們喜歡給自己臉上貼金。

拋開純粹的享樂主義不談，快樂仍然是很重要的。略微懂一點腦科學，心理學等等的人都知道多巴胺，在現有的教科書裡面都會寫到，多巴胺作為傳遞神經信號的物質，主要作用於大腦的快樂系統。因此能引起快樂。而一些化學結構上模仿多巴胺的物質，比如說著名的冰毒，能夠取代多巴胺刺激大腦的功能，帶來極其強烈的刺激，因此冰毒是毒品中最可怕的一種。一旦染上，基本無解。

而neuron的文章總結說，以上說法是非常片面的。大腦真正的快樂機制不是這樣。大腦中引發快樂感受的神經迴路主要有三種，一種我們知道的最多的是多巴胺起作用的大腦皮緣層的A部位（抱歉一些專有名詞就不翻譯了，都是特指大腦的某一塊區域某種結構，對外人來說如同天書，也沒有了解的必要，以下都以字母為代號）。這一塊的主要作用，是刺激人想做某事（want），是想要，是慾望。慾望很重要，沒有慾望，人自然就各種消極，什麼都不想做。但是慾望不是真正的快樂。

第二種迴路，用所謂享樂主義的衍生詞指代的神經系統B，主導的真正的快樂，快樂是一個滿足的過程。拿吃東西來舉例，突然想吃某種東西是慾望，大腦的A系統起作用。真正吃到了東西，吃的過程是一種享受，是真正的快樂， B系統在起作用。但是B系統本身的效用是遞減的，好吃的吃好幾遍就不那麼好吃了，入芝蘭之室久而不聞其香。再好的東西，熟悉了就會膩味。都跟這個相關。

第三種迴路，是跟學習相關的，稱為C。大腦是一個模式機器，不斷的在預測，嘗試匹配，試圖建立某種模式。也就是學習的過程，這個過程是苦的，但是模式建立的一刻，也就是學會了，是快樂的。有人說科學發現的一刻，是人類能夠體驗到的最大的高潮，就是學習有所成就所能給予的極致獎賞。

這三種機制，都可以和生存競爭聯繫起來。可以說是自然選擇的結果，詳細討論可以另寫一篇，這裡就不展開解釋了。

有A慾望，B享受， C學習這三種劃分，就可以擴展開來理解很多現象。比如很多毒品因為刺激的是A慾望，而沒有B享受的過程，所以並不是真正的快樂，只是慾望讓人慾罷不能。一旦撤掉毒品，副作用就是極大的折磨。英文里有個專有名詞坦塔羅斯就是指這個。

坦塔羅斯是希臘神話里的宙斯之子，因為無法無天的各種惡行，得罪了眾神，被打入地獄。他站在一池水中間，波浪就在他的下巴下翻滾。可是只能忍受乾渴，永遠喝不上一滴。他只要一低頭，水位就會下降，永遠保持在他下巴的位置。同時他又飢餓難忍。在他身旁就是一排果樹，結滿了累累果實，吊在他的額前。他只能看著，一伸手大風就會把樹枝吹向空中。慾望永遠得不到滿足。

佛家因此而說，認識到了慾望是萬惡之源。為此開出的藥方是屏蔽一切慾望。然而按照大腦的機制，沒有A，也就沒有B，得不到事實上的滿足。這樣的心態是脆弱的，非常經不起誘惑。

有慾望，就去實踐滿足是一種實用主義的態度，享樂主義就是其中之一。很多人生哲學就停留在這裡，認為人生需要追逐快樂，把自己保持在B狀態里。然而按照前述B的機制，重複的東西不能帶來同樣的B享受，必需時常換新。因此追求B狀態的保持很難，需要極大的物質資源支持，而且經常會膩。對一些富人貴人來說，當一切的傳統刺激都不起作用了，就會胡作非為。

只有C學習，可以貫穿一生。因此不斷的學習，特別是在艱苦的學習之後，因為技能的習得獲得一點小小的但是真正的快樂，可以鼓勵你繼續走下去。學無止境，可以伴隨一生。這樣的才是對以上大腦機制理解之後，推斷出的正確人生態度。

掌握這樣的理論，猶如掌握一把大鎚，可以用來解決人生的各種疑難，比如什麼是真正的婚姻，如何讓愛情永恆。愛一開始是一種慾望A，然後是互相擁有B, 這個階段因為是真正的享受，非常的快樂，然而隨後大腦的享受平衡機制開始起作用，時間久了就膩，就有人開始追逐別的新鮮刺激。靠享受不能相伴一生。唯有學習C，互相學習，互相欣賞，共同提高，才是真正的人生良伴。才是最高質量的婚姻生活。比如楊絳，錢鍾書，錢寫的書，楊是第一個讀者，並能給出很好的修改建議。兩人互為精神伴侶，成為大家學習的榜樣。可以輕鬆舉出無數的例證來證明這種觀點。

電影阿甘正傳里，有一段時間因為女友不告而別的刺激，阿甘開始橫穿美國的跑步，其實他漫無目的，因為跑都夠久，就引來了很多追隨者。他們覺得跑步本身也許就是一種人生意義。而當阿甘突然不跑了，一眾追隨者都不知道該怎麼辦，問阿甘，我們下面該做什麼。阿甘也給不出什麼建議。而讀完本文的諸位，都可以輕鬆給出建議，去學習！

人類一思考，上帝就發笑！