在我們的實驗室 或者是 全世界有很多實驗室
都可以利用像腦電波儀這樣的工具
因為我們的腦中有非常多神經元
而神經元傳遞訊息是靠著電流的通過
電流流過的時候在頭殼上 就會產生記錄得到微小的電場變化
受試者戴著一個像泳帽一樣的帽子
上面的線圈會記錄在不同的位置 大腦的活化
像各位現在很專注聽演講 跟昏昏欲睡的時候
所能記錄到的腦波就會不相同
同時呢 我們也可以用一些方式
去對大腦傳遞 某些局部區位 傳遞一些電場或磁場的刺激
來影響那個區位的神經元運作
或者是 利用眼動儀記錄我們注意力的所在
又或者是 當我們神經元在運作的時候 它會需要消耗氧氣或養分
我們可以測量腦中不同的區塊 養分被補給的程度
利用核共振的 核磁共振造影儀
那麼這些新的技術 所累積到的知識
甚至可以直接改變我們的生活 帶來一些福祉
譬如說照片中的 中央大學徐國鎧教授
他就率領團隊
開發出一個可以幫助行動不方便的病人
透過腦波跟外界溝通
所以他不再需要全天的看護
他可以看著面板
而面板上有一些不同閃光頻率的刺激
那麼大腦看到這些不同的頻率 會產生不同的腦電波頻段
機器如果能夠解析這些訊號 我們就可以不說話跟外界溝通
說 請請看護來 或 我現在要吃飯
好 所以對研究腦科學的人來說
這真是一個最好的時代 非常令人興奮
但是 也因為大家感覺上 應該擁抱大腦知識
卻又對大腦如何運作一知半解
就也有很多似是而非的迷思
譬如說 剛剛主持人也提到了
「我們到底用了多少的腦力」
電影的海報告訴你 我們用了百分之十的腦力
不只是露西這部電影這樣說
這是一個非常普遍存在的迷思
而大家都很希望有一個仙丹妙藥
或是有一個特殊的方法
讓我們可以去開發 那剩下還沒有用的百分之九十
但是真正你在實驗室做研究的時候
我相信大部份的腦科學家 都不會認同這個說法
譬如說在我的實驗室
我請受試者躺在 剛剛這個核磁共振照影儀裡面
做一個非常簡單的作業
聽到一段節奏 噠噠噠噠 噠噠
用手指按鍵複製出這個節奏
即使這麼簡單的作業
你都看到左半腦 右半腦 聽覺區 運動區
還有感知節奏的腦神經元
絕對超過百分之十都在活化
那麼另外一個作業
也是我們實驗室裡 請受試者看到一個中文字
心裡默想怎麼把這個字寫出來
還沒有真的動手 你看看有多少神經元在活化
所以事實上
絕大多數的作業 都需要大腦很多不同區位的分工合作
我們絕對不是只用了百分之十的腦力
那麼 有人又會問 是不是我們有很多的神經元
若我可以讓它發揮到最佳的效能的話
我的表現就會變好很多
各位要知道
我們每天吃進來的食物
五分之一的能量
我們呼吸進來五分之一的氧氣
都用來支持我們大腦的運作
如果這還只有百分之十
你每天要多吃多少東西
然後 你每天要多花多少力氣 去取得這些能量
來支持它的運作
所以大腦的確潛力無窮
但是 不是靠什麼藥
也不是靠什麼方法 去刺激它一下 電它一下
它就會變得很厲害
事實上 大腦就是用進廢退
你在哪一個方面想要做得很好
鋼琴家想要不練鋼琴 手指就變得很靈活
這是不可能達到的
好 那麼除了像剛剛這個 只用百分之十的迷思
在我研究的主題 就是中文閱讀方面
也有常常這個迷思
中文字是象形文字 所以要學中文字好難喔
因為 你要背這麼多個不同長相的字
然後去記住他們指涉是什麼意義
在螢幕上你會看到
古埃及用的真正的象形文字 山
我們中文字 山
西班牙文的山 英文的山
其他的拼音文字用拼音符號
指涉的是它的音
但是跟它的意義好像完全無關
中文的山長得好像真的挺像山的
但是 事實上
在這麼多種不同的書寫系統裡
真正念中文的讀者就知道
象形文字其實只佔我們的語彙中 非常小一部分
不是嗎 我們大部份的字 其實是像這樣的形聲字
也就是說 中文並不是完全沒有表音
那像一般來說 像奶這個字
它左邊的女字旁 不管跟牛奶的奶
或者是跟祖母的奶奶這個字的意思
都有一點關聯
而語音上 它的右邊的音旁 可以告訴我整個字的讀音
不過 中文複雜就複雜在
我們有這樣子很規則的字 我們也有非常不規則的字
你看到女這個意旁 跟好的意思中間有點差距
你看到子 你也不能把這整個字就念成子
那麼 究竟作為一個中文的讀者
我們從小到大就會念中文
我們的大腦真的 有把音旁、意旁分開處理
還是我們真的就把它 當作圖畫 一個個背起來？
我們就利用腦磁波儀來回答這個問題
原因是 當你問一個讀者你怎麼懂 奶這個字 好這個字
讀者是沒辦法自己回答你的
因為太多事情在瞬間 很短的瞬間發生
可是 腦磁波儀可以 讓我們記錄大腦的活化
每千分之一秒都做一個記錄點
那大腦的頭殼為什麼會有磁場呢 為什麼會有磁波呢
因為我們剛剛提到
神經元溝通訊息是靠電流流過
而電流流過不只是會產生電場 也會產生磁場
所以我們請受試者躺在這個腦磁波儀裡
在他頭的後面有一百五十七個線圈
在不同的位置 記錄他頭殼上 每一個瞬間磁場的變化
這個研究是跟我之前所指導的博士班同學 洪意惠博士 一同進行
我們就給受試者看兩個不同的中文字
特別關心第二個中文字 引發哪些大腦反應
每一條線 都是頭上的一個線圈會給你的訊號
之前的文獻已經告訴我們 當你看到一個字的時候 在 0.2 秒之內
你的腦袋已經會對它做一些處理
特別是在大腦的後側
紅色、綠色特別強 表示這裡的訊號特別強 並不是大腦會發光
那麼 這些訊號對於一個文字的字形 特別的敏感
接著在不同的時間點 在大腦不同的區位
代表不同的認知歷程
那麼我們做的實驗
就是讓受試者看像「僑」跟「橋」 這兩個同音而且同音旁的字
你會發現 受試者處理的訊號上就比較弱
表示我剛剛看過這個音旁
我現在處理這個同樣音旁的字 我不用那麼用力
可是如果我看的是 「扶」跟「浮」這兩個字
哇 那就非常困難
因為我剛剛並不認得 我並沒有接觸到那個音旁
那麼 這兩個字即使代表的音不相同 都有這樣的效果
看到「理」跟「埋」
這兩個字語音不同 但是音旁一樣 會給你一點線索
所以你的大腦會花比較少的力氣 就是實線那條線 來運作這個第二個字
但是如果這兩個字音旁不同 你大腦要多花一些力氣
這個發生在多快？
在 0.2 秒之內 在你都還不知道 這個字的意思是什麼的時候
你的大腦已經注意到了音旁的相同
但是如果「意旁」重複 完全沒有這個效果
所以 雖然我們查字典部首都是意旁
但是不代表說這一些不同的部件 在我們的腦中的重要性是一樣的
那麼 知道這個到底對我們有什麼好處？
我有收外籍學生
那外籍學生來台灣學中文 就跟我們小時候學中文一樣
課本上並沒有特別利用這個現象
就只是給他們學一個有趣的課文
但是 如果我們現在知道
我們的腦袋其實對「音旁」 跟「意旁」的注意力是不相同的
也許我們設計課文的時候 應該要利用這個特性
把音旁相同的字設計在一個課文裡
讓學中文為第二外語的讀者
能夠比較快學會中文的一些規則
那麼 另外 中文還有一個迷思是
哇 中文識字真的很難 因為視覺很複雜
但是要了解意義倒是挺簡單的
如果你已經知道各個字的意思的話
要把他湊起來變成一個詞
我還滿容易知道它的意思的
譬如說花園 就是種花的園子 很簡單
只要知道花就是 flower
園大概就是一個 park 或是一個區域
你就知道花園的意思
又好像這個句子
「我好想喝一杯熱奶茶」
每一個單字的意義都知道的時候
你好像就知道整句的意思了
但是 反應比較快的同學可能會說
「可是我們的中文語彙中 也有很多的詞不是這麼單純」
譬如說天花 絕不等於天加花
風流 也跟風和流各自的意思沒什麼關係
所以 我們要怎麼研究
究竟中文的讀者在遇到 這個語言刺激材料的時候
大腦有沒有不同的機制在進行運作
我現在就要請大家也來當我的受試者
仔細看著螢幕的正中央
然後 你會看到不同的字
你唯一的作業
是告訴我你有沒有看到 「葡萄」這兩個字
準備好了嗎？
好了？
[派對上]
[每個人]
[吃]
[任何]
[蛋糕]
[?]
有沒有看到葡萄？
這個句子通順嗎？
有注意到句子嗎？
沒有 因為我叫你注意「葡萄」
但是有沒有人感覺到 你看到了一個句子？
好 準備好下一題囉
[麵包師傅]
[正在]
[預備]
[了]
[甜點]
[？]
有沒有看到葡萄？
這是一個句子嗎？ 是一個好的句子嗎？
怪怪的
那這是我跟之前指導的博士班同學 蔡佩舒博士共同執行的實驗
第一個例子 各位看到的句子是
「派對上 每個人 吃 任何蛋糕」
這是一個好的句子嗎？
哪裡怪怪的 對不對
說不上來 但是它就是怪
我們可以特別對「任何」 這個字感興趣
請受試者 我們真的做這個實驗
他的作業就跟各位一樣
我完全沒有告訴他 要理解語義
他純粹就是在找葡萄有沒有出現
然後我們特別關注 「任何」這個時間點
「任何」這個詞出現的時候 大腦所產生的磁場變化
跟「派對上沒有人吃任何蛋糕」 去作對照
「沒有人吃任何蛋糕」 好像是可以的句子 對不對
那你們看到的第二個例子
是「麵包師傅正在預備了甜點」
這個句子OK嗎？
怪怪的
這種怪跟剛剛的怪一樣怪嗎？
有的人搖頭 有的人點頭
不一樣的字
但是這個怪 到底在我們腦中 是一樣還是不一樣
這樣的句子可以跟 「麵包師傅已經預備了甜點」去作對照
這就是一個很正常的句子
實驗結果發現
我們先看 「派對上沒有人吃任何蛋糕」 所造成的訊號
這是正常句子 它所造成的每一個線圈產生的訊號是黑線
「派對上每個人吃任何蛋糕」 產生的訊號是紅線
如果你資料處理 資料分析之後
你會發現 在「任何」這個字出現後的 0.3 到 0.4 秒左右
紅線比黑線好像都訊號更強
特別是在我幫大家圈起來的 那些線圈位置
所以大腦在看到「任何」這個字的時候
如果是接在「每個人」之後
0.3 到 0.4 秒 你的腦袋就 有這種怪怪的感覺產生
即使你的作業只是看葡萄有沒有出現 完全沒有要求你去處理語義
另外一個例子
「已經預備了點心」是OK的 產生的訊號是黑線
「正在預備了點心」 在「了」出現的時候 產生的訊號是紅線
在「了」這個字出現後的 500 到 600 毫秒
也就是 0.5 到 0.6 秒左右
在不同的位置 你的腦袋覺得怪怪的
所以 如果你問受試者說 「你覺得這個句子可不可以？」
他可能會說我覺得怪怪的
但是 怎麼怪他是說不上來的
但不代表這個受試者他不是語言學家
他的腦袋就不知道語義跟語法是不同的
這也用來破除一個迷思
有些人說因為中文沒有時態的問題
沒有第三人稱的 動詞要加s 過去式要加ed
所以 中文是沒有什麼文法的
我們在這裡看到這些訊號 跟英文的讀者
處理語義違常的句子 跟語法違常的句子
得到的結果大同小異
表示雖然我們成長的過程中 是以同樣的大腦 面對不同的刺激材料
可是其實很多的生理機制 是大致上相同的
利用這兩個簡單的例子 其實是希望跟大家分享
二十一世紀 大腦科學可以回答許多 以前我們覺得很難解的問題
都覺得這些人是有超能力 還是有通靈的能力
但是 事實上
二十一世紀的認知神經科學 已經可以利用 很精確的實驗工具跟研究方法
來幫助我們知道各項的認知歷程 到底在腦中是怎麼發生的
那麼 希望大家知道認知科學的進展之外
也不要很輕易的被這些 似是而非的迷思所迷惑
因為坊間太多號稱可以開發腦力 或者是可以開發潛能的產品
不管是吃的 學的 大部份這些產品都是言過其實
大家其實有很好的方法 鍛鍊你自己的大腦
包括運動 包括睡眠 包括花時間去練習你想要進步的技能
那些內容可能要留到另外一個talk
但是 中文字的閱讀本身非常複雜
而我們的研究能夠回答很多 大腦運作的背後的機制
尤其是在剛剛的介紹過程中你會發現 我們需要的專家
不只是心理學專家 不只是語言專家
我們也需要醫工背景的人 需要能夠做資料處理的人
所以 在座不管你的領域 你的研究興趣 或者是你個人想要做的事是什麼
潛在上 你的聰明的大腦
都有可能對下一個時代的腦科學 發生一些貢獻
很開心有這個機會能夠跟大家分享
每個人都可以非常獨特 那些潛力的確在你的大腦裡
你可以開發的可能性真的很大
但是你要問 「我們到底用了多少的腦力？」
我真的不知如何回答
因為 我如果知道 百分之百的腦力是怎麼回事
我就可以回答你我們現在用了多少
但是正因為 每次有驚人表現出現的時候
就推進了我們認為 人總共的腦力有多少
當那全部的腦力是無限的時候
我們唯一應該做的 就是不斷去挑戰那個極限
而不是一直問說我現在到底用了多少
那你去試就對了 去練習 去鍛鍊自己
那祝大家都成為不同的「非人」
謝謝