大腦無時無刻都在做的事:預測、模擬、校正

只要有足夠的氧氣和營養,從出生持續到死亡,「內在大腦活動」 (intrinsic brain activity) 是持續不斷在進行的。

「內在大腦活動」持續不斷地做這些事:

1. 預測: 根據內感感覺 (interoceptive sensation)、外在輸入 (光子打到視網膜、空氣震動傳遞到耳膜、氣味分子與嗅覺受體結合...)、以及其他彼此交談的數百萬個神經元的對話,預測你將會經驗到的每一個景象、聲音、氣味、味道、觸覺,以及你將採取的行動。

2. 模擬: 把預測轉換成感官知覺。

    我們認爲自己觀察到的外界輸入,其實是大腦做的模擬。

3. 校正: 把模擬和外界實際的輸入做比較。

    如果模擬和外界實際的輸入有差異,大腦有兩種可能的反應:

    (i) 修正預測,讓未來的預測可以涵蓋這樣的新型態。

    (ii) 堅持原本的預測,過濾掉外界的輸入。這個時候,我們的認知和實際狀態就會有比較大的落差。

如果沒有大腦做的預測,我們會經驗到各種無法理解的訊號,而不是可以理解的事物。

以視覺來說,如果沒有大腦做的預測,我們只能經驗到各種光點,而無法辨認出形狀。

以聽覺來說,如果沒有大腦做的預測,我們只能經驗到各種噪音,而無法辨認出是什麼物體發出的聲音,或人講話的音素組成的字以及句子。

大腦會進行預測且預測錯誤的情況,在視覺的幾何層面,可以從下圖來實際體會。

觀察這兩條線段,你會認為哪一條比較長?

事實上,兩條線段長度是相同的。 大腦會進行預測且預測錯誤的情況,在視覺的色彩層面,可以從下圖來實際體會。 你認為 A 和 B 顏色是否相同?
事實上,A 和 B 顏色是相同的。 當大腦把焦點完全放在預測,而不理會外界的輸入,表現出來的心智現象包含:白日夢、記憶、妄想、幻覺、想像、錯覺。 當大腦偏向較多的預測,以及較少的外界輸入,表象出來的心智現象為:迅速的認知與推論。但此時會有較多的錯誤判斷。 當大腦偏向較少的預測,以及較多的外界輸入,表象出來的心智現象為:更準確的觀察,更深的思考與學習。但此時認知與推論的速度會比較緩慢。 當大腦把焦點完全放在外界的輸入,而沒有做預測時,表現出來的心智現象包含:念住禪修、經驗盲區(經驗到事物,但無法辨認出來是什麼)。 參考資料: 《情緒跟你以為的不一樣──科學證據揭露喜怒哀樂如何生成》 (How Emotions Are Made: The Secret Life of the Brain),Lisa Feldman Barrett [Coursera] Visual Perception and the Brain, Dr. Dale Purves, M.D, Duke University. Image Credit: Müller-Lyer illusion via BSGTI Grey square optical illusion via Edward H. Adelson and Gustavb