如何劫持大脑

我们大多数人都看过蓝色星球二号，以及海洋中的塑料对那里野生动物的影响。但是，造成大部分问题的不仅仅是像塑料袋这样明显的大型物品:实际上，当它们分解时形成的微塑料颗粒。这些颗粒是肉眼看不见的，但它们正在稳步地穿过海洋中所有形式的生命，似乎正在影响至少其中一些生命的健康和活动。安格利亚鲁斯金大学的丹尼·格林对克里斯·史密斯说:她刚刚发表了一项研究，表明塑料颗粒会影响一些贝类附着在周围环境中的能力……

克里斯:那你在研究哪种贝类呢?

丹妮:我们看了蓝贻贝，紫贻贝。这可能是你最常吃的贻贝，你在超市货架上看到的贻贝。我和我在梅努斯大学的合作者，我们想了解这些贻贝在健康方面是如何受到影响的，以及它们是如何作为生态系统工程师发挥作用的。这些是非常重要的生物:它们形成了相当复杂的珊瑚礁，它们支持了许多其他动物的生物多样性。

克里斯:你是怎么发现他们在努力坚持下去的?

丹妮:我用一个室外实验室系统做了一个实验，这样就可以在不向环境中释放微塑料的情况下实现这个实验，DEFRA不太喜欢这样，我们给它们注射微塑料，并进行了很长一段时间的实验——52天——在这段时间之后，我测试了它们的韧性，也就是它们附着在基质上的能力，然后测量将它们分离所需的垂直力。我发现没有暴露在微塑料中的对照贻贝的强度是暴露在微塑料中的贻贝的两倍。

克里斯:它们会制造一种粘性物质，使它们能够粘在上面，不是吗?

丹妮:所以它们形成了所谓的大丝状结构，就是细小的丝状结构;你会在岸上或盘子里的贻贝上看到这些，它们实际上附着在岩石上，让它们留在原地。而那些暴露在微塑料中的贻贝，它们产生的丝线只有实际数量的一半——它们产生的丝线更少。因此强度降低了。

克里斯:你让他们接触到的微塑料的剂量，在海洋中是真实的吗?换句话说，如果我到野外去取贻贝吃东西的海水样本，我可能会看到和你的实验一样的塑料含量?

丹妮-我希望不是!在今天!因此，使用的数量代表了我们未来可能发现的情况，在未来的50到100年，这取决于你使用哪种预测。但实际上，我们的浓度是迄今为止实验中使用的最低浓度之一。所以这是很现实的。这些影响现在还没有发生，我们还有时间来防止这种情况的发生。

克里斯-这是个好消息，不是吗?但是你认为塑料是如何达到这种效果的呢?他们对贻贝做了什么，意味着受影响动物的粗线减少了50% ?

丹妮:所以很难说。要么是它们让动物感觉饱了，而它没有从食物中获得同样的营养价值，因为它感觉饱了。我们做了一个技术上的鸟枪蛋白质组学，你基本上取了一个血液样本(在这种情况下，它被称为血淋巴，但它相当于脊椎动物的血液)，我们分析了生物体中的所有蛋白质，发现很多免疫反应蛋白被表达——压力反应解毒蛋白，所有这些都表明这种动物试图从它的系统中得到一些东西。不管是普通的微塑料还是可生物降解的微塑料，结果都是一样的。所以这两种类型都有影响。

克里斯:你认为这是贻贝独有的吗，还是你已经开始研究其他也会以同样的方式暴露的贝类了?它们是滤食性动物——它们会吸收水，因此可能会像贻贝一样把这些东西带进体内……

丹尼:所以很难判断我们的确切影响是否独特，但从我做的其他研究中，我发现牡蛎也受到了影响:它们的过滤速度发生了变化，生物量发生了变化，其他人发现它们的繁殖量也被微塑料减少了。所以肯定会对其他双壳类动物产生影响，而不仅仅是贻贝。

Chris -很有趣的是，你看到的是“裸露的微塑料”，因为在这种情况下，人们谈论的另一件事是，这些塑料往往会吸收海洋中其他亲油化学物质的有毒货物。所以这对这些动物来说可能是双重打击，因为它们不仅在身体上受到塑料的直接影响，而且还会受到随之而来的有毒负担。所以他们可能会被撞击两次?

丹妮:对，没错。所以它可能来自塑料本身的增塑剂，也可能来自它们从水中吸收的持久性有机污染物;也可能是生物性的——可能是微生物附着在微塑料上，然后产生影响。为了把它们分开，我们必须做一些非常复杂的实验，我知道人们正在做这样的实验来试图弄清楚到底是什么导致了这种效应。

克里斯:最后，如果实验结果和你想象的一样，这对海洋会有什么影响?

如果贻贝不能附着在岩石上，那么它们就不能形成复杂的珊瑚礁;它们可以生活在非常暴露的环境中，海浪会把它们冲走。因此，它们被驱逐的可能性更大，因此无法形成这些真正重要的栖息地，这些栖息地支持生物多样性。它们在经济上也很重要，当我们种植它们时，它们经常被排除在这种杆状和线状的系统之外，所以它们可能会被取代:你可能会失去产量。这会带来经济和生态后果……

说得轻一点，地球是人类起源中一个非常重要的因素，首先我们生活在这里。但是，地球上的河流、岩石类型和板块边界等特征在多大程度上塑造了我们的进化和人类历史，这是非常深刻的。它影响方方面面，从我们的智力发展，一直到你在下次选举中可能投票给谁。不要相信我们，威斯敏斯特大学的刘易斯·达特内尔刚刚写了一本关于这个话题的书起源:地球是如何创造我们的乔治娅采访了他，想知道为什么我们的地球会如此塑造我们……

人类是一种动物，就像其他生物一样。我们一直在适应我们的环境，我们一直受到生态系统的影响，受到我们成长的环境的影响。所以从某种意义上说，作为一个物种，我们是由自然世界创造出来的，这并不奇怪。我们之所以能在东非进化出如此高的智力是因为那里的环境非常不稳定，波动非常快，这是板块构造和气候周期相互作用的结果与地球摆动的轨道有关。所以是我们的环境让我们变得非常聪明。

乔治亚——为什么气候变化会帮助我们变得超级聪明?

刘易斯:因为如果你有一个相对静止的环境，比如说它的环境总是很干燥，动物可以进化出一种很好的生存策略，就像骆驼一样，它会在体内储存大量的水，并循环利用所有的水，并且有一些驼峰来减少身体脂肪。但如果你的环境一直在变化，前后波动，那就没有单一的解决方案了。在这种情况下，进化能给出的最佳解决方案是行为解决方案，它创造了复杂的适应性行为，它给了我们智慧。

乔治亚-对。所以如果我们过得很好，很轻松，一切都保持不变，就会变成简单的骆驼型。

Lewis:如果不是东非这种剧烈波动的环境，我们可能不会有关于技术的对话，事实上，我们也不会有语言或工具的使用。

格鲁吉亚:那最近呢，我是说最近，比如人类开始创造文明的时候。

刘易斯:我们来看看第一个文明，我相信每个人都熟悉美索不达米亚。底格里斯河和幼发拉底河之间有一片非常肥沃的地区，那里出现了第一批大城市。那是文明的发源地。在那个人类最早建立文明的地区，板块构造确实有些奇怪。现在的情况是，阿拉伯半岛正脱离非洲就像这个巨大的大陆漂移的谷仓门撞到了欧亚大陆的南缘，另一个大陆板块的南缘，弄皱了一系列被称为扎格罗斯山脉的山脉。当你有一个巨大而沉重的山脉时，它会把地壳向下推，地壳就在它旁边，你就得到了所谓的前陆盆地。我们经常发现像底格里斯河和幼发拉底河这样的河流流经前陆盆地，它们填满了非常精细、非常肥沃的河流沉积土壤。所以从某种意义上说，人类定居并建立了他们的第一个文明在最容易通过农业定居的地方建立了大量的人口和第一批城市。又是板块构造为我们创造了这样的生存环境。

乔治亚-那我们今天呢，就像日常生活一样。有没有什么东西影响了我们，但我们可能不知道?

刘易斯——当我在写作的时候，另一个很好的例子让我眼前一亮起源这不仅仅是古老的历史。我们仍然承受着地球的深刻印记以及我们脚下的地质在当前和自由流动的政治中，有几个例子起源。工党选区和石炭纪时期的岩石之间有非常非常明显的关联。所以回溯到距今3亿年前的地球历史，再一次，这种深刻的联系实际上是深刻的，当你看到我放进去的两张地图时，你就会明白起源。解释其实很简单因为石炭纪时期的岩石就是煤的储藏地，煤是推动英国工业发展的动力它一直是，现在仍然是，现代世界中非常重要的能源。工党的选民之所以会在煤矿所在地的地图上标注，是因为工党是从工会中崛起的，所以两者之间的联系相对简单。但我仍然认为这是非常深刻的，当你想到像政治地图这样的东西，人们碰巧投票给不同的政党，与碰巧躺在你脚下的地质岩石的年龄有如此强烈的联系。

你是不是被人操纵了却浑然不觉?在剑桥大学研究决策的菲利普·布约德向乔治亚·米尔斯透露了实情。

菲利普:是的。所以实际上我想给你们举个例子来说明你们是多么容易被操纵。我要问你们一个很有名的问题。丹尼尔·卡尼曼和阿莫斯·特沃斯基，他们是2003年诺贝尔经济学奖的得主，他们做了这个测试，我会问你们两组问题。假设有600人感染了一种特定的疾病，我让你从两个项目中选择，你可以申请这两个项目来尝试拯救一些人。所以方案A，你知道大约有200人会被拯救。方案B有三分之一的概率所有人都能活下来，所有人都能得救但有三分之二的概率没有人能得救。你会选哪一个?方案A还是方案B?

Georgia - A我想是的。

菲利普:是的。这是大多数人的选择。所以你选择了安全的选项这样你就能保证救200个人。如果我换个方式问问题，给你们两个关于死亡而不是拯救的节目。所以我们说方案C 400人肯定会死或者方案D有1 / 3的概率没有人死或者2 / 3的概率所有人都会死。

Georgia——这个更难，D在这个音里听起来更好，但是它们是一样的。

所以你基本上遵循平均水平。因此，如果你提供一个选项作为收益，大多数人会选择风险较小的选项，所以你选择确定的选项，或拯救200人。但在这里，400人肯定会死，这是一种损失。人们在面对损失时往往更倾向于冒险。所以你更喜欢测试时态，所以你可以想象这种问题当你问不同的人一百万次时，人们有不同的模式，但每个人似乎都遵循这种行为。

格鲁吉亚-这是否意味着政府可以利用这个来试图改变我们的行为?

是的，这些测试实际上开创了一个全新的科学分支，叫做行为科学。在此基础上，我们有不同的选择偏差的行为洞察力，我们可以用它来尝试和改变人们的行为。而且大部分都是好的，所以我不想吓到大家。这在你们的生活中也经常发生，只是我们现在才意识到。但有时并不那么好。随着数据科学的出现，你可以做很多不同的事情，很多公司、商店和公司都在利用它来实现利润最大化。但另一方面，你也有政府真的在试图利用这些，试图让社会变得更好，如果你想的话，根据政府的说法。

Georgia -给我举几个例子吧。

菲利普:举几个例子，实际上我和我的祖国加拿大的一群人交谈过。所以他们在不列颠哥伦比亚省的行为观察小组，最近问了一个问题，如何减少人为引起的野火的发生率?例如，你们可能听说过去年加州的情况非常困难。这是一个很好的问题，你不想强迫人们停止生火。你只是想试着推动他们，我们称之为试着降低这种风险。所以他们问了一堆不同的问题，似乎低成本的短信只是提醒人们，发短信告诉人们，似乎影响了他们的决定。所以你要做的仍然是让人们自己做决定，所以他们仍然有相同的选择，但是你提出选择的方式基本上是偏向于这样或那样的选择。这是一个很好的例子。另一个我们可能都经历过的是在Netflix上，当你在任何流媒体设备上看电视时，当他们开始自动播放下一集时，这是一个巨大的框架效应，因为如果你必须选择，这是一个小收益。所以你选择看下一集你就赢了，但如果你不得不自动停止下一集，那就输了。 So it's a lot harder for people and you just keep watching, you binge watch and that's a very good example of what's happening.

乔治亚-那在大街上的活动呢?所以我们每天都会遇到一些事情?

菲利普:是的，伦敦有一个很好的例子。那就是你穿过十字路口时要按的按钮。实际上，很多大城市的这些机构什么都不做。他们给你一种控制的印象，让人们觉得他们已经按了，所以他们会等。但大多数时候，它们实际上什么也不做。现在，在大多数村庄或小城镇，它们实际上有一定的重要性。但你可以下次在伦敦或纽约试试很多这些东西都不起作用。

乔治亚-我们被骗了。这意味着什么，它使我们不太可能跑过马路?

菲利普:没错，这样可以减少乱穿马路。还有一个很好的例子是专门针对男性的如果你最近去过一个小便池看到一只蜜蜂或苍蝇在小便池里，那就是人们利用你的心理让你瞄准那里，这样你就不会有溢出效应。

乔治亚州-我想这也很有趣。有没有一种方法可以保护自己不受这种东西的影响。

菲利普:不幸的是，就像很多行为影响一样，你无法真正保护自己。所以这利用了我们大脑的连接方式，所以我们在灵活方面非常非常有效。这是人类的一个关键特征，但所有这些灵活性都是有代价的。我们在做决定时走了很多捷径，我们做的很多事情都是主观的，所以是相对的。我之前谈到了收益和损失，其中很多都是基于你在直接环境中所看到的。所以今天的胜利明天可能就是失败。所以如果你想要我们人性的灵活性，这是一个关键的症状，但不幸的是，这也让我们很容易做出这些行为。

这项被称为“光遗传学”的技术包括向神经细胞中添加光感应基因。这使得神经细胞本身变得对光敏感，使科学家能够通过在大脑中植入一个小光源来打开和关闭不同的大脑区域。乔治亚·米尔斯采访了麻省理工学院的凯·玛克辛·泰，她利用光遗传学来了解神经系统的不同部分如何影响大脑功能和复杂行为的产生。她首先解释了神经细胞是如何感光的……

Kay:第一个非常受欢迎的项目是通道视紫红质通道视紫红质是一种藻类蛋白质它是在藻类池塘的浮渣中发现的。不知怎的，这种单细胞生物“知道”它需要向光游去，实际上，它是这样做的，因为有一个光敏通道，当光线照射到这个通道时，它就打开了。在藻类的例子中，这使得一个小小的鞭毛摆动，这样藻类就可以向前移动。在神经元中，它会使神经元发出动作电位，这是神经元相互交流的手段。

乔治亚-对。所以通过放这个蛋白质;确保它在有光的时候在大脑的特定部位表达出来，你基本上可以打开它们。

凯-没错。

Georgia -你如何让蛋白质只在你感兴趣的神经元中表达?

凯:常用的方法是使用病毒载体。有各种不同类型的病毒，你可以在病毒中表达任何感兴趣的基因。病毒感染细胞，然后细胞开始产生基因编码的东西。对于通道视紫红质，我可以把它包装成病毒，然后用病毒感染特定的细胞。我们可以根据细胞类型控制通道视紫红质的表达。

Georgia -那么人们用光遗传学做什么呢?

Kay -这是一个非常强大的工具因为它可以让我们进入大脑，你知道，大脑只是一个巨大的灰色糊状物，我们怎么知道它是如何工作的呢?我们可以一点一点地测试，当我们操纵特定神经元群的活动时，大脑的其他部分会发生什么变化，动物的行为也会发生什么变化。我们可以通过它们产生什么来定义这些神经元群，它们是什么类型的神经元，它们之间的联系是什么，这有助于我们解剖大脑的电路。

Georgia:你能给我举几个你让动物做过的例子吗?

凯-是的。所以在我们小组中，我们在2015年发表了一篇论文，发现如果你激活GABAergic，这些抑制性神经元从下丘脑外侧投射到腹侧被盖区，这是大多数多巴胺神经元发现的地方……如果你激活这些gaba能神经元，你得到的是，你知道，我们把动物放在一个空的房间里，你开始刺激这些神经元，动物就会开始舔地板，然后它会改变它的方式，就像它从地上捡起食物吃一样，除了没有食物，这是一个空的笼子。所以它们的爪子是空的，但它们坐着，把爪子举到脸上，看起来像是在觅食。我们看到的另一个结果是，你刺激特定的神经元群，例如，在脑干中，你会得到各种各样非常强大的逃跑相关行为:动物跳出笼子，从设备上跳下来。我的一个学生曾经把这个叫做爆米花老鼠我们之所以有爆米花老鼠是因为老鼠会跳来跳去，这表明我们正在进入一个与逃跑相关的回路。

乔治亚州——听起来这是一个相当年轻的领域，但是已经有很多令人惊奇的事情在做了。你觉得这会发展到什么程度?我们能不能用遥控老鼠?

凯:我认为遥控鼠标的出现并不遥远，我的意思是，无线刺激装置已经存在了。我的意思是，最难的部分是无线控制器的电池寿命。我是说，我们现在基本上有了。我认为，如果现在还不存在，你知道，几个月后就会成为可能。

乔治亚州-哇。你是说你可以拿一个鼠标然后说"向前，向左，向右"那种事?

凯-耶，耶!我是说，我们可以控制运动皮层，我们可以让老鼠绕圈跑。如果我们在不同的侧面有两个不同的灯，你可以让老鼠向左或向右跑，或向前或静止。我觉得倒着跑有点棘手。我的意思是，对我来说，遥控鼠标触手可及。

Georgia -你认为这能在人类身上实现吗?

Kay -我认为我最大的担忧是将它用于人类大脑-尽管我相信光遗传学已经被用于盲人的视网膜修复术，帮助他们看到，以及膀胱控制。在功能已经完全丧失的情况下，事情处于边缘所以风险相对较小。但我认为，就在大脑中使用它而言，我们才刚刚开始了解大脑功能。所以我认为这仍然是相当危险的，因为我们用来表达这些转基因的病毒工具是进入人类的唯一途径，只有当它们变得稳定和安全时，它们才有可能是可行的。我认为这是一个很大的“如果”。目前，我所知道、熟悉和使用过的所有病毒载体工具都有一定程度的毒性。

乔治亚-好吧。所以你现在就不用担心被遥控了?

凯-不!我认为有各种各样的伦理问题，我希望能阻止不负责任的探索!