參考消息網(wǎng)2月3日?qǐng)?bào)道 西班牙《趣味》月刊1月號(hào)刊載題為《人腦的八個(gè)謎題》的文章，文章介紹了科學(xué)家對(duì)人腦進(jìn)行的八個(gè)研究結(jié)果，全文摘編如下：
人腦具備無(wú)與倫比的創(chuàng)造力和洞察力，而支撐這一切僅需一個(gè)電壓達(dá)20伏的電燈泡的能量。我們對(duì)大腦了解得越多，提出的疑問(wèn)也就越多?？茖W(xué)家正嘗試揭示大腦最為復(fù)雜和神秘的特性。
人類(lèi)大腦緣何如此特殊？
我們總認(rèn)為大腦是個(gè)特別的器官。除人類(lèi)以外的其他動(dòng)物也會(huì)使用工具和解決問(wèn)題，但它們無(wú)法發(fā)明電腦，也無(wú)法撰寫(xiě)小說(shuō)。盡管我們對(duì)大腦有了更深的了解，但要解釋大腦為何如此特別仍非易事。人腦的質(zhì)量約為1.5千克，是大象大腦質(zhì)量的三分之一。如果考慮與體重之比的話，那么人腦簡(jiǎn)直是龐然大物：人腦的尺寸是同等體形哺乳動(dòng)物大腦尺寸的7至8倍。但這并不能解釋為何我們擁有非凡的認(rèn)知能力。例如，尖鼠科動(dòng)物的大腦約占體重的10%——穩(wěn)坐動(dòng)物王國(guó)頭把交椅，但沒(méi)人會(huì)說(shuō)它們是最聰明的動(dòng)物。
相比尺寸，更重要的應(yīng)該是神經(jīng)元的數(shù)量。美國(guó)范德比爾特大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家蘇珊娜·埃爾庫(kù)拉諾-烏澤爾說(shuō)，人腦的神經(jīng)元數(shù)量約為860億個(gè)。靈長(zhǎng)目動(dòng)物比同等體形的哺乳動(dòng)物擁有更多的大腦神經(jīng)元。人腦是靈長(zhǎng)目動(dòng)物大腦中最大的，其神經(jīng)元數(shù)量也超過(guò)靈長(zhǎng)目的其他物種。
聰明人的大腦有何特殊？
智力水平因人而異：如果影響智力的不是大腦結(jié)構(gòu)和功能差異，又該是什么呢？
首先需要指出的是，大腦體積更大的人通常智商更高。但這只是其中一個(gè)因素。
要進(jìn)一步探究這個(gè)問(wèn)題，我們必須研究構(gòu)成大腦組織的白質(zhì)和灰質(zhì)?；屹|(zhì)由神經(jīng)細(xì)胞主體構(gòu)成，而白質(zhì)由神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號(hào)的纖維構(gòu)成。
英國(guó)劍橋大學(xué)認(rèn)知與腦科學(xué)研究所神經(jīng)科學(xué)家羅吉爾·基維特及其同事發(fā)現(xiàn)，大腦額葉中的灰質(zhì)的量會(huì)對(duì)（負(fù)責(zé)解決新問(wèn)題的）“流動(dòng)智力”產(chǎn)生影響，且“流動(dòng)智力”的能力與連接前額葉的兩個(gè)區(qū)域的纖維（白質(zhì)）數(shù)量成正比。
雖然多多益善，但組織數(shù)量并不是唯一的影響因素。哺乳動(dòng)物大腦最引人注目的一個(gè)特點(diǎn)是，灰質(zhì)層以褶皺的形式存在。這種形式可以增加皮層面積，拉近神經(jīng)細(xì)胞之間的距離，加快連接速度。我們知道，更聰明的個(gè)體擁有更多的大腦褶皺，但這并不能完全解釋智力的問(wèn)題。
最廣為人知的一個(gè)假說(shuō)是“頂葉-額葉整合理論”，該理論提出，智力的基礎(chǔ)是連接大腦“熱點(diǎn)”（利用成像技術(shù)可以看見(jiàn)）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。德國(guó)約翰·沃爾夫?qū)じ璧麓髮W(xué)科學(xué)家烏爾麗克·巴斯滕觀察到大腦執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)區(qū)域之間的聯(lián)系，并找到了由大腦頂葉和額葉內(nèi)20個(gè)可能與智力相關(guān)的不同區(qū)域構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。在這些點(diǎn)位上擁有更多灰質(zhì)或更高神經(jīng)活躍性的個(gè)體更加聰明。因此，顯而易見(jiàn)的是，聰明人大腦的物理結(jié)構(gòu)與普通人不同。
大腦半球理論是真的嗎？
如果主導(dǎo)你的是大腦左半球，則你是一個(gè)理智的人；如果占主導(dǎo)地位的是大腦右半球，則創(chuàng)造力是你的強(qiáng)項(xiàng)。這個(gè)觀點(diǎn)誕生于上世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)人們發(fā)現(xiàn)，部分功能僅由大腦的一側(cè)負(fù)責(zé)。雖然這個(gè)觀點(diǎn)流傳甚廣，但并不是事實(shí)。誠(chéng)然，大部分人使用大腦左半球處理語(yǔ)言，使用右半球操控情感。由此出現(xiàn)了一種理論，認(rèn)為大腦左半球主導(dǎo)邏輯，右半球主導(dǎo)沖動(dòng)，藝術(shù)家也不例外。占主導(dǎo)地位的大腦半球決定了一個(gè)人的性格。
事實(shí)更為復(fù)雜。舉個(gè)例子：雖然大腦左半球負(fù)責(zé)口頭語(yǔ)言，但捕捉語(yǔ)言的情感內(nèi)容及其意味的卻是大腦右半球。沒(méi)有證據(jù)顯示存在占主導(dǎo)地位的大腦半球。美國(guó)猶他大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家杰弗里·安德森掃描了上千個(gè)執(zhí)行不同任務(wù)的人的大腦，掃描圖像并沒(méi)有呈現(xiàn)出大腦一側(cè)或另一側(cè)占主導(dǎo)地位的情況。
美國(guó)哈佛大學(xué)心理學(xué)家斯蒂芬·科斯林提出了認(rèn)知方式理論。該理論認(rèn)為，一個(gè)人的認(rèn)知方式取決于其大腦上部或下部所起的主導(dǎo)作用：大腦上部制訂和執(zhí)行計(jì)劃；下部處理感官信息，并對(duì)事物進(jìn)行分類(lèi)以賦予其意義?？扑沽终f(shuō)，我們隨時(shí)隨刻都在使用整個(gè)大腦，但“屋頂平臺(tái)”和“地下室”所占的比重是關(guān)鍵。
為何有些老人頭腦清晰？
認(rèn)知能力隨時(shí)間衰退。但為什么有的老年人頭腦清晰、思維敏捷，而另一些人則不然呢？事實(shí)上，人腦從40歲開(kāi)始萎縮，而受損的細(xì)胞是額葉細(xì)胞、紋狀體細(xì)胞和海馬體（參與復(fù)雜思考、運(yùn)動(dòng)和記憶過(guò)程）細(xì)胞。抵抗衰退的程度或許與認(rèn)知保留有關(guān)。所謂的認(rèn)知保留，是指大腦在出現(xiàn)癥狀前承受衰老產(chǎn)生的負(fù)面影響的能力。
與認(rèn)知保留有關(guān)的不僅是神經(jīng)元的數(shù)量，更重要的是神經(jīng)細(xì)胞通路的數(shù)量和質(zhì)量。后者才是降低年齡和疾病對(duì)大腦影響的根本因素，因?yàn)楫?dāng)一條通路無(wú)法使用時(shí)，如果還可以利用其他通路傳遞信息，大腦就不會(huì)受到太大影響。
大腦有“熄火”的時(shí)候嗎？
似乎當(dāng)我們休息時(shí)，大腦就會(huì)“熄火”，但事實(shí)并非如此。上海復(fù)旦大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家德尼茲·瓦坦塞韋爾說(shuō)：“就算我們什么也不做，大腦的很多進(jìn)程也在運(yùn)行。”對(duì)我們的祖先而言，“隨時(shí)待命”至關(guān)重要。如今，幾乎沒(méi)人會(huì)擔(dān)心草叢背后隱藏著捕食者，但我們必須對(duì)危險(xiǎn)和機(jī)會(huì)保持關(guān)注，這就需要大腦隨時(shí)隨刻“插上電源”。
上世紀(jì)90年代，神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)且閉上雙眼的人維持著緊張的腦部活動(dòng)?？茖W(xué)家很快就確定了休息時(shí)大腦最活躍的區(qū)域，并將這些區(qū)域命名為默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)（DMN）。當(dāng)我們執(zhí)行需要集中注意力的任務(wù)時(shí)，DMN不太活躍，但當(dāng)我們的大腦“走神”時(shí)，這些區(qū)域就會(huì)變得異?；钴S。似乎DMN會(huì)影響記憶以及對(duì)未來(lái)的設(shè)想。DMN十分重要，因?yàn)椤鞍兹諌?mèng)”是人類(lèi)區(qū)別于其他動(dòng)物的特點(diǎn)之一。
思考時(shí)大腦會(huì)發(fā)出什么？
思考一下思想這件事，你很快就會(huì)摸不著頭腦。思想自然而然地產(chǎn)生，但要理解思想實(shí)在困難。
有人認(rèn)為思想是非物質(zhì)實(shí)體，但思想源于神經(jīng)元傳遞的電信號(hào)。這只是淺顯的解釋。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校海倫·威爾斯神經(jīng)科學(xué)研究所的奧古斯塔·舍爾斯秋克說(shuō)：“思想這個(gè)詞就像是包含大量認(rèn)知進(jìn)程的雨傘?！辈糠炙枷胍援?huà)面的形式呈現(xiàn)，另一部分則以語(yǔ)言的形式呈現(xiàn)，很多思想都是無(wú)意識(shí)表現(xiàn)出來(lái)的。
最新研究使我們能將潛藏在思想背后的電信號(hào)聯(lián)系起來(lái)。2018年，舍爾斯秋克及其同事記錄下了思想的物理路徑。為此，他們邀請(qǐng)一名受試者記住某個(gè)單詞并將其敘述出來(lái)，并在這一過(guò)程中測(cè)量此人腦部的電信號(hào)。最先激活的區(qū)域是聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)皮層，它們負(fù)責(zé)接收聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)信號(hào)。隨后啟動(dòng)的是控制中心——前額葉皮層。任務(wù)越困難，前額葉皮層的激活程度就越高，受試者回答時(shí)花費(fèi)的時(shí)間就越長(zhǎng)，這表明該區(qū)域與其他區(qū)域進(jìn)行交流需要一定的時(shí)間。進(jìn)程末尾，前額葉皮層運(yùn)行速度加快，促使人做出口頭回答?？陬^回答甚至在個(gè)體意識(shí)到之前就已經(jīng)發(fā)生了。舍爾斯秋克說(shuō)，這解釋了為什么有時(shí)我們會(huì)不經(jīng)思考地說(shuō)出一些話。
什么是我們所謂的意識(shí)？
將你有意識(shí)的思想想象成一個(gè)添了柴的火爐。當(dāng)你睡覺(jué)時(shí)，火焰會(huì)變小，但不會(huì)熄滅。當(dāng)你做夢(mèng)時(shí)，火焰會(huì)燒得更旺，并發(fā)出耀眼的光芒。當(dāng)你昏迷時(shí)，幾乎只剩下火炭。換句話說(shuō)，意識(shí)存在著不同的狀態(tài)。這個(gè)現(xiàn)象的一種解釋是，存在著名為“全局工作空間”的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)大腦多個(gè)區(qū)域向這個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳遞信息時(shí)（這個(gè)網(wǎng)絡(luò)將對(duì)信息進(jìn)行處理），意識(shí)就會(huì)產(chǎn)生。當(dāng)停止傳遞信息時(shí)，感覺(jué)就會(huì)停留在無(wú)意識(shí)的水平；當(dāng)信息傳遞仍在進(jìn)行但不完整時(shí)，我們的意識(shí)就會(huì)處在較低的水平，類(lèi)似于做夢(mèng)時(shí)的水平。
通過(guò)對(duì)意識(shí)水平進(jìn)行研究，我們或許就能明白1千克神經(jīng)細(xì)胞如何組織我們持續(xù)不斷的思想和情感“漩渦”，并創(chuàng)造所謂的意識(shí)。美國(guó)塔夫茨大學(xué)認(rèn)知研究中心主任丹尼爾·丹尼特認(rèn)為，意識(shí)是一種幻覺(jué)。丹尼特說(shuō)，所有人都認(rèn)為，我們獲知了我們情感狀態(tài)的某些屬性，我們對(duì)此十分熟悉，并將其視為經(jīng)驗(yàn)。但事實(shí)是，大腦僅向我們呈現(xiàn)令我們感興趣的事物，因此我們才能理解它們。這就是我們能看見(jiàn)顏色的原因，因?yàn)轭伾徊贿^(guò)是大腦神經(jīng)元的創(chuàng)造物。神經(jīng)元對(duì)世界進(jìn)行編碼，使世界變得簡(jiǎn)單且能夠被我們理解。
肚子會(huì)對(duì)大腦產(chǎn)生影響？
有時(shí)我們會(huì)說(shuō)，我們?cè)谟枚亲幼鰶Q定，從某種意義上來(lái)說(shuō)，這不是無(wú)稽之談。
我們很容易忽視以下這一點(diǎn)：腸道會(huì)識(shí)別營(yíng)養(yǎng)素、毒素和微生物，并將相關(guān)信息傳遞至大腦。事實(shí)上，腸道擁有大約5億個(gè)用于指導(dǎo)消化過(guò)程的神經(jīng)元。其內(nèi)還有大約2千克細(xì)菌：我們體內(nèi)的微生物群會(huì)對(duì)所有器官產(chǎn)生影響。對(duì)小鼠進(jìn)行的研究顯示，改變腸道微生物群可能會(huì)改變其行為，有時(shí)這會(huì)成為一件壞事：實(shí)驗(yàn)中的小鼠可能會(huì)變得反社會(huì)。
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