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人脑的奥秘
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脑科学(上)

发布时间:2014-10-29

我们眼中的脑

  人在许多方面不如动物,如听觉不如狼,视觉不如鹰,嗅觉不如狗,长跑不如鹿,短跑不如豹,游水不如鱼,但是,在五光十色、千姿百态的生物界里,人类之所以成为万物之灵,灵就灵在了脑子上。

  脑是一个巨大的宝库,孕育着取之不尽、用之不竭、魅力无穷的智慧。

  人脑的形状和表面很像一个核桃仁,又很像一堆豆腐团,脑的平均重量男子为1380克,女子为1250克。脑分为大脑、小脑、间脑和脑干四个部分;脑干又分为中脑、桥脑和延脑。大脑是脑的最高级部位,占据全脑的70%,分为左右两个半球。两半球之间由大约3亿条神经纤维组成的胼胝体联系着,使两个大脑半球息息相通。

  大脑的表层部分叫大脑皮层,平均厚度为2.53.0毫米,上面布满了下凹的沟和凸出的回,如果把它剥离下来并全部展平,形成的灰色物质层有四张A4打印纸大小。而黑猩猩的大脑皮层只有一张A4打印纸那么大,猴子的像明信片那么大,老鼠的只有邮票那么大。大脑皮层上面密密麻麻地分布着大约120亿个神经细胞,在这些神经细胞的周围还有1000多亿个胶质细胞。

 

脑是受到保护的

  颅骨中的脑,共有三层包被,统称为脑脊膜。其中,与脑表面紧密相接触的是软膜,其外层分别是蛛网膜和硬膜,软膜和蛛网膜之间充满着脑脊液,整个脑浮在脑脊液中;从微观上讲,所有的神经细胞都浸在脑脊液中。

  硬脑膜在拉丁语中有“坚强母亲”的意思,而软脑膜有“温柔母亲”之意,柔软的脑就像睡在母腹中的婴儿一般,在这三层膜和脑脊液的保护下,免遭外界物理性的冲击。

  另外还有一种保护脑的构造——血脑屏障。它只允许大脑所必需的氧、葡萄糖、维生素通过,而拒绝稍有危险的物质通过。需要指出的是,治疗脑疾病所需的药物也受到血脑屏障的选择并受其限制。血脑屏障的存在使我们的脑免受来自于外界的化学性伤害。

  人类的脑从各种意义上来说都是受到保护的。

 

人脑的平凡与伟大

  人脑是世界上最复杂,也是效率最高的信息处理系统。别看它的重量只有1400克左右,其中却包含着100多亿个脑细胞(神经元),在这些脑细胞的周围还有1000多亿个胶质细胞。人脑的存储量大得惊人,在从出生到老年的漫长岁月中,理论上我们的脑能够以每秒1000个信息单位的速度记录下从小到大周围所发生的一切事情。

  人脑像一台信息处理机,其运算速度同样快得惊人。据实验证明,大脑能在几百分之一秒的时间内接收外界传来的一个人脸的映像,并在1/4秒的时间内分析所见到的这张脸的详细情况,并把这些情况综合成一个整体;然后大脑便从它的“记忆库”里边所储存的几千张脸孔中识别这一张特定的脸孔,看看以前是否见过它;如果曾见过这张脸,大脑还能够回忆起与这张脸相关的详细资料。

  以上所产生的全部过程还不到1秒钟。紧接着,大脑还要继续识别这张脸的表情,并决定自己所要采取的行动,比如面露微笑,打个招呼,走过去握握手等。

地方自治与中央集权相统一

  脑的主要特征之一,就是它有着精细的分工。大脑皮层上排列着各类中枢神经,它们分别承担着各种功能,而且各自都有着确定的位置,叫做大脑皮层功能定位区。

  如额叶主要调节随意运动,还负责语言和书写的功能;顶叶主管感觉、计算、阅读和运动;颞叶主管听觉、味觉和嗅觉,还与记忆有关;枕叶接受和分析视觉信息;小脑则维持着身体平衡,在协调运动方面起着重要作用。

  和其它动物相比,人脑的额叶和颞叶异常发达。特别是额叶,它的显着发达标志着人类进化的辉煌,人类特有的精神活动主要源于此。

  所谓原始脑和高度发达的脑到底有何区别呢?螳螂从头到尾均有排列整齐的神经节,这些神经节以分工体制分管着后脚、前脚和头部等,但似乎缺少“中央政府”级的领导。与此相反,人的分工体制主要体现在脊髓水平,而其余均由大脑管辖。各个区域既分工又合作。大脑对外部各种信息进行分析、归纳和综合,然后通过脊髓传送指令,调节身体对这些信息的反应。

  脑功能所体现的细致分工与高度整合,用“地方自治与中央集权相统一”来形容比较恰当。

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