關(guān)于人腦的九大謎團(tuán)

TCQ心晴 2010-11-11

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關(guān)于人腦的九大謎團(tuán)

【字體：小大】

　　1.記憶是由什么構(gòu)成的?
　　
　　記憶是思考的基本要素。每當(dāng)我們執(zhí)行一項任務(wù)，通過語言進(jìn)行交流或是闡明最簡單的概念時，我們都要使用儲備的知識。然而，長期以來，記憶的物理形式一直是個謎。當(dāng)載人新的記憶時，大腦會發(fā)生什么變化呢?
　　美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校凱爾西·馬丁領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，2009年通過利用海蛞蝓這種神經(jīng)系統(tǒng)相對簡單的生物成為首個觀察到記憶以新蛋白質(zhì)形式在突觸中形成的研究團(tuán)隊。
　　然而，知識儲藏在哺乳動物復(fù)雜大腦的哪個地方呢?短期記憶，如要使用的電話號碼等，似乎儲藏在兩個叫做“海馬”的小小卷曲結(jié)構(gòu)中，埋藏在兩個腦半球的深處。2008年，美國塔斯卡盧薩亞拉巴馬大學(xué)的考特尼·米勒和戴維·斯韋特通過老鼠證明，在一件值得記憶的事情發(fā)生后的頭一個小時里，這個區(qū)域的神經(jīng)細(xì)胞DNA出現(xiàn)了化學(xué)變化，使所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)發(fā)生改變。在接下來的一周里，大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞的遺傳因子也發(fā)生了類似的變化。這些變化似乎是永久性的，表明長期記憶儲存在這里。
　　
　　2.我們能讓大腦重生嗎?
　　
　　有一種說法是，人出生時所擁有的腦細(xì)胞就是其一生中所能擁有的全部腦細(xì)胞。
　　20世紀(jì)90年代，這個流行了幾十年的信條被推翻。有人發(fā)現(xiàn)，包括人在內(nèi)的哺乳動物在其一生中可以產(chǎn)生新的神經(jīng)細(xì)胞。在人身上，這種“神經(jīng)發(fā)生”出現(xiàn)在兩個地方：嗅球中形成的神經(jīng)細(xì)胞似乎與辨別新氣味有關(guān)，而海馬中生成的神經(jīng)細(xì)胞與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)。新的神經(jīng)細(xì)胞可以與成人大腦結(jié)合為一體，這個過程可以受到控制以治療帕金森氏癥和阿爾茨海默氏癥等腦部疾病。美國麻省理工學(xué)院研究神經(jīng)發(fā)生的杰夫‘麥克利斯說，方法就是用恰當(dāng)類型的神經(jīng)細(xì)胞替換病變細(xì)胞。
　　
　　3.鏡像神經(jīng)元有什么功能?
　　
　　鏡像神經(jīng)元是20世紀(jì)90年代在獼猴身上發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時，研究人員在對進(jìn)行各種活動的動物大腦內(nèi)放置的微電極進(jìn)行記錄，由此發(fā)現(xiàn)了鏡像神經(jīng)元。
　　人們一直難以查明人類是否具有鏡像神經(jīng)元，但核磁共振成像掃描顯示：當(dāng)我們?nèi)プ霾⒆⒁曂粋€動作時，大腦中被稱為鏡像系統(tǒng)的某個區(qū)域會“發(fā)光”。研究顯示，鏡像系統(tǒng)更加活躍的人似乎能更好地理解別人的感情。
　　
　　4.意識有多少種狀態(tài)?
　　
　　你可能認(rèn)為意識就像電燈開關(guān)，不是開就是關(guān)。然而，如今，真實情況似乎模糊不清，對我們有關(guān)意識和自由意志的看法提出質(zhì)疑，并且由此出現(xiàn)了有關(guān)昏迷病人表達(dá)意見的問題。
　　腦部成像顯示意識存在更多狀態(tài)。英國埃克塞特半島醫(yī)學(xué)院的亞當(dāng)·譯曼以夢游為例說：“夢游者的大腦確實處在半睡半醒狀態(tài)。”盡管他們看到與知覺和意識有關(guān)的很大一部分腦皮質(zhì)處在脫機(jī)狀態(tài)，但大腦其他區(qū)域卻是活躍的，包括那些與情感有關(guān)的區(qū)域。
　　英國劍橋大學(xué)的阿德里安·歐文領(lǐng)導(dǎo)的研究小組還發(fā)現(xiàn)，人們是有可能與植物人交流的。處于植物狀態(tài)的人反應(yīng)能力完好、可以自行呼吸卻對周圍環(huán)境完全無意識。當(dāng)植物人躺進(jìn)大腦掃描儀后，研究人員讓他想象打網(wǎng)球或是在自己家里四處走動的情形，他們能夠從他那里得到同意或拒絕的回答。這類病人目前被當(dāng)做是沒有意識的，然而他們卻可以聽懂問題并進(jìn)行交流。
　　
　　5.靈肉相連的力量有多大?
　　
　　如果你不幸住院了，想辦法住進(jìn)一間可以看到風(fēng)景的房間。如果能夠遠(yuǎn)眺一片樹林而不是一堵磚墻，你可能會恢復(fù)得更快。
　　有關(guān)精神與肉體的聯(lián)系的研究就和行醫(yī)一樣古老。例如，聰明的醫(yī)生知道，對于身體癥狀難以解釋的病人，要探究其精神狀態(tài)。為什么一些疾病受精神狀態(tài)的影響較其他疾病更大?令人難以置信的安慰劑作用背后的原因是什么?我們能夠?qū)W會通過思考自我治愈嗎?
　　這其中有許多似乎是免疫系統(tǒng)在起調(diào)節(jié)作用。研究表明，巨大壓力會降低試管中以及人體身上免疫細(xì)胞的活性。大腦似乎可以通過多種方式影響免疫系統(tǒng)，從化學(xué)調(diào)節(jié)到直接進(jìn)行神經(jīng)控制。
　　
　　6.為什么有些人比其他人聰明?
　　
　　研究表明，大腦的大小與智商之間的聯(lián)系微乎其微。看起來，大腦的質(zhì)而非量才是關(guān)鍵。
　　荷蘭馬得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)學(xué)家馬特因·范登赫費爾發(fā)現(xiàn)，較聰明的大腦神經(jīng)元之間似乎存在更多高效網(wǎng)絡(luò)——換句話說，在大腦不同區(qū)域之間傳遞信息所需的步驟較少。一個族群的智商差異大約有三分之一是由此決定的。
　　
　　7.創(chuàng)造力和精神病之間有什么聯(lián)系?
　　
　　如今，歷史上具有創(chuàng)造力的天才被回溯性診斷為患有精神病已經(jīng)司空見慣。精神分裂癥和其他類型的精神病是最常提到的病癥，而牛頓和愛因斯坦是其中最有名的研究對象。凡·高和弗吉尼婭-伍爾夫則被人們與躁狂抑郁癥聯(lián)系在一起。
　　沒人認(rèn)為完全患有精神病有助于取得創(chuàng)造性成就，但略有一些精神病可能是有幫助的。一般認(rèn)為，語言和邏輯分析主要與左腦半球有關(guān)，而創(chuàng)造性思維則更多地與右腦半球有關(guān)。各種研究似乎確實顯示，患有精神分裂癥的人右腦更為活躍。
　　
　　8.潛意識的力量有多大?
　　
　　法國衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)研究所的斯坦尼斯拉斯·德阿納解釋了潛意識思維和意識思維之間微妙的相互影響。在他的實驗中，志愿者看著屏幕上閃過一個詞，接著幾乎立刻出現(xiàn)一幅圖畫，用以阻擋意識理解這個詞。當(dāng)兩者出現(xiàn)的時間間隔拉長時，這個詞突然在意識里出現(xiàn)，同時腦掃描顯示大腦出現(xiàn)特有的活動。這通常發(fā)生在間隔時間達(dá)到50毫秒左右時。但是，當(dāng)使用的是“愛”或“害怕”等具有情感色彩的詞時，這種現(xiàn)象會早幾毫秒出現(xiàn)，就好像詞語的重要性和是否值得關(guān)注是由潛意識自行判定的。
　　這種實驗改變了我們對意識思維和潛意識思維兩者關(guān)系的看法。后者牢牢掌握著控制權(quán)。將意識看成一盞聚光燈，潛意識對何時打開這盞燈并將光束投向何處起到控制作用。
　　
　　9.我們最終能制造出有意識的機(jī)器人嗎?
　　
　　目前最接近生物智能的軟件機(jī)器人就是“艾達(dá)(IDA)”了。它是一款由美國田納西州孟菲斯大學(xué)的斯坦·富蘭克林設(shè)計的智能分配代理軟件。
　　同人類一樣，艾達(dá)有“有意識”和“無意識”兩個操作等級。在無意識等級，它調(diào)配軟件代理程序來收集數(shù)據(jù)和處理信息。這些代理程序通過競爭進(jìn)入艾達(dá)的“意識”工作空間。在這里，它們進(jìn)行互動并得出結(jié)論。升級版學(xué)習(xí)型艾達(dá)，或稱萊達(dá)(LIDA)，已于今年完成。它學(xué)習(xí)進(jìn)入其意識的東西并利用這些來指導(dǎo)未來決策。萊達(dá)還具有“情緒”優(yōu)勢，情緒是用來指導(dǎo)其決策的高等級標(biāo)桿。
　　
　　(丁一摘自《奧秘》2010年第7期)