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關(guān)于人腦的九大謎團(tuán)
關(guān)于人腦的九大謎團(tuán)

【字體: 】     

  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(xiàng)任務(wù),通過(guò)語(yǔ)言進(jìn)行交流或是闡明最簡(jiǎn)單的概念時(shí),我們都要使用儲(chǔ)備的知識(shí)。然而,長(zhǎng)期以來(lái),記憶的物理形式一直是個(gè)謎。當(dāng)載人新的記憶時(shí),大腦會(huì)發(fā)生什么變化呢?
  美國(guó)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(guò)利用海蛞蝓這種神經(jīng)系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單的生物成為首個(gè)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(duì)。
  然而,知識(shí)儲(chǔ)藏在哺乳動(dòng)物復(fù)雜大腦的哪個(gè)地方呢?短期記憶,如要使用的電話(huà)號(hào)碼等,似乎儲(chǔ)藏在兩個(gè)叫做“海馬”的小小卷曲結(jié)構(gòu)中,埋藏在兩個(gè)腦半球的深處。2008年,美國(guó)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(guò)老鼠證明,在一件值得記憶的事情發(fā)生后的頭一個(gè)小時(shí)里,這個(gè)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(lái)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(lèi)似的變化。這些變化似乎是永久性的,表明長(zhǎng)期記憶儲(chǔ)存在這里。
  
  2.我們能讓大腦重生嗎?
  
  有一種說(shuō)法是,人出生時(shí)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(gè)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(dòng)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(gè)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(gè)過(guò)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(guó)麻省理工學(xué)院研究神經(jīng)發(fā)生的杰夫‘麥克利斯說(shuō),方法就是用恰當(dāng)類(lèi)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(shí),研究人員在對(duì)進(jìn)行各種活動(dòng)的動(dòng)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(lèi)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€(gè)動(dòng)作時(shí),大腦中被稱(chēng)為鏡像系統(tǒng)的某個(gè)區(qū)域會(huì)“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(shí)有多少種狀態(tài)?
  
  你可能認(rèn)為意識(shí)就像電燈開(kāi)關(guān),不是開(kāi)就是關(guān)。然而,如今,真實(shí)情況似乎模糊不清,對(duì)我們有關(guān)意識(shí)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(jiàn)的問(wèn)題。
  腦部成像顯示意識(shí)存在更多狀態(tài)。英國(guó)??巳匕雿u醫(yī)學(xué)院的亞當(dāng)·譯曼以夢(mèng)游為例說(shuō):“夢(mèng)游者的大腦確實(shí)處在半睡半醒狀態(tài)。”盡管他們看到與知覺(jué)和意識(shí)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(guó)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(duì)周?chē)h(huán)境完全無(wú)意識(shí)。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(dòng)的情形,他們能夠從他那里得到同意或拒絕的回答。這類(lèi)病人目前被當(dāng)做是沒(méi)有意識(shí)的,然而他們卻可以聽(tīng)懂問(wèn)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(shù)林而不是一堵磚墻,你可能會(huì)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(duì)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(huì)通過(guò)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(huì)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(guò)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??雌饋?lái),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(fèi)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(huà)說(shuō),在大腦不同區(qū)域之間傳遞信息所需的步驟較少。一個(gè)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(jiàn)慣。精神分裂癥和其他類(lèi)型的精神病是最常提到的病癥,而牛頓和愛(ài)因斯坦是其中最有名的研究對(duì)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(méi)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(yǔ)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(shí)顯示,患有精神分裂癥的人右腦更為活躍。
  
  8.潛意識(shí)的力量有多大?
  
  法國(guó)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(shí)思維和意識(shí)思維之間微妙的相互影響。在他的實(shí)驗(yàn)中,志愿者看著屏幕上閃過(guò)一個(gè)詞,接著幾乎立刻出現(xiàn)一幅圖畫(huà),用以阻擋意識(shí)理解這個(gè)詞。當(dāng)兩者出現(xiàn)的時(shí)間間隔拉長(zhǎng)時(shí),這個(gè)詞突然在意識(shí)里出現(xiàn),同時(shí)腦掃描顯示大腦出現(xiàn)特有的活動(dòng)。這通常發(fā)生在間隔時(shí)間達(dá)到50毫秒左右時(shí)。但是,當(dāng)使用的是“愛(ài)”或“害怕”等具有情感色彩的詞時(shí),這種現(xiàn)象會(huì)早幾毫秒出現(xiàn),就好像詞語(yǔ)的重要性和是否值得關(guān)注是由潛意識(shí)自行判定的。
  這種實(shí)驗(yàn)改變了我們對(duì)意識(shí)思維和潛意識(shí)思維兩者關(guān)系的看法。后者牢牢掌握著控制權(quán)。將意識(shí)看成一盞聚光燈,潛意識(shí)對(duì)何時(shí)打開(kāi)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(shí)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(guó)田納西州孟菲斯大學(xué)的斯坦·富蘭克林設(shè)計(jì)的智能分配代理軟件。
  同人類(lèi)一樣,艾達(dá)有“有意識(shí)”和“無(wú)意識(shí)”兩個(gè)操作等級(jí)。在無(wú)意識(shí)等級(jí),它調(diào)配軟件代理程序來(lái)收集數(shù)據(jù)和處理信息。這些代理程序通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入艾達(dá)的“意識(shí)”工作空間。在這里,它們進(jìn)行互動(dòng)并得出結(jié)論。升級(jí)版學(xué)習(xí)型艾達(dá),或稱(chēng)萊達(dá)(LIDA),已于今年完成。它學(xué)習(xí)進(jìn)入其意識(shí)的東西并利用這些來(lái)指導(dǎo)未來(lái)決策。萊達(dá)還具有“情緒”優(yōu)勢(shì),情緒是用來(lái)指導(dǎo)其決策的高等級(jí)標(biāo)桿。
  
  (丁一摘自《奧秘》2010年第7期)
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