人类的脑部有75%至80%是水分,其余部分是脂肪和蛋白质。人脑里面是一个电脉冲涌动的世界,有了这些电脉冲,脑为我们构建了一个充满活力的,三维的,迷人的世界。
人脑占体重的2%,但会消耗身体20%的能量。人脑是非常高效的,尽管它一天只需要消耗400卡路里的热量,与从一块蓝莓松饼中摄取的热量差不多。
人脑有860亿个神经细胞,被称为神经元。这些细胞负责思想,感知,运动和身体机能控制。神经元不像其他细胞那样紧凑且呈球形,它很长而且纤细,这样能更好地传递电脉冲信号。神经元的主链称为轴突,在它的末端,呈树枝状延伸着的称为树突。神经细胞的末端之间的微小间隙称为神经突触。每个神经元均与数以千计的其他神经元相连,从而产生数万亿个连接。这些复杂的突触连接网是智力的本质。
人脑的顶部称为大脑。大脑分为两个半球,每个半球分别控制身体的一侧。每个大脑半球包含四个脑叶:
❏额叶(顶前部)—提供执行功能,判断力,洞察力和控制冲动。
❏顶叶(顶部背面)—整合感官信息(视觉,触觉,方向感,知觉)。
❏颞叶(侧面)—控制听觉,记忆,情绪,性欲和语言。
❏枕叶(后部)—视觉处理中心。
小脑位于大脑下方,在头后部与颈背交际处。尽管小脑仅占颅腔的10%,但它拥有人脑一半以上的神经元。之所以小脑具有这么多神经元,是因为它要控制平衡和复杂的运动。
在人脑的底部,连接人脑与脊柱的部分称为脑干。脑干控制着许多关键的生理功能,例如呼吸,心率,血压以及膀胱和肠蠕动等。脑干非常重要,在英国 “脑干死亡”是判断人死亡的基本指标。
在人脑中散布着许多较小的结构,统称为边缘系统,包括下丘脑,海马体和杏仁核。边缘系统调控记忆,食欲,情绪,睡意和警觉性等基本生理过程,对我们的幸福感起着至关重要的作用。
下丘脑调节新陈代谢。海马体是储存记忆的中心。杏仁核专门处理强烈的和压力性的情绪,例如恐惧,愤怒和焦虑等。
人脑产生所有构成人体感觉的要素。光子没有颜色,声波没有声音,嗅觉分子没有气味。当你看到某样东西时,只有大约10%的信息来自视神经,人脑的其他部分必须解析这些信号——识别脸部,分析动作,辨别危险,大脑告诉我们是什么,我们就会看到什么。
记忆的存储是非常特殊并且杂乱的。大脑将每个记忆分解为各个组成部分----名称,面孔,位置,来龙去脉,触感----并将这些信息发送到大脑的不同位置,在需要时将它们调回并重新整合起来。这些记忆碎片随着时间的推移从大脑皮层的一部分移动到另一部分。这就是为什么记忆不是恒定不变的,也不能永久保留。研究表明,通过暗示能将虚假的记忆植入人脑。
记忆分为两种:陈述性记忆和程序性记忆。陈述性记忆是可以用语言表达的那种记忆。程序性记忆描述的是人们所了解和理解的,但无法轻易用语言表达的事物,例如如何游泳或驾驶汽车。
研究人员从一个仅有少量记忆的人那里了解到了很多关于记忆的知识。亨利·莫拉森(Henry Molaison)是一位典型的患者,他在一次自行车事故后患上了严重的癫痫病。外科医生在他大脑的每一侧都切除了杏仁核和一半的海马体。手术后,他可以回忆起很久以前的事情,却无法形成新的记忆。该手术切断了短期记忆到长期记忆的路径,反映出海马体在储存记忆中的核心作用。
尽管人到十岁时大脑的生长已经完成95%,但额叶要到二十几岁才成熟。额叶控制着冲动,复杂的行为,计划和组织。由于青少年的额叶尚未成熟,他们只思考短期内的事,而不会考虑冒险的负面影响。于是,与成年人相比,他们易于接受冒险,对酒精也更加敏感。
研究表明,大脑受到物理伤害会改变一个人的人格。那些患有影响额叶的大脑紊乱的儿童难以学会道德和社会规则。当肿瘤破坏或侵犯到额叶的某些部位时,患者有时会变得温和。经历额叶切除术的人不再那么暴力,变得易于管教,当然他们也要忍受巨大的,不可逆转的性格缺失。
癫痫病是一种神经系统疾病,其特征是突然反复发作的知觉障碍,意识丧失和抽搐。它是由大脑中坏掉的神经元引起的。现代药物已减少或消除了许多患者的癫痫发作,但是大约20%的癫痫病患者对药物没有反应。
有许多与神经疾病有关的奇异综合征和病症。例如,安东-巴宾斯基综合征(Anton-Babinski syndrome)患者分明已经失明,却坚定地相信自己看得见。里多克综合征(Riddoch syndrome)患者唯一能看到的是移动中的物体。卡普格拉综合征(Capgras syndrome)患者确信那些与其亲近的人都是骗子。
昏迷是指患者对外界刺激无反应的一种状态。个别人会从昏迷中恢复过来,但是大多数人不会醒来,伴有严重的永久性脑部损伤的患者更不会醒来。
当患者处于植物人状态时,他们的脑干功能仍然完好无损,但是脑的其余部分不能再运作。脑干调节呼吸,心率,温度和觉醒周期。他们可以呼吸,心脏可以跳动,但是他们的身体没有任何反应和知觉。在1997年,神经科学家阿德里安·欧文(Adrian Owen)发现有些处于植物人状态的患者,实际上是有知觉的,只是没能力告诉其他人。
闭锁综合征(Locked-in syndrome)是植物人的相反状态。患有闭锁综合征的人可以看到,听到和理解一切,但由于脑干中控制肌肉的神经元受损而无法动作或说话,他们只能眨眼或转动眼球。
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How the Brain Works Part 1大脑是如何运作的1
How the Brain Works Part 2大脑是如何动作的2
How the Brain Works Part 3大脑是如何运作的3
How the Brain Works Part 4 大脑是如何运作的4