
今天,速度最快的超级计算机,可以在一秒钟内完成数百万次数学运算;可以将私人信息发送到世界各地;可以控制飞行速度快如子弹的火箭前去拦截另一枚火箭;可以打败国际象棋大师,而且不冒一滴汗。然而目前还没有任何一部机器能与人脑的运算能力匹敌,连边都沾不上。机器成不了诗人、建筑师、医生或艺术家,它们无法思考。听起来或许很意外,但计算机连世界上最粗浅的原理也不懂,那你还觉得计算机厉害吗?下面就让小编带领大家一起探索世界上最万能的“大神”吧!
人类之所以独特,原因就在于人类的脑。人脑虽然有一些功能与其他动物的脑相同,包括分析五官的刺激、协调肌肉运动,以及调节心、肺等器官的运作,但除此之外,人脑还会创造意识。人脑能自行合成外在世界的信息并将它内在化,然后进一步创造出个人在这样一个世界中的认知。人类不同于动物的是,我们知道自己是知道的,也知道该如何对这种认知做出反应。
独特的大脑

脑的基本单位叫作神经元(又称为神经细胞),这是一种特化细胞,负责将信息以电化学的形式传递给其他神经元。有些神经元链会将信息从身体末梢传送到大脑,告诉大脑记录手指被砸到的疼痛、耳朵接收到的车流噪音,或是亚利桑那州壮观的夕阳美景。有些神经元链将信息从大脑传到身体,指示手指如何敲键盘、唇舌如何形成字词、眼球如何左右移动以追踪网球赛中球的移动。还有一些神经元链则在神经元之间传递信息,建构出我们意识或潜意识中的思想与感觉。

神经元:是构成神经系统结构和功能的基本单位,可通过树突接收信息,再由轴突将信息传达出去,从而触发后续的种种动作。
每个神经元都由一个细胞体和一条尾巴状被称为“轴突”的长纤维组成。轴突将电脉冲传送到其他细胞,驱使肌肉细胞收缩,传达来自身体的感觉,或将信息传给其他神经元。有的轴突很短,只连接到脑中相邻的细胞;有的轴突则长得多,能将电脉冲一路沿着脊髓往下传递,使手脚移动。有的轴突会分出多达1万个球状末端,将电脉冲散布到很多细胞。

运动神经元:运动神经元会将分支的纤维送到肌肉细胞表面去。神经元一旦被激活,就能以电化学的方式与细胞受体沟通,引发肌肉收缩。
人脑包含了大约1000亿个神经元,每个神经元又与众多神经元相连,整个神经网络扎扎实实地编织出数以兆计的联结,因此,脑是全宇宙最复杂的物体。因为人类和其他一些动物懂得学习,所以这些联结并非静止不变的。每天,当大脑纳入了新的经验和知识,神经元就会形成新的联结。之所以能够如此,是因为神经元彼此连接的方式,并不像墙上的砖那样用水泥砌在一起,或像桥的钢梁那样焊接在一起,而是通过一个神经元的轴突和另一个神经元的树突之间的一个被称为“突触”的部位来传递信息。
当神经元沿着轴突放出电流,电荷会在突触前停住,就像车子在悬崖边刹车一样。脉冲接着会活化储存在神经元细胞壁中的带电分子,这些称为神经递质的分子,就会离开神经元的细胞膜,穿过突触,然后停靠在下一个神经元上。

神经递质:神经元之间并没有实际相连,而是由一个神经元将它携带的电脉冲转成化学编码,然后跃过神经元之间的缝隙(即突触)传递出去。这种连接方式具有很强的可塑性,因此,大脑能在你学习的过程中重接各个神经元之间的线路。
神经递质一旦抵达新的神经元,就会改变该神经元边缘的电荷,并引发新的电脉冲。脉冲通过中央神经系统的复杂神经链,形成特定的网络,好执行特定的功能,例如了解语言、重温过去的经验、理解外在世界发生的事等。这些网络会储存、恢复并传输信息。大脑处理的所有信息都是在一个个神经元之间穿越的电流,每跃过一个突触时就会停下来转成化学能量。

大脑:这是脑部最大的区块,占据了颅腔内大部分的空间,包括由神经元构成的层层皱褶和四对脑叶。人类之所以拥有一些独特的能力,例如语言和推理,都是拜大脑所赐。经过演化,跟其他哺乳动物的大脑相比,人类的大脑非常巨大,有1300克左右,而猿类的大脑只有300克到500克。
间脑:位于脑干上方,深埋在左右脑之间。间脑在我们的清醒状态中扮演着关键角色。间脑也负责传送除了嗅觉以外所有感官传来的信息,包括丘脑。
小脑:小脑位于脑的后部,不会引发动作,但会控制某些精细动作,例如整合感官信息以维持身体平衡。小脑也会通过反复练习来驾驭肢体动作。
脑干:我们可以将脑干视为大脑往脊髓延伸的部分,或者脊髓往大脑的延伸部分。脑干会自动调节生命的基本活动,包括呼吸、心跳、血压和一些反射动作。脑干也会与间脑一起调节人的入睡与苏醒。有人视脑干为人脑最原始的部分,因为脑干与小脑的组合,跟控制爬行动物肢体运动的脑部十分相似。较高等的动物则演化出更复杂的区块,以扩充脑干。
和谐的脑部四重奏:随着进化的推进,脑部发展出了各种不同的功能分区,同时又维持了整体的和谐统一。在所有的哺乳动物中,人脑的体积相对于体重来说是最大的,因而得以拥有其他生物所缺少的独特的思考能力。
神经网络分布在脑的四个主要区块。从演化的角度来看,人脑中最古老的部位,是最初由脊髓延伸出来的脑干。脑干控制的是人类生存必需的基本生理活动,包括心跳和呼吸等。脑干也有许多感官神经和运动神经(后者的功能是控制肌肉组织的活动)。运动神经元除了存在于脑干,也密集分布在脑的第二个部分,也就是头颅后下部的小脑。小脑负责协调精细的自主运动,例如绑鞋带、拉小提琴等,同时也与情绪有关。脑的第三个部分称为间脑,位于脑部中央,控制睡眠和清醒的节奏,并调节神经系统的非自发性动作(例如消化),也负责将感官刺激传至脑部其他区块。

脑叶:大脑各区块皆左右成对。额叶(红色部分)掌管高等心智功能。顶叶(紫色部分)处理感官信息。颞叶(绿色部分)是语言和长期记忆的关键。枕叶(橙色部分)则包含了视觉皮质,主要处理视觉信息。

脑部的第四个区块就是大脑,也就是大部分人想到人脑时所想到的地方。大脑分为左右两个大脑半球,中间由一条称为“胼胝体”的组织连接。最外层的大脑皮质布满了皱褶,外形像一颗湿湿软软的粉红色核桃。神经学家麦可·葛詹尼加(MichaelGazzaniga)将大脑皮质的外观和大小比喻成一大块折好盖在脑部上方的擦碗布。大脑皮质负责的是一些使人类有别于其他动物的较高级的功能,包括理智、创意及语言能力。这些能力需要相当强大的神经能量:人脑76%的质量都是大脑皮质,这个比例远远超过其他动物;人体的神经联结有75%都在大脑皮质内。

脑部发育:新生儿的大脑皮质(上图)还看不出什么皱褶。到了五岁的时候(中图),脑部大小已经达到成人的尺寸(下图),而皱褶还在持续增加,扩大皮质的表面积。成人的大脑皮质表面积大约是0.23平方米。
大脑皮质负责处理信息,让你能理解这个世界,以求生存甚至蓬勃发展。演化和人类经验塑造了皮质的神经联结,以支持我们的感官和认知功能,这些功能已让人类顺利度过了漫长的历史。人类的大脑回路经过长时间的历练,任何挑战这个系统的事物,例如本书中的错觉和知觉实验,都像是一扇窗,让我们了解平常无法察觉到的脑部运作方式。

脑部发育:哺乳动物脑部发展出的边缘系统,能处理情绪和更复杂的行为。前额叶皮质引进了最高等的心智功能,能够压制情绪。
大脑具有诠释个人经验的能力,因此,头颅内发生的这些运作的最终结果也更显复杂。
大脑包含了数十万亿的细胞才能造就如此复杂的你,因此,你才会针对生活中的所见所知提出问题,并思考从中获得了什么。这可是计算机坐上火箭也追不上的技能哦!
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