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人的大脑揭秘

2019-5-18 13:57| 发布者: 一生平安| 查看: 970| 评论: 0

摘要: 人类算是地球上的高等生命了,而人与很多寻常的生物,小动物唯一不同的,就是人拥有着非同寻常的大脑,人会有情感而且能够思考。不过关于人大脑的构造,或许我们并不能完全的了解,为什么说人类的大脑其实很可怕 ...
  人类算是地球上的高等生命了,而人与很多寻常的生物,小动物唯一不同的,就是人拥有着非同寻常的大脑,人会有情感而且能够思考。不过关于人大脑的构造,或许我们并不能完全的了解,为什么说人类的大脑其实很可怕?这主要是因为大脑的构造有很多地方远远超乎了我们正常的认知。

  科学家认为,目前人类的大脑的潜能其实并没有被全部的开发,大约只开发了百分之十左右,如果剩下的那百分之九十如果也被激活的话,那么人类会不会拥有我们目前不敢想象的超能力,尚未可知。

  但是即使是这样,人类的大脑其实已经足够可怕了。就像我们平时身体会感觉到疼痛感一样,身体的很多器官部位其实都是能够感到疼痛感的,但是唯独大脑不同。大脑虽然能够释放疼痛的信号但是它却感受不到疼痛感。
  这也意味着患者清醒的时候动脑外科的手术,他们也是无法感知到疼痛的。大脑的四周包着一层含有静脉和动脉的薄膜,这层薄膜里充满了感觉神经。但是大脑本身却没有感觉,即使将脑子一切为二,人也不会感到疼痛。
  大脑的另一个神奇之处还在于,构成大脑的神经细胞有很多。据不完全统计,人类的大脑是由千亿个神经细胞构成的,大脑中的细胞主要有两类:神经元和神经胶质细胞。神经元的功能是产生和传导神经信号,这也是大脑的主要任务;而神经胶质细胞主要负责为神经元提供营养,以保证神经元正常工作。成年人的大脑中大约包含1千亿个(1012)神经元和1万亿(1013)个神经胶质细胞 。一个神经元会发出许多的分支和其它的神经元相连接,这被称为突触。平均来说,每个神经元能够形成5千个突触,乘以大脑神经元的数目,可知大脑中包含约500万亿(5×1015)个突触。而且大脑里面有四分之三的空间都是水,有一半以上的脂肪,数据存储容量更是达到了1000Tb。成人的大脑皮质表面积约为1/4平方米,约含有140亿个神经元胞体,它们之间有广泛复杂的联系,是高级神经活动的中枢。大脑皮层通过髓质的内囊与下级中枢相联系。脑的外部包有结缔组织的被膜、脑脊液充满于脑的腔、室、管内,有保护和营养作用。脑的血液供应从椎动脉和颈内动脉获得。
  每一秒钟,人的大脑中进行着10万种不同的化学反应。
  人体5种感觉器官不断接受的信息中,仅有1%的信息经过大脑处理,其余99%均被筛去。
  大脑神经细胞间最快的神经冲动传导速度为400多公里/小时
  人的大脑平均为人体总体重的2%,但它需要使用全身所用氧气的25%,相比之下肾脏只需12%,心脏只需7%。神经信号在神经或肌肉纤维中的传递速度可以高达每小时200英里。
  人体内有45英里的神经。
  大脑里面的血管有10万英里长
  大脑由一千亿个神经细胞组成。构成大脑的神经细胞数量之多堪比整个银河系恒星的数量。这些神经细胞又湿又软,如果堆在一起,该有一个香瓜那么大。大脑消耗的能量占人体消耗总能量的17%,耗氧量达全身耗氧量的20%,而大脑的重量却只占整个身体重量的2%。大脑在清醒的时候产生的能量相当于10-23瓦的电量,足以点亮一只灯泡了。神经元75%由水组成,这些神经元拥有超过一万亿的突触,这些突触则把大脑内的神经元与足够的空间连结在一起,能容纳的信息量相当于5本大英百科全书,或者说能容纳1000太字节的信息。每天能记录生活中大约8600万条信息。据估计,人的一生能凭记忆储存100万亿条信息。整个大脑的确是同时运作的,不分左右,即使在你醉了的时候也一样。
  爱因斯坦的大脑被保存了下来

  阿尔伯特·爱因斯坦在1953年去世,人们并不是保存他的一缕白发,而是将其整个大脑都保存下来。托马斯·哈维在爱因斯坦去世仅7个半小时之后就对他进行了大脑切除手术,据称他这是为了科学研究。之后,托马斯·哈维连同爱因斯坦的大脑一起消失了,直到1978年,一位勇敢的记者斯蒂芬·莱维在堪萨斯州威克托市追踪到了哈维的踪迹。这个好医生承认他仍然保存着爱因斯坦的大脑,并把它切成了240片,浸在装有甲醛的广口玻璃瓶中。
  左右脑存在区别

  人的大脑由对称的两个半球构成,它们协同运作,左脑更趋理性与逻辑思维。而右脑则更偏向于视觉和概念。它们以相反的方式运行着:左脚绊了一跤,而疼痛信息却在右脑进行处理。大脑能把一切颠倒的事物调正。实际上,眼睛接收到的图像是倒置的,大脑则将其调整为正面朝上。不过,还真有一件离奇的事儿,即使只有半个大脑,人也能活下来。
  男性的大脑比女性的大10%

  有具体的证据表明男性比女性更加聪明。在你们得意之前,老兄,注意了!尽管女性的大脑比男性的小,但是她们的大脑里的神经细胞和连接器比男性的要多,而且工作效率也比男性的要高。这对刻板的人也适用,他们倾向于用更加侧重于感性的右脑对信息进行加工,而男性则更偏向于用注重逻辑思维的左脑。而且,大脑里有一个众所周知的区域,即脑回,负责女性特质的培育,女性的脑回比男性相应地也要更大一些。这是否意味着男性与女性之间存在因大脑而不同的地方呢?
  睡觉的时候大脑更加活跃

  夜晚正是大脑处理白天所发生的事情的时候。这也是科学家们认为我们会做梦的原因。有人认为做梦是一种大脑处理我们日常生活中的复杂情感与相互作用的方式。其他一些人认为做梦仅仅是一种清零信息的方式,就像电脑一样。最近一项研究表明做梦有助于减轻心理上的创伤。智商更高的人做的梦更多,白天小睡一会儿已经证明能够使人精力更加充沛,对工作的注意力更加集中。把这事儿告诉你们的老板吧!
  科学史上4个著名的梦:
  苯在1825年就被发现了,此后几十年间,人们一直不知道它的结构。所有的证据都表明苯分子非常对称,大家实在难以想像6个碳原子和6个氢原子怎么能够完全对称地排列、形成稳定的分子。1864年冬的某一天,德国化学家凯库勒坐在壁炉前打了个瞌睡,原子和分子们开始在幻觉中跳舞,一条碳原子链像蛇一样咬住自己的尾巴,在他眼前旋转。猛然惊醒之后,凯库勒明白了苯分子是一个环--就是现在充满了我们的有机化学教科书的那个六角形的圈圈。
  1921年复活节星期天之前的夜晚,奥地利生物学家洛伊从梦中醒来,抓过一张纸迷迷糊糊地写了些东西,倒下去又睡着了。早上6点钟,他突然想到,自己昨夜记下了一些极其重要的东西,赶紧把那张纸拿来看,却怎么也看不明白自己写的是些什么鬼画符。幸运的是,第二天凌晨3点,逃走的新思想又回来了,它是一个实验的设计方法,可以用来验证洛伊17年前提出的某个假说是否正确。洛伊赶紧起床,跑到实验室,杀掉了两只青蛙,取出蛙心泡在生理盐水里,其中一号带着迷走神经,二号不带。用电极刺激一号心脏的迷走神经使心脏跳动变慢,几分钟后把泡着它的盐水移到二号心脏所在的容器里,结果二号心脏的跳动也放慢了。这个实验表明,神经并不直接作用于肌肉,而是通过释放化学物质来起作用,一号心脏的迷走神经受刺激时产生了某些物质,它们溶解在盐水里,对二号心脏产生了作用。神经冲动的化学传递就这样被发现了,它开启了一个全新的研究领域,并使洛伊获得1936年诺贝尔生理学和医学奖。
  还有一个重要的梦发生在1869年2月,它关系到化学王国的宪法--元素周期律。当时已经发现了63种元素,科学家无可避免地要想到,自然界是否存在某种规律,使元素能够有序地分门别类、各得其所?35岁的化学教授门捷列夫苦苦思索着这个问题,在疲倦中进入了梦乡。在梦里他看到一张表,元素们纷纷落在合适的格子里。醒来后他立刻记下了这个表的设计理念:元素的性质随原子序数的递增,呈现有规律的变化。门捷列夫在他的表里为未知元素留下了空位,后来,很快就有新元素来填充,各种性质与他的预言惊人地吻合。
  还有人在梦中做出发明。在工业化的服装生产出现之前,人们概念里的缝纫针都是一样的:穿线的洞开在与针尖相反的一头,因此针穿过布料的时候,线最后才穿过。对手工缝纫来说这没什么问题,但工业化的缝纫机需要让线先穿过布料。当时的发明家们采用了双头针或多针的方法,但都效率不高。19世纪40年代,美国人埃利亚斯·豪在不能解决这个问题的困恼中入睡,梦见一帮野蛮人要砍掉他的头或煮他来吃--关于这个细节有不同的说法,总之是处境大大的不妙--豪拼命地想爬出锅或躲过砍刀,但被生番们用长矛恐吓着,在这时他看到长矛的尖头上开着孔。这个梦使他决定放弃手工缝纫的原理,设计了针孔开在针头一端的曲针,配合使用飞梭来锁线。1845年他的第一台模型问世,每分钟能缝250针,比好几个熟练工人还快,真正实用的工业缝纫原理终于出现了。
  而且关于大脑,很多人应该还存在着这样一个错误的认知,那就是以为人的智力会跟大脑的大小或者是重量有关,其实并不然。阿尔伯特·爱因斯坦的大脑仅1230克,然而一般成年男性的大脑重达1400克(爱因斯坦的聪明归功于他大脑内的神经胶质细胞不是一般的多)。但是爱因斯坦依然可以那么聪明,所以智商的高低跟大脑的重量是不成正比的。人类的大脑是一个具有高度可塑性的器官,遗传基因决定了人脑大范围的神经元连接情况,而环境则决定了神经元的精细连接,后者与大脑的许多功能都密切相关。大脑精细连接的发育过程从胎儿在子宫内开始,一直持续到大脑发育成熟的儿童时期。
  观察当下的生命世界,我们不难得出以下结论:
  1、相对脑容量越多的生命体,越聪明。
  从植物,虫子,老鼠,鸡鸭,猫狗,虎豹,大象鲸鱼,最后到人类。可能你又会问了,为什么大象和鲸鱼比人笨,但他们的脑容量比人大的多?
  回答是:第一这是一般性原理,不是绝对的。第二,我们说的是相对脑容量。就是用脑容量体积和生体体积对比而言的。
  2、从分类上来说,五界系统:原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。
  动物界大脑活动更复杂,进化更好。而动物界可分为无脊椎动物物和脊索动物两类。脊椎动物亚门包括圆口纲、鱼纲、鸟纲、爬行纲、两栖纲、哺乳纲。而哺乳纲的大脑要强于其他的。
  接下来我们说说大脑的进化。
  关于地球生命的起源。米勒认为生命起源于水中。所以关于大脑的进化,也需要从海洋或湖泊中说起。
  首先最初的大脑只是海洋生物中一组可以传导电流的细胞。
  然后经过长期的发展,演化,这类可传导电流的管子发展成雏形脑子。
  而真正意义上的脑子此时并没有出现,经过漫长的演化和发展,真正意义上的脑子最终出现了。他出现在一条鱼上或者别的水生生命体重。这就是人类大脑的雏形。这也是大脑极具发展的初始。由此大脑进化,进入海洋高速时代。细胞结构也在这时剧烈改变,神经分支形成。神经周围形成很多独立的蛸。
  沧海桑田,地势的变化,环境的变化,最终使得一些水中生命体,不得已走到陆上。爬行,站立,大脑进化进入陆上高速时代。恐龙也就在这个时候慢慢形成。恐龙也是这样的脑子。还是为了适应环境变化,为了生存,经过更长的时间,哺乳动物诞生了。他们的大脑得到进一步发展,能更好的适应环境。而最完美的大脑,是一种被称为人类的动物的大脑。那就是我们自己的大脑。拥有皮质,沟壑纵横,神经元彼此相连,想成一个复杂的系统。至此,大脑的进化并没有停止。因为生命还在继续,生命还在发展。环境依然在变,所以我们的大脑依然在进化中。
  大脑的运作
  关于大脑的运作,一直以来是科学界的迷。大脑运作是怎么回事呢?我们可以根据现有研究和想象力,来了解一下。
  首先大脑的进化,我们可以看出以下几点。
  1、大脑是由单细胞进化而来的。
  2、大脑是长时间的产物,形状越来越复杂。脑容量不断增加。
  3、大脑神经元彼此相连。
  大脑神经元不断展开分支,彼此相连。随着不断的增加,隆起,形成人类复杂的神经森林。这种隆起的情况,一定受到颅腔的空间影响,直接影响了大脑的形状。大脑由此由扁平到弯曲,再到分区,区又分开沟壑。就这样不但进化,形成现在的大脑。
  大脑的信息的传递是神经元利用神经网络,通过电子和化学刺激来沟通的,从而使得身体做出反应。
  神经元彼此沟通,并不接触。把神经元拉近看,我们可以看到一个小缝隙隔开了分支,我们称之为神经键。这是一种信息从一个神经元传递到另一个神经元的过渡带。如果一个信息来自一个神经元的小液囊储存分子,收到刺激,液囊释放出分子,穿过细胞薄膜,到达神经键缝隙。受电震就发出信号,接收神经元进入的分子,而这种接收是特定的,有选择的。电震产生化学变法再产生电震,这样的简单事件串联,就是大脑运作的基础活动。
  我们的大脑之所以复杂,就是因为这样的活动。人类大脑有大约一千亿个神经元,每一个神经元就像是大生产线上的作业员。他们处理信号并配合神经元接收和传送信息。1千亿个神经元乘以5万个连接,你可以想象一下,是多少奇妙,宏伟,和巨大的系统。
  神经元本身并不聪明,也无意识。但是1千亿个神经元在一个固定的颅内,组成复杂的结构,并且以让我们难以捕捉和协作的方式运作,这就是使得我们人类能够有想象力的思考,有意识的活动。
  从远古至今,每一个生物,每个人类,我们不是生来就具有如此完备的神经系统。我们仅仅是靠生活经验和成长经历来塑造他们。在子宫中的婴儿,大脑便以运转。他的神经元以惊人的速度倍增。前几个月便有2千亿个。其实这已经是过度生产,但这就是生物的生存本能。孩子出生后,会有一半脑细胞死掉。而活那一半开始工作。
  婴儿出生极不成熟,需要不断发展,才能更好于外界沟通。这就说明智慧这样的东西,不是与生俱来,而是后天成就的。所以一个人的命是先天重要还是后天重要,就不言而喻了。【不要拿个别死亡婴儿和残疾婴儿来反驳,要从整个大基数考虑和论证】
  很显然,大脑是我们的最大的财富,从一出生大脑就在运转,并不断发展,变化。建立一个独立的系统。每个人都不同,每个人又相似。那到底是什么创造的如此神奇的大脑。答案是:我们周围的一切。准缺的说的是以前的一切和现在的一切。所以从一定意义上来说,你已经活了几百万年了。呵呵。
  我们的基因提供神经元连接的参数,他们制定某种根基。但大部分的神经连接,即大脑活动的基础,是由我们的外在世界塑造的。这就是为什么每个人的指纹不同,每个人的性格不同……即使是双胞胎,他们的外在世界,看到的东西也会不同。他在看蚂蚁的时候,另一个在看蝴蝶,脑中的反应能一样吗?所以环境塑造了我们的大脑。这也是为什么孩子的接受新事物的能力要强于成人。孩童的神经元更有活力,不固定。
  大脑进化,已经形成特定的功能区。但是这样的功能区又彼此沟通,互动,才使得我们更好的处理问题和生存!!
  人的脑细胞数量相同吗?

  每个人的脑细胞数量不同,比较接近的,脑细胞的特征是,一旦发育完成后,再也不会增殖。人的一生就只有出生时那个数目的脑细胞可供利用,大约140亿个。骨骼、肝脏、肌肉等其它器官或组织损伤后可因细胞分裂增殖很快得以恢复,唯独脑细胞不可再生。目前,科学界尚没有更好的办法能够改变脑细胞不可再生这一特性。
  脑细胞主要包括神经元和神经胶质细胞。神经元负责处理和储存与脑功能相关的信息。神经元是特异化的,具有放电功能的一种细胞类型。神经元之间形由突触相互连接。
  神经胶质细胞起到支持作用,其已知的主要功能包括形成神经元轴突外的髓鞘,神经元养分供应和新陈代谢,参与脑中的信号转导等。脑内其它的细胞类型包括形成脑血管的上皮细胞。
  脑细胞增殖高峰阶段,(3—6个月)。3—6个月是胎儿脑细胞增殖的第一个高峰,这个阶段胎儿的脑细胞以平均每分钟25万个的增长速度急剧增加,到出生时脑细胞生长发育好的优生儿会有1000亿个脑神经细胞。
  胎儿7个月到出生——是脑细胞生长发育的第二阶段,这个阶段脑细胞持续增加,细胞体积增大,树突分枝增加,突触开始形成。
  孩子出生后1年内是脑细胞增大的最后一个高峰。这个阶段脑神经细胞体持续增大,神经胶质细胞迅速分裂增殖,神经细胞组成整个身体传送信息的神经通道,就像传送电讯号的电路一样。
  脑细胞处在一种连续不断地死亡且永不复生增殖的过程,死一个就少一个,直至消亡殆尽。这是一种程序性死亡,也叫凋亡。人到20岁左右,脑细胞发育的速度达到巅峰,此时不仅精力充沛,而且记忆力好,是一生中的黄金季节,越过此峰,便是下坡。20岁过后,若这些细胞放置在那里而不使用的话,会以每天10万个的数量变成废品。尽管这是件令人不快的事,但脑细胞随年龄增长而逐渐减少却是事实。拿80岁的人和40岁的人相比较,前者比后者大约减少了一半,相差一倍左右,这已被科学所证实。
  但是,并不是脑内所有部位都以相同比例减少,如脑干部位的细胞就几乎没有变化。从这点来看脑干是人类生存绝对必须的部位,此部位破坏了,就会使各脏器失去功能。这种与维持最低生命活动相关的部位在发生学中是最早成熟的部位,出生刚一天的婴儿,其脑干部位的动眼神经的髓鞘就已完全发育好。这样的部位,不但不受年龄变化的影响,同时也不易受到疾病的侵害。
  脑细胞按其成熟度可分为三种类型:
  一类是已经充分发展了的脑细胞,其成熟度最高,每个细胞有多达二万余条线路与其它的细胞有业务联系。这部分细胞为处于工作状态的精英,人类现有的略有难度的工作均由它们来完成。
  另一类是未充分发展的脑细胞,其成熟度相对较低,每个细胞一般只有几十条线路与其它脑细胞联络,承担着一些力所能及的简单性的工作。我们称这部分脑细胞是处于半抑制状态。
  第三类是完全没有发展的原始状态的脑细胞,这部分脑细胞既不马上死亡,也不参与工作,处于休闲状态。我们称其为处于完全抑制状态或沉睡状态的脑细胞。
  人脑大约有140亿个脑细胞,最多不到10%是充分发展了的并常加以运用的,其余的仍处在未充分发展或完全没有发展的原始状态。
  脑细胞彼此间联络的线路绝大多数在人出生后,受到外界环境的刺激而逐步发展形成的。脑细胞联络线路越多,就越能发挥各细胞彼此之间的分工合作,人就越聪明,智商就越高。因此,一个婴儿出世后,如将其与外界隔离,各细胞间的联络线路就无法发展,将来绝不会是一个高智商的人。
  脑细胞是脑活动的最小单位,如果将每个细胞比喻为一部电话交换机的话,其电话线路比全世界的电话网络还要复杂1400倍。
  那么,细胞与细胞之间是如何交流信息的呢?
  一般人认为,脑细胞密密麻麻地排列着,如电路一般,微弱的电流流过这些脑细胞并传达着大脑的命令。
  事实上并非如此,细胞与细胞之间并不直接连结,中间均存在着小小的缝隙。
  充当导线作用的是弥散在细胞与细胞之间的荷尔蒙,也叫激素,它们充当着脑内信息的传递者。这种激素分泌于大脑的各个地方,大脑通过它向全身传递指令,于是身体也分泌同样的荷尔蒙,通过这种荷尔蒙接受信息的细胞根据命令采取行动。没有荷尔蒙,人就不会思考、不能行动,人就不会有感觉。
  也有人把脑细胞比作一个微小的生物电池,随时准备放电。荷电的元素称为离子,它们在脑细胞内外的数量不等,从而在细胞膜两侧形成微小的电位差。人类脑细胞内部记录到的电位要比外部低70毫伏(以-70mV表示),这种电位称为静息电位,这种细胞膜“外正内负”状态称为极化。
  从另一个脑细胞传来的信息改变了静息电位,使其负值改变,到达一个称为阈的水平,引起放电。人类脑细胞的阈约为-55mV,当达到此值时,脑细胞就产生一种沿轴突传播的电变化,称为动作电位或神经冲动。神经冲动引起递质释放的同时,还伴有电位变化。

  脑是由脑细胞(神经元)构成的一种网络组织,是通过脑细胞之间的信号传导来发挥功能的。显然,脑的基本结构单位非常单纯而明确。换言之,脑由单一功能的神经元和支持神经元功能的神经胶质细胞组成。神经胶质细胞主要包括星形胶质细胞和施旺细胞。星形胶质细胞因其形状类似于海星而得名,它与血管内皮细胞是构成血脑屏障的重要物质。而施旺细胞呈薄片状缠绕在轴突上,形成所谓的髓鞘。髓鞘部分不导电,因此具有较好的电缆特性,大大提高了动作电位的传导速度,可以使脑细胞之间的信息传递处于超导状态。经科学测算,有神经髓鞘和没有神经髓鞘两种情况下的神经传导速度会相差大约一万倍之巨。当神经髓鞘出现断层或受损时,记忆、思维等心智活动的时效速率会大大降低。
  综上所述,脑细胞具有如下特点:
  与生俱来的脑细胞大约有140亿个,且永不增殖,只存在程序性凋亡。正常人仅启用了不到10%,近90%的脑细胞均处于抑制沉睡状态。细胞之间是通过激素进行信息传递的。
  长期患病,会对患者的神经系统及大脑产生损害,影响记忆力。像神经压抑,或脑萎缩、头部内伤等脑损伤疾病,都会加速脑细胞的死亡,引起健忘。
  长期压力过大也会让记忆变差。当我们全身高度警惕,总处于焦虑状态时,思虑多,做事难专注,记忆力就会减退。
  睡眠不好。在睡眠中,神经细胞可以修复我们的大脑,并将白天的记忆分类存储在大脑的不同区域,方便第二天开始更高效的工作。如果睡不好,记忆力就会下降。
  记忆差,是它的“警告”
  这些因素,归根到底,都是人体内脑细胞疲劳、损伤或衰老而导致记忆力减弱。
  人出生时,脑细胞数量约140亿个,然而脑细胞不可分裂,它处在一种连续不断地死亡且永不复生、增殖的过程,死一个少一个,直至全部凋亡。
  让脑细胞保持活力的方法很多,如坚持学习新鲜事物,让大脑细胞不断处于活跃状态,避免脑细胞老化;坚持运动锻炼,减少心脑血管发生意外的风险,促进与记忆相关的神经细胞生长,从而对大脑起到保护作用等等。

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