大脑奥秘知多少

2020-02-29 10:42刘夕庆
知识就是力量 2020年1期
关键词:人脑新生宇宙

大脑时刻“后台运营”

一项研究颠覆了我们对大脑的认知——我休息,它也歇着。其实不然:当人类休息的时候,大脑并未停止运行,一些神秘的“背景”神经始终在“默认后台运行”(比如,昏昏欲睡时,我们也会去拍打停在胳膊上的蚊子、苍蝇就是一个最好的例子)。这种不间断的信息传递被称作大脑的默认模式。这种模式是为人们应对没有发生的事件做准备的。如果这个模式下的神经网络内的细胞连接出错,可能就会导致阿尔茨海默病(老年痴呆症)或抑郁症等一系列疾病。原来神经科学家一直认为,当休息时,我们大脑中的神经回路基本处于关闭状态。然而,大脑成像实验表明,其中存在一些持续的“背景活动”,就像20世纪科学家发现的宇宙背景中存在暗能量一样。这种类比似乎为人们一直认为的脑“神经元网络”与“宇宙之网”相似,将大脑称为“小宇宙”找到了依据。

长大成人的你还会产生新生神经元?

早在100多年前,人们就根据分层结构对大脑皮层进行了区域划分(其中最著名的当数德国神经解剖学家科比尼安·布洛德曼创建的、沿用至今的大脑图谱),而其中海马区的新生神经元常常被研究者们认为与学习和记忆、神经再生等重要问题有关。但最新研究得出了两种截然不同的结论:一种是成年人大脑海马区没有新生神经元产生,人脑最后一个新生神经元产生于童年时期;另一种是新生神经元在青少年到老年的整个阶段都存在,这使得有关新生神经元参与了成人学习和记忆功能,参与了成人情绪调整功能。

左:“在人脑中植入芯片”;右:人脑与电脑共舞?

人脑电脑谁更强

人脑与电脑,一个是大自然的造化,一个是人类的创造,两者孰强孰弱的话题倍受关注。电脑的运算速度和储存容量优于人类,在某些领域暂时胜人类一筹,比如在轰动一时的国际象棋比赛中,机器人

“深蓝”打败了国际象棋顶级大师卡斯帕罗夫。但人类创造了电脑,创新了科技,人类具有如此的创造性,难道会甘拜下风?当然不会!

其实,人类一直试图探索如何将人脑的创造性、想象力与电脑的运算速度、记忆容量、逻辑准确性等融为一体,借助电脑技术使自己拥有“超能力”,以解决宇宙、生命起源等问题。很多科幻作品就是人类“野心”的展现。

看图能识脑健康

在画中(左下角)一片杂乱的黑白斑点中,你看到了什么?正常情况下,凝视图画几秒钟或几分钟,你会看到一条达尔马提亚狗在嗅着树影斑驳的地面。其实,这是大脑内侧颞叶中的神经元在接收信息后,选择性地识别动物的结果。

而《一鹰二鸟图》(左下角右图)考验的是大脑的图形转换与互补能力。如果不考虑画中间空白处,那么你看到的是两只面对面栖息的乌;如果考虑画中的空白并将其纳入整体形象,那么你看到的是一只面向你的鹰。

艺术家笔下的大脑区域素描

左:识别斑点狗;右:《一鹰二鸟图》(绘图/ 刘夕庆)

左:《花》;右:《云山图》

正常情况下,我们都可以识别复杂的图像,但偏侧空间忽略症病人却例外,他们往往会忽视左侧或者后侧的事物,只有右半侧的《花》(下页左图)就是一位偏侧空间忽略症病人的画作。再来看看中国画史上十分重要的画家和理论家——石涛的山水画,为什么他在白宣纸上的大片“留白”会被人们看成是云雾缭绕?因为你不但会用大脑将其图景“补全”,甚至还能想象出没有云雾时的场景,并会认为此画纯属正常。关键一点就是前一张是病人所作,后一张是艺术。如此增减画面“元素”的图景,其实从某种意义上映射出了作者大脑的健康状态。

从绘画史来看,人类最早在山洞中绘制的岩画都取材于身边的事物,然后逐渐扩展到远处的风景和浩瀚的太空。如今,人类绘画的范围已经延伸到了生活的方方面面,如美国著名涂鸦艺术家巴斯奎特就将画笔伸向了人脑这个“小宇宙”,以极富创造性的构思,描绘了人类的硬核大脑(题图);“思维回归”和“放飞想象”则形象地展现了截然相反的两种思维状态;而人脑的简笔画,则用一根绕来绕去的线条简洁地将大脑的形状呈现在我们面前。

關于人脑的国际获奖漫画(左:“思维回归”,中:“放飞想象”;右:人脑简笔画)

从绘画的视角看人脑,我们既看到了平时不为我们所见的网络一样的脑神经元、脑功能分区以及它们如何各司其职,人类如何在脑科学领域树立自己的“假想敌”,并试图打败它;还看到了某些脑疾患者眼中奇特的残缺世界。大脑的秘密远不止这些,随着脑科学的发展,相信会有更多的秘密为我们所知晓。

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