什麼是人類大腦的自然思考方式?新華社北京2月17日新媒體專電 西班牙《趣味》月刊刊載題為《人腦的八個謎題》的文章,文章介紹了科學家對人腦進行的八個研究結果,全文摘編如下:,現在小編就來說說關于什麼是人類大腦的自然思考方式?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!
新華社北京2月17日新媒體專電 西班牙《趣味》月刊刊載題為《人腦的八個謎題》的文章,文章介紹了科學家對人腦進行的八個研究結果,全文摘編如下:
人腦具備無與倫比的創造力和洞察力,而支撐這一切僅需一個電壓達20伏的電燈泡的能量。我們對大腦了解得越多,提出的疑問也就越多。科學家正嘗試揭示大腦最為複雜和神秘的特性。
人類大腦緣何如此特殊?
我們總認為大腦是個特别的器官。除人類以外的其他動物也會使用工具和解決問題,但它們無法發明電腦,也無法撰寫小說。盡管我們對大腦有了更深的了解,但要解釋大腦為何如此特别仍非易事。人腦的質量約為1.5千克,是大象大腦質量的三分之一。如果考慮與體重之比的話,那麼人腦簡直是龐然大物:人腦的尺寸是同等體形哺乳動物大腦尺寸的7至8倍。但這并不能解釋為何我們擁有非凡的認知能力。例如,尖鼠科動物的大腦約占體重的10%——穩坐動物王國頭把交椅,但沒人會說它們是最聰明的動物。
相比尺寸,更重要的應該是神經元的數量。美國範德比爾特大學神經科學家蘇珊娜·埃爾庫拉諾-烏澤爾說,人腦的神經元數量約為860億個。靈長目動物比同等體形的哺乳動物擁有更多的大腦神經元。人腦是靈長目動物大腦中最大的,其神經元數量也超過靈長目的其他物種。
聰明人的大腦有何特殊?
智力水平因人而異:如果影響智力的不是大腦結構和功能差異,又該是什麼呢?
首先需要指出的是,大腦體積更大的人通常智商更高。但這隻是其中一個因素。
要進一步探究這個問題,我們必須研究構成大腦組織的白質和灰質。灰質由神經細胞主體構成,而白質由神經細胞傳遞信号的纖維構成。
英國劍橋大學認知與腦科學研究所神經科學家羅吉爾·基維特及其同事發現,大腦額葉中的灰質的量會對(負責解決新問題的)“流動智力”産生影響,且“流動智力”的能力與連接前額葉的兩個區域的纖維(白質)數量成正比。
雖然多多益善,但組織數量并不是唯一的影響因素。哺乳動物大腦最引人注目的一個特點是,灰質層以褶皺的形式存在。這種形式可以增加皮層面積,拉近神經細胞之間的距離,加快連接速度。我們知道,更聰明的個體擁有更多的大腦褶皺,但這并不能完全解釋智力的問題。
最廣為人知的一個假說是“頂葉-額葉整合理論”,該理論提出,智力的基礎是連接大腦“熱點”(利用成像技術可以看見)的神經網絡。德國約翰·沃爾夫岡·歌德大學科學家烏爾麗克·巴斯滕觀察到大腦執行認知任務區域之間的聯系,并找到了由大腦頂葉和額葉内20個可能與智力相關的不同區域構成的網絡。在這些點位上擁有更多灰質或更高神經活躍性的個體更加聰明。因此,顯而易見的是,聰明人大腦的物理結構與普通人不同。
大腦半球理論是真的嗎?
如果主導你的是大腦左半球,則你是一個理智的人;如果占主導地位的是大腦右半球,則創造力是你的強項。這個觀點誕生于上世紀60年代,當時人們發現,部分功能僅由大腦的一側負責。雖然這個觀點流傳甚廣,但并不是事實。誠然,大部分人使用大腦左半球處理語言,使用右半球操控情感。由此出現了一種理論,認為大腦左半球主導邏輯,右半球主導沖動,藝術家也不例外。占主導地位的大腦半球決定了一個人的性格。
事實更為複雜。舉個例子:雖然大腦左半球負責口頭語言,但捕捉語言的情感内容及其意味的卻是大腦右半球。沒有證據顯示存在占主導地位的大腦半球。美國猶他大學神經科學家傑弗裡·安德森掃描了上千個執行不同任務的人的大腦,掃描圖像并沒有呈現出大腦一側或另一側占主導地位的情況。
美國哈佛大學心理學家斯蒂芬·科斯林提出了認知方式理論。該理論認為,一個人的認知方式取決于其大腦上部或下部所起的主導作用:大腦上部制訂和執行計劃;下部處理感官信息,并對事物進行分類以賦予其意義。科斯林說,我們随時随刻都在使用整個大腦,但“屋頂平台”和“地下室”所占的比重是關鍵。
為何有些老人頭腦清晰?
認知能力随時間衰退。但為什麼有的老年人頭腦清晰、思維敏捷,而另一些人則不然呢?事實上,人腦從40歲開始萎縮,而受損的細胞是額葉細胞、紋狀體細胞和海馬體(參與複雜思考、運動和記憶過程)細胞。抵抗衰退的程度或許與認知保留有關。所謂的認知保留,是指大腦在出現症狀前承受衰老産生的負面影響的能力。
與認知保留有關的不僅是神經元的數量,更重要的是神經細胞通路的數量和質量。後者才是降低年齡和疾病對大腦影響的根本因素,因為當一條通路無法使用時,如果還可以利用其他通路傳遞信息,大腦就不會受到太大影響。
大腦有“熄火”的時候嗎?
似乎當我們休息時,大腦就會“熄火”,但事實并非如此。上海複旦大學認知神經科學家德尼茲·瓦坦塞韋爾說:“就算我們什麼也不做,大腦的很多進程也在運行。”對我們的祖先而言,“随時待命”至關重要。如今,幾乎沒人會擔心草叢背後隐藏着捕食者,但我們必須對危險和機會保持關注,這就需要大腦随時随刻“插上電源”。
上世紀90年代,神經科學家發現,處于靜止狀态且閉上雙眼的人維持着緊張的腦部活動。科學家很快就确定了休息時大腦最活躍的區域,并将這些區域命名為默認模式網絡(DMN)。當我們執行需要集中注意力的任務時,DMN不太活躍,但當我們的大腦“走神”時,這些區域就會變得異常活躍。似乎DMN會影響記憶以及對未來的設想。DMN十分重要,因為“白日夢”是人類區别于其他動物的特點之一。
思考時大腦會發出什麼?
思考一下思想這件事,你很快就會摸不着頭腦。思想自然而然地産生,但要理解思想實在困難。
有人認為思想是非物質實體,但思想源于神經元傳遞的電信号。這隻是淺顯的解釋。美國加利福尼亞大學伯克利分校海倫·威爾斯神經科學研究所的奧古斯塔·舍爾斯秋克說:“思想這個詞就像是包含大量認知進程的雨傘。”部分思想以畫面的形式呈現,另一部分則以語言的形式呈現,很多思想都是無意識表現出來的。
最新研究使我們能将潛藏在思想背後的電信号聯系起來。2018年,舍爾斯秋克及其同事記錄下了思想的物理路徑。為此,他們邀請一名受試者記住某個單詞并将其叙述出來,并在這一過程中測量此人腦部的電信号。最先激活的區域是聽覺和視覺皮層,它們負責接收聽覺和視覺信号。随後啟動的是控制中心——前額葉皮層。任務越困難,前額葉皮層的激活程度就越高,受試者回答時花費的時間就越長,這表明該區域與其他區域進行交流需要一定的時間。進程末尾,前額葉皮層運行速度加快,促使人做出口頭回答。口頭回答甚至在個體意識到之前就已經發生了。舍爾斯秋克說,這解釋了為什麼有時我們會不經思考地說出一些話。
什麼是我們所謂的意識?
将你有意識的思想想象成一個添了柴的火爐。當你睡覺時,火焰會變小,但不會熄滅。當你做夢時,火焰會燒得更旺,并發出耀眼的光芒。當你昏迷時,幾乎隻剩下火炭。換句話說,意識存在着不同的狀态。這個現象的一種解釋是,存在着名為“全局工作空間”的神經網絡。當大腦多個區域向這個網絡傳遞信息時(這個網絡将對信息進行處理),意識就會産生。當停止傳遞信息時,感覺就會停留在無意識的水平;當信息傳遞仍在進行但不完整時,我們的意識就會處在較低的水平,類似于做夢時的水平。
通過對意識水平進行研究,我們或許就能明白1千克神經細胞如何組織我們持續不斷的思想和情感“漩渦”,并創造所謂的意識。美國塔夫茨大學認知研究中心主任丹尼爾·丹尼特認為,意識是一種幻覺。丹尼特說,所有人都認為,我們獲知了我們情感狀态的某些屬性,我們對此十分熟悉,并将其視為經驗。但事實是,大腦僅向我們呈現令我們感興趣的事物,因此我們才能理解它們。這就是我們能看見顔色的原因,因為顔色隻不過是大腦神經元的創造物。神經元對世界進行編碼,使世界變得簡單且能夠被我們理解。
肚子會對大腦産生影響?
有時我們會說,我們在用肚子做決定,從某種意義上來說,這不是無稽之談。
我們很容易忽視以下這一點:腸道會識别營養素、毒素和微生物,并将相關信息傳遞至大腦。事實上,腸道擁有大約5億個用于指導消化過程的神經元。其内還有大約2千克細菌:我們體内的微生物群會對所有器官産生影響。對小鼠進行的研究顯示,改變腸道微生物群可能會改變其行為,有時這會成為一件壞事:實驗中的小鼠可能會變得反社會。
來源: 新華社
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