g20峰会主席名言:大脑是怎样运作的？

http://zhanglei.vip.jie-xin.cn/bbs/admin/info/science/bio/view.asp?id=1

第六章 大脑“达尔文机”的运作机制
我们的知性借先验图式的原理理解现象世界……这是一种深蕴于人类心灵中的技能，我们很难揣测自然界在此采用的秘诀。
伊曼纽尔·康德（lmmanuelKant），《纯粹理性批判》
“为什么”，渡渡鸟说，“要解释它最好是演示一下”。
刘易斯·卡罗尔（LewisCarroli），《爱丽丝漫游奇境》
这一章是否确实是必需的？如果你能读完前一章又并不意识到有何缺失，那么，在这个意义上，这一章是多余的。
所有这一切取决于你对组构图的满意程度。有些人并不想了解得更多，我们说：“忽略掉细节，有一幅实施概图就可以了”。但是这一章并不是谈上一章所略去的细节，它是从一个不同的角度来写的，以“自下而上”的方式来阐述，而并非从推演出的原理出发。
遗憾的是，原理很像组构图——一种方便的图式化虚构。真实的组村是由一连串的信息和决策过程所组成的，单用箱子和符号并不能囊括其内涵。组构图未能考虑到“人”这样一个因素，以及他们怎样彼此交谈，也未能考虑到“惯常记忆”（istitutionalm。mory）。对于诸如专门家怎样也能成为多面手；在一个层次上作出的决定怎样和在另一层次上作出的决定相互影响等问题，组构图也未加以考虑。对脑所做的任何图示式的解释都会有组构图的这些短处。“
对智力所作的这种阐述至今未能对神经无多加考虑，也没有充分考虑这些脑细胞如何彼此交换信息；它们怎样记忆往昔的事件；它们如何协同工作，在局部和区域性的尺度上作出决定。虽然对其中的一些过程尚无所知，但现在已有可能对不同的大脑密码间的竞争勾画出一幅言之成理的概图。
在讨论科学问题时，一种行之有效的普遍规则是；举出一科特例，即使这只是一种可能的并非公认的机理。
这正是本章所讨论的问题。我将举出一个例子，说明我们的大脑皮层能够怎样作为一种达尔文机来实施功能；在这一过程中，又如何不断地转移我们的意识焦点（甚至那些不时地突然显现在脑际的下意识的想法）。这个例子显示，我们如何能在离线的的情况下去模拟现实世界中将要发生的动作，而我们认为这种能力是使智力作出正确预测的关键。
许多普通人，以及那些对“计算机有心智”这一点持有异议的人的心里总嘀咕着的是，无法想象一种机制能产生心智。应用这一章所描述的构建单元，我能想象如何能构建一台思维机。你的标准可以不同，但这是你的选择。只要一个章节那么长的文字，你就可以看到一种“自下而上”的机械性实例，它能显示对于新奇和常规的事物我们的精神活动是如何在有意识和下意识的情况下运作的。
除非大脑已经死亡，脑的灰质实际上并不是灰色的。在活的大脑中，脑灰质有丰富的血液供应。试想一下在雷雨后河流呈现的略带红的灰褐色，你便能对活动中的“灰质”的色彩有正确的印象。
但是，脑的白质实际上呈瓷白色，这是它所具有的脂肪呈现的颜色，这种脂肪包裹着神经细胞纤长的突起部分使之绝缘。这突起部分被称为“较突”，和电线相似，把神经元的输出传送至近例或远处的目标。“髓磷脂”是脂肪绝缘物的专门名称、白质实际上是走向务处的神经纤维的集合，很像在电讯中心大楼的地下室所能见到的那样。脑的主体正是这些绝缘纤维，它们把实现重要功能的脑的各部分相互连接起来，而后者要小得多。
在轴突的一端是球形、膨大的神经元的细胞体，包含细胞核。细胞日常运转和维持所用的DNA模板即在其中。有许多树状分支从细胞体伸展出来，称为树突。神经元的这一部分没有白色的髓磷脂，因此它们大量集合起来便呈灰色。神经元轴突的另一端通常与一个下游神经元的树突相接触。（若用电子显微镜仔细看，你将看到在两个神经元间的窄小的缝隙，称为突触。）上游神经元释放微量的神经递质至突触这片“无人之境”，然后扩散至下游神经元的膜，打开某些膜上的通道（见图61）。（虽然也存在某些逆行性神经递质，但一个突触通常是单向交通，因此称为“上游”和“下游”神经元。）
从总体上来看，单个神经元看起来很像灌木或草本植物（如姜）的根须。它是典型的计算单元，能把几千个输入的影响综合起来，这些输入大部分是兴奋性的，有一些是抑制性的——很像银行帐号中的存款和取款，然后用一个声音对其成千上万的听者（下游神经元）说话。从这个“活期帐号”中送出的信息主要是关于其“帐号余额”的情况，以及余额递增得有多快。除非余款超过某一阈值，否则不会有信息送出。大的存款产生大的信息，就像付利息带着红利。但是，正如只有你敲击钢琴键足够重，键才会发出声音一样，除非输入信号合适，皮层神经元通常是安静的，它们的输出则与它们为“帐号余额”所刺激的程度成正比。（过于简化的二进位模型通常把一个神经元当作拨弦古钢琴的键，有一个阈值，但敲击得更重时音量并无分级型变化。）
虽然短轴突的神经元的信息可能是较简单的，但轴突长于约05毫米的神经元总是采用一种信号放大装置

人的大脑是由许多部份组成的，每一部份都有他自己的特定功能：把声音转成语言、处理颜色、表达恐惧、辨识面孔、区辨鱼和水的不同等。但是各部份不是静态的组合，每一个脑都是独一无二的，不断在改变，并对环境非常敏感。脑的各个模组会户相协助、户相作用，它们的功能并不是僵化、固定的，有的时候某部份会越厨代庖，接替另一部份的工作，有时则因环境或基因的因素而完全失去功能。大脑活动受到电流和化学物质所控制，甚至可能受到会扭曲时间的量子效应所影响。整个大脑是音动态的系统而组成一个整体，这个系统可以同时做一百万件的事。大脑很可能太复杂而使它永远不脑能了解自己，然而它从来没有停止做这样的尝试 。

大脑的结构:

假如你将大脑的某一个区放大来看，你会看到绵密的神经网路。大部份是结构比较简单的胶质细胞，主要的功能是支撑大脑的架构，将整个构造黏在一起成为整体。也有人认为，胶质细胞也参与放大或调整电流活动。不过，这个看法到目前为止，尚未被证实。

真正创造大脑活动的细胞是神经元，它们只占大脑细胞总数的十分之一。神经元可以传送电流，细长的神经元可以一直通达身体躯干，星形的神经元往四面八方传送讯息，更有的神经元有浓密的分枝丛生在一起，活像长的太茂盛的鹿角。每一个神经元可以跟大约一万个邻居相连接，彼此以分支相连。神经元的分支有2种：「轴突」将讯息从细胞核往外传送，而「树状突」则用来接受传入神经元的讯息。

假如你更进一部观察，你会注意到，每一个轴突及树状突交接的地方，有一个很小的间隙，这个小间隙叫做「突触」。为了要让电流通过这个空隙，轴突必须分泌化学物质，叫做「神经传导物质」；当神经元准备发射讯息时，神经传导物质释放到突触中，这些化学物质再启动附近的神经细胞发射讯息，这样的连环效应就会引发几百万个彼此连接的细胞进行同步活动。

神经元和分子之间的这些活动，建构了我们心智的基楚，而如果能控制这些活动，对生理性的精神治疗会很有效。举例来说，抗忧郁症的药物作用在神经传导物质上，主要是强化血清张素的作用。这方面的研究发展出很多新的药物，可以帮助老人失智症、巴金森症及中风的病人。有些科学家认为，意识的密秘就在於此，或甚至在更基本的量子历程上，即脑细胞内最微小的深层活动。

人类的大脑像个椰子那麼大，形状像核桃，颜色像生猪乾，摸的触感则像是冷藏的牛油。大脑有两个半球，外层是很薄的有皱纹的灰色组织，叫作大脑皮质。每一个凹下去的沟叫做脑沟，凸起来的部份则叫做脑回。每一个人的大脑表层都有一点不同，但是主要的皱褶是每个人都有的就像每个人都有人中及眼角的鱼尾纹一样，但是略有差异，可以拿来当作辩识的标的物。在整个脑部的最后面是小脑，远古时后，小脑是我们哺乳类祖先脑部的主要部份，但现在它的地位已被更大的大脑所取代了!

每一半的大脑都可以分成四区，最后面是枕叶，在下面侧边是颞叶，上面是顶叶，前面是额叶。每一个脑叶都有它自己特殊的专才，枕叶几乎全属视觉处理区，顶叶掌管动作、方向、计算和物体辨认等功能的处理，颞叶跟声音、语言理解有关，也与记忆的某些层面有关。额叶是所有大脑功能的总汇合：思考、概念的形成、计划的执行，另外也在有意识的情绪上扮演重要的角色。

假如你把大脑从中间剖开，使两个脑半球分离，你会看到皮质下有复杂的模组聚集物，有的聚成一团，有的是管状，还有的形成腔室。有些大小和形状类似果仁、葡萄和昆虫，但是大多数是你从来没有看过的形状。每一个模组都有它自己的功能，它们彼此之间都有错纵复杂的神经网路联结。大部份的模组是灰色的，因为神经元的细胞体是灰色的。连接模组的神经束颜色比较淡，因为神经外面包有白色的物质，叫作髓鞘。髓鞘的作用是绝缘，使电流可以快速的沿著髓鞘流动。

在大脑里，除了中央底部的松果体外，每一种模组在两个脑半球都各有一个，将脑半球切开，看起来最显著的就是一弯白色的纤维束，叫做胼脂体，它做为一个桥梁，将两个脑半球连结起来，不断的将讯息往返运送，所以绝大部份的情形下，大脑是一个整体。在胼脂体底下的模组叫做边缘系统，这个区域在演化上比皮质古老，有叫做哺乳类的脑，因为它最早在哺乳类身上出现。这一部份的脑负责浅意识运作，但是它对我们的经验有重大的影响，因为它意识皮质间有密切的连结，不断把讯息往上方的皮质输送。

情绪是最基本的大脑反应，它是由边缘系统产生，而边缘系统还有很多其他功能，例如视丘是个中继站，将送进来的讯息转送到大脑各个区域去处理。视丘的下面是下视丘，它与脑下垂体一起，不断调整我们的身体以适应外面环境的变迁。海马回主要负责储存长期记忆。杏仁核位於海马回的前面，是用来产生恐惧的地方。

再往下走，会到达脑干。这是整个脑中最古老的部份，它大约在五亿年前演化出来，它跟现代爬虫类很类似，所以脑干又叫做爬虫类脑。身体各部份的神经，将讯息经由脊椎送往大脑，脑干正是这些讯息入脑的门户，它掌管我们的呼吸、心跳及血压。

透过解剖，人的大脑显示出它自己的演化历史。人从水里而来，鱼类发展出一根管子，把神经从身体远端带回中央控制点。刚开始只是脊椎终端突起一点，然后神经把它们自己分类成各有特殊性质的模组，有些对分子敏感，形成我们今天的嗅脑；有些对光敏感，形成眼睛。这些全都连接到控制运动的一团神经，也就是小脑。这些部份聚集在一起形成脑干，又称爬虫类的脑，纯粹是机械性的、无意识的过程；其中最基本的部份仍然没有变，并形成后来发展出来三层系统的最下面一层。

在这层系统之上，更多的模组逐渐发展出来，视丘使得视觉、听觉和嗅觉可以意起使用；杏仁核和海马回创造出一个粗略的记忆系统，下视丘使得有机体能对更多的刺激产生反应。这就是哺乳类的脑，也称为边缘系统，情绪便在这里产生，但不是从这里感受到，因为它不是有意识的。

在哺乳类演化的时后，感觉模组触发了薄薄一层的细胞基质的发展，它的基层形式使得许多神经可以彼此连接起来，但是大小只增加一点点。这一薄层就形成了皮质，由此，意识就出现了。在哺乳类演化成人的时后，皮质变的越来越大，将小脑推挤到现在的位置上。三百万年前的南方猿人有个十分像人类的脑，但是只有现在人类的三分之一大，一百五十万年前，类人猿的脑突然长大，如此突然使壳被往前推而鼓了出来，造成高而平的前额及圆形的头顶，使我们与其他的灵长类不一样，这个扩张最大的区域，与思考、计划、组织和沟通的能力有关。

语言最可能是从人猿跳到人类时发展出来的，使我们的祖先有东西可以思考，因此便需要有新的脑组织，脑的额叶因此增加了百分之四十，产生一片很大面积的灰质，这就是新皮质。这个戏剧化的暴增发生在头的最前面，现在叫做前额叶，它的发展将前额更往外推，胪顶变成圆拱形，造就了我们今天头胪的形状。

或许你把它想你成最复杂的电脑好理解吧！

电化学反应