认识神奇的大脑
美国科学家代尔·欧布莱恩说﹕“地球上未开发比例最高的地区,就是介于我们人类两只耳朵中间的方寸之地。”大脑蕴藏着无限潜能,人类在21世纪面对的挑战之一就是了解并有效地运用我们的大脑。
大脑有一千亿个神经元网络
大脑重量约为1300克,由约1000亿个神经元网络组成,每个神经元之间平均又有1万个突触,换句话说,大脑神经元的联结高达1000万亿之多。人类的近亲——黑猩猩的大脑神经元数量与我们差不多,但神经元之间的联结数量却只有人类的四分之一。人类的大脑由数量庞大的神经元联结形成网络节点,这也缔造了人类相对于其他动物在智力、创造力、情绪、意识和记忆等方面的优势。
这颗神奇大脑的快速成长期是在母亲孕期的第六周到第六个月之间,这时候它是以每分钟25万个新神经元的速度成长的,总数量可高达一兆,然而到了出生时却只剩下其中的10%,其他90%的神经元因为不具有功能性联结而遭淘汰。也就是说,大脑会“用进废退”,唯有不断动脑,脑神经细胞的突触才会不断延伸,并与其他细胞沟通,产生连接的神经回路。反之,没被使用的大脑神经元则逐渐萎缩,最终丧失功能。教育或学习是构建大脑神经网络的重要途径,相关研究也指出,脑神经元之间突触的连接会持续一辈子。这也证明了“多动脑筋可以保持年轻”“一旦学习停止,死亡便开始”。
大脑乃三位一体
脑神经学家保罗·麦克里恩(Paul D. MacLean)则以“三位一体的大脑(triune brain,也称三重脑或三层脑)”来描述大脑的进化过程与功能。
第一部分是脊髓向上延伸的部分,即脑干。它是脑部在子宫里发育过程中最先成形的部分,也是进化过程中最先出现的脑部形态,负责传送感觉器官所接收到的信息,并控制呼吸、心跳等本能反应。两亿八千万年前,最先出现在地球上的动物是爬虫类,它们只有脑干,与我们现在的脑干非常类似,因此,脑干被称为“爬虫类脑”(reptilianbrain)。
第二部分是负责处理情绪、情感行为的“边缘系统”。动物有了边缘系统才发展出社会合作关系,这个部位又被称为“古哺乳动物脑”(old mammalian brain)。边缘系统不仅影响情绪,对记忆力也有重要作用,因为边缘系统中有海马体与杏仁核。海马体是脑部记忆中心,储存了某些短期、长期的记忆。大部分长期记忆都储存在新皮质区。人到了两岁左右,海马体才会发育完全。许多研究人员认为,我们之所以无法记得婴儿时期的事,是因为那时海马体尚未发挥将短期记忆“输送”到长期记忆的作用。老年痴呆症患者的脑部最先受损的器官便是海马体,因此,他们通常会丧失短期记忆。但是,以前的事情却安全地储存在他们的新皮质区的长期记忆数据库里,所以,他们总是忘记刚刚发生的事情而满口陈年往事。最新研究指出,杏仁核是处理感情记忆的中枢,可以帮助海马体区分并储存记忆。当处理的信息带有丰富的感情因素时,杏仁核就越有可能将信息储存到长期记忆区。
第三部分是脑部进化过程最后完成的,即新皮质,又称为“新哺乳动物的脑”,它负责理性思考、说话、归纳、推理与创造。
大脑两侧的区域大致对称,沿脑中央画一条直线,以此为对称轴,左右两边就是我们平时常说的左右脑。
左右两个脑
20世纪60年代末期,美国加州理工大学罗杰·斯佩里(Roger Sperry)教授研究发现,大脑皮质区左右两边有不同的能力,左脑的能力与文字、数字、逻辑、排列、顺序有关;右脑则与图像、色彩、想象力、空间、韵律等有关。罗杰·斯佩里凭借自己的研究成果,获得了1981年的诺贝尔生理学或医学奖。美国斯坦福大学心理学家罗伯特·奥恩斯坦(Robert E. Ornstein)教授与美国加州大学大脑研究中心的脑神经行为学家赛德(Eran Zaidel)博士等人继续进行研究,除了证实了罗杰·斯佩里的理论,还有一些不同的发现﹕虽然左右脑支配一些固定的行为活动,但实际上大脑皮质区的每一处都拥有心智能力。现代的新观点是﹕每个记忆和思考过程都需要大脑不同区域协同工作才能完成。
英国牛津大学生理学教授约翰·斯坦(John Stein)指出,97%的人用左脑处理语言,用右脑处理视觉空间与情绪表达。但也不是绝对的二分法,因为在处理语言时右脑也扮演着重要的角色,例如,带有情感的语言;同样,左脑也会辅助视觉空间运作,例如,文字在句子中的相关位置等。还有一些研究发现,即使是同等水平的心智能力,大脑也会因为文化的差异而改变处理模式。例如,汉字的造字法以象形文字为主,其他还包括指事、会意、形声、转注和假借,这些能力大部分是通过右脑来学习的。西方国家则使用字母式的文字,学习字母式文字能大量用到左脑的功能。
约翰·斯坦针对老鼠的实验也发现,环境的刺激可以增加并增强大脑皮质的神经元的联结。因此,从实践中学习的效果比单纯的听和看更好。
大小两个脑
大脑由边缘系统与新皮质区组成,包括脑前端的额叶,负责思考与解决大部分抽象问题;额叶下方是顶叶,处理知觉接收到的信息;枕叶体积较小,位于大脑底部,负责控制视觉;最后,接近太阳穴、位于大脑两侧的是颞叶,控制记忆力、听觉、语言等。小脑则位于脑干的正后方,负责运动、协调肌肉及动作的记忆。