大腦奧秘知多少

大腦時(shí)刻“后臺(tái)運(yùn)營(yíng)”

一項(xiàng)研究顛覆了我們對(duì)大腦的認(rèn)知——我休息，它也歇著。其實(shí)不然：當(dāng)人類休息的時(shí)候，大腦并未停止運(yùn)行，一些神秘的“背景”神經(jīng)始終在“默認(rèn)后臺(tái)運(yùn)行”（比如，昏昏欲睡時(shí)，我們也會(huì)去拍打停在胳膊上的蚊子、蒼蠅就是一個(gè)最好的例子）。這種不間斷的信息傳遞被稱作大腦的默認(rèn)模式。這種模式是為人們應(yīng)對(duì)沒有發(fā)生的事件做準(zhǔn)備的。如果這個(gè)模式下的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的細(xì)胞連接出錯(cuò)，可能就會(huì)導(dǎo)致阿爾茨海默?。ɡ夏臧V呆癥）或抑郁癥等一系列疾病。原來(lái)神經(jīng)科學(xué)家一直認(rèn)為，當(dāng)休息時(shí)，我們大腦中的神經(jīng)回路基本處于關(guān)閉狀態(tài)。然而，大腦成像實(shí)驗(yàn)表明，其中存在一些持續(xù)的“背景活動(dòng)”，就像20世紀(jì)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的宇宙背景中存在暗能量一樣。這種類比似乎為人們一直認(rèn)為的腦“神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)”與“宇宙之網(wǎng)”相似，將大腦稱為“小宇宙”找到了依據(jù)。

長(zhǎng)大成人的你還會(huì)產(chǎn)生新生神經(jīng)元？

早在100多年前，人們就根據(jù)分層結(jié)構(gòu)對(duì)大腦皮層進(jìn)行了區(qū)域劃分（其中最著名的當(dāng)數(shù)德國(guó)神經(jīng)解剖學(xué)家科比尼安·布洛德曼創(chuàng)建的、沿用至今的大腦圖譜），而其中海馬區(qū)的新生神經(jīng)元常常被研究者們認(rèn)為與學(xué)習(xí)和記憶、神經(jīng)再生等重要問題有關(guān)。但最新研究得出了兩種截然不同的結(jié)論：一種是成年人大腦海馬區(qū)沒有新生神經(jīng)元產(chǎn)生，人腦最后一個(gè)新生神經(jīng)元產(chǎn)生于童年時(shí)期;另一種是新生神經(jīng)元在青少年到老年的整個(gè)階段都存在，這使得有關(guān)新生神經(jīng)元參與了成人學(xué)習(xí)和記憶功能，參與了成人情緒調(diào)整功能。

左：“在人腦中植入芯片”;右：人腦與電腦共舞？

人腦電腦誰(shuí)更強(qiáng)

人腦與電腦，一個(gè)是大自然的造化，一個(gè)是人類的創(chuàng)造，兩者孰強(qiáng)孰弱的話題倍受關(guān)注。電腦的運(yùn)算速度和儲(chǔ)存容量?jī)?yōu)于人類，在某些領(lǐng)域暫時(shí)勝人類一籌，比如在轟動(dòng)一時(shí)的國(guó)際象棋比賽中，機(jī)器人

“深藍(lán)”打敗了國(guó)際象棋頂級(jí)大師卡斯帕羅夫。但人類創(chuàng)造了電腦，創(chuàng)新了科技，人類具有如此的創(chuàng)造性，難道會(huì)甘拜下風(fēng)？當(dāng)然不會(huì)！

其實(shí)，人類一直試圖探索如何將人腦的創(chuàng)造性、想象力與電腦的運(yùn)算速度、記憶容量、邏輯準(zhǔn)確性等融為一體，借助電腦技術(shù)使自己擁有“超能力”，以解決宇宙、生命起源等問題。很多科幻作品就是人類“野心”的展現(xiàn)。

看圖能識(shí)腦健康

在畫中（左下角）一片雜亂的黑白斑點(diǎn)中，你看到了什么？正常情況下，凝視圖畫幾秒鐘或幾分鐘，你會(huì)看到一條達(dá)爾馬提亞狗在嗅著樹影斑駁的地面。其實(shí)，這是大腦內(nèi)側(cè)顳葉中的神經(jīng)元在接收信息后，選擇性地識(shí)別動(dòng)物的結(jié)果。

而《一鷹二鳥圖》（左下角右圖）考驗(yàn)的是大腦的圖形轉(zhuǎn)換與互補(bǔ)能力。如果不考慮畫中間空白處，那么你看到的是兩只面對(duì)面棲息的烏;如果考慮畫中的空白并將其納入整體形象，那么你看到的是一只面向你的鷹。

藝術(shù)家筆下的大腦區(qū)域素描

左：識(shí)別斑點(diǎn)狗;右：《一鷹二鳥圖》（繪圖/ 劉夕慶）

左：《花》;右：《云山圖》

正常情況下，我們都可以識(shí)別復(fù)雜的圖像，但偏側(cè)空間忽略癥病人卻例外，他們往往會(huì)忽視左側(cè)或者后側(cè)的事物，只有右半側(cè)的《花》（下頁(yè)左圖）就是一位偏側(cè)空間忽略癥病人的畫作。再來(lái)看看中國(guó)畫史上十分重要的畫家和理論家——石濤的山水畫，為什么他在白宣紙上的大片“留白”會(huì)被人們看成是云霧繚繞？因?yàn)槟悴坏珪?huì)用大腦將其圖景“補(bǔ)全”，甚至還能想象出沒有云霧時(shí)的場(chǎng)景，并會(huì)認(rèn)為此畫純屬正常。關(guān)鍵一點(diǎn)就是前一張是病人所作，后一張是藝術(shù)。如此增減畫面“元素”的圖景，其實(shí)從某種意義上映射出了作者大腦的健康狀態(tài)。

從繪畫史來(lái)看，人類最早在山洞中繪制的巖畫都取材于身邊的事物，然后逐漸擴(kuò)展到遠(yuǎn)處的風(fēng)景和浩瀚的太空。如今，人類繪畫的范圍已經(jīng)延伸到了生活的方方面面，如美國(guó)著名涂鴉藝術(shù)家巴斯奎特就將畫筆伸向了人腦這個(gè)“小宇宙”，以極富創(chuàng)造性的構(gòu)思，描繪了人類的硬核大腦（題圖）;“思維回歸”和“放飛想象”則形象地展現(xiàn)了截然相反的兩種思維狀態(tài);而人腦的簡(jiǎn)筆畫，則用一根繞來(lái)繞去的線條簡(jiǎn)潔地將大腦的形狀呈現(xiàn)在我們面前。

關(guān)于人腦的國(guó)際獲獎(jiǎng)漫畫（左：“思維回歸”，中：“放飛想象”;右：人腦簡(jiǎn)筆畫）

從繪畫的視角看人腦，我們既看到了平時(shí)不為我們所見的網(wǎng)絡(luò)一樣的腦神經(jīng)元、腦功能分區(qū)以及它們?nèi)绾胃魉酒渎?，人類如何在腦科學(xué)領(lǐng)域樹立自己的“假想敵”，并試圖打敗它;還看到了某些腦疾患者眼中奇特的殘缺世界。大腦的秘密遠(yuǎn)不止這些，隨著腦科學(xué)的發(fā)展，相信會(huì)有更多的秘密為我們所知曉。