大腦是我們人體內最為重要的部分,這個神秘的控制中樞控制著我們的軀體和各個器官的運轉。我們的所有行為都由大腦發號施令,是它負責告訴身體的其他器官應該在何時做出何種反應。
隨著科技的進步,科學家運用各種先進技術在神經科學領域進行了大量突破性研究。本書就基于這些研究成果,展現了大腦的工作機制,揭示了大腦調控我們軀體各項基本功能的方式、大腦如何影響我們的感知、大腦在人格塑造上所發揮的作用,以及它如何影響我們的情緒,最終解開縈繞在我們心中的那些疑問。
今天,探索大腦的運轉機制依然是當代科學研究最偉大的挑戰之一,因為還有諸多關于大腦的秘密正等待我們去破解。。
適讀人群 :對腦科學、神經科學和心理學感興趣的大眾讀者。 愛因斯坦是人類歷史上最偉大的科學家之一,他留下了諸多超凡的思想成就。在他離世后,人們曾切開這顆公認極具智慧的頭腦,遍尋那些令愛因斯坦異于常人的蛛絲馬跡,以解開更多關于大腦的秘密。
自人類生命產生伊始,大腦便主宰著身體的一舉一動、所思所想。我們之所以成為高級動物,擁有其他哺乳動物所沒有的能力,正是由于我們擁有一顆非凡的大腦。了解了它是如何運轉的,就了解了我們的過去、現在甚至未來。對它的認識越多、越全面,人類的進步才能越快。
引言:我們獨特的大腦
你是否曾經思考過這樣的問題:當我們聽到一個笑話會心一笑時,或者是電影中突然出現的感人一幕讓你喜極而泣時,我們的大腦中究竟發生了什么?
你是否曾經思考過這些問題:為什么割草時青草散發的芳香會瞬間將你的思緒帶到另一個時空?又或者為什么音樂可以如此強烈地影響我們的情感?你是否希望知道我們在喝下咖啡之后為什么會立即睡意全無?你是否希望知道為什么酒精可以影響人們的行為?這些問題的答案都藏在大腦的運行機制里……
復雜的灰質
大腦是人類身體中構造最為復雜的器官,同時它也是控制我們機體絕大多數功能的中樞,它賦予了我們閱讀書籍、計算數字、背誦詩詞的能力,它使我們擁有了凝記過往、規劃未來的能力,它使我們能夠品嘗巧克力的美味,它使我們能夠決解問題,它讓我們體驗到快樂與憂傷,它讓我們墜入愛河,它賦予我們鑒賞藝術和高聲歌唱的能力,還有很多我們在日常生活中習以為常的能力,皆是拜它所賜。這個僅有1.5公斤重(3.3磅)、富含脂肪的細胞團塊非同尋常——盡管新鮮的大腦無論是外形,還是質感都類似于一塊大米布丁,看上去極其普通,但它卻是決定我們是誰、我們能感覺到什么和我們將如何行動的關鍵所在。
當然,人類并非是唯一擁有大腦這種結構的生物。我們最喜愛的寵物,比如狗、貓和馬,它們都擁有進化程度較高的大腦,這也使它們擁有了完成復雜行為的能力。事實上,即便是常見的蚯蚓體內也有一個專門負責調控神經通路的區域,因此我們可以稱這個結構為原始的大腦,如果你愿意,你也可以將它稱為大腦的雛形。和脊椎動物相比,蠕蟲的神經系統非常簡單,因此它們并不需要太高級的神經中樞進行調控。蠕蟲的神經系統就像是一個由幾個員工組成的辦公小組,彼此間相互協調就能勝任相對簡單的任務。相反,人類進化的程度要遠遠復雜于蠕蟲,我們具有一個相當復雜的神經系統,人類的神經系統更像是一個巨型公司,所有的員工必須在一名老板的統領下才能有效地完成各種必要的任務,因此人類必須要有一個大腦。
反射與安排
日常生活中,我們的神經系統需要完成各種各樣的任務,就像上面比喻中所說的那樣——有些任務需要員工及時迅速地處理,并沒有太多必要或根本不需要匯報給老板。人類機體的某些活動也確實如此:當我們被針刺到或者皮膚接觸到滾燙的物體時,我們的身體會做出躲避的反應,這一過程被稱作“反射活動”。反射活動是由位于脊髓的幾個簡單的神經連接完成,在這個過程中,我們并不需要將信息傳入大腦進行處理。但是,我們絕大多數的行為是由許多不同的簡單活動按順序排列組成的,比如我們回憶過去發生的事情和回想過去所學的知識,又或者是我們制訂未來的計劃。簡而言之,體積越大的動物,它們的神經系統則越復雜。也就是說,它們的社會技能越精妙,大腦的作用就越重要。
因此人類的大腦是非常復雜的,但是人類的大腦足夠聰明到理解它自己本身嗎?數個世紀以來,哲學家一直都在爭論這個駁論,有的哲學家聲稱一個系統只能理解比它更為簡單的系統。他們認為人類的大腦永遠也無法完全理解它自身,試圖去理解人類大腦自身就如同試圖聞到自己的鼻子一樣。一名藥劑師曾經說過這樣一句名言:“如果人類的大腦系統簡單到我們可以理解它,那么我們的大腦就太過于簡單了,那樣它就不足以理解它自己。”
腦科學研究計劃
盡管人類能否理解自己的大腦尚有爭論,但是時任美國總統貝拉克?奧巴馬仍然在2013年4月宣布啟動雄心勃勃的腦科學研究計劃,該計劃初始投資就高達1億美元。在人類基因組計劃(一項以探索人類DNA組成為目的的國際間合作研究項目)的鼓勵下,人類腦科學研究計劃將國際上多個最大規模的研究中心聯合在一起,共同協作,試圖探索和理解人類的大腦。這項計劃預計最終將持續10年以上,還需要無數項技術上的突破,同時可能需要花費數千億美元的預算。這項計劃遭到一些著名科學家的懷疑,他們認為這將會使那些原本計劃支持獨立研究項目的資金轉移到這項計劃上,同時這項研究太過于著重科學技術的開發。但是,也有不少科學家覺得只有通過像人類腦計劃這樣的項目才有可能凝聚和協調全世界的研究力量來攻克人類大腦研究中的各種令人沮喪的困難和難題。
奧巴馬總統的計劃也許可以使我們對人類大腦的認識向前邁進一大步,也有可能毫無收獲,但是無論該計劃結果如何,我們都不應該低估我們目前對大腦的認識程度。這是數個世紀以來,無數聰穎的思想者——科學家、哲學家和醫學家共同努力奉獻給我們的財富,他們揭示了大腦內的大量解剖結構和發生在其中的化學反應:大腦是如何發育和衰老的?大腦如何調節我們的應激反應?當我們情緒調節系統出錯之后又會發生什么?我們是如何存放和提取記憶的?當我們睡著之后大腦發生了什么?語言是如何產生和被我們理解的?為什么音樂對我們如此重要?為什么微笑使我們感到美好?也許我們永遠也無法完全了解我們的大腦,但是我們現在比一百年前,甚至比十年前都更加了解我們的大腦。希望這本書能夠回答您對大腦的一些疑問,當然,每當回答了一個問題,又會激起我們更多的疑惑。這就是我們人類這枚聰穎又迷人的大腦所具備的好奇心與欲望。