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你了解你的大腦嗎?揭秘關於人腦的幾個事實

人腦重約1.4千克

人腦是人體神經系統的指揮中心。它負責接收各感官發來的信號,以及向肌肉輸出信息。人腦的基本機構與其它哺乳動物相差無幾,但占身體的比例遠超其它動物大腦。

關於人腦的幾個事實

人腦與身體的相對體積是所有脊椎動物中最大的。人腦重量約1.5千克。男性腦容量平均為1274立方厘米。女性腦容量平均為1131立方厘米。腦部約佔全身體重的2%。大腦重量約佔整個腦部的85%。人腦中約含有860億個神經細胞(又稱神經元),即“灰質”。含有數十億神經纖維(軸突和樹突),即“白質”。這些神經元由數萬億個連接點、即“突觸”相連。

人腦的解剖結構

大腦是人腦中最大的一部分,分為兩個半球。大腦下面是腦幹,腦幹後面則是小腦。大腦的最外層為大腦皮層,由四塊腦葉構成:額葉、頂葉、顳葉和枕葉。

和所有脊椎動物的腦部一樣,人腦同樣由前腦、中腦和後腦三部分發育而來。每部分中都含有充滿液體的空腔,名為腦室。前腦會發育成大腦及其基本結構,中腦會發育成為腦幹的一部分,後腦則會發育成部分腦幹和小腦。

人腦的大腦皮層比其它動物大得多,被視為複雜思想的產生之處。枕葉靠近頭骨後部,負責視覺處理。顳葉負責處理聲音和語言,掌管記憶與情緒的海馬體和杏仁核也在此處。頂葉則負責整合各感官輸入的信息,對空間方向感和識路非常重要。

腦幹與脊髓相連,由延髓、腦橋和中腦構成。腦幹的主要功能包括:在腦與身體之間傳遞信息,提供部分通往面部和頭部的腦神經,並掌管控制心跳、呼吸和意識的關鍵功能。

大腦和腦幹之間為丘腦和下丘腦。丘腦負責向皮層傳遞感官與運動信號,與調節意識、睡眠和警覺度有關。下丘腦則通過腦垂體,將神經系統與內分泌系統相連。

小腦位於大腦下方,對運動控制發揮着重要作用,主要負責身體的協調與平衡,也許還有一定的認知功能。

人類vs其它動物

總的來說,腦部體積與智力水平並不一定成正比。例如,抹香鯨的腦部比人腦重五倍,但人類的智力水平可比抹香鯨高得多。加州大學聖地亞哥分校學習時間動態研究中心指出,要想更精確地評估動物智力水平,也許還要看腦部與身體的體積比。

但就算是在人類中,腦部體積也不能反映此人有多聰明。西雅圖艾倫腦科學研究所主席、神經科學家克里斯托弗·柯西(Christof Koch)指出,有些天才的腦部小於人類平均體積,有些則超過平均體積。俄國小說家屠格涅夫的大腦重約2021克,法國作家阿納托爾·法郎士(Anatole France)則只有1017克。

人腦佔全身重量的比重非常高,但其它動物也是如此。人類之所以有如此高的智力,一部分原因在於人腦的神經元和褶皺。西雅圖弗雷德·哈金森癌症研究中心與華盛頓大學的神經外科醫生及癌症生物學家埃里克·霍蘭德(Eric Holland)指出,每單位體積人腦含有的神經元比其它動物多得多,而為了做到這一點,皮層必須形成大量褶皺。

“腦越複雜,形成的腦回和腦溝就越多。”霍蘭德解釋道。猴子和海豚等其它智力較高的生物也有這種皮層褶皺結構,而小鼠大腦則比較光滑。

霍蘭德還指出,人類的額葉也是所有動物中最大的。額葉與自我控制、計劃、邏輯和抽象思維等高級別功能有關,“基本上就是人類特有的一切能力。”

左腦vs右腦

人腦分為左腦和右腦兩個半球,中間由一束名為胼胝體的神經纖維相連。兩側半球雖不是完全對稱,但對稱程度很高。左腦負責控制右側身體的全部肌肉,右腦則負責控制左側。其中一個半球可能略佔主導地位,產生所謂的“左撇子”或“右撇子”。

有一些廣為流傳的“左腦”和“右腦”特質理論,但這些都只是概括,缺乏證據支持。不過,這兩側大腦之間的確存在一些關鍵區別。左腦含有與說話和語言相關的腦區(分別叫做布羅卡氏區和韋尼克市區),還與數學計算和事實檢索能力有關。右腦則對視覺與聽覺處理、空間分析能力和藝術能力十分重要,這些能力往往更需要靈感和創造力。不過這些功能都需要兩側半球的同時參與。正如霍蘭德指出:“每個人都在同時使用自己的兩邊大腦。”

“大腦”BRAIN計劃

2013年4月,美國總統奧巴馬宣布了一項名為“大腦計劃”(BRAIN Initiative)的科學挑戰,BRAIN是“藉助先進創新神經技術開展腦研究”的英文縮寫。這項舉措斥資超過1億美元,旨在研發新的腦研究技術,繪製出小至單個細胞、大至複雜迴路的人腦動態圖。

霍蘭德稱,就像人類基因組計劃等其它大型研究項目一樣,雖然此次研究代價不菲,但完全“物超所值”。科學家希望,隨着我們進一步了解人腦的奧秘,更多治療、治癒和預防腦部疾病的方法或許有望問世。

該項目參與者包括若干政府機構的成員,包括美國國立衛生研究院(NIH)、國家科學基金會(NSF)、以及美國國防部高級研究項目計劃局(DARPA),還包括艾倫腦科學研究所和馬里蘭州霍華德·休斯醫學研究所等私立研究機構的人員。

2013年3月,該項目在《科學》期刊上羅列了自己的若干目標。2014年9月,美國國立衛生研究院宣布向該研究撥款4600萬美元。行業內人士共向該研究贊助了3000萬美元。此外,數家知名基金會和大學為實現這些項目目標,也開展了自己的研究,研究共計撥款超過2.4億美元。

該項目剛剛宣布時,奧巴馬總統成立了一個委員會,對腦研究涉及的道德倫理問題進行評估。2014年5月,該委員會發佈了評估報告的前半部分,呼籲在神經科學研究中儘早、明確地融入道德倫理意識。2015年3月,報告的下半部分對外發佈,主要關注了認知增強研究、知情同意書的使用、以及神經科學在法律系統中的應用這幾大問題。

該研究如今已實現了幾項目標。據該項目官網稱,截至2018年,美國國立衛生研究院“已經向500多名科學家的研究投資了超過5.59億美元”,且美國國會“在2018財政年度向美國國立衛生研究院資金撥款近4億美元”。這些研究資金有力促進了新型大腦成像與大腦映射工具的研發,對“BRAIN計劃細胞共識網絡”的建立也貢獻頗多(該網絡旨在將大腦的各部分進行登記編錄)。在這些研究舉措的共同推動下,科學家對大腦的了解已取得了重大進步。

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:新浪科技 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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