人腦是人體(ti) 神經係統的指揮中心。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(yu) 其它哺乳動物相差無幾,但占身體(ti) 的比例遠超其它動物大腦。

關(guan) 於(yu) 人腦的幾個(ge) 事實
人腦與(yu) 身體(ti) 的相對體(ti) 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(wei) 1274立方厘米。
女性腦容量平均為(wei) 1131立方厘米。
腦部約占全身體(ti) 重的2%。
大腦重量約占整個(ge) 腦部的85%。
人腦中約含有860億(yi) 個(ge) 神經細胞(又稱神經元),即“灰質”。
含有數十億(yi) 神經纖維(軸突和樹突),即“白質”。
這些神經元由數萬(wan) 億(yi) 個(ge) 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(wei) 兩(liang) 個(ge) 半球。大腦下麵是腦幹,腦幹後麵則是小腦。大腦的最外層為(wei) 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(ti) 的空腔,名為(wei) 腦室。前腦會(hui) 發育成大腦及其基本結構,中腦會(hui) 發育成為(wei) 腦幹的一部分,後腦則會(hui) 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(wei) 複雜思想的產(chan) 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(yu) 情緒的海馬體(ti) 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(yu) 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(yu) 身體(ti) 之間傳(chuan) 遞信息,提供部分通往麵部和頭部的腦神經,並掌管控製心跳、呼吸和意識的關(guan) 鍵功能。
大腦和腦幹之間為(wei) 丘腦和下丘腦。丘腦負責向皮層傳(chuan) 遞感官與(yu) 運動信號,與(yu) 調節意識、睡眠和警覺度有關(guan) 。下丘腦則通過腦垂體(ti) ,將神經係統與(yu) 內(nei) 分泌係統相連。
小腦位於(yu) 大腦下方,對運動控製發揮著重要作用,主要負責身體(ti) 的協調與(yu) 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(ti) 積與(yu) 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(ya) 哥分校學習(xi) 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(yu) 身體(ti) 的體(ti) 積比。
但就算是在人類中,腦部體(ti) 積也不能反映此人有多聰明。西雅圖艾倫(lun) 腦科學研究所主席、神經科學家克裏斯托弗·柯西(Christof Koch)指出,有些天才的腦部小於(yu) 人類平均體(ti) 積,有些則超過平均體(ti) 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)則隻有1017克。
人腦占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(yu) 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(yu) 華盛頓大學的神經外科醫生及癌症生物學家埃裏克·霍蘭(lan) 德(Eric Holland)指出,每單位體(ti) 積人腦含有的神經元比其它動物多得多,而為(wei) 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(lan) 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(lan) 德還指出,人類的額葉也是所有動物中最大的。額葉與(yu) 自我控製、計劃、邏輯和抽象思維等高級別功能有關(guan) ,“基本上就是人類特有的一切能力。”
左腦vs右腦
人腦分為(wei) 左腦和右腦兩(liang) 個(ge) 半球,中間由一束名為(wei) 胼胝體(ti) 的神經纖維相連。兩(liang) 側(ce) 半球雖不是完全對稱,但對稱程度很高。左腦負責控製右側(ce) 身體(ti) 的全部肌肉,右腦則負責控製左側(ce) 。其中一個(ge) 半球可能略占主導地位,產(chan) 生所謂的“左撇子”或“右撇子”。
有一些廣為(wei) 流傳(chuan) 的“左腦”和“右腦”特質理論,但這些都隻是概括,缺乏證據支持。不過,這兩(liang) 側(ce) 大腦之間的確存在一些關(guan) 鍵區別。左腦含有與(yu) 說話和語言相關(guan) 的腦區(分別叫做布羅卡氏區和韋尼克市區),還與(yu) 數學計算和事實檢索能力有關(guan) 。右腦則對視覺與(yu) 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(liang) 側(ce) 半球的同時參與(yu) 。正如霍蘭(lan) 德指出:“每個(ge) 人都在同時使用自己的兩(liang) 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(wei) “大腦計劃”(BRAIN Initiative)的科學挑戰,BRAIN是“借助先進創新神經技術開展腦研究”的英文縮寫(xie) 。這項舉(ju) 措斥資超過1億(yi) 美元,旨在研發新的腦研究技術,繪製出小至單個(ge) 細胞、大至複雜回路的人腦動態圖。
霍蘭(lan) 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(jia) 不菲,但完全“物超所值”。科學家希望,隨著我們(men) 進一步了解人腦的奧秘,更多治療、治愈和預防腦部疾病的方法或許有望問世。
該項目參與(yu) 者包括若幹政府機構的成員,包括美國國立衛生研究院(NIH)、國家科學基金會(hui) (NSF)、以及美國國防部高級研究項目計劃局(DARPA),還包括艾倫(lun) 腦科學研究所和馬裏蘭(lan) 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幹目標。2014年9月,美國國立衛生研究院宣布向該研究撥款4600萬(wan) 美元。行業(ye) 內(nei) 人士共向該研究讚助了3000萬(wan) 美元。此外,數家知名基金會(hui) 和大學為(wei) 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(yi) 美元。
該項目剛剛宣布時,奧巴馬總統成立了一個(ge) 委員會(hui) ,對腦研究涉及的道德倫(lun) 理問題進行評估。2014年5月,該委員會(hui) 發布了評估報告的前半部分,呼籲在神經科學研究中盡早、明確地融入道德倫(lun) 理意識。2015年3月,報告的下半部分對外發布,主要關(guan) 注了認知增強研究、知情同意書(shu) 的使用、以及神經科學在法律係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(yi) 美元”,且美國國會(hui) “在2018財政年度向美國國立衛生研究院資金撥款近4億(yi) 美元”。這些研究資金有力促進了新型大腦成像與(yu) 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(ju) 措的共同推動下,科學家對大腦的了解已取得了重大進步。(葉子)
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