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【人体科学】之《你了解我们的大脑吗?》

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翻译:Dharma

近期的研究表明,我们大部分的大脑活动都与我们无关,也就是说95%的大脑使用能量都和我们一点关系都没有。这像是有外部的力量在消耗着我们的大脑能量。在过去的十年里,研究者已经开始从另一个方面研究我们的大脑了。
几个世纪以来,我们认为我们的大脑把大部分的能量用在处理我们从外部环境获得的信息上,我们也认为大脑在休息的时候也会使用少量的能量。然而近期的研究发现,我们都错了。
脑成像实验表明,就在我们的大脑休息期也同时在做着较高的活动。事实上,读书、走路、跑步和其他一些日常活动只消耗了大脑的极少能量。科学家估计,大脑的这些日常活动,只消耗了不到5%的大脑能量,剩下95%的大脑活动能量被用在了 科学家称做“默认模式网络”的地方。
研究者已经知道,在某些时候我们从外部环境获得的信息只有一小部分进入到了我们的大脑。研究者估算我们大脑处理的视觉信息少于0.00000001%,大脑的“默认模式网络”将根据我们获得的视觉信息填补到我们剩余的大脑活动中。最大的问题是:大脑的所有能量都用在什么地方了?
科学家把这种新发现的能量称做:大脑暗能量。大脑暗能量代表着之前没有发现的巨大的大脑储存能量。这项研究指出,这种巨大的能量都暗藏在我们每个人的大脑里。直到最近,科学界才认识到了它的存在。
这种默认大脑网络的发现是为我们自身隐藏的无限潜能提供了一个线索?还是给我们指出了我们正在发现的大脑的另一神奇之处?

附文:被误解的大脑
一般人认为人的想法来自大脑,大脑的思考产生了各种思维、意识或感受。不过早在1980年,科技界最著名的杂志《科学》就发表过英国谢菲尔德大学校医对数百个正常生活、甚至高智商的无脑人的观察研究。
诺贝尔医学奖得主埃克尔斯爵士更早于1978年就提出一个科研论点:人有一个独立于大脑的“自觉精神”,大脑只是它的物质工具而已。他推测,人的肉眼看不见的“自我”,在物质大脑死亡后依然活着。
与现代人常说的“人用大脑思维”不同的是,中国古人一直认为思维是由“心”产生的,中医常说“心主神志”。此“心”不同于西医所指的心脏,而是与埃克尔斯所说的“自觉精神”、宗教与神话中的“灵魂”相类似。看来,“灵魂”这个远古的认识,也许并不是荒唐的迷信。

大脑产生意念吗?        文:王净文
脱离身体的头颅还能运转一星期;没有大脑的人照常生活。这些现象说明什么呢?或许,人的精神现象跟肉体并没有必然的联系,精神是独立于肉体而存在的一个自由生命体,诚如古人所说的灵魂。
我们每个人肩膀上都扛着一个脑袋,假如谁问一句“大脑真的必不可少吗?”很多人会对这个问题嗤之以鼻。不过当今科技界最著名的杂志《科学》在1980年12月发表了列文(Roger Lewin)写的这篇文章,并讲述了英国谢菲尔德大学神经学教授约翰.罗伯(John Lorber,1915~1996年)的一个研究成果。

右侧为正常大脑
大脑真的必不可少吗?无脑人正常生活的现象,冲击现代人对大脑的认知。
(Getty Images)当谢菲尔德的校医在诊断一个数学系学生的一点小恙时,意外地发现他的头部比正常人略大一点儿,于是校医把他介绍到罗伯教授那做进一步检查。这位学生成绩优异,智商IQ高达126,当罗伯教授用CAT扫瞄检查他的头部时,惊奇的发现该生竟然没有大脑!由于病情在西方被视为隐私,文章没有透露学生的姓名。 大脑真的必不可少吗?正常人的颅腔里左右都充满了两个类似圆形粉色豆腐、由大脑灰质和白质构成、具有很多沟回的大脑皮层(俗称脑髓),一般大脑皮层有4.5厘米厚,并通过基底核与脊髓相连,而这位学生只有不到1毫米厚的脑组织覆盖在脊柱的顶端,而且他的颅腔充满了脑积水。

一般情况下患脑积水的人很难存活,即使活下来了也是严重残疾,不过眼前这位数学系高材生却过着非常正常的生活。在罗伯教授眼里,这样的案例虽然特殊,但并不少见,因为仅他个人就确定了几百例大脑半球都非常小、而智力正常、生活学习跟普通人没有差异的“无脑人”,他形容这些人有着一个“看不见的大脑”。如今随着脑外科技术的成熟,被切除了半个脑子而存活的人越来越多。河南八岁男童郑小寒,因患癫痫2010年11月成功切除左脑。目前他的病情改善,学习能力增强。为了防止右脑偏移,医生在郑小寒的左脑注入生理盐水,并以挡板隔开左右脑。医学显示,90%以上的癫痫病人在脑部手术后都能正常生活。

大脑是未解之谜
生物学能否解开神经科学五大未解之谜(意识、思想、记忆、学习、做梦)?图为2000年诺贝尔医学奖得主艾立克.肯德尔。(Getty Images)爱因斯坦是世界上公认最聪明的人。1955年4月18日去世前,他在遗嘱中要求不经解剖直接火化,不过普林斯顿大学附属医院病理科医生汤玛斯.哈维还是偷偷取下了他的大脑,并制成了240块切片。因为以当时的科技之力,找不出这个天才大脑何处与众不同。
后来电子显微镜发现爱因斯坦大脑的神经胶质细胞比一般人多,最近又有了三维电脑技术,人们发现他大脑的顶叶比一般人大了15%,而大脑顶叶是掌管数学和逻辑的。尽管人类的足迹已经能踏上外星球,但大脑依然是最难解的科技之谜。目前神经科学有五大未解之谜(意识、思想、记忆、学习、做梦),2000年诺贝尔医学奖得主艾立克.肯德尔(Eric Kandel)指出:“神经科学最根本的挑战就是如何运用生物学的基础去了解意识和我们感受、行为、学习、记忆的心智过程。”
以往人们相信,就跟电脑需要晶片来储存记忆一样,人脑也需要某些特定的物质作为存储材料。不过最新科技发现,记忆并没有存在于大脑中的任何区域或者任何特殊物质中。“记忆在大脑中无处不在,也到处皆无”,这让人非常困惑。

人脑跟动物脑差不多人为什么比动物聪明呢?有人拿人的脑容量与身体重量之比和动物相比较,人是1:38,鲸是1:2,500,大象是1:500,猩猩是1:100,而麻雀是1:34,长臂猿是1:28,小白鼠是1:26,看不出人如何特殊;有人测定大脑密度发现,在0.0001立方毫米的大脑切片中,人类的密度是10.5,鲸鱼是6.8,猫是30.8,老鼠是105.0,越小的动物,脑细胞密度越大。有人说人的大脑沟回多所以聪明。把人的大脑左右半球表面展开来能有2,250平方厘米,相当于一张四开八版的报纸,而老鼠和兔子的脑表面都比较平坦,不过科学家偶然发现,海豚的大脑沟回比人类还多。看来人与动物的区别并不在大脑表面的这些参数中。 思维来自大脑吗?一般人认为人的想法来自大脑,大脑的思考产生了人的各种思维、意识或感受,不过对于罗伯教授所观察的那几百个无脑人而言,“思维产生于大脑”肯定是不成立的。

比如美国弗吉尼亚州有个无脑婴儿,他整个颅脑只是一个水囊,医生断言他活不了几星期,可事实上他快乐的活了五年。他喜欢看电视,会随着电视节目的有趣情节发出咯咯的笑声。这个无脑婴儿的意识来自哪里呢?我们总不能说来自于水吧!一般人的大脑在缺氧几分钟后脑细胞就会彻底死亡,不过科学家也发现了几个例外。在东德曾发生一次车祸,受害人的身体已经破碎,但头部却完好无损。于是医生把头颅切下来准备做其他科研用,谁知那个头颅在离体后的76小时内,一直发出正常活人才具有的脑电波,这个头颅还会用眨眼睛来与人沟通。三天后头颅发出的电子信号逐渐衰退,直到146小时后才完全停止活动。

切下来的头颅在没有氧气、没有血液供给情况下还能运转一周,人没有大脑照常生活,这些说明什么呢?看来人的精神现象跟肉体并没有必然的联系,精神是独立于肉体而存在的一个自由生命体,就像古人说的灵魂一样。精神与肉体的分裂,从其他科学试验中也能得到证明。1966年当医生打开人的头颅用微小的电极去刺激大脑某一区域时,发现从刺激开始到人体作出相应的反应,中间有长达0.5秒的间隔。如果意识是大脑的机能,那么刺激与反应应该几乎是同步发生的。要解释这种滞后效应,只有一种可能:意识和大脑并不是一体的,意识独立于大脑。

2010年11月16日,美国自然历史博物馆里举办的大脑展览。(法新社)心想还是脑想?与现代人常说的“人用大脑思维”不同的是,中国古人一直认为,思维是由“心”产生的,中医常说“心主神志”。正因如此,汉字中凡和思维有关的字大多都和“心”字联系在一起,如思想、考虑等等。那人是用心在思考吗?而中医说的“心”,是否西医指的“心脏”?实证科学认为,人体的神经系统分为中枢神经系统和自主神经两大系统。顾名思义,中枢神经直接受大脑支配,而自主神经则不那么“听大脑话”了。

几千年前中国的医学家们就认识到,人体的中心并不是高高在上的大脑,而是以心脏为主的脏腑系统。具体来讲,中医认为“肝藏血,血含魂”,“脾藏营,营含意”,“心藏脉,脉含神”,“肺藏气,气含魄”,“肾藏精,精含志”,这套脏腑系统组成了中医所说的“心”。这显然体现了中医独特的人体观——身心是有机的统一体。当人的中枢神经断了时,人还能生存,但心脏停止跳动时,人就无法存活。由此可见,古人称脏腑系统为人体的中心是有一定道理的。

简单的说,大脑信息处理过程实质上是一种化学过程,即血液中的氧与资讯传递中的自由氢质子之间的化合反应,单位时间内供氧量的多少,决定着哪一个资讯能够在众多资讯中被优选出来。因此大脑思维的过程就是一个不断按照整体意志对大量资讯优胜劣汰的结果,这里体现整体意志的就是心脏单位时间内的供氧量,或者说是以心脏为中心、以自主神经系统为主导的整体功能状态。因此古人所言的“心主神志”也是对的。美国托马斯杰斐逊大学的杨景端博士对新纪元表示,中国古代医学认为大脑是一个很重要的器官,称之为“奇恒之腑”。

但是它的重要正在于它和全身其他脏腑是连为一体的。中医的每个经络系统都包含了大脑的某些部分。 因此大脑功能正常运行的基础是全身的健康。在能量水平看人体,大脑只是一个执行官而非司令官。 心脏具有记忆功能毫无疑问,中医所说的心绝不仅仅指心脏。不过美国科学家却发现,心脏真的具有某种“思考和记忆功能”!这正是许多接受心脏移植的患者突然性格大变、继承了心脏捐赠者性格的原因。

40岁的退休货车司机杰姆.克拉克绝不是一个多愁善感的人,他从不曾给妻子写过一封情书,因为他15岁就离开了学校,语文能力很差。不过在做了心脏移植手术半年后,杰姆突然坐到桌子前,开始给妻子写下一行行的情诗,连他自己都感到震惊,他确信自己写诗的“怪癖”来自那颗移植的心脏,因为捐赠者一家都爱写诗。

根据统计,从第一例心脏移植手术实施后的40年中,每10例接受换心手术的病人中就有一人会出现性格改变。美国加州心脏数学协会的专家也深信心脏并非一个“泵”那么简单,他们最近发现一种能够具有长期记忆和短期记忆的神经细胞的确在心脏中工作,并且组成了一个微小但却复杂的神经系统。 精神改变物质 意念让人受伤唯物论者总是强调物质决定意识,比如手被烫伤后人才会感到痛,不可能凭空想像痛就能把人烫伤,不过美国心理学家们做的实验却证明了这点。

他们将受试者带到一间空房间中,此时从隔壁房间传来阵阵惨叫。医生告诉受试者:这个试验主要是测试人类忍受疼痛的能力极限。说着打开隔窗,让他参观试验的全过程。只见一个人被牢牢捆在一把椅子上,旁边炉里炭火烧得通红,一位医生用火钳从炉中夹出一个被烧得通红通红的硬币,然后把这枚硬币放到捆着的人的手臂上,只听“刺啦”一声,手臂被烧起一缕轻烟,随后传来一阵痛彻肺腑的惨叫。试验结束,坐在椅子上的人踉踉跄跄走下来,手把着被烧伤的手臂,一个硬币大小烧焦的伤疤赫然出现在手臂上。

医生让这名受试者连续看了几个相同的试验后,将受试者领到试验室中,把他牢牢地捆在椅子上。然后从炉中夹出一个同样烧红的硬币说:“我现在要把这枚硬币放到你的手臂上。”受试者突然感觉到有一热物落到手臂上,随后感到一阵钻心的疼痛,不由大声惨叫起来。医生们发现,受试者的手臂上出现了一个硬币大小的三度烧伤疤痕。不过所有的试验都是假的,烧伤、惨叫统统是假装出来的,真正的试验对像只有一个,那就是最后那名受试者。

真正落在受试者手臂上的那枚硬币,只是稍微加了一下温,略高于体温而已,根本不可能造成烧伤。那这个三度烧伤的伤疤从何而来呢?我们只能认为是精神,是他的意识,使他的肌肉被烧伤。在这里,精神改变了肉体,物质肉体只是精神的一种工具而已。 七分精神三分病另一个常见的例子是,在催眠心理测验中,医生随手拿起一杯白开水对受试者说:这是一杯放了很多糖的水,很甜很甜,你喝下去后一定会很舒服。受试人在被深度催眠的状态下喝下了这杯白开水,然后被医生立刻唤醒,接下来人们惊奇的发现,受试人的血糖浓度竟然比受试前增加了许多,就如真的喝下了一杯糖分很大的饮料一样。是谁制造了这些糖分呢?同样的心理暗示在生活中比比皆是,如安慰剂效应。

1955年毕阙博士(Henry K. Beecher)指出,近四分之一的病人在服用安慰剂后,背痛、关节痛等症状得到纾解。安慰剂就是用白水或淀粉等并不具有治疗作用的普通物质来冒充专门的药物。毕阙发现,不光是病人自我精神感受舒服多了,其身体真的发生了物质性改变,如红肿消失或缓解。同样科学家也发现了反安慰剂效应:由于病人不相信治疗有效,可能会令病情恶化。由于对药物的排斥心理,哪怕是服用白开水,病人都会出现病情加重的现象。无论是安慰剂还是反安慰剂效应,都印证了中国那句古话:人得病,是“七分精神,三分病”,精神因素起了绝对作用。当然,这世界上人与人大不相同,有的意志力强的人,是不容易被外人的暗示所引导的。

谁是凶手?意念自杀美国《生物心理学》杂志曾发表过心理学家杰姆斯.克拉特教授的著名心理学试验,这个试验起源于一起死亡事件的法律诉讼。在美国的一所大学里,几个大学生搞了一次恶作剧:一天深夜,他们将一位朋友在毫不知情的情况下突然装进了布袋子,然后把袋子抬到火车站,放置在一条早已废弃的铁道上。不久旁边的铁轨上开来一辆火车,“轰轰”的声音让周围大地都在颤抖。

只见袋子里的人先是拚命挣扎,当火车快要开过来时,袋子里的人却停止了蠕动。火车开走后打开袋子,几个学生傻眼了:他们的朋友已经死了。接下来法医鉴定尸体,没有发现任何内部器官损坏的痕迹。法庭应该判他杀还是自杀呢?于是美国心理学家们做了很多实验,克拉特所作的实验是这样的:他把一只小白鼠放进水池里,只见它落入水中并没有马上游动,而是转着圈子发出吱吱的叫声,小白鼠是在用鼠须辨别声波的反射以此判断目标的大小、方位、距离等,就跟蝙蝠一样。只见它尖叫着转了几圈后,朝着一个选定的方向奋力游过去,不一会儿它就游到了岸边。几次试验都是如此。紧接着他又选了一只小白鼠,并把鼠须统统剪掉,然后将它放到水池中心。

只见小白鼠同样转着圈发出吱吱的叫声,由于鼠须被剪,使它无法测定方位。它着急地继续转着、叫着,不一会儿这只小白鼠就沉到水底淹死了。克拉特解释说:由于无法准确测定方位,在它的脑子里,茫茫四处都是水,它自认为无论如何是游不出去了。于是绝望令它停止了一切努力,自己强行结束了生命。心理学把这种现象称为“意念自杀”。那位恶作剧的受害者当他听到火车开来、感受到铁轨颤动时,他认为自己必死无疑。为了免受被火车分尸之苦,在火车离他尚有百米时,他就自己终止了生命。

“自觉精神”与人的灵魂基于这个道理,美国著名心理学家马丁.加德纳竭力反对把实情告诉癌症患者。据他调查,在美国630万死于癌症的病人中,80%是被吓死的,其余才是真正病死的。他也重复了那个著名的心理实验:让罪犯躺在床上,告之将以放血的方式执行死刑。然后用木片在他的手腕上划一下,接着把预先准备好的水龙头打开,让犯人听水的滴答声,很快这个人就死了。加德纳表示,精神才是生命的真正脊梁,一旦从精神上摧垮一个人,那么这个人的生命也就变形了。曾在1963年荣获诺贝尔医学奖的澳大利亚神经生理学家埃克尔斯爵士(Sir John Carew Eccles,1903~1997年),1978年总结他多年的研究经验,提出了一个惊人的新观点:大脑的兴奋并不等于精神和意识。他认为人有一个独立于大脑的“自觉精神”,大脑只是它的物质工具而已。他说:“我们每个人在胚胎发育或幼小的某个时期,就具有非物质的思维和自我领悟能力,这种人的‘灵魂’使我们具备了人类的特征:意识、思考、爱、恨、怕等。”

他推测,人的肉眼看不见的“自我”在物质大脑死亡后依然活着。很多科学家相信,埃克尔斯所说的“自觉精神”就是与宗教和神话中的“灵魂”相类似的东西。问题转了一大圈又回到了它原来的出发点,科学用了几百年的时间仅仅认识到“精神独立于肉体”。看来,“灵魂”这个远古的认识,也许并不是荒唐的迷信。 有趣的人脑140多亿个脑神经细胞,每个脑细胞都与另外5万个细胞相连,比目前全球电话网还复杂1,500倍。人脑的神经突触连接和冲动传递途径的数目,是在1后面加上1,000万公里长的、用标准打字机打出的那么多个零!对应的电脑体积相对于40层摩天大楼,耗电功率以百万千瓦计。

不过真实的人脑平均重量不足1,400克,1.5立方分米大,消电只有10瓦。人脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1,000万册的图书馆。神经细胞每秒可完成信息传递1,000亿次。处于激活状态下的人脑,每天可记住四本书的全部内容。电脑只要一个部件出毛病,整个体系就可能瘫痪,不过人脑具有高度可靠的“自适应系统”。脑神经元大约每小时就有1,000个发生故障,累计到100岁时,约有十分之一的脑细胞失效,不过即使这样,大脑仍然可以正常运作。人每天脑细胞死亡约10万个,越不用脑的人,脑细胞死亡越多。尽管核磁共振研究发现人的大脑使用率是100%,但大脑的开发利用程度只有10%。


来源:网络
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