
人類大腦切片幻燈片
人類的大腦一直在進(jìn)化,但是否會永遠(yuǎn)進(jìn)化下去?人類是否會越來越聰明?這是科學(xué)家一直希望解決的問題 。最新科研證明,人類的腦容量無法增加,神經(jīng)元不能縮?。虼?,人類大腦也有局限性,人類大腦不可能永遠(yuǎn)進(jìn)化下去,我們的大腦不可能變得更加強(qiáng)大 。從物理學(xué)的角度看 , 人類大腦也不可能永遠(yuǎn)進(jìn)化 。
如果大腦繼續(xù)生長就會從其他重要器官奪走更多的能量和養(yǎng)分令人類的生存能力受到威脅 。幸運(yùn)的是 , 人類的智商仍有可能繼續(xù)提高,但這主要借助于外力,從書寫到互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)讓我們的思想打破了人體疆界 。另據(jù)研究,在未來20年之后人類將可備份人類大腦包括所有記憶 。果真如此,人類大腦是否繼續(xù)進(jìn)化,可能也就不那么重要了 。
大腦比你想像的更重些
人類是“萬物之靈” , 但我們在宇宙中究竟處于怎樣的地位?這個(gè)問題在很大程度上由我們的大腦所決定 。英國分子生物學(xué)家以及作為1953年確定DNA結(jié)構(gòu)專家之一的弗朗西斯 克里克曾經(jīng)在其著作中說過“如果我們想要正確地確定我們(人類)在這個(gè)廣闊而復(fù)雜宇宙中的位置就必須精確地了解我們的大腦 。”
人腦比大家可能認(rèn)為的更重 , 約占普通人體重的2%,由液體、脂肪和蛋白構(gòu)成,密密麻麻分布著1000億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞,通過產(chǎn)生和傳遞電子信號相互溝通 。這些信號協(xié)調(diào)身體的每個(gè)動作,每個(gè)想法、記憶和感覺都源于它們 。但是,我們對神經(jīng)細(xì)胞的工作機(jī)制的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 。
我們剛一出生時(shí) , 大腦僅僅是其成年大小的四分之一,1歲時(shí)這一比例升至四分之三,8歲時(shí)幾乎就接近成年?duì)顟B(tài),但從20歲開始,整個(gè)趨勢卻顛倒了過來:大腦重量以每年大約1克的速度遞減 。像CT和核磁共振成像掃描這樣的先進(jìn)成像技術(shù)讓我們對大腦工作時(shí)的結(jié)構(gòu)有了深入了解,而PET和fMRI掃描這樣的技術(shù)更進(jìn)一步 , 通過顯示哪部分被激活揭示大腦的功能機(jī)制 。
大腦以兩種方式存儲記憶
記憶是人類生活之所以如此豐富多彩的基石,與我們的一系列能力存在密切聯(lián)系,例如學(xué)習(xí)、講故事甚至于能否認(rèn)識對方 。記憶力的好壞完全取決于我們的大腦 。最近幾年,科研人員將有關(guān)記憶的研究上升到結(jié)構(gòu)與分子層面 。根據(jù)他們的研究發(fā)現(xiàn) , 記憶存儲于神經(jīng)元連接內(nèi)的很多大腦結(jié)構(gòu),其長期穩(wěn)定性甚至依賴于一個(gè)單一的分子 。
大腦以兩種方式存儲記憶 。根據(jù)麥吉爾大學(xué)和加拿大神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)及心理健康和成癮研究院的研究,一步棋、客房門牌號等短期記憶由大腦內(nèi)高度發(fā)達(dá)的額葉前部負(fù)責(zé)處理 。在大腦深處的海馬狀突起,短期記憶被轉(zhuǎn)換成長期記憶 。麥吉爾大學(xué)表示 , 海馬狀突起同時(shí)從大腦不同感覺區(qū)域獲取記憶并將它們結(jié)合在一起,形成一個(gè)記憶集 。舉個(gè)例子來說,你可能記得整場晚餐派對而不是多個(gè)有關(guān)派對場面、聲音和味道的單個(gè)記憶 。
麥吉爾大學(xué)指出,隨著海馬狀突起對記憶進(jìn)行處理,神經(jīng)元之間的連接與記憶結(jié)合 , 最終形成一個(gè)穩(wěn)固的聯(lián)合體 。例如,如果聽到一段音樂,你可能回想起其他一系列與聽到這段音樂時(shí)的場景有關(guān)的記憶 。科學(xué)家在對大腦進(jìn)行掃描時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)人們回想起一個(gè)記憶集時(shí),大腦不同區(qū)域均處于活躍狀態(tài),說明記憶充當(dāng)了一個(gè)索引 , 將大腦記錄的不同感覺和想法聯(lián)系在一起 。
人類智商或已接近進(jìn)化極限
大腦一直是科學(xué)家們研究的重點(diǎn),但最近幾年獲得的發(fā)現(xiàn)尤其令人矚目:對古人類頭骨化石的研究揭示了人類大腦的發(fā)展,尤其是在80萬到20萬年前這段時(shí)間的變化過程為了適應(yīng)新的環(huán)境和頻繁的氣候變化人腦實(shí)現(xiàn)了令人震驚的生長 。在200萬年的演變過程中人類大腦體積增加了三倍負(fù)責(zé)計(jì)劃和決策的大腦新皮層明顯增加 。因?yàn)檫@個(gè)進(jìn)步人類取得了輝煌的成就創(chuàng)建了各種文明以及復(fù)雜的社會行為 。但科學(xué)家們還是想知道:人類的大腦是否會一直進(jìn)化下去?人類是否會越變越聰明?
西班牙諾貝爾獎得主、生物學(xué)家圣地亞哥 拉蒙 卡哈爾在第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前的幾十年時(shí)間里 , 一直對昆蟲的神經(jīng)解剖學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,他發(fā)現(xiàn)蜜蜂的大腦只有1毫克,卻能夠完成穿過迷宮和復(fù)雜地帶等任務(wù),能力與哺乳動物不相上下 。但蜜蜂的智商因神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量較少受到限制 。
大象的大腦體積是蜜蜂的500萬倍,但也存在缺陷,信號從大腦的一端傳遞到另一端所用時(shí)間是蜜蜂的100倍,信號從大腦傳遞到足部也需同樣時(shí)間,迫使這個(gè)龐然大物只能依靠較少的反射 , 行動更為緩慢,每走一步都要耗費(fèi)寶貴的大腦資源 。
那么人的大腦呢?最新的研究證實(shí)人類大腦無論在生物還是生理上,都有其限制性 。從物理學(xué)的角度說,人的大腦也有缺陷,人類的智商可能已經(jīng)接近進(jìn)化極限,因?yàn)榻^大多數(shù)讓我們變得更聰明的褶皺因物理學(xué)定律達(dá)到了極限 。
高能耗阻止大腦繼續(xù)增長
盡管全世界有半數(shù)人口認(rèn)為人類大腦僅利用了10%,但事實(shí)上人們每天都在利用整個(gè)大腦 。但是這種荒誕的說法之所以能存在很長時(shí)間,它一定說出了一些我們確實(shí)想聽到的事情 。
事實(shí)上,這種說法能如此長久地存在下去,可能因?yàn)樗鼈鬟_(dá)的樂觀消息:“如果我們通常僅利用10%的大腦 , 那么設(shè)想如果我們能利用另外90%的大腦的一小部分,我們將能達(dá)到什么程度 。”然而,大腦活動研究顯示,即使是簡單的任務(wù)實(shí)際上也會引起整個(gè)大腦活動起來 。
那么,人的大腦的體積是否會進(jìn)一步增長?如果大腦體積增加的話,新增加的神經(jīng)元不就可以提高大腦的處理能力了嗎?科學(xué)家指出,大腦體積的增加當(dāng)然會在一定程度上有所幫助,但最終呈收益遞減趨勢,導(dǎo)致大腦對能量充滿“饑渴” , 使能量消耗大大提高 使人變得遲鈍 。
如果換一個(gè)角度,大腦是一個(gè)電路 , 我們能否通過重新設(shè)計(jì)這個(gè)電路,比如,縮小神經(jīng)元以便讓現(xiàn)有的空間能夠容納更多的腦細(xì)胞,腦力不是同樣可以增加嗎?從理論上說,這種設(shè)想不是沒有道理,但“新電路”會消耗更多能量并占據(jù)不成比例的空間 。如果神經(jīng)元變得很小就會變得過于不穩(wěn)定 。讓“電路”變細(xì)則面臨熱力學(xué)方面的局限性,所受影響與電腦芯片的晶體管類似 , 通訊變得“吵雜”,效率自然大打折扣 。
荷蘭神經(jīng)學(xué)研究人員米歇爾 霍夫曼在其研究中指出高能耗是阻止大腦增長的一個(gè)原因雖然大腦的重量只相當(dāng)于人體重量的2% 但要消耗肌體能量的25%使用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他任何器官 。
【人類大腦進(jìn)化已達(dá)極限】
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