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科普:人类大脑

梅之芬芳 青石测评 2023-04-19

Jenne 自然部落:  永远不要停止雕刻自己的雕像,你的大脑将定义你的生活。

本文简单介绍一下人类大脑,只适合科普  参考。本文也是本公号随后推出的相关视频的暖场文。


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本文3070字,阅读大约需要10分钟。





什么是大脑?


大脑是一个复杂的器官位于头骨内部,它管理着我们神经系统的活动。它是中枢神经系统(CNS)的一部分。它位于颅腔的前部和上部区域,并且存在于所有椎骨中。在颅骨中漂浮的透明液体,称为脑脊髓液,从物理和免疫方面保护它。



大脑是肌肉吗?虽然我们经常听到大脑必须运动,使其不会像肌肉一样萎缩。但是,大脑不是肌肉。它不是像我们的肌肉一样由肌细胞组成,而是由数百万个神经元是由轴突和树突相互连接的神经元组成的。它们调节我们大脑和身体的每一个功能。从呼吸,吃饭或跑步,到理性,陷入爱情或争论的能力,一切都会通过我们的大脑的控制。



我们的大脑做什么?大脑的功能


作为大脑和中枢神经系统的基本部分,大脑可以被定义为控制和调节大部分大脑和身体功能的“管理者”。从重要的大脑功能,如呼吸或其他功能,比如饥饿或口渴,甚至最后到如推理能力,注意力和记忆力等高级功能(Corbetta&Shulman,2002),大脑负责确保所有这些有意识和潜意识的大脑功能能过正常进行。


在我们的生活中,不管我们是醒着还是睡着了,无论是呼吸、 吞咽、 看、 听、 触摸、 阅读或写作、 唱歌或跳舞,默默地思考或大声说话,甚至爱或恨的时候,走路或跑步,规划或行动等发生的一切都多亏了我们的大脑。如果把他们整理在一个列表中,一些我们的大脑负责的功能有︰


      控制重要职能︰ 像控制体温,血压,心率,呼吸,睡觉,吃饭等

      接收、 处理、 整合,和解释所有我们通过我们的感官接收到的信息︰ 视觉,听觉,味觉,触觉,嗅觉。

      控制动作 和我们坐姿︰ 散步、 跑步、 说话、 站立。

      它负责我们 的情绪和行为。

      它可以让我们 思考,推理,感觉,成为等

      控制高级 认知功能︰ 记忆、 学习、 感知,行政职能等(Miller, 2000; Miller & Cohen, 2001)


“人类应该知道,所有的感官行为来自大脑,如欢乐,笑声和运动,以及悲伤,难过,沮丧和愧疚。通过这种特殊的方式,我们获得智慧和知识,看到和听到,知道什么是违规的和什么是公平,什么是坏的,什么是好的,什么是甜的,什么不愉快的......如果大脑不健康,同一个器官,能让我们变得疯狂和神志不清,恐惧和恐怖袭击我们时...所有这些东西,我们都要接受大脑的控制...我认为大脑是人类行使的最大力量“ 希波克拉底(公元4世纪)论神圣疾病。


希波克拉底那时就知道,人类的大脑是最复杂的,神秘的,同时,是宇宙的完美的创造之一。得益于神经影像,医学,生物学,心理学和神经科学领域的技术进步,我们得以发现有关解剖学及其功能的重大奥秘。但是,仍然有许多问题还未被解答。



大脑的部分


所有脊椎动物 (动物骨头) 都有一个大脑,由以下部分组成︰


      脑干︰ 脊髓、 脑桥 组成。脑干控制自动功能,如血压和心脏的跳动、 边缘运动和内脏的功能,像消化或排尿。

     小脑: 它是第二大的器官,它主要涉及控制姿势和运动。

     下丘脑和垂体,负责内脏的功能,如调节体温和基本行为,喜欢吃,性反应,快乐,侵略...

      大脑,由大脑皮质 (大脑半球和脑沟裂) 和一些深层结构,基底神经节、 杏仁核和海马体。它是整合所有信息收集到的我们的感觉器官和组织反应。它控制运动功能、 情绪和所有的高级认知功能︰ 推理、 表达情感、 记忆、 学习...



人类大脑的特性

人类的大脑重量是多少?它有多大?我们的大脑有多少个神经元?


      人类大脑皮质是所有的动物物中进化最复杂的。它不仅更大,而且会卷起和折叠在本身形成凹槽和折痕,使其有典型的褶皱的外观。(成年人也就一张A4纸吧)

      人类大脑重约 1.4-1.5 公斤 (3.3 磅),女性大脑容量大约约 1130 cc (69 ci) 而男性有 1260 cc (77 ci)。

      它被称为脑膜的膜所覆盖,在被颅骨撞击时可以保护颅骨。

      甚至更多的保护,大脑"漂浮"在脑脊液中。

      据估计,人类的大脑拥有超过 1000 亿个神经元细胞,主要是神经胶质细胞和神经元。

神经元是细胞,专业从事接收、 处理和传输信息的工具。这是通过电化学信号 (神经脉冲) 称为动作电位。在结构上, 神经元 具有相同的细胞质元素和其余的生物体内细胞相同的遗传信息。神经元由三个部分组成︰


      细胞体   轴突   树突


胶质细胞是CNS中最丰富的细胞类型。它们具有在成年大脑中分裂的能力(神经发生),并且它们的存在对于大脑正常运作是必要的。这些细胞构成神经元的结构支持,髓鞘覆盖轴突以促进更好的突触传递(Schwann细胞),它们发挥细胞营养作用,参与免疫机制的再生机制和神经修复,维持神经元的功能。胶质细胞有多种类型,其中包括星形胶质细胞,少突胶质细胞和小胶质细胞。在周围神经系统中,雪旺氏细胞,卫星细胞和巨噬细胞。



我们的大脑怎么工作?

人的大脑是由神经元 (或其他受体或效应器细胞) 之间通过电化学脉冲连接传输信息的。这种信息的传输是在突触产生的。在此期间,神经元和细胞连接和通过化学和电脉冲和神经递质进行交换,这些神经递质负责激活或抑制另一个细胞的作用。轴突的末端按钮是神经通讯的突触前元件,通过它神经元与树突,效应细胞甚至另一个轴突建立通讯。


所有这些神经元的信息传输发生在几毫秒内。数百个连接,使我们能够感知,理解和适当反应协调。我们收到成千上万的输入,我们在几秒钟内生成了数千个输出,一切都与瑞士手表的精度相匹配。我们可以想象我们的大脑是一条大电缆,将我们的整个身体连接到大脑。



人类大脑是如何发展的?


人脑的发育从胚胎期开始,到青年时期结束。受孕仅四周后,它开始形成神经管,这是神经系统发育的关键。复杂的过程开始之后,增殖,迁移和细胞分化过程的开始,大脑将形成和发展。神经元在神经管中产生,然后迁移以形成其重要部分。最后,它们在将要具有的专业功能方面是有区别的。


据计算,在产前阶段,一分钟可产生高达250,000个脑细胞。事实上,婴儿出生时的大脑已经具有所有需要的神经细胞,但是他们还没有连接。在头两年,这些连接开始形成由遗传组分介导,但主要是通过与环境和他们收到的刺激的相互作用。一样的过程(神经纤维被脂肪隔离层覆盖的过程,该隔离层还可以传递信息)使得更容易更快地做到这一点,并且它们负责增加脑的尺寸。


从0-12个月:婴儿没有发育脑干或脊髓,这就是为什么他们只对反射刺激和基本生存功能如睡眠,进食或哭泣作出反应。因为他们与他们的环境,将创建新的连接,他们将很快学习的东西,比如,如何通过他们的眼睛,重复声音,了解语言,等等


3年后:大脑已经已经达到其成人体型的80%,边缘系统和大脑皮质都相当发达。这允许孩子们表达自己,识别情绪,玩耍,开始计数和说话。这就是为什么认为在这个年龄,大脑具有最大的脑可塑性或神经可塑性,即使一个区域被损坏,它将重新获得功能(因为它还没有完全专业化)。


大脑不会停止发育,直到青年后:最晚成熟的区域是额叶,专门从事行为,推理,解决问题等。


但是,大脑在青年时期成熟,它仍会继续其神经发生过程(新神经元的产生),并且它们可以通过训练和强化来建立新的联系。这是神经可塑性的基础。


结论:成年人提高大脑功能有可能吗?是的。

得益于神经可塑性和大脑建立新连接并加强旧连接的能力,我们可以提高认知能力。


参考资料

带大脑出去走走吧

科尔贝塔,M.y舒尔曼,G.L.(2002)。控制大脑中目标导向和刺激驱动的注意力。《神经科学国家版次》。


米勒,E.K.(2000年)。前额叶皮层和认知控制。Nat Rev Neurosci。


米勒,E.K.y科恩,J.D.(2001)。前额叶皮质功能的综合理论。《神经科学年鉴》。


Squire,L.R.(1992)《记忆与海马体:从大鼠、猴子和人类的研究结果合成》。《心理学》第99版。


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