人脑

大脑是中枢神经系统的最高级部分

人脑由大脑、小脑、间脑、脑干组成。其中：大脑是中枢神经系统的最高级部分，也是脑的主要部分。分为左右两个大脑半球，二者由神经纤维构成的胼胝体相连。

人脑组成

人脑由端脑、小脑、间脑、脑干组成。

人脑的构造，主要包括脑干、小脑与前脑三部分。

脑干（brainstem）上承大脑半球，下连脊髓，呈不规则的柱状形。经由脊髓传至脑的神经冲动，呈交叉方式进入：来自脊髓右边的冲动，先传至脑干的左边，然后再送入大脑；来自脊髓左边者，先送入脑干的右边，再传到大脑。脑干的功能主要是维持个体生命，包括心跳、呼吸、消化、体温、睡眠等重要生理功能，均与脑干的功能有关。

脑干部位又包括以下四个重要构造：

1．延髓（medulla）延髓居于脑的最下部，与脊髓相连；其主要功能为控制呼吸、心跳、消化等。

2．脑桥（pons）脑桥位于中脑与延髓之间。脑桥的白质神经纤维，通到小脑皮质，可将神经冲动自小脑一半球传至另一半球，使之发挥协调身体两侧肌肉活动的功能。

3．中脑（midbrain）中脑位于脑桥之上，恰好是整个脑的中点。中脑是视觉与听觉的反射中枢，凡是瞳孔、眼球、肌肉等活动，均受中脑的控制。

4．网状系统（reticular system）网状系统居于脑干的中央，是由许多错综复杂的神经元集合而成的网状结构。网状系统的主要功能是控制觉醒、注意、睡眠等不同层次的意识状态。

小脑（cerebellum）位于大脑及枕叶的下方，恰在脑干的后面，是脑的第二大部分。小脑由左右两个半球所构成，且灰质在外部，白质在内部。在功能方面，小脑和大脑皮层运动去共同控制肌肉的运动，籍以调节姿势与身体的平衡。

前脑（forebrain）属于脑的最高层部分，是人脑中最复杂、最重要的神经中枢。前脑又分为视丘、下视丘、边缘系统、大脑皮质四部分。

1．视丘（thalamus）视丘呈卵圆形，由白质神经纤维构成，左右各一，位于骈胝体的下方。从脊髓、脑干、小脑传导来的神经冲动，都先终止于视丘，经视丘在传送至大脑皮质的相关区域。所以说视丘是感觉神经的重要传递站。此外，视丘还具有控制情绪的功能。

2．下视丘（hypothalamus）下视丘位于视丘之下，是自主神经系统的主要管制中枢，它直接与大脑中各区相连接，又与脑垂体及延髓相连。下视丘的主要功能是管制内分泌系统、维持新陈代谢正常、调节体温，并与生理活动中饥饿、渴、性等生理性动机有密切的关系。

3．边缘系统（limbic system）边缘系统一般认为包括视丘、下视丘以及中脑等在内的部分。边缘系统的主要功能为嗅觉、内脏、自主神经、内分泌、性、摄食、学习、记忆等。边缘系统有两个神经组织，即杏仁核与海马，前者关系情绪的表现，后者与记忆有关。

4．大脑皮质（cerebral cortex）是大脑的表层，由灰质构成，其厚度约为1到4mm，其下方大部分则由白质构成。大脑中间有一裂沟（大脑纵裂，longitudinal fissure），由前至后将大脑分为左右两个半球，称为大脑半球（cerebral hemisphere）。两个半球之间，由胼胝体（corpus collosum）连接在一起，使两半球的神经传导得以互通。

1. 大脑感觉不到疼痛

尽管是它负责处理来自其他身体部位的信号，但就大脑而言，奇怪的是，它竟然无法感到疼痛。（疼痛这种感觉需要有感受器，传入神经，神经中枢，传出神经，效应器合作产生，而大脑是神经中枢，就本身而言没有效应器，所以无法感知疼痛）。

2. 压力可导致大脑萎缩

若干研究已经得出结论，压力对我们的大脑有着负面的影响，可减小大脑体积。

3. 15瓦

成人的大脑一天只消耗250-300千卡。也就是说，一个重量介于1300-1400克(成人大脑的平均重量)的大脑的功率约为15瓦特。大脑所消耗的能量相当于2个大香蕉的能量。虽然并不是很多，但与身体总消耗的能量相比，确实是很多，因为完全运转的身体的功率才70瓦特。

4. 数千公里长的神经细胞和无休止的神经再生

据估计，人类大脑拥有1000亿个神经细胞，如果把他们排成一条直线，长度将达到1000公里。然而，由于神经细胞是高度分化的细胞，无法再生。但是体育锻炼能激发大脑的创造力。

5. 切断与改造

婴儿会切断他所不需要的神经连接，也就是说，在生命最初2年中切断那些不需要的神经连接。同时，在青春期时，不仅身体结构会改变，而且思维方式也会改变，因为大脑结构已完全改变。

6. 夜晚兴奋，疲劳会激发创造力

当身体的其他部位减少活动时(在睡眠时会达到最小的活动量)，但大脑的活动量会增大，因此在大部分情况下，大脑活动量在睡眠时大于清醒时的活动量。因为熬夜时所进行的活动和睡眠时所进行的活动会激活大脑的不同区域。令人更吃惊的是：疲劳的大脑具有更强的创造力。

7. 有性别之分

众所周知男人和女人是有区别的，而且男性的大脑和女性的大脑也有着不同的工作方式。事实上，男人和女人在空间的选择上也是有区别的，女人在路线的选择上需要更多的参考物。比如：大部分的男人会说，500米后右转，然后走1000米后左转；一般来说，女人更偏向说,在红色高楼那里右转，然后在遇到一个花店时左转。

8. 信息的传送速度不同

大脑中的神经细胞以不同形式排列着，以不同的速度传送着信息。这就是为什么有时候我们能迅速地想起某些事情，而有时候则需要一段时间才能想起来。

9. 越来越幸福

随着大脑的衰老，人们会更容易地控制情绪以及更好地消化消极的想法。所以，随着时间的流逝，我们的幸福感就会变的越高。

10. 智商越高，睡眠越少

一个人的智商越高，他的睡眠越少。此外，高智商可以抵抗精神疾病。甚至存在另一情况，那就是高智商的人明明是在睡觉，而事实上他却是清醒的。

研究发现

19世纪以前的科学家以为大脑发挥它的各种功能是整体活动的结果。1870年德国青年医师费里茨和希齐希，用电刺激狗大脑皮质区，发现某一皮质区域管理身体对侧的运动，因此首先提出“运动区”的概念。后来发现在皮质运动区里还有更为精细的分工，有分管上肢、下肢、躯干的特定部位。除此以外，还有其他功能区域。

刺激法

本世纪，加拿大医生彭菲尔德用微电刺激法，全面而详细地绘制出大脑皮质的分工图，使人们不胜惊奇的是，人的运动和感觉功能在大脑皮质上的投射是倒置的，而且一些运动、感觉精细而灵巧的器官（如手和唇、舌等），比那些运动和感觉较简单而迟钝的部分（如躯干），在大脑皮质上投射的面积要大。

紧接着，法国医生布洛卡发现，右半身瘫痪的病人常伴有失语，死后尸体解剖发现病人是左大脑半球额叶有病变；而左半身瘫痪的病人不伴有失语症，因此首先提出了“语言中枢”的概念，并把左半球称为“优势半球”。习惯用右手的人（占90%左右），所有有关语言活动，如阅读和书写、理解和命名、计算和推理等功能都在左大脑半球。

那么，右大脑半球（非优势半球）是否趋向退化呢？这是一个很有意思的问题。从左右大脑两半球互相之间的联系来看，首先它们藉着一束强大的神经纤维（约含2亿条神经）——胼胝体相连，互相交流两半球的信息。这样既有分工又是一个整体。70年代，美国科学家斯佩里和同事们做了裂脑手术——切断胼胝，来治疗一些用药不能控制癫痫发作的病人，并做了许多非常精细的心理实验，结果发现大脑两半球有各自独立的功能。它们分别是：左大脑半球有语言、阅读、书写及逻辑、推理、计算的能力；右大脑半球则有图形、空间结构的构思能力，有音乐欣赏能力，及形成非言语性概念的能力。左大脑半球的思维活动是人类特有的功能，由此可以说明人脑进化、发展的一侧化趋势，也提示人脑存在着巨大的潜力

中枢神经

大脑中枢神经系统的最高级部分，也是脑的主要部分。分为左右两个大脑半球，二者由神经纤维构成的胼胝体相连。被覆在大脑半球表面的灰质叫大脑皮层。其中含有许多锥体形神经细胞和其它各型的神经细胞及神经纤维。皮质的深面是髓质，髓质内含有神经纤维束与核团。在髓质中，大脑内的室腔是侧脑室，内含透明的脑脊液。埋在髓质中的灰质核团是基底神经节。大脑半球的表面有许多深浅不同的沟裂（凸处为回，凹处为沟）。其中主要的有中央沟、大脑外侧裂、顶枕裂。人的大脑半球高度发展。成人的大脑皮质表面积约为1/4平方米，约含有140亿个神经元胞体，它们之间有广泛复杂的联系，是高级神经活动的中枢。大脑皮层通过髓质的内囊与下级中枢相联系。脑的外部包有结缔组织的被膜、脑脊液充满于脑的腔、室、管内，有保护和营养作用。脑的血液供应从椎动脉和颈内动脉获得。

人的大脑有1000多亿个神经细胞，每天能记录生活中大约8600万条信息。

人脑开发

脑占头盖内腔的大部分。约占成年人体重的2%即1.2～1.6公斤。脑的重量男性比女性稍大,并与体重无关。脑含有约140亿个神经细胞约占脑细胞十分之一，剩余的九成称为胶质细胞。胶质细胞有为神经细胞提供营养，形成髓鞘增进传导速度，等多种功能。人们常传的“人脑有效使用的部分仅仅占十分之一左右”的说法，即有可能是来自对胶质细胞机能没有完全理解的时代的误解，认为在脑中仅有神经细胞在起作用,也即是说人脑开发百分之十左右并无可信理论。

大脑容量

吉尼斯世界纪录中记纸牌记得最多的是一名英国人，他只需看一眼就能记住54副洗过的扑克牌（共计2808张牌。）。

上世纪二十年代，亚历山大.艾特肯 (Alexander Aitken) 能记住圆周率小数点后1,000位数字，但这一纪录在1981年被一位印度记忆大师打破，他能记住小数点后31,811位数字；这一纪录后来又被一位日本记忆大师打破，他能记住小数点后42,905位数字。

您也许无法仿效这样惊人的技艺，但您可以用与这些记忆大师们一样的方法来改进和提升您的智力与记忆力。您有多聪明或曾受过多高的教育都没有关系，有很多窍门和技巧可帮助您最大限度地利用您的脑细胞

大脑活动

如能把大脑的活动转换成电能，相当于一只20瓦灯泡的功率。

根据神经学家的部分测量，人脑的神经细胞回路比今天全世界的电话网络还要复杂1400多倍。

每一秒钟，人的大脑中进行着10万种不同的化学反应。

人体5种感觉器官不断接受的信息中，仅有1%的信息经过大脑处理，其余99%均被筛去。

大脑神经细胞间最快的神经冲动传导速度为400多公里/小时

大脑的四周包着一层含有静脉和动脉的薄膜，这层薄膜里充满了感觉神经。但是大脑本身却没有感觉，即使将脑子一切为二，人也不会感到疼痛。

人的大脑平均为人体总体重的2%，但它需要使用全身所用氧气的25%，相比之下肾脏只需12%，心脏只需7%。神经信号在神经或肌肉纤维中的传递速度可以高达每小时200英里。

人体内有45英里的神经。

人的大脑细胞数超过全世界人口总数2倍多，每天可处理8600万条信息，其记忆贮存的信息超过任何一台电子计算机。

相关技术

当前与人脑相关的高新技术是大脑芯片。首例人脑芯片出现在1950年，胡塞 ˙戴尔卡多尝试在人类身上进行此项操作：通过轻微刺激人脑的某一部分而改变人的情绪，甚至控制人的一条胳膊或腿。最终这项实验因为有悖伦理而终止。但从此之后，用电流刺激大脑的方法被证实可以用来治疗某些疾病。例如，始于30多年前的人工耳蜗植入术可以令一些失聪的人恢复部分听力。这一领域的研究又重新成为热点。有些科学家甚至设想通过一些装置，使人得以依靠思维控制机器的运行。已经有一些瘫痪病人利用植入脑中的电极，成功地做到这点。

日前，由瑞士、德国和美国的科学家组成的研究小组首次成功研发出一种新奇的微芯片，能够实时模拟人类大脑处理信息的过程。这项新成果将有助于科学家们制造出能同周围环境实时交互的认知系统，为神经网络计算机和高智能机器人的研制提供强有力的技术支撑。

以前的类似研究都局限于在传统计算机上研制神经网络模型或在超级计算机上模拟复杂的神经网络，而新研究的思路是：研发在大小、处理速度和能耗方面都可与真实大脑相媲美的电路。研究小组成员基尔克莫·因迪韦里表示：“我们的目标是直接在微芯片上模拟生物神经元和突触的属性。”

做到这一点面临的主要挑战，是配置由人造神经元组成的网络，让其能执行特定的任务。研究小组现在已经成功地攻克了这一“碉堡”，他们研发出一种被称为“神经形态芯片”(neuromorphic chips)的装置，能够实时执行复杂的感觉运动任务，并借助这一装置，演示了一个需要短期记忆力和依赖语境的决策能力的任务，这是认知测试所必需的典型特征。

研究小组把神经形态神经元与利用神经处理模块——相当于所谓“有限自动机”的网络相结合。有限自动机是一个用来描述逻辑过程和计算机程序的数学概念。行为可以表示为有限自动机，由此以自动化的方式转给神经形态硬件。因迪韦里说：“网络连接模式非常类似于在大脑中发现的结构。”

由于神经形态芯片可以实时处理输入的信息并作出回应，有关专家认为这项技术将有望走向实用化，从而允许机器人在复杂环境中，在不受人类远程遥控的情况下实现自动作业。

这项技术的采用还将有望在未来让计算机能够在有部件损坏的情况下继续运作，就像人类的大脑那样，每天损失数以百万计的脑细胞，但是其整体的思维能力却仍然继续正常运转。

欧盟、美国和瑞士目前正在紧锣密鼓地研制模拟大脑处理信息的神经网络计算机，希望通过模拟生物神经元复制人工智能系统。这种新型计算机的“大脑芯片”迥异于传统计算机的“大脑芯片”。它能运用类似人脑的神经计算法，低能耗和容错性强是其最大优点，较之传统数字计算机，它的智能性会更强，在认知学习、自动组织、对模糊信息的综合处理等方面也将前进一大步。

不过也有人表示了担忧：装上这种芯片的机器人将来是否会在智能上超越人类，甚至会对人类造成威胁？

不少科学家认为，这类担心是完全没有必要的。就智能而言，目前机器人的智商相当于4岁儿童的智商，而机器人的“常识”比起正常成年人就差得更远了。美国科学家罗伯特·斯隆日前说：“我们距离能够以8岁儿童的能力回答复杂问题的、具有常识的人工智能程序仍然很遥远。”日本科学家广濑茂男也认为：即使机器人将来具有常识并能进行自我复制，也不可能对人类造成威胁。值得一提的是，中国科学家周海中在1990年发表的《论机器人》一文中指出：机器人并非无所不能；它在工作强度、运算速度和记忆功能方面可以超越人类，但在意识、推理等方面不可能超越人类。另外，机器人会越来越“聪明”，但只能按照制定的原则纲领行动，服务人类、造福人类。

2023年，美国西北大学医学院团队报告了一项Ⅰ期人体临床试验的结果，他们使用一种新型的颅骨植入式超声设备，打开血脑屏障，并反复将化疗药物渗透到人脑的大片关键区域以增强治疗效果。

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