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大脑——最后的处女地

2000-09-08 来源:生活时报 彭文 我有话说

大脑左右两个半球是对称的,每一半球上分别有运动区、体觉区、视觉区、味觉区、联合区等神经中枢。在神经传导的运作上,两半球相对的神经中枢,彼此配合,靠胼胝体的连接发生交叉作用。两半球的联合区,分别发挥左右半球相关各区的联合功能,与解决问题的记忆思考和感觉有关。

大脑的神经细胞相当于整个银河系星体的总数。此外,它还有比神经细胞多10—50倍的神经胶质细胞,这些神经胶质细胞也可能在处理信息中起作用。神经细胞间通过突触联系在一起。理论上,大脑可储存的信息相当于藏书1000万册的美国国会图书馆的50倍,大脑神经功能细胞之间每秒可完成的连接可达1000万亿次。按目前水平,人类大脑的潜能开发不到20%。然而拥有大脑的人类究竟对其了解多少?对这个被称为自然科学界最后的一块疆域的大脑的研究在方法和思维上给科学家们留下了巨大的突破空间。

在神经生理学领域研究近40年,曾莸日本静冈大学、国立生理学研究所神经生物学学术博士、美国哈佛大学外国研究员、中国科学院院士、中国科学院上海生理研究所所长杨雄认为,大脑的产物——我们的思维,能不能理解大脑本身,这个问题在科学界是有争议的,然而杨雄认为,认识大脑是可能的,特别是在最近的几十年中,神经科学家、脑科学家对脑活动机理的了解取得了前所未有的成绩。脑的奥秘是一个绝对真理,而人类在每个阶段所提示的都是一种相对真理,我们可以逐渐了解它,但不可能穷尽它。

虽然科学家现在开始对原来是精神的东西从细胞和分子水平上有所了解,但这种了解是有局限的。当分子组成神经细胞以后,就不同于这些分子单纯的组合,不同的神经细胞组成了一个神经网络后,就不单纯是这些神经细胞的性质的总和。当这些不同的神经网络最后组成我们的大脑后,更不是这些单个神经网络的单纯组合。在这里用哲学上还原论的分析方法,有局限性。特别是在对脑的高级功能的了解上,科学家们有这么一个共识:我们要发展一些新的实验手段的实验思路,才可能从真正意义上了解意识、思维等脑的高级功能。比如用正电子断层扫描术,就有可能把一种脑功能跟某种神经传递物质的变化联系起来,从而可能把脑的一些高级功能,在无创伤的情况下,跟发生在细胞水平上的变化过程很好地联系起来。

然而,人类现在对脑的意识、思维的了解,都是非常粗浅的。在自然科学研究的领域中,一个自然现象、一个实验事实可以在同样的条件下进行重复。但在脑的高级功能的研究中,现在这样一个很基本的出发点受到质疑了,需要发展出一些很重要的数学或者物理学工具帮助人类对大脑进行研究。就拿梦来说,梦是脑的某种高级功能的表现,今天你做了一个好梦,就能想象明天在同样的情况下做一个同样的好梦吗?一般不可能。再比如,人们在交谈过程中,一个人的脑电波在不同的部位都在发生各种各样的变化,别人有可能了解这样一个变化就代表着那人所表达的是这么一种含义、这样一种思维活动吗?不可能。其实,我们现在对整个脑的高级功能的研究还处于起始阶段。弗洛伊德的心理分析,是黑箱式的研究,就是你给黑箱一个刺激,它产生一种表现,但到底在我们的神经系统(黑箱)里面发生了什么,在那个时代根本就无法了解,完全是分析性的。脑成像技术是一种很有前景的新方法,但也有局限性。我们可以记录到大脑活动的脑电波,但你怎么把这样一些不同脑区的脑电波跟你的思维活动联系起来呢?我们这一代科学家所想到的,还是用物理、化学、数学的方法来研究。当面对脑的高级功能时,运用这样的方法最终是不是可行呢?我们感觉到有困难。研究脑的高级功能最困难的是不可捉摸性和现象的难以重复性。

人类对具有无与伦比的庞大系统的大脑研究最终能达到何种地步,至今还是一个悬而未决的谜。

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