人脑是怎样工作的

徐联仓 李美格

人们常常把脑看成一个神秘的东西，因此发生了不少主观的揣测。我们常会听见这样一类话：“我脑筋不好”、“这件事真伤脑筋”、“某人呆头呆脑”，或是“我们的小孩脑袋大，将来一定聪明。”可是脑究竟是什么东西？它的构造是怎样的？脑究竟怎么工作的？这些问题有很多人就弄不清楚了。这是因为大脑深藏在脑谷里边。既看不见，也摸不着，而且过去的科学家们从来没有像对人体的其他器官的研究那样明确面具体地说明过脑的作用。正像苏联的伟大生理学家巴甫洛夫所说的。自从伽利略{意大利大科学家，一五人八四年——一六四二年}的时代以来，自然科学是大踏步地前进着，但是当它涉及到大脑高级部分的研究时，就不得不在这个有机体——适应外在世界最复杂关系的器官——面前，第一次停顿了下来。我们知道，脑与我们的工作、学习和生活有着密切的关系，如果了解了脑的活动的规律、就能更好地组织脑力活动，也就能更有效率地进行工作和学习。巴甫洛夫第一次科学地研究了大脑的机能和它活动的规律。巴甫洛夫研究大脑活动的丰富成果，是对全人类一个极大的贡献。

人脑是发展到高度完善的物质

辩证唯物主义告诉我们说：人脑是发展到高度完善的物质。脑是中枢神经系统的最高级的部分，它在颅腔之内，周固有坚硬的颅骨保护藩。它的形状和颅腔的内壁相吻合，是一个椭圆形的东西。脑的长度平均来说有十四到十六厘，横宽约有十四厘，后边比前边还略宽一些。人脑的体积平均约为一千三百立方厘，重量约为一千四百克。在大脑表面上有许多回转。凹下去的部分叫“沟”或“裂”，凸出的部分叫“回”。在中间有一条前后的纵裂，好像把大脑正分成左右两半，这就是我们常听说的大脑两半球。其实两半球并不是完全分开的，在底面有横行织维联结起来，这部分就叫“胼胝体”。正是这些沟回曲折，使我们人类大脑半球的面积大为增加、约有一千四百平方厘，比类人猿要多一倍还多。在两半球的表面是由灰质凸神经细胞的胞体力所组成的大脑皮质，它厚约一。三厘。经神经解剖学的研究，发现大脑皮质是由六层不同的细胞所组成的。巴甫洛夫曾经生动地描绘了大脑两半球。他说大脑两半球，这中枢神经系统最高部分，是使我们相当惊异的大量物质。这块物质是由几十亿的细胞所组成的。这些细胞的容积、形态和相互配置都各不相同，特别由于细胞突起的无数分枝的互相结合，造成了极其复杂的人脑构造。大脑两半球的构造纸然如此复杂，那么我们可以想像得到、中枢神经系统的这个部分的壮丽的、复杂的机能了。

在大脑两半球皮质的下边有胼胝体、嗅脑和纹状体。这几部合称为大脑。大脑与间脑（丘脑）合称前脑。再向下方是中脑和后脑（包括桥脑、延随和小脑）。这几部分就是皮质下各中枢。

人脑是由动物的脑发展来的，与高等动物的脑有许多相同的地方。而不同的地方，不只表现在量的不同，而且有着本质的差异。如人脑较远脑为重{猿脑只有三百五十克}。面积也较远脑为大小（猿脑只有六百平方厘）。更重要的是由于劳动与语言使人脑具有更高的抽象概括的思维能力。

有人单从脑的重量上来决定一个人是否有才智的看法是不科学的。固然某些有高度才能的人的脑重比脑的平均重量为高，如著名的俄罗斯作家屠格涅夫的脑重达二千零十二克。但也有许多大学者的脑重并不超过平均脑重，这就说明脑本身的绝对重量不能作为衡量智力发展的水平。一些资产阶级的伪科学家利用所谓人类学的方法，计量不同人种的脑子、结果得出结论说欧洲人和日本人是属于所谓“大脑型”。因而断言他们是人类的最高型。这种说法显然是用来为殖民主义和种族压迫找“理由”，完全是骗人的东西。也有人说脑上沟回的多少可以用来权衡一个人的聪明才智。这种说法也不完全正确。固然许多有才智的人的脑上的沟回数目较才能差的人为多，可是科学也证明了白痴的脑皮质也有特别多回转。所以不要单独从脑物质的量的方面来揣测人的知愚。

人脑和思维的关系

有的人也许会这么想，既然人脑也是物质的东西，也是和身体的其他器官一样由细胞所组成的，那么人脑产生思维活动，是不是就像肝脏分泌胆汁、像肾脏分泌尿一样呢？过去曾经有些机械唯物主义者就是这样说的。马克思列宁主义者驳斥了这种说法。马克思列宁主义者告诉我们，人的心理、意识的源泉和内容都决定于周围现实，它是物质世界的反映，客观存在的反映。人脑是反映的器官，思维的物质基础。但如果隔绝了周围现实，脑的物质本身是不能单独产生人的意识和心理的。所以脑的产生思维活动，和肝脏分泌胆汁就不同了。

人脑虽然像其他器官一样也是一块物质的东西，其中进行着一定的物质过程——受着物理的、化学的和生物的规律所支配，但必须注意人的劳支和社会生活对于脑的巨大影响。所以在谈到人脑的作用时，不能单单看到生物物理的和生物化学的方面，而应当注意到人的社会本质。所以马克思说过人的意识一开始就是社会的产物。

虽然马克思、恩格斯早已对脑与意识的关系作了正确的哲学的概括，但是在自然科学里却一直没有能揭露脑的活动的秘密。俄罗斯的著名生理学家——“俄罗斯生理学之父”谢切诺夫在他的名著“大脑反射”一书里提到过精神生活全然是人间的现象，而思维、意识都是由脑所产生的；脑的基本机能是反射。但由于当时科学发展水平的限制，他仅是在理论上以星理学公式来尝试表现人的主观世界，他还没有发现也脑的活动的基本规律。

巴甫洛夫根据谢切诺夫的理论，和他的学生们一道建立了关于大脑活动的科学——高级神经活动生理学。发现了脑的活动的基本规律，而且把许多过去不可理解的现象——如睡眠、梦、催眠、梦游症等等加以科学的解释。

人脑的机能

巴甫洛夫的把有机体看成是统一的整体，而它的活动又是与外界环境紧密联系在一起的。在整个有机体内各器官活动的调节上，和整个有机体与外界环境的平衡上，神经系统、特别是脑起着极重要的保证作用。他认为大脑是最重要的生命器官，称之为“有机体执行机能上的经常的监督者”。

脑所以能保证有机体本身各部的调协和与外界保持平衡，主要是依靠它的反射功能。巴甫洛夫的研究证明反射有不同的水平，所以他把人脑的神经活动归纳成三种机能系统。第一种机能系统是皮质下各中枢的活动，也就是指无条件反射。这种机能是人生下来就具有的，是从已往的世代里承受来的，是不需要学习的。这些反射是有机体与外界平衡的最基本的保证。例如射到眼中的强光会引起瞳孔的收缩；在脚底轻轻一搔就会引起脚趾的弯曲，把食物放到口中就会引起唾液和胃液的分泌等等。某种刺激的特性和一定的部位，总是引起同一种反应。动物的许多复杂的本能，例如蜜峰造窠、鸟孵卵等，也是无条件反射的链索。对于人类的生活，无条件反射也是很重要的。例如我们身体的某机能发生不良改变时，这种改变就成为另一反射的刺激。使另一种反射来消除这种障扰。譬如说，刺激一个传入神经——如刺激坐骨神经——就会发生反射性的血压亢进，这是第一个反射。由于血压增高，它又成为第二个反射的刺激物，即是刺激心脏减压神经的末端，引起减压性反射，保特和调整血压的平衡。人类有许多无条件反射，它们与我们基本生活的各方面相联系着。这种反射的中枢是在脑的低级部位，也就是说在大脑皮质下部位的活动。例如在延脑和桥脑部分就有掌管人类呼吸、心跳、血管舒张和收缩等中枢。

虽然无条件反射是生物在周围世界里保持完整生存的一个重要条件，但是只靠它还是不够的。因为外界环境是变化多端的，只凭这种固定的反射就不能使有机体灵活地适应变化的环境。

第二种机能系统是第一信号系统的活动，也就是条件反射。这种反射的方式是由巴甫洛夫首先发现的。条件反射是暂时反射，是有机体在生活过程中习得的。如果环境中的任何现象或事物的刺激与无条件刺激物同进作用于脑，经过多次这样的重合之后，这些原来对动物无关的刺激就像和它结合多次的无条件刺激物一样，在脑中会引起同样的反映。这就是说已形成了条件反射。例如：假使我们用奶瓶接触小孩的嘴唇时，他就表现出吮吸的动作，这是无条件反射。经常这样后，只要他看见奶瓶时，嘴就会动起来，这就是一种条件反射。正是由于条件反射的作用，外界的许多现象和事物对有机体就有了新的意义，它们或者成为食物的信号，如羊羔的鸣声和形状对狼来说就是食物的信号，狐狸能按照地形的特点——如长满芦苇的小池塘——而找到鸭子的巢穴；或者成为危险的信号，如羊或牛能借猛兽临近时的信号——沙沙声、叫声、鸟类的惊扰等而逃开它的敌人。条件反射与无条件反射相比，是具有更大的灵敏性、可塑性和机动性。它不但能由于适应的要求迅速地培养起来，而且可以随着环境的改变而相应地改变。因此它使有机体能更好地生活。

巴甫洛夫虽然把反射分成无条件反射和条件反射，但他 同时指出这两种反射之间经常彼此交互影响。在个体生活过程中习得的条件反射，如果在长期的种族进化的过程中不断地重复，也能转化为无条件反射。

但这种对现实的具体信号形成条件反射的能力是动物和人类所共有的，在动物界来说，条件反射已是它们与外界保持平衡的最高水平了。

到了人类，除了第一信号系统的活动，还有第二信号系统的活动，这就是由于劳动与语言的作用，人脑的反映能力中增加了新的原则。人类所特有的言语即是第二信号系统的刺激物，它可以代替具体的信号。它们是更为概括更为抽象的信号。例如我们吃酸梅时流口水，这是天生的无条件反射。后来我们看见酸梅也会流口水，这就是在自然情况下形成的条件反射。如果在谈话时提到酸梅，也会流口

水，这就是由言语的刺激所引起的属于第二信号系统的活动。人类的抽象思维正是在第二信号系统的基础上产生的。由于有了这种词的思维。所以在人脑中不仅可以保留最接近而可以直接接触到的环境的作用，而且还可以藉助于词来接受遥远地方的环境的意义和作用，也还可以接受过去的经验和预想未来的事物。这对我们人类正确地认识客观世界。从而有意识、有目的地去利用、改造世界是有着极其重要的意义的。巴甫洛夫特别强调了两种信号系统之间的相互关系：第一信号系统的机能是感知现实，而第二信号系统则是通过词、语言、科学的思维概括地反应现实。但是第二信号系统是以第一信号系统为基础而产生的，第二信号系统，调整藩第一信号系统的活动。例如小孩在学会简单的话以后，母亲伸出手跑过来，小孩就会说：“妈妈，抱。”反过来，母亲说：“妈妈抱。”小孩就会伸出手来。这都说明两种信号系统的相互关系是密切不可分割的。

巴甫洛夫的反射论是严格遵守因果论的原则的。他说明了外界种种因素如何通过脑而决定有机体的活动。这是与马克思列宁主义关于物质与思维关系的原理相一致的。从这里，我们就更容易了解为什么不同社会、不同阶级的人，虽然他们脑的构造机能是一样的，但心理、意识、思想却不相同。也使我们知道人的才智高低是和他的劳动实践及学习努力分不开的，而不是由天生的脑的结构或生而具有的无条件反射来决定的。一个动物由于建立不同的条件反射还能学到很多技能，那么人类通过第二信号系统的作用。就有更广泛的学习和工作的能力。

脑的卫生

前面已然说过脑是由大量的神经细胞所组成，那么它的活动也就必然会消耗这些细胞的能力。而且脑细胞一旦受到损坏之后很难再生，所以我们更要注意去保护它。

许多疾病会严重的伤害大脑的健康，如脑外伤、脑瘤、梅毒、脑炎、脑溢血等都会使患者的脑子丧失正常的机能。对于这些疾病。我们一定要注意防范。这些疾病对脑的损害虽大，但终究是个别的情况，而且大家对它们都有很高的警惕，这里就不谈了。问题倒是有一些表面看来对脑似乎是无害，而在实质上部会带给脑不良影响的事情，例如过度的饮酒和吸烟对神经系统就有不良的作用，却常被我们所忽略。还有更为普遍的一个问题，就是过度的疲劳也会促使脑细胞的机能减弱。皮质细胞的特性就是在刺激的影响之下，会不断地趋向不活动的状态， 抑制状态。巴甫洛夫是这样来解释的，他说皮质细胞是生物个体的警卫点，它具有高度的反应性，所以也具有高度的机能损坏性和极迅速的疲劳性。抑制过程的发生，是为了预防这类特殊细胞继续的过度危险的消耗。在抑制过程期间，皮质细胞不做任何工作，因此它就恢复正常。这种抑制状态如果扩散到脑的全部，就成为睡眠。我们从事脑力劳动或是体力劳动到一定时间。就会引起大脑皮质细胞的疲劳，这种疲劳正是警告我们应该休息了。在我们有了适当休息或是睡眠之后，它又恢复原有的能力，可以照常工作。但是如果在已经疲劳之后还不休息，就有使皮质细胞遭受损伤的危险。因此我们要善于安排我们的工作、学习与休息，保证每天有充足的睡眠。这会使我们的脑保持健康，工作效率也会更高。可是也不能把睡眠看成唯一的休息的方法。因为不同的工作或学习是与皮质上不同的细胞群相联系的。因此在某些细胞工作时间太久而趋向疲劳时，如果换一种工作、或是做短时间的游戏，能使原来巳经疲劳了的细胞得到休息和复原。我们在做完工间操之后，觉得工作效率有所增加，就是这个原因。

巴甫洛夫也告诉我们说，兴奋过程和抑制过程的不断冲突，也会促使皮质细胞的疲劳，甚至造成脑的机能性的损伤。例如我们在学习中自觉性很高，注意力集中，大脑皮质中有关细胞群的兴奋作用很强，周围区域的抑制作用也很深。精神高度集中于一件事的人往往感受不到周围发生的其他事物，就是这个道理。在这种情况下，我们就能更好地工作和学习，而且不太容易感到疲劳。相反地，如果根本不愿意学，而又非学不可。心里想去玩，但功课又不能不做。在这种情况下就很容易疲劳。因此，有些同志思想问题较少，工作虽然忙些，但他并不觉得疲劳。而有些同志个人患得患失较多，工作虽不太忙，却常常觉得“精神不够”，这也就是因为他们的脑子里的皮质细胞不断地发生兴奋和抑制的充突的缘故。如果冲突是经常的、严重的、就会导向脑细胞的损伤。

当然，脑的健康是与整个机体相联系的。我们一定要注意全面的发展与锻炼。正确的思想、乐观的情绪、健康的身体、规律的生活都会对脑有好处。即使有些青年因为过度紧张地工作和学习，破坏了大脑兴奋过程和抑制过程的平衡，产生了心悸、失眠、记忆力减退等现象。这时候，只要他们了解了大脑活动的规律，懂得了脑的卫生知识，正确地划分工作、学习时间，加强体育锻炼，保证充分的休息，大脑的正常活动是慢慢能恢复的。相反，要是自己整天焦虑，甚至悲观失望，这对身体没有一点好处、只会加深这些病症。

在资本主义社会里，要使人的脑子保持健康是很难办到的。因为在那里劳动人民经常受着残酷的阶级压迫，过着悲惨优虑的生活，而剥削者本身，又沉浸于荒淫无耻的腐化生活，这一切都造成人们心理的不安和矛盾，都会使脑的正常规律受到破坏。所以大量的产生精神病患者，就成为资本主义社会必然的产物了。在我们和平民主阵营的国家中，恰恰与他们相反。优越的人民民主和社会主义制度保障了劳动人民的生活，对于美好幸福的明天，充满了信心。劳动成为英勇、豪迈的光荣专业，是每个人自觉的创造性的活动。人们爱好工作，并把全部精力放到工作中去。只要我们能肃清旧思想的残余，能善于安排工作、学习与休息，就能使我们的脑发挥更大的积极作用。