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脑袋瓜的奥秘

2018-03-30黑布林

小学生时代 2018年3期
关键词:人脑爱因斯坦运算

□黑布林

今天我们来讲讲脑袋瓜的奥秘……“呃,还有谁不知道脑袋瓜是用来干嘛的呢?”好多同学表示黑布林叔叔的话题没有新鲜劲儿。可不,谁都知道人类的大脑是思想和情感的发源地,是一台“超级计算机”。大家之所以能够看见、听见,能够思考、判断,能有喜怒哀乐,都是你们的聪明小脑袋瓜的功劳!可是,脑袋瓜为什么会有那么多神奇的功能?还有哪些奥秘连科学家都没解开呢?

关于脑袋瓜的有趣数字

人类大脑最主要的部分是端脑,也就是左右大脑半球,它是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢,主要包括大脑皮质、大脑髓质和基底核等三个部分。端脑由约140亿个细胞构成,重约1400克。大脑皮质是被覆在端脑表面的灰质,主要由神经元的胞体构成,其厚度约为2至3毫米,如果把它摊平,总面积约为2200平方厘米。人类的大脑由1000亿个神经细胞构成,相当于银河系内的恒星数量。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,而连接神经细胞的突触数量甚至超过100万亿个,它们每天能记录生活中大约8600万条信息,再小的小朋友,脑容量也相当于1万个藏书为1000万册的图书馆!所以就别抱怨自己脑袋瓜不够聪明啦。但是据科学家估计,脑细胞每天要死亡约10万个(越不用脑,同学们的脑细胞就会死亡越多哦,嘿嘿)。

人脑中的主要成分是占比达到80%的血液,其消耗的能量也来源于不断循环流动的血液,要知道,大脑内的血管总长度达到16公里!大脑虽然只占人体体重的2%,但耗氧量却达到全身耗氧量的20%至25%,血流量占心脏输出血量的15%,一天内流经脑的血液约为2000升,如果是汽油,能够供一辆1.5吨重、百公里耗油10升的家用轿车行驶20000公里!而用在脑袋瓜里……每一秒钟,人的大脑中都在进行着约10万种不同的化学反应!虽然消耗那么多,但大脑的功率……哈哈,你都想不到,如果用电功率表示大约只相当于25瓦,只是一个小灯泡的功率。

随身携带的超超级计算机

一个脑细胞的作用大约相当于一台大型计算机,一个大脑突触的作用大约相当于计算机的一块芯片。难以想象吧,人的大脑相当于上千亿台大型计算机或上百万亿块电脑芯片!

人类目前最大型的并行计算机——美国的白色战略加速计算机也不过8000块芯片,和人类的大脑比,相差大约一亿倍。计算机的运算能力一般用一秒钟能做多少次加法运算来统计,目前最快的计算机是中国的“天河二号”,最快速度是每秒运算5.49亿亿次,但这个速度和人脑相比就太小儿科了。由于人脑是超级巨大的并行运算系统,所有突触以及每个突触上的所有蛋白质,都可以瞬间同时运动,蛋白质之间又只有几纳米距离,电流在这个距离上一秒可运行几千亿次,人脑运算速度的数量级就大得没法形容,大约1后面跟27个零到30个零。所以,如果用计算机来模拟人类大脑的功能,以目前研究进展的速度而言,大约还要一百年才能实现。

我们已经用了百分百的大脑

有一种传说,说是人类只开发了大脑的十分之一。如果能开发出大脑里的秘密资源,人类将变成无所不能的超人,这让很多同学充满了幻想。其实,神经科学证明了,在绝大部分的时间里,只要你用脑,神经活动就会遍及整个大脑,而非限制在某些不连续的区域,或者仅动用了10%的区域。即便是完成非常简单的任务,也需要运用到大脑的多个区域。事实是,世界是复杂的,我们的脑袋瓜总是接受着各种各样的刺激和信息,如果脑袋瓜只进化到运用自身的十分之一,而另外十分之九孤立无用,那也太不合理了。

大脑感觉不到疼痛

你知道吗,外科医生在做脑外科手术的时候是不给病人打麻药的,那是因为大脑内没有疼痛感受器。这使得大脑允许精细的外科手术顺利进行,同时不破坏大脑中任何视觉和运动控制功能。哎呦呦,好疼好疼……我们之所以能够感到疼痛,是因为身体到处都有疼痛感受器,这种感觉接收器将痛感信号传给脊髓和大脑,大脑随之发出危险警告。

左右脑存在差异

大脑由左右脑构成,彼此对称。左右脑协同工作,左脑侧重于理性思维,善于推理,逻辑性强;右脑侧重于感性思维,善于创新,跳跃性强。左脑发达的人在社交场合比较活跃,善于统计、组织,判断各种关系和因果,右脑发达的人往往会有敏锐的直觉。有趣的是,如果掐自己的左脚脚趾,疼痛感却是在右脑完成。此外,它们还会将任何颠倒的图像“拨乱反正”。也就是说,如果视网膜接收到的图像是倒立的,视神经在将图像信息传往大脑过程中,大脑会自动将图像颠倒过来。更令人感到不可思议的是,即使只有半个大脑,人也能活下来。

大脑在人睡觉时更活跃

进入梦乡时,脑袋瓜会处理白天经历的所有事情,一些科学家认为这是我们会做梦的原因所在。一些科学家通过研究发现,大脑以做梦的形式处理复杂的情感,还有日常生活中经历的事情。其他一些科学家则认为,这是大脑将信息归零的一种方式,对了,就像电脑重启一样。会做梦可是件好事哦,一项研究还发现,做梦能够帮助我们缓解伤痛。另外,白天打个盹能够让人精力更加充沛,以更饱满的热情投入到学习、工作中去。

人为什么笑至今原因不明

脑袋瓜是控制各种情绪的中央处理器,可是你知道大脑是怎么控制这些喜怒哀乐的情绪的吗?大家知道,笑是一种自然而然的行为,4个月的时候,婴儿开始发出笑声。笑会传染,同时也很难假装。不过,我们发笑的原因并不是因为听到好笑的笑话或者类似因素。在一项为期10年的研究中,医生对2000个促使人发笑的情境进行了分析,结果发现绝大多数笑并非是笑话或者幽默故事的功劳。也许在将来的某一天,我们能够从脑袋瓜的特殊结构中找到发笑的真正原因。

大脑大小很重要吗

脑袋瓜的大小很重要吗?绝顶聪明的大科学家爱因斯坦的大脑只有1230克,而相比之下,成年男性的大脑重量平均为1400克,这说明大脑尺寸与智商无关。而进一步的研究发现,爱因斯坦的大脑虽然分量较轻,但其中的胶质细胞数量远远超过常人,这才是让他拥有惊人智商的原因。

再告诉大家个冷知识,1955年,爱因斯坦去世,但他的大脑却被保留了下来。在爱因斯坦去世后仅仅7个半小时,托马斯·哈维医生摘除了他的大脑,主要用于科学研究。不久后,哈维以及爱因斯坦的大脑神秘失踪。1978年,记者史蒂文·利维在美国堪萨斯州威奇托发现了哈维和爱因斯坦的大脑。哈维当时承认他仍保存着爱因斯坦的大脑并且将其切成240片,装进了两个盛满甲醛的玻璃瓶。

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