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大脑,一个迷人的谜团:让我们了解它

“大脑用户手册。 世界上最复杂机器的简化指南”,Marco Magrini 的书,由 Giunti 出版(第 255 页,14 欧元),已经在意大利的书店出售,最近将在法国出版,并将被翻译成其他六种语言在 2019 年 – 感谢作者和出版商,我们出版了一章

大脑,一个迷人的谜团:让我们了解它

每过一秒,包括这一秒,你的中枢神经系统就是数百万化学反应的实验室,而且你甚至都没有意识到。 它们是大脑用来接收、处理和传递信息的语言。

长期以来,大脑一直被认为是一台机器。 由于每个想法都是时代的产物,勒内笛卡尔将其比作液压泵,西格蒙德弗洛伊德比作蒸汽机,艾伦图灵比作计算机。 可以想象,图灵是最接近它的。 大脑不完全是一台计算机,但两者之间的类比是不可否认的。

两者都通过电子信息传输信息。 的确,在计算机中,消息是数字的(以零和一的二进制数学表示),而在大脑中,消息是模拟的(以变化的毫伏弧表示)。 但问题更复杂,因为如果模拟消息的总和超过一定水平,神经元就会“发射”并向连接的神经元传输电脉冲。 另一方面,如果关卡未通过​​,则什么也不会发生。 这也是一个二进制消息:是或否,打开或关闭。

两者都计算。 但如果计算机是串行结构,即按照预定的顺序进行计算,大脑就会以并行方式运行,同时进行大量的计算。 另一方面,用于图形应用程序的微处理器(称为 GPU)已经采用了并行技术。

两者都需要能量:电子形式的计算机,氧气和葡萄糖形式的大脑。

两者都有可扩展的记忆:第一个只需要添加或更换由硅制成的记忆库,第二个只需要通过学习、锻炼和重复来增加突触连接。

两者都随着时间的推移而进化:计算机以指数级的速度,每两年计算能力翻一番,而智人的大脑——起源于原始无脊椎动物的原始大脑——花费了 500 亿年,而在过去的 50 万年中,没有很多已经改变了。 事实上,它与亲爱的用户所配备的基本型号相同。

几个世纪和几千年来,人们认为人类的大脑——除了我们学习说话和走路的童年时期——本质上是静止的和不变的。 对大脑的物理损伤无法修复,甚至部分修复也无法修复。 一个学习落后的男孩不得不应对无法克服的认知限制,从而加剧了一代又一代的社会不平等。 人们认为坏习惯和成瘾是一生的负担,或者一个八十岁的人无法保持五十岁的记忆。

相反,直到 XNUMX 世纪 XNUMX 年代,我们才发现事实恰恰相反:大脑在不断变化。 事实上,变化是其机制的基础。 这种特性的影响,也称为大脑可塑性,超出想象。 大脑是一台功能强大的计算机,异步和并行,但它能够自行重新调整自己的硬件。

大脑硬件基本上由巧妙排列的原子和分子组成,将大约 86 亿个神经元装入一个 200 磅重的大脑中。 由于每个神经元每秒可以用高达 38 次的信号激发和淹没数千个相邻的神经元,因此有人估计大脑每秒可以执行多达 10 万亿次操作。 人类只使用大脑 13% 的说法完全是胡说八道。 但美妙之处在于它设法做到了这一切,耗电量甚至不到 XNUMX 瓦/小时。 世界上还没有超级计算机能够超越人脑的计算能力(视觉、听觉或想象力也是“计算”),更不用说其非凡的能源效率了。 而这仅仅是开始。

几乎人体的所有细胞都在不断地生灭。 除了神经元细胞,所有细胞都是从她生命的第一天到最后一天陪伴她走过生存之路的唯一细胞。 毕竟,是他们造就了你。 个性、技能和才能、博学和词汇、爱好和品味,甚至过去的记忆都以某种方式写入个人的神经结构。 如此个性化以至于世界上没有像你这样的大脑,即使你有双胞胎或双胞胎。

好吧,上述机器甚至能够在一定范围内纠正其硬件缺陷。 当大脑的某个区域被意外损坏时,大脑通常能够重新编程,将缺失的环节移到别处,并从根本上自我修复。 虽然这有时会大规模发生(如视力丧失的情况,当未使用的大脑区域用于其他感官时),但它总是在小范围内发生,因为随着年龄的增长,许多神经元死亡并且永远不会恢复。。 但是存活下来的神经元知道如何重组自身,这样衰老就不会造成致命的后果。 不要告诉硅处理器,一个坏的晶体管会导致整个事情崩溃。

然而,当涉及重组突触时,估计神经元之间有 150 万亿个连接,大脑不需要面对紧急情况。 它自己做,自发地做。

一个神经元对数百个连接的神经元中的每一个的影响可以非常强,也可以非常弱,或者介于两者之间,这取决于每个突触的强度和强度。 还有一种规则,由加拿大科学家唐纳德·赫布 (Donald Hebb) 在 1949 年阐明:“一起发射的神经元,连接在一起”。 一起发射的神经元配对并加强彼此的联系。 这就是大脑不断自我重组的方式:创造新的突触,加强旧的突触,切断不再需要的突触。 从学习开始,大量的大脑功能都依赖于突触连接及其强度和稳固性的不断调整。

简而言之,与几个世纪以来人们所相信的相反,人脑绝非静止不变的:

* 在某些情况下,它能够自我修复;

* 任何“回到学校”的孩子都可以学会学习。 只是教他怎么做,而不是让他感到沮丧,而是鼓励他;

* 任何坏习惯,无论多么不愉快或微不足道,都可以改掉。 即使是严重的瘾,如严重的赌博成瘾,也能得到控制和制服;

* 如果老太太不停止学习和脑力劳动,她可以保持年轻成人的记忆力;

*相反,即使是长时间的压力,甚至是创伤后应激综合症,都会对大脑连接产生不必要的长期变化。]注意:在某些情况下,脑机能的不完善可能意味着病态或本手册无法提供的其他不需要的反应,这些反应仅供参考,需要专业人士的建议和照顾。

功能大脑的使用者可以发现,几乎总是通过意志——意志的行为——他能够至少部分地修改、调整、调整他自己的突触配置。 那么,简而言之,这意味着一个人的生命。

智人的大脑正等待着与某个智慧超群的外星人相遇,它仍然是宇宙中最复杂、最神奇、最神奇的东西。

正是这种复杂性使这些神经元能够产生思想、智力和记忆,所有这些都是为每个用户量身定制的。 令人震惊的是,这样一台生物机器,无论是计算能力还是效率,都远远超过了世界上所有的机器。 到处走走真好。

脑表

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