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网络中的节点和中继站:大脑超载时代的思考学

时间:2023-12-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:以前我们以为大脑里的某些区域能实现某种特定功能,现在却发现这些“区域”实际上是网络中的节点和重要中继站。不过也有例外,比如说,大脑里负责长期记忆的区域就会不断更新。这片区域每天生成大约700个新的细胞和数千条新的连接。

网络中的节点和中继站:大脑超载时代的思考学

现代神经成像技术(经常被称为“扫描技术”)让研究者得以直接观察活人的脑部活动,在此之前,科学家一直以为大脑就像一台机器,所以他们一直在寻找大脑中每一个具体部位对应哪种特殊的功能。比如说,175年前皮埃尔·保罗·布洛卡发现,失语症患者难以理解字词,也很难找到合适的词语来表达自己,他们的大脑外层某个特定区域有损伤。

MRI(磁共振成像)和更先进的fMRI(功能性磁共振成像)技术发明以后,我们能够实时观察脑细胞的活动,无需放射性照射,也不用进行穿刺。这些图像清晰地表明,大脑并不是像机器一样由一个个独立的部件组成,而是一套层层叠叠的复杂网络,这套了不起的脑部网络拥有和互联网相似的特征——它没有中枢决策器官。不过我稍后会解释,这套网络里有一些等级较高的子网,它们彼此相连、互相影响。以前我们以为大脑里的某些区域能实现某种特定功能,现在却发现这些“区域”实际上是网络中的节点和重要中继站。大脑里满是这样彼此连接的网络。很快我们还将看到,MRI等现代技术正在情绪研究领域掀起一场革命。

从某种意义上说,这套网络的工作机制也类似互联网,它的连接通往四面八方,但(目前就我们所知)这些连接之间却没有明晰的逻辑关系,更像是按照一种我们尚无法理解的错综复杂的方式彼此关联(这方面的更多讨论请见后文存储脑相关章节)。我们脑子里的这套复杂网络还拥有类似万维网的优势:如果某个连接损坏了,我们还可以通过其他连接来获得它原本指向的信息。(www.xing528.com)

大脑网络和网络中的连接在不断地变化发展,有趣的是,脑细胞本身却不会改变。在一个颇有创意的研究项目中,乔纳斯·弗瑞森测量了人体不同细胞的放射性水平,这些细胞之所以产生放射性,是因为它们吸收了户外核试验产生的放射性元素。随着时间推移,不稳定的放射性元素会逐渐衰减。通过这种方法,乔纳斯测量了不同身体细胞的年龄和更新速度,结果发现,我们身体里的所有细胞都会定期更新,除了子宫里的卵细胞和大脑里的神经元以外。不过也有例外,比如说,大脑里负责长期记忆的区域就会不断更新。新细胞的产出会随着年龄的增长而减少,但却不会彻底停止。这片区域每天生成大约700个新的细胞和数千条新的连接。这个数字不算小,但不足以替换那些被抛弃的冗余细胞。因此,大脑网络一直在以稳定的速度萎缩,但由于大脑拥有出色的容错能力,这样的损失还不至于造成什么麻烦。

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