聪明人的大脑有何特殊?科学家破解人类大脑八大谜题

网络整理 2021-02-17 16:39

  新华社北京2月17日新媒体专电 西班牙《趣味》月刊刊载题为《人脑的八个谜题》的文章,文章介绍了科学家对人脑进行的八个研究结果,全文摘编如下:

  人脑具备无与伦比的创造力和洞察力,而支撑这一切仅需一个电压达20伏的电灯泡的能量。我们对大脑了解得越多,提出的疑问也就越多。科学家正尝试揭示大脑最为复杂和神秘的特性。

  人类大脑缘何如此特殊?

  我们总认为大脑是个特别的器官。除人类以外的其他动物也会使用工具和解决问题,但它们无法发明电脑,也无法撰写小说。尽管我们对大脑有了更深的了解,但要解释大脑为何如此特别仍非易事。人脑的质量约为1.5千克,是大象大脑质量的三分之一。如果考虑与体重之比的话,那么人脑简直是庞然大物:人脑的尺寸是同等体形哺乳动物大脑尺寸的7至8倍。但这并不能解释为何我们拥有非凡的认知能力。例如,尖鼠科动物的大脑约占体重的10%——稳坐动物王国头把交椅,但没人会说它们是最聪明的动物。

  相比尺寸,更重要的应该是神经元的数量。美国范德比尔特大学神经科学家苏珊娜·埃尔库拉诺-乌泽尔说,人脑的神经元数量约为860亿个。灵长目动物比同等体形的哺乳动物拥有更多的大脑神经元。人脑是灵长目动物大脑中最大的,其神经元数量也超过灵长目的其他物种。

  聪明人的大脑有何特殊?

  智力水平因人而异:如果影响智力的不是大脑结构和功能差异,又该是什么呢?

  首先需要指出的是,大脑体积更大的人通常智商更高。但这只是其中一个因素。

  要进一步探究这个问题,我们必须研究构成大脑组织的白质和灰质。灰质由神经细胞主体构成,而白质由神经细胞传递信号的纤维构成。

  英国剑桥大学认知与脑科学研究所神经科学家罗吉尔·基维特及其同事发现,大脑额叶中的灰质的量会对(负责解决新问题的)“流动智力”产生影响,且“流动智力”的能力与连接前额叶的两个区域的纤维(白质)数量成正比。

  虽然多多益善,但组织数量并不是唯一的影响因素。哺乳动物大脑最引人注目的一个特点是,灰质层以褶皱的形式存在。这种形式可以增加皮层面积,拉近神经细胞之间的距离,加快连接速度。我们知道,更聪明的个体拥有更多的大脑褶皱,但这并不能完全解释智力的问题。

  最广为人知的一个假说是“顶叶-额叶整合理论”,该理论提出,智力的基础是连接大脑“热点”(利用成像技术可以看见)的神经网络。德国约翰·沃尔夫冈·歌德大学科学家乌尔丽克·巴斯滕观察到大脑执行认知任务区域之间的联系,并找到了由大脑顶叶和额叶内20个可能与智力相关的不同区域构成的网络。在这些点位上拥有更多灰质或更高神经活跃性的个体更加聪明。因此,显而易见的是,聪明人大脑的物理结构与普通人不同。

  大脑半球理论是真的吗?

  如果主导你的是大脑左半球,则你是一个理智的人;如果占主导地位的是大脑右半球,则创造力是你的强项。这个观点诞生于上世纪60年代,当时人们发现,部分功能仅由大脑的一侧负责。虽然这个观点流传甚广,但并不是事实。诚然,大部分人使用大脑左半球处理语言,使用右半球操控情感。由此出现了一种理论,认为大脑左半球主导逻辑,右半球主导冲动,艺术家也不例外。占主导地位的大脑半球决定了一个人的性格。

  事实更为复杂。举个例子:虽然大脑左半球负责口头语言,但捕捉语言的情感内容及其意味的却是大脑右半球。没有证据显示存在占主导地位的大脑半球。美国犹他大学神经科学家杰弗里·安德森扫描了上千个执行不同任务的人的大脑,扫描图像并没有呈现出大脑一侧或另一侧占主导地位的情况。

  美国哈佛大学心理学家斯蒂芬·科斯林提出了认知方式理论。该理论认为,一个人的认知方式取决于其大脑上部或下部所起的主导作用:大脑上部制订和执行计划;下部处理感官信息,并对事物进行分类以赋予其意义。科斯林说,我们随时随刻都在使用整个大脑,但“屋顶平台”和“地下室”所占的比重是关键。

  为何有些老人头脑清晰?

  认知能力随时间衰退。但为什么有的老年人头脑清晰、思维敏捷,而另一些人则不然呢?事实上,人脑从40岁开始萎缩,而受损的细胞是额叶细胞、纹状体细胞和海马体(参与复杂思考、运动和记忆过程)细胞。抵抗衰退的程度或许与认知保留有关。所谓的认知保留,是指大脑在出现症状前承受衰老产生的负面影响的能力。