編者注（04/27/18）：隨著漫威新電影《復仇者聯盟：無限戰爭》的今日上映，《大眾科學》重新刊登一篇2014年8月的文章，該文章深入探討了綠巨人、美國隊長和鋼鐵俠背後的神經科學。
自從漫威漫畫首次集結復仇者聯盟對抗邪惡以來，創造超級英雄的工作在過去50多年裡變得更加複雜。今天的觀眾仍然渴望奇幻冒險，但同時也要求更高的合理性。作為回應，漫威和勝利山展覽公司聚集了一支由真實科學家組成的團隊，以確保其目前在紐約市時報廣場展出的復仇者聯盟 S.T.A.T.I.O.N. 展覽在探索漫威的超級英雄神話時，包含現實主義元素。
除了僅僅是其品牌的巨型廣告外，該展覽還使漫威能夠深入研究布魯斯·班納博士變身為綠色化身背後的神經科學，以及史蒂夫·羅傑斯上尉轉變為超級士兵的過程。另一個關鍵展品模仿了億萬富翁實業家託尼·斯塔克在他的鋼鐵俠戰衣中使用的平視顯示器。
公眾對科學的瞭解程度越來越高，因此漫威不得不更加努力地提出能夠讓觀眾暫停懷疑的解釋，漫威電視劇《神盾局特工》的科學顧問、神經生物學家裡卡多·吉爾-達-科斯塔說。吉爾-達-科斯塔的公司Neuroverse為展覽中與神經科學相關的方面提供諮詢，並幫助構建了鋼鐵俠的平視顯示器演示，他早在兩年前就開始與復仇者聯盟 S.T.A.T.I.O.N. 的創作者進行對話，努力打造娛樂性和真實科學相結合的合適組合。
綠巨人
自從漫威推出綠巨人這個角色以來，半個世紀裡，綠巨人的傳奇故事不斷發展，他最出名的事蹟是砸東西、咆哮和撕碎布魯斯·班納的衣服。對於這位物理學家的腦部每次從一個能言善辯的58公斤男子轉變為470公斤的綠色野獸時所經歷的神經轉換，人們知之甚少。展覽製作方認為，綠巨人尤其提供了一個獨特的機會，可以幫助年輕參觀者理解人類大腦是如何運作的。吉爾-達-科斯塔說，第一步是評估這位綠色超級英雄的力量，並將其中一些力量“逆向工程”回溯到它們的神經根源。
在佔地930平方米的 S.T.A.T.I.O.N. 展覽中，綠巨人的演示從人類大腦的實際 MRI 掃描開始，這代表了班納的灰質。模擬軟體描繪了這位博士的大腦在他變成綠巨人時所經歷的解剖學變化。
“綠巨人越生氣……”
超級反派們知道，或者至少他們現在應該知道，當綠巨人開始暴怒時要躲起來——他的力量與他的憤怒程度成正比。班納從溫文爾雅的科學家轉變為超級英雄人物，導致他的杏仁核增長了 20%，同時前額葉皮層減少了 30%，這降低了他控制理性反思和決策的能力。這種變化是綠巨人高度情緒化行為的原因，在此期間，他通常以衝動的情緒而不是清晰的思維做出反應。杏仁核是一個小的、杏仁狀的結構，位於顳葉下部的深處，與情緒的處理有關，並有助於記憶的形成。與此同時，前額葉皮層接收來自大腦其他區域的資訊，以執行認知過程，如解決問題、預測結果、決策和行為規劃。
“綠巨人要走了！別想追上我！”
綠巨人能夠進行令人難以置信的遠距離跳躍，據一些估計，遠達 1,600 公里。吉爾-達-科斯塔說，為了覆蓋如此遠的距離並在正確的地點著陸，綠巨人需要在高速移動時進行快速和增強的視覺處理。為此，當班納變成綠巨人時，他大腦中的視覺皮層會增大約 15%，使他能夠更好地感知、區分和構建他所看到的東西。同樣，班納的小腦（對運動控制、平衡、協調和 timing 至關重要）增長 50%，有助於綠巨人獲得平衡、空間處理和他用他那巨大的綠色腳著陸所需的精確度。
“綠巨人砸！”（好吧，“砸”）
綠巨人也以糟蹋英語而聞名。這可能與班納的顳平面減少 25% 有關，根據吉爾-達-科斯塔的說法，這改變了他大腦的語言能力，並導致綠巨人喪失流利說話的能力。顳平面是高度不對稱的——左半球較大——這種特徵被認為是人類進化的一部分，目的是將大腦區域專門用於語言。展覽中的計算機模擬顯示，當班納變成綠巨人的時候，他的大腦失去了這種不對稱性。
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美國隊長
與綠巨人反覆變身不同，史蒂夫·羅傑斯轉變為美國隊長只發生了一次，並且產生了大多數積極的好處，包括力量和敏捷性，而沒有影響他的推理或語言能力。超級士兵血清，即亞伯拉罕·厄斯金教授注射到羅傑斯體內的血清，實際上導致了他頻繁啟用的大腦區域之間神經連線的增加。在他的案例中，包括杏仁核、眶額皮層、前額葉皮層和視覺皮層，以及運動、前運動和軀體感覺區域。吉爾-達-科斯塔說，這個大腦區域網路共同作用，處理一個人對他人感受的理解的各個方面，換句話說，就是同理心和對他人的關懷的各個方面。
吉爾-達-科斯塔和他的團隊認為，美國隊長超人般的手眼協調能力、反應能力、運動速度和肌肉反應可能是視覺皮層與前運動和運動區域之間連線增加的副作用。
一種名為聯覺的現象——一種大腦區域之間連線增加的神經系統疾病，其中一種感覺的刺激會自動啟用第二種感覺——也是美國隊長大腦的靈感來源之一。例如，患有這種疾病的人會“聽到”顏色。“美國隊長本身並沒有聯覺，但同樣的潛在現象，即連線性的增加，確實發生了，”吉爾-達-科斯塔說。“所以，這為設計他的大腦並在真實科學中構建它提供了靈感。”
鋼鐵俠
託尼·斯塔克增強的能力來自於他金屬戰衣中的神經假體，而不是他大腦的實際變化。斯塔克使用大腦-計算機介面等方式啟用他戰衣的不同區域，該介面將他的大腦訊號轉換為指令，他的戰衣計算機使用這些指令來控制其飛行和發射武器，以及操作平視顯示器 (HUD)，平視顯示器為鋼鐵俠提供關於他周圍環境的精確資訊。
為了在復仇者聯盟 S.T.A.T.I.O.N. 展覽中模擬鋼鐵俠的 HUD，Neuroverse 開發了一種新型腦電圖 (EEG) 大腦-計算機介面，該介面由低壓電活動驅動，低壓電活動使腦細胞能夠進行通訊。這種三電極 EEG 連線到一個小型顯示屏。當參觀者將額頭按壓在 EEG 感測器上時，該介面會被啟用，感測器會檢測腦電波並將這些訊號轉換為螢幕上的 HUD 模擬所遵循的命令。這項技術與來自 The Eye Tribe 的附加眼動追蹤系統相結合，使參觀者能夠導航顯示器觀看影片片段、玩遊戲並檢視即時描繪他們神經活動的圖表。
開發一種精確的、基於 EEG 的大腦-計算機介面，使其能夠為展覽的大量且不斷湧入的觀眾工作，這被證明尤其具有挑戰性。展覽創作者開發了與感知大腦相關的特定硬體和解釋個人大腦訊號的演算法。當新的參觀者參與展覽時，該軟體需要一定程度的重新校準，因為即使對相同的刺激，每個人的大腦和思維模式也是獨一無二的。當額頭按壓在感測器上時，Neuroverse 的感測器開始讀取資料。這也起到保持人的頭部相對靜止的作用，以便系統可以更輕鬆地讀取腦電波。
漫威復仇者聯盟 S.T.A.T.I.O.N. 展覽將持續展出至 2015 年 1 月 4 日。Neuroverse 正在開發一種小型、多用途無線大腦-計算機介面，用於日常生活。該系統預計將成為一種低成本的移動裝置，用於監控各種型別的神經活動並透過智慧手機應用程式共享該資訊。