最終的前沿就在這裡

Branching and tangled neuronal cells

分支和纏結的神經元細胞每毫秒都會無數次放電。

Bruce Rolff/Stocktrek Images/Getty Images

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人腦是一個強大的引擎。 銀河系有數千億顆恆星——僅僅是一小部分我們大腦中100萬億個連線,這些連線使我們能夠感知、思考和行動。我們的思想是每毫秒發生的無數神經元放電的結果。在動物中,大腦大小通常與身體大小緊密相關——即所謂的腦化指數。大象在這個指標上得分1或2,長鰭領航鯨2到3。人類呢?我們得分在7到8之間。這種超常大腦帶來的好處之一是神經科學家、哲學家甚至詩人的工作。閱讀本合集,瞭解最近最令人震驚的大腦發現。

意識也許是人類最複雜的方面。我們對世界的感知構建了我們各自的現實——而且沒有兩個是相同的。腹內側前額葉皮層可能會產生一個自我的基本模型,並將我們過去和現在的版本編織在一起——甚至投射到未來。關於檢測昏迷患者意識的新發現,揭示了思維的非凡永續性。

我們是有自我意識的,是的。但是,這種意識如何與複雜且不斷變化的世界融合呢?大腦中不間斷的掃描和過濾系統從我們周圍的環境中選擇最基本的元素,以幫助我們茁壯成長。特殊的大腦區域被啟用,以幫助我們物理導航周圍環境 和識別面孔。從出生起,我們就擁有與生俱來的數字能力,並且我們成長進入青春期,其標誌是對社會線索和社群接納的敏感性


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與任何複雜的機器一樣,都可能出現錯誤。保護性血腦屏障的洩漏會引發事件,導致阿爾茨海默病和其他痴呆症——科學家們正在緊急嘗試預防的過程。夢遊可能是腦部疾病的早期徵兆。甚至像引起新冠的病毒也可能產生持久的神經系統問題,儘管具體如何發生是一個新的研究領域。

即使經過數十年的運轉,大腦也能奇妙地自我維持。重要的維護包括獲得充足的睡眠,神經科學家現在認為睡眠可以沖洗毒素並幫助鞏固記憶。積極的態度可能會影響我們的免疫系統功能的好壞。關於衰老和大腦,這裡既有壞訊息也有好訊息:在我們年滿65歲之後,我們患痴呆症的風險會增加,但是壓力似乎對我們的幸福感影響較小

在20世紀初,現代神經科學之父聖地亞哥·拉蒙-卡哈爾將神經元(構成腦物質的分支和纏結的細胞)描述為“靈魂的神秘蝴蝶”。100多年後,人腦的謎團和奇蹟依然存在。我們比他第一次透過顯微鏡觀察到那個謎團時瞭解得更多。對於某些人來說,最終的前沿將不在於太空的延伸,而在於近在咫尺。

安德烈婭·加夫裡列夫斯基《大眾科學》的首席新聞通訊編輯。她撰寫每日“今日科學”新聞通訊,並監督該雜誌的所有其他新聞通訊。此外,她還管理所有特別收藏版,過去曾擔任《大眾科學思想》、《大眾科學太空與物理》《大眾科學健康與醫學》的編輯。加夫裡列夫斯基在《科學家》雜誌開始了她的新聞事業,在那裡她是一名專題作家,也是生命科學領域“熱門”研究論文的編輯。她在教育出版領域工作了六年多,編輯生物學、環境科學和營養學高等教育書籍。她擁有哥倫比亞大學地球科學碩士學位和新聞學碩士學位,哥倫比亞大學也是普利策獎的所在地。

更多作者:安德烈婭·加夫裡列夫斯基
SA Special Editions Vol 32 Issue 2這篇文章最初以“最終的前沿就在這裡”為標題發表在SA 特刊 第 32 卷第 2 期 (), 第 1 頁
doi:10.1038/scientificamericanrethebrain0623-1
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