最终的前沿就在这里

Branching and tangled neuronal cells

分支和缠结的神经元细胞每毫秒都会无数次放电。

Bruce Rolff/Stocktrek Images/Getty Images

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人脑是一个强大的引擎。 银河系有数千亿颗恒星——仅仅是一小部分我们大脑中100万亿个连接,这些连接使我们能够感知、思考和行动。我们的思想是每毫秒发生的无数神经元放电的结果。在动物中,大脑大小通常与身体大小紧密相关——即所谓的脑化指数。大象在这个指标上得分1或2,长鳍领航鲸2到3。人类呢?我们得分在7到8之间。这种超常大脑带来的好处之一是神经科学家、哲学家甚至诗人的工作。阅读本合集,了解最近最令人震惊的大脑发现。

意识也许是人类最复杂的方面。我们对世界的感知构建了我们各自的现实——而且没有两个是相同的。腹内侧前额叶皮层可能会产生一个自我的基本模型,并将我们过去和现在的版本编织在一起——甚至投射到未来。关于检测昏迷患者意识的新发现,揭示了思维的非凡持久性。

我们是有自我意识的,是的。但是,这种意识如何与复杂且不断变化的世界融合呢?大脑中不间断的扫描和过滤系统从我们周围的环境中选择最基本的元素,以帮助我们茁壮成长。特殊的大脑区域被激活,以帮助我们物理导航周围环境 和识别面孔。从出生起,我们就拥有与生俱来的数字能力,并且我们成长进入青春期,其标志是对社会线索和社区接纳的敏感性


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与任何复杂的机器一样,都可能出现错误。保护性血脑屏障的泄漏会引发事件,导致阿尔茨海默病和其他痴呆症——科学家们正在紧急尝试预防的过程。梦游可能是脑部疾病的早期征兆。甚至像引起新冠的病毒也可能产生持久的神经系统问题,尽管具体如何发生是一个新的研究领域。

即使经过数十年的运转,大脑也能奇妙地自我维持。重要的维护包括获得充足的睡眠,神经科学家现在认为睡眠可以冲洗毒素并帮助巩固记忆。积极的态度可能会影响我们的免疫系统功能的好坏。关于衰老和大脑,这里既有坏消息也有好消息:在我们年满65岁之后,我们患痴呆症的风险会增加,但是压力似乎对我们的幸福感影响较小

在20世纪初,现代神经科学之父圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔将神经元(构成脑物质的分支和缠结的细胞)描述为“灵魂的神秘蝴蝶”。100多年后,人脑的谜团和奇迹依然存在。我们比他第一次通过显微镜观察到那个谜团时了解得更多。对于某些人来说,最终的前沿将不在于太空的延伸,而在于近在咫尺。

安德烈娅·加夫里列夫斯基《大众科学》的首席新闻通讯编辑。她撰写每日“今日科学”新闻通讯,并监督该杂志的所有其他新闻通讯。此外,她还管理所有特别收藏版,过去曾担任《大众科学思想》、《大众科学太空与物理》《大众科学健康与医学》的编辑。加夫里列夫斯基在《科学家》杂志开始了她的新闻事业,在那里她是一名专题作家,也是生命科学领域“热门”研究论文的编辑。她在教育出版领域工作了六年多,编辑生物学、环境科学和营养学高等教育书籍。她拥有哥伦比亚大学地球科学硕士学位和新闻学硕士学位,哥伦比亚大学也是普利策奖的所在地。

更多作者:安德烈娅·加夫里列夫斯基
SA Special Editions Vol 32 Issue 2这篇文章最初以“最终的前沿就在这里”为标题发表在SA 特刊 第 32 卷第 2 期 (), 第 1 页
doi:10.1038/scientificamericanrethebrain0623-1
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