神秘的大腦，大腦到底是怎樣工作的？

在了解人類大腦的持續努力中，我們的疑案越來越多。讓我們先來看看科學家們面對的是什麼玩意兒。把我們的高級思維活動中心━大腦新皮質拉平的話，它的大小和厚薄大概和一張正式　餐巾一樣。

大腦新皮質有一千億個細胞，每個細胞有一千到一萬個突觸。這樣，大腦新皮質擁有大約一百萬億個連接和三億英尺的連線，這些都和其他組織一起被塞在大腦的一個半誇托的體積內。

令人困惑的是，這些細胞排列成很相似的六層。這些層中不同的區域，擔負著不同的認知功能，如視覺、觸覺、平衡感、運動和感情反應等。更詭異的是，在新皮層到大腦低層方向，還有大量的「反饋線路」，其數量，相當於自下而上的「輸出線路」的10多倍。

更糟糕的是，我們缺少一個好的框架，去理解大腦的「線路連接」和它的電化學機制。科學家們不清楚這個6層的皮質是怎樣產生自我意識的。他們也搞不懂在形成大腦的過程中，基因和經驗之間錯綜複雜的關係。他們更不懂億萬個鬆散地連接在一起的神經元的激發，是如何產生協調的，有目的的行為的。

總之，他們看到了樹木，卻見不到森林。

但他們認為已經解決了一個多年的難題。神經

學家們有一個共識：精神與大腦，是密不可分的。在人的大腦中，有思想、慾望、語言、感知、道德信仰和使人成之為人的所有特徵的物質基礎。所有這一切，都起自於億萬個普通細胞的交互作用。神經科學家沒有找到二元論的證據。沒有上帝的手指在指揮人的思想。

那神經科學家們在做什麼呢?他們像個拆手錶的孩子，卸下了大腦的所有部件，一隻只地擺在面前。他們有了關於這手錶工作原理的上千個線索。

但是怎麼把它裝回去呢?只是一件件看它的元件，怎麼能了解如此複雜的玩意?更難的是，如何把不同層次的分析結果綜合起來?有些大腦活動是在不足一毫秒的時間裡發生的，但另一些活動，比如長期記憶的形成，卻需要幾天、乃至幾周的時間。人們可以研究從分子、離子通道，神經元到功能區，線路，振蕩和化學變化等各個層次。參與大腦隨著經驗而變化和修復損壞的還有神經幹細胞和重塑機制。

儀器的發展一直在推動對腦的研究。在20世紀70年代末，科學家採用的方法，是把電流針插在單顆的細胞上，以測量它激發的模式。但進入20世紀90年代後，他們則用掃描成像技術，去觀察人在說話、讀書、賭博、或遇到道德難題時，大腦的活動。最近甚至有人觀察性高潮時的腦狀態。

可惜，這些研究雖然引人入勝，卻反而加劇了在腦科學界的一個重大爭論：大腦是由互通信息的個體分子組成，還是有著一個鬆散的組織，使得在面對一個特定任務時，一組相隔甚遠的神經元會一起激發?在研究大腦的分區時，有些研究者認為象語言，肢體運動和辨認面貌等專門區域是固定連接的模塊。

但也有人說這些區域是出奇地靈活。比如，同樣是辨認人類面貌的區域，卻可以被觀鳥者用來觀察相近物種間的區別，或被汽車專家用來分辨同一個牌子汽車的製造年份。

雖然雙方都同意在出生時，大腦有一定的預設，但這種預設的性質不是很清楚。在大腦表達的基因做了什麼?基因是如何影響行為的?什麼是固定的，什麼是可變的?文化在大腦定型的過程中起什麼作用?

雖然還沒有整體上和諧的框架，科學家們已在腦活動和行為之間建立起了若干關聯。新的成像技術揭示了在人們思考問題或情緒變化時，大腦活動的連接和整體模式。科學家還將老鼠腦中的基因表達進行定位，以了解看來相似的神經元是否有不同的蛋白質和功能。一種磁性設備可以安全地暫時「關閉」 人腦中的區域，來了解這些區域的作用。

大腦活動的時間特性也仍然是一個熱門話題。在沒有外來刺激的時候，神經元仍然是活躍的。它們充滿了電流起伏，可以產生振蕩，也可以通過相互作用而形成瞬間的活動模式。這些瞬間模式攜帶信息嗎?或許它們在平均上相互抵消了?大腦究竟是怎樣攜帶信息的?

腦科學的最激動人心的進展之一是最近對「大腦前庭」(frontal lobes)的探索。大腦前庭位於人的前額的後面，可謂人的「社交中心」。它影響人的情緒，認知，糾錯等活動。它也主管我們的身體意識，決策過程和對自身經驗的認同。這裡有一些特殊的電路，其中的紡錘狀的細胞，似乎在向大腦的其他部位播送信息：這樣好，那樣不好。科學家發現身體和大腦的狀態都會影響情緒。這就證明體腦的區分是虛幻的。

另一些科學家更對個性區別感興趣。為什麼有人善體人意，有人粗魯刻薄，又有人善辯，有人害羞，有人能歌善舞呢?脾氣是由基因所定嗎?孩童的經歷是否影響他們的大腦結構?有一種叫「鏡細胞」的特殊腦細胞，似乎是專司嬰兒的模仿的：如模仿大人的手勢、表情、語言和情緒等。

腦化學也不再把神經調質(neuromodulators)看成是給我們清醒和快感的「汁水」。象5-羥色胺(serotonin),多巴胺(dopamine)和去甲腎上腺素(norepinephrine)這些物質，在學習，記憶更新和精神病等方面都起著關鍵作用。

關於自由意志的問題也浮出水面。我們的一些行為是有意識的，但大多數卻受臭名昭著的下意識控制。如此說來，雖然我們也有所選擇，但自由意志恐怕只是幻覺。再說，所謂意識到底是什麼?在尋找解答時，科學家們卻又發現了新的疑團。他們現在相信，大腦是以模仿現實來工作的。大腦根據以往經驗構造了一個框架，而輸入的視覺，聽覺和觸覺等都被放到這個框架里去理解。 antpedia dot com

許多神經學家說，所有這些疑團是他們的飯碗的保障。

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