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2007-08-16 08:02:09| 人氣7,849| 回應180 | 上一篇 | 下一篇

《計算機與人腦》

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《計算機與人腦》(北京商務,1965初版,2005五刷)是J.V.Neumann紐曼1957死後58年由耶魯大學出版,開拓了爾後「電腦和人腦」的種種比較:

「他認為,人腦的“邏輯深度”和“算術深度”都比電腦小得多,但有許多現代電腦所不能比擬的優越性。比如,同樣容積的神經元比人造元件能完成更多的運算,能同時處理更多的資訊,記憶容量也大得多,每個神經元件的準確度較低而其綜合的可靠性較高等等;人腦和電腦,無論在控制或邏輯結構上,都有巨大區別。」

紐曼當時的認識顯然不足,隨著人造元件的進步,電腦處理資訊和記憶容量早已超過人腦,但二者却有本質之別。前評《語言本能》說:「卅五年來,AI人工智慧研究最大的心得是『難的問題很容易解決(如各種複雜的計算),容易的問題很難解決(如四歲小孩都會的辨識面孔情緒)』(p.230)」。作者以人腦的演化是以「廣度優先的搜索」(在神經結的樹狀分枝點上,把不可能的丟棄,把可能的帶到意識界來)來溝通充滿歧義的人際溝通,而電腦則是「深度優先的搜索」(解釋所有,直到走不動為止)來解釋。(p.249)

太抽象了!還是貼篇大陸太原科技大學李麗華的:

電腦不可能替代人腦寫作(2005.07.12)

隨著電腦技術的發展,各種文字處理系統功能越來越強大,不僅為人們提供了現成的文本樣式和頁面格式,而且提供了可供選擇的句式和聯想豐富的同義詞庫,有的甚至還能提供情景、情節、理念等思維模組。電腦是否可以代替人腦進行寫作?寫作行為是否具有不可被電腦替代的特性?弄清這個基本的理論問題,不僅對文字處理軟體的開發有參考意義,對寫作教育的前景也有提示作用。
人的寫作行為起始於認知,最基本的認知活動是感覺和知覺。人腦憑藉感官接受外部世界傳來的有關資訊,再將它們綜合起來對事物的類別、性質、變化形態等方面作出判斷,形成知覺,再經過人腦的初級加工變換成感覺表像。人腦的這一初級的資訊處理功能是人類在漫長的進(演)化過程中形成的,對個體來說是生來就有的。人腦進一步的資訊處理是將這種感覺表像進行記憶,或用語言符號形式表達出來,進行交流。
僅就寫作行為的第一步來看,現有的電腦對資訊的初步處理能力與人腦相比就顯露了較大局限。當前電腦程式可以將外部傳來的資訊進行記憶、存儲,但當認知進一步展開進入選擇階段時,它的處理能力與人腦相比就顯得十分幼稚了。
人腦認知的重要特點是綜合性,它並不是細緻地加工收到的全部資訊,而是從那些有特徵的資訊入手,去尋找有用的資訊,在許多神經通道上對資訊進行分類加工,能夠靈活多變地按需要收集有關的資訊,擯棄無關的資訊,而當前最先進的電腦也做不到這一點。
智慧機面對複雜的自然、社會現象雖能“看得見”、“聽得清”、“摸得出”許多資訊,但不能按照人的實際需要進行有效取捨,也不能在各種資訊間確定優劣、真偽、輕重。
人腦對客觀物件的識別是一種瞬間識別,能對資訊進行模糊操作和有效取捨,這是基於人腦皮層中積累的各種複雜觀念和經驗材料。人腦對事物的認知判定是模糊操作的結果,所利用的是模糊類比,類比的標準可能是非語言性的,也可能是相當不清晰的,據以作出判斷的材料也絕不會是呈現於面前的全部細節資訊。
假如計算機要模擬這一特點,就必須由人預先給它輸入人腦中原有的全部概念和經驗轉換成的資料,還要因人而異,這是不可想像的浩繁工作,必然會出現“組合爆炸”。
人腦根據實際需要進行取捨的機能,是複雜的神經生理過程,對它的機理,人類本身尚認識甚少,電腦靠“純粹”的物質結構是難以做到的。至於文學創作過程中的體驗、感受活動,不僅不是“刺激——反應”的簡單生理過程,還呈現出想像、移情、審美等微妙、複雜的精神現象,而電腦只能在被人控制的條件下進行模糊識別,當物件、條件發生微小變化時就無法保證結果。
從20世紀中期起步的電腦研究,雖然做出了一些令人鼓舞的成績,如證明了一些高深的數學題目、擊敗了具有相當水準的國際象棋棋手、可以替代各行各業的資訊管理事務等,但在試圖“對小孩子所講的故事進行理解”這一常人看起來很容易的問題上,卻遭到了始料未及的巨大困難。
這是因為電腦在理解問題時使用的是語言程式和邏輯規則程式這樣的工具,如果要理解某個意義,這個“意義”必須是能用語言表達的,或是用邏輯規則可以推導的。在解決數學問題、博弈問題時,電腦以人腦無法相比的語言運算速度、廣大的資料庫、飛快的搜索使人腦的思維相形見絀,但理解小孩子講的故事,涉及到的是大量形象思維範圍內的事,利用程式語言和邏輯規則就無法進行了,這就顯示了電腦與人腦相比的幼稚與能力低下。
思維科學的研究已經揭示,寫作過程主要是形象思維的過程,邏輯思維的推理處於次要的地位,即便是學術文章、程式化公文、法律文 書等邏輯思維較強的應用寫作,形象思維也是不可缺少的,否則就不會有思想的創造性。文學寫作中對源于自然和社會生活的豐富表像所蘊含意義的理解,更依賴於形象思維,這一點電腦無法匹敵和類比。正如愛因斯坦所說:“用符號標記認識結果,而不是用符號認識事物。”至於情感和美感更是與形象思維有關,而遠離邏輯規則。試圖用電腦來進行美學意義上的文學創作是不可想像的。
寫作創作活動的展開,是將獲得的思想成果從心理深層的精神形態向表達層面的語言符號形態轉換。如果認為擅長符號處理的電腦一定能勝任這項工作,那就大錯特錯了,這可以用研製電腦語言翻譯機所遇到的巨大困難作類比說明。
這項研究始於20世紀50年代,最初人們認為機器翻譯只是詞語上的對等、語法上的對等,後來發現還有語義理解的問題。20世紀70年代有專家提出了語義網路理論,在某些語言間實現了相互的語義解釋,但這樣翻譯的文章仍不能為人們接受。其原因在於深層語義是與形象思維密切相關的。
人腦在翻譯時是把一種語言轉化成形象源形態的深層語義,再由這一深層語義轉化成另一種語言,其中形象思維起著主要作用。寫作行為中將心理深層的思想向表達層面的轉換過程,可以說與此是一回事,也充滿著形象思維。可見,設想利用電腦替代人腦進行由心理深層的意念向表達表層的語言轉換也是不可能的。
從“生物機器”這層意義上來講,“人”是已知科學中最複雜的系統。電腦的開關和元件是數以千計的,而僅有一千多克重的人腦卻擁有上百億個神經細胞,何況這些細胞又各有著自己複雜的構造,細胞之間又具有各種不同的排列方式。這是一個龐大無比的“網路”。人的寫作能力的形成和發展,只能通過教育,通過開發大腦的潛能,通過在一定社會環境中的長期實踐來實現。
http://www.51qe.cn/pic/20/14/1381.htm
 
人腦與電腦:類似與差異
 
兩者都運用電子訊號。
 人腦用化學物質傳遞資訊,而電腦則用電力。即使在神經系統中電子訊號以高速輸送,但在電腦線路上速度更快。 
兩者均傳遞訊息。
 電腦用開關(二元體)來控制。同理,人腦中的神經元指揮某行動潛能或停止某活化電位,也就等同於開關兩種狀態。不過由於神經元並非僅僅進行開關而已,因為一個神經元的「可激發性」是持續變化的。這是因為神經元會不斷透過突觸的接觸,由其他細胞接受訊息。
兩者都可累積記憶。
 電腦加裝晶片便能擴大記憶。人腦則靠強烈的突觸接觸而使記憶增長。 
兩者均可適應與學習。
 人腦學習新事務會更快更容易。不過電腦能在同時處理許多複雜的工作,這是人腦做不到的(例如同時倒數數字並做乘法計算)。不過人腦也能力用自主神經系統,進行多元化的事務。例如腦部在執行某項思考任務時,同時也控制了呼吸,心跳與血壓。 
兩者都歷經時間的演化。
 過去十萬年的演進中人腦成長至大約三磅重量。電腦的演進則比人腦快。在問世數十年間,快速的科技進步已經使電腦更快、更小且更具功能。 
兩者都需要能量。
 人腦需要氧氣與醣等營養作為能量,而電腦則需要電力維持運作。 
兩者皆會損壞。
 修理電腦較容易,只要新零件即可。人腦則無所謂新或舊零件。不過藉由神經細胞的移植已經可以改善一些神經性疾病了,帕今森病症即是一例。電腦與人腦也都會生病,電腦會染上病毒,而人腦也會遭到許多疾病的侵害。
 某些狀況下人腦具有「內構式支援系統」。如果腦內某條道路不通,會由另一通道取代受損通道的功能。 
兩者都能改變與調整。
 人腦本身便會不停的變化與調適,腦部是不會打烊的,即使動物在睡眠當中,腦部也仍然活躍的運作著。電腦則只有在加裝了新的軟硬體,或存入記憶體時才會有變化。電腦則可關機。當電源切斷時,訊號便無法傳遞了。 
兩者都有算術或執行其他的邏輯事務的能力。
 執行邏輯性事務與計算上電腦較快。不過在闡釋外在世界以及新理念的發想上,則人腦較佳。人腦是有想像力的。
科學家則對兩者進行了研究。
 科學家了解電腦如何運作。也有成千上萬的神經科學家研究人腦。不過需要學習的事還很多。「比起我們已經理解的腦部知識,還有更多事務是我們不了解的。」
http://www.dls.ym.edu.tw/neuroscience/bvc_c.html
 
科學家利用憶阻器模擬人腦學習模式
人腦的位元細胞(bit-cells)是突觸(synapses),美國密西根大學(University of Michigan)的研究人員指出,憶阻器(memristor)的功能特性是所有的電子元件中與突觸最相近的;他們最近展示單一憶阻器如何以與人腦相同的方式來學習同樣的技術。
人類的神經網路的學習模式,能達到像是特殊演算法那樣、對工程師來說都很難的程度,主要是依賴一種稱為突觸的類比記憶體元素;該元素目前正被科學家用做今日超級電腦中的一種數值來進行模擬。
學習行為的發生,是由於來自人體各感官的功能探測器──像是眼睛內的邊緣感測器(edge detectors)──會產生一種同步電壓突波(simultaneous voltage spikes)。當同步突波發生時,負責接收的大腦突觸會透過提高其數值(也就是一種超級電腦模擬中使用的數字)來回應,而憶阻器則是以改變其電阻值的方式來回應。

研究人員示範以憶阻器來模擬人腦神經網路的學習功能
該研究團隊領導人、密西根大學教授Wei Lu表示,憶阻器是以幾乎與大腦突觸相同的「STDP (spike timing dependent plasticity)」模式,來回應同步電壓脈衝,因此使其能夠成為超級電腦模擬的替代方案。由惠普實驗室(HP Labs)研究人員所發表的大規模憶阻器縱橫閂網路(crossbar networks),可望建立一個比超級電腦更精確、快速的人腦功能模擬。
去年,美國國防部高等研究計劃局(Darpa)指派三個分別由HP、IBM與HRL Labs所率領的研究團隊,在其SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics)計畫下,去研究出一種開發人腦學習要素的最佳方法;而研究成果將在明年發表原型。
HP已經在上述計畫下,研究採用憶阻器來做為突觸,其成果將在今年稍晚發表。IBM去年也宣佈,已成功利用精確的超級電腦模擬貓腦;該獲獎的超級電腦演算法名為「Blue Matter」最終將轉到硬體端,利用諸如密西根大學所研發的電子突觸來運行。
「貓腦的模擬是一個較現實可行的目標,因為其功能比人腦要簡單許多;但要仿製其複雜性與效益,仍然是非常困難的工作。」Lu表示;其研究團隊的目標是製作出某一天能在性能上媲美超級電腦的憶阻器設備,但機器的外型尺寸僅有兩公升的汽水寶特瓶那麼大。
(參考原文: Memristor emulates neural learning,by R. Colin Johnson)

人腦何時成熟? 2004/8/2 作者:王道還 中央研究院歷史語言研究所人類學組
 
人屬於哺乳綱靈長目,靈長類在哺乳綱中,是腦量較大、皮質較多的一群。而人類的腦子,無論尺寸、重量,都在靈長類中出類拔萃。 
二○○四年五月十日出刊的美國《時代》周刊,以「人腦何時成熟?」做為封面故事,引起了國內新聞媒體與學者的注意,可惜新聞與介紹文字都有語焉不詳的地方。
《時代》的這篇報導,主要是介紹一個人腦研究計畫的初步發現。那個計畫仍在進行,還沒有完成,但是研究人員已獲得一些初步結論,與過去的看法不同,或是過去完全不清楚,記者才會認為值得介紹給一般讀者。因此,我們還是從頭講起罷。
人腦的特徵
人屬於哺乳綱靈長目,哺乳綱動物的大腦,都有發達的皮質,又叫灰質,是高級中樞的所在地。即使實驗室小鼠,大腦皮質上都有明確的視覺、聽覺、觸覺等中樞。靈長類在哺乳綱中,是腦量較大、皮質較多的一群。而人類的腦子,無論尺寸、重量,都在靈長類中出類拔萃。請看下列數字:
人類(成人):1,300 ~ 1,400 公克
人類(新生兒):350 ~ 400 公克
成年黑猩猩:420 公克
大猩猩:465 ~ 540 公克
紅毛猩猩:370 公克
恆河猴:90 ~ 97 公克
狒狒:137 公克
人腦的發育歷程,還有一個特色,就是:人腦主要是在出生以後才發育的。事實上,人與黑猩猩的新生兒,腦量差不多。可是人類的新生兒,腦量不過是成人的四分之一,而黑猩猩出生時,腦量已達成年的八成。換言之,人類的大腦主要是在人文環境中發育的,這個事實使我們對於人類的認知發展,難以利用「先天/後天」之類的概念討論。
人腦的早期發育
科學家對於人腦的早期發育,在一九七○年代已有共識。原來脊椎動物神經系統的組織,是由兩個機制「雕塑」成形的:一、神經元增生,然後大量死亡;二、每個神經元都儘可能地與其他神經元建立聯繫,也就是形成「突觸」,然後大量突觸消失。
以人腦來說,在神經元大量滋生的階段,每一分鐘最多可達二十五萬個,胎兒發育滿五個月,這個階段才告一段落。接著就是神經元大量死亡。把這個機制比擬為雕刻家的創作過程,我們比較容易理解它的功能——米開蘭基羅將一塊大理石「不必要的部分」除去,雕成著名的「大衛」像。
神經元之間先任意建立聯繫,再消除「不必要的」突觸,也是形成最終神經網路的有效機制。
青春期的人腦
人類出生後,腦子迅速增大,主要是神經元不斷發育——每個神經元都努力滋生神經纖維,與其他神經元建立聯繫。滿六歲的孩子,腦子尺寸已長到成人的 95%。同時,經驗、學習等因素,開始刪刈「沒有用的」突觸;這個過程叫做「修剪」(pruning),修剪的原則是「用進廢退」。
可是,由於過去的科學家觀察健康人腦標本的機會不多,對於人腦發育過程的細節一直不清楚。而且,每個人的大腦都不同,比較研究的結論也不可靠。
現在,各種組織造影技術使科學家可以觀察活人的大腦,好幾個研究團隊開始研究大腦發育的細節。例如美國國家衛生院心理健康研究所正在進行一項長程研究計畫,以磁共振造影技術(MRI)追蹤人腦的發育。結果,研究人員發現,人腦會一直發育到青春期。過了青春期之後,大腦皮質的組織還會繼續變化,直到 20 歲以後,甚至可能到 25 歲才會告一段落。過去大家都相信,大腦到了青春期,就定型了,因此這個發現引起了廣泛的矚目。
《時代》周刊記者訪問的季德(Jay Giedd)醫師,就是心理健康研究所這項研究計畫的主持人。他指出,人腦在青春期之前,大腦皮質還會經歷一波擴張,然後再修剪掉。而且大腦皮質各主要區域的變化時程不同,例如頂葉(觸覺中樞所在地)最早攀上擴張高峰,其次是額葉,顳葉(聽覺中樞)晚一些,枕葉(視覺中樞)最晚。最值得注意的是額葉皮質,男生在 12 歲,女生在 11 歲擴張到極至,變得很厚,然後就進入修剪期,逐漸變薄。許多精神分裂症患者在青春期之後發病,季德醫師推測那與前額葉皮質神經網絡正在進行精細的「雕琢」工程有關。因為前額葉皮質接收所有中樞處理過的內外訊息,進行綜合研判,因此有人稱它為大腦執行長(CEO)。
哈佛大學的研究人員也得到了青少年大腦還沒定型的結論。他們以功能性磁共振造影技術(fMRI)測驗青少年與成人,發現青少年大腦的認知活動,與成人有明顯的差異。
總之,我們現在有堅實的科學證據,顯示青少年的大腦,特別是額葉皮質,還沒有完成發育。
青春狂飆
另一方面,青春期的生物定義,是生殖系統開始成熟的時候。那時青少年的身體受到性荷爾蒙的洗禮,逐漸發育成成人。性荷爾蒙刺激的大腦部位,主要是與情緒有關的系統。於是青少年的大腦,一方面控制中心(大腦執行長)還沒有發育完成,另一方面,情緒中樞受到荷爾蒙風暴的衝激,難怪他們會有易衝動、走極端、強說愁的傾向,許多時候不但大人無法勸之以理,他們自己也說不出所以然。
這些科學發現可以解釋青少年的叛逆傾向,更重要的是,新發現還指出了重要的研究問題:人在年輕時的成長環境與成長經驗對於大腦的影響。季德醫師認為大腦會一直發育到 20 歲以後,因此他勸青少年千萬不要吸毒與酗酒,因為毒品與酒精對發育中的腦子,影響可不是一時的。
至於新發現的人文教訓,就茲事體大了。例如「成人」的概念,以及相關的政治權利、法律責任,就不容易討論。現在美國人年滿 18 歲就有投票權,我國是 20 歲。要是人腦要發育到 20 歲以上才告一段落,腦子還沒成熟的人憑什麼選賢與能呢?關鍵在如何定義「理性」,以及理性與大腦生物特徵的關連;這種問題沒有簡單的答案。
大人該做什麼?
科學從來沒有改變過人文世界的大是大非,愛與耐心這帖祖傳方子仍然有效。青少年的前額葉還沒成熟,大人必須積極介入他們的生活,才能有效地幫助他們。缺乏愛與耐心,就不可能成功地介入與引導。  
相關附件:《科學發展》2004年8月,380期,80~82頁
http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=8088&ctNode=40&mp=1
 
大腦全面進化 【讀者文摘 2010/04/21 撰文/MicJerome Burne】 
 
 我十四歲的女兒凱蒂和時下青少年一樣,經常坐在沙發上,腿上擺着筆記型電腦,搜尋寫報告的資料,但同時間卻開着電視,偶爾還要瀏覽一下臉書(Facebook)。她一面打字,一面聽iPod,不時將耳機拿開又戴上,好講行動電話。  

現代生活效率至上,要求人人分身有術。但這究竟是福還是禍?

我十四歲的女兒凱蒂和時下青少年一樣,經常坐在沙發上,腿上擺着筆記型電腦,搜尋寫報告的資料,但同時間卻開着電視,偶爾還要瀏覽一下臉書(Facebook)。她一面打字,一面聽iPod,不時將耳機拿開又戴上,好講行動電話。
我和大多數父母都認為,這種做功課的方法完全錯誤。我們不禁要問:「耳邊這麼多聲音,怎麼思考?」做作業向來需要安靜的環境,不容絲毫令人分心的干擾。不過,凱蒂和她的同儕認為,她們的行徑再正常不過。
今天許多專家都有個疑問:這種工作方式對腦部會有什麼影響?每天需要面對大量資訊的不只有凱蒂這一代的年輕人。研究發現,在辦公室工作的人每三分鐘就會受到電話、電腦或同事的干擾。還有一些自詡為「馬路英雄」的駕駛人,隨時都可以接聽行動電話。他們一邊開車、一邊講電話(違法),同時還收聽廣播。有些人覺得安靜和專注已成了世界上最稀有的珍寶。
這種看法並不是老頑固看不慣新玩意,而是有科學根據的。過去幾年,對於腦部的功能,和適應環境變化的能力有多大,科學界的理解起了革命性的轉變。

大腦真的可以改變嗎?

十多年前的教科書會說,人死時的腦部和剛出生的沒兩樣,而且無法產生新的腦細胞。現在這種觀念已有所修正。
認知訓練網站「銳腦」(SharpBrains)創辦人兼執行長阿法羅‧佛南迪斯說:「高科技掃描顯示腦部不停在變化,舊細胞死了,新細胞隨時生成,並可隨腦部的工作連結出不同的新功能。」人賦予腦部的工作,確實可以改變其生理形態 。
專家對於腦部的了解,前年出現更大幅度的突破。研究發現,運用適當的軟體來訓練大腦,可擴充工作記憶。工作記憶相當於電腦的隨機存取記憶體,功能是儲存短期記憶和處理資訊,例如做心算或回想是否見過某個人。加強工作記憶,可顯著提高智商達十分之多。
倫敦黑色計程車司機是著名的例子,證明經常使用某種技巧可以改變大腦。腦部掃描發現他們的海馬迴(腦部專司記憶和空間定位的部分)比常人大,因為他們必須記憶數萬條街道。當然,大量應用衞星導航後,海馬迴可能會縮回原來的大小。

多工有什麼影響?
 
專家對於多工的看法涇渭分明,自是意料中事。身兼記者與作家的瑪姬‧傑克遜相信,我們周遭的媒體訊息、推特(Twitter)和全年無休的數位資訊,正逐漸把我們推向新的黑暗時期。她說:「多工號稱可以增進效率,其實非常沒效率,因為我們必須在多項工作之間來回往返,壓根兒無法集中注意力於單一事物上。」更糟的是,這種工作方式使得創造力毫無用武之地。
因為多工無法專注於一件事,會不會導致注意力下降?托科爾‧柯寧堡醫師是斯德哥爾摩卡羅林斯卡醫學院發展認知神經科學實驗室的主持人,他主張多工絕不會導致注意力下降。一位研究人員發現,工作記憶無法擴充,但他相信腦部能在必要時擴充容量以解決這個問題。「增加的資訊處理量不僅可能無害,還可能因高度使用工作記憶而提升認知能力。」
凱蒂做功課的模式(馬路英雄的行為也一樣)其實是非常高明的腦部運動方式。正因為她們必須學習同時應付不同來源的資訊,大腦處理知識之際好比變身為數位化的倫敦計程車司機。
目前沒有人能正確預知多工的長期效應為何,但腦力訓練產業已然蓬勃興起。英國大部分的市場還限於電腦程式,例如「大腦時代」(Brain Age)和「腦力訓練」(Brain Training)等遊戲。由於有妮可基嫚(Nicole Kidman)等名流的加持,已售出一千五百多萬套。
在美國,頭腦和胸肌、腹肌一樣,可以上健身房鍛鍊的觀念,逐漸蔚為龐大商機。現在有數十個健腦網站成立,以致社區大腦健身房如雨後春筍般林立,短短數年內創造了約二億五千萬美元的市場,還有多達七百個社區提供電腦認知訓練課程。
http://mag.udn.com/mag/newsstand/storypage.jsp?f_ART_ID=241787

腦>維基百科
 
腦. Andreas Vesalius是由稱為神經元的神經細胞所組成的神經系統控制中心。它控制和協調行動、體內穩態(身體功能,例如心跳、血壓、體溫等)以及精神活動(例如認知、情感、記憶和學習)。
在很多動物中,腦是位於頭部。在脊椎動物中,腦由顱骨保護。腦與脊髓構成中樞神經系統。中樞神經系統的細胞依靠複雜的聯繫來處理傳遞信息。腦是感情、思考、生命得以維持的中樞。
管狀神經系統以外的神經系統
按生物學系統樹分析,比腔腸動物更為高等的生物原口動物、後口動物都擁有集中神經系統,也就是存在神經集中的部位(通常位於頭部)。扁形動物的筐狀神經系統以及節肢動物的梯狀神經系統,它們頭部的神經節都還不能稱為腦。其機能的分化水平低,不是能夠支配全身的中樞。
管狀神經系統
擁有管狀神經系統的脊索動物(脊椎動物,頭索動物,尾索動物的總稱),從神經管分化出的中樞神經與神經索完全分離,但還是不能稱之為腦。所以可以認為擁有腦的動物只有脊椎動物。比較系統樹就可以發現、相對腦全體大腦所佔比例越是高等的生物呈現越大的傾向。尤其是人的腦中的大腦不但體積大,而且大腦皮層存在的大小溝壑(腦溝)使其還具有非常大的面積。腦溝與腦溝之間的部位稱作腦回,擁有腦溝與腦回的大腦(有回腦),僅僅在哺乳類中靈長目等極少數一部分生物才有。此常用以來說明之所以越是高等的生物呈現出的活動越複雜是在於大腦皮層是思考的中樞。

人腦的構造: 額葉(紅色)、頂葉(橙色)、顳葉(綠色)、枕葉(黃色)、小腦(藍色)、腦幹(灰色)

大腦四個葉的內外視圖大腦
 
人腦解剖
腦佔頭蓋內腔的大部分。約佔成年人體重的2%即1.2~1.6公斤。腦的重量男性比女性稍大,並與體重無關。腦含有約140億個神經細胞約佔腦細胞十分之一,剩餘的九成稱為膠質細胞。膠質細胞有為神經細胞提供營養,形成髓鞘增進傳導速度,等多種功能。人們常傳的「人腦有效使用的部分僅僅佔十分之一左右」的說法,即有可能是來自對膠質細胞機能沒有完全理解的時代的誤解,認為在腦中僅有神經細胞在起作用。
腦可大體分為大腦、小腦和腦幹。大腦又分為端腦與間腦,腦幹又分為中腦、橋腦和延腦。這種區分法基於肉眼所見形態。實際上按照胚發生來講小腦是由腦幹分化而來,另外還有人建議,將關係生命維持的間腦劃歸腦幹。
腦由三層結締組織膜,即軟膜、蛛網膜、硬膜覆蓋。軟膜與腦實體表面緊密附著,並與蛛網膜隔開較大的腔隙,稱為蛛網膜下隙(subarachnoid space)。蛛網膜下隙被腦脊液(cerebrospinal fluid, CSF)填充。硬膜與蛛網膜之間存在少許間隙,稱為硬膜下隙(subdural space),內含少量液體。
大腦

大腦表面的溝回
大腦嚴密意義上指端腦與間腦,但是在神經解剖學以外的領域,通常多用大腦一詞指代端腦。故在此若無特別註明,也將大腦指代端腦。 
端腦有左右兩個大腦半球(端腦半球)。將兩個半球隔開的是稱為大腦縱隔的溝壑,兩個半球除了腦梁與透明中隔相連以外完全左右分開。半球表面布滿腦溝,溝與溝之間所夾細長的部分稱為腦回。腦溝並非是在腦的成長過程中隨意形成,什麼形態出現在何處都完全有規律(其深度和彎曲度因人稍有差異)。每一條腦溝在解剖學上都有專有名稱(nomina anatomica)。腦溝與腦回的形態基本左右半球對稱,是對腦進行分葉和定位的重要標誌。比較重要的腦溝有外側溝 (lateral sulcus)起於半球下面,行向後上方,至上外側面;中央溝 (central sulcus)起於半球上綠中點稍後方,斜向前下方,下端與外側溝隔一腦回,上端延伸至半球內側面;頂枕溝(parietooccipital sulcus)位於半球內側面後部,自下向上。在外側溝上方和中央溝以前的部分為額葉;外側溝以下的部分為顳葉;枕葉位於半球後部,其前界在內側面為頂枕溝,在上外側面的界限是自頂枕溝至枕前切跡(在枕葉後端前方約4cm處)的連線;頂葉為外側溝上方、中央溝後方、枕葉以前的部分;島葉呈三角形島狀,位於外側溝深面,被額、頂、顳葉所掩蓋,與其他部分不同布滿細小的淺溝(非腦溝)。
左右大腦半球有各自的稱為側腦室的腔隙。側腦室與間腦的第三腦室,以及小腦和延腦及橋腦之間的第四腦室之間有孔道連通。腦室中的脈絡叢產生腦的液體稱為腦脊液。腦脊液在各腦室與蛛網膜下腔之間循環,如果腦室的通道阻塞,腦室中的腦脊液積多,將形成腦積水。
廣義的大腦的腦神經有,端腦出發的嗅神經,間腦出發的視神經。
大腦的斷面分為白質與灰白質。端腦的灰白質是指表層的數厘米厚的稱為大腦皮質的一層,大腦皮質是神經細胞聚集的部分,具有六層的構造,含有複雜的迴路是思考等活動的中樞。相對大腦皮質白質又稱為大腦髓質。
間腦由丘腦與下丘腦構成。丘腦與大腦皮質,腦幹,小腦,脊髓等聯絡,負責感覺的中繼,控制運動等。下丘腦與保持身體恆常性,控制自律神經系統,感情等相關。
海馬結構
海馬結構包括海馬和齒狀回。在大腦半球的底面中腦兩側,可見海馬回。海馬回的內側為海馬溝。而溝的上方即為鋸齒狀的齒狀回。從中腦往顳外側看,可見側腦室下角底壁有一弓形結構,則為海馬。
海馬目前被認為是學習記憶和遺忘的重要結構。本達·米勒有一位病人,被稱為H.M.。其海馬結構受損,導致病人出現前向健忘。即是病人能回憶受傷前的往事,卻記不住新學到的知識,而且這種遺忘的本身,也被病人所不知。
小腦
 
腦的矢狀軸切面,從中可以看到各個結構的相對位置
小腦位於腦幹的背側。通過上小腦腳・中小腦腳・下小腦腳等粗纖維束與腦幹相連。這三個部位緊密結合要將各自的纖維完全分開十分困難。小腦可分為的正中小腦蟲部、左右的小腦半球、尾側的小腦扁桃。小腦半球的表面同大腦半球存在腦溝和腦回一樣擁有小腦溝和小腦回,不過這較腦溝・腦回纖細,變異也很多。小腦半球的截面和大腦半球同樣,皮質是灰白質,髄質是白質。因為皮質較厚、髄質看似樹枝、所以小腦半球截面被稱作Aobor vitae(生命之樹、小腦活樹)。
腦幹
腦幹(brain stem)上接大腦、背靠小腦、尾側與脊髓相連、前側依次分為中腦、橋腦、延腦。小腦和腦幹所夾空間稱為第四腦室。
中腦分布著上丘(參與視覚處理)、下丘(參與聽覺處理)、血清胺、多巴胺、正腎上腺素等神經核。中腦存在參與眼球運動以及視覺相關的各種神經核、發出視神經、動眼神經、滑車神經等腦神經。另外背側有貫通第三腦室和第四腦室的中央管。
橋腦呈鼓起的帶狀,與小腦連接。發出三叉神經、外旋神經、顔面神經、聽神經等腦神經。
延腦在橋腦和脊髓之間,是司控呼吸等和生命維持相関的植物機能的中樞。傳出舌咽神經、迷走神經、副神經、舌下神經。和呼吸、心臟的運動相關。
循環
腦質量僅占體重2%左右,但血液循環量占心拍出量的20%,氧氣消費量佔全身的20%,葡萄糖的消耗量佔全身的25%。這是由於腦中發生的複雜而活躍的電信號的往來而引起的。這些需求由內頸動脈和椎骨動脈的血流提供。
腦的形成
胚胎發育時大腦的示意圖腦來源於胚胎的外胚層(ectoderm)。
性別差
男性腦比女性更大更重。出生時由性別引發的有意差幾乎沒有,男女皆為370~400克。成人男性約為1350~1500克、女性1200~1250克、約為體重的2%。另外,腦的大小不能成為智能指標,與智能高低沒有關係。有學者稱男性身體大故而腦也較大。
女性存在如月經這樣的身體周期性變動。也有人指出與此同時存在精神的周期性変動。支配這樣的周期的是從下垂體分泌出的卵胞刺激荷爾蒙和黃體形成荷爾蒙。
男性的腦不存在這樣的周期性。這被認為是胎生期從睾丸分泌的睾酮影響所造成的。
腦的研究
現在由神經學、信息工程學、控制論、醫學影像學和精神病學來研究腦部的功能,我們已經得知腦部是一個產生意識、思想和情感的器官。
對在事故中受損的大腦的研究可以為不同區域的不同功能進行定義,例如視覺和聽覺的產生和加工處理。而腦部成像技術的出現使得科學家可以在不損害腦部的情況下對腦部進行研究。
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%84%91
喬瑟夫.哈里南Joseph T. Hallinan我們為什麼老犯錯Why We Make Mistakes(時報出版,2009)
 
  作者原為《華爾街日報》作家,有蒐集犯錯故事的癖好,這讓他相信人類絕不是完美的設計。為了知道如何才能做得更好,作者參透心理學、腦神經科學以及經濟學等自然與社會科學,並搭配讓人拍案叫絕的案例與新聞事件,完成關於人為什麼犯錯的獨家深入報導。
犯錯是與生俱來的
  哈里南透過引用經濟學、心理學、腦神經科學等專業中,很貼近一般人日常生活的科學實驗,讓讀者以輕鬆有趣的心情正視自己的錯誤,瞭解犯錯背後的問題邏輯,而不是在又犯錯的時候,只能吐吐舌頭說自己實在太粗心了。
  哈里南告訴讀者「犯錯乃人之常情」,此話不虛,不僅僅是句諺語而已。是造物主把人類設計成會犯錯的瑕疵品,換句話說,我們會犯錯是與生俱來的缺陷,眼睛、耳朵、大腦不斷害我們出紕漏,我們卻毫不知情。因為候選人的長相幹練就投票給他了;因為聽到德文歌曲,就不知不覺購買了德國紅酒,即便明明比較喜歡法國紅酒;因為顧著用電話吐苦水,就沒看到高速公路旁鮮黃色警告看板,載著一車校外教學的學生撞向拱橋限高處。
別再糊里糊塗犯錯
  因為我們對自己的缺陷毫無頭緒,所以一直沒搞清楚是什麼讓我們犯錯了,永遠無法逃離犯錯的輪迴。我們不知道快速瀏覽不完全是件好事,華爾街日報就曾鬧了笑話,不慎把小丑騎的「單輪車」(unicycle)寫成「獨角獸(unicorn)」;不知道一心多用或稱多工作業,其實是電腦世代產生的迷思,電腦的「多功(multitasking)」並非同時處理多項作業的技術,電腦只是用了每秒上千次的高頻率在各項作業間做轉換罷了,人腦東施效顰的結果是工作效率不升反降;不知道大腦的思考框架害我們買了多餘的水蜜桃罐頭,因為標籤寫著「八罐水蜜桃罐頭,兩美元」,我們就不假思索拿了八罐,但你真的需要那麼多嗎?
科學態度認清局限
  哈里南建議我們向過去曾惡名昭彰的麻醉醫師學習。麻醉醫師在外界猛烈抨擊他們高得不像話的醫療疏失後,採取了正視錯誤的態度。不管是統一機器的旋轉紐、模仿飛行員的「檢查表」來確保沒有重要事項被遺漏、調適一昧相信專業權威的陋習,其實麻醉醫師們所做的可以統稱為認清自己的局限。認清局限是我們避免犯錯的前提,書中的十三個章節,正點出了每個人的十三種局限。
目錄
前言 我們為什麼會犯錯?因為……
第一章 看≠看到,視而不見的時候
第二章 有意義就不怕忘記
第三章 人腦愛玩連連看
第四章 我們都戴著柔焦鏡片
第五章 最多只能邊走路邊嚼口香糖
第六章 讓人犯錯的認知框架
第七章 背景脈絡的美麗與哀愁
第八章 大腦背叛了事實
第九章 錯誤的性別培養
第十章 你就是泛泛之輩
第十一章 多練、多想
第十二章 你需要錯誤守門員
第十三章 不是太天真就是想太多
 
內文

前言 我們為什麼會犯錯?因為……
錯誤可說什麼都有:當初沒買的房子、不該結婚的對象、套牢的股票、一無所成的工作,或是為省區區幾塊小錢,竟異想天開地替自己理頭髮。
當然還有一些是別人的過失。身為報業記者二十多年,我有個小嗜好(你要說是怪癖也成),就是蒐集這些故事,把當中令人印象深刻的撕下來,塞進一個我標記「錯誤全書」(Mistakes)的分類文件夾中。
其中我最喜歡的,是從我家當地報紙--《芝加哥太陽時報》(Chicago Sun Times)第三十四頁撕下來的。這是一起幾年前發生在南威爾斯聖博來茲鎮(St. Brides)的事件,根據美聯社報導,一群巡守隊員像暴民一樣,跑去砸一位當地小兒科名醫的辦公室。
幹麼沒事攻擊一位名醫的辦公室?
因為,根據警方的說法,這些巡守隊員把「pediatrician」(小兒科醫師)當成「pedophile」(戀童癖)這個字了。
當事人艾薇特.克羅悌(Yvette Cloete)醫師被迫逃出家門,房子還被亂噴上「paedo」這個字,正是戀童癖(paedophile)英式拼法的縮寫。事後,她接受了當地報紙的專訪。
克羅悌醫師在專訪中說:「我想,我真是人類無知的受害者。」

九成是人為過失

她當然是這樣,但我們何嘗不是如此。「犯錯乃人之常情」(to err is human)是人人皆知的陳腔濫調,但也是至理名言。所以每當事情出狀況,往往一面倒地把原因歸咎到人身上:空難(七○%)、車禍(九○%)、工安事故(也是九○%)……怎麼說,經常怪的還是「人」。所以一旦找到那個「罪魁禍首」,基本上就不會再追究下去了;但事情不該是這樣,如果我們真的想要不再讓過失出現的話。
在很多案例中,我們的過失未必是我們的錯,至少不全然是。不論是如何觀看、記憶以及認知生活的周遭環境,我們都無法避免在這當中受到系統性偏見(systemic biases)的影響*,導致我們容易犯下一些特定過錯。舉例而言,右撇子傾向在進入建築物後先往右邊轉,即使右邊不是最佳路徑;我們大多數人,不論左撇子還是右撇子,對於數字「七」跟「藍色」,都帶有某種不尋常的偏好;我們也受事物的第一印象所支配,所以不太願意在測驗中修改初次選定的答案,然而卻有很多研究指出,修改答案會獲得更好的成績。
預期心理形塑著我們看待世界的方式,以及我們在其中的行為模式。舉個例子,先讓人們遇到一位陌生人,之後再告知他們陌生人的職業。當被告知陌生人是卡車司機時,他們會說這個人看起來比較重;當被告知這個人是舞者時,他們會說這個人比較輕。再舉另一個例子,如果告訴餐廳一半的客人晚上招待的紅酒產自加州,並告訴另一半招待紅酒來自北達科達的話,北達科達那群客人不但會吃得比較少,還會比較早結束宴席打道回府。就連農夫這種實實在在、不像是會捕風捉影的人,也會表現相同的情緒反應。好比那些相信「全球暖化」的農夫,記得的溫度就比統計數據來得高;而那些不相信全球暖化的農夫呢?他們記憶中的溫度比紀錄表低一些。
上述例子的重點,並不是人們普遍認為卡車司機比舞者重,或是認為氣溫較過去上升不少(除非你喜歡用這些話題打賭)。重要的是,我們對預期心理造成的影響往往毫無意識;我們有偏見──只是自己不知道。有些影響強烈到即便意識到了也無法修正,第一印象就是很實際的例子。長達將近八十年、有關變更答案的研究發現,多數的變更是從錯誤答案變成正確答案,所以變更答案的人,成績往往有所提升。有一項整合性研究評論,一共檢視了三十三份變更答案的研究,其中沒有一份顯示考生會因為變更答案而付出代價,但是就算學生們知道這個結果,他們還是習慣守著最初的選擇。無獨有偶,股市也存在類似的情況。就算知道當初挑選某個股的理由可能是錯的,投資人還是有七○%的機率傾向繼續持有該個股。
照單全收
類似的偏見似乎根植在所有人的腦海中。幫助我們順利完成事情的許多習慣,也有讓我們容易犯錯的一面。舉例而言,我們很擅長快速的狀況評估,能在瞥過某個畫面後約莫十分之一秒內,擷取出該情境的重點。只不過,這種看到黑影就開槍的分析有個代價,就是會錯過很多細節,不過這個問題的癥結在於我們並不認為錯過了什麼:我們以為自己看到了全貌,但實際上卻不然。好萊塢提供一個淺顯的例子,電影基本上是由一張張底片,以每秒二十四張的速率製成的。但是電影播放時,我們看到的不是一格一格的靜態畫面,而是動畫。當然啦,這是一個「好」的、我們不在乎犯下的錯誤;事實上,我們樂在其中。但是如果透過X光檢查癌症病徵的醫師,或是在行李中搜尋炸彈的機場安全人員,犯下相同的視覺錯誤,可是會鬧出人命的。稍後的章節中,我們將看到這些人錯過了多少該找出來的東西。
 
世界沒有幫幫忙
 
這麼說吧,多數人不是自己想像中的那個完美電路盤,但是周遭環境卻被設計得彷彿我們就是一樣。好比說,我們被迫記住數也數不清的密碼、個人代號以及使用者名稱,但是記憶力卻拿這類資訊沒輒。根據一項測驗,三○%的人會在一星期後忘記密碼。另一項測驗則顯示,三個月後,有六五%的密碼都被忘記了。
還有,就算同時間能處理的事情很有限,但現代生活仍逼著我們將一心多用的能力發揮到極限。事情的種類,部分決定著同一時間能完成多少事情。不過人類短期記憶是如此的有限,所以我們無法一次記得多於五樣沒關聯的東西。你開車的時候,需要記住多少事情?車內導航裝置?定速器?防撞警示器?視覺死角警示器?後照監視器?給小孩們的娛樂配備?MP3播放機?行動電話?現代汽車裝載了這麼多配備,行車系統本身就是意外發生的原因,因為它增加駕駛人分心的機會。可是,出了車禍人們會怪誰呢--你還是汽車?
不正確的責任歸屬,是我們老犯下相同錯誤的原因之一;因為找錯該負責任的對象,所以就很難從經驗中記取教訓。當事情,特別是舉足輕重的事情出了差錯,自然的反應就是找出究責的對象,只不過找出問題的癥結經常是個棘手的工作。如果事情夠大條的話,被假定是公正無私的人士會介入調查,但是這些人本身也有盲點(bias):他們知道發生了什麼事。知道什麼事情發生了,往往會改變我們對事情為什麼會發生的認知--通常還是相當戲劇性的改變,研究人員把這種現象稱作「後見之明」的偏頗(hindsight bias)。有了後見之明,我們可以在事後清楚瞭解事前並不理解的狀況,這也是為什麼很多錯誤在後見之明中,顯得愚昧可笑(「說說看,你是怎麼又把自己再次鎖在房門外?」)。也難怪解決這類錯誤的「處方」,看起來也很蠢。假設咱們一心多用的駕駛人,在操作儀表板上的衛星定位系統時發生車禍,雖然駕駛人是所謂的肇事者,但是若想減少類似的意外狀況,需要重新修正的可不是駕駛人,而是汽車本身。

看≠看到,視而不見的時候
 
有個人走進了酒吧,他的名字叫伯特.雷諾茲(Burt Reynolds)。對,就是那個伯特.雷諾茲,只不過他當時才剛出道,沒什麼人認得他,包括坐在最裡頭一個肩膀寬大的男子。
雷諾茲坐在離該名男子兩張凳子的距離外,享用著啤酒跟蕃茄汁。突然間,那個傢伙開始用言語騷擾坐在附近桌的一對男女,於是雷諾茲警告他講話禮貌點,寬肩膀的男子就是在這個時候槓上雷諾茲的。與其告訴你接下來發生了什麼事,不如來聽聽看幾年前雷諾茲接受《花花公子》雜誌專訪時,如何回顧當時的情況:
我還記得我先低頭往下看,在黃銅色橫桿上幫右腳找了個施力點,然後轉過身來,朝他腦袋邊來上重重一記右鉤拳,那一拳發出了巨大的聲響,對方從凳子上跌落、背部著地摔在大約十五呎外的入口處。是在他騰空飛起的時候,我才看清楚……他居然沒有腳。
雷諾茲直到後來離開酒吧時,才注意到對方的折疊式輪椅,其實就塞在入口旁邊。
就犯錯的角度來看,打飛一位失去雙腳的人可真是經典中的經典。但是我們剖析這個故事的重點並不在於那雙腿,而是那雙眼睛。雖然雷諾茲就看著他要打的這位老兄,卻還是沒有看見應該注意到的東西。在人為過失的領域中,這種錯誤就像家常便飯,研究人員稱之為:「視而不見」(looked but didnt see)的錯誤。當我們看著某個東西或是某個人的時候,自認為把該看的都看完了,實際上並沒有,重要的細節常被忽略,像故事中的雙腿跟輪椅,或者是其他體積更大的物品,像是門板跟橋梁。
 
我們是什麼(Who)人
 
想要瞭解為什麼會有這種現象,就要從眼睛本身以及它們如何運作談起。眼睛跟相機不同,既不會替事情留下「畫面」,也不會在同一瞬間看到所有物品。任何時候都能清楚看見的視線範圍,只有全景中的一小部分。比方說,在正常視線內,清晰的影像區域只有二十五美分銅板那麼大,為了克服這樣的限制,眼睛不斷地四處掃描,以每秒鐘約三次的頻率,改變移動或是靜止的狀態。
移動中的眼睛到底能看到什麼,部分取決於看東西的人是誰,像男人跟女人注意的東西就不一樣。觀看男竊賊偷錢包的整人短片時,女人傾向注意那位被偷錢包女性的外貌跟反應;男人則對小偷的特徵細節有較為精確的觀察。另外,研究也顯示右撇子對事物方位的記憶比左撇子精確。幾年前海爾—波普彗星(Hale-Bopp comet)橫越夜空後,位處英格蘭的調查人員分別詢問左撇子跟右撇子的「追星族」們,是否記得彗星朝哪個方向劃過天際,結果右撇子明顯比左撇子清楚記得彗星是朝向左手邊飛去的。慣用手也是預測人們對方向偏好的最佳指標,當人們必須在交叉路口轉彎時,右撇子(至少美國的右撇子)傾向往右轉;左撇子則偏好往左。因此,某項研究的主持人建議:「想要在商店、銀行或類似地方少排一點隊的話,最好往左邊走。」

我們是什麼樣(What)的人
 
事實上,我們會看到什麼,取決的不只是「我們是誰」,還有「我們是什麼樣的人」。研究人員已經證實,不同的人可能會用不同的方式觀看同一個場景。假設你是一位高爾夫球愛好者,或者更厲害,你是一位球技高超的低差點(low handicap)球手。想像你和技術水準比你差一些的好兄弟正在同場較勁。開球後,你們順著球道前進,現在來到了果嶺,這時候,你跟你的好兄弟會以相同的方式注視著球嗎?
很可能不會。
為什麼?因為專家看待物品的方式跟初學者大異其趣,諸多差異之中,有個被稱之為「靜眼時刻」(quiet-eye period)的東西。它代表準確啟動動態反應所需的時間:從瞥見目標物的最後一眼算起,到神經系統抽動的剎那為止。研究人員記錄專家與初學者在很多運動中靜眼時刻的差別,從籃球的罰球過程到奧運的射擊競賽,不變的結論就是─專家們能維持較久的靜眼時刻。
在進行推桿前的倒數幾秒鐘,高爾夫高手習慣盯住球看久一點,而且鮮少把視線移到球桿或其他地方;另一方面,技術較不純熟的人,不但不會盯著球很久,視線也常飄到球桿上。對高爾夫球而言,優秀的視力是如此重要,所以世界頂尖高手像是老虎伍茲,以及至少其他七位PGA巡迴賽的優勝選手都曾接受雷射手術,將視力矯正到20-15的水準以上。這代表視力20-20的人,站在十五呎遠能看清的物品,他們退到二十呎遠的距離也看得見。運動用品界的巨人Nike,甚至還推出一款名叫「IC」的新推桿,就是為避免視覺分心而設計的。這款一百四十美元的推桿,桿身與握柄都是綠色的(融入草地的顏色,避免分心),只有擊球區前緣跟T型瞄準線是耀眼的白色,讓選手能將注意力集中在擊球區的範圍。
 
躲不掉的短暫失明
 
不論是專業人士或業餘愛好者,就連擁有絕對完美視力的那些人,都可能會有短暫但驚人的失明現象,其中最著名的一種失明模式,被稱作「改變視盲」(change blindness)。改變視盲是指人們受短暫的視覺干擾(甚至是一眨眼那麼短),而忽略眼前場景重大改變的情況。
「改變視盲」的作用不容小覤,十多年前,當時同在康乃爾大學的丹尼爾.西蒙斯(Daniel Simons)跟丹尼爾.勒文(Daniel Levin)就進行過一個調皮的實驗加以證實。實驗設計很簡單:讓「陌生人們」在校園裡向路人問路,或許你已經猜到了,這個實驗有個轉折,當「陌生人甲」跟路人交談時,實驗者會安排另外兩個人扛著門板,粗魯地從他們中間走過去。這個間斷相當短暫大約一秒鐘,但實驗的重大變化就發生在那一刻:扛著門板的其中一人(陌生人乙)跟陌生人甲交換了位置,當門板經過後,問路的對話會繼續下去,但是路人面對的已是完全不同的問路人了。路人們會注意到他們在跟不同的人交談嗎?
多數的結果顯示:「不會」。
十五位路人中,只有七位回應他們注意到這樣的改變。

找電影的碴
 
看了這個實驗或許你會想:「我一定能夠注意到那樣的變化。」的確,你有可能會注意到,不過請想一想:你眼前早就有無數類似的改變,只是從來就沒注意過,至於在哪裡呢?就在電影裡面。大多數人都曉得電影拍攝不是一鏡到底的,而且實際拍攝順序跟放映的順序並不一致,每次拍攝時間可能相隔好幾個月,甚至數年。這個過程經常造成令人尷尬的錯誤,電影界稱之為「不連戲」(continuity error)。
動畫產業長久以來飽受不連戲之苦,好萊塢史詩鉅作《賓漢》(Ben-Hur)就是很好的例子。這部一九五九年的老電影,由已故的卻爾登希斯頓(Charlton Heston)主演賓漢一角,在當時贏得史無前例的十一座奧斯卡金像獎,包括一座最佳影片獎。儘管如此,《賓漢》仍舊淌了不連戲的渾水,特別是那場花了三個月才拍攝完成,但只有十一分鐘的著名馬車競賽。在競賽中,梅薩拉(Messala)用鋸齒狀的車輪軸心,破壞了賓漢的馬車,如果你仔細看清楚的話,會發現賓漢的馬車在賽後居然─完好無缺!此外,馬車的數目也搞錯了,總共有九輛馬車參賽,六輛在競賽中損毀,因此賽後應該剩下三輛馬車,可是最後卻還有四輛。
好萊塢雇用專業人士處理這類瑕疵,這些專家的正式職稱叫做連戲編輯(continuity editor)或是場記(script supervisor),由於從事這行的人一向以女性為主,因此更常被稱作場記女孩(script girl)。但是就連這些人也無法挑出所有的瑕疵。
擔任過多部影片場記工作,經驗涵蓋紀錄片、短片、正規長片甚至是功夫片的克萊爾.休威特(Claire Hewitt)說:「這簡直是不可能的任務。」她表示,最多只能試著注意每個場景中最重要的環節,但就連這點都是說的比唱的好聽。
休威特最難忘的疏漏之一,就在她擔任場記的第二部電影裡。那是一部短片,關於公寓內對門而住的一對男女,然而男女主角沒有在不同的房裡拍片。這部電影耍了個把戲:用一個房間分開拍攝,這需要藉由不斷調整房間的格局及擺設,來區分房間的主人,不過也省下一筆場地費用。
錯誤出現在電影最重要的場景:當女主角終於見到男主角的時候,休威特說:「你可以看見女主角斜靠在門上偷聽,確認男主角是否已來到走廊,然後才開門出來。問題是,門開錯方向了。」
休威特從來沒注意到這個疏失,反而是她媽媽的男友發現了這件事。休威特說:「人們很喜歡這樣做,找你的碴。」一點不錯,網路上不乏專門用來揪出不連戲的網站(其中最有名氣的,是英國人瓊.山帝斯〔Jon Sandys〕所經營的moviemistakes.com。打從十七歲起,山帝斯就開始將電影瑕疵編目收錄在此)。休威特跟她媽媽男友的故事有個重要的啟示:不論我們多麼努力要找出它們,別人眼中顯而易見的瑕疵,自己可能渾然不覺。
或許你會說:「OK,一些微小細節像是門該往哪邊開之類的改變,可能真的很容易疏忽掉,但是誰會在乎這些瑣事?如果改變是再大一點、更重要一點的事,我們還會忽略掉嗎?」
這就是勒文跟西蒙斯想要一探究竟的問題,為此他們拍了短片。這次他們改變的,不是微不足道的場景,而是演員。在每個不同的鏡頭中更換演員。舉例來說,某個鏡頭有位演員走過空蕩蕩的教室,找張椅子坐了下來,接著畫面切換成較近的鏡頭,由另一位演員完成後續動作。共有四十位學生觀看這部短片,只有三分之一的學生注意到這個變化。

建築工人沒有臉!?
 
當注視著某件物品時,我們直觀地認為自己連細節都看得一清二楚,而且有信心觀察到任何改變,西蒙斯認為,這讓改變視盲成為一個值得研究的課題,他說:「人們固執地相信,如果有變化無預警發生了,自然會抓住他們的注意力,讓他們看到它。」就如同向五十位學生說明「門板實驗」的設計後,他們當場舉行調查,請有信心注意到改變的學生舉手,結果五十個全舉手了。
西蒙斯表示,眼睛的高解析度影像範圍其實只有兩度,這範圍還真是不大,當你平舉手臂、豎起拇指時,眼前所看到的拇指寬度,大約就是兩度。在電影院的螢幕前豎起拇指,你就會知道我們真的是「目光如豆」,超過這個範圍,物品就會逐漸模糊。當然啦,你還是能透過眼角餘光或多或少看到一些東西,這就是為什麼《企鵝寶貝》(March of the Penguins)在IMAX寬螢幕戲院廣受歡迎的原因。不過,眼角餘光收集來的,都是些粗略、模糊的資訊,根據西蒙斯的說法:「你是不可能看到企鵝局部細節的。」
就某種程度而言,會注意到哪些細節跟我們對自己身分的界定有關。以門板實驗為例,西蒙斯跟勒文發現七位注意到變化的路人有個共通點:他們都是跟「陌生人」年紀相仿的學生。從某些角度看來,這個發現並不讓人意外,社會心理學家早就指出人們對待「我群」成員的方式,跟對待「其他社群」成員的方式大不相同。黑人遇見白人(反之亦然)的行為模式,跟對自己族群的人不太一樣,當富人碰上窮人、老年人碰上年輕人、男人碰上女人時也是相同道理。即便如此,西蒙斯跟勒文想知道:在行為上對待他人的差別,能不能延伸到對他人的看待上?
為了查個水落石出,兩人又做了一次「門板實驗」,採用先前「陌生人們」的實驗設計,不過這次陌生人不像學生們一樣穿著便服,而是換上建築工人的打扮,並戴上硬殼安全帽,而且只會接觸同年紀的路人。總計「建築工人們」遇上十二位路人,只有四位注意到門板經過時的替身把戲。讓實驗者換穿建築工人的衣服,似乎足以改變學生看待他們的角度。先前穿著學生便服時,實驗者看起來就是一個個體(individual) ;但現在,實驗者可是被當作另一個群體的成員。
一位沒有看穿門板把戲的路人,在事後接受訪問並被告知實驗內容時,給了一針見血的回應。她說,她只看到「建築工人」而沒有真正注意那個「人」,也就是說,她很快將陌生人歸納為建築工人,沒有注意其他細節,像是髮型、眼神、微笑,這些可以將陌生人視為單一個體的特徵。她反其道而行,採用「類別表徵」(category representation):就是所謂刻板印象的分類方式,在這個過程中,她用自己所理解的抽象意義,取代畫面中的細部影像;換句話說,她只是在打馬虎眼。
稍後的章節會提到,我們打的馬虎眼實在不少。對多數人而言,這並無什麼大礙,至少在大部分情況下是如此。如果在街上看到一位建築工人,可能不需要細看他的長相,畢竟我們不需要知道他到底是誰,只需要知道他是做什麼的就行了。如果每次執行這些分類原則時,我們都有清楚地意識到的話,倒還無傷大雅,問題是我們自以為有意識到,實際上卻不然。人類在打馬虎眼的時候,自己都不會發現。

真相趕不走幻覺
 
即便知道我們容易犯下「改變視盲」之類的視覺謬誤,也無法因此少犯一點,我們實在太容易自曝其短。我沒辦法扛塊門板走過你眼前來證明這點,不過還是有其他方法,看看下圖中的兩張桌面,哪一張桌面比較大?
正確答案:兩張一樣大。左邊的桌面形狀大小都跟右邊的一模一樣,很難以置信吧?不信的話,你可以照著其中一張桌面剪下一張紙片,然後把紙片放到另一張桌面上看看*。
* 你也可以到邁可.巴哈(Michael Bach)的網站觀看動畫解說,網址是:
有趣的是,就算知道這是個幻覺,我們也無力糾正自己不受幻覺干擾。不管看了多少遍,兩張桌子的外觀就是讓人感覺不一樣。
這個實驗叫做「旋轉桌面」(Turning the Tables),是史丹佛大學知名教授羅傑.薛帕德(Roger N. Shepard)的傑作。從小就愛惡作劇的薛帕德教授(他曾經悄悄地搬光姊姊房間的所有傢俱),長久以來樂於透過類似的視覺把戲,傳達一些重要的觀點。他用旋轉桌面說明,認知機制是多麼根深柢固地嵌在神經系統內,而且它的運作是全自動的。因此,我們無法純粹看見圖像的實質─在平面紙上的線條格式,反而讓這些線條在沒有異常的狀況下,自動開啟了大腦的運作機制,做出一個三度空間的詮釋。更重要的是,這是個神不知鬼不覺的過程,除非被告知看起來不一樣的兩張桌面其實是一樣的,我們毫無理由懷疑有什麼不對勁的地方。換句話說,我們犯了錯誤,卻對此毫不知情。
 
找啤酒的學問
 
最後這點其實比較沒什麼:能看到什麼,有一部分取決於我們在搜尋什麼。總而言之,我們會看到想要看到的物品,常見的物品比較容易被找到,較少見的物品則較不容易。
「如果你沒有經常找到它,那你就會經常找不到它。 」此語出自哈佛醫學院眼科學教授傑瑞米.沃夫(Jeremy M. Wolfe)。沃夫博士的專業領域是視覺搜尋,該領域的研究人員都試圖解釋「冰箱裡的啤酒」(beer in the refrigerator)的問題─我們如何發現正在搜尋的物品?
答案並不如實際行為看起來的那麼理所當然。找啤酒時,你翻找冰箱內特定的置物架,是因為你知道啤酒通常放在那個位置,假如為了挪出空間,而把啤酒移動過的話,會怎樣呢?遇到這種情況,你可能會以啤酒罐和瓶的形狀來尋找,但是冰箱裡有很多瓶瓶罐罐的東西,比方說一罐可樂就跟一罐百威啤酒相當接近,因此可能要花上好一段時間費力尋找,才能順利找到標的物。

眼睛真是沒毅力
 
事實上「看見」是個非常困難的工作,只是多數人都不太能體會其困難程度。對生來就看得見的人而言,沒有什麼比「看見」還要自然:只要睜開眼瞼,馬上,世界就在眼前。然而對那些曾經失明的人而言,學會「看見」可是個痛苦的經歷。第二次世界大戰爆發前,德國研究人員馬力厄斯.馮.瑟登(Marius von Senden)在西方社會蒐集並發表將近一百篇,因白內障而失明,然後透過手術治療恢復視覺的案例。
多數病患認為學習「看見」是個痛苦的經驗。有個病人想到倫敦的街上逛逛,結果根據馮.瑟登的報告:「他對自己舉目所及困惑到一種再也看不見任何東西的程度」 ;另一位病人無法判斷距離遠近,「所以他脫下靴子,隨手往前一扔,試圖衡量靴子被丟得有多遠,然後朝著靴子的方向走過去。當發現彎腰撿不到靴子時,他就會再向前走一、兩步,繼續摸索靴子的所在,直到抓到靴子為止」 ;有位男孩認為學習「看見」實在太難了,威脅著要把自己的眼珠給挖出來。因為失去勇氣、意志消沉,還有很多病人乾脆直接放棄了。
相似的情況也發生在一般人找尋不常見的物品時。沃夫博士跟他的同僚,最近在波士頓布萊漢婦科醫院(Brigham and Womens Hospital)的視覺注意力實驗室(Visual Attention Lab)徵求自願者觀看數千張圖片,每張圖片都有五花八門的背景(就像冰箱一樣)。實驗對象被要求在圖片中找出指定的工具,像是扳手或是榔頭之類的物品(相當於啤酒的角色)。
當指定工具經常出現的時候(超過半數以上的機率),實驗對象都有不錯的搜尋能力,只有七%的機率發生失誤;但是若指定工具不常出現的時候(假定每一百張圖出現一次好了),實驗對象的表現就開始走下坡,失誤率飆高到三○%。
為什麼?因為他們放棄了。沃夫證明實驗對象們都有一個放棄的門檻:也就是他們會找了一段時間才放棄。原則上,這些人維持著犯錯時放慢速度、答對時加快速度的步調。被要求搜尋少見物品時,既然絕大多數的「沒看到」會是正確答案,他們便試著加快速度、縮短了決定放棄的時間。要不了多久,他們看完一張圖的速度,就會像摩登原始人(Fred Flintstone)下班時哼著「Yabba-dabba-doo」離開採石場一樣迅速。
沃夫博士還發現,實驗對象們決定放棄搜尋的時間門檻,低於尋獲標的物所需的平均時間,就像馮.瑟登研究中曾經失明的病人,沃夫博士的實驗對象同樣放棄了試著去看。
總而言之,沃夫博士認為這個故事告訴我們,眼睛很容易(或者說是被強力制約)在發現標的物不易尋獲的時候,早早選擇放棄,他還說這種反應在多數時候都還挺管用的,沃夫博士說:「我的意思是,花很多時間去找一個不存在的東西,真的滿蠢的。」

大可把槍枝放在登機箱裡
 
除非你的工作就是要找出不常會出現的東西,比方說是一支槍或是一顆腫瘤,這時人們可不希望你輕輕鬆鬆就放棄,反而希望你看愈久愈好!
機場X光機的安檢人員以及醫院放射科醫師,都花很多時間在找平常不容易看見的物品。放射科醫師只有○.三%的機率,會在例行X光片中找到腫瘤;換句話說,他們有九九. 七%的機率找不到想要搜尋的東西。槍枝就更少見了,根據美國運輸安全局的統計資料顯示,二○○四年美國境內搭乘飛機的旅客共有六億五千萬人次,而X光機安檢人員只找出五百九十八支槍械,大約每一百萬人次旅客會發現一支槍;講白話一點,只有百萬分之一的查獲率。
毫無意外地,這兩種職業均存在相當高的犯錯率。有些研究指出,放射科醫師「失誤」的機率徘徊在百分之三十幾的範圍;某些類別的癌症,失誤率更高。另一份讓人瞠目結舌的研究報告指出,當梅約醫學中心(Mayo Clinic)的醫師重新檢視原先認定「正常」、但病患之後卻罹患肺癌的胸腔X光片時,發現一個可怕的事實:將近九○%的腫瘤在早期X光片中皆清晰可見。不僅如此,研究者還發現這些癌細胞:「接連出現好幾個月,甚至是好幾年。」但是放射科醫師們就是沒看到。
至於分布在全國機場的五萬名X光安檢人員,聯邦政府則並未透露他們犯錯的機率有多高,但是在二○○二年某次測試中發現,大概每四把槍會漏看一把。兩年後在紐華克(Newark)機場進行類似測試時,失誤率也相當接近:二五%。當二○○六年運輸安全局隱藏身分的特派員,在芝加哥的歐海爾(OHare)國際機場,嘗試用登機行李把炸彈材質或爆裂物帶上飛機時,躲過安檢的機率有六○%;洛杉磯國際機場的安檢人員表現更糟,七五%的炸彈材質都被帶上飛機了*。
* 一位運輸安全局的發言人表示,安檢人員的績效在二○○六年後有長足進步,部分理由是因為運輸安全局採用了更多樣性的測試方法,不過她拒絕透露新的失誤率,因為「這些測試的結果,並不適合在公眾間傳播。」(引自二○○七年十月十九日《芝加哥太陽時報》)
請記住,這些都是受過嚴格訓練,專門處理死生交關問題的專業人士,如果是你跟我呢?我們擷取生活周遭重要事項的能力會有多高?能清楚記住襲擊我們的那張臉孔嗎?
http://www.books.com.tw/books/series/series9789571350714-9.php
 
 另詳參本館:《人是機器》 《記憶的秘密》 《決斷2秒間》 《模糊邏輯》
 
 

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阿楨
童年記憶可能是假的?科學家揭示人類記憶有多不可靠 2019-06-24 新浪科技

  在這篇名為《你能確信你最早的兒時記憶是真的嗎?》的文章中,薩拉根據科學家的研究成果揭示了人類的記憶,尤其是我們自認為記得的兒時的記憶有多不可靠。
  研究人員稱,大約每10人中就有4個人會編造自己的第一段記憶。這是因為我們至少要到兩歲時,大腦才會發育出儲存自傳體記憶的能力。
  英國威斯敏斯特大學的自傳體記憶專家洛芙迪表示,“雖然嬰兒能形成記憶,但那些記憶不持久”。人們認為,幼兒大腦中形成的大量新細胞會破壞長期存儲資訊所需的連接。這就是為什麼大多數人到成年後,對童年的記憶很少。另一些研究表明,一旦我們到了七歲,就會出現一種“童年記憶缺失症”。
  倫敦大學城市學院記憶規律中心主任康韋他的團隊認為,這些記憶不太可能是真實發生過的事情,原因在於它們被捕捉到時的年齡。
  其中原因可能與人性中更深層的東西有關——我們渴望擁有一個連貫的關於自身存在的敘述,甚至會通過編故事來讓這種敘述變得更加完整。
  康韋解釋說:“每個人都有自己的人生故事,尤其是隨著年齡的增長,對有些人來說,需要追溯到人生最早的階段。”
  BBC的文章稱,不僅兒時的記憶不可靠,成年人也可能被植入虛假的記憶,從而使得自身的歷史被改寫。
  倫敦大學學院的心理學家肖(Julia Shaw)甚至證明,讓人們相信自己實施過事實上子虛烏有的暴力犯罪也是可能的。利用記憶檢索技術,讓參與者在三次訪談中都被問及暴力犯罪的問題。其中70%的人會產生自己年輕時犯過罪的虛假記憶,有些人甚至相信自己曾用武器攻擊過他人。在這些虛假記憶中,近四分之三的人甚至能夠生動地描述出員警的長相。
  但是,童年虛假記憶對人產生的影響可能比意識到的更大。早年記憶中的事件、情感和經歷有助於塑造成年後的我們,決定我們的好惡、恐懼甚至行為。
  研究人員表示,很少吃的食物,甚至像霜淇淋這樣的甜食,“似乎更容易受生病的虛假記憶的影響”,而對於像餅乾這樣的常見零食,人們則不太相信它們曾害得自己生病。
2019-06-30 13:30:55
阿楨
很多科學家認為,“虛假記憶飲食”可用於解決肥胖問題,鼓勵人們選擇更健康的食物,比如蘆筍,甚至有助於減少人們的酒精消費。有趣的是,科學家們還發現,積極的暗示,如“你第一次吃蘆筍就愛上了它”,往往比“你因為喝伏特加而生病”這樣的消極暗示更有效。
  錯誤的記憶與“撒旦恐慌”
  虛假記憶當然會有其負面作用,尤其是在法庭上,可能會使人含冤莫白。
  涉及虛假記憶的法律案件存在的主要問題之一是,目前無法區分真實的和虛構的記憶。
  有些記憶雖不真實亦值得珍藏
  對那些想知道珍貴的童年記憶是否屬實的人來說,最好的辦法是尋找證明它確實發生過的證據——照片、童年錄影或日記。
  三歲以前的記憶很可能是假的。一切看似非常流暢和詳細的記憶,仿佛是在重播一段家庭錄影,並經歷一段按時間順序發生的事情,這很可能就是虛構出來的記憶。
  無論是不是虛構出來的,對深愛的祖輩或失去很久的寵物的回憶都能給我們帶來快樂。
  肖回憶說:“我有一段記憶是,我遇到了祖母,她抱起我,搖來搖去。事實證明這是不可能的,但對我來說,這是一段美好的回憶。”

輕輕一電,恢復記憶!就這樣提高記單詞成績 2019-06-24 新浪科技

  加州大學洛杉磯分校(UCLA)的認知神經科學家找到一種用電擊幫助恢復記憶的方法。他們確認了大腦中一個特定區域對回憶有著重要作用,並通過精巧的實驗首次證明,該腦區接受合適的電刺激後,可以幫助人們想起已經忘記的事情——比如,前一天背過的單詞。這項研究發表在近期的《認知神經科學期刊》(Journal of Cognitive Neuroscience)。
2019-06-30 13:31:56
阿楨
你為什麼越來越不相信“幻想”? 2019-06-18 新浪科技

  想像是對頭腦中已有表像進行加工改造,形成新形象的過程。其中包括與個人願望相聯繫且不一定以客觀規律為依據的幻想。有學者認為人們之所以能夠從幻想中獲得快樂,一方面是因為幻想激發了人們的想像,另一方面因為幻想也可以成為人們在無力時的一種精神寄託。但是由於兒童的學習能力很強,同時對世界的理解和認知水準很低,他們會模仿動畫片中幻想出的行為,從而做出錯誤甚至危險的行為。
  幻想的內容來自個體對人腦中記憶表像的再加工,其基礎是已經有的記憶。因此幻想並非憑空而來,而是隨著大腦的成熟發育而產生。一般認為,兒童在2-3歲時產生記憶,隨之產生幻想。由於知識儲備和經驗不足、認知資源有限,兒童早期的幻想往往是沒有目的、沒有連貫主題的自由聯想,到了4、5歲以後,兒童的幻想才開始有了一定的目的和意義。
  兒童也更容易相信那些帶有積極感情色彩的幻想事件。他們更容易相信“好的”幻想會真實發生,而“壞的”幻想則在現實中不存在。這可能是因為兒童天生的一種調節情緒的方式:通過相信好事情的存在和壞事情不存在,來減少負面情緒、增加積極情緒。不過負面情緒的幻想也不盡相同,對4-5歲的兒童來說,他們認為傷心的事情會發生,但讓人害怕或者生氣的事情則不會發生。容易感到害怕的孩子更不會認為讓人害怕的幻想事件會在生活中發生。這可能是因為害怕或讓人生氣的事情會讓孩子感到更大的恐懼和威脅,從而會出現“主觀否認”的現象。
  實際上不止是兒童,成年人也會用“積極幻想”作為一種調節情緒、自我保護的方式。積極幻想是個體在生活中或在面臨威脅性情境、壓力性事件時所做出的一種對自我、現實生活和未來消極方面的認知過濾,而這種過濾是以歪曲表徵方式投射到個體的自我意識中。積極幻想主要有三種表現形式:對自我不切實際的積極看法、對未來的盲目樂觀、誇大個人對現實的控制能力。
  動畫片雖然是假,暫時當它是真,體驗無所不能的力量和無比美好的純善,也是一種小幸福。
2019-06-30 13:32:33
阿楨
為什麼有些聲音會讓你抓狂? 2019-06-14 新浪科技

  恐聲症又稱為選擇性聲音敏感綜合症,其特徵是對其他人發出的一些日常聲音——比如哼歌、咀嚼、打字甚至呼吸等——做出強烈的負面情緒反應,通常是憤怒和焦慮。聽起來這似乎是一個不幸但微不足道的煩惱,但迄今為止的研究卻提醒我們,這一問題需要更加嚴肅地對待。
  通過使用不同的大腦成像技術,研究人員發現,恐聲症患者這些大腦區域之間的聯繫與健康人不同,有時在結構上甚至比普通人更加牢固。這種功能連接的增強,很可能導致恐聲症患者在聽到觸發聲音時會自動回憶起相關的場景,使這些聲音充滿情緒色彩,進而影響前腦島皮層的活動,扭曲大腦對聲音意義的判斷。以往的研究表明,前腦島皮層與人的主觀情緒體驗有關,會引導我們去探索周圍環境中更有意義的刺激。

帕金森病源於腸胃?研究證實致病蛋白從腸子爬進腦子 2019-06-29 新浪科技

  約翰•霍普金斯大學醫學院的一支研究團隊最近通過實驗證明,帕金森病源於腸道,殺傷神經的蛋白會從腸道傳到大腦。論文線上發表于權威學術期刊Neuron。這項工作也為治療帕金森病提供了一個全新模型,可以用來檢驗預防疾病和阻止惡化的療法。
  200年前,一位名叫詹姆斯•帕金森(James Parkinson)的外科醫生報告了一種“令人煩躁和十分痛苦的疾病”,根據病人最突出的症狀將其命名為“震顫性麻痹”。
  與此同時,帕金森醫生注意到,這些病人有便秘之苦。此外,在他描述的六個病例中,有一位服用治療胃腸道的藥物後似乎減輕了運動相關的問題。腸道在帕金森病中所起的作用或許在人們剛認識這種疾病時就埋下了伏筆。
2019-06-30 13:34:57
阿楨
為什麼有些聲音會讓你抓狂? 2019-06-14 新浪科技

  恐聲症又稱為選擇性聲音敏感綜合症,其特徵是對其他人發出的一些日常聲音——比如哼歌、咀嚼、打字甚至呼吸等——做出強烈的負面情緒反應,通常是憤怒和焦慮。聽起來這似乎是一個不幸但微不足道的煩惱,但迄今為止的研究卻提醒我們,這一問題需要更加嚴肅地對待。
  通過使用不同的大腦成像技術,研究人員發現,恐聲症患者這些大腦區域之間的聯繫與健康人不同,有時在結構上甚至比普通人更加牢固。這種功能連接的增強,很可能導致恐聲症患者在聽到觸發聲音時會自動回憶起相關的場景,使這些聲音充滿情緒色彩,進而影響前腦島皮層的活動,扭曲大腦對聲音意義的判斷。以往的研究表明,前腦島皮層與人的主觀情緒體驗有關,會引導我們去探索周圍環境中更有意義的刺激。

帕金森病源於腸胃?研究證實致病蛋白從腸子爬進腦子 2019-06-29 新浪科技

  約翰•霍普金斯大學醫學院的一支研究團隊最近通過實驗證明,帕金森病源於腸道,殺傷神經的蛋白會從腸道傳到大腦。論文線上發表于權威學術期刊Neuron。這項工作也為治療帕金森病提供了一個全新模型,可以用來檢驗預防疾病和阻止惡化的療法。
  200年前,一位名叫詹姆斯•帕金森(James Parkinson)的外科醫生報告了一種“令人煩躁和十分痛苦的疾病”,根據病人最突出的症狀將其命名為“震顫性麻痹”。
  與此同時,帕金森醫生注意到,這些病人有便秘之苦。此外,在他描述的六個病例中,有一位服用治療胃腸道的藥物後似乎減輕了運動相關的問題。腸道在帕金森病中所起的作用或許在人們剛認識這種疾病時就埋下了伏筆。
2019-06-30 13:36:43
阿楨
然而,過去對帕金森病的研究和治療一直集中於大腦。
  2003年,德國神經解剖學家Heiko Braak教授在檢查帕金森病患者的屍檢結果時,意外地發現,除了大腦,在控制胃腸道的神經系統也有α-syn蛋白的堆積,並且出現時間對應於疾病發展的早期。因此,Braak教授曾大膽猜測,或許帕金森病起源於腸道?當時並沒有證據。
  在此次的新研究中,神經科學家Ted Dawson教授帶領研究團隊建立了一個新穎的動物模型回答了上述問題,終於在Braak教授提出假說十幾年後,為“帕金森病源於腸胃”的設想提供了實驗證據。
  回應
這些學者的研究思路值得我國的研究人員學習啊!
其實張仲景的《傷寒論》早就發現這個疾病規律:“陽明之為病,胃家實也。”使用大小承氣湯之類方劑,即可治好。

細思極恐!腦外腫瘤竟會“吸走”大腦中的神經幹細 2019-06-18 新浪科技

  2017年的一天,法國科學家Claire Magnon和她的學生被一組資料嚇壞了。
  她們發現,移植到模式小鼠身上的前列腺腫瘤生長一段時間之後,小鼠大腦腦室下區的神經幹細胞(或者神經祖細胞)數量突然減少了。Magnon經過多番嚴謹的驗證之後發表在《自然》雜誌上:那些消失的神經幹細胞走了,而且是順著血管遷移到前列腺腫瘤裡面去了……
  神經是人體極其重要的組成部分,個體的發育,組織的修復和再生都離不開神經。對於腫瘤而言也是如此,腫瘤的形成和發展,也離不開血管、淋巴管和神經。
2019-06-30 13:38:06
阿楨
很多研究都發現,在包括前列腺癌、胃癌、乳腺癌、胰腺癌、結腸癌和皮膚癌的腫瘤中,都能觀察到神經纖維的滲透和擴展。這個過程有點兒類似腫瘤組織旁的血管,往腫瘤裡面長毛細血管。而這些長進來的神經纖維,會釋放一些神經信號,促進腫瘤的生長和轉移。
  而切斷這些神經纖維,或者用藥物阻斷神經信號的傳遞,可以有效抑制腫瘤的生長,減少癌細胞的擴散轉移。
  回應
也就是說或許大腦就是癌症的策源地?禪定和氣功等,也就是這種思路延年益壽!

促進大腦血管修復,新療法有望挑戰“頭號死因” 2019-06-27 新浪科技

  根據頂級醫學期刊《柳葉刀》研究報告,腦卒中(俗稱中風)是中國近30年來的最大疾病負擔和主要死因。而在全世界範圍內,中風也是。
  由於中風引起大腦受損,三分之二的中風患者死亡或是留下殘疾需要終身護理。然而目前可以減少中風嚴重後果的療法還十分有限。
  本周在《美國科學院院刊》來自瑞士蘇黎世大學的研究人員利用一種抗體,可以促進受影響腦區血管再生。小鼠模型顯示,這種抗體療法可幫助中風後的動物恢復運動功能。
  Martin Schwab和同事們發現一種重要的信號分子Nogo-A,在中樞神經系統中抑制神經突的生長。阻止這種抑制信號,有助於刺激受損神經生長,也就為治療脊髓神經受傷帶來希望。
2019-06-30 13:39:42
阿楨
植物也有“生存策略”:水稻具有對乾旱環境的"記憶" 2019-06-21 新浪科技

  在我們的認識中,動物的記憶是後天習得的本領,不論是聽到鈴聲集中進食,還是對襲擊和疼痛的記憶,都是為了更好地生存。而植物作為無法移動的生命體,在人類的生活中,一直是作為精心培育的對象,精控大田、人工溫室都是為他們而建。
  最近,中國科學院昆明植物研究所的專家們在國際期刊《遺傳學前言》上發表了相關的研究成果,發現水稻具有對乾旱環境的“記憶”,並找到了水稻的乾旱“記憶”調控網路。
  植物也有“生存策略”
  植物在自然界的生長過程中,會經歷多次相同的環境脅迫,為了能夠更好地生長,它們也會從先前經歷的脅迫環境中吸取經驗,以應對後面反復發生的環境脅迫。
  早在1996年,Baldwin和Schmelz在對煙草進行人為添加茉莉酸甲酯處理後,發現煙草尼古丁高峰的形成時間比未經處理的煙草形成時間提前了2小時。而對自然生長中的山樺進行觀察,研究者發現經歷多年秋蛾侵襲的山樺會產生濃度很高的酚醛類物質抑制蛾蛹的生長。
  水稻為何會有“乾旱記憶”?
  水稻中存在的抗旱“記憶”調控網路:植物生長關鍵激素之一的脫落酸對於激發水稻的抗旱性及引發水稻內的抗旱代謝反應具有重要的作用;同時核糖核酸與DNA表觀水準的變化(甲基化)影響了抗旱“記憶”轉錄本的表達;而植物的光合作用、脯氨酸合成等代謝路徑的“記憶”轉錄本都參與到了水稻的抗旱“記憶”當中。
  水稻的抗旱“記憶”是繼含羞草對外界脅迫抵抗“記憶”,以及燕麥草短期乾旱“記憶”之後的又一重要的植物“記憶”發現,隨著越來越多植物中“記憶”的發現,“記憶”已經不再是動物們的專屬本領,越來越多的植物將會被發現具有這一特性,從而提升自身的生存適應能力。
  相關新聞
植物有生命也有感覺會痛還知道自己正在被啃食,吃素也算殺生
2019-06-30 13:57:13
阿楨
你的良心為什麼會痛?——良心的神經生物學基礎 2019-06-24 新浪科技

  作者Patricia Churchland在她的新書《良心:道德直覺的起源》(Conscience: The Origins of Moral Intuition)中提出“人若非具有社會性,就不會對凡事都有道德立場。”
  我們之所以有良心,與我們為了適應社會生活而演化出的神經生物學能力有關。
  演化生物學領域有一種理論(比如理論生物學家Bret Weinstein所拓展的理論),即道德爭論就其能力本身而言具有社會功能,它能凝聚不同的群體——無論他們爭論的內容或他們各自對道德“正確”的抽象認識為何。此外,我們的許多道德規範——如我們不應背叛朋友或拋棄子女——顯然受到了自然選擇的影響,以便我們可以更好地在集體中生存下去。其他規範(如互惠的正確性)也頗為類似:我們的內心有一種與生俱來的強烈衝動——如果他人施予我們恩惠,假以時日,我們也當以回報。
  Churchland在書中略微提及了曾有研究觀察到其他靈長類(如黑猩猩)表現出類似有良心的行為,並列舉了靈長類動物學家Frans de Waal曾分析過的行為,比如為了共同目標而合作、分享食物、收養孤兒、悼念死者。Churchland認為這些例子指出了人類良心的演化起源。
  回應
神經生物學基礎?全文沒有提到良心的神經生物學基礎,到底良心與哪個神經核團或神經回路相關聯?
2019-06-30 14:10:15
阿楨
一位患者因為大腦左半球運動皮層損傷,導致了右臉癱瘓。當他試圖假裝微笑時,他只能牽動左邊的臉。但是當他自然發笑的時候,兩邊的臉都能正常做出笑容。
  另外一個人大腦左半球的邊緣系統受損。當他假裝微笑的時候,兩邊臉正常運動並恢復了對稱。但在真正表達情緒的時候,他的臉卻是不對稱的——右側臉比左側明顯移動得更少。
  這說明真正的微笑其實是由邊緣系統(大腦的情感部分)控制,而假笑是由大腦運動皮層控制的。
  那麼假笑能不能反過來讓我們變快樂呢?還真可以。德國科學家在2009年進行了一項研究,結果顯示,面部回饋(例如模仿的微笑)實際上改變了大腦中情緒內容的神經處理,並得出結論:當我們微笑時,我們大腦內部的情緒和幸福電路被啟動了。

夢中的場景助他贏得諾獎:玩耍、做夢竟能激發創造力 2019-06-15 新浪科技

  玩耍、做夢、走神,這些聽起來都像是不認真學習工作的代名詞。但正是這些行為,得以讓大腦思維放飛,不經意間就能提供許多問題的答案。神經學家和心理學家正將玩耍和創造力聯繫到一起,認為玩耍能激發人類的創造力。而許多著名作曲家和科學家的例子,也印證了這一觀點。
  玩耍對於生命個體來說很重要,它的存在要遠遠早於人類出現的時間。玩耍或許是幼年動物練習交配的手段,幾乎所有的幼年哺乳動物都會玩耍,鳥類中的鸚鵡和烏鴉、一些爬行類動物、魚類,甚至蜘蛛中都曾有過玩耍的記錄。
  但是玩耍是要付出代價的。年輕的動物會把一天20%的能量預算花在玩耍上,這就意味著這些能量不能用於捕食。此外,玩耍還會帶來一些生存相關的問題:因為互相追逐或跟在母親身後玩耍,獵豹幼崽會嚇跑獵物;因為貪玩而陷入泥潭的大象;被仙人掌刺釘住的大角羊等。有的動物甚至還會因為玩耍誤殺了自己或者同伴。
2019-06-30 14:16:45
阿楨
既然玩耍的代價如此之高,那肯定也會帶來很多好處。甚至有時,玩耍可以決定生與死。舉例來說,新西蘭的野馬越貪玩,它們在第一年就存活得越好。阿拉斯加棕熊的幼崽一歲時候的遊戲行為,能讓它們安穩地度過冬天。
  另外,某些玩耍行為也不是單純地為了放鬆精神。馬會在玩耍過程中讓肌肉變得更強;獅子幼崽們玩打鬥的遊戲,實則是為日後爭奪部落首領的鬥爭打下基礎;海豚吹空氣泡泡,是在訓練迷惑和捕捉獵物的技巧;雄性蜘蛛練習怎樣在交配後快速遠離雌性,以防被其他雄性攻擊。
  至少在哺乳動物中,玩耍的作用不只是單純地練習某項行為,當它們跟蹤、捕獵和逃跑時,它們能夠發現自己處在前所未有的新環境中。
  玩耍與創造力
  玩耍能夠讓人從一些思想上的死胡同中走出來,當你卡在某個點想不通的時候,還會讓你茅塞頓開,並產生新的想法。
  James Watson和Francis Crick發現了DNA雙螺旋,但是他們卻是從彩色小球中獲得了啟示,這些彩色小球可以像積木一樣粘在一起,就這樣他們建立了雙螺旋模型。用Watson的話說,他們要做的不過是“開始玩耍吧”。
  夢也是同樣強大的。心理學家Jean Piaget將做夢比作玩耍,他的開創性研究幫助我們理解了兒童的成長過程。正是在夢中,我們的大腦才會自由地將最奇異的思想和圖像片段組合成小說中的人物和情節。
  即使在半睡眠狀態下,我們的大腦也足夠開啟想像。在這種狀態下,August Kekule發現了苯的結構;Mary Shelley構思了《弗蘭肯斯坦》;Dmitri Mendeleev發現了化學元素週期表。
  玩耍和做夢都是我們放飛思維的方式。據報告,96%的美國成年人每天都會放飛思維,也就是走神,而另外4%的人可能只是因為心不在焉而沒注意到而已。心理學家發現人類走神的頻率高得驚人,大部分人的大腦在三分之一到一半的時間裡是都在走神。
2019-06-30 14:17:38
阿楨
走神通常被認為是無害的,但不代表這沒後果。心不在焉的人很難集中注意力,比如他們會在閱讀理解測試中表現得很差。更令人擔憂的是,他們在考試中的表現也更差,其中包括許多大學入學要求的學業能力測試。
  但是走神也有有利的一面——至少對於訓練有素的頭腦來說是這樣。事實上,像愛因斯坦、牛頓和著名數學家亨利•龐加萊這樣的人,他們解決了許多重要的問題。但是,很多時候他們並沒有刻意鑽研這些問題,比如阿基米德在進入浴缸時發現了應該如何測量物體的體積。阿基米德這一最重要的發現,是由他進入浴缸時不斷上升的水中獲得的。龐加萊曾描述了他有一段時間在數學問題上沒有取得成功的心態:我對自己的失敗感到厭惡,於是去海邊玩了幾天,想了些別的事情。一天早晨,當我走在懸崖上時,我突然產生了一個想法,簡單地、突然地,而且我立刻確定了:不定三元二次型的算術變換和非歐幾何的變換方法完全一樣
  控制玩耍,獲得無限創造力
  這個所謂的思維孕育過程是無意識的,但實驗卻發現能增強創造力。

為什麼玩耍很重要? 2019-06-28 新浪科技

  思維不同於演化的有機體和自組裝的分子,我們不能指望它用同樣的方式——諸如基因漂變和熱振動這樣的機制——來克服探索過程中遇到的深谷,但思維肯定有一些方法來達到同樣的目的。事實證明,方法不止一個,而是有很多,但其中最重要的方法之一便是玩耍。
  這裡指的不是基於規則的棋盤遊戲或足球比賽,而是像孩子們玩一堆樂高積木,或者沙箱裡的玩具鏟子和水桶時那種隨心所欲、無組織的遊戲。
  這種玩耍行為沒有直接目標和利益,甚至沒有失敗的可能性。
  貪玩的動物
  做夢和走神
  很明顯,正如生物演化需要在自然選擇和基因漂變之間保持平衡,創造力也需要平衡,在專注尋找各種有用的想法卻苦無所得時,你還可以選擇玩耍、做夢和走神,讓思維漫遊起來。
2019-06-30 14:20:42
阿楨
達芬奇的創造力源泉,竟然是多動症? 2019-06-15 新浪科技

  萊昂納多•達芬奇為世人帶來了大量精湛的藝術和科學作,然而歷史記載卻顯示,達芬奇總是花費過多時間來做計畫,卻在行動時缺乏毅力,往往充滿掙扎,需要自我克服才能夠完成作品。
  在這位天才和全才逝世500年後,來自倫敦國王學院的研究團隊近日發表於Brain《柳葉刀》提出,對達芬奇這種拖延的最佳解釋是,他患有注意缺陷多動障礙(ADHD),而這一病症也可能是他的非凡創造力的一個來源因素。

你為什麼越來越不相信“幻想”? 2019-06-18 新浪科技

  想像是對頭腦中已有表像進行加工改造,形成新形象的過程。其中包括與個人願望相聯繫且不一定以客觀規律為依據的幻想。有學者認為人們之所以能夠從幻想中獲得快樂,一方面是因為幻想激發了人們的想像,另一方面因為幻想也可以成為人們在無力時的一種精神寄託。但是由於兒童的學習能力很強,同時對世界的理解和認知水準很低,他們會模仿動畫片中幻想出的行為,從而做出錯誤甚至危險的行為。
  一般認為,兒童在2-3歲時產生記憶,隨之產生幻想。由於知識儲備和經驗不足、認知資源有限,兒童早期的幻想往往是沒有目的、沒有連貫主題的自由聯想,到了4、5歲以後,兒童的幻想才開始有了一定的目的和意義。
  兒童也更容易相信那些帶有積極感情色彩的幻想事件。他們更容易相信“好的”幻想會真實發生,而“壞的”幻想則在現實中不存在。這可能是因為兒童天生的一種調節情緒的方式:通過相信好事情的存在和壞事情不存在,來減少負面情緒、增加積極情緒。
  實際上不止是兒童,成年人也會用“積極幻想”作為一種調節情緒、自我保護的方式。積極幻想是個體在生活中或在面臨威脅性情境、壓力性事件時所做出的一種對自我、現實生活和未來消極方面的認知過濾,而這種過濾是以歪曲表徵方式投射到個體的自我意識中。積極幻想主要有三種表現形式:對自我不切實際的積極看法、對未來的盲目樂觀、誇大個人對現實的控制能力。
  動畫片雖然是假,暫時當它是真,體驗無所不能的力量和無比美好的純善,也是一種小幸福。
2019-06-30 14:26:36
阿楨
人類為什麼要睡覺?科學家至今沒有找到確切答案 2019-07-29 新浪科技

  斯坦福大學醫學院研究團隊最近一項發表在《自然》 上的論文指出,斑馬魚睡眠時的神經活動特徵與人類相似。這意味著睡眠活動至少在4.5億年前已經演化出來,此時地球上的動物仍然全部生活在海中。
  可有人為什麼要睡覺,至今沒有一個統一的確切答案。
  睡眠是為了保存能量?
  但目前,反對這種觀點的呼聲非常高,一個相反的觀點認為睡眠大約可以節省5%—10%的能量,最多不超過15%,節約的能量非常有限,恢復和保養論可能過於粗糙和簡單。
  睡眠是為了更好的學習記憶?
  睡眠的功能論得到了廣泛認可。現在學界普遍認為睡眠有利於神經組織的修復和生長,以保證次日白天功能的正常發揮。
  突觸穩態說認為,突觸作為神經元間資訊的傳遞通道,在人清醒的時候,新資訊不斷輸入大腦,為了適應資訊傳遞的需求,突觸活動不斷增強。但是突觸不能無限活躍,否則將再沒有空間來形成新的記憶。而睡眠期間由於和外界刺激的相對隔絕,突觸在這段時間得到充分休息,突觸的相對回縮為新一天接受資訊的輸入,學習新事物做準備。
  還有恢復與修整功能論、身體免疫論等推測。
  動物千奇百怪的睡眠方式
  動物睡眠另一個有意思的現象是半球腦睡眠現象。一些生活在水中的哺乳動物以及鳥類,如海豚、軍艦鳥等,可以一半大腦睡眠而另一半大腦保持清醒。它們可以通過大腦兩個半球交替睡覺,滿足長途遷徙和避免被捕食的需求。近年來,我們發現人類在一些特殊條件下,如進入陌生的睡眠環境中,大腦也表現出類似的一半睡眠一半清醒的現象。
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病毒洗冤錄:病毒有時候實在是比竇娥還冤,比如導致僵屍鹿的罪魁禍首是朊病毒,但它根本就不是病毒,而是蛋白病斑,瘋牛病和阿爾茨海默病/帕金森病就是朊病毒引起的. 2019-07-29 新浪科技
2019-08-16 09:36:05
阿楨
女性更易患阿爾茨海默病,為什麼? 2019-09-03 新浪科技

  2018年的《世界阿爾茨海默病報告》中指出,2018年全球約有5億人患有阿爾茨海默病,到2050年,這一數字將增至15.2億,將是現在的三倍之多。目前全球每3秒鐘就將有一位阿爾茨海默病患者產生,陷入記憶的煩惱。
  關於的病因有很多理論,但有一點,研究人員基本上是觀點一致的,即女性各種形式癡呆症的發病率高於男性。中國目前有800萬-1000萬名阿爾茨海默病患者,隨著人口老齡化速度的加劇,未來還會持續增加,而且老年女性的“中簽率”更高。
  許多研究給出了這一現象最簡單的解釋:女性更長壽。
  新的理論不斷被刷新。2019年7月16日在洛杉磯舉行的國際會議上,科學家們提出女性大腦中的傳播方式可能與男性不同,揭示了為什麼女性比男性更容易患阿爾茨海默病。
  科學家還知道,在特定年齡段,一種名為APOE-4的基因對女性患病的風險似乎比男性更高。這一次,範德比爾特大學的研究人員發現,tau蛋白在女性和男性大腦中的傳播方式存在差異。
  tau蛋白被認為是患者大腦中功能異常並且在神經細胞中沉積的另一種蛋白。通過對301名思維能力正常和161名大腦輕度受損的人進行掃描,科學家繪製出tau蛋白沉積的位置,並將其與神經網路(大腦信號奔跑的高速公路)聯繫起來。結果發現,大腦輕度受損的女性體內的tau蛋白網路比男性更為分散,大腦中受到tau影響的區域更多。
  回應
都是大腦的問題,沒發現女性思維和男性思維的差異很大嗎?
2019-09-04 07:31:23
阿楨
左撇子的11個獨特之處:男同性戀中竟然多數是左撇子 2019-09-19 新浪科技

  1、左撇子擅長體育運動
  2、左撇子更可能是瘦長臉
  3、擅長數學
  4、不太可能是“左腦優勢者”
  95%的慣用右手者的左腦是主導大腦部分,也是語言功能定位區域;但左撇子僅有70%是左腦為主導, 30%的人語言能力均勻受左腦和右腦控制,或者語言能力受右腦控制。
  5、大腦結構不同
  2019年發表在《大腦》研究顯示,科學家發現與左撇子相關的基因,可導致大腦結構產生差異,這些差異可能意味著左撇子因此具有更好的語言技巧。
  6、更容易患過敏症、偏頭痛等一些疾病
  7、左撇子更容易出現睡眠障礙
  8、感官和表達方式不同
  《公共科學圖書館•綜合》雜誌一項研究表明,左撇子行為處理控制源自右半腦,然而右撇子行為處理控制源自左半腦,這項發現可能會影響情緒障礙治療,該研究作者之一、心理學家傑佛瑞•布魯克希爾稱,基於我們的研究結果,我們發現情緒障礙治療應當因人而異,對左撇子人群的治療方案可能對右撇子人群起到負面影響。
  9、男同性戀更有可能是左撇子
  同性戀男性是左撇子的概率比異性戀男性高82%,而同性戀男性是左撇子的概率比異性戀女性高22%。
  10、左撇子酒量較大但少酗酒。
  11、左撇子之謎可能與脊髓有關
  關於是什麼因素決定了人們的利手性偏好,當前存在幾種理論,在過去幾十年裡,研究人員這與遺傳基因有關,決定某人出生時是右撇子還是左撇子,主要取決於大腦半球之間的基因差異,但是發表在《eLife》雜誌的一項研究發現,具體的答案與人體脊髓有關。
  研究人員稱,初生嬰兒儘管大腦運動皮層和脊髓還未完全連接,但到15周之後嬰兒逐漸成長,並開始活動,他們很小的時候就選擇了自己的利手性,這意味著利手性偏好的關鍵是脊髓,而不是大腦。
2019-09-24 10:14:02
阿楨
為什麼大多數人是右撇子?左撇子的成因是什麼? 2019-11-13 新浪科技

  大多數人(大約占85%到90%)都是右撇子,世界上還沒有哪個人群是左撇子占多數的。這種不平衡在歷史上給左撇子帶來了一些負面影響。他們不得不使用為右撇子設計的剪刀、桌子、刀具和筆記本等。“right”(右)在英語中也有“正確”的意思,而“sinister”(陰險的,邪惡的)這個詞的詞源可以追溯到拉丁語中表示“左”的詞。
  雖然在大多數地方,人們對左撇子的偏見已經淡去,但科學家仍然對右利手與左利手之間的差異感到困惑。研究人員仍在試圖瞭解是什麼原因使人們更喜歡用一隻手而不是另一隻手,以及為什麼大多數人慣用右手。
  在個體層面上,利手性可能在發育的最初階段就已確定。在2005年發表於《神經心理學》(Neuropsychologia)雜誌的一項研究稱,胎兒在子宮裡會表現出對某只手的偏好(會吮吸某只手的拇指),這種傾向在他們出生後還會繼續。
  雖然科學家沒有找到右撇子或左撇子基因,但DNA似乎確實在利手性中發揮了作用。在最近發表在神經學期刊《大腦》(Brain)上的一項研究中,牛津大學的研究人員分析了英國約40萬人的DNA,發現基因組有4個區域與左利手廣泛有關。這4個區域中有3個與大腦發育和結構有關。一些研究人員希望,通過研究左利手和右利手之間的生物學差異,能夠揭示大腦是如何發展其左右半球的特殊功能的。
  研究人員很早就在考古記錄中發現,大約50萬年前,右利手就佔據了統治地位。尼安德特人,已經滅絕的人類近親,也大多是右利手。這種現象使得人類在動物中顯得很奇怪。一些非人類的靈長類物種,比如其他類人猿,雖然也有利手性,但左利手和右利手的比例通常接近50比50。
  從演化的角度來看,如果右利手的演化是因為他們擁有某種優勢,那麼你可能會認為左利手終將完全消失。左利手也確實存在一些缺點,比如工作事故發生的頻率更高。2013年發表在《大腦》雜誌上的一項研究還表明,左利手與學習障礙有關聯。
  目前,有一個主流理論可以解釋為什麼左利手總是占少數,這就是戰鬥假說。這種觀點是說,如果你是左撇子,那你會有一個意想不到的優勢,因為大多數人都習慣了和右撇子打架。
  回應
和左右腦的“分工”有關
2019-11-18 08:24:15
阿楨
當你思考時,大腦會消耗多少熱量? 2019-11-12 新浪科技

  當身體處於靜止狀態時(即除了基本的呼吸、消化和保持體溫之外,未參與任何活動),大腦消耗的能量高達整個身體的20%至25%,主要是以葡萄糖的形式消耗掉的。對於普通男性和女性來說,這部分能量分別約等於350和450卡路里。在童年時期,大腦甚至更“貪婪”。一般五六歲兒童大腦消耗的能量最多可以占到全身的60%。儘管大腦重量僅占全部體重的2%,但大腦“貪吃”葡萄糖的習慣使其成為了全身耗能最大的器官。
  除了人類之外,其它動物也具有這一特徵。研究發現,小樹鼬、小狨猴等超小型哺乳動物也會像人類一樣,將全身的大部分能量分配給大腦。
  大腦消耗的大部分能量都用於神經元之間的交流溝通,這是通過化學信號在一種名叫“突觸”的細胞結構之間傳遞實現的。啟動突觸需要耗費許多能量,其中涉及到大量離子跨膜運輸,而這是大腦中最耗能的過程之一。
  此外,大腦從來不會停下休息。即使在睡眠中,大腦也需要能量來維持細胞間的信號傳遞、從而保證正常的身體機能。不僅如此,還有一些細胞專門負責向神經元輸送營養物質,而這些細胞也需要一定的葡萄糖才能生存和工作。這也能解釋為何童年時期的大腦耗能占比格外大,因為在我們五六歲時,大腦正處於快速發育期,所需能量將近成人大腦的三倍之多。
  既然大腦耗能如此厲害,這是否意味著大腦工作得越辛苦、消耗的能量就越多、我們就能燃燒掉更多熱量呢?
  從理論上來說,假如大腦在做涉及認知能力的困難任務,那麼答案是肯定的。
  但如果你認為光靠思考就能把這些熱量消耗掉,那你就大錯特錯了。因為儘管大腦耗費的能量很多,但真正用於思考的能量其實相對很少,大部分能量都是由“暗地裡”進行的那些活動耗費的。我們往往意識不到這些活動的存在,並且其中很多都與學習唱歌或彈奏吉他等有意識活動無關。
  換句話說,學習新任務或解決難題其實並不是最耗能的大腦活動。事實上,相對於大腦的總能量消耗,開展“新活動”所耗費的能量其實很少。
  綜上所述,光靠思考無法讓我們保持苗條的身材。但在靈感枯竭、需要“充血”時,多吃一小塊巧克力也沒什麼不好。(葉子)
  回應
難怪我們在看那些“燒腦”的緊張刺激的懸疑的電影電視劇時就很想吃零食、喝飲料呢。難怪我們在用電腦作複雜工作時或玩電子遊戲時,就要不停的往嘴裡喂各種甜食呢。
難怪人家說我吃不胖,原來大腦也是運動,那寫軟體的胖子就是偷懶了?
2019-11-18 08:24:57
阿楨
最新《科學》看清“致病”蛋白如何幫助記憶 2020-03-17 新浪科技

  頂尖學術期刊《科學》的最新一期 “澱粉樣蛋白”的研究。美國Stowers研究所首次以原子解析度描述了大腦神經細胞中一種澱粉樣蛋白的結構。
  通常說到澱粉樣蛋白,大家通常會想到各種神經退變有關的疾病,比如阿爾茨海默病,還有帕金森病、亨廷頓病和克雅病等。所謂的“澱粉樣”,指的是原本可溶的蛋白異常地形成穩定的、不可溶的沉積物,破壞神經組織。
  然而,Kausik Si教授認為,對澱粉樣蛋白的主流認識可能存在誤解。
  在神經系統相對簡單的海兔中,竟存在有生理功能的澱粉樣蛋白。這種名為CPEB的蛋白與RNA結合,調控RNA翻譯為蛋白質的過程,當它們聚合形成的澱粉樣蛋白時,幫助海兔維持長期記憶。
  後續在果蠅、小鼠等神經系統更複雜的動物中,研究人員發現,這種蛋白(Orb2)也會發生自我聚合。
  具體來說,CPEB/Orb2在腦中有兩種結構形態,分別執行不同的功能,對於形成持久的記憶非常重要。主要形態是可溶的單體,在神經連接處(也就是突觸)抑制翻譯過程;而當記憶形成時,這些單體會自我組裝成有生物化學活性的澱粉樣蛋白,促進突觸的蛋白質翻譯。
……
  接下來,研究人員打算確認,在人腦中是否同樣有這種具備正常功能的澱粉樣蛋白,以及它們對記憶的形成究竟起什麼作用。或許我們對澱粉樣蛋白“損害神經”的老觀念會改變,也會對記憶如何形成有新的認識。
https://tech.sina.com.cn/d/f/2020-03-17/doc-iimxyqwa1060256.shtml
2020-03-18 08:16:58
阿楨
為何說左撇子比常人更聰明?終於有答案了,和大家想的不一樣 2020-04-26 新浪網

有人研究發現,世界上的藝術家,天文學家,企業家等名人,有很多都是左撇子。這些都是公認的聰明人,再加上習慣用右手的人,用不了左手。而左撇子經過訓練,可以左右手合用,還有,絕大多數的左撇子都是男人,只有少部分左撇子是女性,所以,人們就認為左撇子比一般人更聰明。
  但是,事實真相並不是大家想像的那樣,不是所有的左撇子都很聰明,一群人裡面只有一小部分屬於很聰明的那一類人。這是因為左手的神經系統,對應的不是左腦而是右腦,右手對應的才是左腦。一般是左撇子的人,頭腦比較聰明的,是因為除了右腦比較發達,左腦也一直在用。這樣的人其實很少,更多的左撇子其實用的還是左腦,所以,不是用左手就聰明,而是看你大腦的開發利用程度。
  民間一直有天才在左,瘋子在右的說法,之所以人們會覺得左撇子更聰明,不是因為天生智力高,而是因為人們的左右腦都很發達。普通人在一般情況下,用的只是半側腦子,大腦長時間不用就會萎縮。而調動左右腦一起思考的人,思維更靈活,當然會顯得很聰明。還有,男人左撇子多是因為左腦發育比右腦遲,影響到右手發育,於是,男人有很多人都是左撇子。不過,家裡親人要都是左撇子,子女十有八九也是左撇子,畢竟,遺傳基因在這裡。
  每個人都想自己變得聰明一點,聽說左撇子更聰明後,天生沒有左撇子基因,也想讓自己後天練成左撇子。確實,左撇子是可以通過後天努力鍛煉出來的,就是比較辛苦一些。
  不過,沒必要非揪著左撇子練習。要想大腦聰明,更重要的是多學習多思考,想盡辦法開發大腦,鍛煉思維邏輯。
2020-05-04 07:29:07
阿楨
科學解釋:為什麼線民戾氣越來越重? 2020-05-03 新浪科技

  作者:Lachel,原文:《人類的本性,逃不開黨同伐異》
  從300萬年前的舊石器時代,到5萬年前智人打敗尼安德特人,再到西元2020年,整個人類的進化史,一直都有一個主題:如何在強敵環伺的環境裡更好地生存下去,繁衍壯大。
  所以,一切基因的進化和演變,都會不由自主地沿著一個方向:如何才能更好地生存下去。而那些不利於生存的特徵,都會慢慢地被淘汰掉。
  大腦的杏仁核負責對情緒的識別和記憶,新皮層負責複雜的理性思考。
  當我們面臨危機或威脅時,我們會感到熱血上湧、心跳加速、全身發冷,整個人立即進入高度的緊張和興奮狀態,這就是杏仁核在起作用。它繞過新皮層,讓我們的機體進入“戰或逃”的狀態。  這是確保我們能生存下來的本能。原因很簡單:如果當你遇到危險,還要大腦慢吞吞地理解環境、下達指令的話,那這樣的個體早就死掉了。但這一功能到了現代複雜的環境刺激下,我們的杏仁核過於敏感,很容易產生應激反應,從而讓我們受到情緒的驅動,做出種種衝動、不理性的行為。
  在原始時代,任何一個個體都是難以生存的。要存活下來,並保證基因的繁衍,唯一的方式就是抱團,結成部落。因此,黨同伐異的特性,就會印刻在我們的基因裡面,一直保留到今天。
  所以,一個很遺憾的事情是:如今網路上,似乎已經很少有能夠理性交流的土壤了。任何一個稍稍有點爭議的話題,一定會開始有人扣帽子……新皮層中最重要的前額葉皮層,也就是負責調控注意力、作出計畫、理性思考的部位,一直要等到25歲左右才發育完全。人經歷的事情越多,需要面對的複雜問題越多,需要絞盡腦汁去思考和應對的情境越多,前額葉皮層就會越發達。
  尤其近幾年,黨同伐異現象愈演愈烈。
  一方面,網路的普及,使得許多人都有機會可以接觸到更多的資訊。那麼,也就更容易構建出一種“想像的共同體”。
  另一方面,近幾年全球經濟的形勢,使得許多人都積攢了不少情緒。拿美國來說,在共和黨的語境裡,失業率攀升,治安下降,大家沒錢?都是民主黨那幫廢物搞的!同樣,為什麼特朗普要拿中國甩鍋了。
  瞭解歷史的朋友會知道,希特勒是如何蠱惑人心的!
2020-05-04 07:35:15
阿楨
電子有自己的意識嗎?離奇但又有道理的“泛心論” 2020-05-20 新浪科技

  《新科學家》期刊這個月的封面標題為“宇宙有自己的意識嗎?”數學上對“意識”的確切定義可能意味著宇宙中充滿了主觀體驗,“這可能是一場科學革命的開始。”
  泛心論有許多不同的版本,其中一種叫做“構成性泛心論”(constitutive panpsychism)。簡單來說,它認為所有物質都擁有某種與其相關聯的“思想”或“意識”,反過來亦是如此。哪裡有思想,哪裡就有物質;哪裡有物質,哪裡就有思想。兩者之間密不可分。所有類型的物質都有某種與之關聯的思想,甚至包括電子在內,人類的意識過程與電子選擇量子態的過程之間的區別僅在於程度、而非類型。
  許多生物學家和哲學家都認同,生物與非生物之間並不存在明顯的界線。
  量子理論奠基人、丹麥物理學家尼爾斯•玻爾指出,“生命和機械的定義……其實只是出於方便起見……假如我們將生命的概念擴展到全部自然現象上,而不對生物與非生物做嚴格區分,物理學在生物學中所受的限制也就失去了意義。”
  電子並不是只會在時空中一成不變地運動的東西,電子每次重複時,與前一個電子的差異大小便由粒子的選擇和思維來決定。在生物進化的過程中,這種選擇不斷向上累積,最終構成了人類和其它哺乳動物所擁有的的複雜思維和選擇能力。
2020-05-21 08:32:51
阿楨
被愛情沖暈了頭? 大腦在墜入愛河時發生了什麼 2020-10-11 新浪科技

  掃描了100多名處於熱戀中的人的大腦,那些墜入愛河不久的人(8個月內),他們大腦中與強烈的浪漫愛情感覺相關的區域活動頻繁;而那些熱戀時間較長的人(8到17個月),大腦中與深度依戀感相關的區域表現出了額外的活動。
  人類進化出了三種不同的大腦系統來進行交配和繁殖:性衝動、愛情和依戀之情。
  深度依戀自然而然、一點一滴地發生的。人類的一個獨特之處就在於會為了撫育後代而與伴侶結成穩定的“配對關係”。97%的哺乳動物不會靠配對來撫養後代,但人類會。一個結婚50年的女性朋友告訴我,有時候她會討厭她的丈夫,但是心裡還是一直愛著他,這種愛實際上就是依戀感。
  性是非常強大的。當你高潮時,大腦的很大一部分會完全停止運轉,12條腦神經中的5條會被立即啟動,與深度依戀感覺有關的催產素和後葉加壓素會大量分泌。在靈肉交融的同時,你的大腦會接受大量的資訊,畫面、聲音、氣味、觸覺等等,對生殖器的任何刺激都可能觸發多巴胺的活動,將你推進愛的浪潮。
  性是很久很久以前就進化出來的大腦原始系統,只要我們作為物種繼續存在著,它就會一直伴隨我們。這就像吃肉一樣,只是人類最原始的本能,在我們的大腦裡,永遠不會改變。
  除了生孩子,性對眼睛、皮膚、肌肉、呼吸都有好處,還能讓你放鬆,幫助你控制膀胱,還是一種很好的抗抑鬱藥。精液中含有許多化學物質,包括多巴胺、血清素、睾酮、雌激素、促卵泡激素和促黃體生成素等各種能保持身體健康的物質。
  我們已經進化出四種與多巴胺、血清素、睾丸激素和雌激素系統相關的思維和行為方式:探索者、建設者、主管者、談判者。
  探險者——多巴胺水準高的人,傾向於追求新奇,他們冒險、好奇、有創造力、精力充沛、思維靈活。建設者——血清素水準高的人,是傳統和保守的,他們遵守規則,尊重權威,喜歡時間表和計畫,更可能有宗教信仰。而主管者和談判者則分別由雄性激素和雌激素相關的特徵表達。
  雄性激素高的人,大腦中與分析思維和數學思維有關的區域更加活躍。那些雌激素高的人,其鏡像神經元和其他主要由雌激素構成的大腦區域表現得更加活躍,會表現出較高的同理心。
  回應
這就是現有動物能成功生息繁衍到今天的關鍵所在
2020-10-12 08:45:24
阿楨
清華大學團隊首提“類腦計算完備性”概念 2020-10-16 科技日報

我國首篇以“電腦系作為第一完成單位”的論文登上《自然》,提出“類腦計算完備性”以及軟硬體去耦合的類腦計算系統層次結構。“這是一個新穎的觀點,並可能被證明是神經形態計算領域以及對人工智慧的追求的重大發展。”
  類腦計算,是借鑒生物神經系統資訊處理模式和結構的計算理論、體系結構、晶片設計以及應用模型與演算法的總稱。“現有的類腦計算系統研究大多聚焦於如何實現具體的晶片、工具鏈、應用和演算法的創新,忽略了從宏觀和抽象層面上對計算完備性和體系結構的思考。”
  類腦計算處於起步階段,國際上尚未形成公認的技術標準與方案,這一成果填補了完備性理論與相應系統層次結構方面的空白,利於自主掌握新型電腦系統核心技術。電腦體系結構專家、華中科技大學電腦學院教授金海評價此項研究:“在類腦計算系統領域做出了基礎性、原創性的貢獻,有利於自主掌握新型計算系統軟硬體核心技術。”
2020-10-17 08:59:42
阿楨
美媒:中國量子雷達或已領先全球 追蹤潛艇將更容易 2020-11-09 環球時報

  美國《國家利益》網站近日刊文提及了量子雷達在反潛中的應用,報導稱,目前聲學探測仍然是探測和跟蹤潛艇的主要方法。除了安裝在艦船和潛艇上的主動和被動聲納,還包括固定在水下的聽音系統,或由美國P-8日本P-1等海上巡邏機投放的聲呐浮標,或MH-60R等反潛直升機吊放的浮標。
  如今最先進的潛艇,如佛吉尼亞級和海狼級攻擊潛艇發出的噪音只比平均海洋背景雜音大5分貝。甚至更便宜的瑞典AIP潛艇也在演習中成功在未被發現的情況下“擊沉”美國航母。
  高敏感的低頻聲呐和先進衛星光學敏感器可以完全不受聲音隱身的影響,通過高性能電腦處理器,通過海量資料把微弱差異性的聲音接觸從背景雜訊中分離出來。據背景雜音造成的微弱接觸,中國甚至正在開發一種基於衛星的鐳射監視系統,目的是探測深度達500米的潛艇。
  儘管量子感測器和通訊器仍面臨距離相干性的限制,但它有可能繞過傳統射頻感測器的許多局限性和弱點,克制干擾或隱身技術而發揮效果。中國似乎在量子雷達取得了領先,不過要多久才能實用化,還有待觀察。
  在2017年6月21日,中國開發出了低溫液氮冷卻超導量子干涉裝置,它可以緩解噪音問題,即使裝在直升機上也能探測到地下深處的鐵質物體。可以探測到6千米外的潛艇,如果噪音抑制得更好,作用距離可能會更大。相比之下,一個典型的磁異探測器作用距離可能只有幾百米。
  2019年4月14日,《國際國防採購》透露,澳大利亞也在研究量子磁強計技術,用於潛艇探測。但顯然是用於固定部署的潛艇監視系統。“這些磁強計可以探測非常小的磁場。目標是建立海底感測器系統,探測潛艇的存在。可以在對澳很重要的資產周圍建立一條環形線路。”
  量子技術還可以作為一種先進的導航感測器,無需導航衛星就可以讓潛艇保持航向。
  中國在利用量子糾纏進行加密通信方面也取得了顯著突破。可以想像,這可能適用于與水下潛艇的通信,這是一項技術上具有挑戰性的任務。
https://mil.news.sina.com.cn/china/2020-11-09/doc-iiznezxs0802550.shtml
2020-11-10 08:15:18
阿楨
瀕臨死亡時,大腦在想什麼? 2020-11-09 環球科學

  在瀕臨死亡時,一些人會產生神秘的大腦瀕死體驗(Near-death experiences,NDEs),如疼痛感消失、看到隧道盡頭的亮光、感覺自己脫離肉體,飄浮在空中等。雖然難以直接研究這類特殊的體驗,但科學家能通過產生相似體驗的實驗,揭示在極端條件下,大腦是如何工作的。
  當身體在遭受鈍器外傷、心臟病、窒息和休克等危及生命的傷害時,會觸發瀕死體驗。在醫院中,1/10的心臟驟停患者有過類似的體驗。成千上萬的倖存者在經歷過這一轉瞬即逝的痛苦時刻後,都描述道:他們脫離了受損的身體,進入了超越日常存在的環境,不再受到通常時空界限的束縛。這些神秘而又極具衝擊力的經歷,會導致他們的生活發生永久性改變。
  瀕死體驗並非幻想。他們的經歷還包括遇到活著或者已死去的親人、伴侶或朋友,以及天使之類的精神形體;產生類似于普魯斯特式的記憶回溯,甚至是回顧一生中好或壞的記憶;又或者對時空的感知出現扭曲。其中一部分感知現象,能通過生理學解釋。例如逐漸變窄的隧道景象,是由於視網膜外周的血流量減少,導致視野周邊的區域最先喪失視覺。
  人們在攝入一類會影響神經遞質(5-羥色胺)受體的致幻劑時,通常會有類似的神奇體驗。這類藥品包括賽洛西賓(裸蓋菇素,一些毒蘑菇中的活性成分)、麥角酸二乙醯胺(LSD,一種強烈的半人工致幻劑)、二甲基色胺(DMT,又名精神分子)以及5-甲氧基二甲基色胺(5-MeO-DMT,又名上帝分子)等,它們會被用在某些宗教、靈修或娛樂活動中。
  心臟停止跳動,大腦缺乏血流(缺血)和氧氣(缺氧)時,病人不到一分鐘就會暈倒,就像一個逐漸斷電的小鎮,一個街區接一個街區斷電,大腦的局部區域一個接一個地停止工作,然而思維仍然會在尚未停止活動的神經元支持下,繼續運作:根據個人的經歷、記憶和文化背景,繼續在大腦中講故事。
  在這種“斷電”情況下,大腦的經歷也構成了瀕死體驗中奇怪而特殊的故事的主要內容。但對經歷過的人來說,瀕死體驗和大腦在正常清醒時產生的任何感知一樣真實。當供血和供氧恢復正常時,大腦就會重新啟動,並重新恢復日常的功能。
  許多神經學家注意到瀕死體驗與一類被稱為複雜部分性發作癲癇產生的影響,具有相似性。癲癇發作可能伴有對物體大小感知的改變,出現不同尋常的味覺、嗅覺或本體感覺,以及產生記憶幻、人格解體或狂喜的感覺。
2020-11-10 08:18:42
阿楨
在臨床上,以狂喜為主要特徵的癲癇也被稱為陀思妥耶夫斯基癲癇(Dostoyevsky‘s seizures),他患有嚴重的顳葉癲癇。在小說《白癡》中,陀思妥耶夫斯基這樣描繪主人公梅什金公爵(Prince Myshkin)的癲癇發作:
  在癲癇發作或即將發作時,他總有一到兩個時刻,感覺整顆心、思想和身體似乎都在活力和光明中蘇醒。那一刻,他滿腹喜悅和希望,所有的焦慮似乎都被永遠地一掃而空;然而,這些時刻正是癲癇發作前的最後一秒,預兆著癲癇發作馬上就要到來,且一秒都不會遲到。那一刻當然是難以言表的。當癲癇發作停止,公爵回想起他的症狀時,常會對自己說:“儘管它是一種疾病,產生于大腦不正常的神經痙攣,但那又有什麼關係呢?當我回想和品味這些時刻,它似乎是一種最高程度的和諧與美好:在那一瞬間最深刻的感覺中,洋溢著無限的歡樂與狂喜,蘊含著欣喜若狂的虔誠甚至是最圓滿的生活。我願為這一時刻獻出我的一生。
  150多年後,神經外科醫生能夠通過植入電極,刺激癲癇病人大腦中的一部分皮層區域——腦島(insula),誘發他們產生這種狂喜的感覺。這一過程有助於定位癲癇的病灶,為可能實施的切除手術做準備。患者報告說,他們感受到極樂、幸福感增強、自我意識或對外界的感知增強,而刺激他們大腦其他地方的灰質,還會引發靈魂出竅或視幻覺。
  無論是由自發性疾病引起,還是由外科醫生的電極觸發,異常的神經活動模式與主觀體驗之間這種直截了當的聯繫,支援它起源於生物學機制而非靈魂之類的超自然因素。瀕死體驗的起源可能也是如此。
  瀕死體驗可能是正面的,這種震撼的體驗會將精神上的平靜與身體遭受的巨大創傷分離,使人產生與宇宙合二為一的感覺。但是,並非所有的瀕死體驗都是喜悅的,有一些經歷是十分可怕的,伴隨著強烈的恐懼、痛苦、孤獨和絕望。或許,以不同形式死亡的人在臨終前都會有瀕死體驗。在進入哈姆雷特所說的“從不曾有一個旅人返還的未知國度”之前,被垂死的軀體所束縛著的心靈,會造訪它獨有的天堂或是地獄。
  回應
小學四年級時,曾經遇過一次溺水,此前所有經歷過的生活場景如同畫面在腦屏中極速閃過,很清晰……這是否就是瀕臨死亡的一種體驗?
和我一模一樣,我小學時候也從樹上掉落溺水,高速閃現此前所有畫面。沉到水底又浮出水面的時候,瞬間見到光明回到現實,但感覺過了好多年
https://finance.sina.com.cn/tech/2020-11-09/doc-iiznezxs0784563.shtml
2020-11-10 08:21:55
阿楨
我們的大腦和宇宙,具有驚人的相似性 2021-01-04 新浪科技

  近期發表於Frontiers in Physics論文,義大利的學者通過對比人腦中神經元網路和宇宙中的星系網路,發現兩個複雜系統演化出的結構相似,儘管尺度和形成過程完全不同,但它們自組織的過程可能由相似的網路動力學驅動。
  人腦是一個複雜的時空多尺度結構,分子、細胞和神經元現象共存。它可以被建模為一個多層網路,也就是所謂大腦連接組:近鄰的神經元連接形成局部結構,不同的局部結構之間形成連接實現認知功能。
  而隨著暗物質和暗能量模型被物理學家廣泛接受,宇宙也可以被建模為網路。目前對宇宙網路結構形成過程具有較好解釋的,是ΛCDM暗物質模型。由於宇宙間物質密度的差異被引力作用放大,形成了無數的星系團,這些星系團物質形成了一個大型的網路。
https://finance.sina.com.cn/tech/2021-01-04/doc-iiznctkf0021722.shtml
2021-01-13 09:29:05
阿楨
防失智症1天5分鐘就好 研究指小習慣功效大 2021/01/27 中時

據《每日郵報》(Daily Mail)報導,中國研究人員分析了2,214名60歲或60歲以上,住在北京,上海和西安等大城市健康成人的睡眠模式。而研究發現,其中1,534人有固定午睡5分鐘—2小時的習慣,至於其他680人則沒有午睡的習慣。結果失智症篩檢顯示,那些睡午覺和不睡午覺的人有的「顯著」差異。
那些睡午覺的人辨識方位的能力比較好、說話流利,工作記憶也較佳。事實上,隨著年齡漸增,人的睡眠模式也會改變,而小睡也變得愈來愈普遍。而先前的研究對小睡是否有助於預防失智症,或小睡日趨頻繁是否其實是失智的症狀,始終沒有達成共識。
在已開發國家,超過65歲的人口中,約有1/10的人有失智症,而隨著全球人口平均壽命增加,這數字也與日俱增。
研究論文中說,午睡除了能減少睡意外,還有各式各樣的好處。其中包括記憶穩固,有助後續學習,增強執行力,並能提高情緒穩定度。不過,這些附加的好處因人而異。研究人員說,這發現可能的解釋在於,睡眠調整身體的免疫反應,而小睡可能是對發炎的進化反應。他們指出,發炎程度愈高的人,小睡的次數也愈頻繁。
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2021-01-27 09:15:28
阿楨
人死了,這些基因卻“活”了 2021-03-29 新浪科技

  美國伊利諾伊大學研究人員分析了新鮮腦組織的基因表達——這些腦組織是從常規腦部手術中收集的。結果發現,一些細胞的基因表達在腦組織死亡後增加了。近日,相關論文刊登於《科學報告》。
  這些“僵屍基因”(在死後一段時間內表達增加的基因)是特定的:來自神經膠質細胞。研究人員觀察到,神經膠質細胞能在人死後數小時內生長並萌發出長長的臂狀物。
  “神經膠質細胞在人死後會擴大並不奇怪,因為它們是炎症細胞,任務是在缺氧或中風等腦損傷後進行清理。”Jeffrey Loeb說,重要的是這項發現的意義——大多數利用死亡人腦組織進行的針對自閉症、精神分裂症和阿爾茨海默病等疾病的研究,都沒有考慮大腦死後的基因表達或細胞活動。

愛是生物學的事實嗎? 2021-03-29 新浪科技

  海倫•費舍爾(Helen Fisher)是來自金賽研究所(Kinsey Institute)的生物人類學家,她通過研究人類交配行為來揭開愛情、親密關係與欲望的奧秘。她對一百多個人進行了腦部功能磁共振(fMRI)掃描,還有超過1.5千萬人參與了她的性格調查。
  愛情是一個基本的大腦系統,就和恐懼、憤怒或厭惡一樣。為了交配繁衍,我們人類演變出了三種不同的大腦系統:性欲、愛情和依戀。
  愛情會伴隨著很多不同的情感。但腦部掃描器顯示,每個熱戀中的人大腦底部的腹側被蓋區(VTA)都有著相似的活動。這塊腦區會分泌出多巴胺,它會給予你能量、專注力、動力和極度的渴望。
  腹側被蓋區就在下丘腦和垂體的旁邊,這些區域是協調乾渴感和饑餓感的主要腦區。乾渴感和饑餓感讓你活到了今天。愛情驅使你墜入愛河、形成親密關係,然後將你的DNA傳給下一代。愛情是一種生存機制。
  Helen Fisher:為了找到與生物系統有關的人格特徵,我花了兩年時間,翻閱了近幾十年的醫學和學術文獻。從濫用的藥物、到治療疾病的藥物,或是人們用於變性的藥物,這些藥物的效果我全都研究過。比如說,如果你做了雌激素替代治療,你的語言能力就會增強。
  我找到了四個與腦化學信號(多巴胺、血清素、睾酮和雌激素)關聯的系統,每個系統都對應著一組人格特徵。
  我們發現,與腹側被蓋區(產生多巴胺的區域)有關的腦區、以及與依戀相關的腦區都有活動。與伴侶相處幾十年後,這些人身上確實還有愛情的生物學跡象。
2021-03-30 08:33:36
阿楨
將宇宙當作神經網路能解決量子引力問題嗎? 2021-04-09 新浪科技

  近期,一篇名為《神經網路的世界》的論文指出,我們周圍觀察到的量子、經典效應和引力效應可能不是基本的,而是宇宙神經網路學習的突發行為,如果是正確的,那麼它可以告訴我們一些關於自然如何運行的非常深刻的原理。
  該觀點也可以被看作是一種嘗試來協調量子力學和廣義相對論——“量子引力問題”,換句話講,神經網路可能是量子力學和廣義相對論統一過程中缺失的環節,在最小尺度上,宇宙神經網路處於平衡狀態,這在量子力學中可以很好地描述,但在最大的尺度上,神經網路仍然距離平衡狀態很遠,廣義相對論可以更好地描述平衡狀態。
  利用人工神經網路進行機器學習的想法最初源自生物學,但是,如果宇宙是一個神經網路,那麼我們可能使用機器學習展開研究探索,例如:生物進化分析,生物學家正在研究類似的理論,目前看來頗有希望。
  我們可以將宇宙視為一個神經網路學習系統,這僅僅是漫長而激動人心的探索旅程的開始。

人是微生物的寄生獸嗎? 2021-04-09 新浪科技

  你的身體裡有多少微生物?多到嚇人。
  即使不把病毒計算在內,這些微生物也有大約一百萬億,是人體自身細胞總數的1.3至3倍。人類只有兩萬個基因,人體中含有約兩百萬個微生物基因。
  人和體內微生物之間是長期共生關係。
……….
2021-04-10 07:32:00
阿楨
寄生蟲如何促進大腦進化? 2021-06-29 新浪科技

男子生吃螃蟹險丟命:感染多種寄生蟲引發腦出血和多器官衰竭
  寄生蟲作為一種令人頭疼的真核生物已經存在了數百萬年,科學家認為它們很可能會影響宿主的進化。近期,在一篇發表於Quarterly Review of Biology的研究中,美國新墨西哥大學的教授Giudice討論了4種宿主演化出的、應對操縱腦部的寄生蟲的策略。
  許多寄生蟲為了提高自身的繁殖率和傳播率,會操縱宿主的行為。因此,人腦在進化過程中會產生一些保護性的對抗措施,幫助大腦塑造出驚人的、極其複雜的中樞神經系統。Giudice認為宿主演化出的對抗寄生蟲操縱的方法主要有4種:限制寄生蟲入腦、增加神經操縱的難度、增加信號傳播的複雜性、提高大腦自身的韌性。
2021-06-30 12:13:21
阿楨
"鬼壓床"究竟是怎麼回事?真是鬼幹的?科學的解釋來了… 2021-07-17 新浪科技

  鬼壓床,其實是由一種生理和心理上的狀況造成,醫學上稱為“睡眠癱瘓症”,屬於一種睡眠障礙。
  人體在睡熟的時候,大腦處於休息的狀態,我們的四肢也在休息,雖然大腦的意識清醒了,但是四肢還沒有收到指令,身體的肌肉張力降到了最低,這個時候就會有動彈不了的情況出現,通常過一段時間就能夠恢復正常了。
  易出現“鬼壓床”症狀的人
  ①睡覺時,喜歡把兩隻手放在胸口的人;或是睡覺時蓋的被子過厚,影響了正常呼吸,極易產生鬼壓床的感覺。
  ②睡覺時枕頭太高、姿勢不對,都會導致頸部血液不流暢。
  ③有晝夜顛倒的壞習慣,易使生物鐘紊亂,白天睡覺時出現鬼壓床。
  ④工作和生活壓力大,過度勞累、焦慮或者睡覺前過度用腦的話,導致失眠多夢,甚至引起鬼壓床。
  緊急處理方式
  ①快速轉動眼球,讓眼球做圓周運動或者上下運動。
  ②將舌頭向外伸,或者伸舌頭的同時儘量喊出聲音,耳朵能聽見自己製造的聲音就可以了。
  ③集中精力,想辦法蹬腳,或者扭動腳趾。
  除了“鬼壓床”,睡覺時突然抖動,是缺鈣還是疾病?
   “臨睡肌抽躍症”或“入睡抽動”,屬於一種正常的無意識的肌肉顫搐,並不是身體缺鈣了。
  疲勞、情緒壓力、睡眠不足、劇烈運動以及咖啡因和尼古丁等興奮劑……都會引起肌肉、神經興奮亢進,使人經常出現臨睡肌抽躍症。如果人患有腦部疾病,比如腫瘤、腦中風後遺症、腦退化性疾病等,也可能出現身突然抖動。
  夢游時,到底能不能叫醒?
  這種睡眠障礙通常發生在“深度睡眠”時期,也就是說夢游者其實仍處於沉睡狀態,但手腳自由,能夠下床、行走、排尿等,醒來後很有可能不會記住任何關於夢遊的事情。
  民間都說叫醒夢遊的人,會導致其發瘋,變呆?實際上並不是這樣。
2021-07-18 08:23:32
阿楨
量子物理可以解釋人類的意識嗎? 2021-07-21 新浪科技

  科學中最重要的一個未決問題是,我們的意識是如何建立的。在上世紀九十年代,早在因預測黑洞而獲得2020年諾貝爾物理學獎之前,物理學羅傑•彭羅斯曾與麻醉學家斯圖爾特•哈默羅夫合作,
宣稱大腦的神經元系統構成了一個複雜的網路,這個複雜網路產生的意識應該遵循量子力學的規則。但遭懷疑。量子力學通常僅適用於非常低的溫度。例如,當前的量子電腦需要零下272℃運行。溫度再高一點的話,就該經典力學上場了,我們的身體——包括我們的大腦——應該受經典力學的支配。
  最近,荷蘭烏德勒支大學的研究人員和上海交通大學金賢敏教授領導的團隊展開合作,著手測試了支持量子意識理論的一些原則。
  在最近涉及掃描隧道顯微鏡(STM)的研究中,荷蘭研究人員將電子排列成分形圖案,創造出一個量子分形。
  接著,在測量描述電子量子狀態的波函數時,他們發現這些電子也活動於由他們製作的物理模式決定的分形維數上。
  這是一個令人激動的發現,只是掃描隧道顯微鏡技術還不能探測到量子粒子的運動軌跡。所以,在和上海交通大學的最新合作研究中,又進一步使用最先進的光子學實驗,以前所未有的細節展示分形內發生的量子運動。
  實驗的觀察結果表明,量子分形的行為實際上不同於經典分形的行為。
  這項研究可能對整個科學領域產生深遠的影響。如果有一天,我們可以對人腦做量子測量,我們就可以將大腦的量子測量結果與上述研究結果進行比較,從而確定意識是經典現象還是量子現象。
2021-07-22 07:37:58
阿楨
吃下“年輕”的糞便後,它們的大腦也變年輕了? 2021-08-19 環球科學

  近日發表在《自然•衰老》的愛爾蘭科克大學APC微生物組研究所通過糞菌移植的方式將年輕小鼠的腸道菌群移植給老年小鼠,發現老年小鼠的部分大腦和免疫系統功能得到了恢復。
  腸腦軸(gut-brain axis)指的是腸道與大腦間的雙向生化信號通路,包括中樞神經系統、神經內分泌和神經免疫系統中的多種複雜相互作用。而腸道菌群的代謝物中包括一些神經活性分子,例如色氨酸前體和代謝物、血清素、γ-氨基丁酸和兒茶酚胺等,這些代謝產物可以與腸道自主神經突觸發生作用,從而最終影響到大腦狀態。

我們真的只利用了10%的大腦嗎? 2021-08-25 新浪科技

  這個傳言在流行文化中露臉實在太多,很難進行追根溯源。但最初也來自對科研結果的誤讀。
  19世紀90年代,美國心理學家威廉•詹姆斯在對“神童”的研究提出,“在我們的心智與身體資源中,我們其實只利用到了其中的一小部分”。
  還有一種說法是,源自神經外科醫生懷爾德•潘菲爾德在大腦中發現了一些“沉默”的腦區,對這些部位進行電刺激並不會對身體造成任何影響。有些人便認為有些部位“用不上”,這種理解是錯誤的,對刺激沒有反應並不意味著這塊腦區沒有功能。事實上我們幾乎會使用大腦的每個部分,而且大腦是一直保持活躍狀態的。

大腦的百分之十神話--維基百科

神經學家巴里•巴耶爾斯坦列舉了7條推翻這個謠言的證據:
1.如果百分之九十的大腦一般是沒被使用的,那麼對沒被使用的大腦區域造成的損傷應該不會影響大腦運作。然而大腦幾乎沒有可以被損傷同時又不會失去功能的區域。即使是對很小一部分大腦進行很微小的損傷,都會對大腦引起巨大的影響。
2.對大腦的科學掃描顯示無論一個人在幹什麼,大腦幾乎總是活躍的。
3.大腦只占了人體總重量的2%,卻要消耗高達20%的身體能量。如果90%的大腦是不需要的,那麼進化過程中,自然選擇會去除消耗大量能量而90%卻沒用的低效的大腦。
4.大腦成像證明了就算是在睡覺,大腦也展示了一些程度的活躍度。
5.大腦擁有不同的區域來進行不同的信息處理,沒有找到過一塊沒有任何功能的大腦區域。
6.微結構分析:如果有90%的腦細胞是沒用的,細胞電位記錄技術會發現的。
7.神經系統疾病: 90%的腦細胞沒有使用過的話,大腦會出現大面積衰退。
2021-08-26 09:33:12
阿楨
比超級電腦快千萬倍!陸量子計算研究再獲重大進展 2021/10/26 中時

《央視新聞》指出,超導量子計算研究團隊構建了66比特「祖沖之2號」,比目前最快的超級電腦快一千萬倍,比谷歌的超導量子計算原型機「懸鈴木」高一百萬倍。光量子計算研究團隊構建了113個光子144模式的量子計算原型機「九章2號」,速度比超級電腦快億億億倍。中科院院士潘建偉指出,下一步希望能夠通過4到5年的努力實現量子糾錯,如此就可以來探索用一些專用的量子電腦或者量子類比機來解決一些具有重大應用價值的科學問題。

會讓美軍優勢瓦解的量子電腦是什麼?連愛因斯坦都難接受 2021/11/27 中時

美週三以國安為由,將涉及量子運算的中國科技公司,列入貿易黑名單。
量子電腦是根源於1920年出現的量子物理,迥異於古典力學,連愛因斯坦也難以接受。首先,世界不是「粒子」組成,而是「機率波」,波動的大小,是代表電子在這裡可能出現的機率。另外,量子「纏結現象」的「超距幽靈作用」測量其中一粒子時,必會影響另一粒子,。
量子物理的應用,就包括量子電腦,不是傳統位元,可以同時有0和1,所以位元可以進行多工處理,計算能力乃以指數性爆炸成長。
政論節目《關鍵時刻》認為,如果中國成功發展量子電腦,不但可以偵測到美國的匿蹤戰機,美國軍事優勢可能完全瓦解。
  回應
關鍵時刻講的話有參考價值嗎?
2021-11-28 09:12:49
阿楨
腸道微生物新發現:自閉症恐與腸道發炎有關 2021/12/14 中時

近期哈佛與麻省理工聯合研究,自閉症者多同時患有腸道發炎,這與母親在懷孕過程中感染發炎影響胎兒腦部發育、以及胎兒的免疫功能有關,相關成果發佈於《Immunity》。

熱量控制會改變腸道菌相 助減重關鍵菌種指向它 2021/12/13 中時

近期關於人體腸道廣大微生物群的研究皆指出,微生物在調節人類健康方面扮演要角,以至於有些人將腸道稱之為「第二個腦」。維持微生物健康平衡對代謝、心理健康、對疾病的免疫反應,與藥物反應都非常重要。
加州大學與柏林醫學院,結果發現低卡飲食組的腸道菌總量降低,因為低卡飲食造成分解肝醣的細菌增加,而利用植物多醣的細菌減少。
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研究顯示戒煙後體重增加或與腸道菌群有關
他們被HIV拖向深淵,可能只是因為腸道裡的細菌
2021-12-14 08:53:38
阿楨
真的存在“男性大腦”和“女性大腦”之分嗎? 2022-01-24 新浪科技

  胚胎要想發育成男性,就需要男性Y染色體中的一小段DNA片段、又稱SRY基因。該基因會抑制女性生殖器官的發育,同時促進男性生殖器官的形成。
  男性的杏仁核大一些,調節對女性費洛蒙的反應等行為。女性“藍斑核”體積更大,調節壓力相關行為及性喚起。這為何男性更容易做出產生致命後果的冒險行為;女性為何更容易產生與壓力及焦慮相關的障礙症。男性進化出更強的攻擊性,可以增加獲得配偶的幾率。
  男性大腦的體積一般比女性大10%,並且更重一些。男女的認知能力有所不同。例如,情緒處理能力、空間想像能力、以及攻擊策略。然而,這些差異往往被錯誤地解讀為“一種性別優於另一種性別”,進一步加深已有的性別偏見。
  1 不同性別的空間認知能力,男性的空間認知能力更強,並經常以此支援“男性更擅長開車”的論斷。
  2 性別與數學能力
  3 性別與情緒,男性的情緒敏感度不如女性。
  回應
男女行為模式和腦生理結構、功能的差別,是幾十萬年乃至上百萬年為適應生存環境而進化的結果。

華盛頓大學推出“包容性語言指南”,“man”被列入歧視詞彙…2022-01-24

美國華盛頓大學近日發佈了一份“包容性語言指南”, “祖父(grandfather)”“家政(housekeeping)”“少數民族(minority)”“人(man)”等眾多詞彙被列為“問題詞彙(Problem Words)”,因為它們有“性別歧視”“年齡歧視”和“恐同”等意涵。
  回應
國內也有人在喊應該把公眾號改名母眾號
那我可就不服了,憑啥只有航母沒有航公呢?
2022-01-25 09:28:06
阿楨
人類在接下來1萬年間會發生哪些變化? 2022-03-31 新浪科技

  一些科學家認為,文明的崛起意味著自然選擇的終結。
  但進化(楨:演化!)並沒有停下腳步,只不過驅動力不再是“適者生存”,而是“適者生育”,因此“性選擇”比“自然選擇”更重要。城市為疾病提供了易於傳播的環境,我們的大腦體積也變小了。
  人類的壽命會越來越長,進化出抗衰老或抗癌基因就毫無意義了。
  過去200萬年來,隨著我們對蠻力的依賴減少、對工具和武器的依賴增加,骨骼的質地變得越來越輕。現代工作則更多是腦力勞動、而非體力勞動。
  早期以植物為食長有巨大的臼齒和下頜骨,用於磨碎富含纖維的植物。但食肉烹飪之後,下顎和牙齒都開始縮小,智齒未來也可能會消失。
  過去600萬年來,在工具使用、複雜社會體系和語言的驅動下,大腦體積三倍自然選擇的大腦。1萬至2萬年前達到了最大值,之後,大腦就一直在縮小。也許是因為,農耕文明,身體攝取的脂肪和蛋白質大大減少,大腦的耗能相當驚人,可占全身的20%。也許狩獵採集比農耕更費腦力一些。也可能是因為,大型社會中有專業的人做專業的事,所以耗費的腦力更少。
  大腦體積其實並不能決定一切。大象和逆戟鯨的大腦都比人類大,愛因斯坦的大腦則小於人均,尼安德特人倒是與我們差不多,但主要用在了視覺和身體控制上,語言和工具並不多。被人類馴化之後,羊的大腦品質減少了24%,牛減少了26%,狗減少了30%。
  以狩獵採集社會,人類需要富有攻擊性,如今,我們要買肉就去菜市場,有糾紛就去警察局或法院。但越來越多的人正飽受孤獨、焦慮和抑鬱等心理問題的困擾。在這些精神問題從人類基因庫中剔除的同時,我們或許也會失去這些極富才華和創造力的領導者、作家、藝術家和音樂家。
  回應
在病毒面前越來越脆弱

為什麼我們會有不同的血型? 2022-03-30 新浪科技

  所以有不同血型,原因在於瘧疾,O型比其他血型低66%。不同血型可能存在著疾病聯繫,例如,O型更容易患霍亂、鼠疫、結核病和腮腺炎,AB型更容易感染天花、沙門氏菌和大腸桿菌。儘管Rh陰性會導致新生兒溶血症,在過去的進化中存在過某種優勢,使這種基因突變能夠保存下來,但現在優勢消失了。
2022-04-01 10:14:54
jsoujsou
大腦可能是一台量子電腦 最新研究或揭開人類意識之謎 2024/09/08 中時

據《科創板日報》報導,在人類探索自身奧秘的征途中,大腦意識的物理基礎是什麼,一直是科學家們探索的終極謎題之一。在物理學中,有2種主要的理論來描述自然界的現象:古典物理和量子物理。大多數研究人員傾向於用古典力物理來解釋大腦活動,而來自美國威爾斯利學院的一項新的研究表明,意識可能植根於量子物理過程。
報導說,邁克.維斯特教授及其團隊通過實驗發現,一種與大腦神經元內被稱為「微管」的蛋白質聚合物結合的藥物,可以延長被麻醉大鼠無意識狀態的時間。這一發現不僅支援了麻醉劑作用於微管的觀點,更為量子意識理論提供了潛在依據。
在古典物理學中,意識被視為神經元活動的產物,是大量神經元通過電信號和化學信號相互作用的結果。然而,量子意識理論正在挑戰這一傳統觀念,提出了意識本質上是量子態的。大腦內的微管的量子振動能夠以一種超越古典力學的方式,整合並處理資訊,從而產生意識體驗。微管則是神經元內潛在的量子資訊處理單元,被視作「量子處理器」。
維斯特的研究正是基於這一理論假設,通過觀察麻醉對大腦的影響,來探究意識的物理基礎。他們發現,當給大鼠注射一種能與微管結合的藥物後,大鼠在麻醉氣體作用下昏迷的時間明顯延長。這一結果支持了麻醉劑作用於微管引起失去意識的觀點,從而間接證明了微管在意識產生中的關鍵作用。
這項研究對傳統理論構成了挑戰。如果麻醉確實通過作用於微管來影響意識狀態,那麼這很難用古典物理學中的電化學反應來解釋。
維斯特表示,「當人們接受意識是一種量子現象時,我們對自身的理解將進入一個新時代。量子意識理論為我們提供了一個世界觀,是我們能夠以一種更自然、更全面的方式與宇宙相連。」
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