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脑系统  

   

人脑是一个结构复杂而功能齐全的系统。统观大脑两半球的全局,可以把它划分为几个具有不同机能的区域,枕叶位于大脑半球的后部,是视区,对视觉刺激进行分析、综合;顶叶在枕叶之前,顶叶前部对触觉刺激以及在肌肉和关节器官中发生的刺激,进行分析和综合;颞叶在枕叶下前方,颞叶的上部对来自听觉器官的刺激进行分析、综合;额叶位于大脑半球的前部,面积最大,额叶的后部报道关于身体的运动和它在空间位置的信号。把大脑两半球分别研究就会发现,大脑两半球具有两套信息加工系统,它们的神经网络分别以不同方式来反映世界。对大多数人而言,左半球在语言、逻辑思维、数学计算和分析能力方面起主导作用;右半球则善于解决空间问题,主管音乐、美术、直观的创造性的综合性活动。正常时,这两种方式互相穿插、转化,形成整个人脑对客观世界的统—而完善的认识。

    现代神经生理学家认为,脑的高级功能的出现与神经网路的活动有着密切的关系。例如,美国著名神经生理学家、诺贝尔奖金获得者斯佩里就十分明确地说,他认为主观的意识和思维是脑过程的一个组成部分,取决于神经网路及其有关的生理特性,是脑的高层次活动的结果。法国的神经生理学家尚格也说,行为、思维和情感等来源于大脑中产生的物理和化学现象,是相应神经元组合的结果。

    真正的神经科学起始于上世纪末。1875年意大利解剖学家戈尔吉(CGolgi)用染色法最先识别出单个的神经细胞。1889年卡贾尔(R. Cajal)创立神经元学说,认为整个神经系统是由结构上相对独立的神经细胞构成。近几十年来,神经科学和脑功能研究的发展极为迅速,并取得进展。据估计,整个人脑神经元的数量约为1011(千亿)。每个神经元由两部分构成:神经细胞体及其突起(树突和轴突)。细胞体的大小从5100微米的直径不等。各个神经细胞发出突起的数目、长短和分支也各不相同。长的突起可达一米以上,短的突起则不到其千分之一。神经元之间通过突触互相连接。突触的数量是惊人的。据测定,在大脑皮层的一个神经元上,突触的数目可达3万以上。整个脑内突触的数目约在10141015(百万亿~千万亿)之间。突触联系的方式是多种多样的,常见的是一个神经元的纤维末梢与另一个神经元的胞体或树突形成突触联系。但也有轴突与轴突、胞体与胞体以及其它方式的突触联系。不同方式的突触连接,其生理作用是不同的。

    神经元之间的组合形式也是多种多样的。一个神经元可以通过纤维分支与许多神经元建立突触联系,使得一个神经元的信息可以直接传递给许多神经元。不同部位、不同区域的神经元的纤维末梢也可汇聚到一个神经元上,使得不同来源的信息集中到一起。此外,还有环形组合、链形组合等等。因此,神经元之间的联系是十分错综复杂的。

神经网路的复杂多样,不仅在于神经元和突触的数量大、组合方式复杂和联系广泛,还在于突触传递的机制复杂。现在已经发现和阐明的突触传递机制有:突触后兴奋,突触后抑制,突触前抑制,突触前兴奋,以及“远程”抑制等等。在突触传递机制中,释放神经递质是实现突触传递机能的中心环节,而不同的神经递质有着不同的作用、性质和特点。

    人脑是漫长的生物演化过程的产物。动物界在进化历程中花了大约10亿年的时间。单细胞生物无所谓神经系统。到了扁虫类,神经细胞开始集中在头部而形成神经节。动物大脑的最初分化和嗅觉有关,两栖类和鱼类以下的动物,只有和嗅觉密切相连的嗅叶。从脊椎动物开始,有了中枢神经系统,鱼类的脑已有了端脑、间脑、中脑、后脑和延脑这5个部分。在爬行类动物中,大脑新皮质开始出现,真正的大脑即新皮质见于哺乳动物。灵长类的大脑皮质得到了充分的发展,掌管了对机体各种机能的全面而又精细的调节。在这个进化过程的终端,形成了极其复杂的神经网络,构成了巨系统的思维器官——人脑。
 

     

      

参考文献

 

    -史忠植智能科学.清华大学出版社, 2006.
     -徐科主编. 神经生物学纲要. 北京:科学出版社, 2000
     -史忠植, 余志华认知科学和计算机. 科普出版社, 1990.
          - 孟昭兰. 普通心理学. 北京大学出版社, 2006-01
          - 汪安圣. 认知心理学-(重排本). :北京大学出版社, 2006-8-1
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