14 張科學(xué)圖片證明大腦比天空還廣闊

真友書屋 2014-07-19

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看了這些圖，深感此言不虛。

1. 你的大腦裝滿了幾十億個相互溝通的神經(jīng)元。

在某些方面，我們大腦中的神經(jīng)元回路和用于制作電腦的電路并沒什么不同。這張圖片展示了用于理解大腦的一個小區(qū)域如何處理信息的數(shù)學(xué)方法。這種大腦回路的數(shù)學(xué)模型可以用來預(yù)測在大腦功能失調(diào)時，神經(jīng)元間的聯(lián)絡(luò)將怎么變化。

2. 神經(jīng)元從中心細(xì)胞體延伸進(jìn)散布在樹突棘的樹突。

這些樹突棘是細(xì)胞從其他神經(jīng)元接受絕大部分信息的地方。之后，細(xì)胞會整合它收到的幾千種“聲音”，并且決定它需要把哪些信息發(fā)送給成百上千個細(xì)胞。

3. 需要長距離輸送時，信息會穿過名叫軸突的神經(jīng)纖維。

軸突是神經(jīng)元用來傳輸信息的纜索，通常用于穿越長而曲折的線路。在這張成長中大腦的照片里，來自丘腦的軸突（紅色）穿行在大腦的另一部分（綠色），而綠色部分指引它們達(dá)到貼近大腦表皮的目的地（藍(lán)色）。

4. 這些神經(jīng)纖維被包裹在名叫髓鞘的隔絕外界的脂肪物質(zhì)中。

為使大腦正常工作，大腦細(xì)胞間的導(dǎo)電連接必須穩(wěn)定快速。脂肪物質(zhì)髓鞘幫助信息更快速地穿過軸突。這張照片顯示軸突上的髓鞘正把關(guān)于觸覺的信息帶入大腦。失去髓鞘時，神經(jīng)元也失去了高效溝通的能力。這種情況會發(fā)生在幾種神經(jīng)性疾病中，如多發(fā)性硬化癥(MS)。

5. 神經(jīng)元間的連接處叫做突觸。

突觸連接軸突和樹突，起初是用電子顯微鏡對它們進(jìn)行觀察。許多照片——比如上圖——證明神經(jīng)元跨過斷口（叫做突觸間隙）交流，而非直接連在一起。突觸數(shù)量或形狀的改變可導(dǎo)致眾多神經(jīng)失調(diào)性疾病，并最終改變神經(jīng)元處理信息的方式。軸突以黃色顯示，樹突棘以粉色顯示。

6. 大腦皮層里，你的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量是神經(jīng)元的四倍。

大腦有兩大類細(xì)胞，神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞?！吧窠?jīng)膠質(zhì)細(xì)胞”來自希臘單詞的“黏膠”，它們最初被認(rèn)為是神經(jīng)元的支持細(xì)胞。但我們現(xiàn)在知道它們對于許多大腦功能是至關(guān)重要的。這張圖片顯示了人類的兩種大腦神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，星形膠質(zhì)細(xì)胞（綠色）和少突細(xì)胞（白色）。

7. 大腦的左右兩半球相互交流。

它們通過一大束名叫胼胝體的纖維做到這點。這張照片的每一半分別展示兩只老鼠的一個腦半球。胼胝體以橙色顯示。左邊的腦半球顯示在一只正常老鼠里胼胝體如何跨越至另一個半球。而右邊腦半球的主人（主鼠）的胼胝體旋轉(zhuǎn)自己，使兩個腦半球無法互相溝通。這只老鼠缺乏一種基因，而此種基因的缺少和重度自閉癥相關(guān)聯(lián)。

8. 一個新生兒大腦（左）和一個 75 歲成人大腦的“接線”。

彩色線條代表形成人類“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”基礎(chǔ)的大腦連線。

9. 核磁共振成像可以顯示我們做不同事情時，大腦的哪一部分是“活躍”的。

這張照片顯示科學(xué)家從一位脆性 X 綜合癥（最常見的遺傳型自閉癥）患者的核磁共振圖像得到的數(shù)據(jù)。彩色區(qū)域顯示當(dāng)看到一張恐怖的臉時大腦的活躍區(qū)域。

10. 你的大腦中有些細(xì)胞可以定位你在空間中的位置。

這組“熱點圖”顯示當(dāng)有人探索一個圓形房間時，我們大腦哪部分的神經(jīng)元會變活躍。

11. 你的海馬體幫你掌握方向。

你有兩個海馬體，大腦兩邊各有一個。海馬體中有些細(xì)胞只有當(dāng)你處于房間里特定位置時才發(fā)生腦電活動。這些細(xì)胞叫做“定位細(xì)胞”，它們幫你在所處環(huán)境中掌握方向并記住地形。在這張圖里，神經(jīng)元是綠色的部分，從大腦另一區(qū)域向它們傳輸信息的軸突則為紅色。

12. 來自大腦中個體神經(jīng)元的的電信號看起來是這樣的。