七步驟詳解大腦構(gòu)造與功能(圖)

1、七步驟了解你的大腦七步驟了解你的大腦 詳解詳解大腦構(gòu)造與功能大腦構(gòu)造與功能( (圖圖) )參考參考騰訊科技騰訊科技嘟嘟嘟嘟/ /編譯編譯20092009年年1212月月3131日日李凌制作李凌制作20152015年年1010月月1515日日編者言如果你要了解一部機(jī)器，最好的方法是自己將它建造一次。如果你要全面了解你的大腦，就要將它拆分進(jìn)行研究再制造，因?yàn)榇竽X的零件跟機(jī)器一樣都有著獨(dú)立的功能。如果你真想知道如何制造一個(gè)人類大腦，請(qǐng)遵照以下7步，它將輕松法教你完成夙愿。第一步：了解大腦構(gòu)建第一步：了解大腦構(gòu)建模塊模塊（一）（一）在你開始之前，先了解大腦構(gòu)建模塊。圖1是小鼠大腦中的一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖。

2、德國(guó)蒂賓根大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家貝恩德克尼爾和他的合作者用電子顯微鏡拍下了神經(jīng)元細(xì)胞的蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這些線狀物由蛋白質(zhì)組成，在神經(jīng)元互相發(fā)送信號(hào)時(shí)它會(huì)不斷延伸和收縮。第一步：了解大腦構(gòu)建第一步：了解大腦構(gòu)建模塊模塊（二）（二）圖1顯示出了小鼠海馬狀突起處的神經(jīng)元細(xì)胞。海馬狀突起是大腦的重要組成部分，負(fù)責(zé)記憶功能，人類的大腦與小鼠的大腦這部要的構(gòu)造是一樣的。第二步：將它們清楚分開第二步：將它們清楚分開圖1中神經(jīng)元細(xì)胞長(zhǎng)長(zhǎng)的手臂往外延伸，幾乎接及到其他神經(jīng)元細(xì)胞。這些神經(jīng)元細(xì)胞手臂之間距離非常近，僅有20納米的區(qū)間，所以你在進(jìn)行大腦拼湊時(shí)動(dòng)作一定要穩(wěn)重。第二步：將它們清楚分開第二步：將它們清楚分開（一）

3、（一）在細(xì)胞之間交叉的是突觸，含有神經(jīng)遞質(zhì)分子，負(fù)責(zé)來回傳送信息。圖2顯示的是小鼠小腦部位的的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元細(xì)胞（染綠部分）正與紅色部分的神經(jīng)元細(xì)胞交流信息，每個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞都有一個(gè)突觸。倫敦大學(xué)的研究人員在研究神經(jīng)元細(xì)胞如何傳遞信息時(shí)拍下了這張照片。第二步：將它們清楚分開第二步：將它們清楚分開（二）（二）第三步：將它們網(wǎng)絡(luò)化第三步：將它們網(wǎng)絡(luò)化（一）（一）現(xiàn)在，這一下變得更加復(fù)雜，因?yàn)槟阋鐖D3拼湊這些線路，這里涉及到數(shù)十億復(fù)雜的腦細(xì)胞。圖3是小鼠小腦的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)圖，明亮的白色斑點(diǎn)是小腦蒲肯野細(xì)胞(Purkinje cell)，它屬于一種能夠協(xié)調(diào)復(fù)雜的動(dòng)作的神經(jīng)元細(xì)胞，細(xì)胞的樹突形成外羽毛狀邊。細(xì)

4、胞的樹突形成羽毛狀外邊緣，聚集在中間的軸突直伸到小腦深處，以便傳遞信息。第三步：將它們網(wǎng)絡(luò)化第三步：將它們網(wǎng)絡(luò)化（二）（二）第四步：構(gòu)建血管第四步：構(gòu)建血管（一）（一）要往大腦里面輸送血液，你要安裝各種直徑和長(zhǎng)度的血管，圖4為活小鼠大腦皮層毛細(xì)血管圖，這里表面上的大血管先從大腦深處引發(fā)出來，然后分出很多毛細(xì)血管。研究人員為了獲得此圖像，往小鼠的血液里注入了熒光糖分子，使得這里充滿血的血管出現(xiàn)了白色。美國(guó)加州大學(xué)的研究人員使用這種技術(shù)測(cè)量血管直徑和跟蹤血液流量。他們發(fā)現(xiàn)，血液流量隨著局部神經(jīng)元的需要而改變。第四步：構(gòu)建血管第四步：構(gòu)建血管（二）（二）第五步：構(gòu)建神經(jīng)膠細(xì)胞第五步：構(gòu)建神經(jīng)膠細(xì)胞（

5、一）（一）你已經(jīng)連接了所有的神經(jīng)元，下一步是要構(gòu)建神經(jīng)膠細(xì)胞，大腦中的神經(jīng)膠細(xì)胞數(shù)量是神經(jīng)元細(xì)胞10倍，科學(xué)家們?cè)诮瓴耪J(rèn)識(shí)到這些細(xì)胞的重要性。特別是一種叫做星形膠細(xì)胞星形膠細(xì)胞（Astrocytes）的神經(jīng)細(xì)胞，星形膠細(xì)胞分布于整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)供應(yīng)神經(jīng)元所需的養(yǎng)分。星形膠質(zhì)細(xì)胞還能通過鈣離子形成自己的長(zhǎng)途通信網(wǎng)絡(luò)，它們像神經(jīng)元一樣，可以接收并釋放神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)。人類大腦皮層內(nèi)的星形膠質(zhì)細(xì)胞與其它哺乳動(dòng)物相比，數(shù)量更加龐大和復(fù)雜，一些研究者認(rèn)為，這可以解釋人類為什么聰明的原因。第五步：構(gòu)建神經(jīng)膠細(xì)胞第五步：構(gòu)建神經(jīng)膠細(xì)胞（二）（二）第六步：將神經(jīng)元?dú)w位第六步：將神經(jīng)元?dú)w位圖6是你把所有的神

6、經(jīng)元?dú)w位正確后，大腦顯現(xiàn)出的外觀圖像，這里的視覺皮層下的不同細(xì)胞顯示出鮮艷的粉紅、黃、藍(lán)的顏色，這些顏色取決于它們大腦中的深度（這些顏色是人為的）。但請(qǐng)不要局限于這種結(jié)構(gòu)，在不斷的學(xué)習(xí)和生長(zhǎng)過程中，大腦是在不斷改變的，它是一種奇妙性的適應(yīng)性很強(qiáng)的器官。大腦不斷地改造自己，儲(chǔ)存新的記憶，掌握新的經(jīng)驗(yàn)。麻省理工學(xué)院的研究人員在觀察活小鼠的活動(dòng)時(shí)拍下了這張圖像 ，他們每幾天就觀察一次，發(fā)現(xiàn)這些圖像是不斷變化的，從而獲得了神經(jīng)元細(xì)胞的第一手資料。第六步：將神經(jīng)元?dú)w位第六步：將神經(jīng)元?dú)w位（二）（二）第七步：增加新細(xì)胞第七步：增加新細(xì)胞（一）（一）一旦你制造的大腦運(yùn)作起來，你還要不斷給它增加新的神經(jīng)細(xì)胞，

7、由于老的神經(jīng)細(xì)胞無法滿足活動(dòng)的需要，大腦會(huì)不斷地創(chuàng)造出新的神經(jīng)細(xì)胞，即使是在成年后也不例外。大腦的齒狀回區(qū)（一個(gè)參與空間記憶的區(qū)域）和大腦嗅球（與學(xué)習(xí)相關(guān)的重要腦區(qū)）是產(chǎn)生新神經(jīng)細(xì)胞的兩處最活躍之地。圖7為小鼠嗅球腦區(qū)圖像，綠色部分為成年小鼠新長(zhǎng)出的神經(jīng)細(xì)胞。如果沒有新的神經(jīng)細(xì)胞補(bǔ)充，大腦的功能就會(huì)變?nèi)酢Ｈ毡揪┒即髮W(xué)的研究人員在破壞掉小鼠的新生長(zhǎng)出的神經(jīng)細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，小鼠會(huì)喪失掉某種記憶力，例如無法走出實(shí)驗(yàn)中的迷宮。第七步：增加新細(xì)胞第七步：增加新細(xì)胞（二）（二）結(jié)束語(yǔ)：結(jié)束語(yǔ)：你制造的大腦能正常工作嗎？如果不能，那是由于布線出現(xiàn)了問題，為了檢修故障，請(qǐng)看圖8，它表明，大腦遠(yuǎn)比附有整齊標(biāo)簽的解剖圖要復(fù)雜，圖像采用高角度分辨DTI成像技術(shù)拍攝。大腦的前部位位于圖像的右邊，成捆的纖維像電纜線一樣分布，綠