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与刘锋老师探讨互联网的进化
lvnaiji 2009-8-11 22:30
刘锋 老师及其团队关于互联网进化的探讨极富前瞻性和挑战性。关系到互联网的发展、对人脑及思维的认识、人与互联网,从根本上说是人与技术的关系,以及对于进化的理解等一系列重大问题。有必要从 IT 、网络理论、科学技术哲学、神经心理学,以及认知科学等不同角度加以研究。虽然没有在第一时间得知这一重大进展,但总算不致为时过迟, 刘 老师还专文作答,让我甚感荣幸。希望讨论有助于把问题引向深入。以下文字中, 刘 老师的原话划底线标出。 1. 互联网进化九条规律十分粗糙,其中彼此间的逻辑关系不匹配的问题 刘 老师,我的原话是显得粗糙!十分万万不敢。对于九条规律,上次只是感受,尚待慢慢品味。 2 。互联网能不能超过人类的问题 吕乃基 老师隐含了承认互联网能超越人类,我依然表示强烈反对 。 是否隐含另当别论,但在讨论中不宜有先入之见。该怎样就怎样,即使互联网超过人类。 参见网友 isit 的观点。从远古的天人合一,到未来的人机合一,机,按马克思的观点,就是人类学意义的自然界,也就是包括互联网之内的人所创造的全部技术。不过,究竟能否合一,以及这种合一究竟是什么含义,基本上仍是空白。 第一, 离开人类,互联网缺乏独立进化的科学动力(科幻动力有) 问题是,互联网并未挽留人类,而是人类离不开互联网。于是这个假设不成立。再联系到 刘 老师所总结的 9 条定律之一,仿真规律, 就是指互联网将会按照人类大脑结构的组织方式进行进化,但这种仿真 并不是人类主动的规划,而是一种自然推动的仿真, 在这个现象发现之前,互联网已经自然进化出虚拟神经元,虚拟视觉,听觉,感觉等系统。 (请特别注意其中加粗的部分) 自然推动, 是否意味着互联网在某种程度上发生独立进化?技术的产品日益成为一个活生生的世界,不断建立起其构成部分间的依赖关系 。 第二,可能从物质进化的角度看,碳基生物本身就会比金属生物快,这只是我的猜想。 我认为,互联网的进化可能主要不会是物质进化的角度,而是现在尚不清楚,同时我们自身又参与其间的方式。 3 。人是不是互联网虚拟大脑的神经元的问题 超级脑、全球脑是一个社会学提法,把人看作神经元,这一点会给未来的激进理论甚至邪教利用,因为作为神经元的人将会受到超级脑的控制。 提法本身虽会对如何被应用有影响,但毕竟是次要的,重要的是实际上发生的事情。不过我赞同互联网虚拟大脑的提法。 我们提出互联网在未来不会直接接驳到人脑中,最多连接到眼球,耳,触觉的神经上,互联网进化产生的解决办法是将人脑功能 映射到 互联网中,并形成互联网虚拟神经元。 赞同。作为互联网虚拟大脑与人脑的接驳,虽然不排除,恐怕主要也不是以物质的方式,而是以信息和知识的方式,例如在金融危机中所表现出来的蝴蝶效应、以及贾俊鹏等。 将人脑功能 映射到 互联网中 是一个重要观点或操作,但恐怕不仅是 人脑功能 ,而且是人际交往功能的映射。 人脑可以自由决定是否与互联网接驳 。这个发现将可以使我们真正进入到互联网虚拟大脑的内部结构,如果把人当作神经元,将无法继续研究。 这一点极其重要!正因为此,人方能保留自己独立的空间,方能在一定程度上自主。而大脑中的神经元就不能如此。不过,或许也正因为此,各色人等因与互联网接驳的广度和深度各异,便在互联网虚拟大脑中映射出具有不同权重的虚拟神经元。大脑中神经元的权重似乎没有主次之分,而互联网虚拟大脑的神经元则强弱分明,科学网上的点击率就是明证。而缺席的神经元,所映射的个体也就自我边缘化了。 4 。互联网进化和互联网大脑的提出问题 分离的博客,威客,电子邮件 重新融合 形成的个人空间与人类神经元有很强的相似形, 还有所谓三网合一、终端融合等是否也与此有关? 上次我发表的评论中有一条: 互联网进化与达尔文进化论的比较十分有意义。对此刘老师尚未展开。比如说,进化论中的物竞天择,适者生存,在互联网的进化中如何解释?再者,生物进化呈高度发散状,如进化树,而互联网虚拟大脑似乎有一个较为确定的收敛目标。 为了实现人类大脑的联网,这一目标产生了强大的拉动力,不断引导互联网向前发展。 刘 老师答复我评论的全文、网友 jsit 的评论 和刘 老师的答复,所 引用的地址是: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=248433 让拉德里尔 . 科学技术对文化的挑战 . 北京:商务印书馆, 1997 . 72
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《新发现》2009年6月号导读
eloa 2009-6-1 20:23
庄 发表于 2009-05-31 23:51 卷首语By严锋 整整一年了,大地的颤抖仿佛已经离我们远去,伤痛的记忆却依然弥漫在心头。倾圻的家园正在一天天的恢复,对灾难的警惕与追问却不会止歇,因为这也是一种纪念。 2008年12月,雷兴林等专家在《地震地质》发表论文,对水库引起的应力变化与库区附近地震活动性变化的关系进行了详细分析,初步认为离汶川大地震震中仅有数公里的紫坪铺水库在其蓄水过程中,对其地下的龙门山中央断层和山前断层有明显的作用。这篇论文立即引发强烈争论,因为它明确表示,汶川大地震是否受到该作用的触发而提前发生是一个不应该回避而值得进一步研究的科学问题。 本期封面故事《当人类撼动地球》从一个更广阔的视角来审视这个严峻的问题。随着技术的高歌猛进,人类改变世界的手段日益丰富,对自然的影响力持续扩大。当我们在春天提前挥汗如雨的时候,也许已经在享受这种改变的后果了。如果天空中的人为变化是一目了然的话,我们脚下的大地是否也在发生改变呢?筑坝、采矿、钻探、地热应用等人类活动对地壳产生着深刻影响,有时甚至会引发毁灭性的反应。 这样的说法,是不是有点太自负,太把自己当回事,太高估人类的力量了?也许我们人类还依然是那颗巨大槐树上的小蚂蚁,蚍蜉憾树谈何易!迄今为止,再大的水库也不可能直接导致一个8级特大地震的形成。但是文章告诉我们另外一个分析的思路:在特定的条件下,一根稻草也足以压垮骆驼。如果断层已经处在断裂的临界点上,那么断层面的垂直应力哪怕极小,也可能诱发断裂。这足以唤起我们对未来的警觉和审慎。 我们常常会嘲笑那整天担心天会塌下来的杞人,其实那未必不是一种深刻远见的萌芽。人无远虑,必有近忧,古往今来的哲人智者,其实有很多都是吃饱了饭没事在那里忧天忧地忧人,忧出一个悠久的文化。今天的科学家,继承了这个伟大的忧患意识的传统,忧生态,忧气候,忧地壳异动,倘若不是他们一直在那里忧来忧去,那就更要让人担忧了。 封面故事 当人类撼动地球 人类能够诱发地震?这听上去像个笑话。然而,筑坝、采矿、钻探、地热应用等人类活动对地壳产生着深刻影响,有时甚至会引发毁灭性的反应。这样的例子已经屡见不鲜 专题 让癌症休眠 为了击倒癌症这个强敌,研究人员们提出一种全新的治疗策略。他们试图借助一种免疫疗法使癌细胞进入休眠状态,从而阻止它们引发致命后果。 狂飙在白垩纪碧空 头顶高耸的脊冠,翱翔在炼狱之海的上空,这就是恐龙时代末期最神奇的飞行家夜翼龙! 传大脑出庭作证! 法庭上,大脑成像技术出现的频率越来越高,大有成为梦想中永不出错的测谎仪之势。但问题在于,就算大脑不会撒谎,要对其活动进行解释仍是一项棘手的任务。 奇趣植物 几年中,为了寻寻觅觅那些奇形怪状的植物,摄影师米里埃尔.阿藏的足迹踏遍了世界各地。现在,就让我们一同来欣赏他的镜头捕捉到的奇特景致吧。 种子方舟 在挪威斯匹次卑尔根岛腹地,隐藏着一个庄严的殿堂。一年多以来,代表着世界农业遗产的无数农作物的种子从全球各地源源不断地运到此处!面对单一化种植带来的威胁,这座全球种子库将承担起为人类备份农业生物多样性的重任。
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那枚不平凡的大脑
ELOA 2009-5-28 13:39
seren 发表于 2009-05-22 11:21 本文删节版发表在《瞭望东方周刊》。 - 1955年,4月18日,凌晨。美国新泽西州,普林斯顿医院。 一位老人在病床上发出异样的声音,守夜的护士艾伯塔连忙走来探视。老人喃喃地说着她无法听懂的语言。两声沉重的喘息后,他静静地去世了。后来人们推测,老人临死前说的是他的母语德语七十六年前,他出生在德国南部小城乌尔姆的一个犹太家庭,他的名字是阿尔伯特爱因斯坦。 哈维的等待 当夜,病理医师托马斯哈维(Thomas Harvey)打开了爱因斯坦的头骨,往脑动脉中注入防腐剂,把大脑泡进固定药水,这颗前无古人的大脑被保存起来。虽然哈维医生许诺将爱因斯坦的大脑用于科学研究,并从爱因斯坦家人得到许可,这一举动还是引发了无穷争议。甚至有几位著名的神经病理学家强烈建议哈维放弃这些样品,可是哈维拒绝了。很快,他被普林斯顿医院解职。 随后的半生里,天才的大脑一直伴随着哈维,带给他厄运也带给他短暂的盛名。他经历了离婚、长途搬家、失业和吊销行医执照。他后来成为堪萨斯州的一名塑料厂 组装工人,与垮掉的一代中的著名颓废诗人威廉伯罗斯(William Burroughs)为邻,两人经常称兄道弟,小酌痛饮虽然伯罗斯曾常常吹嘘我想什么时候搞到一块爱因斯坦的大脑都行!哈维却对这些样品视若生 命。1997年,哈维带着大脑样品与记者麦克帕德尼提(Michael Paterniti)一起横穿美国去加州拜访爱因斯坦的孙女。他曾经计划把这些样品送给科学家的后人,但是他最后改变了主意,迅速地离开了她家。在帕德尼 提的描写中,哈维是个怪异的老人,充满了唐吉诃德式的幻想,时时爆发出莫名其妙的大笑。 直到2005年,他才把样品交给普林斯顿医院。而此时,距离爱因斯坦的骨灰被撒在特拉华河上,已经过去了整整五十年。 公允地说,哈维对爱因斯坦大脑如此固执而热衷,并不完全为了名气,更不为金钱他曾经多次拒绝高价购买这些大脑样品的要求。哈维一直恪守对爱因斯坦一家的承诺,在自己后半生里尽了最大努力,希望能用科学的方法解读这位伟大科学家的智慧密码。大脑一被固定,哈维就对它进行了仔细的测量,还从各个不同角度拍了许多照片。根据哈维的测定,爱因斯坦的大脑重为1230克。与人们对天才的期望不同,这个重量在七十多岁的老年男性里,也不过是一个较低的数值。 在哈维被解职后不久,他就将大脑带到费城医院,在那里,经过严格训练的技术员遵照权威的大脑解剖图谱,把这团珍贵的中枢神经组织小心翼翼地切成了两百四十 块。某些脑块又被进而切成薄片,固定在玻璃片上。哈维一共制作出十二套这样的脑片标本,随后,他把这些标本寄给当年神经界最有名的科学家,希望他们能够做 出惊动世人的发现。剩下的组织被包裹在透明的火棉胶里,悬浮在充满甲醛固定剂的大玻璃瓶中,从哈维家的地下室到办公室的纸板盒里,它们静默了整整三十年。 在这三十年间,除了偶尔被科学家宣布无论是大体形态还是神经细胞的数量都与普通人的大脑没有什么区别以外,这些独一无二的神经组织,没有引爆任何科学 发现。 甚至,其间唯一的新闻轰动,只来自于爱因斯坦本身的名气。1978年8月,《新泽西月刊》的记者史蒂夫利维(Steve Levy)辗转找到哈维,当装有爱因斯坦大脑(和小脑)的玻璃瓶出现在利维面前时,他完全失去了语言,充满震撼和崇拜地望着那些在清澈的固定液中上下 起伏的花生糖棒般大小的脑组织块那仿佛是宗教般的经历,史蒂夫后来写道。他的文章立刻将新闻界推向癫狂,许多记者在哈维的办公室外安营扎寨, 把他的生活搅动得沸反盈天。当然,即便焦点是爱因斯坦,随着时间的过去,猎奇的狂热也渐渐平淡。而那些不平凡的组织块,依然寂寞地在玻璃瓶中沉浮。 与众不同的大脑? 八十年代初的一天,加州伯克利大学的教授玛丽安戴蒙德(Marian Diamond)坐在丈夫的办公室里,无所事事,只能独自思考。近二十年前她发现,如果把小鼠养在有各种玩具的环境中,它们脑中神经胶质细胞对神经元 的比例将比那些饲养在普通环境里的老鼠要高。她认为,神经胶质细胞对神经元提供养料,它们的比例增高正暗示着养在内容丰富的环境中的小鼠神经活动更为活 跃,需要更多的营养。在这个无聊的下午,戴蒙德想到了实验室墙壁上不知哪个研究生贴上去的对哈维的报道,突然意识到,她也许可以向哈维索取一些样品,也许 这颗不同寻常的大脑里,神经胶质细胞的比例也比常人高呢? 说据戴蒙德说,她每隔六个月就要打电话骚扰哈维一次,坚持了三年之后,哈维终于寄给她四块方糖大小的脑组织。她的实验结果在1985年发表在《实验神 经病学》上,她将爱因斯坦的大脑和十一位普通人的大脑进行对比以后,发现位于左侧顶叶的那块标本里,爱因斯坦的大脑中神经胶质细胞的比例确实比其他人要高 上一倍。她据此推论说,这一现象显示了爱因斯坦在展示他非同寻常的理性思考能力时,这一脑区的活动得到增强。 哈维渴盼已久的科学发现姗姗来迟,媒体掀起新一轮爱因斯坦狂潮。可是,这份研究报告在科学界饱受争议。日本大阪生物科学所的堪沙博士(Sachi Sri Kantha)对戴蒙德所用的十一位普通人大脑提出质疑:这是些什么样的普通人?怎么死的?爱因斯坦终年七十六岁,为什么选取的这十一人平均寿命只有 六十四岁?较高的胶质细胞比例是不是只是因为爱因斯坦的神经细胞在衰老过程中死亡更多?纽约佩斯大学的海因教授(Terence Hine)更直言不讳地说:这项研究充满了谬误,其结果根本不可相信。 又是一个十年过去了,一纸传真出现在加拿大麦克马斯特大学的教授桑德拉维特森(Sandra Witelson)的面前,上面是一个简洁的问题: 您愿意和我合作研究爱因斯坦的大脑吗? 托马斯哈维 维特森并不认识哈维,但也许是由于爱因斯坦这四个字的魔力,她抄起一张白纸,写上Yes,传真回去。 维特森当时拥有世界上最多的大脑标本从1977年到1987年间她设法说服了120位癌症晚期病人捐献他们的大脑。她的研究结果发表在许多高水平的学 术杂志上。最出名的,也最富争议的,大约是她对男女大脑结构的比较。譬如,她发现在大脑颞叶里一块主管语言的区域,女性的神经元密度平均比男性要高出 12%,这也许能够解释为什么通常女性更善于交流。 这是1995年,八十四岁的哈维读到了维特森的文章。他想,自己也许终于等来了那个能解开谜底的人。得到维特森的肯定答复后,年迈的他小心翼翼地把装有爱因斯坦大脑的玻璃瓶放在他破旧的道奇车里,一路向北,驶过美加边境,亲自将它带到了维特森的面前。 维特森最后挑选了十四块样品,哈维还从来没有给出过这么多的大脑样品。但让人意想不到的是,她最重要的发现却不是来自于对这些样品的直接观察,而是源于1955年哈维给这颗大脑拍摄的照片。 维特森发现,爱因斯坦的顶叶下部的区域比一般人宽。而且,一般人的大脑里有一条叫做外侧裂的脑沟穿过这里,沟的尾稍劈入一块名为缘上回区域。而在 爱因斯坦的大脑照片上则显示,他的外侧裂在进入顶叶下部区域之前就与另一条脑沟合并,缘上回也显得更为完整。维特森认为,一般情况下,大脑中神经连接密集 的地方形成凸起的脑回,而神经连接比较稀少的地方则凹下变成脑沟,爱因斯坦戛然而止的外侧沟,正反应了他顶叶下部区域比一般人神经连接密集。 维特森的研究显然比戴蒙德的更受礼遇,1999年,她的结果发表在著名医学杂志《柳叶刀》上。 直到今日,对爱因斯坦大脑的研究依然不时浮出水面。就在今年五月四号,佛罗里达州立大学人类学系的教授迪安法尔克(Dean Falk)在《进化神经科学前沿》(Frontiers in Evolutionary Neuroscience)上发表了他的最新研究结果。他对爱因斯坦大脑的照片进行了仔细研究,发现了许多不同寻常的脑回和脑沟结构。他宣称这颗大脑的结 构中含有许多不对称的成分,而很可能正是这些变化多端的沟回,造就了爱因斯坦与众不同的天才。此外,他在爱因斯坦的右侧运动皮层里发现了一个特殊球状的结 构,这在其他音乐家的大脑中也有发现,很可能与爱因斯坦从小接受的小提琴训练有关。 顶叶天才? 由于这些实验都指向爱因斯坦与众不同的顶叶,顶叶天才这样的名号开始出现在各种媒体之上。那到底顶叶在哪里,有什么作用呢? 举起你的双手,分别放在左右上耳廓的后部,贴着头皮将手移向后脑勺顶最突起的地方,在哪里汇合。你的双手刚才触摸过的头骨之下的这片区域,差不多就是顶叶 之所在。而维特森所发现的爱因斯坦大脑中比常人更宽的下顶叶,在这片区域的后部偏下的地方。这里是视觉、听觉、体觉(来自身体各部分的感觉)、和前庭器官 的神经通路的交汇处,被许多科学家认为是人体综合各种感觉,产生更高等的神经、认知活动的地方。这片脑区主管着视觉空间认知、数学能力和运动想象能力。如果顶叶受伤,病人将无法完成一些复杂的会话、阅读和定位活动。 作为史上最伟大的理论物理学家之一,爱因斯坦超凡的抽象能力无可置疑。而他曾经说过,自己几乎不以语言文字的方式的方式思考,而是像放电影一样用图画般的想象力来思考问题,这与下顶叶的想象与空间认知功能遥遥呼应。进而,维特森等科学家推论,由于爱因斯坦的下顶叶扩大,影响了领近区域主管语言的Broca区域的发展。而爱因斯坦三岁才会说话的事实,大约已经家喻户晓了吧? 可是,这块不过三指宽的区域真能解释爱因斯坦的传奇成就吗?科学家们纷纷质疑。有人指出爱因斯坦中学时在画图和地理课上成绩平平,与有一片发达顶叶的事实相左。而且,顶叶宽大者大有人在,最明显的莫过于早年失明者。因为他们不再能接受视觉信号,所以顶叶的功能区域一直延伸到通常用来处理视觉信息的枕叶。如果顶叶扩大就能成就爱因斯坦,盲人学校早就成了诺奖基地了。 另外,新英格兰医学院的教授弗德里克莱波雷(Frederick Lepore)指出,人不会一成不变,对一颗七十六岁的老龄大脑的研究,是否能解释二十六岁以相对论震撼世界的那位年轻人的非凡神经活动,实在令人怀疑。实际上,即便我们能窥探 到青年爱因斯坦的大脑沟回形状,就一定能从中分析出他的智慧能力吗?现代神经学已经深入分子水平,发现了记忆和学习中重要蛋白质的改变,而这样的变化,又 岂是盯着从爱因斯坦的大脑中切下的方糖块就能发现的呢?就连维特森本人也在文章最后说显而易见的,这份报告并不能解决长久以来神经结构和智力之间的 关系的问题。 2007年4月5日,九十五岁的哈维在普林斯顿去世,在同一座城市里,爱因斯坦的大脑依旧储存在病理学实验室的地下室中。五十二年前,当他亲手取出的那块 传奇的大脑时,他希望能借此窥探伟大的智慧缘自何方;而在他去世的时候,神经科学的发展已经远远突破了他当年所能想象的一切。然而,他所等待的开启天书的 那把钥匙,却始终不曾出现。也许,永远不会出现。可是,直至今日,任何关于爱因斯坦的大脑的研究都能掀起一阵旋风,而且,在可以预见的将来,不会停止。也 许正如美国教授史蒂夫王(Steve C Wang)在《科学》杂志上所说: 最重要的问题也许是为什么我们要进行这些检验,以及我们想从中得到什么。正如爱因斯坦以他著名的公式捕捉到能量和物质的精髓,我们则在试图捕捉天才的精髓。而我们的这些努力,与其说挖掘了天才的本质,倒不如说反映了我们自己的内心。
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仔猪大脑神经元HE切片
liudongyang 2009-5-22 10:43
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阿尔·塞克尔:我们的大脑被幻觉骗了
entropy 2009-5-10 09:32
不要以为我每天都在看这些,我仅仅是订阅了这个网站的RSS。 我用的是Google reader,只要能上网,就能把我关注的东西从不同的网站聚合在一个页面。到我有时间时一起看。 不能创造就作一个好的传播者、 阿尔塞克尔:我们的大脑被幻觉骗了 By Tony Yet Apr 21st, 2009 Category: 今日TED演讲 阿尔塞克尔( Al Seckel )是幻觉(visual illusion)研究方面的专家,他通过这样的研究来揭示大脑的内在机理。阿尔塞克尔曾任教于加州理工大学,作为一名认知神经学家,他曾写过多本关于幻觉的书和文章,并且参与了博物馆幻觉展的设计,让观众在体验幻觉的同时去理解其背后的机理。 阿尔塞克尔还是Edge基金会的成员,南加州怀疑论者协会的创始人,该协会致力于反对创世论在课堂上的传播,并且还与丹尼尔丹尼特一起创作了著名的达尔文鱼(Darwin Fish)。在2004年的TED大会上,阿尔塞克尔就为观众带来了一场幻觉的盛宴,大家不妨仔细看看他演讲中提到的那种种幻觉,说不定你也会被你的眼睛骗了。 Al Seckel: Your brain is badly wired enjoy it! 题图照片: http://www.flickr.com/photos/flavinsky/3410980137/ 相关链接: 乐华学圈 (中山大学心理学系程乐华老师的博客) Scott Kim的个人主页 您可以通过RSS阅读器 订阅 TED中国粉丝团的文章: http://www.tedtochina.com/feed/ 欢迎发表评论,参与TED中国粉丝团的 讨论组 ,或者 在 twitter 上面 follow 我们。 参与越多,您也会学到更多。 Tagged as: 心智秘密 , 阿尔塞克尔
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海伦·费舍尔: 大脑中的爱情
entropy 2009-5-10 09:25
不要以为我每天都在看这些,我仅仅是订阅了这个网站的RSS。 我用的是Google reader,只要能上网,就能把我关注的东西从不同的网站聚合在一个页面。到我有时间时一起看。 不能创造就作一个好的传播者、 海伦费舍尔: 大脑中的爱情 By TEDtoChina Apr 24th, 2009 Category: 今日TED演讲 这是一篇TED演讲全文汉译。人类学家海伦费舍尔(Helen Fisher)从事大脑和爱情关系的研究。在2008年TED大会演讲时,她从自己的研究项目出发,谈及了与爱情有关的大脑区域,并分享了一些关于爱情的看法。 本文译者为David,译者的 译言页面 ,译者的blog( http://davej.blogbus.com/ )。文稿中的小标题为编者所加。 TED演讲汉译系列:《海伦费舍尔: 大脑中的爱情》 演讲人 英文简介 演讲视频 TED.com链接 , Youtube.com 视频链接 ,汉译字幕视频优酷网 视频链接 , 演讲汉译 译言链接 我和阿尔特阿伦、露西布朗还有其他同事对37位处在恋爱不同阶段的人的大脑进行了核磁共振测试,其中17位正享受爱情带来的幸福,而15位则刚刚被甩。我们刚刚开始第三项实验:研究那些在10到25年后仍然处在爱恋中的人们。接下来是关于这项研究的一些介绍。 ◎ 提卡尔神庙见证的爱情故事 在危地马拉的丛林深处的提卡尔,矗立着一座神庙。它由史上最显贵的太阳王建造,位于最壮丽的城邦,代表着美洲最伟大的古文明玛雅。这位君王,名曰Jasaw Chan Kawiil。他体型魁梧,并活到了八十余岁,在公元720年葬于提卡尔神庙。按照玛雅碑文的说法,他深爱着他的妻子。他为妻子修建了一座神庙,正对着提卡尔神庙。每到春分或秋分,太阳在提卡尔神庙后升起,他妻子的神庙便浸浴在拖长的影子中。到了下午落日之时,他妻子的神庙的影子也会完全遮罩在提卡尔神庙上。直到1300年后的今天,这对恋人的陵墓依旧互相拥抱、亲吻。世界各地的人都有不同的爱情。人们为爱情歌唱,人们因爱情起舞,人们通过诗赋和故事来抒发爱情。人们讲述关于爱情的神话和传说。人们渴望爱情,盼望爱情。人们为爱着迷,甚至为爱而死。 沃尔特惠特曼曾说过:我愿意为你赌上我的一切!人类学家在170个社会中发现了爱情存在的证据。爱情普遍地存在于每一个人类社会。但爱情并不总是愉快的经历。在一项针对大学生的调查中,他们提出了很多关于爱情的问题,其中的两个特别让我印象深刻,一个是你曾经被你真心爱着的人拒绝过吗?,而另一个则是你曾经拒绝过真心爱着你的人吗?对于这两个问题,有95%的人作出了肯定的答复。要活着走出爱情几乎是不可能的。 ◎ 一首最富深情的情诗 那么,在开始讲述关于大脑的事情前,我要读一段在我看来最富深情的情诗。当然,很多情诗都很不错,但我认为它们都无法超越这首。一位不知名的夸扣特尔印第安人把它讲述给了一名传教士,那是在1896年的南阿拉斯加。这是我第一次当众读它。 爱你之痛如熊熊烈焰穿透我的身体; 对你如火一般的热恋让疼痛贯穿我的身体。 痛楚如沸水,饱含我对你的爱, 爱的火焰将其蒸发殆尽。 我仍记得你对我说的话, 我想着你对我的爱,它将我的躯体撕裂。 疼痛,更多的疼痛,你要把我的爱带至何处? 你对我说,你将从这里出发; 你对我说,你将在这儿把我遗弃。 我因此悲痛,因此失去知觉。 带上我的只言片语,我的爱人! 再见,吾爱,再见! 艾米莉狄金森曾写道,人因离别而品尝地狱在人类百万余年的进化过程中,有多少人曾遭受这样的痛苦?而此时此刻,世界各地又有多少人在因爱情而翩翩起舞? 爱情是世上最有力的感情。所以多年之前,我决定研究大脑中的这种狂热的情感。 我们第一项对处在幸福爱恋中的人们的研究得到了很好地宣传,因此我只简短地介绍一下。 海伦费舍尔演讲:TED.com 视频链接 ,Youtube.com 视频链接 ,中文字幕优酷网 视频链接 。 ◎ 大脑中三个区域与爱情息息相关 我们发现 在大脑底部附近有一块活跃的微小的区域腹侧背盖区。 其中活跃的细胞称为ApEn细胞。实际上,这种细胞制造了多巴胺一种天然的兴奋剂,并将它散发到大脑的众多区域。准确地说来,这里腹侧背盖区是大脑奖励系统的一部分。它运作在潜意识中,也不受情绪控制。腹侧背盖区也是被我们称作爬虫类脑核的部分,它关系到欲求、动机、专注和渴望。事实上,这一片区域在可卡因瘾发作时也会活跃起来。但比起可卡因,爱情让它更加活跃至少你还能从可卡因中回过神来。爱情萦绕于心,占据着你。你失去自我意识,不能自主地去想他他一直盘踞在你脑中。就像8世纪的一位日本诗人说的那样,我的渴求永不停止。 爱情是狂热的。当你被抛弃之后,牵挂会更深。我和项目组中的神经系统学家露西布朗当下正在研究被抛弃的人们的核磁共振测试数据。但说服他们进行测验实在是困难,因为他们心情实在是太糟了。(笑)总之,我们在大脑中发现了三个与之有关的区域。 我们在那块大脑区域,也就是腹侧背盖区,找到了与热恋相关的大脑活动。这是多么坏的事情啊!当你被甩之后,你会想着要忘掉他,并继续你的正常生活,但事与愿违,你更爱他了。就像罗马诗人特伦斯曾说过的:我的祈求越少,我的爱情便越炽烈。时至今日,我们知道这是为什么了。2000年后的今天,我们能够解释大脑中的这一过程。大脑中的奖赏系统与欲望、动机、渴望和专注有关,它在你不能得到你所要的时,反而变得更加活跃。倘若如此,生命中最大的奖赏即是:一个适当的约会对象。 我们发现 大脑中计算得失的区域也与爱情有关。 测试者躺在核磁共振仪中,看着昔日爱人的照片,然后开始回想到底是什么出错了。我失去了什么?事实上,露西和我对此开过一些玩笑。在大卫梅米特的一部剧中有两个行骗高手,其中女士在勾引男士,于是他看着那位女士说:你真调皮,我是不会犯错的。当你在计算得失时,大脑中的这部分伏隔核的核心变得活跃起来。当你要因得到或失去而去冒巨大的风险时,它也会变得活跃。 最后,我们还在一块区域中发现了与深度依恋有关的大脑活动。 难怪世界各地的人们都遭受着痛苦,难怪我们有这么多与爱情有关的犯罪。当你被爱抛弃时,你不仅被对爱情的渴望吞没,而且感到对他深深的依恋。此外,大脑的奖赏回路开始工作,这使得你感到强烈的精力,强烈的专注,强烈的干劲,和想要不顾一切地赢得生命中最高奖赏的愿望。 ◎ 爱情是世界上最让人成瘾的东西 那么,关于这次实验,我又有什么样的体会要分享给全世界呢?最重要的一点,我的结论是爱情是人类最基本的寻求配对的冲动。这不是性冲动性冲动让你寻找能够成为性伴侣的人。而爱情让你同时只对一个人产生配对的冲动,并节制地使用它,开始同他恋爱。我脑海中浮现出读过的所有关于爱情的诗篇,其中最适合概括这一点的是2000多年前的诗人柏拉图的一首诗,爱神栖于爱欲之国。爱是欲求,是冲动,是恒久的失衡。如饥似渴,不能熄灭。 我同样也相信爱情让人成瘾:爱若甜蜜,人们沉溺其中;爱若苦涩,人们深陷其中,难以自拔。确然,爱情拥有成瘾的所有特征,你专注于他,执念于他,渴望得到他,并扭曲现实,愿不顾一切以赢得他的爱。成瘾的三个主要特征也在爱情上得以体现:首先是耐受性你总是想要得到更多以维持最初的感觉,而后耐受性消退,最后又复发。我的一位女朋友刚从一段痛苦的恋情中恢复过来,经过了八个月,她终于好多了。这之后的一天,她正开着车,收音机里的一首歌让她又想起了那个男人。于是,瞬时的渴望充满全身,她控制不住情绪,把车停在路边,大哭了一场。因此,我希望医学界、法学界和高教界都关注到这一点:爱情确实是世界上最让人成瘾的东西。 ◎ 动物世界的爱情故事 我还想分享一下关于动物爱情的故事。世界上任何一种动物都不会饥不择食地寻找活物进行交配。太老的、太年轻的、太脏的或是太蠢笨的,它们都不会选择。除非你把它们关在实验室的笼子里 当然,如果你在笼子里度过一生,也不会那么挑食了。在调查了一百个物种后,我发现野外的每一个角落,每一只动物都有各自的心之归属。事实上,生态学家知道这些。用四个词可以概括动物各自的偏爱:选择性感知,配偶选择,雌性选择,性选择。这儿有三篇学术文章涉及到了这种吸引力。虽然这种吸引力也许只维持一秒,但它确实是存在的,而且牵涉到大脑中到与腹侧背盖区和奖赏系统(更确切的说是奖赏系统中的相关化学物质)。事实上,我相信动物间的吸引力是可以即刻产生的我们能看到,大象有时会突然被另一头大象吸引。我相信这就是我们所说的一见钟情的源头。 ◎ 研究爱情之谜,乐趣无穷 人们常问我是不是因为研究爱情太多而没了爱的兴致。这基本是不可能的。就如同在了解一块巧克力蛋糕中的所有成份后,我仍然能够品味吃蛋糕的乐趣。我也同样会犯大家都会犯的错,但这些经历加深了我的对爱情的理解,并让我对所有人都更有爱心。比如,我在纽约时,常看着婴儿车里的小孩,并感到一丝同情。有时,当想到大脑是多么富有感情,我会对餐桌上的鸡抱有歉意。 我们最近的实验由我的同事阿尔特阿伦操作进行,内容是对长期相处后仍能够保持相恋的情侣们进行核磁共振测试。至此,我们一共测试了5对这样的情侣,并发现了他们共同的特点。在他们相恋25年后,他们大脑中与热恋相关的区域仍然保持活跃。 关于爱情还有很多未解开的迷。现在我简短地说一下我正研究问题::为什么你会爱上他,而不是别人?原本我并没有想要去思考这个问题,但在三年前,一个约会网站 Match.com找到我,并问了我这个问题。我只能说我不知道。我所知道的是人们恋爱时,大脑中到底发生了什么,但我却不知道为什么他就是你命中注定的爱人。所以,这三年我都在思考这个问题。心理学家告诉我们一定有很多原因使你爱上他,而不是另一个人。我们会倾向于在同等的社会经济背景、同样智力水平、同等的相貌以及相同的宗教信仰中找到自己的爱人。而童年的经历也会影响人们的爱情,但如何作用却无人知晓。就是这些,心理学家知道的只有这些。而且,他们不知道在良好的关系中,双方的人格是如何配合的。因此,我开始思考为什么我们接近这一群人,而不是其他人,这是不是有生物上的解释。为此,我做了一份问卷调查,以探明人们如何显现 多巴胺、血清素、雌激素和睾丸激素的性状。 我相信这四种物质在大脑中的不同配比让人类演化出了四种非常普遍的人格类型。所以我在Mating.com上创建了一个子站:Chemistry.com。首先网站通过一组问题来确认上述四种物质在你的大脑中是如何显现性状的。最后网站记录下是谁选择了谁。总共有370万美国人和60万来自其他33个国家的人做了这项测试。我正在对测试数据进行整理。一定程度上,爱情总是神秘的,但我相信我会逐步接近问题的答案当你走进一间房间时,每一个人都是和你同样的背景,你们处在同样的智力水平上,你们有同等的相貌,但为什么你不会被所有这些人所吸引?我认为这一定有生物学上的解释。我想几年之内我们就可以理解大脑是如何让我们找到我们唯一爱的人。那样,我就更接近答案了。 ◎ 爱就在我们心中 这是我的父母。福克纳曾说过:过去未曾消逝,它们还留在心中。确实是这样,我们把从过去带来的大量的行李堆放在大脑中。我心里总存在一种力量,让我想要理解人性,而这也让我想到了这幅照片。这是两个女人。女人们倾向于更亲昵的言行而不像男人们那样。女人们从面对面的交谈中获得了亲切感。我们转向对方,并在交谈中注视着对方。这就是女性相互理解的方式。我想这是源于长久的进化岁月中,女人总是把婴儿抱在面前,哄他们、训诫他们、教导他们。而男人们总是在侧坐的交谈中找到亲切感。(笑)当一个人看着对方时,另一个人会望向别处。(笑)我想这源自远古时期,男人们藏在灌木丛中,看着前方,并想着用手中的石块砸向野牛的头。(笑声)在数万年的人类历史中,男人们共同面对敌人,和朋友坐在一起。所以我的主张是:爱就在我们心中。它深深地扎根在大脑中。理解对方是我们所追求的目标。谢谢大家。(掌声) 参考阅读: 幸福课博客:谈谈情,说说爱系列帖子( 1 , 2 , 3 , 4 ) 题图照片: http://www.flickr.com/photos/-_ra3yat_bmw_-/3144132890/
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植物也有“大脑”
famingkuang 2009-4-18 15:30
一切有生命的东西都能够根据环境的变化而改变自己的生活习性从而达到适应环境的生存目的。 对于有大脑的动物我们容易理解何为思想,但对于没有大脑的植物,它们是怎样做的呢?如果说它们没有思想,那它们又是如何做出判断的呢?如何知道去适应新的环境的呢?可是它们却做到了,经过亿万年而生存下来了。 人的本能反应是不经过大脑的,也就是说,人除了有形的大脑之外还有一个原始的大脑,它是没有形状和大小的,由纯智慧组成的一种东西,我们不妨称之为原始大脑。 植物虽然没有有形的大脑,但是也有一个由纯智慧组成的原始大脑,我们或者称之为本能,是经过不知多少亿年对大自然不断的思考总结出来的智慧的结晶。 所以说植物也有一个原始的大脑。它也会思考,只是思考的方式与有形的大脑不同而已。
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神经信息学(Neuroinformatics)
郭崇慧 2009-1-30 18:00
随着人类脑计划( HBP )的实施,一门新兴的交叉学科神经信息学也于 20 世纪 90 年代中期正式诞生了,它是神经科学和信息科学交叉融合产生的一门新兴的边缘学科,综合应用现代生物学、医学、信息科学与计算机科学、数学、物理学、化学和系统科学的方法、技术和手段来采集、存贮、管理、分发、分析和处理海量的神经信息数据,从中发现新知识,揭示脑活动的奥秘。因此,神经信息学是人类脑计划的核心内容。 神经信息学产生的背景 1 .计算机科学技术、信息科学技术的迅速发展和广泛应用为神经信息学的诞生和发展奠定了技术基础。 2 .无创伤脑成像技术的发明和广泛应用,人类脑计划的实施,为我们积累了海量的神经信息数据,如何存贮、管理、分发、调用、分析和处理这些数据,从中发现新知识,揭示脑活动的奥秘成为人们的迫切要求,使神经信息学的诞生和发展成为历史的必然。 3 .近几十年来,生物学研究从过去的以描述、定性研究为主的传统模式,正逐步转变为以机理、定量研究为主的现代模式。数学、物理学、化学、计算机科学、信息科学和系统科学不断深入生物学,为生物学研究提供新的思路、理论、方法和技术,极大地促进了现代生物学的发展,自然也为神经信息学研究不断提供新的思路、理论、方法和技术,为其迅速发展奠定了理论、方法和技术基础。例如,动态规划方法是两个核酸或蛋白质序列比对的基本方法,是生物信息和神经信息数据库搜索的理论基础,而概率与数理统计、随机过程、优化理论与方法是神经信息数据处理的理论基础和不可缺少的基本工具。 参考文献: 1.唐焕文,唐一源,郭崇慧,陈克伟 (2007) 神经信息学及应用,科学出版社. 2. 唐孝威,尹岭,唐一源 (2002) 人类脑计划和神经信息学,香山科学会议,科学前沿与未来,第六集, 98-111 ,北京:中国环境科学出版社 3. 唐孝威,尹岭,沈公羽等 (2001) 人类脑计划和神经信息学,中国科学基金, 15(2):99-101 4. 顾凡及 (2001) 人类脑计划和神经信息学,世界科技研究与发展, 23(3):11-13 5. 汪云九 (2002) 日韩两国神经信息学的研究,生物物理学报, 18(1):139 6.沈钧贤 (2001) 人类脑计划与神经信息学,生物物理学报, 17(4): 607-612
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人类脑计划(Human Brain Project)
热度 2 郭崇慧 2009-1-24 13:33
人类脑计划( Human Brain Project, HBP )是继人类基因组计划( Human Genome Project, HGP )之后又一个重要的科研大计划。在经过多年的讨论和可行性研究之后,于 1997 年在美国正式启动。 人类脑计划的基本思想和概念可追溯到上世纪的 80 年代。在美国国防部等部门的资助下, 1989 年美国国立卫生研究院( NIH )和国家自然科学基金会( NSF )召集有关神经科学家、计算机科学家和预研项目的负责人会议,集中讨论了利用新的计算机技术构建脑的数据库和模型问题。同年,美国科学院医学研究所成立了一个专家委员会,对利用现代信息科学技术研究脑的科学性与可行性进行了论证。历时二年,收集了一百多位科学家的意见,于 1991 年夏天发布了题为《 Mapping the brain and its function s : Integrating enabling technologies into neuroscience research 》的报告,得出了肯定性的结论,建议设立一项研究计划,专门用于资助神经科学和信息科学相结合的研究。 1992 年,美国国立精神卫生研究院( NIMH )正式确定支持这一计划,成立了人类脑计划联邦协调委员会( FICC-HBP ),负责组织协调和指导这项工作。当年得到了 4 个部 15 个联邦机构 , 包括美国国立卫生研究院、美国国家自然科学基金会、美国海军研究办公室( Office of Naval Research )、美国宇航局( NASA )和能源部等的联合资助。 1993 年 4 月 2 日,美国联邦联合资助小组发布了人类脑计划的第一个项目公告:人类脑计划第一期可行性研究,由美国国立卫生研究院承担,共有 23 个项目获得资助。 1995 年 10 月,该计划的修订版发表,在对人类脑计划的重要性和特殊性予以确认的同时,强调要求每个课题都应包括脑及行为和信息科学两方面的研究内容。在第一期可行性研究顺利完成的基础上, 1997 年人类脑计划正式在美国启动,二十多所著名大学和研究所参加了这项科研大计划, 30 多位课题负责人获得了该计划项目的资助。他们充分利用各自的条件和优势,开展神经信息学的相关研究,同时与有关的研究团队进行交流与合作研究,互通信息,资源共享。经过几年的共同努力,这一计划已于 2004 年顺利完成,取得了许多重要的研究成果,并积累了一些宝贵的经验 。 参考文献: 1 . Stephen H. Koslow, Michael F. Huerta (1997) Neuroinformatics : An Overview of the Human Brain Project. New Jersey : Lawrence Erlbaum Associates, Publishers , Mahwah. 2 . Stephen H. Koslow, Shankar Subramaniam (2005) Databasing the Brain: From Data to Knowledge (Neuroinformatics). Wtley. 3 .唐焕文,唐一源,郭崇慧,陈克伟 (2007) 神经信息学及应用,科学出版社.
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冬天吃豆腐大脑更清醒
jiangbaoguo 2009-1-8 13:33
大豆中虽然含有大量植物蛋白,但并不是很好消化、吸收,只有制成豆腐,吸收率才可上升到90%以上。 最新研究发现,豆腐中的大量卵磷脂是完成大脑情报传递的乙酰胆碱的原料。乙酰胆碱缺乏,是导致大脑迟钝和老年痴呆的诱发因素。 每周应吃上1~2顿。特别是冬天活动较少,体内废物容易蓄积,同时大脑活动较夏天缓慢,正是吃豆腐的好时机。
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科学与艺术——脑、潜水镜和······
eloa 2008-12-13 11:18
wilddonkey 发表于2008-12-11 星期四 15:00 关于科学与艺术,李政道先生说过这样一段话:我想,现在大家可以相信科学和艺术是不能分割的。她们的关系是与智慧和情感的二元性密切关联的。伟大艺术的美学鉴赏和伟大科学观念的理解都需要智慧。但是,随后的感受升华和情感又是分不开的。没有情感的因素,我们的智慧能够开创新的道路吗?没有智慧,情感能够达到完美的成果吗?它们很可能是确实不可分的。如果是这样,艺术和科学事实上是一个硬币的两面。它们源于人类活动最高尚的部分,都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义。 大师的话点明了科学与艺术间的关联,以及将这两者关联起来于一己之上的重要性,而如今的现实却是这样一种情形:理工科出身的人常借我没有艺术细胞以自嘲;文艺界人士则总拿那时候我数学考了个零分来炫耀。本自兼具理性与感性,且有能力调和两者于益彰的大脑被蛮横地割裂开来,一分为二,似乎这世界上就应该存在着两种大脑:理科大脑与文科大脑,两种大脑相互不理解,相互蔑视,相互嘲笑。 我们的社会中充满了被割裂的大脑,这当然要拜我们从小所受的教育之赐,原因不想多讲,这里只谈谈后果,以一个曾经的受害者的身份。大学时代的我就读于一个典型理工科院校中的一个典型理工科专业,在大脑被无知无觉割裂了多年以后,到此时已是一位典型的理科裂脑人:有逻辑,有专业知识,除此之外就再没有什么了,思维是单向的,精神是苍白的。 再拜当今中国教育的另一项所赐中学时给你指定一个唯一的死任务:上大学,进了大学,任务结束,也不再有新任务,又因为从未知道过如何给自己找到新任务,于是20岁出头,即将毕业的我惶惶不可终日,茫茫不知所从。更为不堪的是,面对这种痛苦的精神状态,急着想去解脱,却不知从何入手。逻辑和专业知识在这时能派上什么用场呢? 写点东西吧?字不成句,句不成章。听听音乐?听到的只是与内心一样浮躁的流行,哪里有什么音乐?高雅、古典的?春风过驴耳。涂鸦几笔?真是乱涂乱写都不知从何下笔。也就在此时,我意识到了自己裂脑人的身份,并为此感到深深的悲哀。而且据我所知,不只我一个人是这样。 这就是我大学临毕业时的状况,没有科学(以自然科学为科学的标准,我那时的专业只能算是工科),没有艺术(文学、音乐、美术三大艺术门类尽皆一窍不通,更况其他),精神空虚,浑浑噩噩。 后来,读了研究生,标准的自然科学。在读研过程中感受到了科学,并被同化,从思维方式,到面对世界的态度。科学摸到了,艺术还没边,顶多在实验中为动物做手术做到熟极而流之际,偶尔能体会到技进乎艺的快感。 再后来,开始科普创作,这要跟文字打交道了,琢磨着如何在将事实交代清楚的同时既保持严谨,又通俗易懂,最好再来点风趣,让人看得下去。写了两年,略有所得,断不敢称已涉足文学,不过好歹科学与(文学)艺术在我身上有了交集,虽然都是半吊子,但我能感受到两者在相互交融,我的大脑在趋向统一。 大概艺术都是相通的,咬文嚼字的功夫似乎也具有提升音乐领悟力的功能。听贝多芬的《月光》,心头再烦乱也会回归一片安宁,而不必去思考他要表达些什么。听古曲《高山流水》,不用高人指点也辨别出了哪个段落为高山:低沉、凝重者是也;哪个段落为流水:清越、灵动者是也,山临清流,水绕青山,山水相依,浑然一体。幻想着自己是钟子期,提着斧头上山砍柴,听到伯牙在弹琴,漫不经心来一句:巍巍兮高山!琴弦一转,再来一句:潺潺兮流水!两人八拜成交,结为知音。酒桌上,中文系出身的好友高唱一曲《越人歌》,众皆赞叹,偷学过来,每日里瞎哼哼,慢慢地居然也自成一调,酒过三旬、面酣耳热之际当众唱出来,着实也唬住了不少人。我觉得这些都是很美好的事,不敢说已懂了音乐,但至少能去欣赏,能去体会,能够从中获取到愉悦了。 艺术之间当然是相通的,我怀着好奇心为它们牵桥搭线。在听过电影《海上钢琴师》中1900所弹的那曲《playing love》十数遍后,将这首曲子写成了一首诗,好赖不说,倒颇能自得其乐。另一方面,也在遵循文学大家们的教诲,尝试着把握住文字的节奏和韵律,狂妄地企图写出清脆悦耳的文章。 艺术为我带来的岂只是精神上痛苦的摆脱,统一了的大脑常生愉悦。不过仍有遗憾,那就是对美术的印象还停留在小学美术课老师给的平庸分数上。或许是由于对绘画的半窍也不通,我一直觉得把看到的景象或脑中的想象在画板上栩栩如生再现出来是一件很神奇的事,我期待着有一天能染指这个过程。 好了,终于来到标题中破折号以后的部分了,其实这篇文章根本想说的是,虽然我现在还不知道怎么握画笔,但由于电脑软件的存在,我居然可以搞设计了,而且还能跟科学扯上点关系,比如 这是一枚戒指 : 看起来很厚实。 侧面看一下: 摆个姿势俯拍: 他的名字叫 脑 。 起码我打算要设计的是一个能戴在手上的大脑壳。 女式的脑: 加上两个眼睛: 我总觉得他像电影《Wall.E》中某个路人甲机器人,但没找到实例。 当想象力发散开来,会有意想不到的后果产生: 我认为这是一副 潜水镜 当想象力进一步肆无忌惮,场面会失去控制,比如这个: 和 转载原创文章请注明,转载自: 科学松鼠会 本文链接: http://songshuhui.net/archives/5832.html
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小姬看片会第二期回顾:在我的大脑把我吃掉之前……
eloa 2008-12-2 15:26
小姬 发表于2008-12-1 星期一 23:27 十三的片子说,当我减肥的时候,我的身体没什么好吃的,就会吃自己 如果我的大脑命令我要吃掉自己,那么它到底是属于我还是支配我呢?如果是这样,不如我找点什么事让我的大脑忙一些,它会不会就顾不上吃我了呢?所以 让我们来学习科学文化知识吧! 这个电影会动不动就把帅哥美女变成这个样子 (photo by 黄臻) 抬头看,满天繁星数以千亿计。 而我们的大脑中,有一百亿个神经元,每个神经元又能有 1000 个突触和其他细胞发生关联这样就有了 10 万亿种联系。 这些奇妙的联系让我们思考着这些问题,思考着它们本身。 这就是宇宙创造我们的意义吧让我们来思考它本身。 在这个有点冷的下午,咖啡馆里面人头攒动,一同思考着自己。 松鼠,飞吧! (photo by 黄臻) 每天你能有多长时间在思考科学问题呢? 有了疑问你又该问谁呢? 随便问一个人能不能够得到解答呢? 到小姬看片会来,小姬为你找到各种各样的科学家,随便问! ~ 美女提问~ (photo by 黄臻) Q 某美女:我经常会觉得似曾相识某个场景似曾相识,这是怎么回事呢? A 姬十三:我的概念里是有两种。一种是你确实经历过这个场景,但是你不记得了。 另外一种可能是,某种熟悉的细节会调动出你脑中储存的景象,但却分不清楚熟悉感从何而来,于是会觉得似曾相识。比如,你见到一个女孩穿格子衣服,不久后遇到另一位女孩也穿同样的衣服,可能会你想不起来这种熟悉感是来自衣服还是她本人,就会觉得这个人我见过,但其实没有。这就是大脑的欺骗。 A 羊白:我看过一个研究,说人的两个眼睛将看到的东西反映大脑里时间是不同,有的时候会出现一定的时滞,所以有的时候大脑处理了其中一个信息之后,在接收到另一个的时候会认为以前经历过,实际上,这只是一种错觉。 那科学的一道光~嘎嘎~ (photo by 黄臻) Q 某美女:据说陷于爱河中的人脑中会分泌出一种类似多巴胺的物质,令人觉得幸福。那么,发生同性恋情的人脑中,也会分泌相同的物质吗 ? A 姬十三:你第一句话提到的现象,可能会令很多人对爱情失去幻想,我本来想在情人节讲这个问题,被小姬无情地拒绝了,所以我打算在在光棍节讲。 我还没有看到有人做过这个实验,但我想同性恋和异性恋分泌的物质是相同的。 当你见到心仪的异性,眼神发光,分泌出大量多巴胺,这令你感到愉快。其实,你见到其他投缘的异性或同性朋友,甚至是食物,都会发生这样的状况。这种情绪,会令人将这种愉快的分泌和这个人(或事物)联系到一起。之后再次见到,依然会触发之前的记忆。当这种状况持续了很久,分泌的物质就慢慢换成了催产素,能令你觉得心情平静,使你们两人产生恋人或亲人的感觉,那就是热恋高潮过后的平稳期到了。 我和你的奇遇,你和科学的奇遇 (photo by 黄臻) Q 某美女:有时候,我会做梦的时候会意识我在做梦,一旦意识到,就会醒来。于是很惋惜:我怎么就醒了呢? A 姬十三: 这种情况叫做清醒梦。清醒梦是很愉快的经历,我自己也做过清醒梦,但是我不知道为什么。 有时候,你可以在白天多花些精力想一件你期待的事情,以及事情发生时要如何对待。比方说,你可以设想假如遇到你的前男友,你要打他一顿。结果很可能,你真的在晚上梦到了前男友并且在梦里打了他一顿,于是你会感觉非常愉快,等你醒来之后也会带着愉快的心情开始新的一天。再比如,你在白天的时候想要飞,飞到一个特定的地方,如果你时常想起这个念头,那么你真的会有很大的机会飞到这个地方在梦里。 事实上,梦有一个很大的功能就是,情绪会延续到白天。有时你醒来,就会莫名地感到心情舒爽,这很可能就是缘于你做了一个愉快的梦,梦境你可能忘记了,但是情绪还在延续。这种方法我自己没有试过,但我认为是可行的。 13科学界著名闷骚男 (photo by 黄臻) 看到了吗看到了吗?这只是一小部分问答!感谢杨扬提供现场记录!! 拥有一个十万个为什么那样的宝库,小姬是多么的幸福!所以你们快来,我要跟你们分享我的快乐! 另外另外,这次好多美女提问, 13 好高兴 ~~~~~~~~~~~ 提问的同学都得到了一本杂志社提供的免费杂志有《环球科学》,有《新知客》,还有《航空世界》。 下次会有更多更好玩的礼物哦!!! 谢谢 粥粥 ,不仅会温暖的画,还会唱温暖的歌,我们喜欢你的真诚,喜欢你的声音,喜欢你的害羞。 漫画界最萌男青年 photo by 黄臻 爱科学的粥粥 ( photo by 冰桃) 讲完课,当然是课后活动吃饭啦 ~~~~ 你们看,打头俩帅哥松鼠会帅哥美女云集,多么拉风!! ! photo by 黄臻 小松鼠,都是爱与智慧的化身,小姬代表科学向你们征集科学图书,请看这里: 采访手记:地震孤儿给我画的一张恐龙 同学们,希望给爱科学的地震孤儿赵国栋和他的孤儿院捐书的,请于下次看片会把书带来,或者寄到 四川省梓潼县翠云路东段 344 号绵阳市梓潼儿童福利院 邮编: 622150 电话: 0816 - 8212240 小姬说:如果你能在书的扉页上写上一两句祝福的话,那就太完美啦。请在寄书的同时, 发一份目录到 xiaojimovie@gmail.com ,让小姬知道 ~ 感激不尽!!! 小姬皮条客 :每次看片会结束,我们都能拉到一大帮希望加入松鼠会的同学,这次,我们拉到一位美女作为松鼠亲友团团长,名叫冰桃。 参加过活动并希望加入松鼠会亲友团 msn 群的同学,可在松鼠会论坛中给冰桃发站内信申请,如下图所示。不过,要先在松鼠会 注册 才能在论坛发贴哦~如果没有参加过活动的同学想加入亲友团MSN群的话,请先申请进入橡树大厅在论坛的蘑菇台阶版置顶帖中有详细说明。 这是冰桃回家后写的日志,快看头像!是美女!!! 听姬十三叔叔讲那大脑的故事 摘抄:第一次参加松鼠会的线下活动,激动之情难以言表~ 姬十三 果然是典型天蝎闷骚柯南,一颗小虎牙,长得就很松鼠。嗯,基本跟预期相符,除了在大家面前讲话会更腼腆害羞一点 :p 是不是也是肾上腺素上升了呢~ 粥粥给她的签名~ 小姬看片会第二期预告内容: 听姬十三叔叔讲那大脑的故事 小姬还要罗嗦一句:你们不是老说为啥不在北京以外的地方搞活动吗? 我要告诉你们马上!!!!!! 上海的同学们,敬请期待!!! logo们 转载原创文章请注明,转载自: 科学松鼠会 本文链接: http://songshuhui.net/archives/5169.html
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[小红猪]美丽心灵
eloa 2008-11-28 09:00
小红猪小分队 发表于2008-11-27 星期四 0:00 原文在 这里 。作者: Helen Phillips ,译者: renard 。她的更多翻译文章在 这里 。 人脑究竟有多少能力?最杰出的大脑缘何与众不同?Helen Phillips正在寻求答案。 一个再普通不过的人脑,也值得大书特书。成年人大脑中,大约拥有一千亿个神经元,每个神经元与其周围细胞构成大约5000个突触连接。大脑每秒钟能够产生和打断一百万个新的连接。只要你活得够长,信息在大脑中能够储存一百多年,并且会按照所需自动分类,反复归档,编译剪辑。 大脑能利用一系列感受器采集振动、电磁辐射、化学物质以及压力等信息,从而重构我们的周围环境,在几毫秒内分出轻重缓急。大脑支配640多块肌肉,还包揽产能、生殖和基本生命活动等机要工作,根本不用你费心,它就能将我们的意识解放出来投入到社会活动中去,去思考我们存在的意义啦,总结经验教训啦,向那些我们无缘会面的人学习啦,诸如此类。 不过,也有那么些大脑更引人注目一点。最天才最聪明的大脑为何能脱颖而出?有什么物理或生理上的东西能将它们区分出来?现在我们来看一看了不起的灰质,瞧瞧什么样的大脑可能挑战人类成就极限吧。 高智商 智力,是个定义模糊的概念,要在大脑上给这玩意儿一个准确说明其实有些棘手。有一些研究声称智力同脑的大小,重量,体积,或头颅周长等有关,但是并没有得出清晰一致的模式来。加拿大安大略省麦克马斯特大学的Sandra Witelson,研究了生前在IQ测试中得分不一的一百个死人的脑袋,发现半球体积和IQ得分有一定正相关性,但其关系随性别,手的左右利性,以及IQ测试的类型而有所差别(Brain, vol 129, p 386)。譬如,在女性和右利手男性中,语文智力和大脑容量有正相关。女性的视觉空间智力也与脑容量有正相关,但要比语言智力的相关性弱得多。 当然我们不能尽拿大小说事儿。女性的大脑比男性的大脑要小一些(即便根据身体比例校正后,仍然如此),但男女智商却没有相应的差别。事实上,吉尼斯世界纪录最高IQ值由一位叫Marilyn vos Savant的妇女在1986到1989年间保持。顺便要提一下的是,自此之后这个项目已经取消,部分原因在于极高的IQ很难准确测得:采用不同的测试,在不同的状态和时期,Vos Savant的分数从186到228不等。 既然尺寸不足以解释全部问题,那么大脑活动是不是能说明什么问题呢?2000年剑桥MRC认知和脑科学单位John Duncan领导的小组发现一个区域,可以称为大脑的G点,它主管一般智力,即通常认为IQ测试所测量的智力(Science, vol 289, p 457)。PET扫描显示,完成一个难题或任务来测量一般智力,即g时,实际上并不像我们以为的那样会让大部分脑区活动起来,而是额叶外侧皮质非常特异的区域有活动。而完成不能很好测量的g的任务时,活动就比较分散。尽管还不能精确地解释这一发现的意义以及该区域到底做了什么,但可以推测的是,效能、连接,和集中的脑活动可能比大脑尺寸更为重要。 智力或许和工作记忆也有关系。工作记忆储存在G点附近的额中回与额下回。不断练习有时可以训练工作记忆,从而提高IQ,特别是流体智力,即解决新问题的能力。然而,这或许只是在IQ测试中取得高分的捷径,并不说明承载智力的大脑结构有所改进。 最近,巴尔的摩精神健康国立研究所的Philip Shaw发现一项关乎IQ的发育差别。他的小组研究了300多名7至18岁的儿童,将他们分为平均IQ(108分以下),高IQ(108分到120分),超高IQ(120分以上)三组。三组儿童18岁时的大脑皮层总厚度没有差别。但是,平均IQ组的儿童大脑皮层厚度在8岁时达到最大值,在随后的青春期有变薄的趋势;而在超高IQ组,皮层厚度在7岁时比较薄,在十一二岁前持续增厚,之后再变薄。高IQ组的情况介于两者之间。Shaw的结论是:智力乃动态过程,与这一发育时期最高水平的可塑性有关。 语言达人 Ziad Fazah号称掌握了59种语言,其中10种张口就来,剩下的估计花一个礼拜他就能拣起来。他是黎巴嫩人,出生在利比里亚,父亲在哥伦比亚出生。孩童时期他来到黎巴嫩,在码头附近长大,与遇到的各国水手聊天。Fazah在学校里开始学习法语和英语,11岁时立志能讲全世界的语言。于是,三年时间内,他未出黎巴嫩而学了50种语言,一次学好几种,每种大约三个月就能掌握。Fazah一度希望能到联合国工作,好几家情报局也曾联系过他。不过现在他更喜欢平静的生活,在巴西当一名语言教师呐。 拥有如此神奇的语言天赋靠什么秘诀?Fazah认为没什么特别之处,虽然他说他的记忆堪比照相机,他也承认要靠大量学习。在他看来谁都能讲外语。你需要每天花30分钟仔细听当地人的发音,花30分钟研习语法,再花15分钟出声背诵这是非常重要的一步。最近他又花了一个礼拜掌握了加勒比海克里奥尔人的语言,在接受当地电视采访时说得可溜呢。 Fazah自己从未接近过什么大脑扫描仪,也没有参加过任何一项有关他这种天分的正式研究。不过,其它一些有关语言通的研究表明,造成语言天才的原因并不简单。唯一得到公认的是,早期接触有很大优势。如果未能在出生后头一年内形成语言特异性的声音的记忆,那么识别语言的能力也许会消失,学习语言将变得极其困难(Nature Neuroscience, vol 1, p 351)。在7岁前接触不同的语法似乎也能为将来的学习打开方便之门。另一方面,专家也说,掌握词汇无非是花功夫去记的问题。 科学天才 全世界前所未有的伟大科学头脑最后变成了240片,被包成数罐,装在普林斯顿病理学家Harvey Thomas的车厢里。1955年,在爱因斯坦去世的7小时后,Thomas解剖了爱因斯坦的大脑并报告说没有看出特别之处,仅有衰老带来的微微皱缩,以及比平均尺寸略微小一点。不管怎么说,Thomas仔细拍摄和解剖了这个大脑,将之保存在福尔马林溶液中,等待有新的科学方法来细探神奇灰质的究竟。 Marian Diamond是加州伯克利大学的神经科学家,上世纪80年代早期,她分析了几片取自爱因斯坦大脑前额叶及顶叶的脑片。这几个区域属于联合皮层的部分,与高级思维有关。通过与其它11个对照大脑的相应组织切片比较,她发现爱因斯坦的大脑中胶质细胞/神经元的比例高于常人。胶质细胞在不久之前还被看作是神经元的支持细胞,仅有提供能量资源的重要作用。但最近又知道它们也参与神经过程和信号转导过程。鉴于组织保存和切片的方法,胶质细胞的绝对值难以测得,不过看上去爱因斯坦大脑左顶叶的胶质细胞是正常数量的两倍。 Diamond拿她的发现与另一个在相应区域受过损伤的大脑比较,在这个案例报告中拥有该大脑的那名数学家变得既不会写公式也不会用计算尺。一些杰出的数学家觉得抽象概念是很具象的东西,好像它们就实实在在地存在于脑中,可以被摆弄。也许被认为对视觉空间认知重要的这一区域,正是关键所在。当然还有其它一些可能性。爱因斯坦自称有读写障碍,记字词的功夫很差。该区域的损伤会导致读写障碍,所以也可能神经元/胶质细胞比例低和他的词汇障碍而不是逻辑能力有因果关系。 爱因斯坦的大脑比平均水平宽15%,更接近球形 90年代中期,另一项研究则把注意力投向爱因斯坦右前额叶的外层数毫米的皮层组织。该区域与工作记忆、计划安排、智能行为的调节、运动协调等有关。伯明翰州阿拉巴马大学的Britt Anderson报告称,此处神经元的数量与大小显示与常人无异,但皮层厚度比平均值更薄(2.1毫米,五个对照大脑平均值为2.6毫米),所以说爱因斯坦的皮层神经元比常人堆积地更为紧密。Anderson猜测更紧密的堆积可能加快神经元之间的交流。 随后,1998年Witelson研究了爱因斯坦的大脑照片。他发现只有顶叶比较特别。爱因斯坦该处的尺寸比平均值宽15%,于是大脑形状更符合球形。其次,该脑区两条主沟(major groove)合并成一条大沟(furrow),据Witelson推测,这会造成局部环路高度整合。此外,正常大脑并不对称,而爱因斯坦的顶叶却是对称的。综上结果,在某些对空间和逻辑能力很重要的关键脑区,可能爱因斯坦的大脑结构与众不同。 再来瞧瞧其他科学家的大脑吧。肯塔基州路易斯维尔大学Manuel Casanova在三位杰出科学家死后研究了他们的大脑组织,发现他们皮层神经元的排列方式很有意思(Autism, vol 11, p 557)。最小的皮层神经元加工模块叫做微柱,由纵向竖直排列、共同工作的细胞群组成。几位科学家的微柱比对照组更小,细胞间空隙更少,意味着同样的皮层空间就有着更多的加工处理单元。计算机模拟显示,加工处理单元小一些可以更好地检测信号,注意力也会更加集中。Casanova还提到自闭症人士和亚斯伯格症人士也具有较小的微柱。 持久耐用 八月份发表的一份研究描述了一则大脑尸检报告,死者Hendrikje Henny van Andel-Schipper是名115岁的荷兰妇女,去世时是世界上最高龄的妇女(Neurobiology of aging, vol 29, p 1127)。令人惊诧的是,尸检结果看不出血管损伤,也几乎没有退行性疾病(例如阿尔兹海默症)相关蛋白的堆积,细胞数量看上去与平均年龄60至80岁的人相当。荷兰格罗宁根医学中心Wilfred den Dunnen带领的研究小组因此下结论说,人类认知能力的寿命也许比大多数人的自然寿命还要长。 衰老必然会改变大脑:给大脑供血的血管老化,裹在神经纤维周围的髓鞘和脂类数量减少。大脑体积略有缩小,遍布表面的沟会变宽,脑室(脑内的空腔)略微膨大。随着衰老,神经信号传递的速度也会下降,不同脑区间的协同能力普遍降低,这也就是记忆力越来越差的缘故。不过依心理学家的说法,记忆力在我们二、三十岁时就开始下降,只不过到五、六十岁之前经验和常识在补偿记忆的下降。另外,功能成像显示,之所以人们在完成认知任务时大多有一定程度的稳定表现,是因为成熟的大脑能召集多个脑区共同解决问题以抵消某一特定区域的活性不足。 一些研究人员曾以为痴呆症大概是上了年纪的大脑逃不掉的命运。但这个观点越来越站不住脚了,因为人们不断发现有许多矍铄的百岁老人,他们神志清醒大脑健康。没有什么可供精神长寿的灵丹妙药,除了某些家族遗传的致病因子会引起痴呆外,其余情况都是自发产生或者长年累月造成的,高血压、肥胖、心脏病都会增加中风和痴呆的风险,而锻炼和脑力活动似乎能降低风险。但大脑之持久耐用是清楚无疑的。 人的认知寿命可能比自然寿命更长 非凡天赋 全世界大概有百来个另类天才,在某一方面具备特别杰出的才能,完全不是他们在其它方面的智力水平相匹配的。天才要么有自闭症,要么一出生或出生后大脑受过创伤,撇开他们超群的技能外,一般智力却低于平均水平。有的人对复杂的场景能过目不忘,精确无误地用画图或雕刻的方式将其重现。有的人能心算数字、平方、质数、或是日期等。有的人能把整本整本的书背下来,有的人能在钢琴上把才听过一遍的协奏曲一气呵成地弹下来。还有的人能徒手画出完美的圆圈。他们为什么会拥有这些独树一帜的才能? 天才技艺可能以高级认知为代价 对此人们提出了许多理论。天才总是在某个方面有不可思议的记忆力,其神经心理学基础尚不清楚。一些研究人员称天才的技能来源于不断地练习,有的天才显然是过度痴迷和集中精力于某项练习。也有些研究人员则认为大脑的发育偏差会导致一小部分人对细节问题过分专注,却对整体视而不见。这可能是损伤或左半球连接异常(见大图)导致细节意识过度代偿。很显然,左半球受损会引起自闭症症状,对自闭症患者做磁共振(MRI)扫描的结果显示,他们的白质和常人不同,部分区域连接过强而整体范围连接较弱。 澳大利亚悉尼才智中心Allan Snyder的研究则想说明,每个人都有可能成为天才。他相信部分基于规则的高级认知的关闭可以造就天才。这类高级皮层认知功能通常负责更高效的思考和归纳概括的能力,正常情况下将大量基本的下意识信息转化为有用的有意识的概念。Snyder利用跨颅磁刺激(用一束磁脉冲无损伤地暂时中断高级脑功能),使志愿者的一小块大脑皮层失活,然后要求志愿者画画,校勘,或完成复杂运算。他发现普通人的上述技能会因此提高。如此说来,也许只有当大脑一些部分失去活性,记忆力和信息处理能力才会达到最高极限。 体育健将的智力 体育健将的身体显然不同于常人,这得归功于优良的基因和刻苦的锻炼,那么他们的大脑又如何呢?像飞人博尔特、飞鱼菲尔普斯这些人的灰质有什么令他们立于不败之地的优势所在? 很多体育项目要求特定形式的常规身体运动,必然会给大脑留下某些印记。本体感觉皮层监视着来自躯体各个部位的信号,而邻近的运动皮层控制着动作,其中与最经常使用的身体部位相关联的脑区会因此而扩张。 良好的手眼协调同样有特定的大脑区域与之对应。在实验环境中利用挡板改变手眼关系,将一侧的图像变到另一侧,或将图像上下颠倒,结果发现部分受试人员表现出较强的适应性。那些手眼协调更活跃的人,其运动对侧的PEG区域的活性也越高,PEG区域位于负责空间和躯体的顶叶皮层。 有的人在竞争对手弱而放弃时也会听从大脑的指挥继续坚持。体育活动时意识到的疲累,看来不是由肌肉而是由大脑产生,通过一种名唤白介素6的信号分子介导。而在一些人的脑袋中,这个信号天生比较弱或者比较容易被忽视。或许某些运动员的身体捱过一般人能承受的极限却仍不知疲倦就是这个缘故。 记忆的神话 三天两头拍着脑袋想钥匙放在哪里的人肯定难以想象人类记忆的最高境界。40多岁的AJ能记得十几岁以来每一天的生活;Kim Peek,电影《雨人》的原型,能背出7600多本书以及无数邮编和电话区号。还有Ben Pridmore,英国德比郡一名会计,已经刷新了三项世界纪录:5分钟内记下930位二进制数,15分钟内记下819位数字,10分钟记下364张牌。 记忆力强大如AJ或许是缺少了正常的记忆删减过程。自传体记忆暂时地存储在海马,如果得不到增强或提取,则会逐渐丢失,反之,则会转化为长期记忆存入其它脑区。然而许多专家认为记忆的差别与内在结构无关,没有特别的神经生理学解释,无非是发展的技能。记忆神话通常需要用些屡试不爽的技巧,例如速记法,押韵法,形象化等,抓取一闪而过的记忆存入灰质。另一些记忆神话的创造靠的是强迫性的演练,要么是有策略地进行,要么是因为精神疾病或大脑损伤。好记性需要的是努力和注意力,而不是特别的灰质。 好记性需要的是努力和注意力,而不是特别的灰质。 超感 我们大多数人眼睛里有三类光感受器以感知色彩,但还有些人有四类,因此他们的颜色感知多了一个维度。这些所谓的四色视者无一例外都是女性,因为相关基因位于X染色体上。有位受到研究的四色视者从事室内装饰,她会对一般人眼中的米色系列敏感因此可见有时超感也发挥不出优势。 还有一类超级味觉者,味蕾比常人多,感觉到的味道也就更强。敏锐的听觉大多发生于青年人,能听到高达20000赫兹的频率,年纪大了就听不到高于8000赫兹的声音了。不过,大脑的超感并没有什么特别。貌似人类感觉皮层能处理感觉器官传来的所有信息,局限大脑的只是输入的信息量多少,而非处理信息的灰质。 然而,还有一种情况似乎是大脑自己拓展了感官的边界,叫做通感。感官经验相互牵扯,一种感觉唤起另一种感觉。有的人听到某种声音或看到字词数字,会产生颜色感觉。有的人听到声音的同时还有触觉感受,抑或是味觉感受的同时唤醒形状知觉。有种理论认为大脑不同的感觉区域之间连接加强是造成通感的原因。 每23人中1人具有通感,通感有家族遗传性,也就是说有遗传成分的影响。然而我们平常也会用到有形的味道或柔软的声音等等修辞手法,或许意味着这种超常的心智能力可能我们每个人都至少在某种程度上有所体验吧。 转载原创文章请注明,转载自: 科学松鼠会 本文链接: http://songshuhui.net/archives/4944.html
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【小红猪】仿佛来自虚空
eloa 2008-11-6 08:37
小红猪小分队 发表于2008-11-6 星期四 0:00 原文在 这里 。 作者 :Christine Kenneally, 译者 :anselmwang 译者简介:计算机phd在读,科研适应不良症患者。翻译篇科普文章想重新找回对科 学的热情。 要是大自然最精密的创造只是就那么出现了呢?进化观念的新转折引起了Christine Kenneally 的好奇心。 孟加拉雀是一种家养鸟类,它以其漂亮的羽毛而被人类驯养了几个世纪。孟加拉雀的颜色通常是白色、黑色和褐色的不同组合。但有一种特别漂亮的品种,其羽毛是银色的。它为人称道的特点还有它爱交际、与人友好相处的性格和它那复杂的鸣唱。但是,令人奇怪的是,在野生环境中与它最相似的近缘种白腰文鸟和它大不相同,白腰文鸟的叫声简单、可预测,性情也非常的害羞和胆小。为什么因为漂亮的颜色而被驯养的鸟雀,发展出了其他一些精致的特征呢? 解答孟加拉雀之谜为解决生物学中更一般的问题带来了曙光,这个问题是:自然是怎么创造复杂事物的?我们倾向于认为进化是一场野蛮的竞赛,而行为的复杂性是这场竞争中被锤炼出来的辉煌战略。在跑道上,奔跑者努力超过可怕的气候、凶猛的病毒和饥饿的捕食者。在一切的幕后,DNA不断的复制并匆忙地变形,沿着突变DNA所开辟的道路,某些个体获得了异乎寻常的能力,这使得它们在这场奔跑中取得了竞争优势。可是,如果生物并不以这种方式进化呢?如果大自然最复杂的创造并不是如此辛苦的点滴积累,而更多的来自于一场随意的异想天开呢? 在Terry Deacon看来,与其说复杂性是适应环境的结果,不如说它更多的源于懒惰和幸运。Deacon是生物人类学和语言学方面的知名学者,他目前在加州伯克利大学工作。他对自然选择很感兴趣,但他不关心自然选择能够做什么,反而很好奇一个不经历自然选择的物种会发生什么。他相信,自然选择的缺席以一种重要但不为人知的方式推动着进化过程。事实上,他声称当选择的压力消除时,基因组开始漫无边际的散步,而一组无法预知、引人入胜且相互作用的效应开始展现。他相信这些效应不仅仅包括孟加拉雀的歌声,还包括我们人类的某些特别的身体和精神方面的属性,如我们的技术才华和语言天赋。如果这是真的,那么咱们也许得换个角度看待人类了:从适应环境的角度来看,与其说咱们是进化的顶峰,Deacon认为咱们更像退化的猿猴。 Charles Darwin第一个在他的大作《物种起源》中提出自然选择的概念。当基因变异造成动物在身体和行为方面发生变化,而这种变化又影响了动物生存和延续基因的能力时,自然选择就发生了。某些基因变异有着积极的作用,其它的一些变异可能杀死其携带者,或影响其携带者的后代生存和繁殖的能力。严酷的气候、稀少的食物和无情的捕食者可以使大量个体失去生命,只有那些最适应这一切的个体才能活下来。因此,自然选择的压力越强大,某一物种与它的生态位的适应程度越高。 那么,当压力消失时会发生什么呢?你也许会认为,缺少了进化动力的物种会老老实实的待在原地不变。并不是这样,Decon说。动物继续变化着,因为基因永无休止地变异着。不断被改写的基因为自然选择提供了丰富的差异化素材,自然选择从中挑选胜利者和失败者。当选择的力量降低时,清除不合格者的过程也变得不那么苛刻。这时,一种称作基因漂移的过程开始了。基因的各种变异都丰富起来,拥有各种各样不同特征的生物都得以生存和繁衍。有些老的特征消失可能会消失,有些新的特征又无缘无故的出现,只是因为,它们都无关生死。 Deacon说,这个过程解释了孟加拉雀的歌声。当这种鸟在人类环境中成长时,那些令野生文鸟歌声保持简单的压力都消失了,这些压力包括寻找配偶、觅得食物和寻求庇护等。当影响歌声的基因变异发生时,因为无碍生存,它们被延续了下来。因此,孟加拉雀的歌声比野生文鸟的歌声多出了许多音符,也有了更难以预测的旋律和某种语法。除此之外,野生文鸟的歌声是固定不变的,而孟加拉雀必须通过学习、更多地通过大脑来创造和控制歌声。驯养拓宽了生存的瓶颈,这可以解释为什么雀鸟的歌声发生了变化,可是,为什么这歌声变得更复杂而不是更简单了呢? Deacon说,从一般生物的发展过程来看,从幼年到成熟的旅程可以视为一系列约束的叠加。基因被表达,身体变得完善,大脑学习并适应,整个个体最终完成整合进入成年。他说,当越来越多的基因被表达,它们的效果也相互叠加起来,个体开始分化,变成了一个更加特殊的生物。但是放松的选择弱化了分化过程。这种放松使得变异可以修改某些基因,或让另外一些失去活性,使得这些基因都不再承载过去所具有的特殊功能。关键问题是:当生物的基因不再彼此分化,与这些基因相关的特征也一样从直接的身体表现到复杂的大脑的功能都是如此。它们变得更加灵活了,Deacon说,换句话说,它们变得更不特殊了。 Terry Deacon的不劳而获理论正在挑战我们关于复杂的特征如何形成的想法。 向歌曲进发 正如Deacon所见,当施加于文鸟的选择变弱时,某些基因对于大脑发展的严格控制被打破了,对歌曲结构施加的神经控制也相应的放松了。当这些变化发生时,大脑的其他部分就有机会影响歌曲的发展和歌唱了。这些影响,一个接一个的让歌曲变得易受大脑感知的影响,例如鸟类对环境的经验。结果是,通过学习而不是根据与生俱来的本能,歌曲变得更加灵活、复杂。 这种不劳而获的分析听起来似乎违反直觉,可是Deacon的想法最近得到了计算机模拟实验的支持。这个实验由英国爱丁堡大学的Graham Ritchie和Simon Kirby完成。他们用软件模拟了一个种群,种群中每个个体的生存依赖于它们能够识别其他个体的鸣唱,结果种群发展出了简单不变的歌声。在另一个代表驯养环境的实验中,实验者放松了对于歌声的选择压力,允许每个个体自由选择伴侣而不考虑它们的歌声。结果,这些个体(或者说实验对象)发展出了更加复杂和多变的歌声,不同代的歌曲之间又有许多创新和变化。 人们通常不会注意到的一件趣事是:放松的选择使得扰动非常容易积累下来,从而破坏已有的功能。Deacon说。放松的选择可以造成迅速的改变。相比之下,很难通过它积累出一个特殊的让生物变得更好的改变,在这点上,自然选择做得更好。 驯养并不是降低选择压力的唯一途径。气候、生物食谱和竞争者/捕食者的变化,都可能降低选择压力。Deacon指出一类非常普遍的选择压力降低的情形,那就是当一种生物迁移到一个没有竞争者的环境中。那时,所有的个体都自由的繁殖,基因漂移在塑造这个种群的基因库的过程中扮演了更大的角色。 这个现象最令人印象深刻的一个例子,Deacon说,是原始人类在旧大陆上的迅速扩张,第一次在1700万年前的直立人时期,另一次在距今8万到6万年前的智人时期。这些扩张也许是人类进化的重要时期,去分化过程使我们的基因组做好准备,使我们令人惊叹的行为复杂性成为可能。 然而,放松选择最迷人的形式发生在一种生物主动的抵御自然选择时。这种被称作Baldwinian进化的现象在我们种群的进化过程中扮演了特别重要的角色。例如,在石器和烹饪方面的技术创新使得我们的祖先无须再咀嚼难咬的蔬菜和肉食,这改变重构了我们的外貌。大的磨牙、厚厚的牙釉,结实的脸部和颚部结构和强壮的颚部肌肉都被彻底削弱了。Deacon说。接着,农业让食物变得更可口,这降低了自然选择对我们的消化系统提出的要求。随着消化变得更容易,更多的能量可以被用于别的目的,特别是建立和运作一个更大的大脑。我们的祖先一次又一次的使用增强了的认知能力发明出越来越多的技术和文化方面的创新,这些创新又进一步帮助他们抵御了自然选择的压力。 从这个角度来说,放松的选择是包括自然选择在内的更广义的进化动力的一部分。放松的选择允许物种发展出丰富的特征,而随后的自然选择进一步雕琢了这些或其他在新的进化舞台上变得举足轻重的特征。例如,Deacon相信在工具上的每一次创新都放松了对某些特征的要求,又加强了对其他无法预料的特征的选择。 对Deacon来说,人类语言是这种进化动力最引入注目的复杂成果。像孟加拉雀的歌声一样,语言很复杂,语言由后天习得,在不同的个体与文化间,语言的使用方式存在不同,同时,它涉及大脑的许多部分:当我们说话时,许多独立的神经部件必须协同工作。 Deacon相信语言之所以能够产生是由于文化和技术发明减轻了我们祖先所面临的选择压力,就像驯养减轻了对雀鸟的选择一样。Deacon提出,就像雀鸟的歌声一样,我们祖先原始的喊声从严格的基因控制下被解放出来,其他神经系统都开始不同程度的参与语言的构造,语言之门打开了。 人类婴儿的牙牙学语是这种理论的一个例子。牙牙学语的婴儿发出的噪声包含了人类语言中所有可能存在的声音,而不管他们的父母说什么语言。与那些在情绪紧张时发出声音的动物不同,婴儿在放松的时候才嘟嘟囔囔的。Deacon说,发声不受限制,是语言形成的整个故事的一部分。语言全部的复杂性都是由于基因在放松的选择下失去了它们的特殊功能。 其他研究人员并不这么热衷于将目光从自然选择上移开。也许Deacon是对的,放松的选择在人类进化中扮演了重要的作用,但是很难想象我们可以找到什么与之相关的证据,来自加州斯坦福大学的人类学家Richard Klein说,我认为在走出非洲的背后,对于认知和交流的某些方面的积极选择起到了重要作用。 在罗得岛普罗维登斯的布朗大学,语言学家Philip Lieberman认为基于放松选择的解释完全没有必要。他说:Deacon引证的所有促成了人类智能的因素,都可以通过达尔文的自然选择进化出来。你可能并不觉得奇怪,Deacon的观点正掀起波澜,特别是考虑到他对于人类进化过程的彻底颠覆。他不仅改变了我们对于什么是复杂的观念,他还颠倒了一些我们关于自身的基本假设。与其说人类是基因提升的猿,他建议我们把自己想成退化的种族,与在生存斗争中被锻造相比,我们许多引以为豪的属性是我们在进化的死胡同中混日子的时候出现的。 当技术创新抹去了我们祖先所承受的选择压力时,语言就出现了。Deacon说:与其说咱们是遗传上更加进步的猿猴,不如认为我们是一个退化的物种。 硕果累累的变化 降低的选择压力使得有些基因被毁坏,这些基因不必完全无误的工作了。有些时候这种退化会造成未知的重大后果:有些特征被保护而不受选择影响,其他特征可能更敏锐的感受到选择的压力。结果是,不可思议的进化创新开始了。以维他命C的故事为证据,大约在3500万年前,我们的灵长类祖先停止食用昆虫,反而吃了不少水果。能够从食物中获得大量维他命C意味着个体不需要自己合成了。今天,如果吃不上足够的VC,我们都会死亡。 我们仍然拥有一个叫做GULO的基因,在其他哺乳动物体内这种基因负责合成维他命,但是我们的版本已经变化太多以至于失去了原来的功能。它随机的远离了自己的工作,因为它不再被自然选择绑在原位,加州伯克利大学的Terry Deacon如是说。 然而,Deacon说,由于我们的祖先失去了自身合成VC的能力,他们寻找和消化水果的能力变得至关重要。那些在这种活动中取得成功的人就可以活得更长,产生更多后代,因而使得那些帮助他们更好的获得维他命的遗传特征被广泛传播开。据Deacon认为,这种机制或许能部分解释三色视觉的进化,这种视觉使得我们可以感受到很宽的光谱。牙齿和消化能力的变化也可以由这个机制来解释,这些变化已经成为我们种群的特征。 解放的基因 当自然选择退居幕后,一个或一组基因不再被要求完成它们原本的特殊工作了。这种事情的发生,常常是因为一个基因在繁衍的过程中被偶然地备份了。也许这种备份不能让个体变得更适应环境,但只要备份不影响个体的生存,它们就会被一代代的传下去。以后的某一天,备份部分可能发生变化,也许还有了新功能,如果进化同时又变得严酷,这些新的功能也许能对物种取得进化上的胜利起到积极作用。 基因备份形成了一种生物学意义的头脑风暴基因原材料被不断地创造出来,这种头脑风暴的结果可以从基因组中观察到。一个常见的结果是原始基因的功能被分解并扩散到新的基因中去。许多基因家族,包括用于建立和主导身体各部分功能分化的HOX基因家族,都是在远古的意外备份中产生的。有些时候一个基因的备份次数影响到外部特征。用于生成淀粉酶的人类基因就是这样,淀粉酶的功能是分解淀粉。在有些种群的个体中,这种基因的拷贝数比其他种群的个体多,前者就更容易消化淀粉(Nature Genetics卷39页1256)。这只是故事的开始,当进化继续时,有些额外的备份退化了,还有一些演变出不同于原始基因的功能。 Christine Kenneally是《The First Word: The search for the origins of language》一书的作者。 转载原创文章请注明,转载自: 科学松鼠会 本文链接: http://songshuhui.net/archives/3738.html
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扫脑记
eloa 2008-11-1 10:45
安婆婆 发表于2008-11-1 星期六 0:37 近日一遭奇遇,自觉颇有所得。且拿来与众位分享一通,聊充饭后谈资~ 偶遇脑专家 大学里有一次去朋友那玩,饭前无聊的时候,大家比赛辨认CD音乐里的各种乐器。小D以前学过一阵钢琴,有点艺术细胞,多数都是他抢先辨认出来。我们都不服气地嚷嚷根本没听到,小D就把CD回放。还真邪门,每次重听的时候,当他提醒我们注意小提琴加进来了,大家就果真都听到了小提琴。唉呀呀,一屋子人,摸着脑袋自叹弗如。 回到学校以后我曾琢磨过这事,越想越觉得迷惑:经过耳膜的音乐明明是一模一样的,为什么第一次我听不到小提琴,经过提醒就听到了呢?是我对一种声音的期待改变了耳朵对这声音的灵敏度么?这种改变又是怎么来的呢?想了半天,什么答案也没有。这事过一阵也就忘了。 事隔多年,前不久我在楼下早点摊偶遇一身知识分子装扮的小D,互相寒暄叙旧。我惊讶于一个艺术青年变成了老学究,不免又想起当年的那层迷惑,于是向小D提出来。没想到这家伙下巴微微一扬,显露得色地说,我现在就研究这个呢。 小D一面啃着煎饼果子,一面语调激昂地给我介绍脑科学里面的新奇理论:对一件事物集中注意,确实能改变我们对它感知的灵敏程度。为啥呢?因为人的脑子各个部分是有分工的,一些部位能对另一些部位进行调节,来改变后者的灵敏度。这些被调节的大脑区域负责比较低级的功能,有的接收眼睛传来的视觉信号,有的接收耳朵传来的听觉信号,有的接收肢体传来的触觉信号等等。所有这些感官的信号,都汇总到更高一级的部位进行整合、分析之后,人才能看见、听见、感觉到外界的刺激。这后一类负责整合的区域,能产生较高级的功能,比如语言、记忆、情绪、计算等等。当你得到注意小提琴的讯号,高级区域就让听觉区域的一部分细胞提前活跃起来。当提琴奏响的一刹,早就高度戒备的细胞处理起信号来,比没有被调节的细胞更准确迅速,这种乐音也就更容易辨认出来。 (图片来源:Lekshmi Santhosh: Hearing Colors and Tasting Shapes , Yale Scientific Magazine, summer 2004 ) 他说得天花乱坠,一边卖煎饼的大娘却嗤之以鼻。大娘说:你咋知道人脑子就是这么个转法呢?难不成你剖来看过?大活人的也被你弄死了呀!我刚刚清醒一点的脑子,被几句话又问糊涂了。好在小D拿的是实打实的文凭,不慌不忙地擦擦嘴说,当然不能剖活人,我们用的是功能性磁共振技术。了无生趣的学术词汇打消了大娘的谈话欲,我却拉住小D,非要他解释清楚这是个啥玩意儿。难道真有一种技术可以读出我们的脑子在想什么吗?我又兴奋又有点恐惧。小D豪爽地一拍我大腿,干脆,周末带你到我们实验室来亲身体验一把! 充当小白鼠 周六我起了个大早,兴冲冲来到实验室门口。按照小D的指点,我把身上的硬币、手机、银行卡、手表等等一切有磁性的东西都掏出来放进了储物间。小D打开厚重的隔磁门,带我进到了仪器间。一台硕大的圆筒状机器出现在眼前。圆筒前面是一张一人宽的平台,台子上固定着一个比人头颅稍大的线圈状物。这就是磁共振扫描仪了。我跃跃欲试地就要往上躺,被拦住取掉了眼镜哦,眼镜框也是有磁性的啊。 我把头伸进那个线圈,两耳套好耳机,身体被尼龙搭扣带舒适地固定住,手边放置了一个按钮板。平台开动,我被缓缓地送入大圆筒中。小D关门出去,回到一层玻璃窗相隔的控制室。耳机里很快传来他熟悉的声音:注意听指令,然后用左、中、右三个按钮 报告你看见的物体的倾斜方向。注意,眼睛不能动,要一直盯着正中间的小叉。准备好了吗?开始。 我眼睛上方的一面镜子亮起来,正中央是一个黑色的小十字。短暂的等待,然后耳机里传出一个语音提示:左。我努力地把注意力转移到左边,同时保持眼睛盯着小十字不动。这还真不是太容易的事呢。几秒钟以后,又一个语音提示:左这是让我报告左边物体的倾斜方向。同时,两个黑白条纹的圆点一起在左右两边出现,瞬息即逝。尽管我的视线保持在中央小叉,通过余光还是可以判断出左边的圆点上是向右倾斜的条纹。于是我按动右边的按钮,报告判断结果。有时候我的注意力被引导到右边,却要报告左边的物体方向,这就变得更困难了。游戏就这样进行了二十分钟,我终于在精疲力竭之前被放了出来。 小D笑吟吟地在门口迎接我:不好意思,我们故意把任务设计得有挑战性,是为了吸引你的大脑努力提高注意力,才能尽量探测到较强的信号。我的眼神显得十分迷茫:你说的信号指啥?他把眼镜递给我,一边说:下午再过来,就可以看到了。 看见大脑在干啥 午觉起来,小D领我到了他们系机房。你来看,这是我们早上收集的磁共振图像。电脑屏幕上赫然一幅黑白相间的大脑截面图。 小D敲了几下键盘,图像开始缓慢变化起来,截面从前额向后脑勺移动,我看着沟回像剖西瓜一样层层显现。太酷了,就这样从外面扫描一下,什么伤害也没有,就能获得整个大脑的三维结构!更神奇的是,图像上我的前额和后脑部位各有几小团桔红色,小D说那就是从数据分析出来的大脑活跃区。 这些就是你所说的和注意力有关的部位吗?我指着自己漂亮的剖面图问。是的,比较提示音为左和右的情况,磁共振信号在这几个部位有明显的差别,所以它们很可能负责你对空间的注意力,属于所谓的高级区域。哦,我回想起早点摊上的闲聊,那么这些高级区域应该在和低级区域对话,让它们做好接受信号的准备。在实验里,我要通过看来判断方向,那么被调节的就是和视觉有关的区域了?小D赞许地点头,下面我们来看看视觉区的活动是怎么随时间变化的。 在另一台电脑前,他打开专门的数据分析软件,输出了一条红色的曲线。我仔细观察,在12秒左右的时间里,曲线出现了两次起伏。第一次在3秒左右,像个平缓的小丘;第二次在8秒左右,像个耸起的高峰。回忆实验的情景,我在第1秒的时候接到集中注意的语音提示,第6秒左右小圆点出现。啊,那么8秒时的那个山峰就是视觉区对小圆点产生的反应!奇妙啊,我居然看见了自己的大脑在干什么!可是3秒时的小起伏是怎么回事?那时屏幕上什么也没有,是什么让视觉区产生了活跃? 小D得意地输出另一条蓝色的曲线说,看看来自前额区的信号。哇,3秒时蓝线也出现了相似的起伏!在我集中注意力等待的时候,我的前额区正在提醒视觉区接收将要到来的信号!我居然看见了不能被意识到的大脑活动! 等等,让我冷静一下。虽然专业知识我一点不懂,逻辑训练可不差。同是3秒处产生活跃,凭什么说是前额区在调节视觉区,而不是视觉区在调节前额区呢?这样的活跃同时出现会不会只是巧合呢?小D两手一摊,光凭两条曲线的形状可不能下结论。必须通过严谨的统计分析,才能试着排除其他可能性。我一听头又大了,他理解地哈哈大笑。咱就不深究那些复杂的数学理论了,来,拿罐可乐,我们聊些轻松的话题。 从维纳到格兰杰 走到外面,在门口的台阶上坐下来。阳光斜照在树叶间,一片秋景秋色,这样的美丽后面深藏着多少我们还不能理解的复杂。有时我们觉得自然应该是这样运转的,有时又觉得应该是那样的。一个现在看起来完美的推理,很可能百年后又被后人所推翻。有时候我们认为自己找到了原因,其实却由于对事实了解的不够全面,只看见了表面的假象。我仰头感叹,就像前额区和视觉区的活动,我们知道它们是相互关联的,可谁是因谁是果?小D微微一笑:或许你该先问一下,因果关系是什么? 对于因果最强有力的判断莫过于清楚地知道一件事的来龙去脉。可世界上这样的事情太有限了,谁知道聪明的孩子是不是小时候吃多了核桃?谁知道超市里泡面涨价是不是因为全球粮荒?谁知道今冬不冷是不是因为大气层二氧化碳增多?这都是很难回根溯源的问题。50多年前的一个美国数学天才,控制论的创始人维纳,给出了这样一个定义:如果我们对一件事情的了解能使预测另一件事情变得更精确,就说事件一是导致事件二的原因。这个思路很受经济学家的欢迎,因为经济上的事件往往难以追踪其确切的来龙去脉,大家都在寻找能从宏观表象判断隐藏规律的方法。1969年,一个叫格兰杰的经济学家把维纳的定义数学化了,给出了具体的计算公式。用这种方法判断出的因果关系,就叫做维纳-格兰杰因果。 (诺伯特维纳(黑白照片)和克莱夫格兰杰(彩色照片)) 说到这里,他开始眉飞色舞:你知道吗,我们用格兰杰的方法来比较前额和视觉区的关系,发现前额的活动确实是视觉区活动的格兰杰原因,而反过来效果却不显著。真的?那人们对注意力机理的猜测,确实能得到事实的证据了! 我真庆幸偶遇了小D,得以窥探到一点点大脑运作的奥秘,这感觉真好。我也开始有点理解了小D这样的老学究,为什么能够一门心思地沉迷在实验室和电脑前。能不停拥有发现的快乐,也是让人羡慕的一件事情啊!何况这发现还有关人类意识的未解之谜。 我弹弹可乐的空罐子,想起了最后一个问题:为啥在进仪器间之前你把我身上的金属物件全给没收了?他比划出半个人的长度,说:磁共振扫描仪能把这么大的铁家伙一下子给吸进去,如果你不想在实验中被硬币别针扎得一脑袋,还是老老实实交出来吧。哈哈! 转载原创文章请注明,转载自: 科学松鼠会 本文链接: http://songshuhui.net/archives/3703.html
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同性恋还是异性恋?呱呱落地便注定!【小红猪小分队出品】
songshuhui 2008-9-4 14:49
小红猪小分队 发表于2008-09-2 星期二 18:47 分类: 专辑 , 小红猪翻译小分队 | | NewScientist 2008/6/21 作者:ANDY COGHLAN 译者:Psyche 译者简介: 现状:心理学专业大四生,目前正准备申请国外深造中; 偏爱方向:心理咨询、社会与人格心理学。闲暇时在国内心理搜普论坛任版主; 愿景:网聚心理学专业力量,让中国心理学事业在科学道路上走得更快更远的同时,心理学知识得以科普并服务于大众。 崇尚:生动活泼、幽默风趣,俗而不庸。 目前,脑扫描已经提供了最具说服力的证据来说明:性取向取决于生物因素而不是个人选择。吊人胃口的发现还有:脑扫描揭示了在同性恋者当中,主控着情感、情绪、焦虑以及攻击性的那些关键脑区结构都与异性中的异性恋者相似。 这项研究是由Ivanka Savic在瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究学院开展的,她说:这是目前在测量证明同性恋被试与异性恋被试之间存在着大脑差异方面的最有说服力的一项研究。 虽然先前的研究同样也能表明同性恋者与异性恋者在脑的结构和活动上存在差异,但是大多数研究都是建立在被试对于某些性线索的反应上,而这些反应都有可能是后天习得的,例如对男性或女性面孔魅力值数的评估。 为了避免这个缺陷,Savic和她的同事Per Lindstrm选择去测量那些在出生时就已大致定型的脑特征。Savic 说,这就是整个研究的关键点,我们要证明两者的脑参数是不同的,后天的学习和认知过程也无法改变这种差异。 Savic的这项研究成果发表在《美国科学院院刊》上。【Proceedings of the National Academy of Sciences (DOI: 10.1073/pnas.0801566105)】 首先,他们用核磁共振扫描(MRI scans)来测量被试脑的整体体积和形状,被试一共由90名志愿者组成,男女被试组中各有25名异性恋者,20名同性恋。在此研究中最值得一提的是,他们发现女性同性恋者和男性异性恋者都具有不对称的脑,右半脑稍比左半脑要大一点。同时发现,男性同性恋者与女性异性恋者皆拥有对称的脑。 第二,他们用PET(positron emission tomography,即正电子发射断层显像)扫描技术来测量被试大脑中流向杏仁核的血流,杏仁核是在左右脑半球中发现的呈杏仁状的区域,它对人的情绪反应起着关键作用。PET的扫描图揭示了杏仁核与脑的其他部位是如何联系的,并且给出了杏仁核如何影响行为的线索。 研究发现男性同性恋者与女性异性恋者的脑在PET扫描图上显示的模式十分相似(见图),反之亦然。从女性异性恋者和男性同性恋者的脑图中可以看到,来自杏仁核的信号主要前往那些调节情绪和缓解焦虑感的脑区。 Savic认为这项发现很有意义,因为它有可能解释了为什么女性患抑郁症和情绪障碍的几率是男性的三倍。另外,男性同性恋者患抑郁症的概率很也高,不过她也表示,这个高比率究竟是源于生物因素,还是社会对于同性恋者的仇视或恐惧,暂时还难以确定。 在男性异性恋者和女性同性恋者的脑图中发现,杏仁核信号主要经过了感觉运动皮层(sensorimotor cortex)和纹状体(striatum)这些脑区。当人面对恐惧时,就是这些脑区触发了惊吓或逃跑反应。Savic说,在面对恐惧时,相对于女性异性恋者,男性异性恋者和女性同性恋者更有可能诉诸行动。 英国玛丽皇后大学的一位研究性取向的专家Qazi Rahman对此评价说:这项研究表明:同性恋者在大脑对称性方面具有显著的性别差异。另外,在四者的杏仁核神经元连接上发现的差异同样引人注意。 杰出的美国专家Simon LeVay 也对此发表评论说:有意思的一点是,恰恰是那些看似与性取向没有直接联系的研究,让我们知道更多这方面的信息,这也是这项研究的高明之处。Levay曾经在1991年发表了一篇关于男性同性恋者和男性异性恋者的下丘脑(脑的一部分)差异的研究报告。 不过Savic自己也坦言,她的这项研究还不能说明同性恋者与异性恋者在大脑上的差异究竟是来自基因本身还是由于胎儿在子宫内发育时接触到过量或过少的性激素(如睾丸素)所致。 标签: 同性恋 , 大脑 , 小红猪 , 差异
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我们如何理解异己者
songshuhui 2008-9-3 11:58
DNA 发表于2008-05-22 星期四 10:01 分类: 心理 , 生物 | | 大概每个人都有这样的感受,与自己的思想、理念不同的人沟通起来是多么困难,彼此的相互理解与尊重是一个难度非常高的技术题。虽然我们总是在不断试探、推测、分析他人的想法、感受、目的、意图和个性,但是我们从来就不可能像清晰知道自己内心的精神活动那样去直接认知他人的思想。解决这一难题的公认方法之一是以己推人以我们自己的想法和感受为基础去判断他人的想法和感受,也就是俗语所说的将心比心、换位思考。但是最近科学家的研究结果却告诉我们,这个将心比心却是受到条件限制的。 在著名学术杂志《美国科学院院刊》(PNAS)上最近发表的一篇心理学研究论文指出,当我们判断他人的想法时所运用的大脑区域恰好是我们进行自我思考的区域,这个大脑区域叫做腹侧前额叶皮层(ventral medial prefrontal cortex, vMPFC)。譬如有人问你喜不喜欢篮球,这时你的vMPFC会迅速对这个问题作出反应思考你所喜欢或不喜欢的体育运动是什么,vMPFC里的神经元(也就是脑神经细胞)会分泌神经递质传递信号,神经元之间的电流、离子流会劈哩啪啦的上窜下跳,如果这时给你做个脑部核磁共振成像(MRI)或者正电子发射断层摄影(PET)或者单光子发射断层摄影(SPECT),会发现vMPFC这个区域比大脑其他区域活跃很多,并且可以量化出vMPFC的活性。这就是神经影像学,简单的说就是给你的大脑照张像来分析大脑的活动。 科学家们利用神经影像学方法分析vMPFC的活性发现,当人们考虑与自己相似的人的想法时,vMPFC活性非常高,然而判断与自己迥异的人时,vMPFC活性则受到明显抑制。哈佛大学的研究者选取了一组学生作为测试者,这些学生来自于美国东北部,而且是自由派。研究者先给这些学生看两张目标者的照片,并且各有一段文字描述照片上这两个人的背景和特性:一个与测试者一样也是来自美国东北部的自由主义者(相似者),而另一个则被描述成为来自中西部支持共和党的原教旨主义者(异己者)。然后以这两个假想的目标者的语气给测试者出题,而这些题目被设计得很中性甚至是非常八卦譬如问你喜不喜欢吃匹萨饼上的蘑菇,喜不喜欢猜字谜,喜不喜欢帮助朋友解决难题等等。然而研究者发现即使是这样与敏感的政治、宗教无关的问题,测试者对于相似者和异己者的相同提问,其大脑vMPFC区域的活性却十分不同。甚至当异己者问喜不喜欢匹萨饼时,测试者的vMPFC区域对匹萨饼这个概念却没有反应。研究者表示,接下来的研究目标是对于历史上一直有政治和宗教冲突的不同种族(例如以色列人和巴勒斯坦的阿拉伯人)进行测试,看是否会得到相似的研究结果。 原来将行比心只对相似者有效,换位思考却是难以换到异己者的位置去思考,因为你我的脑子根本就罢工不去思考。大至政治上的左右之争、种族偏见、民族仇恨、宗教冲突 ,小至个人生活上夫妻恩怨、婆媳矛盾、城乡差异,无不是不同思想理念的交锋与冲突。虽然仅凭心理学与神经影像学的研究结果来解释这些矛盾与冲突的难以消融会有简单机械化与非人化的嫌疑,但是却也为我们提供了一个视角和参考既然我们的大脑可能对于异己者有着先天的排斥,我们是否应该有更多的理性、耐心和努力去沟通、理解和尊重? 相关链接: http://jingliumm.spaces.live.com/ http://www.nature.com/news/2008/080317/full/news.2008.677.html http://www.pnas.org/cgi/content/full/105/11/4507 标签: 大脑 , 心理学 , 神经影像学 , 认知
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信不信由你:“专制/自私基因”
songshuhui 2008-9-3 11:47
DNA 发表于2008-05-29 星期四 19:12 分类: 生物 | | 在世界顶级牛B学术杂志《自然》(Nature)的新闻网站Nature News上看到 Ruthlessness gene discovered 这个标题,把我骇得不轻。链接进去一看,此文编辑还放上了希特勒、萨达姆、蒙博托(Mobutu)等著名独裁者的照片,引得我疑惑:难道科学家们找到了骇世惊俗的专制/自私基因? 位于耶路撒冷的希伯来大学(Hebrew University)的研究者们最近在《基因,大脑与行为》(Genes, Brain and Behavior)学术期刊上发表的研究论文表明,一个名为AVPR1a的基因与人的自私冷血行为相关。 科学家们招募了203位大学生志愿者参与这项研究;志愿者被分为两组,一组为专制者(dictator),手里有一笔由研究者提供的钱(大约14美元),可以任意分割成两份并选择其中一份,将另一份留给另一组接受者(receiver);这两组志愿者相互不认识并且不能交流。这就是经济学界著名的专制游戏(dictator game),与最后通牒游戏(ultimatum game)相似(参见《关于公平感》),但是后者的游戏规则中接受者可以拒绝分配方案,导致两人都拿不到钱;然而在专制游戏里接受者对这笔钱的分割没有任何决定权,即无论接受者是否接受专制者分割给他的份额,专制者总能拿到钱。根据经济学理性最大化自我利益原则,在专制游戏中,由于专制者不必考虑接受者有可能的接受的份额,预测专制者会选择将资金进行一边倒式的分割,并取得多数份额。可是经济学实验的结果却与此相反,大多数实验者都没有选择进行一边倒的分割方式,而总会给接受者留下相当数量的份额。 不过在希伯来大学研究者的这个实验中,有18%的专制者选择将钱全部保留给自己,三分之一的实验者将钱平分或者接近平分,还有6%的实验者非常慷慨的将所有钱都给了接受者。科学家检测了所有参与实验的志愿者的AVPR1a基因的转录调控区域的重复多态性(promoter-region repeat polymorphisms),通俗的讲就是检测了AVPR1a基因转录调控区域的长短,而转录调控区域是决定基因表达多少的重要因素之一。科学家们发现,拿钱多的专制者的AVPR1a基因转录调控区域比慷慨者的短,也就是说AVPR1a基因表达少的人表现出更自私和专制的行为。 那么AVPR1a基因究竟是个什么东西呢?AVPR1a全名为arginine vasopressin receptor 1a ,中文翻译为精氨酸加压素1a型受体,精氨酸加压素还有一个名字是抗利尿激素。抗利尿激素是由下丘脑分泌的激素,释放到血液中,调节血压和肾脏的水盐平衡。如果抗利尿激素分泌不正常,会引起尿崩症。看到这里,大家可能要晕掉了,怎么一个和尿崩症相关的激素受体会和自私行为相关呢?大多激素都是通过与细胞表面的特殊受体结合发挥作用,而抗利尿激素有两类受体:一类受体受体主要存在于肾脏细胞上,此类受体的缺失也会导致尿崩症;另一类为1a型受体即AVPR1a,主要分布在血管平滑肌上。因此,AVPR1a基因在生理功能上主要参与调节血管收缩和血压,与尿崩症无关。另外,还有研究表明,AVPR1a也存在于脑部的神经细胞上,参与高级神经功能活动如学习、记忆、判断、理解、智能等生理过程。 虽然希伯来大学的研究者称确信自私、贪婪的专制行为与基因相关,但是对于AVPR1a基因是如何影响人的社会行为,其分子生物学以及生理学原理是什么却无从所知。但是关于AVPR1a基因与自私行为的研究倒并科学家的一时起兴,在行为学领域已有多篇学术论文报导该基因与动物的利他/利己行为、攻击性、社会认知以及焦虑相关。总之,目前已知的研究表明AVPR1a基因不仅具有调节血压的非社会性生理功能,而且与大脑的神经活动以及社会性行为有密切关系。希伯来大学科学家的这一研究的意义在于首次将AVPR1a基因与人类的经济学行为联系起来,而以往的研究都是以哺乳动物为模型。 Nature News的编辑在文中甚至提出这样一种可能:某些人表现出来的极端自私冷血专制的行为是否某种程度上缘于其AVPR1a基因的短缺因为他们大脑的社会认知体系里根本就意识不到这种行为有违于社会规范,或者天生对此敏感度较低?这个论调似乎有基因决定论的危险,不过信不信就由你了。 相关链接: http://jingliumm.spaces.live.com/ http://www.nature.com/news/2008/080404/full/news.2008.738.html http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1601-183X.2007.00341.x 标签: 专制游戏 , 大脑 , 自私基因 , 行为学
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嗨,你补脑了没?
songshuhui 2008-9-3 11:47
BOBO 发表于2008-05-29 星期四 20:41 分类: 医学 , 生物 | | 千百年来,人们一直苦苦寻觅一种药物,只要服用它,便能提神健脑。远古的人们尚崇自然,汲天地灵气,采集树叶、树根和果实,直接嚼食或先熏制一番再吃掉,以求能增强脑力。如今的现代人,依然像古代人一样在不断寻觅。差别只在于地点的变化:现代人一头扎进了药物实验室,而古代人则在森林里徘徊。 可这些举动背后,到底隐藏着什么目的呢?或许有人会提供一个冠冕堂皇的答案:我们只是在找用于治疗疾病的药物而已。没错,老年痴呆、注意力缺陷障碍、中风、帕金森氏症和精神分裂症,都需要有效的药物进行治疗。但不可忽视的关键在于,既然药物能增强脑力,那除了医疗用途,正常健康人使用岂不更是如虎添翼,记忆超群了吗? 人们到底在找什么药呢?简而言之,这类药物称为认知增强药。注意力、感知、学习、记忆、语言、规划和决策,统统可视作认知活动,而认知增强药物恰恰作用于认知活动背后的神经元信息处理过程。具体的说,是通过改变神经递质的平衡,来改变认知能力。 近来,英国医学科学院声称,能影响大脑功能的药物在未来几十年内将横空出世。据该机构主席、供职于剑桥大学的 Garbriel Horn 教授介绍,目前在神经疾患治疗方面,全球超过 600 种药物正在研发。 但历史和经验表明,大部分药物将不被获批上市,最终半途夭折。虽然制药公司一再申明,神经疾患的药物不能用于其他非医学目的。但眼下的实情是,就是有人在服用这些药,当然他们没有任何神经疾病。而最常使用的药物便是利他林和莫达非尼。 的确,利他林和莫达非尼确实能提高健康人的认识功能。例如莫达非尼这种药,能增强一个人的工作记忆能力。一般的,大多数人能记住 7 位随机数字,想多记一位是很难的事情,但服用了莫达非尼的人便能做到。此外,它还能增强人的计划力,提高执行力。有如此好处,谁不想服用。 Garbriel Horn 也说到,现在有越来越多的人使用这些药物,以缓解疲劳,提高考场发挥,让飞机旅行者及早恢复精神。 年初,《自然》杂志对其读者进行了一项非正式问卷调查,这些读者大多从事科学研究。在 1440 名被调查者中,有 1/5 的人曾服用过利他林、莫达非尼或具有抗焦虑作用的 阻滞剂,而其实他们没有使用这些药物的适应症。他们用这些药来提高精神和注意力,增强记忆力。在这些服药者中 , 62% 的人服用利他林, 44% 服用莫达非尼。大多数人都通过旁门左道,曲线救国式的获得了这些药物的处方,或者直接网购这些药物。不难看出,连搞科学研究的聪明人都会去服用这些药,遑论芸芸大众。在未来,这类药物肯定会热卖大卖。毕竟,人人都像过目不忘,记忆超人嘛。 Garbriel Horn 研究组的另一成员, Trevor Robbins 说,提高认知能力有 N 多途径。其中之一是激活脑开关,简单的说,把大脑的整个神经网络看做是一个电路,而神经递质则是开关。有的专门负责开放,而有的则负责关闭。 说到神经递质,不得不提高其中之一谷氨酸,它是记忆的开放开关,有利于记忆形成。而有一类化合物, ampakine 就能增强谷氨酸活性,从而更易于记忆的形式。总部设在美国加州尔湾的 Cortex 制药公司,就制造 ampakine 。他们研发的一种药(为掩饰其确切身份而冠之以 cx717 ),正在测试用于老年痴呆症患者的治疗。已有的试验结果表明,这种药物可以使人更加警觉。但和咖啡因、安非他明及其他兴奋剂不同的是, cx717 的并不升高血压和心率,也不会让人感觉很 high ,所以不会上瘾。 而另一种谷氨酸的助推器 D- 环丝氨酸,现在面临另外一种考验:不用于加强记忆,而是要加快遗忘。这似乎和增强记忆、提高认知相矛盾?其实不然,因为忘却过程类似于学习记忆的过程。通过结合某些谷氨酸受体, D- 环丝氨酸便能选择性增强忘却,从而压制一些条件反射性反应,如焦虑,成瘾和仇视心理。 Robbins 的实验表明,如果给老鼠使用 D- 环丝氨酸,不良的记忆,如已有的恐惧将会被消除。这有助于消除不愉快回忆,如地震后出现的创伤后应激障碍,也可帮助有些成瘾者回归本位,比如,可以去除触发吸烟成瘾的因素。 另一种值得关注的神经递质,则是乙酰胆碱。那些对乙酰胆碱做出反应的胆碱能神经元,在集中注意力和复杂思考进程,以及记忆中都发挥重要作用。可以说,就是是胆碱能系统出了问题,导致老年痴呆的。因此,通过药物抑制乙酰胆碱的分解,也能提高认知功能。 Robbins 说,胆碱能药物可轻度提高认知功能,此类药物将来可能用于正常人身上。 看来,通过正常途径购买这些药物的距离不远了。或许,打招呼的时候,可以多问一句:嗨,你补脑了没? 参考资料:1、Brain science, addiction and drugs. The Academy of Medical Sciences, 10 Carlton House Terrace, London SW1Y 5AH 2、economist.com 标签: 医学 , 大脑 , 生物学 , 神经科学 , 科普 , 补脑,
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最值得保护的东西
songshuhui 2008-9-2 15:25
twinlj77 发表于2008-06-15 星期日 19:00 分类: 其他 | | 人脑,你的这个神经中枢系统的胃口真是大的惊人,几乎消耗掉你一天产生能量的六分之一,而它的平均重量仅和现在的轻薄笔记本电脑 Apple MBA ( Mac Book Air )差不多( 1360g )。不过它的功能可比那电脑要牛多了。它可是你称之为人的决定性因素,因为脑让你有能力做白日梦、想象、推理、理解1+1=2的意义、恋爱、在欲望中沉沦、为背后咒骂别人感到后悔、为当面咒骂别人而更加后悔、还能让你开玩笑、打扑克、学好数据结构、还有做几亿件其他在地球上的任何物种所做不到的事情。 在你醒来的每一秒钟,人眼将图像传至大脑皮层,人耳将声音传至页顶骨,气味到比较特殊,非得通过位于鼻梁顶端的槽状软骨,来刺激神经,这真够我们这些有鼻炎的病友们伤心的了。你的视觉、听觉、触觉、嗅觉都通过某种方式传到大脑所分管的区域,大脑就算啊算的,这种计算通过化学信息在神经细胞之间进行,最后会导致身体分泌各种的激素,这样你的感觉就产生了. 大脑通过电流与身体其他部位传递信息,当然这种电流非常微弱。如果把大脑比作一台机器,所耗能量为 12 瓦,与将在 2008 年第三季发布双核心版本的 Atom 处理器的最高功耗相当,看起来大脑倒是挺省电的,但考虑到它仅占人体重的 2% ,就变成最耗能的人体器官了。看来电脑和大脑真是十分相似,不同之处是人脑可不会自动遵循某种维护法则,它在你的一生之中都不停的变化,为你的身体提供技术支持,保证人体硬件和软件的协调;而电脑一般在死机的情况下,只要简单的重启就可以了。对于大脑,你最好期望你的运气足够好,在你一生的时间里没有死机,否则你就与其他物种没有什么太大的区别了。 那么如何保证你还是人?保护好你的大脑吧!建议如下: 嗑药 :据说这个办法真的可行,但是这里就提醒一下。至于具体吃什么药,我就不说了,免得惹祸上身。 锻炼脑子 :专家建议不要循规蹈矩的做同样的工作,每日的活动都相同的话,脑部的某一块就无法得到刺激,而那一块却是最主要的实现记忆功能的部分。所以,尝试着改变你的工作日程。可是如果出错怎么办?那就更好了,思考一下哪里错了也会促进脑部锻炼的。所以怎么都行,只要试着改变。另一个就是教育,我们获得的知识越多,你的脑子就越得到锻炼。在正规体系下学习下,教育程度较高的人和从事不断刺激脑部活动工作的人,脑部迅速老化的现象比较少,大学毕业生继续接受正规教育,比高中毕业生脑子要年轻 2.5 岁。所以考研吧,只要考的上,至少年轻两岁啊。不过科学家们是怎么计算出来的,这个我还不是很清楚。 保健品 :这种东西简直就没法让人相信了。今年过节不收礼,收礼只收 。 减少压力 :注意这里是减少压力,而不是没有压力,一般情况下,适当的压力将促使你的身体正常运转。实际上我们通常认为的压力,那些在截至日期内完成的工作并不会造成脑的老化。只有重大事件的大压力和烦人的小压力才会催人衰老,这次可恶的地震我怀疑让那些在灾区的人们至少衰老了几岁,愿生者坚强! 锻炼身体 :比起脑力益智游戏,运动其实更有效,因为它能向大脑提供较为充足的血液。研究发现,定期进行体育锻炼的老年人比久坐者思维敏捷得多。看来四肢发达、头脑简单这八个字连起来用是不再科学了。四肢无力、头脑简单倒比较合适。所以向着肌肉男的目标迈进吧。 不过令人沮丧的是,有些女人喜欢说男人是用下半身思考的动物。专家们对这个可不置可否,可能绝大多数所谓专家都是男的吧。但是他们清楚的知道大脑与男性生殖器至少在一个方面有相似之处尺寸的大小并非决定一切。 参考文献:《身体使用手册》。 标签: 健康 , 大脑
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