<% @language=VBscript %> <%Response.buffer=TRUE %> <% if Session("logFlag")=0 then Response.Redirect "../../Login.htm" Response.end end if %> 基本知识——05

脑和电脑

Eric H. Chudler博士

最早发表于ODYSSEY,2001年3月,Cobblestone出版公司

猜一猜这是什么?它有数以十亿计的零部件,数以万亿计的连接,重约1.4公斤,以电化学能为动力。如果你的答案是电脑,错了。如果是你的答案是人脑,就对了。人类大脑是一个呈粉白色的组织。这个组织赋予你很多能力,如骑车,读书,听笑话而发笑以及记住朋友的电话号码。但这只是脑最基本的功能。脑控制情感,食欲,睡眠,心跳和呼吸。脑把你与其他人区分开,你的脑就是你。
 

能源

电脑和人脑都需要能量。将电脑接到墙上的插座上,按下按钮,电脑得到能量就可以工作了。把插头拔下,电脑就关上了。脑则不同。它从由食物转化而来的葡萄糖得到能量。食物还向脑提供其正常工作所需的维生素和矿物质等基本物质。与电脑不一样,人脑没有“关”这个按钮。即使你睡着了,脑依然处在活动状态。


虽然计算机和脑由不同能量驱动,它们都使用电子信号传递信息。电脑通过线路发送电子信号来控制部件。脑也发送电子信号,但它通过神经细胞又叫神经元进行发送。神经元内的信号把信息传递到别的神经元来控制腺体,器官和肌肉。
 

电脑通过电子线路发送信息和脑通过神经细胞发送信息有根本的不同。当电脑被打开后,电子信号或者到达机器的各部分或者不到达。也就是说,电脑使用的开关要么是开要么是关。而在神经系统内,神经元不仅仅是开或关。一个神经元能从几千个别的神经元那里接受信息。神经元之间传递信息的区域称为突触。神经元之间的小间隙位于突触上。当信息从一个神经元传递到另一个神经元时,一些化学物质(神经递质)就从某一个神经元末梢被释放出来。神经递质越过这个小间隙到达接收信息的神经元,并附着在接收信息的神经元里的特定结构上,这种特定结构称为受体。这在接受信息的神经元内部引起了一个小小的化学变化。但是,这个小小的变化并不意味着信息将会继续传递。记住,接收信息的神经元可能收到很多突触上的成千条小信号。只有当从所有突触接受的所有信号超过一定水平的时候才能产生一个大信号(动作电位),从而信息继续传递。

 

形式和功能

尽管信息是通过线路传递和通过神经元传递这点不同,电脑和脑还有很多相同功能。比如,两者都能存储记忆-电脑通过芯片,硬盘和CD-ROMs,脑使用神经回路。电脑和脑都可以被修改以完成新的任务。电脑中可以安装新的硬件和软件以增加存储和程序。脑也在不停修改以学习新的事物。脑有时在必须的情况下甚至可以自己重新连接!比如,脑受到某些损伤后,未损伤的脑组织可以承担以前由受损脑区承担的功能。但电脑的硬盘损坏后自己进行线路重建倒还没有见过!
 

 

电脑和脑都可以对周围环境进行监控并作出反应以适应环境。与电脑相连的传感器可以搜集温度,湿度和光亮度数据。人们可以通过在电脑里设置程序使电脑对收到的信息作出反应来控制加热器,灯和其他设备。人脑也与眼睛,耳朵,鼻子,嘴和皮肤上的接受器相连。人脑可以对感觉信息自动作出反应(如天气冷时,使身体颤抖)或者使人改变行为。比如,如果房间太冷,脑就会向肌肉发送信号使你换个较暖和的房间或者穿上一件毛衣。

 

电脑里的精密设备被一层硬壳保护着。颅骨的功能与之相似。但是,电脑和人脑的内外部的部件都很易损坏。如果电脑摔落,感染病毒,或在用电高峰期的时候老让电脑开着,你的宝贝机器可能离去修理部的时间就不远了。但当更换了损坏部件或病毒造成的损害被去除后,电脑就和新的一样了。但是,脑可不是那么容易修复。脑很脆弱并且被损坏的脑组织没有备用部件可以用于更换。但是,那些有脑损伤和神经疾病的人们有望可以进行神经细胞移植来修补受损伤的脑。科学家正在进行这方面的研究。

 

主要的不同

毫无疑问,电脑和人脑的最大不同是意识。虽然让你描述什么是意识可能很困难,你肯定知道意识是什么。电脑就没有这种认识。虽然电脑可以以惊人的计算速度取得杰出的计算成就,它们却没有那些使我们之所以成为人的基本要素,即情感,梦和思维,至少现在还没有。目前人工智能的研究正试图开发电脑和机器人的情感能力。

 

三月份,全世界的人们将庆祝“大脑关注周”,在“大脑关注周”里,全国的学生,教师和科学家将开动自己的脑共享与这个世界上最精彩,最复杂,最神秘的结构有关的知识。所以将你的脑开动起来,读一读这一期的ODYSSEY。这将是一条很精彩的路。

 

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