互动科普

大脑皮层与意识密切相关

脑大致可以分为大脑、小脑、脑干3个部分。大脑分为左脑和右脑两部分，两者通过叫做“脑梁”的“桥”连接在一起。

大脑的表层叫做“大脑皮层”，内部叫做“白质”。大脑皮层聚集着非常多的神经细胞，它们是负责脑部信息处理的“主角”，叫做神经元，一般认为它们与意识有着非常密切的关系。

另一方面，小脑与“运动的熟练度”有很大关系。比如骑自行车时，我们一般不会考虑踩踏板的顺序。这是因为做出踩踏板这个动作所需要的信息，是由小脑发出的，而不是从与意识有密切联系的大脑皮层发出的，也就是说这是“无意识”的行为。

脑干承担着维持生命活动所必需的各种各样的机能。此外，与意识相关的“睡眠和觉醒”的调节，也是由脑干控制的。

意识是大脑各个区域活动结果的产物

我们来具体看一下视觉信息反映到意识中所经历的过程。眼睛看到的信息首先经过脑干中叫做“丘脑”的部分，被送到“初级视觉皮层”。初级视觉皮层位于大脑皮层后侧部分的“枕叶”。随后，视觉信息在被送到大脑皮层的顶叶、颞叶等部位的过程中，信息处理也在进行，最后到达额叶。这种各个区域联合活动的结果就是人会意识到“看见了”。

大脑就是这样，各个区域分担着各种不同的职能，进行信息的处理。这叫做“功能区域”。虽然人们还要做更深入的研究，但是一般认为意识就是大脑各区域进行各种活动的结果和产物。

意识的产生源于神经元之间的信号传递

脑的主体是叫做“神经元”的神经细胞。据推断脑内存在着大约1000亿个神经元。这些神经元形成可以相互传递信号的回路。

在这些回路中进行的信号传递正是大脑活动的基础，也就是意识产生的源头。

神经元由细胞的主体“胞体”、从胞体向周围延伸的“树突”及“轴突”组成。轴突虽然和树突一样是从胞体延伸出来的，但是与树突相比它的长度更长，这也是轴突的特征。

图：神经细胞的胞体和树突

脑活动本身是物理现象

在神经元的信息传递过程中会发生“电信号”的传递和“化学信号”的传递。电信号从胞体通过轴突传递。轴突的末端与第一个神经元的树突相联系，该部分叫做“突触”。

严谨地说，轴突的末端与树突并没有接触，两者之间有着很细微的间隙，从轴突传递过来的电信号并不能跨过这个间隙传递给下一个神经元。

因此，为了越过这个间隙，就用到了化学信号。当电信号传递到轴突末端时，轴突末端会释放出“神经递质”如“谷氨酸”等。树突接收到该物质，从而完成信号的传递。

由此可见，神经元的活动本身只不过是物质产生电的、化学的物理过程而已。所以，也可以说我们有可能科学地阐明所谓的意识。

（本文发表于《科学世界》2012年第6期）