互动科普

每个人都被大脑支配着，不用说，大脑的神奇自己可以感觉得到。我们平时不太理会，其实细想一想，除了日常学习、记忆、推理、判断外，大脑几乎还指挥我们的一切行为。表面上我们具有自主意志，其实不然，那只不过是大脑活动的表象。大脑是自主活动的，有时几乎不受我们意志的控制。当你在大街上看到有人在打电话还对着墙手舞足蹈时，不要说他傻，那是大脑习惯上认为他正对着人说话呢。当肥胖患者控制饮食失败时，也不要轻易责备，多数情况是他的大脑比他的意志“坚强”。

在自然界中，大脑是最高级的事物了，是科学研究最后的疆域。但无论怎样复杂，它也是在自然过程中进化出来的，人们一直希望用物理、化学的方式来理解。人们常常把计算机跟大脑相比（把计算机叫电脑），说来也是，计算机是由一系列电路形成的回路结构，人脑是由神经元相互连接构成的神经网络，看上去二者之间有些相像。虽然它们都能够运算、推理、发出指令等，但它们之间有一点最大的不同是，人脑可以产生意识，计算机却不能。计算机完全是逻辑的运算，而人的大脑却能进行模糊判断。看来，大脑远比现在的任何计算机都要复杂得多。

由于大脑极其复杂，在缺乏适当的研究手段的情况下，早期对大脑的研究往往采用“黑箱”的方式，研究大脑对不同刺激的反应，得到一些功能和特性的认识。到19世纪末，科学家提出了神经元学说，才开始了现代脑科学的研究。100多年来，人们发现了人脑在学习、记忆、运动、情感及其他自发活动中相关的神经递质的作用，先后发现了多巴胺（DA）、去甲肾上腺素（NE）、肾上腺素（E）、5-羟色胺（5-HT，也称血清素）、g-氨基丁酸（GABA）、甘氨酸、谷氨酸、组胺、乙酰胆碱（Ach）、内源性阿片肽、P物质、神经加压素、胆囊收缩素（CCK）、生成抑素、血管加压素和缩宫素、神经肽Y，等等。

按照已有的研究结果推断，大脑中可能存在着约1000亿个神经元，相互之间通过树突和轴突在一定的范围内连接起来，构成一个复杂的神经网络。在这个巨型的网络中，电信号和化学信号相互衔接，进行所谓的“计算”，作出相应的判断和执行相应的指令。具有信息处理功能的神经元大都集中在大脑表面的灰质中，为了容纳更多的神经元，大脑皮层要有很大的面积。由于大脑空间有限，聪明的大脑采用了皱缩的方式聚集在一起，展开的话大约有2200平方厘米。

大脑皮层皱缩在一起的样子很像核桃仁，形成一些沟回结构。为了研究方便，人们根据大脑表面布满深浅不同的沟或裂，把大脑分为额叶、顶叶、枕叶和颞叶几个区域。在每一叶内，一些较细小的沟裂又将大脑表面分成许多回。如额叶的额上回、额中回、额下回、中央前回；颞叶的颞上回、颞中回和颞下回；顶叶的中央后回等。这些都是根据结构的分区，它们跟大脑的功能有什么关系呢？实际上，大脑皮层的不同区域，分别负责不同的功能。根据已有的研究成果，可以把大脑皮层分为几个功能区域，比如视觉区、听觉区、机体感觉区、语言区等。一个功能可以对应几个结构区，一个结构区可以含有几个功能。

除了上述的结构分区外，还有其他的不同分区。如在1909年，布鲁德曼曾根据皮层细胞的类型以及纤维的疏密对大脑进行分区，他将大脑分为52个区，并用数字予以表示，就像考古发掘划出的“探方”。在各种分区中布鲁德曼的分区影响最大，在许多领域中至今还在使用。如果还觉得不够精细的话，可以在数字后面加上a、b、c⋯⋯总能对应上你想要的区域。

研究大脑在过去很难，因为它神圣不可触碰。如今随着新技术手段的开发，比如通过功能性核磁共振成像（fMRI）等技术，人们可以非接触地来研究大脑的活动。如今，我们对大脑的结构有了比较精细的了解，今后主要是通过研究神经元的活动规律解读大脑的各种功能。

图. 索尼探梦科学馆上演了“3D《PICO冒险奇兵》互动科普秀”，通过科普剧加互动的形式，带领观众观看令人震撼的最新3D大脑科普影片。“PICO”是一艘微小的神奇探梦飞船，它能从人的眼睛进入大脑，帮助寻找并修护脑内受损组织，为大脑进行不可思议的治疗。观众跟随者“PICO”在大脑中探险，过程中还会遇到意想不到的艰难险阻，大脑中的三维立体感受令人称奇。 

（本文发表于《科学世界》2012年第8期）