人腦潛能到底有多大?
- 發(fā)布時間:2014-10-31 01:31:17 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
10月24日,風靡北美的科幻大片《超體》登陸我國。電影以其超凡的想象力和震撼的視聽效果,讓大腦潛能一時間成為無數(shù)科幻影迷熱議的話題。
人的大腦開發(fā)利用了多少?藥物能否促進大腦潛能開發(fā)?未來大腦真的會具有超能力嗎?讓我們試圖從科學和理性的角度揭開這些謎團。
10%,只是個“傳說”
影片講述了主人公露西先是被犯罪集團在體內(nèi)植入毒藥,其后又遭不測導致烈性毒藥意外泄漏,命懸一線之際,其大腦潛能被不斷開發(fā)。而她大腦潛能從10%直到100%的過程,也恰恰就是故事主線。在這個過程中,露西從一個膽小懦弱的普通女孩,變身成為無所不能的 “女超人”。
電影《超體》向我們傳遞了一個觀念,人類只利用了10%的腦容量。但據(jù)環(huán)球科學的文章稱,科學家們發(fā)現(xiàn)這個假設(shè)是錯誤的,我們的大腦時刻都在運轉(zhuǎn)。
大腦擁有大量儲備灰質(zhì),等著被召喚為我們服務(wù),這個想法無疑很誘人,但是現(xiàn)在沒有支持這個觀念的科學依據(jù)。
正如來自溫哥華西蒙弗雷澤大學大腦行為實驗室的巴里·貝耶斯特恩在一篇文章中解釋的那樣:
“……就像我們所有其他器官一樣,大腦是由自然選擇而成形的。大腦組織無論是生長還是運轉(zhuǎn)都是很耗能的,這使人們很難相信,進化居然會愿意浪費如此多的資源去建立并維持這樣一個大規(guī)模的器官卻還不充分使用它。此外,大量的臨床神經(jīng)病學證據(jù)使這個想法更受懷疑。在遇到意外或身患疾病時,即使失去的遠遠不到大腦的90%,也會有毀滅性的后果。更有甚者,對于頭部創(chuàng)傷的影響的觀察揭示,沒有任何大腦區(qū)域能夠在中風、頭部創(chuàng)傷或其他方式的損傷后不給患者留下一些功能障礙。同樣地,在神經(jīng)手術(shù)中對大腦里某些點的電刺激至今仍未能發(fā)現(xiàn)一些本身功能靜止的區(qū)域,在用電流刺激后不引發(fā)認知、情感和運動……”
一般常人的大腦通常不到2.7斤重,大腦的大部分能量消耗主要用于數(shù)億神經(jīng)元之間相互聯(lián)系時的快速放電??茖W家相信,正是這樣的神經(jīng)放電和聯(lián)系產(chǎn)生了所有的大腦高級功能。
科學作家羅比內(nèi)·博伊德曾在一篇文章中寫道,盡管在任何時刻大腦的所有區(qū)域都不是在同時放電的,但大腦研究者們利用成像技術(shù)發(fā)現(xiàn),大腦和身體肌肉一樣,大部分都是24小時內(nèi)持續(xù)活動的。
她引用了約翰斯·霍普金斯大學醫(yī)學院的神經(jīng)病學家巴里·戈登的話:“事實是,我們幾乎利用了大腦的每一個部分,而且大腦的大部分幾乎一直都是活躍的?!备甑茄a充道,“這么說吧,大腦只占到了體重的3%,卻利用了機體20%的能量?!?/p>
“即使在睡眠中,一些腦區(qū)例如控制高級思考和自我認知能力的額皮質(zhì),或者幫助人類感知四周的體感區(qū)域,都是活躍的?!泵髂崽K達州羅切斯特市梅奧醫(yī)院的神經(jīng)學家約翰·亨利進一步解釋說。
博伊德在文章最后說,“并不是我們只使用了大腦的百分之十,只不過是這個大腦如何運作的不解之謎,我們僅僅解開了百分之十而已?!?/p>
當然,“這只是電影而已,”影片法國導演呂克·貝松笑稱,“生命本身才是最大的謎,通過影片想想這些問題,也是很有趣的?!?/p>
藥物開發(fā)潛能好壞參半
在影片中,露西接觸到了一種新型藥物“CPH4”,結(jié)果這種藥物開啟了她的大腦的隱藏功能,人腦智力開發(fā)達到100%,使她擁有了超人類的認知能力,比如預(yù)見未來、用意念移動物品、讀心術(shù)等。
對于“腦洞大開”之說,科學研究認為,我們已經(jīng)利用了整個大腦并不意味著我們不能提升它的潛能。一些研究者認為,鍛煉和飲食能夠提高認知能力,認知訓練能夠使人們變得更聰明。
至于提高認知能力的藥物,目前只能得到一些,譬如利他林和莫達非尼,但這些和電影中女主角接觸到的化學藥物完全不同。這些藥物的作用不是刺激全部的大腦神經(jīng)元使人們感受到周圍環(huán)境的一切,而是幫助人們“調(diào)整歸零”。
值得注意的是,研究結(jié)果好壞參半。研究者觀察到,大多數(shù)認知增強劑會提高人的專注能力,但大部分的好處都在有注意力缺陷的個體上顯現(xiàn)。它們能夠使有注意力不集中癥的孩子學會乘法表,但是對于那些注意力在平均水平及以上的人,這些藥物有時候會帶來戲劇性的負面作用。
“你吃這些藥可能是打算臨時抱佛腳式地準備考試,但你的注意力非常有可能開小差到最平凡的瑣事中去,比如放下教科書去喝杯水,花兩天的時間來換廚房水槽漏水的水管等等。你很可能將關(guān)注焦點放在眼前的任何事情上,得靠一個能說會道的朋友才可以幫助你離開?!?研究者加里·斯蒂克斯如是說。
植入神經(jīng)傳感器或?qū)崿F(xiàn)大腦超能力
凱西·哈金森曾患腦干中風,導致身體癱瘓無法說話,但是12年之后,一個大腦植入器使她恢復語言能力,并使用大腦意識移動機械手臂,能夠拿起瓶子喝水。
據(jù)國外媒體報道,哈金森使用了美國布朗大學等機構(gòu)共同研制的“腦門系統(tǒng)”,一個巧克力豆大小的電極組植入大腦區(qū)域,控制手臂移動,記錄腦神經(jīng)的微小電信號,因此能夠放大和解碼大腦指令,進一步控制機械手臂。
雖然科學家仍需進一步努力才能實現(xiàn)讀取大腦內(nèi)在思想,但當前大腦接口技術(shù)發(fā)展速度非常迅速。大腦植入器通過分析神經(jīng)細胞“會話”,能夠獲取更多大腦信息,并使用大腦植入器控制現(xiàn)實生活中的設(shè)備。其他身體植入器可輸入信息至大腦,或者恢復視力和其他感官能力。
未來的人類大腦會是怎樣的呢?伴隨著科技不斷進步,未來人類將具有假肢身體,或者建立一個計算機類型的大腦系統(tǒng)。這種先進假肢要求一根連線通過頭骨上的連接器連接植入器,像這樣的系統(tǒng)非常難處理。目前,加州大學伯克利分校電子工程師米歇爾·馬哈比茲和同事最新研制一種微型傳感器——“神經(jīng)灰塵”,可以記錄神經(jīng)細胞的電信號,神經(jīng)灰塵系統(tǒng)通過超聲波供給能量,神經(jīng)灰塵之間的通訊,可繪制出大腦活動的完整圖像。
一些科學家致力于如何使神經(jīng)細胞與外部機械手臂建立“對話”,一些科學家卻從事反方向工作,研制能夠獲取外部信息的生物醫(yī)學植入器——人類通過眼睛和耳朵感官的外部信息,傳輸至大腦組織。當前距離增強視力和聽力的未來派機器人仍有一定距離,但研究已取得很大的進步,最新研制的“神經(jīng)假肢技術(shù)”,它可以實現(xiàn)失聰人群植入電子耳蝸恢復聽力,失明人群植入仿生眼睛恢復視力。
美國康奈爾大學研究員希拉·尼倫貝格正在研制一種仿生視網(wǎng)膜,用于治療視網(wǎng)膜損壞的失明人群,仿生視網(wǎng)膜不僅能將外面信息傳輸至大腦,還相當于一個高清晰的“真實視網(wǎng)膜”。
■延伸閱讀
愛因斯坦大腦與常人無異
人只使用了大腦的10%,另外的90%都沒有用到。這個流言可能的來源是美國的心理學家威廉·詹姆斯的《人的能量》。他寫道:“我們現(xiàn)在僅僅只運用了智力和身體的一小部分”。他甚至還拿愛因斯坦說事兒,說他恐怕?lián)碛兄h超過常人的大腦使用率。
然而,據(jù)一項最新研究說,事實并非如此,愛因斯坦的大腦其實與其他人的沒有什么不同。
據(jù)探索發(fā)現(xiàn)雜志《Neuroskeptic》報道,1985年進行的一項研究稱,愛因斯坦的大腦所含的神經(jīng)膠質(zhì)細胞,比那些智商更一般的人要多很多。神經(jīng)膠質(zhì)細胞也稱神經(jīng)膠質(zhì),是大腦中為神經(jīng)元提供支持和保護的物質(zhì),神經(jīng)膠質(zhì)細胞的數(shù)量增加被認為可能預(yù)示著更高的智商。但是美國紐約佩斯大學的特倫斯·賀因斯博士進行的最新研究指出,這項和其他研究都存在不足,事實上愛因斯坦的大腦并沒有什么特殊之處。
賀因斯表示,首先,1985年將愛因斯坦的大腦與其他“受控組”的大腦進行對比所做的28項試驗,只是當時的研究人員認為非常準確。此外賀因斯稱,其他顯微鏡分析“發(fā)現(xiàn)他的大腦同受控組的大腦沒有任何本質(zhì)區(qū)別”。這些研究是通過愛因斯坦大腦的切片進行的,但是賀因斯說:“認為通過分析整個大腦的一小片或者幾小片就能揭開與大腦有關(guān)的特殊認知能力,簡直是癡人說夢。”他指出,研究人員應(yīng)該對愛因斯坦的大腦進行“盲檢”,看一看他們是不是能找到一些特點,可以讓愛因斯坦的大腦脫穎而出。賀因斯說:“如果真的存在實質(zhì)性區(qū)別,這種試驗方法將能讓它們顯現(xiàn)出來?!?/p>
愛因斯坦還很出名的一點是,他曾寫道,他認為自己能很好地控制他的大腦。然而賀因斯認為,這些評論在真正的神經(jīng)系統(tǒng)科學里毫無價值,人們不可能僅根據(jù)他的只言片語就對他的大腦做出準確研究。
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