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认知神经科学常用的研究工具和技术
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人类大脑是宇宙中结构和功能最为复杂的系统之一,其大约由?140?亿个脑细胞组成,并且每个脑细胞可生长出大约?2?万个树枝状的树突,这些树突构成复杂的结构和功能网络用来计算信息。大脑作为高级神经中枢,其运动控制、感觉产生、语言、学习以及各种高认知功能的实现都由它来控制。
大脑是如何调用其各层次结构上的组件,包括分子、细胞、脑区和全脑去实现各种认知活动的呢?
认知神经科学这门学科或许可以很好地解释这一点。认知神经科学诞生于?20?世纪?80?年代后期,最早由乔治·米勒?(George Miller)?提出,是在认知科学和神经科学的基础上发展起来的一门新生学科。传统的认知科学是研究人、动物和机器智能的本质和规律的科学。目前 认知神经科学主要通过将新兴脑科学、脑成像技术得到的数据与认知心理学范式获得的数据进行整合分析,来帮助研究者进一步理解人类的行为和各种高级认知活动。
认知神经科学的研究工具和技术有很多种,包括事件相关电位(ERP)、脑电图(EEG)、脑磁图(MEG)、正电子发射计算机断层显像(PET)、核磁共振成像(fMRI)、近红外光谱(fNIRS)、经颅直流电刺激(tDCS)、经颅磁刺激(TMS)等等。 现就这些技术的 原理和应用 来了解认知神经科学为何能够帮助我们打开大脑“黑匣子”。
ERP (Event-Related Potential)
原理: ERP是一种特殊的脑诱发电位(Evoked Potentials,EPs),指给予神经系统(从感受器到大脑皮层)特定的刺激,或使大脑对刺激(正性或负性)的信息进行加工,在该系统和脑的相应部位产生的可以检出的、与刺激有相对固定时间间隔(锁时)和特定相位的生物电反应。这种通过有意地赋予刺激以特殊的心理意义,利用多个或多样的刺激所引起的脑的电位,反映了认知过程中大脑的神经电生理的变化。
应用: 已广泛应用到心理学、生理学、医学、神经科学、人工智能等多个领域,并且发现了许多与认知活动过程密切相关的成分。对脑电成分感兴趣的小伙伴可以看往期推文 脑电必读干货:ERP经典成分汇总
EEG?(Electroencephalography)
原理: EEG是一种对大脑功能变化进行检查的有效方法,人脑功能的变化是动态多变的,对一些临床上有大脑功能障碍表现的患者在做一次EEG检查没有发异常时,不能完全排除大脑疾病的存在,而应定期进行EEG复查,才能准确地发现疾病。它通过精密的电子仪器,从头皮上将脑部的自发性生物电位加以放大记录而获得图形,是通过电极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动。
应用: 在癫痫发作时,EEG可以准确地记录出散在性慢波、棘波或不规则棘波,因此对于诊断癫痫是十分准确的。需要说明的是,EEG检查选项常见的有清醒EEG、睡眠EEG、视频EEG(VEEG)和?24小时?EEG。清醒EEG即描记EEG时患者处于清醒状态。现在国内一般要求描记半小时左右。描记过程中,患者要做睁眼、闭眼、过度换气(大喘气)等动作配合。有时还要加上闪光刺激、蝶骨电极(小儿少用)等措施来提高捕捉异常脑电波的能力。
MEG (Magnetoencephalography)
原理: MEG是指将被测者的头部置于特别敏感的超冷电磁测定器中,通过接收装置可测出颅脑的极微弱的脑磁波,再用记录装置把这种脑磁波记录下来,形成图形。它集低温超导、生物工程、电子工程、医学工程等21世纪尖端科学技术于一体,是无创伤性地探测大脑电磁生理信号的一种脑功能检测技术。MEG对脑部损伤的定位诊断比EEG更为准确,同时MEG不受颅骨的影响,图像更为清晰易辨,对脑部疾病的诊断更准确。
应用: 已被用于如思维、情感等高级脑功能的研究,并被广泛用于神经外科手术前脑功能定位、癫痫灶手术定位、帕金森病、精神病和戒毒等功能性疾病的外科治疗,也在脑血管病以及小儿胎儿神经疾病等临床科学中得以应用。除临床医学以外,MEG还被广泛用于脑神经科学、精神医学和心理学等各个领域的基础研究,如皮层下神经元活动、同步神经元分析、语言学习研究、学习记忆研究以及传统的医学研究等,目前也有人将其用于特殊人群(如宇航员、飞行员等)的体检中。
PET (Positron Emission Computed Tomography)
原理: 是直接对脑功能造影的技术,给被试注射含放射性同位素的示踪物,同位素放出的正电子与脑内的负电子发生湮灭,从而释放出射线。通过记录y射线在大脑中的位置分布,可以测量局部脑代谢率(rCMR)和rCBF的改变,以此反映大脑的功能活动变化。包括直接成像、间接成像和替代成像。具体表述为:PET示踪剂(分子探针)→引入活体组织细胞内→PET分子探针与特定靶分子作用→发生湮没辐射,产生能量同为0.511MeV但方向相反且互成180°的两个光子→PET测定信号→显示活体组织分子图像、功能代谢图像、基因转变图像。
应用: 可用于精神分裂症、抑郁症、毒品成瘾症等的鉴别诊断,了解患者脑代谢情况及功能状态,如精神分裂症患者额叶、颞叶、海马基底神经节功能异常等。应用PET成像,可以测定脑内多巴胺等多种受体,从分子的水平揭示疾病的本质,这是其他方法所不能比拟的。PET也可用于癫痫灶定位、阿尔茨海默病的早期诊断与鉴别、帕金森病的病情评价以及脑梗塞后组织受损和存活情况的判断。PET检查在精神病的病理诊断和治疗效果评价方面已经显示出独特的优势,并有望在不久的将来取得突破性进展。此外,PET在艾滋病性脑病的治疗和戒毒治疗等方面的新药开发中也有重要的指导作用。
fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging)
原理: 通过刺激特定感官,引起大脑皮层相应部位的神经活动(功能区激活),并通过磁共振图像来显示的一种研究方法。它可检测被试接受刺激(视觉、听觉、触觉等)后的脑部皮层信号变化,用于皮层中枢功能区的定位及其他脑功能的深入研究。它不但包含解剖学信息,而且具有神经系统的反应机制,作为一种无创、活体的研究方法,为进一步了解人类中枢神经系统的作用机制,以及临床研究提供了一种重要的途径。
fMRI最初是采用静脉注射增强剂等方法来实现的。20世纪90年代,美国贝尔实验室的学者Ogawa等(1990)首次报告了血氧的T2*效应。在给定的任务刺激后,血流量增加,即氧合血红蛋白增加,而脑的局部耗氧量增加不明显,即脱氧血红蛋白含量相对降低,脱氧血红蛋白具有比氧合血红蛋白T2*短的特性。脱氧血红蛋白较强的顺磁性破坏了局部主磁场的均匀性,使得局部脑组织的T2*缩短。这两种效应的共同结果就是,降低局部磁共振信号强度、激活区脱氧血红蛋白相对含量的降低,作用份额的减小,使得脑局部的信号强度增加,即获得激活区的功能图像。
这种成像方法取决于局部血氧含量,所以将其称为血氧水平依赖功能成像。由于神经元本身并没有储存能量所需的葡萄糖与氧气,神经活化所消耗的能量必须得到快速补充。经由血液动力反应的过程,血液带来了比神经活化所需更多的氧气,由于带氧血红素与去氧血红素之间的磁导率不同,含氧血量跟缺氧血量的变化使磁场产生扰动,并能被磁振造影侦测出来。借由重复进行某种思考、动作或经历,可以用统计方法判断哪些脑区在这个过程中有信号的变化。因而可以找出执行这些思考、动作或经历的相关脑区。
应用: fMRI主要被用于脑功能的基础研究与临床应用,目前涉及的主要方面是神经生理学和神经心理学。最早是被应用于神经生理活动的研究,主要是视觉和功能皮层的研究。后来,随着刺激方案的精确、实验技术的进步,fMRI的研究逐渐扩展到听觉、语言、认知与情绪等功能皮层以及记忆等心理活动的研究。大量研究报告,对于脑神经病变的fMRI研究已涉及癫痫、帕金森病、阿尔茨海默病、多发性脑硬化及脑梗等方面。由于其空间分辨率高,其对疾病的早期诊断、鉴别、治疗和愈后跟踪具有重要的意义。在精神疾病方面,其也被应用在对精神分裂症患者、抑郁症患者的研究中。
fNIRS (functional Near-Infrared Spectroscopy)
原理: 功能性近红外光谱技术使用650~900mm的两个及两个以上波长的光,将源点和探测点在头皮的预定区域内布成网格而获得漫反射光的空间分布。由于生物组织在该近红外光波段的吸收较少,近红外光可以穿透头皮、头骨而达到脑皮层,而反映脑组织代谢和血液动力学的氧合血红蛋白和还原血红蛋白(Hb)正是近红外光波段内的主要吸收体,因此由探测点测量的近红外光可给出脑皮层的HbO2和Hb浓度变化的空间分布图,从而实现脑功能的研究。
应用: 该技术已经广泛应用于脑认知神经科学、心理学和运动医学等的脑功能研究中,特别是在婴幼儿和特殊人群的脑研究领域有着光明前景。
tDCS (transcranial Direct Current Stimulation)
原理: 经颅直流电刺激是一种非侵入性的,利用恒定、低强度直流电(1~2 mA)调节大脑皮层神经元活动的技术。tDCS通过电极经过头皮向颅内特定区域输入电流,而颅内电流则会提高或降低神经元细胞的兴奋性(取决于输入电流的极性),而此兴奋性的提高或降低则可引起大脑功能性的改变,可以用来治疗疾病或者研究大脑的功能。
应用: 主要涉及对大脑特定区域或者特定心理问题的研究,许多学者的研究方法为刺激特定区域并观察被试在进行认知任务时的各种表现,其研究范围非常广泛包括:认知/思维/情感/记忆/学习/知觉(视觉、听觉、空间)/计划/冲动/行为/言语/注意力/社会认知等,几乎涵盖了心理学研究的所有方面。
TMS?(Transcranial Magnetic Stimulation)
原理: 是一种兴奋或抑制大脑神经元的无创方法,该方法使用高强度线圈,产生快速变化的磁场脉冲,可以穿过受试者的头皮和颅骨,作用于其下的大脑皮层,诱导神经细胞发生电位活动的改变。
应用: 现已广泛应用于医学治疗领域,如运动障碍性疾病,癫痫;抑郁症;神经功能康复领域,脑卒中,失语症;成瘾问题等等。TMS在治疗神经性疼痛、帕金森病、耳鸣以及其他中枢和外周神经系统的疾病方面也有一定的应用。
探索大脑8大奥秘:每天都在用脑,你了解大脑吗?
文/诸神的恩宠
请先猜一个谜语:每天,我们都要用一样东西,这样东西就在我们身上,但它既看不见也摸不着。如果缺了它,我们就什么事情都干不成。那么请问,这是什么东西?
可能你已经猜到了,没错,它就是我们的大脑!? 我们每时每刻都在用大脑,然而有关大脑的知识,我们却知之甚少。 针对这种情况,上海东方广播中心独家策划了一档有趣的科普节目,叫“创新之问”。该节目内容为普及大脑常识,形式以两方对话为主。最大的亮点是,对话的双方极具反差萌效果。怎么反差萌呢?原来,对话的一方是中国院士、著名神经生物学家 杨雄里 ,而对话的另一方则是 小学生们。
想想看,科学家认真严谨、学识渊博,而小学生们好奇心强、求知欲旺盛,当这两方相遇时,将会碰撞出怎样的火花呢?正如节目组所预料的那样,科学家和小学生们精彩的一问一答,为很多人普及了脑科学常识,受到了人们的高度赞誉。后来,节目组将这期节目的内容进行了重新梳理和编辑,于是,便有了我们今天要分享的这本书 《与中国院士对话·大脑奥秘知多少:大脑奥秘初探》。 这本书曾荣获 “2018年度桂冠童书”奖。
好了,话不多说,现在就让我们来听一听,在脑科学方面,杨院士和小朋友们都聊了些什么吧。
01 大脑由哪些部分组成?
在科学界,许多人都觉得宇宙奥秘最高深莫测。但其实, 人脑的奥秘完全可以与宇宙奥秘相提并论 。世界上任何一台先进的机器,都没有人脑结构复杂。既然人脑这么厉害,那我们就有必要好好认识一下它。
脑位于我们的颅骨腔内, 脑由大脑、小脑和脑干三部分组成 。其中,大脑占脑总重量的85%左右。大脑由左右两个半球组成,两个半球的外层是大脑皮层。 大脑皮层是思维的器官,主导人体内部的一切活动过程。 小脑位于大脑的后下方, 小脑负责控制和平衡人的各种行为 ,比如我们走路、跑步、弹跳等,都是小脑在发挥作用。脑干位于大脑下方, 脑干的主要功能是维持个体生命 ,包括心跳、呼吸、消化等重要功能。
一般情况下,我们说人脑主要指大脑。相较于其他人体器官,大脑的发育过程要复杂得多。 神经元是大脑的基本单位 ,大脑里存在着上千亿个神经元。 神经元之间的连接点,叫做突触 。在胎儿期,脑神经元的数量不断增加。当婴儿出生时,脑的雏形已经基本形成。
很多家长都有这种体会,孩子在两三岁时,学说话学得特别快。为什么呢?原因在于,人在两三岁时脑部发育特别快,大脑能很轻松地接收和模仿信息。正是由于这个特点,两三岁的孩子才会学说话学得快。
02 脑科学界都有哪些巨人?
从历史角度看,脑科学研究之路虽然不长,却充满艰辛。从17世纪开始,科学家们就开始利用解剖学手段研究大脑。到了19世纪,神经元理论破土而出,由此,形成了脑科学的雏形。
在脑科学研究领域,有两位巨人不得不提。 一位是意大利神经解剖学家高尔基。 1873年,高尔基首创新的染色法——高尔基染色法。高尔基染色法能将动物神经细胞的形态清晰地展现出来。这使得人类第一次清楚地看到复杂而精巧的神经元结构。
脑科学的另一位巨人,是西班牙神经科学家卡哈尔,他被誉为 “神经科学之父”。 卡哈尔改进了高尔基染色法,并开创性地提出神经元学说。神经元学说认为,大脑由脑细胞构成,神经元是神经活动的基本单位,神经元之间虽然不直接接触,但它们之间会传递信号。卡哈尔还亲自手绘了神经元的图像。通过这些绘图,人们能看到神经元细胞的模样。
由于在脑科学方面的巨大贡献,高尔基和卡哈尔同时获得1906年诺贝尔生理学奖项。
03 目前都有哪些大脑研究技术?
随着科技的进步,研究大脑的技术也越来越多。说到这里,杨院士分别 从微观和宏观两个角度,给我们介绍几项大脑探测技术。
先说微观方面的两项技术。第一项是电子显微镜技术。这种技术能看清楚神经细胞和突触的精细结构。第二项是电生理技术。这种技术能检测神经细胞活动。哪怕是活动范围小于0.1微米的细化,也会被它精准地记录下来。
说完微观方面,再来看探测大脑功能的宏观技术。第一项是脑电图。脑电图技术也是目前应用最广的大脑分析技术。19世纪末,英国医生在动物身上发现了脑电波。此后他们又发现,人在思考和睡眠时,也会产生不同的脑电波。于是,脑电波这一概念第一次进入大众视野。经过一百多年的发展,脑电图分析技术已成为诊断脑部疾病的重要工具。
除了脑电图之外,核磁共振技术是一项重要的脑部检测技术。据统计,截至目前为止,已有十几位科学家因在核磁共振技术领域的突出贡献,而获得了诺贝尔奖、由此可见,核磁共振技术有多厉害。核磁共振技术分为两类,一类是应用核磁共振技术,另一类是功能核磁共振技术。
应用核磁共振技术能在不开刀的情况下,获取人体各种器官的大量信息。用这种探测大脑,可以清晰看到大脑结构和大脑活动。目前,这项技术已被应用于诊断脑梗塞、脑肿瘤、脑外伤等。而功能核磁共振技术则更为简单,它只要通过测量血液的氧含量,就能精确地监测大脑活动。
04 大脑图谱是什么?
然而,当我们在探索大脑奥秘时,光有大脑检测技术还不够,我们还需要一张“大脑地图”。这张大脑地图的专业术语叫“大脑图谱”。 一直以来,绘制大脑图谱都是脑科学研究领域的热点。 你可能会好奇,为什么要绘制大脑图谱呢?这是因为大脑图谱能详细描绘出大脑活动,并标注出负责语言、记忆、情感的各个功能区域。要想对人脑有更深入的认识,就必须要有一张大脑图谱。
绘制大脑图谱的传统技术是,把大脑组织切成薄片,并用特殊的荧光进行染色,之后将这些切片放到电子显微镜下进行研究,并拍摄成照片。但是,用这种方式绘制大脑图谱,不仅费时费力,还特别费钱。于是,科学家们又开始积极寻找新方法。
2016年,美国一个科研团队发明了 神经元条形码技术 。这种技术给每个神经元都配了一个条形码。如果想得到一个神经元的DNA,只需要将这个神经元的所有条形码拼接起来就可以。应该说,这种技术比传统的绘制大脑图谱的技术要高明得多。
05大脑与记忆是什么关系?
大脑素有“ 人类记忆仓库 ”的美称,那么,大脑为什么能记住信息呢?这背后的原理是什么?想找到这些问题的答案,我们还得先从一部老**说起。
在美国**《雨人》里,主人公雷蒙是个记忆天才,他能做到对任何事都过目不忘。雷蒙的原型是美国人皮克。虽然皮克患有自闭症,但他拥有超强的记忆力,凡是他看过的东西,98%都能记住。皮克的惊人记忆力激发起科学家研究记忆的热情。
经过研究,科学家们发现, 记忆大致可以分为三类,分别是瞬时记忆、短时记忆和长时记忆 。瞬时记忆能持续两秒左右,短时记忆在一分钟以内,长时记忆会在一分钟以上。
对于正常人而言,年纪越大记忆力越差。然而,病人莫莱森年纪轻轻却常常忘事。后来医生发现,莫莱森的记忆只能持续20秒。莫莱森为什么如此健忘呢?这事还得从他小时候说起。
小时候,一场车祸让莫莱森患上了癫痫。为治疗癫痫,外科医生摘除了他大脑里的一部分海马回组织。手术后,莫莱森的癫痫的确减轻了,但同时,他患上了严重的失忆症,就连刚刚说过的事情都记不住。
莫莱森的失忆现象,引发了神经科学家们的强烈好奇,于是科学家们纷纷开始研究他。而莫莱森呢,由于只有20秒的记忆,于是他总能很耐心地配合科学家们的各种要求,从不厌烦。最终,好脾气让莫莱森成为历史上最著名的病人之一。从莫莱森的例子中,我们不难发现, 大脑里的海马组织和记忆的形成有密切关系。
说完莫莱森,再说回正常人。对于正常人来说,记忆力的好坏取决于两个因素,一是先天遗传,二是后天训练。 记忆的全过程可以分为四个步骤,依次是存取、编码、存储、取回。 人在记忆过程中,会涉会及到很多复杂的机制,只有大脑各部分通力合作,才会记住信息。
尽管记忆力对人至关重要,但我们也应该明白,纯粹的记忆并不构成价值。大脑真正的价值在于,它能帮助我们掌握知识,认识客观事物和解决现实问题。
06“大脑潜能被开发了20%”,这种说法靠谱吗?
现在,社会上各种智力培训课程层出不穷。这些培训抓住了家长们的一个心理需求,那就是,要培养高智商的孩子。
那什么是智商呢? 智商指,一个人的认知程度与其年龄相符的程度。 人的智商会改变吗?答案是肯定的。人脑具有极强的可塑性,大脑的结构和功能会随着外界环境的刺激而发生改变。一个人只要能不断学习,他的智商就能不断提高。
说到智商,总能让人联想到潜能。今天,世界上很流行一种观点,认为人脑具有无限潜能,目前人脑潜能只被开发了20%左右。杨院士认为,这种说法很值得商榷。为什么?因为我们谁也不知道,人脑开发到100%是怎样的情况。既然是这样,那又凭什么说,目前人脑只开发了20%呢?所以杨院士认为,“人脑能开发到百分之几”这种观点并不科学。
07 换头术存在哪些风险?
虽然人类对大脑的认识还很有限,但科学家对脑科学的探索从未止步。近几年,脑科学界涌现出了不少奇闻异事。比如2017年,一则换头术新闻就引发了全球网友热议。怎么回事呢?原来,意大利神经外科医生卡纳韦罗希望能做世界上第一例人类换头手术。这个想法听上去很惊悚吧?可真就有人愿意当试验品。这个人是俄罗斯的一位程序员,他因为先天患有脊髓肌肉萎缩疾病,所以只能长期坐轮椅。这位程序员相信,通过实施换头术,自己就能重新站起来。于是医生和病人一拍即合,准备进行换头术。但后来,换头手术并没有实施。
为什么呢?因为 换头术面临着两大问题,第一是伦理问题 ,假设给张三换上李四的头,那么问题来了:现在这个人到底是张三还是李四? 第二是生理排异问题 ,换头术之后,病人体内会发生强烈的排异反应。如果处理不当,病人将有生命危险。由此可知,换头术能否在人身上实施,还有待时间来给出答案。
08 未来脑科学研究的趋势是什么?
进入21世纪后, 人工智能已成为脑科学研究的新趋势 。人工智能,简称AI,它是研究、开发和模拟人类智能的新理论和新技术。近几年,人工智能一直是科技界的热门话题,围绕人工智能的大讨论也从未中断过。
2017年,我国围棋顶尖高手柯洁挑战人工智能AlphaGo,结果却连输三局。这个结果让很多人大跌眼镜。其实这也难怪,因为从表面看,AlphaGo是一台机器,但实际上,它背后站着一群世界顶尖的科学家。说到底, 与柯洁对阵的并非是一台机器,而是一大群智力超群的科学家 。这么看来,柯洁的失败也在情理之中。然而有趣的是,在战胜柯洁后不久,AlphaGo也跌下了冠军宝座。打败它的不是人类,而是新一代人工智能AlphaZero。
面对柯洁惨败AlphaGo这一事实,人们开始对人工智能产生强烈恐惧。于是,越来越多人们开始担心,未来人工智能会不会抢走我们的饭碗?目前,各国科学家都在积极研究如何应对这种挑战。
总的来说,今天的脑科学研究还主要聚焦在细胞和分子层面。对于脑的高级功能,比如思维、情感、意识等,我们的认识还非常肤浅。 人脑是精神活动的器官,而精神活动的最大特点就是变幻莫测 。思维每时每刻都在变化这一特性,给研究大脑带来很大难度。然而,对于我们人类而言,越是未知的领域,越是能激发我们的探索欲。
21世纪是脑科学的世纪,研究大脑已成为当前最具挑战性的科学问题。正如现代脑科学奠基人卡哈尔所说,“ 只要大脑的奥秘尚未大白于天下,宇宙就仍将是一个谜 。” 在未来,脑科学又会带来哪些研究成果呢?我们将拭目以待。
人类在弥留之际,会回顾一生,是真的吗?为什么会这样?
人们常说,当我们濒临亡时,我们会经历人生的倒叙,我们的大脑会像“旋转木马”或“**”一样重放我们生活中的场景我们从未记起的事情可能会回到我们身边。虽然这个神话一直存在,但加拿大的一个研究团队在2016年测量了87岁癫痫患者的脑电波。但在测量过程中,患者于心脏病发作。人类在弥留之际,会回顾一生,是真的吗?
在前和后的30秒钟内,这些人的脑电波被记录下来,显示出与做梦和回忆记忆时相同的运动模式。在周一发表的一篇论文中,研究团队表示,这种大脑活动表明,人们在生命结束时会看到一盏“旋转的灯笼”。泽马尔博士说,在患者的心脏停止向大脑供血之前的30秒里,他的脑电波继续以与他执行更高层次认知任务时相同的模式工作,如集中注意力、做梦和回忆记忆。此外,患者的脑电波在心脏骤停亡后持续30秒。
人类在弥留之际,会回顾一生,多伦多大学的生理学研究人员与来自世界各地的脑科学家合作,分析了这一珍贵的脑电图数据,发现患者的脑电波在开始时是正常的,但在心脏停止跳动之前和之后的30秒内发生了不同的事情。某些类型的脑电波出现并保持活跃和协调。
根据之前的研究,伽马波被认为与做梦和记忆密切相关,而阿尔法波被认为与信息处理和视觉皮层思维活动密切相关。由于它是与做梦、记忆、视觉图像和信息处理相关的脑波活动,因此深部记忆中的一些图像很有可能会闪现,因此临终者的大脑中很有可能出现“生命回顾”时刻。
自己一生荣辱得失或阴暗或光鲜的肉体与心灵的展示过程,成功与失败,快乐与悲伤,自己一生的爱恨情仇,和抹之不去内心无名痛苦懊恼,伴随情感激烈的跌荡起伏心灵痛苦过程
左右脑的功能以及详细的讲解
左脑是语言脑(意识),右脑是形象脑(潜意识)。由于左右脑分工的不同所以功能也就有差异。左脑跟右脑最大的区别就是你在阅读、写作、思考、记忆等的时候有没有用大脑把你所以看到的,所想的东西用来描绘。采用右脑去记忆就是把所要记忆的东西转换成保存在大脑里。但一些有关逻辑的、推理的、判断的东西是用左脑来思考的。我们强调右脑的好处并不是不再用左脑,我们要左脑跟右脑并用,根据个人情况的不同,在不同的时候采取不一样的思考模式这才是我们所希望的,纯粹去追求右脑是没什么作用的。
开发右脑
人的两脑分工
在美国,荣获1981年度医学、生物学奖的斯佩里博士做过一个有名的实验。斯佩里博士切断患者的位于左右脑连接部的脑梁,然后挡住其左视野,在其右视野放上画或图形给患者看,患者可以使用语言说明图形或画上的东西是什么。可是,如果在左视野显示数字、文字、实物,哪怕是读法很简单,他也不能用语言说出它们的名称。
通过实验,人的两脑分工情景越来越清楚了。左脑有理解语言的语言中枢,而右脑有与之对应的接受音乐的音乐中枢。这一点,从左、右脑的外形差别便一目了然。其次,语言中枢的左脑与人的意识相连。如果打击左脑,人的意识会立即变得模糊。
右脑支配左手、左脚、左耳等人体的左半身神经和感觉,而左脑支配右半身的神经和感觉,正如实验一所表明的,右视野同左脑,左视野同右脑相连。因为语言中枢在左脑,所以左脑主要完成语言的、逻辑的、分析的、代数的思考认识和行为。而右脑则主要负责直观的、综合的、几何的、绘图的思考认识和行为。
右脑是创新能力的源泉
您如果在日常工作和生活中,对某件困惑已久的事情突然有所感悟,或者突然豁然开朗,其实这都是右脑潜能发挥作用的结果。
人脑的大部分记忆,是将情景以模糊的图像存入右脑,就如同录像带的工作原理一样。信息是以某种图画、形象,像**胶片似地记入右脑的。所谓思考,就是左脑一边观察右脑所描绘的图像,一边把扈符号化、语言化的过程。所以左脑具有根强的工具性质,它负责把右脑的形象思维转换成语言。
被人们称为天才的爱因斯但曾经说过:“我思考问题时,不是用语言进行思考,而是用活动的跳跃的形象进行思考。当这种思考完成以后,我要花很大力气把他们转换成语言。”可见,我们在进行思考的时候,首先需要右脑通过非语言化的,“信息录音带”(记忆存贮)描绘出具体的形象。
现代社会强烈要求的创新能力或者说创造力是什么呢?它实际上就是把头脑中那些被认为毫无关系的情报信息联结。联系起来的能力。这种并不关联的信息之间距离越大,把它们联系起来的设想也就越新越奇。人是不能创造出信息的,所以,创造力也就是对已有的信息再加工的过程。因此,假如右脑本身直观的、综合的、形象的思维机能发挥作用,并且要有左脑很好地配合,就能不断有崭新的设想产生。
“左脑人”将被电脑取而代之
当今的中国人左脑超负荷运转,右脑闲置浪费,思维趋同,干什么事要么“一窝蜂”,要么“一刀切”,这种左脑思维模式大到对国家的产业结构、生产力布局,小到企业或公司的投资方向和经营模式,乃至每个人的心智模式和生活方式都产生重复趋同、恶性竞争等不良后果。
在电脑迅速普及的今天,知识经济时代对我们每个人又提出了什么要求呢?简单他说,“就是每个人都要能够适应计算机时代的大脑使用方法。”前面我们讲到,人有左、右两个大脑,电脑恰恰能够代替左脑,例如Windows95系统,它能够很好地组织文字、编辑文章,替代人的左脑的部分语言功能。电脑,一开始就是为了代替人的逻辑、计算、语言处理和分析等功能而制造的,这些恰恰都是左脑的工作。随着电脑功能和软件技术一日千里的发展,升级速度的加快,电脑功能就会远远超过人的左脑功能。
要想在竞争激烈的买方市场有所突破,要想在人才济济中脱颖而出,要想使企业另辟,创造性地开辟新的发展道路,每个人、特别是从事脑力工作的管理人员、企业家、策划师、销售人员等,都必须充分地活化、开发和使用自己的右脑,必须把用脑方向转向电脑无能为力的创新策划、综合判断、制定计划、分析感悟和形象概括上。由此可见,不论是否在现实生活中运用电脑,现代人都必须注意开发和使用右脑,活用右脑往往成为现代人突破困境、出奇制胜的犀利武器。
令人遗憾的是,在现实生活中,95qc以上的人仅仅使用自己一半的大脑,即左脑。这是由于两方面的原因造成的:一是由于人体的自然生理属性。如前所述,由于人主要通过右手使用各分析、数字处理、记忆等,都由左脑处理,所以造成人体的大脑左脑满负荷运作;另一方面是由于传统应试教育和“填鸭式”记硬背的学习方法加重了左脑负担。所以传统教育培养了一大批只会循规蹈矩,缺乏应变能力、创造力的左脑型人群。在社会缺少变化的时代,左脑型的人也许还可以大显身手,但是,随着市场竞争愈加激烈,电脑等高科技产品更加普及,不会使用右脑的人将面临同电脑“争饭吃”的窘况,生存空间将越来越狭窄。
年龄大了,还能开发右脑吗?
生活中也许有这样的人,当他突然听到“右脑革命”这个概念时,感到像学电脑和英语那样有一种压力。首先,他认为自己三四十岁了,大脑随着年龄的增长逐渐衰退,现在开始缎炼已经来不及了。实际上这是一个极大的误解。开发右脑潜力,不应圃于年龄,任何人任何时候都可以进行锻炼。的确,有许多人发现,从四十岁前后开始记忆力逐渐衰退,有些正当年富力强的人悲观地认为这是人大脑衰退的表现,其实,这只是单纯的脑细胞数量的减少,而脑的机能特别是右脑机能并没有发生任何变化。
如果我们把人脑比作电脑,脑细胞组织是硬件,而使用方法是软件。人脑的硬件分三个阶段形成,即第一阶段零岁到3岁,第二阶段4岁到13岁,第三阶段14岁到20岁,全部硬件的70%在第一阶段的3岁左右形成,到20岁大体上全部形成。这些硬件当然分为左脑硬件和右脑硬件,它们分别有适于自己的软件。我们灵活地运用大脑产生出创造性的设想,实际上就是分别巧妙地用好左右两部分硬件,使它们协调工作。
人上了年纪,脑细胞减退,是指包括左右脑在内的硬件逐渐衰退的情况,而大脑的软件部分还大有潜力,丝毫也没有衰退的问题。现代人由于接受了从小学开始的一套正规的左脑教育,所以左脑软件得到了充分的开发。其中有不少人被填鸭式教育撑得够呛。可是,右脑软件的开发还很不够,即使到了四十岁,他们的大脑都大有开发的潜力。
从创造力和直观力来说,年龄越大积累的资料越多,重新组合的可能性也就越大。因此可以这样说,只要充分开发右脑软件,年龄越大,就越容易产生新知独见。
任何人的右脑,无论什么时候都可以通过锻炼使其活化。从工作角度讲,年龄越大,就越要求具备右脑的能力。随着担任更加重要的职务,单凭左脑的逻辑推理已经远远不够,必须从整体上,从纷乱复杂的现象中,准确地把握问题的本质,这就需要有驱动右脑“软件系统”的能力。
真正确立左右脑分工的新观念,开始于20世纪50年代。在此我们不能不提及一个人,他就是美国加利福尼亚技术研究院的教授、著名生物学家斯佩里。他和他的学生开始在动物身上进行裂脑实验研究,并发现当切断猫(随后是猴子)的左右脑之间的全部联系时,这些动物仍然生活得很正常。更令人兴奋的是,他们可以训练两个脑半球以相反的方式去完成同一项任务。后来他们又对裂脑人进行了实验研究,即对严重癫痫病人切断两半球之间的神经联系,使其成为相对独立的半脑半球。结果发现,各自独立的半球有其自己的意识流,在同一个头脑中两种独立意识平行存在,它们有各自的感觉、知觉、认知、学习以及记忆等。也就是说,左脑同样具有右脑的功能,右脑也同样具有左脑的功能,只是各有分工和侧重点而已。
如果进行形象一点的描绘,左脑就像个雄辩家,善于语言和逻辑分析;又像一个科学家,长于抽象思维和复杂计算,但刻板,缺少幽默和丰富的情感。
右脑就像个艺术家,长于非语言的形象思维和直觉,对音乐、美术、舞蹈等艺术活动有超常的感悟力,空间想像力极强。不擅言辞,但充满激情与创造力,感情丰富、幽默、有人情味。
左右脑两部分由3亿个活性神经细胞组成的胼胝体联结成一个整体,不断平稳着外界输入的信息,并将抽象的、整体的图像与具体的逻辑信息连接起来。
奇迹般的事实说明脑功能是一个整体,而且一个半球可以代替另一个半球的功能,半个大脑也能挑起一个大脑的重担。斯佩里的研究,在科学史上是相当有特色的。他是在设计大量精巧实验的基础上进行“形象的”推理,从而得出两半球功能性差异的科学结论。由于这一杰出的贡献,1987年,他荣获了诺贝尔奖。大脑两半球功能不同的科学论断得到了医学界、心理学界的广泛认可。正是由于斯佩里的这项研究,促使我们产生了右脑革命的新观念,使我们开始认识右脑的工作,引导我们沿着正确的道路去探索心灵中那些空闲的空间。
关于左右脑的另一种说法完全可以看成是对斯佩里脑科学成果的补充,即认为左脑储存的信息一般是我们出生后所获得的,在左脑反复得到强化的信息最终转存在了我们的右脑,而右脑继承了我们祖先的遗传因子,是祖先智慧的代言人。
三、人大脑分为左脑和右脑:今天,我们在斯佩里的结论基础上经研究总结出:我们的大脑分为左脑和右脑。左脑具有语言功能,擅长逻辑推理,主要储存人出生以后所获取的信息。我们日常生活用的最多的就是左脑,因此又将其称为“现代脑”。右脑具有形象思维能力,但不具有语言功能。右脑的信息来源渠道:一是人出生后凭直观感受直接摄取的;二是经过左脑反复强化的信息转存的;三是祖先所经历的人和事经过浓缩后遗传下来的。因此我们又将右脑称为“祖先脑”。
四、左右脑相比,右脑处于弱势,只有在左脑的兴奋镇静下来后,右脑才有“表现”的机会。但右脑存贮的信息包含了500万年来祖先所经历的人和事,其潜能相当于左脑的10万倍。把我们的大脑比喻为沉睡的巨人毫不为过。开发智能首当其冲的任务是发掘右脑的潜能。
五、研究左右脑的意义:如果我们能够深入了解左右脑的功能性差异和各自的优势,那么我们就可以破解好多脑之谜,比如对精神分裂症、抑郁症、躁狂症和梦幻等均可做出科学的阐释了。
六、总结:左脑是现代脑 右脑是祖先脑
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