神秘的大脑

神秘的大脑

大脑可算是我们人体内最神秘的器官了,拥有大约1000亿个神经细胞。但是,有一些现象却是神经学家也没能弄明白的。比如说,为什么仅仅为了分辨出香蕉的甜香和啤酒的辛辣味,就要动用600万个脑细胞。

当然,脑也绝不像以往数千年来所解释的,还是只未知的黑匣子。今天,科学家们已经从分子和生物化学水平了解了很多关于脑的信息。事实上,现在很多神经学家相信,我们的思维主要决定于脑的化学成分,以及数以兆计的神经细胞之间的联结——突触所产生的复杂影响。打个比方,人脑就像由许多独立工作的电脑组成,它们分别处理着不同的问题,或者同一问题的不同侧面,又通过网络互相联系。当然,人脑并不是真的微处理器,人的思想也不是什么电脑程序。脑是一种人体器官,以生物化学为动力,而不是电。

人脑不是计算机,轴突也不是电线,它们传递信号的途径并不是通过电流,而是一种周密的化学反应。就像你可以让自己的房间保持比外面明亮、或阴暗、或冷一些,或热一些,神经元中包含的液体也与细胞膜另一面大相径庭。细胞膜上离子泵不断地排出钠离子,使细胞外的钠离子浓度总是维持在细胞内的10倍左右。好比细胞内是新鲜的淡水,而细胞外是盐水。离子泵的数目非常巨大,每平方毫米的细胞膜表面有100万—10亿个。由于钠离子带正电荷,不同的离子浓度使细胞内相对细胞外带上了负电荷。这种差别极其微小,仅相当于70微伏。

沿着神经轴突的全长,有很多可以突然打开的“通道”,使细胞外的钠离子能由此进入,改变细胞内的电位,当神经元决定发出信号时,轴突顶部的钠通道立即打开。这种迅速的变化,即动作电位,促使成束的通道沿着树突逐一打开,直到抵达突触。在这一连接点上,突触开始向突触间隙释放神经递质。

轴突外被覆着一种叫做髓鞘的隔离物,髓鞘每隔大约1毫米就被隔断,这里也就是钠通道的所在。动作电位不是沿着轴突连续传递的,而是从一个突触间隙跳跃到下一个。

动作电位是一种“开关”信号。一个单独的神经冲动引发突触释放的神经递质的数量是一定的,如果发出的是一“列”信号,神经元传播一次次激活,释放很多神经递质到突触。大量神经递质对下游神经元,即突触后神经元有很大影响。

同时,突触间隙下的神经递质必须被清除,以使新的信号能顺利通过。清除神经递质有3种途径:从队列中漂移出来,或被酶分解,或通过失活过程重新摄取回细胞。