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法治皇权唯法独尊

唵·心存宇宙生生不息演化唯法独尊物质不灭哈哈哈……

 
 
 

日志

 
 

大脑极限  

2017-03-27 05:19:00|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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人脑最独特的是思维意识,东方称为灵魂。就目前的世界顶级科学家们也无法得知人的思维意识是怎样产生的。有学者说,也许当一个物体的运算速度、处理速度达到了一定界线时就会产生思维意识。可现在的电脑想要做到那种程度要过多长时间还是个未知数。而人脑和电脑最大的差别就在于,人脑的进化速度要比电脑的进化速度快多了。

基本信息

  • 中文名称

    大脑极限

  • 思维形式

    两种

 
  • 东方称为

    灵魂

  • 差    别

    人脑和电脑

折叠编辑本段人脑的极限

人类大约有几百亿个脑细胞,每个脑细胞大约有几百条脑神经,每条神经上大约有几百个突触,每个突触有几百到几千个蛋白质,一个脑细胞的作用大约相当于一台大型计算机,一个突触的作用大约相当于计算机的一块芯片。可以很简单地推算出来,人的大脑相当于上千亿块或上万亿块芯片。

人类目前最大型的并行计算机,美国的白色战略加速计算机(White ASCI)也不过8000块芯片,和人类的大脑比,相差大约一亿倍,也就是差8到9个数量级。

计算机的运算能力一般用一秒钟能做多少次加法运算来统计,目前最快的是中国的"天河二号",以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首。

由于人脑是超级巨大的并行运算系统,所有突触以及每个突触上的所有蛋白质,都可以瞬间同时运动,蛋白质之间又只有几纳米距离,电流在这个距离上一秒可运行几千亿次,人脑运算速度的数量级就大得没法形容,大约1后面跟27个零到30个零。要知道,40亿次,才不过是4后面跟9个零而已,差了大约20个数量级。

所以,如果用计算机来模拟人类大脑的功能,以目前研究进展的速度而言,大约还要一百年才能实现。因为根据著名的"摩尔定律",计算机的运算速度每18个月提高一倍,也就是每年大约提高0.67倍,要提高20个数量级就需要100多年。俺这辈子肯定是看不到了。

另外还有一个因素没有考虑,计算机就两种电路状态,开或关,而脑细胞、脑神经、突触、蛋白质以及组成蛋白质的氨基酸都有很多种,运动起来远比电路复杂得多了。所以人类搞清人脑功能的时间还要推后。

大脑极限大脑极限人的大脑是人体中最微妙的智能器官。它重约1.3千克,体积只有1.4立方分米,大约由100多亿个神经细胞所组成。每个神经细胞的周围,有1000~10000个突触伸展出去,和相邻的神经细胞的突触相交联。这些突触像电路一样,都具有一个能通过或停止"电子流动"的"闸门",因此,大脑能够储存10万亿位的信息量。这样的存贮能力可与1万台计算机的存贮容量相媲美。

人脑的思维形式有两种:一种是形式化思维,是人脑演绎能力的表现,具有逻辑的循序的特点:一种是模糊性的思维,是人脑归纳能力的表现,可同时进行综合的整体的思考。尽管在人的一生中,每小时约有1000个神经细胞发生障碍,一年内有近900万个神经丧失功能,然而,即使如此,大脑仍能正常地工作,其主要原因,就是大脑有足够的"后备力量"。一些神经细胞发生故障,另一些"备用"的神经细胞马上顶替上来。

科学家从人脑的功能原理上,受到了启发,研制成功了电子计算机。电子计算机是20世纪最重大的发明之一。它具有非凡的计算能力,现代最快的计算机在1秒钟内,能完成上亿次运算,这样的计算速度和计算过程的可靠性,是人工计算望尘莫及的。计算机还能模仿人的某些感觉和思维功能,按照一定的规则进行判断和推理,代替人的部分脑力劳动。正因为这样,计算机受到了人们的高度重视,被称之为"电脑",而且在各个领域里得到了广泛的应用。

现代计算机总是按照人规定的程序进行工作的。在这些程序中,人要为计算机预见到一切可能发生的情况,并安排好计算机该如何作出反应。一旦出现了意料之外情况,计算机也会晕头转向,束手无策。

大脑极限大脑极限英国《独立报》14日报道说,研究人员首次计算出了人脑的记忆容量,发现人脑在这方面的能力超过所有的电脑。那些预言电脑的能力将超过人脑的人已经能够被证明是绝对错误的。

报道说,在《大脑与思维》杂志发表了上述计算结果的科学家们说,尽管最大的电脑的记忆容量是1,000,000,000,000个字节(10的12次,即方),人脑的记忆容量的字节数则大到10后面跟8432个零。研究人员说,记忆是自然智慧的基础,而人脑的记忆容量至今还是个谜,因为没人能建立合适的计算模型将其测算出来。人脑中神经元的数量是已知的,大约为1000亿个,许多分析家以此为基础提出了电脑不久将超过人脑的观点。但是研究人员并不局限于这个角度,他们运用一系列运算法则,计算出了人脑的记忆总量,其中包括不同神经网络的庞大数量,这项发现可能会改变电脑设计的思路。今后的电脑可能不是增加字节,而是模仿人脑,特别是更加注重神经网络。人脑细胞有140--160亿条,被开发利用的仅占1/10。人脑子里储存的各种信息,可相当于美国国会图书馆的50倍,即5亿本书的知识。

人的大脑有100多亿个神经细胞,每天能记录生活中大约8600万条信息。据估计,人的一生能凭记忆储存100万亿条信息。

如能把大脑的活动转换成电能, 相当于一只20瓦灯泡的功率。

根据神经学家的部分测量,人脑的神经细胞回路比今天全世界的电话网络还要复杂1400多倍。

大脑极限大脑极限每一秒钟,人的大脑中进行着10万种不同的化学反应。

人体5种感觉器官不断接受的信息中,仅有1%的信息经过大脑处理,其余99%均被筛去。

大脑神经细胞间最快的神经冲动传导速度为400多公里/小时

大脑的四周包着一层含有静脉和动脉的薄膜,这层薄膜里充满了感觉神经。但是大脑本身却没有感觉,即使将脑子一切为二,人也不会感到疼痛。

人的大脑平均为人体总体重的2%,但它需要使用全身所用氧气的25%,相比之下肾脏只需12%,心脏只需7%。神经信号在神经或肌肉纤维中的传递速度可以高达每小时200英里。

人体内有45英里的神经。

人的大脑细胞数超过全世界人口总数2倍多,每天可处理8600万条信息,其记忆贮存的信息超过任何一台电子计算机。

此外,直至如今依旧有大部分人认为,人脑仅被开发10%,其实这只是个荒诞的谬误。

"10%"的荒诞说法不可信有多个理由。首先是大脑成像探索技术,如X光扫描、磁共振等等,都已清楚地显示,大脑的大部分区域不是处于潜伏状态的。虽然一些比较简单的活动可能一次只需要使用大脑极小部分,但是那些非常复杂的活动或思考模式却需要使用大脑的很大一部分。就像人们运动时不会一次性使用所有的肌肉组织一样,大脑也不会一次性调用大脑的所有部分。一些运动,如:吃东西,看电视或者读书,你只需要使用大脑一些特殊的功能就可以完成。然而,大脑的所有部分在一整天不同的活动中可能都会被用到。

"10%"的说法还预示着大脑有大多"没用上"的部分占据着空间。按照这种说法,切除或者损坏"没用上"的部分,对大脑造成的影响应该可以忽略。然而,我们现在已经知道即使破坏人类大脑的很小区域,也可能产生行为上的毁灭性效果。由中风引起的大脑很小区域的损伤,都可能引起全部能力的丧失;某种神经障碍,比如帕金森病,也是只影响大脑的特定区域。 这就是为什么神经外科医生在癫痫和脑肿瘤的手术中,要摘除一些大脑组织必须提前小心绘制脑图,以确保大脑的基本区域不受损伤。"幸运的是,子弹深入他的脑壳,只损害了你大脑不用的那90%!"--你曾听说过医生这样对病人说吗?

而且从进化的观点看,大脑不可能进化出90%无用的部分。如果大个的大脑没有优势,它就不可能这样进化。大脑是维持和利用巨大身体能源供应的昂贵器官。另外,功能性大脑成像研究显示出大脑所有区域的功能。就算是我们在入睡时,大脑也是活跃的,这时候大脑仍然被"占用",这只是另一种活跃状态。

用发育的观点来看,10%的大脑利用率也是站不住脚的。诺贝尔奖得主戴维H·哈勃和托斯顿N·维塞尔证实:如果在早期发育阶段没有视觉信息刺激眼睛(和大脑),那么视力将全部丧失。那么,我们可以这样推论:假如90%的大脑没有被利用的话,那么,很多神经旁路就会退化。

大脑的适应性是相当强的,具有损伤后复原的能力。当一个大脑受到损伤后,剩余的神经组织有时候可以替代或补偿损失部分的功能。大脑对损失功能的恢复能力并不表明损伤的部分没有功能。这种能力是大脑改组和再接线的能力。年轻的、孩子的大脑适应性相当强,一个年轻大脑的受损区域的功能可以被剩余脑组织替代。

为了控制孩子的癫痫,医生有时候不得不摘除孩子的很大一部分脑区,结果孩子却不可思议地康复了。这样奇迹康复的情景在成人的大规模脑外科手术中很少见。

事实上,大脑"用得到"的部分分散在各种官能区的周围,也就意味着大脑的大部分组成其实是"有用的"。

"10%"说法的变体

"10%"这种说法不仅仅是一种静态的、不明了的仿真陈述。它有多种说法,而这种适应性令它比那些经过包装的垃圾信息拥有更长的生命周期。其中一种最基本的说法声称,几年前一位科学家发现我们确实只需要使用大脑的10%即可。另一种不同的说法称我们的大脑现在有10%已经被描绘,但是慢慢的就被误解为只需使用10%。第三种说法是克雷格·卡格斯早前描述的。

这种观点认为大脑不知为何巧妙地被分为两部分:有意识和无意识。其中有意识部分大概只使用10%~20%;无意识部分占到80%~90%,且都没有被利用。这种说法使大脑探索研究变得更加容易被误解。

这种荒诞说法之所以能长期存在的部分原因是,当信念本身保持不变的时候,即使其中一种说法被证明是错误的,那些相信"10%"说法的人可以很容易将自己相信的理由转移到另外一种说法的基础上。例如,X光扫描显示整个大脑活动时,他仍然可以声称其中90%的活动是无意识的,因而"10%"的说法仍然是正确的。

这种说法的流传还可以用罗伯特·塞缪尔所给出的术语来解释。"心理学上,虽然实证不能支撑某种观点,但仍然被认为正确,是因为这种观点的不断重复改变了我们对经历的思考方式。"那些持谬误者再三重复自己认为对的观点,直到这种观点得到广泛的认同,就像饭后不宜游泳的警告一样--这就是所谓的"谎言重复一千遍就成了真理"。

"10%"说法最具诱惑的地方可能是我们可以发展自身的精神能力,至少可以通过提高我们的记忆力或是集中力对我们的一些竞赛有帮助。广告称,如果我们开发了最不可思议的大脑,那么所有的一切都可以获得。

或许对付这种说法最好的办法是当这种说法被人提及时,直接反问:"哦?你的大脑哪部分没有被用到呢?"

折叠编辑本段大脑的构造

又称端脑,脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分,由左右两半球组成,在人类为脑的最大部分,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分,以后发展成大脑两半球,主要包括大脑皮层和基底核两部分。大脑皮层是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮层的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核,纹状体是其中的主要部分。广义的大脑指小脑幕以上的全部脑结构,即端脑、间脑和部分中脑(见中枢神经系统)。 大脑由约140亿个细胞构成,重约1400克,大脑皮层厚度约为2--3毫米,总面积约为2200平方厘米,据估计脑细胞每天要死亡约10万个(越不用脑,脑细胞死亡越多)。 一个人的脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1000万册的图书馆,人脑中的主要成分是水,占80%。它虽只占人体体重的2%,但耗氧量达全身耗氧量的25%,血流量占心脏输出血量的15%,一天内流经大脑的血液为2000升。大脑消耗的能量若用电功率表示大约相当于25瓦。 因为有80%是水,所以它就有些像豆腐。但是它不是方的,而是圆的;也不是白的而是淡粉色的。 大脑主要包括左、右大脑半球,是中枢神经系统的最高级部分。人类的大脑是在长期进化过程中发展起来的思维和意识的器官。大脑半球的外形和分叶左、右大脑半球由胼胝体相连。半球内的腔隙称为侧脑室,它们借室间孔与第三脑室相通。每个半球有三个面,即膨隆的背外侧面,垂直的内侧面和凹凸不平的底面。背外侧面与内侧面以上缘为界,背外侧面与底面以下缘为界。半球表面凹凸不平,布满深浅不同的沟和裂,沟裂之间的隆起称为脑回。背外侧面的主要沟裂有:中央沟从上缘近中点斜向前下方;大脑外侧裂起自半球底面,转至外侧面由前下方斜向后上方。在半球的内侧面有顶枕裂从后上方斜向前下方;距状裂由后部向前连顶枕裂,向后达枕极附近。这些沟裂将大脑半球分为五个叶:即中央沟以前、外侧裂以上的额叶;外侧裂以下的颞叶;顶枕裂后方的枕叶以及外侧裂上方、中央沟与顶枕裂之间的顶叶;以及深藏在外侧裂里的脑岛。另外,以中央沟为界,在中央沟与中央前沟之间为中央前回;中 央沟与中央后沟之间为中央后回。

折叠编辑本段脑细胞

折叠脑细胞生长的方式

①"主动生长"方式进行向自身的周边随意连接。这点很容易就可以得到验证,比如人们经常将一些"脑细胞"放在切片上进行观察,最后观察到年纪越轻其"脑细胞"生长得就越快。 ②"被动生长"的方式向特定的目标进行连接。这个意思就是:当外界的"客观事物"或"思想活动"将一些不同"感子"同时出现时,这些"感子"所对应的"神经细胞"也同时"活跃"起来,而这些"活跃"起来的"神经细胞"就会通过各种渠道努力的"连接"在一起。 神经细胞的"主动生长"和"被动生长"有什么区别,为什么会有这样的区别?

折叠主动生长

好处是"时间快";其弊端是:它的"神经连接"比较"乱",必须进行"整理",从而使那些"错误连接"和"无用连接"都"灭亡",只留下"正确"的"有用"的"连接"。这也就是为什么"小孩子"的"主动生长"比较旺盛,但身体的"协调能力"和"认知能力"比较弱,而且在其长大的过程中大部分的"神经连接"都要"灭亡",这很明显的,是件好事。

折叠被动生长

的好处就是几乎不会产生没有用的"神经连接";但坏处就是"时间较慢"

所以,总的来说:"主动生长"与"被动生长"优势互补,使我们的"脑神经"最优化的进行生长,但其弊端就是"成年人"的大脑一旦受伤,恢复的时间要"相当长"。 为什么"儿童"的脑神经,会比"成人"脑神经更依赖"主动生长",而随着年龄的增长,"脑神经"的"主动生长活力"却持续下降? 这是因为儿童时期"思考"、"判断"、"分析"等思维能力并不需要很强,所以就可以更依赖"主动生长",来迅速的增多脑细胞作为"备用",但与此同时也有着其弊端:"神经连接错误"或"无用连接"太多了,需要修剪。但如果过了"儿童"的年龄段,还继续让我们的"脑神经"进行很快速的"主动生长",那么就会使我们做的各种"神经修剪"工作全部白费,最后又变得和"幼儿"一样"身体失调"、"语无伦次"等。所以为了最优化的进行"导存"(引导存在),就形成了上述的这种"局面"。

折叠编辑本段功能

大脑左半球的功能

大脑右半球的功能

控制身体右侧

控制身体左侧

以序列的和分析的方式对输入进行加工

以整体的和抽象的方式对输入进行加工

时间知觉

空间知觉

产生口语

通过姿势、面部表情、情绪和肢体语言表达语言

执行不变的和算数的操作

执行推理的和数学操作

积极构造虚假的记忆

回忆根据真实

对事情为什么发生寻找假设

将事情放置于空间模式中

善于引发注意以应对外部刺激

善于处理内部加工

折叠编辑本段左脑和右脑

大脑就是你自己的智囊。科学研究证明,大脑分为左半球和右半球。左半球是管人的右边的一切活动的,一般左脑具有语言、概念、数字、分析、逻辑推理等功能;右半球是管人的左边的一切活动的,右脑具有音乐、绘画、空间几何、想像、综合等功能。

人的左右半脑是不平衡发展的,统计显示,绝大多数人是左脑发达(其中大约一半的人比较均衡一些)。全球有10%的人是左撇子,即右脑比较发达。而左右脑的发育程度不同,隐含了你的很多特质和天赋的秘密:

理解数学和语言的脑细胞集中在左半球;发挥情感、欣赏艺术的脑细胞集中在右半球。

折叠右半脑发达的人

⒈右脑最重要的贡献是创造性思维。右脑不拘泥于局部的分析,而是统观全局,以大胆猜测跳跃式地前进,达到直觉的论。在有些人身上,直觉思维甚至变成一种先知能力,使他们能预知未来的变化,事先做出重大决策。

折叠左半脑发达的人

左脑的记忆回路是低速记忆,而右脑的是高速记忆,左脑记忆是一种"劣根记忆",右脑记忆则让人惊叹,它有"过目不忘"的本事。处理简单的语言问题时人们左脑相对活跃;左脑发达的人处理事情比较有逻辑、条理。 ⒈左脑发达在社交场合比较活跃,善于判断各种关系和因果。

⒉左脑发达善于统计,方向感强。

⒊左脑发达善于组织。

⒋左脑发达善于做技术类、抽象的工作(如电脑编程)。

男性是根据右脑和左脑各自不同的分工来使用大脑的;相比之下,女性却可以同时使用左脑和右脑。

男性和女性大脑的最大区别主要是大脑皮层的构造不同。女性大脑的沟通交流能力特别发达,她们细致、敏感,能够通过察言观色来了解对方的心理,直觉也很灵敏。从构造上看,女性左右脑的脑梁部分粗于男性,因此左右脑可以顺利地同时使用。

多数男性方向感天生就比女性强。

词条标签: 大脑 生物学 人类 神经器官
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