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大脑,属于另一个宇宙!

已有 218 次阅读 2025-8-7 00:08 |系统分类:观点评述

概要:大脑,是地球上有机生物体里最复杂的器官之一。当然,因为大脑的足够复杂性,才能使其能够成为很多生物体整个身体系统的指挥中心,例如,成人大脑的神经元细胞就约有860亿个,而且除了神经元外还有更多的胶质类细胞。每个生物大脑里面都有众多纷繁交织、密密麻麻的神经网络,构成了复杂的大脑网络系统。如果你有看过大脑切片的免疫荧光细胞染色图(例如alpha-Tubilin 染色),应都会感叹那些结构堪称是一个个行星、恒星等汇集成的银河系以及河外星系。整个大脑,简直就是一个完整的宇宙啊。也许,至少那也是另一种具有复杂体系的小宇宙吧。

人脑,算得上是地球生物界里最有智慧的器官。这枚深藏于颅骨之中的瑰宝,无疑是地球生命所孕育的最精妙

复杂的结构。它的非凡之处,不仅在于其作为生命体核心指挥中枢的地位,更在于其内部构建所展现的、堪比浩瀚宇宙的壮丽图景与深邃秩序。

【1】结构与规模:星辰大海的微观映射

A.“星系”级的细胞数量:** 仅一个成年人的大脑,便容纳着约860亿个神经元——这令人震撼的数字已趋近于天文学家估算的银河系恒星数量(约1000-4000亿颗)。这860亿个神经元,每一个都如同宇宙中一颗独特的恒星,蕴藏着信息与能量的潜能。

B.“暗物质”与“星际介质”:** 除了这些闪耀的“恒星”(神经元),大脑中还存在数量更为庞大的胶质细胞。它们虽不直接参与电信号传导,却如同宇宙中无形的暗物质和弥漫的星际介质,为神经元提供至关重要的支持、营养、绝缘和免疫保护,构成了维持这个“宇宙”稳定运行的深层基础架构。

C.“银河”般的神经网络:** 当我们借助神经科学的神奇工具,如免疫荧光染色技术去观察大脑切片时,眼前呈现的绝非简单的生物组织。无数神经元的轴突和树突纵横交错,编织成一张密集到令人窒息的信息网络。神经纤维束如同壮观的星流,复杂的突触连接点密集如星团,层层叠叠的神经回路网络,其形态、规模与复杂程度,与天文望远镜捕捉到的银河系、旋涡星云乃至遥远的河外星系图片,竟有着惊人的视觉与结构上的同构性。这并非牵强的联想,而是复杂系统在巨大尺度上自然涌现出的相似拓扑结构的直观体现。

【2】秩序与层级:内在宇宙的精密法则

A.“星系核”与“星域”:大脑并非均质。它拥有精密的功能分区:感觉皮层如接收外界信息的“边疆星域”,运动皮层是发号施令的“指挥中枢”,联合皮层是整合信息的“繁华星区”,边缘系统则如同驱动本能与情感的“古老星系核”。深藏的核心核团(如下丘脑、基底节等)则如同致密的中子星,调控着生命的基本节律。

B.“分层宇宙”:** 大脑皮层自身展现出清晰的六层结构,每一层如同宇宙的不同能量层级或密度区域,拥有特定的细胞类型和连接模式,负责信息处理的特定阶段,构建了信息流垂直整合的“维度”。

C.“宇宙能量”的传递:** 神经元间的信息传递,依赖的是电脉冲(动作电位)和化学物质(神经递质)。这如同宇宙中能量的基本传递形式:电脉冲是划破夜空的“神经闪电”,沿着轴突的“宇宙高速公路”疾驰;而神经递质在突触间隙的释放与接收,则宛如恒星间通过引力波或高能粒子流进行的隐秘能量交换与信息传递。

【3】动态与演化:生生不息的微观世界

A.“宇宙”的可塑性:** 这个内在宇宙绝非静止。它具有惊人的可塑性——神经突触的强度可调、连接可以增减(突触修剪与生成),甚至成年期在特定脑区仍有新神经元诞生(神经发生)。这就像宇宙中星体的演化、星系的碰撞融合、新恒星的诞生与旧恒星的消亡,大脑也在经验、学习和损伤中不断重塑其“星系结构”。

B.“意识”的涌现:** 如同宇宙中无数基本粒子相互作用最终涌现出复杂的星系乃至生命,大脑中860亿神经元及其天文数字级别的连接,通过难以想象的并行信息处理,最终涌现出意识、思维、情感和创造力——这些人类精神世界中最璀璨夺目的“星光”。意识的产生,至今仍是这个“小宇宙”中最深奥难解的谜题,如同宇宙起源本身。

大脑,以其无与伦比的复杂性,使其成为我们感知外在宇宙的唯一窗口,其本身就是一个遵循着独特物理、化学与信息规律的“小宇宙”。探索大脑的奥秘,就是向内探索一个同样浩瀚、同样充满未知的生命宇宙。当我们仰望星空,思考宇宙的起源与归宿时,也请低头沉思:我们的大脑,是否正是宇宙理解自身的一面镜子?这内在的宇宙,是否正以它独有的方式,映照着外在苍穹的深邃法则?

备注:与AI共创



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1 王庆浩

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