环球科学:大脑中的魔镜

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脑海成像术在大脑里“画”出字母 “ 眼冒金星”能让盲人重见光明

脑海成像术在大脑里“画”出字母 “ 眼冒金星”能让盲人重见光明

脑海成像术在大脑里“画”出字母“ 眼冒金星”能让盲人重见光明作者:暂无来源:《环境与生活》 2020年第6期贺贺很多人都有“眼冒金星”的经历,比如因为饥饿或者过度劳累等都会发生这种现象,其实盲人也会“眼冒金星”。

科学家把这种情况叫“光幻视”,利用这种原理结合电极和电刺激等前沿技术,有望让盲人重见光明,目前已用这种技术让盲人能“看”到简单的字母和图形。

当你久坐或久蹲后猛然起身,或者“嘭”的一声被飞来的足球砸中脑袋,相信会有“眼冒金星”的感觉。

人们常说“眼见为实”,可你眼前这种“金星”和看见别的东西不太一样,因为“金星”并不实际存在,你却“看见”了它们,哪怕闭上眼睛还是“依稀可见”,这是眼睛出了问题吗?我们是用“大脑”看世界每天我们用眼睛来看路、看新闻、看朋友圈、看食物、看美景。

没有了眼睛,我们什么都看不到了。

可你确定是“眼睛在看”吗?美国威斯康辛大学保罗·利塔教授的团队有一个颠覆常识的发现:人类是用大脑在看世界,而不是我们一直以为的眼睛。

我们看见事物的过程分为眼睛成像和视觉信号处理两个过程。

眼睛成像是一个光学过程,来自无穷远处的平行光从空气进入眼睛内,依次通过由泪膜、角膜、房水、晶状体、玻璃体组成的凸透镜屈光介质,最终平行光在视网膜上聚焦成像,物体以光信号的形式传递到了视网膜上。

接收到光信号以后,视网膜上的视锥细胞和视杆细胞会把光信号转换成电信号。

随后,电信号通过视觉神经系统传递到大脑的视觉中枢,视觉中枢识别并处理这些包含物体颜色、形状、大小、远近等电信号组成的视觉信息,最终大脑反馈并告知我们看到的是人还是狗、朋友还是敌人。

因此,眼睛成像和视觉信号处理过程中任何一个环节出问题都会导致我们“看不见”。

当你走到一个伸手不见五指的地方就会变成“两眼一抹黑”,这是因为眼睛无法接受光线的刺激,不会发生眼睛成像的过程,视觉中枢便不进行信号处理,大脑自然也就没有任何信息会反馈给我们,因此我们就什么都看不见。

镜像神经元名词解释

镜像神经元名词解释

镜像神经元名词解释
镜像神经元(mirror neuron)是指一类在大脑中专门负责解码
别人意图和动作的神经元。

这些神经元在人类和某些其他动物的大脑中都有发现,它们能够让我们理解别人的行为和情感,并且在我们执行类似的动作时产生共鸣。

镜像神经元最早是在20世纪90年代被发现和研究的。

这些神经元在大脑中的不同区域中分布,包括猴子的前额叶、颞叶和顶叶,以及人类的大脑额叶、顶叶和颞叶等区域。

镜像神经元在人类的认知和社交行为中起着重要的作用。

它们可以帮助我们理解别人的行为和情感,同时在我们执行类似的动作时产生共鸣,进而增强我们的共情能力和社交能力。

此外,镜像神经元还与人类的语言和模仿学习有关。

除了在人类和猴子中,镜像神经元也在其他一些动物的大脑中存在,例如大猩猩、熊和鸟类等。

不过,不同物种中的镜像神经元的分布和功能可能存在差异。

总之,镜像神经元是大脑中一种非常重要的神经元,它们在人类的认知、社交和模仿学习等方面发挥着重要的作用。

脑科学取得的重要成果

脑科学取得的重要成果

脑科学取得的重要成果脑科学是研究人类大脑的一门学科,它涉及生物学、心理学、计算机科学、医学和哲学等多个领域。

近年来,随着科技的不断发展,脑科学取得了许多重要成果,下面就让我们来看看其中的一些。

1. 脑海马区的发现脑海马区是大脑中一个非常重要的区域,它对于记忆的形成和存储起到了至关重要的作用。

20世纪50年代,加拿大神经学家卡尔·兰德(Karl Lashley)通过对小白鼠进行实验,发现了脑海马区的存在。

这项成果不仅对于我们深入了解记忆的机制具有重要意义,也为后来的脑科学研究开创了新的道路。

2. 神经元的发现神经元是构成我们大脑的基本单位,对于我们的思考、行动和感觉等方面都起着非常重要的作用。

19世纪,西班牙神经科学家圣地亚哥·拉蒙·伊·卡哈尔(Santiago Ramón y Cajal)通过用显微镜观察动物脑部组织,发现了神经元的存在。

这项发现不仅为我们理解大脑的结构和功能提供了基础,也为后来的神经科学研究奠定了基础。

3. 功能磁共振成像技术功能磁共振成像技术(fMRI)是一种能够通过扫描大脑来观察其活动情况的技术。

它通过检测大脑血流的变化来反映大脑的活动情况,能够在不侵入大脑的情况下,观察到大脑的活动。

这项技术的发明为我们深入了解大脑的结构和功能提供了新的手段,也为神经科学研究带来了巨大的变革。

4. 神经可塑性的发现神经可塑性是指大脑可以不断地改变和适应外界环境的能力。

这一概念最早由加拿大神经科学家唐纳德·赫布(Donald Hebb)提出。

他通过对大脑损伤的研究,发现了大脑可以通过重新建立神经元之间的联接来适应新的环境。

这项成果不仅对于我们理解大脑的学习和记忆机制具有重要意义,也为后来的神经科学研究提供了新的思路。

5. 大脑连接图的构建大脑连接图是指将大脑中的神经元和神经元之间的连接关系绘制成图形的一种方法。

这项技术的发明使我们能够更加清晰地了解大脑中不同区域之间的联系和作用。

【神经科学】飞进脑中的小宇宙:Glass Brain

【神经科学】飞进脑中的小宇宙:Glass Brain

【神經科學】飛進腦中的小宇宙:Glass Brain ■鋼鐵人電影裡的3D大腦星雲不再是科幻場景!美國加州大學兩分校的科學家和電腦藝術家合作,結合科學於科技,實作出即時展示大腦活動的3D動態大腦模型Glass Brain,讓我們能飛進腦中的小宇宙。

2014 Mainly Mozart活動照片。

Mickey Hart (中)、Tim Mullen (右)。

Photo Credit: JamesChute and [2].撰文|徐聖修還記得電影《鋼鐵人3》的劇情嗎?壞博士Killian 來到鋼鐵人女友Pepper的公司,在桌上丟了三個小鋼珠,頓時就投影出一顆像宇宙星雲般的3D大腦模型。

趁著Pepper驚嘆之餘,Killian 牽起她的手走進自己的大腦影像,輕聲在她耳邊說......當我們還跟著Pepper驚豔於那美麗的大腦星雲時,這項技術的真實版本已經悄悄誕生。

這個稱為「Glass Brain」的計劃[1],由美國加州大學舊金山分校(UCSF) 的神經科學家Adam Gazzaley團隊、加州大學聖地牙哥分校(UCSD) 史瓦茲中心(Swartz Center for Computational Neuroscience) 的計算神經科學家Tim Mullen及Christian Kothe、電腦藝術家Matt Omernick等人共同合作,主旨在實作出能展示實時(real-time) 大腦活動的3D動態大腦模型。

甚至可以藉由遊戲搖桿及虛擬實境,飛進腦中的小宇宙!場景拉到2014年5月某個周日,一群音樂家及科學家聚集在美國南加州風光明媚的聖地牙哥,他們來參加當地「Mainly Mozart」的音樂與科學盛會[2]。

舞台上坐著已成為經典的搖滾樂團Grateful Dead的鼓手Mickey Hart,他正在敲打著狂野的節奏。

不同於一般鼓手的造型,他散亂的頭髮被一頂黑色的帽子緊緊包覆,眼前罩著一副全黑的護目鏡,樣子十分滑稽。

能照出健康状况的“魔镜”

能照出健康状况的“魔镜”

能照出健康状况的“魔镜”作者:乔凯凯来源:《智富时代·时代财富》 2016年第9期斯克莱特是美国加利福尼亚一所科技研究室的工作人员。

每天早上,斯克莱特的女友都会站在镜子前左右端详,然后调皮地问:“魔镜魔镜告诉我,谁是这个世界上最美丽的女人?”此时,斯克莱特总是配合地回答:“当然是你了!”每次都让女友特别开心。

一天早上,女友站在镜子前,无精打采地说:“我感觉身体很不舒服,不知道是哪里出了问题……”斯克莱特建议她去医院检查身体。

“每天照镜子只能照出外表,如果能照出健康状况就好了。

”临出门时,女友笑着打趣。

本来只是一句玩笑话,但作为科技人员的斯克莱特却冒出了一个大胆的想法:“为什么不可以呢?何不尝试把镜子做成能测试身体健康的真正的‘魔镜’呢?”斯克莱特和研究室的同事开始了这项研究。

通过不断的实验和测试,他们于2016年5月发明了一款“身体扫描镜”。

这是一款家用三维身体扫描仪和健康追踪器,会根据人的身体外形、体重和肌肉客观地做出反应,并且在三维化身上显示出人的体质。

“身体扫描镜”是由一个镜子、电子秤和智能应用程序组成。

全身的镜子配有一个能延伸到镜子侧面的黑色带子的传感器,电子秤设在镜子前面并且每20秒旋转一圈,这样传感器就会创建出照镜子的人的身体的三维深度画面。

一旦人的三维身体模型构建完成,图片和数据会发送到APP里,他可以在手机和平板里浏览,了解到自己的身体及变化。

它可以展示从脖子、肩膀、胸膛、手臂、腰部到腿部的数值和显示三围还有肌肉和脂肪的百分比。

一旦发现自己的身体数值发生变化,就可以及时采取相应的健身措施来应对。

“其实,只有20%的人能做到全年坚持锻炼,而他们坚持的原因就是因为看到了身体的改善。

”斯克莱特说,“这款装置的出现,就是为了让人们清楚地看到自己身体的变化,从而激发和鼓励人们去坚持锻炼。

”“身体扫描镜”推出试用后,收到了几乎所有人积极的反馈。

每个试用过的人都会说:“这简直太神奇了,我随时可以了解和掌控自己的健康状态。

世界未解之谜——人类脑袋研究新发现

世界未解之谜——人类脑袋研究新发现

世界未解之谜——人类脑袋研究新发现世界未解之谜——人类脑袋研究新发现脑科学正日益成为世界各国争相研究的重点科学领域之一,2000年,3位科学家就是因为在脑科学领域做出了杰出贡献而获得诺贝尔医学奖。

近年来,这一领域频传喜讯,下面是其中一些有趣的发现。

2001年5月8日,科学家发现控制“自我”的人脑区域。

美国加利福尼亚旧金山大学神经学家布鲁斯。

米勒说,他们在治疗患有一种罕见的脑叶萎缩症的病人时,发现了控制人的“自我”意识的脑部区域。

这个位于人类大脑右额叶前部的某个区域,看来“储蓄”着人的自我意识。

通俗点说,人的个性特质、信仰、喜好与厌憎之意,都是从那里产生的。

2001年6月,世界上第一例成人神经干细胞自体移植手术在复旦大学附属华山医院完成。

这标志着在国际生物高科技革命的竞争中,我国的神经干细胞基础研究和应用已经跨入了脑修复再生的医学的新门槛。

科学家弗雷德。

凯奇发现成人的大脑也会长出新的神经细胞。

2001年6月18日,美国科学家进行的一项实验表明,进入人类视野的东西并不一定全都会被看到,大脑对于人看到的事物应该是什么样子,可能有一种先入为主的“成见”,即它只让我们看到部分事物。

科学家把这一效果称为“运动致盲”。

他们认为,大脑是从零散杂乱的视觉输入信号中选择信息来组织成图像的,在这个过程中大脑有时候会剔除某些信息。

2001年5月,科学家首次发现70岁人大脑仍会长出新的神经元(脑细胞)。

他们在患者的一个小小区域———海马状突起处发现了新生的神经元、能够使大脑恢复部分功能。

这里处于大脑深层,对人的学习和记忆能力非常重要。

这一发现否定了此前科学家关于成人脑细胞损伤后就不能再生的定论。

2001年4月,科学家发现,从事脑力活动的人不易患老年痴呆症。

2001年3月,研究发现数学天才用脑部位与常人不同。

法国和比利时的科学家联合进行一项研究,试图找出数学天才和一般常人的大脑是否有差别。

他们在发表的报告中说,研究发现能够快速心算复杂数学问题的人,可能是因为他们能够使用其他人无法使用的大脑部位。

镜像神经元原理

镜像神经元原理

镜像神经元(Mirror Neurons)是大脑中一类特殊的神经细胞,最早在1990年代由意大利帕维亚大学的研究者在对猕猴进行实验时发现。

当这些神经元被激活时,不仅会在动物执行某项动作(如抓取食物)时活跃,同时在它们观察同类执行相同动作时也会变得活跃。

这一发现表明,镜像神经元系统在某种程度上起到了“模仿”的作用,能够反映出动作的意图和含义,而不只是动作本身。

在人类大脑中,镜像神经元系统主要分布在前运动皮层(Premotor Cortex)、运动辅助区(Supplementary Motor Area, SMA)和顶下小叶(Inferior Parietal Lobule)等区域。

当人们看到其他人执行动作时,相应的镜像神经元群体会被激活,这似乎有助于我们理解他人的行为意图,并在某种程度上模拟这些动作,从而促进模仿学习、理解和执行复杂的社交行为。

镜像神经元的工作原理被认为是社会认知、情绪共鸣、语言理解和模仿学习等复杂心理功能的基础。

例如,当我们看到别人疼痛时,我们的镜像神经元网络会被激活,这有助于我们同情并理解别人的感受;在学习新的动作技能时,通过观察他人的动作并激活类似的神经网络,我们可以更快地学会这些技能。

此外,镜像神经元的研究也为自闭症、帕金森病、精神病等神经精神疾病的发病机制提供了新的研究视角,因为这
些疾病患者的社会互动和模仿能力通常受到影响,而这可能与他们的镜像神经元系统功能异常有关。

人类大脑中的镜像神经元有何作用

人类大脑中的镜像神经元有何作用

人类大脑中的镜像神经元有何作用当我们观察他人的行为时,往往能够感同身受,仿佛自己也在经历着同样的动作和情感。

这种神奇的现象背后,隐藏着大脑中的一群特殊细胞——镜像神经元。

它们在人类的认知、学习、社交等多个方面发挥着至关重要的作用。

首先,镜像神经元在动作理解和模仿方面扮演着关键角色。

想象一下,你看到别人拿起一个杯子喝水,你的大脑中相应的镜像神经元就会被激活,仿佛你自己也在进行这个动作。

这使得我们能够迅速理解他人的动作意图,而不需要经过复杂的思考过程。

这种即时的理解能力对于我们在日常生活中的交流和互动非常重要。

比如,在体育比赛中,运动员能够通过观察对手的动作来预判他们的下一步行动,从而更好地做出应对策略。

在学习新技能时,比如学习跳舞或演奏乐器,我们通过观察老师或熟练者的动作,镜像神经元的活动帮助我们更快地掌握要领。

其次,镜像神经元对于情感共鸣的产生具有重要意义。

当我们看到他人的面部表情或身体语言传达出某种情感时,比如喜悦、悲伤或愤怒,我们大脑中的镜像神经元会让我们产生相似的情感体验。

这就是为什么我们看到别人哭泣会感到难过,看到别人欢笑会感到开心。

这种情感共鸣是建立良好人际关系和社会连接的基础。

它让我们能够更好地理解他人的感受,增强彼此之间的同理心和同情心。

在人际交往中,能够准确感知他人的情感状态有助于我们做出恰当的回应,从而促进沟通和合作。

再者,镜像神经元在语言学习中也发挥着不可或缺的作用。

研究发现,当我们听到他人说话时,镜像神经元不仅会对语言的声音进行处理,还会对说话者的口型和面部动作产生反应。

这有助于我们将听到的声音与相应的动作和意义联系起来,从而更有效地理解和学习语言。

对于儿童来说,他们通过观察父母和周围人的语言表达以及伴随的动作,镜像神经元的活跃帮助他们更快地掌握语言规则和词汇。

此外,镜像神经元在社会认知和文化传承方面也具有深远的影响。

社会习俗、礼仪规范等文化元素往往通过观察和模仿来传递。

当我们看到他人遵循特定的社会行为模式时,镜像神经元的激活促使我们也倾向于采取类似的行为。

镜像神经元理论简介及应用

镜像神经元理论简介及应用

镜像神经元理论简介及应用镜像神经元理论(Mirror Neuron Theory)是由意大利神经科学家吉亚科莫·拉坎提在1996年提出的。

该理论认为,人类和某些非人类动物,在观察到他人进行某个特定动作时,自身的脑部神经元会被激活,仿佛在进行该动作一样。

这些被激活的神经元被称为镜像神经元,因为它们“镜像”了他人的动作。

镜像神经元最早是在研究猴子的实验中发现的。

在实验中,当猴子进行某个动作,如抓取物体时,特定脑部区域的神经元被激活。

然而,当猴子仅仅观察到研究人员抓取物体时,相同的脑部区域的神经元同样被激活。

这表明猴子的脑部神经元可以模仿他人的动作,即通过观察他人的行为来产生类似的脑部活动。

进一步的研究发现,人类的脑部中也存在类似的镜像神经元系统。

镜像神经元理论的提出对于理解人类的社会认知能力和行为起到了重要作用。

通过镜像神经元,我们能够模仿他人的动作、理解他人的意图和情感,并进行情感共感。

这一理论有助于解释为什么我们能够通过观察他人学习和模仿新的技能,并迅速地与他人建立共情。

除了在理解人类的社会认知能力方面,镜像神经元理论也具有广泛的应用。

以下是几个关于镜像神经元的应用领域:1. 教育:理解镜像神经元在学习和模仿中的作用,可以为教育提供新的方法。

通过创造一个富有激励的学习环境,提供观察、模仿和实践的机会,可以促进学生的学习效果。

例如,通过观察优秀的演讲者或运动员的表现,学生可以更好地学习并提高自己的技能。

2. 运动康复:镜像神经元可以在运动康复中发挥重要作用。

通过观察他人的正常动作,患有运动障碍的患者可以模仿并重新学习如何进行正常的运动。

这种方法称为镜像疗法,已经在康复领域得到广泛应用,如中风后的肌肉康复、帕金森病和脊髓损伤等方面。

3. 社交技能培训:镜像神经元理论可以用于培养社交技能。

通过观察和模仿他人的行为,个体可以学习如何与他人互动、表达情感和理解他人的意图。

这对于自闭症患者等社交困难群体尤为重要,帮助他们改善社交交流能力。

英国发明神奇眼镜可判断用户的情感追踪其喜爱内容

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a l p h a波 , 并提 高我们发 现 难 以察 觉的 目标 的 能力 。” 论 文作 者之 一 、 贝克 曼认 知神 经科 学团体成 员黛安妮 ・ 贝 克 说 。 而 马 苏森 表 示 : “ 知道 了 a lp h a波是 从 哪 里产 生
起 觉察的。 相关论文发表在本月出版的《 认知神 经科学》
的, 就意味 着我们能用电刺激瞄准这个脑 区。”
( 中国科技 网)
糊, 因为在 集中精 力做一件事时 , 其他 事件很难进入我 们的意识 。” 马苏森说 , 即使有人提 醒, 人们也许会看到
突发事Байду номын сангаас , 也许不会 , 因为大脑正处在 一种不 同的预备
状态。
英 国发 明神奇 眼镜可判 断用户
感应 到你 的 生理状 态, 并与你 的兴趣 做 匹配。上 网结 束
研 究人员近 日表示, 他们 已在 向天空发射激光脉 冲来改
变天 气的研 究 中取 得 重要进 展 。 这 一研 究有 可 能帮助 人
类按 计 划造 雨及 形成 雷 电。
后 ,你 可 以到 A mo e b a的应 用 ,选择 你要 查 询 的 关键
查了 1 6位 志愿 者 ,将 获得 的 电和 光数据 绘制 到每 个人
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产 生的 , 楔 叶位 于 大脑 负责处 理视 觉信 息 的部 位 。a lp h a
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脑科学突破之镜像神经元作用

脑科学突破之镜像神经元作用

脑科学突破之镜像神经元作用镜像神经元:探索脑科学的突破之路当我们观察到别人做某件事时,我们是否会在自己的头脑中模拟出相同的动作?这种神奇的能力得益于镜像神经元的作用。

令人惊叹的是,镜像神经元不仅仅参与模拟他人行为的过程,还与社会认知、情绪共感和自我理解等许多重要的脑功能密切相关。

在过去的几十年里,科学家对镜像神经元的研究取得了一系列突破性的发现,从而推动了我们对脑科学的认识。

镜像神经元最早是由意大利科学家Giacomo Rizzolatti和他的团队在1996年发现的。

在这项令人激动的研究中,研究人员发现猴子在完成特定手势动作或观察别的猴子进行相同动作时,一个特定的神经元群体会被激活。

这个发现引发了人们对镜像神经元在人类大脑中的研究兴趣。

针对人类,科学家通过将电极置于患者大脑的表面来进行研究。

这些研究揭示了镜像神经元在人类大脑中的分布和活动。

通过神经影像学的技术,如功能性磁共振成像(fMRI),科学家能够间接观察到镜像神经元在观察他人行为时的活动。

这些研究表明,当我们观察到别人的行为时,与执行相同动作的相关区域会显示出活动。

考虑一个简单的例子:当我们观看别人剥一个水果时,我们大脑中负责自己剥水果的区域也会被激活。

这表明镜像神经元在模拟他人动作方面发挥着关键的作用。

不仅如此,镜像神经元还在社会认知方面起着重要的作用。

研究表明,镜像神经元与他人的意图、愿望和信念的理解有关。

当我们观察到别人的面部表情或姿势时,即使没有语言交流,我们也能够推测出他们内心的情感状态。

这种能力有助于我们与他人建立有效的社交联系,促进情感共鸣和理解。

此外,镜像神经元还与模仿行为、学习和教育等方面密切相关。

研究显示,当我们模仿别人的动作时,镜像神经元被激活,从而帮助我们更好地学习和掌握新的技能。

这一发现对于教育领域来说具有重要的意义,因为它提示我们通过模仿和观察他人的行为来促进学习。

然而,虽然镜像神经元在脑科学领域取得的突破性进展令人振奋,但还有许多领域需要进一步研究。

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人类大脑的五大谜团_环球科学(《科学美国人》中文版)-世界科普杂志第一品牌-139位诺贝尔...

人类大脑的五大谜团_环球科学(《科学美国人》中文版)-世界科普杂志第一品牌-139 位诺贝尔...实验中的神经科学家人类大脑的重量只有3 磅(1.4 千克),但在这仅仅3 磅里面,有无数的秘密。

直到最近,科学家仍然没有能够精确研究大脑的设备。

随着脑成像技术的出现,或许科学家们能够获得大脑更多的知识。

虽然我们对大脑的了解的不多,但这并不代表着我们不能猜测,也不代表着我们对其不感兴趣。

在本文中,我们盘点了人类大脑的五大未知之谜,与大家一起分享。

一、为什么我们需要睡眠婴儿睡眠的时间远远超过了成人每天晚上我们都要花费大量的时间在睡觉上,而我们却不知道这是为什么。

科学家们已经知道,如果我们不能获得充足的睡眠是对身体有害的,而且,睡眠或许是人类进化的产物。

但是对其他的却是几乎一无所知。

目前,有一些关于睡眠的理论。

一种理论认为,睡眠是人体恢复性的休息。

但是如果休息是睡眠的目标的话,为什么睡眠时我们的大脑仍在工作呢?或许,在睡眠时,我们的大脑还在思考现实中某些问题的解决方法。

有些研究已经证明,如果没有睡眠来对知识进行强化,那么学习行为将无法进行。

关于睡眠的研究或许对学生有很大帮助。

一个研究人员声称,如果学生在睡眠前对所学知识进行复习的话,那么学习效率将大大提高。

现在有些学校已经第一次打铃的时间,以便学生有更多的休息时间。

在1951 年,睡眠状态被首次提出时,人们成其为“ 大脑中的新大陆” 。

虽然科学家试过很多方法试图对其进行研究,但是却都没有成功。

像睡眠一样,或许梦是大脑休息的一种方式。

又或者,生活也只是一个梦,正像"Row, Row, Row Your Boat" 这首歌教给我们的一样。

睡眠时,你仍然能有很多的感官刺激,而大脑也正在工作。

在清醒状态下,你会有更多的感官刺激,但是大脑或许在做着和睡眠时同样的工作。

如果真的是这样的话,那么人生就真的是一场醒着的梦。

人类大脑解密:2024年突破性研究成果揭示

人类大脑解密:2024年突破性研究成果揭示

人类大脑解密:2024年突破性研究成果揭示1. 引言1.1 概述人类大脑一直是科学界研究的热门话题之一。

数百年来,人们一直在探索和解密大脑的奥秘。

通过不断努力,科学家们取得了重要的突破,并逐渐揭示了大脑功能和结构的一些基本原理。

然而,要完全理解这复杂多变且神秘的器官仍然面临着巨大挑战。

本文将详细梳理人类大脑解密研究的历史,并重点介绍2024年突破性研究成果的揭示。

通过对这些新发现及其影响和意义进行深入分析,我们将探讨未来大脑解密领域的潜在应用领域、革命性进展预测以及面临的挑战与解决途径。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

首先,在引言部分,我们将提供一个整体概述,并介绍文章的内容结构。

接下来,在第二部分中,我们将回顾人类大脑研究历史,包括过去所面临的挑战、关键突破以及突破性技术的进步。

第三部分将专注于2024年的突破性成果,详细探讨新发现、其影响和意义,并通过具体案例分析来加深理解。

在第四部分中,我们将展望大脑解密的未来,讨论潜在应用领域、革命性进展预测以及面临的挑战与解决途径。

最后,在结论与展望部分,我们将总结本文的成果与意义,并进行对社会生活影响的分析,并提供未来研究方向建议。

1.3 目的本文旨在全面呈现人类大脑解密领域最新的突破性研究成果并深入探讨其可能带来的影响和意义。

通过对过去历史和当前进展进行回顾和分析,我们致力于为读者提供一种对未来大脑解密可能走向和面临挑战有所了解的视角。

同时,通过对潜在应用领域、革命性进展预测以及挑战与解决途径的讨论,我们希望激发更多创新思考,并推动人类大脑解密领域的进一步发展。

2. 人类大脑研究历史2.1 过去的挑战人类大脑是一个复杂而神秘的器官,几乎一直以来都困扰着科学家们。

在过去的几个世纪里,人类大脑的研究面临着巨大的挑战。

一方面,大脑是一个高度复杂和庞大的系统,其组织与功能之间存在许多未知联系。

另一方面,由于伦理和技术限制,科学家们长时间无法进行深入的研究。

大脑中镜像神经元机制揭示他人思维过程

大脑中镜像神经元机制揭示他人思维过程

大脑中镜像神经元机制揭示他人思维过程大脑中的神经元是我们思考、感知和行动的基本单位。

通过观察和研究大脑,科学家们发现了一种被称为“镜像神经元”的特殊神经元群体,它们的发现为解读他人思维过程提供了一种有趣的途径。

镜像神经元是一类在动作观察和执行之间起到中介作用的神经元。

当我们观察到别人进行某项动作时,镜像神经元会在我们自己的大脑中激活,就好像我们自己在进行这项动作一样。

例如,当我们观察到别人握紧拳头时,我们的镜像神经元会激活,仿佛我们自己也在握拳。

研究表明,镜像神经元存在于大脑的前额叶和顶叶等区域,主要由运动区域和感觉区域组成。

这些神经元可通过模仿他人的动作和表情,帮助我们理解并预测别人的意图和情感状态。

它们不仅在人类中存在,在其他一些高级智能动物如大猩猩、猴子等中也发现了这一机制,这进一步证明了其普遍性和重要性。

镜像神经元的存在对于理解他人的思维过程具有重要意义。

实验研究发现,当人们观察到别人的表情、动作或意图时,镜像神经元会被激活,从而启动类似的模式来模拟他人的体验。

这种模拟可以帮助我们更好地理解别人的心理状态和意图,从而更好地交流和协调行动。

研究还发现,观察他人行为时,镜像神经元的活动与人们的经验相关。

如果一个人在过去经历过类似的经验,那么观察别人的行为时,与该经验相关的镜像神经元便会活跃起来。

这意味着,镜像神经元不仅仅是简单地模拟他人的行为,而是与自身经验相结合,为我们的理解提供更多的信息。

镜像神经元的研究为人类心理学和人类行为学提供了深入的洞察。

通过了解大脑中镜像神经元的机制,我们可以更好地理解他人的意图和行为,并通过借鉴镜像神经元的机制来提高我们自己的社交交流和情感沟通能力。

此外,镜像神经元的研究也给我们带来了一些潜在的应用。

例如,在医学领域,镜像神经元的研究有助于解读患者的意图和感受,从而改善对他们的治疗和照顾。

在教育领域,了解镜像神经元的机制可以帮助教师更好地理解学生的思维过程,从而制定更有效的教学策略。

当前脑科学中最有意义的事

当前脑科学中最有意义的事

当前脑科学中最有意义的事
当前脑科学中最有意义的事情可能是研究和理解大脑的神经机制,以及各种认知活动如学习、记忆和思考等。

20世纪晚期以来,越来越
多的脑科学家开始致力于研究大脑的神经系统,试图找出大脑的基础
结构和功能,并深入探索大脑的整体活动过程,以及这些活动如何影
响每个人的行为、思维、判断和感受。

今天,脑科学研究不仅聚焦于“明白脑”,也重点关注大脑之外
的“智能外壳”:设计与脑本身相容的技术。

研究者致力于将技术于
脑结合,以帮助残疾人恢复功能,为受伤者提高生活质量,或者帮助
一般人更好地完成日常任务。

例如,最近有一种叫做“脑机接口”的
技术,可以通过将电极安装在大脑上,读出用户的意图,将其变成电
脉冲,然后传输给系统,使残疾人能够自动控制机器人、操作计算机
和控制其它外部设备,无需使用拇指或其它肢体部位的力量。

此外,近几年也出现了一种新的脑科学研究流派——脑机接口计算,其目标是改善人机交互,让用户可以直接使用大脑信号来操作计
算机和完成日常工作,目前这项技术尚处于发展阶段,但研究者普遍
认为,这种新技术将极大地改变未来的计算机和人机交互,并为更多
人带来福音。

综上所述,当前最有意义的脑科学研究包括:研究大脑的神经机制;开发与脑本身相容的技术,如脑机接口;以及研究脑机接口计算,改善人机交互。

[大脑新物质解人体之谜]大脑之谜

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[大脑新物质解人体之谜]大脑之谜最近,科学家在形容人类大脑时发现了不少新物质,为解开人体之谜增添了科学依据。

记忆物质为什么有的人会记忆过人呢?美国科学家最近揭开了大脑记忆的奥秘。

他们发现,人们对过去事情的记忆完全取决于大脑中的化学物质――钙尔贝。

生活中常出现这样的情况:人们对几十年前的多数人都已经忘记,却对其中某人或事却记得很牢。

这是因为,当时人们对这些人或事印象特别深而促使大脑内释放出特殊物质钙尔贝,让这些联想永久地形成,终身不忘。

钙尔贝在永久存储记忆中起着很重要的作用。

研究发现,化学物质钙尔贝并不容易释放(假如是极易释放的话,人们就能记住生活中每时每刻发生的事),只有在非同寻常的时刻,钙尔贝才可能释放。

接受紧要任务、重复多次忘记的电话号码、亲身经历一场激动人心的事件,或者看惊险电影等,都能刺激或振奋人们的神经,促使钙尔贝释放。

科学家在对小鼠进行多次实验后发现,在神经原周围有大量的钙控制着钙尔贝的产生。

如果把抑制钙参与化学反应的药物注射到小鼠体内,小鼠就不会形成钙尔贝。

没有钙尔贝,小鼠就连以往经常吃东西的地方都会记不起来。

睡素因子美国哈佛医学院的科学家发现,《西游记》中孙悟空施展的“瞌睡虫”并非天方夜谭,“瞌睡虫”确实存在。

不过,它既不是什么虫子,也不是什么微生物,而是一种难以捉摸的天然物质。

它就“隐藏”在每个人的大脑中,名为“睡素因子”。

睡素因子是一种肽,结构甚为奇特,包含有4-5种氨基酸,末端还附有一种被称为胞壁酸的糖,不同于其它人体物质的结构。

实验表明,只需将1微克的睡素因子注射到家鼠、兔、猫的脑中,便能使它们毫不费力地进入深度的自然睡眠,延续时间可达2-5个小时。

科学家经过极其复杂的工序,终于从几吨人尿中提取到只有两三粒砂糖大小的睡素因子,共重30微克。

这一发现无疑是当今医学领域的一大成就。

目前,科学家正争取人工合成睡素因子,为世界上的失眠患者解除失眠的痛苦。

死亡激素最近,美国、日本的科学家相继发现,人体内存在着释放死亡激素的“丧钟”,它“隐蔽”在人体头部大如樱桃、呈椭圆形的脑垂体内。

盘点全球60个惊人未解之谜

盘点全球60个惊人未解之谜

盘点全球60个惊人未解之谜世界上有很多事情超出人类的想象,用科学都无法解释清楚。

这些超自然现象一直存在并持续着,甚至很多都在我们身边发生着。

今天小编就带大家去补补课,了解一下世界上60个令人不解的迷。

杀人魔镜---据说法国有一面250年历史的“魔镜",至今已经杀死38个人,任何人看着镜中,就会因脑部大出血而死,一直无人能解释神秘死亡的真正原因。

俄罗斯科学家提出一种全新的解释:这面镜子具备一定记忆能力,可能暗藏某种蓄积数百年的能量,这种能量的释放令人丧命。

希特勒到底死了吗---根据史料作出的推断是,希特勒没有自杀,而是消失。

莫斯科对据说是希特勒开枪自尽留下的血迹鉴定表明,这不是血,而是色泽相像的液体。

被认为是希特勒的那具焦尸上的血型,同希特勒的真实血型也不符。

种种迹象表明,是替身掩盖了“元首”潜逃的踪迹:4月30日13时,希特勒同下属告别,同埃娃一起进了地堡。

此后在生还的证人中,只有林格一人见过死后的希特勒。

其余人只见过裹在毯子里的尸体从希特勒办公室抬出,毯子里究竟是谁,他们并不知道。

希特勒是否真的逃走,谁也不知道。

水下“黄金城”--- 前几年,科学家在印度海域发现9500年前的一处远古水下废墟。

这处水下神秘古城具有完整的建筑结构以及许多人体残骸。

更有意义的是,这项研究发现将印度坎贝湾地区所有考古发现的历史提前了5000年,使历史学家能够更好地理解该地区的历史文化。

据称,这座水下古城被命名为“德瓦尔卡”(Dwarka),或者叫做“黄金城”流泪的圣母像---在泰国购买的圣母像竟流眼泪,数以百计的信众涌往拜圣像。

虔诚天主教徒帕蒂鲍威尔8年前以150澳元在曼谷一家宗教商店购买了这尊圣母马利亚像,最近她发现神像的眼睛流出散发玫瑰香味的油类物质。

地球为何银多金少---地球上的一些贵金属,包括金和银,都源自于超新星的爆发,大部分的轻元素,包括氢和氦,都是在大爆炸中形成的,而更重一些的元素,如碳和氧,则是在恒星内部通过核聚变的方式形成的。

关于大脑的十个新发现

关于大脑的十个新发现

关于大脑的十个新发现作者:来源:《祝您健康·文摘版》2021年第09期神经科学领域国际顶级期刊《神经科学》最新载文,盘点了2020年有关大脑的十大新发现。

1. 新冠肺炎导致大脑神经并发症。

英国一项研究发现,新冠肺炎可引发谵妄、大脑炎症、卒中等脑血管疾病以及神经损伤等并发症。

2. 人类也可能冬眠了。

日本一项研究称,人类冬眠将成现实。

科学家们发现,激活小鼠(并非自然冬眠动物)大脑下丘脑神经群中的一种特殊类型的细胞(Q神经元),可触发类似冬眠的状态,目前,小鼠冬眠实验已获得成功。

3. 看不到数字的怪病。

一名70岁老人患上一种奇怪的脑病。

患者视力正常,可以辨认所有字母及数字1和0,但数字2~9无法辨识。

美国研究人员表示,这种怪病是由于大脑皮层和基底神经节大面积萎缩所致。

该病例表明,人类大脑在无意识的情况下完成了复杂的信息处理。

4. 语言路径可追溯至2000万年前。

一个国际研究小组称,语言进化起源可追溯至2000万年前,远比过去认为的500万年前早得多。

尽管当时人类尚未出现,但语言的大脑路径已经形成。

5. 脑电波可测试自私程度。

一项新研究中,科学家对猴子是否选择分享果汁进行了观察分析。

结果证实,实施利己或利他行为时,大脑活动会发生显著变化。

6. 患者边拉小提琴边接受开颅术。

在英国国王学院附属医院,医生要求53岁的女音乐家患者边拉小提琴边接受肿瘤摘除手术,以实时辨别脑部活动,避免手术伤及控制手部活动的关键大脑区域。

7. 小鼠的面部表情很丰富。

德国研究所的最新研究首次描述了小鼠在甜、苦、焦虑等情绪下完全不同的面部表情。

这表明,与大脑皮层息息相关的“情绪神经元”对情感处理及面部表情起到关键作用。

8. 进餐时,脑细胞会变形。

一项针对小鼠的实验揭开了进餐后产生饱腹感的秘密。

研究发现,进食时,随着血糖水平不断上升,脑细胞也会变形。

9. 活了2600年的大腦。

英国研究人员2008年曾在一个泥坑里发现了尚未腐化的人类头骨,科学家们分析发现,该头骨距今已有2600多年。

初中语文阅读训练

初中语文阅读训练

初中语文阅读训练初中语文阅读训练(一)最近,一个由来自瑞典和德国的数学家和生物学家组成的研究小组开展了一个有趣的实验,想借此知道鼓掌这一带有明显人类文化色彩的肢体动作,是否能够彼此感染。

研究人员让两组大学生志愿者听两个不同的幻灯片报告,同时开始记录每个志愿者何时开始和停止鼓掌,以及每个志愿者座位的排列情况。

结果发现,当有些志愿者开始鼓掌时,其他的志愿者并没有马上跟着鼓掌;而当一部分志愿者已经停止鼓掌了,另一部分志愿者才开始鼓掌.为什么人们鼓掌的起始和终止的时间不同步呢?研究人员通过细致研究发现了很多有趣的现象。

例如,每个人鼓掌一般都不会拍一两下就结束;如果一个房间中的大部分人开始鼓掌,先前没有鼓掌的人也大多会跟着鼓掌;当一个人开始鼓掌时,会带动他身边的人紧跟着鼓掌等等。

这些现象表明,鼓掌也可以相互传染。

研究还发现,当人们看节目鼓掌时,影响他们鼓掌时间长短的因素并不是他们对节目的喜欢程度,而是他们听到的掌声强烈程度,而且越强烈的掌声,带动其他人鼓掌的人数越多。

那么,为什么鼓掌能够传染呢?与哈欠、情绪的传染一样吗?人们很早就发现,打哈欠很容易在人群中传染.前不久的研究还证实,人们的情绪也容易彼此传染。

如夏威夷大学的研究人员研究发现,包括喜怒哀乐在内的所有情绪,都可以在极短的时间内传播开来,而且传播速度甚至超过一眨眼的功夫。

更有趣的是,同样是情绪传染,相比悲伤等消极情绪,快乐等积极情绪的传染速度竟然还要慢一点.既然鼓掌像哈欠、情绪一样,能在人群中传染,是不是背后隐藏的秘密也一样呢?有专家认为,问题可能没有这么简单。

哈欠和情绪传染的秘密,在我们的大脑魔镜上。

科学家证实,在我们大脑皮层的特定区域,埋伏着一种特殊的神经细胞镜像神经元,它正是我们的大脑魔镜。

当我们看到某种动作时,它会被激活,促使我们像照镜子一样,不自觉地模仿刚才所看到的那个动作,让我们能够借此理解他人的行为、意图或情感。

镜像神经元分布十分广泛,在两个大脑半球的重要区域都有分布。

法国科学家确定人脑前额脑区底部有个“后悔中心”

法国科学家确定人脑前额脑区底部有个“后悔中心”

法国科学家确定人脑前额脑区底部有个“后悔中心”
佚名
【期刊名称】《生物学教学》
【年(卷),期】2006(31)3
【摘要】据2005年8月10日《参考消息》援引美国《科学美国》网站2005年8月8日报导以及2005年8月12日《新民晚报》援引新华社同日上午电,法国国家科学研究中心认知学研究所的乔治·科里切里和同事们设计了一个功能性核磁共振试验,来监视人们做决定的过程和事后的感觉。

实验中,研究人员向志愿者提供两个选择,其中一个风险较大,但获得的回报也大。

在做出决定后,志愿者被告知其决定的结果。

研究人员有时也会透露如果做出不同的选择会得到怎样的结果。

实验结果发现:志愿者在得知自己放弃的另一个方案更好后,其前额脑区底部活动明显增加。

【总页数】1页(P76-76)
【关键词】法国国家科学研究中心;科学家;底部;脑区;人脑;研究人员;志愿者;共振试验;新华社;研究所
【正文语种】中文
【中图分类】Q189
【相关文献】
1.对冲性前额叶底部脑挫裂伤致中央型脑疝28例 [J], 傅于元;和桥顺;赵振新
2.对冲性前额叶底部脑挫裂伤的临床特点及手术指征探讨 [J], 乔建华
3.法国人脑有个“后悔中心” [J],
4.33例对冲性前额叶底部脑挫裂伤诊治体会 [J], 刘荣辉;郭学军;李宁;赵林;杨甫臣
5.美国科学家发现人脑前额皮层后侧一块中心区域司别音乐功能 [J],
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《环球科学》:镜像神经元,大脑中的魔镜概述◆当人类和猴子在执行某个动作或观看其他个体执行同样的动作时,大脑中的一部分神经元就会有所反应。

◆由“镜像神经元”产生的直接的内在体验,让我们能够理解他人的行为、意图或情感。

◆镜像神经元也许是模仿他人动作以及学习能力的基础,从而使得镜像机制成为人与人之间进行多层面交流与联系的桥梁。

约翰看见玛丽的手向一朵花伸去。

约翰知道玛丽要做什么——她要摘花,可是她为什么要这样做?玛丽朝着约翰莞尔一笑,他猜她要把这朵花送给自己。

这个简单的场景转瞬即逝,约翰却能立即领会玛丽的意图。

为什么他能毫不费力地理解玛丽的行为和意图?10年前,大多数神经学家和心理学家都认为,我们对他人行为,特别是他人意图的理解,是通过一个快速的推理过程完成的。

这个推理过程类似于逻辑推理。

也就是说,约翰大脑中有一些复杂的认知结构,它们能详尽分析感官采集的信息,并把这些信息与先前储存的经历相比较,约翰就知道了玛丽在做什么,以及她为什么要这样做。

尽管在某些情况下(特别是当某人的行为难以理解的时候),这种复杂的推导过程或许确实存在,但当我们看到简单的行为时,往往马上就能作出判断,这是不是意味着还有更简单更直接的理解机制?20世纪90年代初,在意大利帕尔马大学,我们的研究小组偶然发现,这个问题的答案隐藏在一群神奇的神经元之中。

当猴子有目的地做出某个动作时(例如摘水果),它大脑中的这种神经元就会处于激活状态。

不过更让我们吃惊的是,当这只猴子看到同伴做出同样的动作时,这些神经元也会被激活。

这类刚刚进入人们视野的细胞似乎就像一面镜子,能直接在观察者的大脑中映射别人的动作,所以我们称它们为镜像神经元(mirrorneuron)。

与大脑中储存记忆的神经回路相似,镜像神经元似乎也为特定的行为“编写模板”。

有了镜像神经元的这种特性,我们就可以不假思索地做出基本动作,在看到这些动作时,也能迅速理解,而不需要复杂的推理过程。

约翰之所以能够领会玛丽的行为,是因为这些动作不仅发生在他眼前,而且也在他的大脑中实时模仿着。

很久以前,有哲学家就认为,一个人要真正理解一件事,就必须亲身经历。

对于神经学家来说,在镜像神经元中为这种哲学观点找到物质基础,代表了我们对理解过程的认识有了巨大的变化。

发现镜像神经元在猴子、人类的大脑中,都存在镜像神经元。

不论是自己做出动作,还是看到别人做出同样的动作,镜像神经元都会被激活,也许这就是我们理解他人行为的基础。

我们的研究小组发现镜像神经元其实纯属意外。

当时,我们正在研究大脑的运动皮质(motorcortex),特别是其中的F5区域,这一区域与手部和口部运动有关。

通过对运动皮质的研究,我们希望能了解处于激活状态的神经元如何编写指令,以执行特定的动作。

为此,我们观测了恒河猴(macaque)大脑中个别神经元的活动。

在猴子做出各种不同的动作时(例如抓取玩具或食物),我们可以观察到,猴脑中有一群独特的神经元,会伴随特定动作而放电。

接下来,奇怪的现象发生了。

当猴子看到我们的实验员抓取食物时,它的神经元就像它自己在抓取食物一样被激活了。

起初,我们怀疑这可能是某种不易察觉的因素造成的,比如猴子在观察我们的动作时,是不是做了一些我们没有注意到的小动作呢?随着研究的深入,我们逐渐排除了这种可能性,还排除了其他一些干扰因素,比如猴子对食物的渴望。

我们开始意识到,神经元的活动形式与猴子看到的动作有关,这是大脑对这个动作本身的真实体现,而与这个动作的执行者没什么关系。

在生物学研究中,要确定一个基因、一种蛋白或者一类细胞的功能,最直接的办法就是把它们从体系中去除,然后再看生物体的健康或行为产生了什么缺陷。

不过这种方法无法用于确定镜像神经元的功能,因为我们发现镜像神经元分布十分广泛,在两个大脑半球的重要区域都有分布,包括运动前皮质(premotor cortex)和顶叶皮质(parietal cortex)。

如果破坏整个镜像神经系统,就会造成巨大的影响:恒河猴的认知能力严重下降,以至于无法对我们的刺激作出反应,我们也就不可能看出去除了特定细胞后,恒河猴到底缺失了哪些功能。

镜像神经元的作用是领会一个动作的含义,还是只是直观地记录这个动作呢?为了弄清楚这个问题,我们需要找到一些办法,使恒河猴在没有真正看见动作的情况下,也能够理解某个动作的含义,然后在此过程中,观察猴脑中神经元的反应。

我们推测,假如镜像神经元真的促成了对动作含义的理解,它们的活动就应该反映了动作的含义,而不是动作的视觉特征。

为此我们进行了两个系列的实验。

首先,我们对F5区域的镜像神经元进行了测试,看它们是否能通过声音辨别动作。

我们让猴子观察一个伴有特殊声音的手部动作(如撕纸或剥花生壳),然后记录它的镜像神经元的活动。

此后,我们又让猴子只听到声音而看不见动作。

结果发现,许多在“看到动作同时听到声音”时会作出反应的F5镜像神经元,对声音本身也会作出反应。

于是,我们给这类神经元取了一个形象的名称:视听镜像神经元(audiovisual mirror neuron)。

接下来,我们又提出假设,如果镜像神经元确实与理解动作的含义有关,那么即使不让猴子真正看到某个动作,只是给予足够的暗示,让它们能在大脑中模拟这个动作,猴脑中的镜像神经元也应该会放电。

因此,我们先让猴子观看一个实验员的动作——伸手去抓一样食物。

然后,再用一个屏风挡住猴子的视线,让它看不到实验员抓食物的动作。

这时,猴子就只能依靠想象,猜出实验员在屏风背后做了什么动作。

尽管如此,猴脑中一半以上的F5镜像神经元还是会放电。

这些实验证明,镜像神经元的活动是理解动作行为的基础。

当对一个动作的理解并非建立在视觉基础上,而是建立在诸如声音和动作特征之上时,镜像神经元仍能够通过放电来标明这个动作的含义。

既然猴子的大脑中都有镜像神经元,那么在人类的大脑中是否也存在镜像神经系统呢?我们对这个自然而然的推测进行了研究。

首先,我们借助检测运动皮质活性变化的多种技术,设计了一系列实验,证实了人脑中的确存在镜像神经系统。

例如,当参与实验的自愿者看到实验员抓取一件物品,或者做出一个手臂动作时,他们自己的手和手臂上的相应肌肉就会产生神经兴奋。

这表明在自愿者的大脑运动原区域中,有镜像神经元作出了反应。

在后来的研究中,我们又利用多种体外测量方法,例如脑电图(electroencephalogram),来检测大脑皮质的活动,结果也都证实了人脑中镜像神经元系统的存在。

但我们所使用的技术,都无法触及最关键的一点:自愿者观察他人动作时,到底他们大脑中的哪些具体位置被激活了呢?为了找到答案,我们利用最直观的大脑成像技术(brain-imaging technique)展开了研究。

在意大利米兰市的圣拉菲尔医院(SanRaffaele Hospital),我们进行了一组这样的实验:把自愿者分为两组,一组观看不同的手部抓握动作,另一组作为参照组,只盯着静止的物体。

利用正电子断层扫描仪(positron-emission tomography,PET),我们观察了两组自愿者大脑中神经元的活动情况。

结果发现,观看他人的动作会激活大脑皮层中3个主要区域。

其中一个是颞上沟(superior temporal sulcus,STS),这个区域的神经元会在自愿者观察身体部位的运动时作出反应。

另外两个区域是顶下小叶(inferiorparietal lobule,IPL)和额下回(inferiorfrontal gyrus,IFG),它们分别对应于猴脑中的顶下小叶以及腹外侧运动前皮质(ventralpremotor cortex),而我们此前在猴脑中发现镜像神经元的F5区域,就位于腹外侧运动前皮质中。

实验结果让我们倍受鼓舞,说明镜像机制在人类大脑中也起着作用,不过这仍然未能充分揭示镜像机制的作用范围。

如果说,通过让我们在内心体验看到的动作,镜像神经元可以使我们直接理解这一动作,那么,它又能在多大程度上,帮助我们直接理解这个动作所要达到的最终目的呢?意图的暗示要理解别人在做什么也许很容易,但是要明白他为什么这样做就不那么容易了。

也许需要一点暗示,比如玛丽的莞尔一笑,才能让我们摸透对方的意图。

让我们回到约翰和玛丽的例子。

我们说过,约翰不仅知道玛丽在摘花,还知道她想把这朵花送给他。

玛丽的微笑是一个重要的暗示,使约翰领会了她的意图。

在这种情况下,约翰对玛丽意图的了解,对于他理解玛丽的动作至关重要,因为送花给他是玛丽整个动作的完结。

当我们自己在做那样的动作时,其实是在执行一系列连贯的肌肉运动,而运动的顺序则取决于我们的目的:摘下一朵花,既可以拿到自己的鼻子前细细品味花儿的芬芳,也可以将它送给另一个人——这两种情况下,肌肉运动的顺序其实有所差别。

因此我们猜测,镜像神经元之所以能帮助我们理解别人的意图,是不是因为它能从类似的动作中,分辨出由于目的不同而产生的细微差异呢?对此,我们的研究小组再次展开了实验。

为了寻找答案,我们又找来恒河猴作为研究对象,记录它们在不同情况下的神经活动。

在一组实验中,猴子的任务是抓取食物送入口中。

接着,我们又让这只猴子抓取同样的食物,但这次是放入一个容器中。

有趣的是,我们发现在猴子抓取食物时,大部分镜像神经元都会根据不同的动作目的,呈现出不同的放电形式。

这个实验结果显示,在运动原系统中,相关神经元活动被组织成了“动作链”,每条动作链都代表了一种特定的行为动机。

那么,这种机制能否解释我们是如何理解他人动机。

当一名实验员重复猴子在上一个实验中所做的动作时,我们让猴子在旁边观看,并观测了“抓握神经元”(做抓握动作时,会放电的那批神经元),看看它们发挥了怎样的功能。

在每一次试验中,猴子的大部分镜像神经元都表现出不同的激活状态,这取决于实验人员是将食物送入口中还是放入容器中。

这时猴脑中镜像神经元的激活形式,与它们自己执行相应的动作时,我们所观测到的激活形式几乎完全一致。

也就是说,在抓取食物送入口中时,猴脑中放电最强的那些镜像神经元,在猴子观看实验员做相同动作时,同样放电最强。

这样一来,在一系列动作的组织方式和理解他人意图的能力之间,似乎就存在着一种严格的关联性。

当猴子观看一个在特定情景下发生的动作时,只要看到一系列完整动作的开头部分,猴子的镜像神经元就会被激活,形成一条动作链。

在刚开始观看一个动作的时候,猴脑中究竟哪一条动作链会被激活呢?这取决于多种因素,比方说动作的作用对象、动作发生的场景,以及对动作执行者过去行为的记忆等。

在这些实验中,我们分别用3段视频来刺激自愿者。

第一段视频中,一只手正在用两种不同的方式,在空无一物的背景上抓取杯子的情景;第二段视频则由两个场景构成,这些场景中都有盘子和餐具,其中一个场景,盘子和餐具的摆放方式就像是为某人备好的下午茶一样,而在另一个场景中,它们的摆放方式则令人联想到下午茶之后的脏乱,正待清理;第三段视频则是在上述两个场景的任意一个中,加入了那只抓取杯子的手。

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