大脑分析「大脑分析器」
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求大脑结构及功能详细分析求大神帮助
脑encephalon（或brain）位于颅腔内，在成人其平均重量约1400g，起源于胚胎时期神经管的前部，一般可分五个部分：端脑、间脑、中脑、后脑和延髓其中端脑和间脑合称前脑prosencephalon（或forebrain），后脑与延髓合称菱脑rhomben cephalon（或hindbrain），后脑metencephalon（或afterbrain）又由脑桥和小脑构成。依据其所处的位置，人们习惯上把中脑、脑桥和延髓三部分合称为脑干。延髓向下经枕骨大孔连接脊髓。随着脑各部的发育，胚胎时期的神经管就在脑的各部内部形成一个连续的脑室系统。 1.脑干 脑干brain stem是中枢神经系统中位于脊髓和间脑之间的一个较小部分，自下而上由延髓、脑桥和中脑三部分组成。延髓和脑桥的背面与小脑相连，它们之间的室腔为第四脑室。此室向下与延髓和脊髓的中央管相续，向上连通中脑的中脑水管。若将小脑与脑干连接处割断，摘去小脑，就能见到第四脑室的底，即延髓上部和脑桥的背面，呈菱形，故称菱形窝。脑干的内部结构主要有三种类型：神经核团、长的纤维束和网状结构，后者是各类神经元与纤维交错排列而相对散在分布的一个特定区域。 2.小脑 小脑cerebellum占据颅后窝的大部分，其上面平坦，贴近由硬脑膜形成的小脑幕（见后），下面的中部凹陷，两侧呈半球形隆起，凸面依托在颅后窝底。小脑中部比较狭窄的部分，称为蚓 vermis；两侧膨大的部分则为半球 hemispheres。小脑在前方籍三对小脑脚与脑干背面相连接，起于脊髓和下橄榄核的小脑下脚位于中脚内侧（其与中脚的边界不易区分）；小脑上脚主要由小脑的传出纤维构成，呈薄板状，位置靠前，左右上脚之间有上髓帆。下髓帆自小脑向下连接第四脑室脉络组织。 小脑总体积约占整脑的10％，然而其所含的神经元数量却超过全脑神经元总数的一半以上。大量的神经元胞体集中于小脑的表层，形成小脑皮质cerebellar cortex，皮质表面可见许多大致平行的横沟，将小脑分成许多横行的薄片，称为叶片folia。小脑的白质破皮质包裹称髓体medullary center，髓体内还埋有灰质核团，称为小脑核cerebellar nu－clei或中央核central nulclei。小脑核是小脑向外发出传出纤维的部位，由三组成对核团所组成：顶核fastigial nucleus位于第四脑室顶的上方；其外侧有中间核illterposed byckei， 在人类，中间核可分为球状核globosenucleus和栓状核 emboliform nucle-us；中间核的外侧为形如袋状、体积也最大的齿状核 dentate nucleus。 尽管接受大量的感觉信息，小脑的功能主要与运动控制有关，即维持人体平衡并协调骨胳肌的运动。小脑的损伤不会引起随意运动的丧失（瘫痪），但可表现有平衡失常以及肌张力特别是运动协调的障碍。随着脊椎动物的进化，小脑体积增大，在人类达到高峰。这与高等动物特别是人能从事精密细致的复杂运动有关 3.间脑 间脑diencephalon由前脑发展而来，位于脑干和端脑之间，其体积不到中枢神经系的2％，但结构和功能十分复杂，仅次于大脑皮质。间脑的两侧和背面被高度 发展的大脑半球所掩盖，仅腹侧部的视交叉、视束、灰结节、漏斗、垂体和**体外露于脑底。 间脑可分为5部：背侧丘脑、上丘脑、下丘脑、后丘脑和底丘脑。 间脑的内腔为位于正中矢状面的窄隙，称第三脑室third ventricle，其顶部成自脉络组织；底由视交叉、灰结节、漏斗和**体构成；前界为终板；后通中脑水管；侧壁为背侧丘脑和下丘脑。 4.端脑 端脑telencephalon与间脑同自前脑发展而来，端脑是脑的最高级部位，由两侧大脑半球借胼胝体连接而成。在种系发生上，从鱼类开始，端脑的功能与嗅觉有关。随着动物向高级发展，从爬行类开始，端脑具有嗅觉以外的更多功能。人类端脑的皮质重演种系发生的次序，分为原皮质archicortex、旧皮质paleocortex和新皮质neocortex。原皮质和旧皮质与嗅觉和内脏活动有关；新皮质高度发展，占大脑半球皮质的96％以上，成为机体各种生命活动的最高调节器，而将原皮质和旧皮质推向半球的内侧面下部和下面，构成边缘叶。
大脑分析问题时是怎么运转的？
认知心理学，狭义的说就是信息加工心理学，它将人看做是一个信息加工的系统，认为认知就是信息加工，包括感觉输入的编码、贮存和提取的全过程。
认知心理学比较常见的是实验是，给你个屏幕，然后很短的时间为你呈现一个元素（比如字母），你手下有一个按键。实验要求你看到元素就进行按键，然后观察你看不同元素进行按键的时间延时。
元素的不同，按键的种类变化，元素呈现的时长，以及元素呈现的方式（仅元素本身，用颜色弱化/强化，将元素融入一段视频的背景中等等），等等，控制实验变量产生变化，组成了这类实验多种多样的形式及内容。
以下是我自己在经过心理学学习后我的理解：
先说人类的感受器，比如眼睛，耳朵，将外界**转化为电信号，但是不同类型的**依然是不同类型的信号，比如听觉信息被编码为声码，视觉信息被编码为形码，语义信息被编码为义码。
首先人在面对问题/事物时，首先会将其信息通过如上的逻辑转化为对应的编码，然后将编码属性及特点与自己脑中过往记忆中形成的不同范式进行比对，如果发现相同的范式，则调起该范式对应的处理机制，来指导自己的躯体进行反应。
比如，我以前玩过毛绒玩具狗，当我看见毛绒玩具猫时，通过视觉/触觉将【柔软】、【小的】、【非生物的】、【动物形状的】等特点在我的大脑中检索后，发现最匹配的是【毛绒玩具狗】这一范式，于是我采取【上去拿起来并抚摸】的动作。
人会在这个检索过程中不断修正自己的范式 ，比如：
以前的范式是【毛绒玩具狗】，在我摸了毛绒玩具猫后，我明白了不同动物都可以被做成毛绒玩具，所以在原有范式之上，建立了【毛绒动物玩具】这一新范式。以后再遇到此类东西，就不会先找到【毛绒玩具狗】，而是【毛绒动物玩具】。（认知速度加快。因为原本的认知中，毛绒玩具狗其实并不完全匹配，中间会有自己大脑不断类化处理的过程，这也是要消耗思考时间的）
但是如果在过往记忆的范式中没有找到对比，这就会比较有意思了。这本质上是学习的过程，但是根据性格、环境、内心状态的不同，人会呈现出【恐惧】、【好奇】、【无视】等各种反应。
比如你看见大街上有个人双眼通红，皮肤脱落，正在啃人，这绝对在你的过往记忆中没有范式，你会恐惧。但是当你身处末世久了，你就不再恐惧了，因为你建立起了范式（参看各种僵尸片）
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微米的细微变化，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电影说起。
在美国电影《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**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。
怎样才能提高大脑的分析能力？
当然是让自己大脑接受更多各方面不同的知识。以此来提高大脑的分析能力。
