你知道大腦有多么神奇嗎?
作為人體的中央處理器,大腦每天發(fā)出無(wú)數(shù)個(gè)指令,它協(xié)調(diào)人體的諸多功能,控制人的所有行為、思想和情緒。大腦就是你的一切。大腦從誕生的那一刻起,就是個(gè)奇跡之旅。當(dāng)精子和卵子相遇時(shí),父親和母親的 DNA 結(jié)合,觸發(fā)了新生命的開始。構(gòu)成一個(gè)人的成千上萬(wàn)個(gè)基因編碼中,有很大的一部分將構(gòu)成中樞神經(jīng)系統(tǒng)。但孩子的個(gè)性、情感和想法并不是由這些編碼先天決定的。相反,在出生后,它們是隨著大腦的發(fā)育以及其與環(huán)境的相互作用而產(chǎn)生的。然而,從受孕開始的細(xì)胞爆發(fā)式增長(zhǎng)是大腦形成的第一步,也是它包含的所有夢(mèng)想和希望的第一步。 ▲ 當(dāng)胚胎發(fā)育成胎兒時(shí),大腦迅速生長(zhǎng)和分化 指數(shù)級(jí)分裂 在發(fā)育的第一階段,受精卵(也被稱作“合子”)經(jīng)歷一系列快速的分裂。1 個(gè)細(xì)胞變?yōu)?2 個(gè),2 個(gè)變?yōu)?4 個(gè),4 個(gè)變?yōu)?8 個(gè),以此類推,直到這種指數(shù)分裂帶來(lái)一個(gè)小的空心球,里面含有數(shù)百個(gè)細(xì)胞,它們?cè)跇?gòu)型上幾乎是一致的。在受孕兩周后,細(xì)胞球體仍在分裂。 首先,球體上出現(xiàn)了凹痕。細(xì)胞進(jìn)入凹痕中,并向下移動(dòng),產(chǎn)生了 3 層細(xì)胞:外層被稱為外胚層,內(nèi)層被稱為內(nèi)胚層,中間層被稱為中胚層。在接下來(lái)的幾周內(nèi),這 3 層細(xì)胞生長(zhǎng)成人體重要系統(tǒng)的組織:內(nèi)胚層形成消化道,中胚層形成肌肉、骨骼、心臟以及生殖器,外胚層形成大腦、神經(jīng)和皮膚表皮。 大腦在第3周開始發(fā)育 新生大腦在受孕后第3周開始發(fā)育。這時(shí)胚胎的頭部出現(xiàn)了薄薄的、勺形的細(xì)胞層,被稱為神經(jīng)板。未來(lái)大腦的主要特征在胚胎發(fā)育的第1個(gè)月就已經(jīng)形成了。大腦半球?qū)?huì)在神經(jīng)板中心凹槽的兩側(cè)發(fā)育,形成左右對(duì)稱的人類大腦。 隨著胎兒的成長(zhǎng),勺形細(xì)胞層的凹陷部分會(huì)變成大腦本身,而柄部會(huì)變成脊髓。當(dāng)神經(jīng)板折疊成管狀時(shí),原來(lái)勺形的膨脹部分會(huì)變成前腦、中腦和后腦。隨著它們的發(fā)育,它們共同形成了大腦(cerebrum)的主要部分。另外,它們也構(gòu)成了丘腦、下丘腦、小腦以及背部和下部的脊髓。 從誕生地遷移到永久住所 最活躍的發(fā)育過(guò)程發(fā)生在大腦皮質(zhì),它是大腦最大、最外層的層級(jí)。在胚胎發(fā)育的第 1 個(gè)月,每分鐘有25萬(wàn)個(gè)新的神經(jīng)細(xì)胞生成,神經(jīng)元開始承擔(dān)特定的任務(wù)。首先,它們慢慢地從細(xì)胞分裂并形成它們的地方,移動(dòng)到它們?cè)诖竽X其他區(qū)域的永久住所。大多數(shù)神經(jīng)元都向著皮質(zhì)移動(dòng),但也有一些向小腦等其他部位移動(dòng)。這個(gè)過(guò)程被稱為遷移。這一過(guò)程相當(dāng)驚人,因?yàn)樯窠?jīng)元必須移動(dòng)一定的距離,還因?yàn)樗鼈兡苎刂l(fā)育的大腦中錯(cuò)綜復(fù)雜的路徑準(zhǔn)確地找到自己的方向。數(shù)百萬(wàn)神經(jīng)元遷移的路程,相當(dāng)于一個(gè)人從洛杉磯走到波士頓,這個(gè)距離約等于從烏魯木齊到上海。令人驚訝的是,它們不看地圖就能找到目標(biāo)。 一旦遷移的神經(jīng)元到達(dá)目的地,它們就會(huì)形成軸突和樹突,與其他神經(jīng)元連接。就像道路連接成交通網(wǎng)絡(luò)一樣,神經(jīng)元建立起通信系統(tǒng),連接大腦的所有區(qū)域。一些通道接收到大量的感覺(jué)信號(hào),成為信息的高速公路。另一些因?yàn)槿狈κ褂茫優(yōu)樗篮蛘咚〕善扑榈陌赜吐贰?nbsp; ▲ 連接 :軸突和樹突像是幽靈般的網(wǎng),從神經(jīng)元胞體向外蔓延 對(duì)大腦疾病的新認(rèn)識(shí) 大腦對(duì)任何影響神經(jīng)元遷移的事情都極度敏感。就在十幾年前,神經(jīng)學(xué)家們還相信,每個(gè)神經(jīng)元開始在大腦中遷移時(shí),都有自己特定的、預(yù)先設(shè)計(jì)好的位置?,F(xiàn)在,研究人員發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元因?yàn)槠渎烦毯湍康牡氐牟煌兄煌奶卣?。舉個(gè)例子,處理口語(yǔ)交流的神經(jīng)元并不是天生就被設(shè)定為語(yǔ)言神經(jīng)元的。相反,它們通過(guò)遷移到大腦中和語(yǔ)言相關(guān)的區(qū)域而變?yōu)檎Z(yǔ)言神經(jīng)元。 這一發(fā)現(xiàn)促使人們對(duì)各類大腦疾病有了新的認(rèn)識(shí)。如果有什么東西干擾了神經(jīng)元向預(yù)定目標(biāo)的遷移,造成遷移過(guò)度或遷移不足,就會(huì)產(chǎn)生很大的影響。自閉癥、精神分裂癥、閱讀障礙以及癲癇等疾病都與神經(jīng)元異常遷移有部分關(guān)系。 胎兒酒精綜合征同樣與遷移問(wèn)題有關(guān)。大腦對(duì)有毒物質(zhì)高度敏感,這些物質(zhì)會(huì)影響遷移。這里要強(qiáng)調(diào)一下給孕婦的警告:要避免讓發(fā)育中的胎兒接觸酒精、煙草、藥物或其他可能干擾大腦健康發(fā)育的化學(xué)物質(zhì)。 ▲ 一個(gè)富于攻擊性的 4 歲男孩在尖叫。大多數(shù)精神疾病在男孩中比在女孩中更常見 神經(jīng)元的優(yōu)勝劣汰 遷移的神經(jīng)元受到了神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的幫助。在遷移的路上,它們給予神經(jīng)元支持和營(yíng)養(yǎng),有些有助于調(diào)節(jié)神經(jīng)元的新陳代謝,有些則在神經(jīng)元的軸突上覆蓋髓鞘。髓鞘是一種脂肪物質(zhì),提供絕緣層,從而控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的通信速度。 盡管8個(gè)月的胎兒的大腦僅重約450克,約為成人的1/3,它所包含的神經(jīng)元卻是成人的2倍。被稱為營(yíng)養(yǎng)因子的生物化學(xué)信號(hào)影響著神經(jīng)元之間的連接,但是這些連接是否存活,取決于突觸之間是否有重復(fù)交流。 大腦不可能維持所有神經(jīng)連接的生化反應(yīng),因此最弱的連接會(huì)開始消失。這個(gè)過(guò)程被稱為修剪。在胎兒發(fā)育的最后階段,約有一半的神經(jīng)元死亡。這種損失是正常的,它消除了許多脆弱或者不適應(yīng)大腦高效功能的連接,只留下了最健康、最適合的神經(jīng)元。 ▲ 兒童神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變化(上圖為9 個(gè)月、2 歲和 4 歲時(shí)兒童神經(jīng)元的生長(zhǎng)和修剪) 嬰兒要多接觸不同環(huán)境 大腦遵循用進(jìn)廢退的原則。如果一個(gè)孩子出生時(shí),一只眼睛若患有白內(nèi)障,這只眼睛就失去了正常的視力,大腦中處理這只眼睛的視覺(jué)信號(hào)的部分也缺乏刺激,逐漸萎縮,而嬰兒另一只正常工作的眼睛開始處理所有視覺(jué)信號(hào),并且會(huì)繼續(xù)發(fā)展、增強(qiáng)。 當(dāng)嬰兒從子宮里出來(lái)時(shí),大腦的發(fā)育擴(kuò)展到對(duì)嬰兒新體驗(yàn)的處理——圖像、聲音、氣味、動(dòng)作、感覺(jué)和情緒。神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備接受新的刺激,為生存而競(jìng)爭(zhēng)。一開始這是一場(chǎng)隨機(jī)的戰(zhàn)斗,但很快,隨著環(huán)境刺激加強(qiáng)了一些連接,而另一些連接變得衰弱,這場(chǎng)戰(zhàn)斗變得更有組織。如果嬰兒接觸到大量的詞匯和多種音樂(lè),語(yǔ)言和聲音識(shí)別的連接就會(huì)增強(qiáng),如果讓嬰兒待在一個(gè)沒(méi)有玩具和視覺(jué)刺激的環(huán)境中,嬰兒的分析能力可能會(huì)發(fā)展緩慢。 ▲ 玩具和能夠刺激心智的環(huán)境有助于嬰兒的大腦形成復(fù)雜的神經(jīng)連接 轉(zhuǎn)自:心儀腦 封面:大明湖畔千百萬(wàn) 編輯:蔡瑞 排版:橙汁兒
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