七步驟詳解大腦構造與功能(圖)課件

七步驟了解你的大腦

詳解大腦構造與功能(圖)

參考騰訊科技嘟嘟/編譯2009年12月31日2015年10月15日編者言如果你要了解一部機器，最好的方法是自己將它建造一次。如果你要全面了解你的大腦，就要將它拆分進行研究再制造，因為大腦的零件跟機器一樣都有著獨立的功能。如果你真想知道如何制造一個人類大腦，請遵照以下7步，它將輕松法教你完成夙愿。第一步：了解大腦構建模塊（一）在你開始之前，先了解大腦構建模塊。圖1是小鼠大腦中的一個復雜的結構圖。德國蒂賓根大學神經生物學家貝恩·德克尼爾和他的合作者用電子顯微鏡拍下了神經元細胞的蜘蛛網狀結構，這些線狀物由蛋白質組成，在神經元互相發(fā)送信號時它會不斷延伸和收縮。第二步：將它們清楚分開

圖1中神經元細胞長長的手臂往外延伸，幾乎接及到其他神經元細胞。這些神經元細胞手臂之間距離非常近，僅有20納米的區(qū)間，所以你在進行大腦拼湊時動作一定要穩(wěn)重。第二步：將它們清楚分開（一）

在細胞之間交叉的是突觸，含有神經遞質分子，負責來回傳送信息。圖2顯示的是小鼠小腦部位的的運動神經元細胞（染綠部分）正與紅色部分的神經元細胞交流信息，每個神經元細胞都有一個突觸。倫敦大學的研究人員在研究神經元細胞如何傳遞信息時拍下了這張照片。第二步：將它們清楚分開（二）

第三步：將它們網絡化（一）

現(xiàn)在，這一下變得更加復雜，因為你要如圖3拼湊這些線路，這里涉及到數(shù)十億復雜的腦細胞。圖3是小鼠小腦的神經元網絡圖，明亮的白色斑點是小腦蒲肯野細胞(Purkinjecell)，它屬于一種能夠協(xié)調復雜的動作的神經元細胞，細胞的樹突形成外羽毛狀邊。細胞的樹突形成羽毛狀外邊緣，聚集在中間的軸突直伸到小腦深處，以便傳遞信息。第四步：構建血管（一）

要往大腦里面輸送血液，你要安裝各種直徑和長度的血管，圖4為活小鼠大腦皮層毛細血管圖，這里表面上的大血管先從大腦深處引發(fā)出來，然后分出很多毛細血管。研究人員為了獲得此圖像，往小鼠的血液里注入了熒光糖分子，使得這里充滿血的血管出現(xiàn)了白色。美國加州大學的研究人員使用這種技術測量血管直徑和跟蹤血液流量。他們發(fā)現(xiàn)，血液流量隨著局部神經元的需要而改變。第五步：構建神經膠細胞（一）

你已經連接了所有的神經元，下一步是要構建神經膠細胞，大腦中的神經膠細胞數(shù)量是神經元細胞10倍，科學家們在近十年才認識到這些細胞的重要性。特別是一種叫做星形膠細胞（Astrocytes）的神經細胞，星形膠細胞分布于整個神經系統(tǒng)，它負責供應神經元所需的養(yǎng)分。星形膠質細胞還能通過鈣離子形成自己的長途通信網絡，它們像神經元一樣，可以接收并釋放神經傳導物質。人類大腦皮層內的星形膠質細胞與其它哺乳動物相比，數(shù)量更加龐大和復雜，一些研究者認為，這可以解釋人類為什么聰明的原因。第六步：將神經元歸位

圖6是你把所有的神經元歸位正確后，大腦顯現(xiàn)出的外觀圖像，這里的視覺皮層下的不同細胞顯示出鮮艷的粉紅、黃、藍的顏色，這些顏色取決于它們大腦中的深度（這些顏色是人為的）。但請不要局限于這種結構，在不斷的學習和生長過程中，大腦是在不斷改變的，它是一種奇妙性的適應性很強的器官。大腦不斷地改造自己，儲存新的記憶，掌握新的經驗。麻省理工學院的研究人員在觀察活小鼠的活動時拍下了這張圖像，他們每幾天就觀察一次，發(fā)現(xiàn)這些圖像是不斷變化的，從而獲得了神經元細胞的第一手資料。第六步：將神經元歸位（二）

第七步：增加新細胞（一）

一旦你制造的大腦運作起來，你還要不斷給它增加新的神經細胞，由于老的神經細胞無法滿足活動的需要，大腦會不斷地創(chuàng)造出新的神經細胞，即使是在成年后也不例外。大腦的齒狀回區(qū)（一個參與空間記憶的區(qū)域）和大腦嗅球（與學習相關的重要腦區(qū)）是產生新神經細胞的兩處最活躍之地。圖7為小鼠嗅球腦區(qū)圖像，綠色部分為成年小鼠新長出的神經細胞。如果沒有新的神經細胞補充，大腦的功能就會變弱。日本京都大學的研究人員在破壞掉小鼠的新生長出的神經細胞后發(fā)現(xiàn)，小鼠會喪失掉某種記憶力，例如無法走出實驗中的迷宮。第七步：增加新細胞（二）

結束語：

你制造的大腦能正常工作嗎？如果不能，那是由于布線出現(xiàn)了問題，為了檢修故障，請看圖8，它表明，大腦遠比附有整齊標簽的解剖圖要復雜，圖像采用高角度分辨DTI成像技術拍攝。大腦的前部位位于圖像的右邊，成捆的纖維像電纜線一樣分布，綠色部分顯現(xiàn)出的是兩眼之間的連