3、探秘神经与大脑的复杂世界

探秘神经与大脑的复杂世界

1. 大脑与神经系统的宏观特征

神经系统活动的测量数据相当有限，这是因为其结构极其复杂，无数细胞单元相互交织。人类神经解剖结构中约有(10^{10})个神经细胞，可能存在(10^{14})或更多的相互连接，主要由脑和脊髓构成的中枢神经系统组成。除了那些通向肌肉或传递感觉器官信号的部分，大多数神经过程都包含在这两部分中。

大脑的主要部分——大脑皮层，是脊椎动物大脑的上部，由左右两个相等的半球组成。在人类中，它是大脑最大的部分，被认为控制着意识和自主过程。小脑位于大脑皮层的后方和下方，由两个侧叶和一个中叶组成，是肌肉运动的协调中心。高度发达的大脑半球是灵长类动物的特征，尤其是人类。人们普遍推测，这就是人类能够高效进行抽象和符号思维的原因。人类智力优势的另一个可能原因是，大脑整体比脊髓发达得多。还有一种理论认为，这种优势可能与大脑的表面积与体积比有关。

与人造计算机相比，大脑更强大且容错性更高。尽管细胞每天都在退化，但大脑的生理功能相当稳定。大脑还能通过从经验中学习来适应环境。即使处理模糊、随机和推测性的数据，其信息处理也惊人地一致。大脑的运作是高度并行处理的，能耗极低。

从微观层面看，中枢神经系统由以下部分组成：
- 神经细胞（神经元） ：约有(10^{10})个，负责传导神经信号元素。
- 神经胶质细胞 ：人类大脑中约有(10^{11})个神经胶质细胞。与神经细胞不同，它们在不同部位的密度不同，填充在神经细胞之间的空间。有研究表明，神经胶质细胞实际上具有记忆等功能，但在神经复杂模型中，这些功能通常被忽略。
- 血管