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「脑回路不同」这一习惯用语是否有科学依据?

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日报标题:搞不懂你是怎么想的,我们「脑回路」不同

陈小伊,非典型理科女。

哈哈,这个问题还挺有趣的,谢谢题主的提问。

1. 的确有脑回路这么个东西。叫 neural circuits。神经元们是相互连接的,一个具有功能性的,可以自我调控反馈的一系列神经元的回路就叫 neural circuits。简单来说一般是感知觉感受 -- 中央神经系统处理 -- 再回到肌肉或者效应器进行输出。比如看到一只狗狗(视网膜神经元接受信号形状对比度等等),你觉得好可爱啊(视网膜信号传导到大脑,让你“理解”这是个狗狗,然后再激活了愉悦的脑区),你伸手去摸它(传回到手臂的肌肉,让你做出摸的动作)。所有参与从眼睛到肌肉控制的神经元在物理上是连接起来的,这一系列连接起来的神经元回路就叫一个脑回路。

我实在找不到第一个提出这个概念的科学家,但我觉得应该还比较现代,所以觉得问题很有趣啊,神经科学发展才没多久,就已经融入中文俗语了 : )。

2. 可以有很大不同。比如上面一个例子,有些人很怕狗狗,这个时候视网膜神经元接受信号相同(我们排出近视啊色盲啊这些因素大胆假设同一只狗不同的人看到的是一样的)还是传导到大脑整合成“狗狗”的概念,可是由于过去可能被狗咬的经历,这些人激活了恐惧的脑区,从而传回到控制大腿的肌肉,让他们扭头就跑。

* 澄清一点,脑回路的输出可以是多项的,还是这个例子,恐惧的脑区不但连接了大腿肌肉让你逃跑,还可以同时连接你的嗓子让你发出尖叫。同样输入也可以是多项的,不只是狗狗的视觉信号,可能还有狗狗的味道一起传入大脑。定义脑回路的重点是这些神经元一定是物理上相互连接的。

3. 导致的情况就是三观不同啦。你和他明明看到的同一个人,听说了同一件事,你们大脑的处理,最终导致的行为模式却不相同。所以才会导致"无法理解他怎么想的,咱们的脑回路不同"。

4. 科学上没有定性长脑回路短脑回路,但是通过上面的例子你可以想象,一个简单的回路比如膝跳反射,这种都不经过大脑,从膝盖到脊柱再回到膝盖,这个回路就很短,上面的例子要从眼睛到大脑再到控制大腿 / 手臂 / 嗓子,连接起来的神经元就很长。但是,要知道神经元靠电传导啊!速度大概是 120 米 / 秒,你就算是个两米大汉,从眼睛传到脚也不到 2 秒,所以脑回路长理论上是需要更长时间,但都在毫秒级别的,所以俗语就是放大了这个效果来埋汰人的哈哈。

** 正题:科学家们怎么研究脑回路。脑回路是神经科学家一个非常重要的研究课题,但是其实复杂性远远超过普通人想象。在非常低级的生物里,比如小线虫,他们细胞数目都是可数的,所以每个细胞之间的联系科学家们都已经搞清楚了。这样我们可以清楚地明白某个刺激(比如食物)所激活的所有细胞和它们之间连接顺序,来理解它们小小的神经系统是如何处理一个信息并且去执行的(挪动身体去进食)。当你完全理解这个系统,你就可以去完全预测一个生物的行为。这也就是为啥大家前赴后继去研究脑回路。但是细胞数目一多,这个问题就及其复杂。比如人的神经元数目在~2×10^10 这个量级上,每个神经元至多可能和一万个神经元相连(虽然我个人觉得这个数据可能估高了)。但无论如何这都是一个极其极其庞大的系统。以我们现在的能力来说想在回路层面理解还是很遥远啊。Neurons & Synapses - Memory & the Brain - The Human Memory


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