认识大脑 1 脑袋里的秘密

认识大脑英国皇家科学院2011年圣诞讲座第一集脑袋里的秘密欢迎来到英国皇家科学院2011年圣诞讲座。认识大脑。请允许我做一下自我介绍，我是布鲁斯·胡德。作为科学家，我对大脑很感兴趣。大脑到底是什么，随着年龄的增加，它又将发生什么变化事实上，我不应该说“我是布鲁斯·胡德”，我应该说“这是布鲁斯·胡德”。因为我的一言一行其实都是大脑的产物。控制人们言行的器官并非心脏或肾脏，毫无疑问，他们也很重要，可即便我做了心脏或是肾脏移植手术，我依然会是从前的那个我，因为我们的一切脾性言行都由大脑决定。在接下来的一系列讲座中，我们将围绕人脑这一主 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，去探索它到底是什么，它如何运转，更重要的是，它如何与其他人的大脑打交道。而在进入正题之前，我想向大家介绍一位嘉宾，或者说，是一位已经故去的嘉宾。这是人脑的标本，来自遗体捐献。有些人生前决定，死后要把自己的大脑捐献出来用于科学研究，这样科学家才能探究出这令人叹为观止的器官是如何工作的。人脑极为神秘，异常复杂，我们对其了解只不过是冰山一角。我把人脑标本带来，是为了提醒大家，我们究竟是谁，而我们将要探索的事物是多么令人敬畏。无论今晚在场的，还是电视机前的观众，人人都有一颗大脑，每颗大脑都不容轻视，都独一无二，但它们的基本结构与功能都相差无几。那么大脑究竟是如何工作的呢为了更好的回答这些问题，我请到了另一位脑科学家，伦敦大学学院的文斯·沃尔什教授。让我们用热烈的掌声欢迎文斯！文斯，你带来的这台特殊仪器可以对人脑产生影响，我们一会儿就将看到它如何工作了。但在此之前，我们先做个简单的实验。你会不会那首名叫《咩咩叫的黑羊》的儿歌应该会吧，把第一句念出来听听吧“咩咩叫的黑羊，你有没有羊毛”很好。教授还记得小时候唱过的儿歌，真好。你也可以选任何一首。好，接下来我想请你重复一下这句儿歌。但这一次，我将在你说话的同时，用这台仪器刺激你大脑的这一区域。请开始说吧。“咩咩叫的黑……”（文斯刚开口，就呜呜啦啦说不清楚了。）大家不用担心。你没有任何不适吧，文斯，没事吧“我没事。”那就好。这台仪器扰乱了文思的大脑活动。它是一台经颅磁刺激仪。它能够在短短一瞬之间释放出非常强劲的电磁脉冲。那么，它为何会让文斯失语呢下一个实验会为大家提供一条线索。请大家看看这台老式的电视机，我的手上有一块磁铁，现在屏幕上的画面很正常，当我把磁铁靠近屏幕，请大家看看发生了什么变化。电视画面因磁铁的干扰而被扭曲变形了。这究竟是为什么呢了不起的是，解开这个问题谜底的正是英国皇家科学院圣诞讲座的创始人迈克尔·法拉第。法拉第在150年前发现并经常在这个剧场中向人们展示磁场与电场之间有着一种密切的联系。电视屏幕上的画面，是由电子束产生的电信号形成的。因此，当我将磁铁靠近屏幕，磁场就会引发电子束路径的变化，进而使得屏幕上的图像扭曲变形。现在我们来整合归纳一下以上这些信息，磁场能够干扰电场。我们也知道磁铁还造成了文斯的失语，而语言是大脑活动的产物，因此我们可以断定，我们说话的能力是由大脑中某种电流传导而来。大体上就是这个原理吧，没错。文斯，当我将磁铁靠近我的脑袋，它却丝毫都没有对我的语言能力产生影响，这又是为什么呢“因为你脑袋边上形成的这一磁场是静止的磁场，即便你不断地移动着磁铁，这种移动也是极其缓慢的，要想制造出足以干扰脑细胞运动的电场，就需要一块飞速运动的磁铁，刚才大家听到的哒哒声，每一声就代表着万分之一毫秒，也就是说，要想在人脑中产生电流，磁场必须迅速地不断发生位移。”大家还想看文思的大脑再次受干扰吗“想。”好吧，文斯，抱歉了。我们还得再来一次。这次换个什么新花样呢“看看磁场对人体的运动控制功能有何影响吧”我能不能只干扰你右手的运动控制能力，这样可行吗好的，我拿起了这块磁铁，充满电了吗“充好了，我先模几次我的鼻尖。”我们来看看，当我把磁铁放在这里，你还能不能准确地摸到鼻尖。是这片区域么（当磁铁贴近左脑顶下部位时，文斯指鼻子的右手失去了控制能力。）告诉大家，那到底是什么感觉“其实一点都不疼，不过我右手的肌肉完全失去了控制，我无法准确将我的右手随心所欲地伸到我想要去的地方。这种感觉十分诡异。”我们做最后一个实验好吗你可以拍几下手吗我把磁铁放到这里，好了。准备好了吗请开始拍吧。（当磁铁靠近文斯的脑袋，文斯再也无法控制两只手合拍在一起。全场哄笑。）我们把你折腾得够呛了，文斯。麻烦你最后一件事，请你告诉大家，正如我们方才所见，经颅磁扰乱了人们正常的官能。那吗经颅磁能不能起到什么好作用呢“可以。我们用经颅磁创造了很多奇迹。刚才的实验中，我们是用强磁场去干扰大脑活动，由此可以看出，磁场的确对人脑有影响。但当我们用弱磁场去刺激大脑中特定的区域时，便可以治疗抑郁症之类的疾病，或者是在科学研究中对精神疾患以及中风患者的脑部进行建模。经颅磁的用处是十分广泛的。”文斯，这真是令人啧啧称奇啊！请大家以热烈的掌声欢送文斯！大家有没有意识到，我们刚刚证明了大脑其实是一个电力系统，这很酷吧。磁场不仅能够干扰大脑的正常运转，也可以为我们所用，让我们一解大脑的工作原理。为此，我们需要一块磁性极强的磁铁。我们还真找到了一块这样的大磁铁，但没能把它运到伦敦来，他现在在切尔滕纳姆，我们可以通过视频进行观看。这段视频是事先录制好的。“大家好，我是塔莉亚·格瑟博士。一会我将进入核磁共振扫描仪，大家就能知道我在想些什么了。这位是伊恩·莱布，他将帮助我们完成这个实验。”“欢迎来到切尔滕纳姆影像处理中心。这个中心是由库伯特吁请基金赞助，可以进行正电子放射成像和核磁共振成像。而今天我们将对你的大脑进行核磁共振扫描，看看它是如何工作的。首先我们来认识一下扫描仪吧。你以前做过核磁共振扫描吗”“没有。我们进去看看吧”“这是一扇厚重的金属门，因为装有扫描仪的房间的四壁必须都由金属构成。这就是核磁共振扫描仪了。你的头部将进入扫描仪，扫描仪会产生非常强的磁场，这样一来，才能扫描出你的大脑活动。”卡伦将向我们演示扫描仪中的磁场有多强。他拿来了一个…“我在绳子末端栓上了一个扳手，（她刚接近扫描仪进口，磁场就把扳手吸引过去。）”“大家可以想见，磁场有多强。”哇，伊恩，听得见吗“听得见，晚上好！”我们刚刚见识过你的大磁铁了，磁力超级强大，到底有多强““是地磁的3万倍。”听起来非常危险啊。那为什么进入扫描以后，为什么不会对人脑造成影响呢“因为这个磁场是固定的，它不会动，没有移动。所以进入其中用来成像是安全的。所以跟经颅磁刺激器不同。”“这是静止的磁场，对吗”这是静止的磁场，所以是安全的。好，塔莉亚，听得见吗“听见了，布鲁斯，你好啊！”可不能带任何有磁性的东西进去。你手里拿了什么小物件吗“拿了，我拿着个胡桃。”拿着个胡桃，塔莉亚，把这个胡桃带进扫描仪中，别告诉我们你放在哪只手。因为我们等一下要练习“读心术”，稍后我们再来更多地了解你。更准确地说，是更多的读懂你的大脑。而现在，我们能不能给塔莉亚和伊恩教授来点热烈掌声。大脑都是通过电子信号工作，所有的大脑都非常相似。同时在很多方面区别很明显。看看这些动物的大脑，猜猜这些大脑各属于什么动物。这里是一枚一英镑的硬币，用来对比各个大脑的大小。你们认为这是什么动物的能大声说吗—蜘蛛不是蜘蛛，有别的 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 么老鼠谁说的。举手。回答正确，这是老鼠的大脑。这是什么动物的大脑呢刚刚有人说大老鼠吗的确是大老鼠的大脑。这个呢这是小鸡的大脑，信不信这是小鸡的大脑。这边这个呢乌龟的，不对不对，是猫的大脑。这边呢是狗的。最后的这个，是什么动物的马，谁说的如果你回答是马，请举手。我们来仔细想想马，这是种体型很大的动物，对吧通常一匹马的体型比人类大3倍。但是对比看看，马和人的大脑体积，我拿过来给你们看看，虽然马的体型比人类大得多，大脑的体积却比人类的小。这表明体型大小与大脑体积大小不成比例。事实上想想人类的普遍身型，我们大脑的体积比我们想像要大7倍。谁想拿着人的大脑非常多啊！很抱歉，不能让你们拿着大脑，但我这边刚好有个合成塑料的，非常精确的大脑模型。形状大小一样，重量也一样，你们想拿着人类的大脑吗好张开你的手。你首先注意到什么“非常重。”相当的重，对吗大概磅。可以互相传阅，应该说是千克。还有别的吗，你们注意到别的地方了吗来，我来告诉你。能把我的大脑还给我吗谢谢！就像你们看到的，大脑分成了两半，每一半称为脑半球。脑半球一个有趣的方面是它控制着身体的相反一面，还记得么，我们刚才用经颅磁刺激器刺激文思的大脑，当我们刺激他左边的大脑时影响的是他的右手。我们目前还不知道大脑如此安排的原因，这还是个谜。实际上，如果没有因反方向大脑损伤而引起的行为改变，你根本就注意不到这个情况。另一个对我来说，令人着迷的方面，是大脑上的这些褶皱。所有的人类的大脑都有类似的褶皱。但是我们来看看，老鼠或大老鼠的大脑，非常平滑。人类大脑的这些褶皱特征非常显著。为什吗会这样呢未得到答案，我们必须将其放大。看清楚大脑的组成部分中一种叫做神经元的成分。这是神经元的图像，正如你们所见，它看起来像是来自外太空的奇怪的外星生物，数量很多。一般大脑中有大约1000亿个神经元，我们称之为触角的部分是树突。神经元彼此之间正是通过发送电子脉冲互相交流的。神经元之间通常有一个非常粗的连结纤维，叫做神经突，正是它发送信息，与其它神经元连接起来。事实证明正是神经元和他们之间的连接与我们认为的智力和智慧，息息相关。神经元并没有分布在整个大脑中，它们只是集中分布在大脑外层，这一层只有3到4毫米厚的区域，我们称其为大脑皮层。皮层这个词来源于拉丁文的树皮，正是这层包含所有连接的大脑外层让我们变得聪明、思维灵活。所以重要的不是大脑的体积，而是大脑皮层外部的表层和表层面积决定了我们的智力。如果我们取出大脑将其压平，表面积会变成这么大。你能帮我拿一下吗好，这就是我们的大脑皮层，展开后的面积大小，面积很大，怎样将其装入正常大小的头颅呢大自然的解决方式如下：折起来。大自然为这个工程问题给出了答案。如果不这样折起来，我们的头部会有目前的一倍大，这可不好看。母亲们生一个正常大小头颅的孩子，就已经够痛苦的了，可不能再大了。好，现在我们看一下其它动物，看看这些小家伙。看起来非常古怪，对吧有人知道是什么吗水母，回答正确。这是澳大利亚鲸脂水母，可以看到它们在水池中游动。水母的大脑有什么特别之处呢谁来回答透明的，回答得很好。还有吗什么根本没有大脑，太棒了！问题很难，他们的确有中央神经系统，但它们其实没有通常意义上的大脑。为什么水母没有大脑，而其他动物有呢人类一开始为什么长出大脑谁想来回答说吧。否则我们就活不了了，很好，还有呢什么，记忆这些答案都很好，但对于一切有脑动物来说，其根本原因是，我们通过大脑来认识并改造世界。水母能四处游走，却不知自己身处何方，因为他们只是随着潮汐涌动而游走。有脑动物则是用大脑去认识改造世界，去觅食，求配偶、躲天敌，并时刻注意自己所处状况，计划下一步该怎么走。所以大脑的用途是弄清并预测下一步要做什么。现在思考一下，一种动物，或是像人类一样的高级动物，真可谓是一座由多个部门组成的复杂的移动工厂。有不同的加工装置，回收中心，机动引擎，而这一切都需要协调运作。否则，我们就会分崩离析。所以大脑的确是所有行为的总操控室。其中有些行为是自动的，例如：呼吸速率和心跳控制，被大脑皮层以下的脑干控制，是不需要强烈意识控制的。还有一些你已经学会的动作，做之前根本不需要再想一下，甚至包括行走。你可以去计划自己的目的地，但怎样来协调行走的动作，压根用不着想，自然而然就走起来了，这是由底部的小脑控制的。所以不论是自动或受意识驱使的行为，重点是他们都需要靠某一系统来协调，这就是大脑皮层的作用，就在这顶部。所以全身的感应，通过中枢神经组织涌向大脑。而来自神经末梢的感应则组成周围神经系统。那神经冲动的速度又有多快呢现在，我们做一个小实验。测量神经冲动通过一条手臂的长度，速度会有多快。我们需要一些志愿者。实际上我们需要E排的所有同学来配合。E排同学请起立，掌声鼓励！你叫什么名字，小伙子“我叫欧玛。”站在那头的是谁呢蒂姆，你好。好啦，欧玛，接下来，我会用右手紧握你的左肩，你再用右手紧抓下一个左肩，类推过去，大家以此形成一段链条。就是这样，知道了么大家都抓好了吗好了吧欧玛，我现在要做的是轻轻地捏你的肩膀，所有的人都要轻轻地嗷，当你感觉到肩膀被捏了，别抢先嗷。你再去捏下一位的肩膀。这一神经冲动就能在整个E排传递。懂了吗站在最外面的蒂姆，如果你感觉到肩膀被捏了，你就叫停。因为我们会 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 这一神经冲动通过整条E排的时间，来估测这个速度。明白了么那就开始。好的，还不错，耗时秒。再来试试能不能更快一些。那，准备好再来一次吗好的，这一次不到3秒。非常好，经过练习，大家反应更快了。现在我们不捏肩膀了，我们手牵手，这次你们会更快，对吧当你感觉左手被捏时，就去捏右边同学的手，同样，蒂姆，到你了就叫停。准备好了吗4秒。比之前慢了差不多整整1秒。为什么神经冲动会在经过全过程时耗费更多的时间呢仔细想想，我们在第一次试验中，神经冲动只经过了一条手臂，可是当我们手牵手时，它需要通过一条手臂，外加下一位同学的一条手臂的长度，一条手臂大概有1米长，对吧再加15条手臂就是另外的15米了。总共只花了1秒不到的时间。所以是大概每秒10到15米。这种神经冲动的正常速度差不多就是这样。掌声感谢一下E排的同学吧！刚才我们估量了手臂中神经冲动的速度，正常速度差不多是这样，比人们想象中的要慢得多。因为当人们想到神经冲动时，总会认为这一定和电流一样快，因为觉得它就像电脉冲。但事实上，电流速度比神经冲动要快300万倍，所以我们曾通过类似实验尝试着估量大脑的工作状况，但你能准确测量出神经活动吗出乎意料的是，真的可以。如果你是这方面的专家，知道该怎么做，正好又有一条极纤细的电线，所以，下面热烈欢迎来自纽卡斯尔的两位专家，克莱尔·莱恩博士和皮特·西蒙斯博士。克莱尔，你们是和一些有趣的伙伴一起来的，对不对“我们带了一盒子的蝗虫坐火车来的。”这样，他们还是活的吗“是的，它们都在草堆上享受大餐呢。盒子里大概有6只蝗虫，体型大小不一。”那他是被轻轻地翻过来了，对吧“对。被放在小小橡皮泥床上。它其实是只母的。”是只母的啊。“她躺在橡皮泥床上，我们用橡皮泥圈把蝗虫固定了，皮特正在将一根细丝放进它的胸腔，的确，这根线和针灸用的差不多，非常纤细，细如发丝。”所以这对蝗虫本身无任何伤害吗“毫发无损。”真神奇。不打扰正在装置的皮特，因为这是极其精细的步骤。我先来普及一些蝗虫的知识。这种蝗虫是体积比较大的蚱蜢，它有比较简单的神经系统，避免其跳跃时撞上其他物体。做这个实验的原因，是因为数目的增加，它们就变成了蝗虫群，会成群地飞行，几乎有数百万只蝗虫，在飞行过程中却不会彼此相撞。蝗虫群确实灾害，因为当它们落在一片庄稼上时，它们会在几分钟内将作物一扫而光。所以它们是害虫。但同时它们又有益于人类，因为我们可以测量其大脑的活动，又不伤害它们。像这样就可以开始试验了，对吧“对，我们会观察它神经系统内特定的神经细胞，使用这台仪器记录神经细胞产生的电脉冲。实际上，之后产生的响声来自蝗虫神经系统的某个神经细胞。它是一种非常重要的神经细胞，这类神经细胞是蝗虫躯体中最大的细胞之一，它向下连接翅膀，还能使翅膀停止运行，蝗虫就能向下俯冲，避开天敌，或者调整飞行方向，绕开蝗虫群中的其他成员。”皮特，准备好了吗“准备好了。她应该也准备好了。”说实话，我分不出雌雄。不过我觉得雌性体积要大一些，对吗“没错。”好，那我们要录下哪一块视觉区域呢这只蝗虫的哪一边“我们会记录蝗虫右边的神经元活动。即对它左眼的视觉区域内事物的反应。”好了，全场保持安静，仔细听，你们会听到神经细胞的活动。听到了吗意识到了吗，这是蝗虫的脑波声，我们知道声音来自那边，因为如果我从另一边接近…不会有任何反应。其实，她应该对我非常关注，对吗太有趣了，我们能用这个试试吗这是模仿另一只大蝗虫，跟一大群一起飞过来，太棒了。那么告诉我，克莱尔，你们能利用这些研究做些什么呢在人类身上有什么应用吗“蝗虫有非常棒的神经回路，我们模仿建立了一套可以放在传感器内，预防车辆碰撞事故的装置。我们希望在未来，这套基于蝗虫神经的系统可以帮助驾驶员们规避事故。”所以蝗虫可以帮助人们避免连环相撞事故。“我们希望最终可以成功。我觉得这很有用。”我们可以把蝗虫放了吗证实一下他的确没事。能给蝗虫一个特写，展示一下吗我们不能放手。因为只要找到机会它就会逃跑。现在大家看到了，她很好。把它放回他的朋友那里，让它们退场吧。请掌声感谢蝗虫以及皮特和克莱尔！感谢你们过来。刚才的展示非常精彩。但类似的实验可以在人身上做吗我们之前挑选了一位志愿者。比利，他现在不能说话，因为他身上接了脑电波装置，我们不会在他大脑里贴电极，但可以在外部做记录。因为实验证明，如果大脑神经细胞同时运转形成的电流，足以能用微小电极探测到。平时科学家做实验时会在受试者头上接满电极，但今晚的展示，我们只检测比利的后脑部分，那里是他的视觉中枢，就是人类视觉皮层所在地。刚才我们都看到了，蝗虫看到我接近时的反应，这次我们反过来，让人来看蝗虫，来看看人会有什么反应。我们在这里看到图像已经出现，这就是比利大脑视觉中枢的反应，这样就可以了，谢谢凯特。如你们所见，在蝗虫出现的时候，图像会有反应，蝗虫的图片进入他的眼睛，将这些视觉冲动通过视觉神经送入脑后的视觉处理区，形成反射。这是蝗虫的图片初次出现时的图形（曲线显示出倒U字高峰），这是之后几次的脑电波（曲线下降，低平），说明他如何对图像进行加工的。比利，结果说明你确实有大脑，非常感谢！也请大家把掌声送给凯特和比利！动物都在相同的环境中活动并相互影响，就像蝗虫和人类，但他们的大脑却差别极大。他们的感受也大不相同，我们自身的经历也常常与想象中不尽相同。我们还来说视觉，我们大都认为视觉是丰富而细致的，事实上大家都认为其效果和相机的一样，但真是这样么我们来做个试验。乔，过来一下好吗乔的肩上有个摄像机，他在拍摄。你们可以在上面的屏幕上看到拍摄的效果。内容丰富，细节清晰，这是我们认为的视觉效果。但事实上，人的视觉完全不是这样，我们通过技术研究发现，人们只能看到视觉中心部分的内容，这部分大概是——伸直手臂后看到拇指的大小。那么我们能让摄像机模拟视觉效果吗现在大家看到图像边缘都模糊掉了。只有中间部分是清晰和细致的。这就奇怪了，因为你看到的画面不是如此，对吗你看到的是充实丰满。知道为什么吗我来演示给大家看。我靠近一点，视觉看来细致的原因是我会转动眼球，我非常快速地转动他们，大概每秒钟4到5下吧，这个动作叫做扫视，这就是大脑建立复合图像的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。你对世界进行采样，再将信息存储起来，大脑记住了它们。正是因此，世界看来如此丰满生动。但还有个问题，如果摄像机像人眼一样转动，就会产生变形，我们来试一下。乔，你能像动眼球一样转动摄像机吗我们来看看效果（图像一片模糊）。哪里出了问题有答案吗你来，动得太快了，图像很不稳对吗非常模糊。如果正常视觉是这样，大家都会晕的。所以大脑有个很聪明的小把戏，每次你转动眼球时，它会把视觉信息屏蔽，这样就看不到这些模糊的图像了。那吗乔，你能模仿一下吗每次转动摄像机时都关掉信号传输，好的，事实上大脑屏蔽了几乎所有的视觉信息，转动眼球时你什么都看不到，我们知道这是真的，我来证明这一点。我需要一个志愿者。我们来看该选谁呢有人愿意吗，那位同学，你叫什么艾米，好。你能这样拿着镜子吗乔什，来拍摄一下艾米，很好。现在，艾米。看你的左眼，然后看你的右眼，来回交替看，能看到自己的眼睛动吗，不能。有人能看到她的眼睛动吗“能。”艾米你的眼睛确实动了，要我证明给你看吗抬头看那里（荧屏），准备好了，看来你很惊讶，但别担心，你很正常。人都无法看到自己的眼珠动。请把掌声送给艾米！你们可以在家自己试，刷牙的时候，可以看着镜子，盯住左眼，然后转而看右眼。试试能否看到自己的眼睛动。你肯定看不到，因为不论怎么试，大脑都不会让你看见。其实，如果加上所有清醒时转动眼球的瞬间，人每天大概有两个小时是瞎着的，但没有人意识到，有意思吧显然大脑有着精巧的小把戏使这个世界看起来丰富生动，精彩纷呈。那么你发现过的信息后来都怎么了呢“冰激凌，来只冰激凌吧，冰激凌！”哈，这里有不少信息，一支冰激凌，谢谢！看来这只冰激凌，它包含着许多信息，看着可口，闻着很香，我再尝尝，听到我咀嚼的声音了吗，很冰，而且非常美味。我的大脑以某种方式将这些不同的感知组成为一个整体印象，一支美味的冰激凌。它是怎么做到的呢我将在现场构建出一个简易大脑来展示。早些时候派发过一些头盔，请把它戴在头上。戴头盔的同学请起立这些是志愿者。他们各自代表着不同的神经群。假设这部分大脑是处理形状信息的，后面那位同学，您处理圆形信息；而您，前排的这位处理长条形状的信息，例如一支铅笔；这一部分的观众代表大脑处理颜色信息的部分，所以你处理绿色；你对任何黄色物体都做出反应；在这边的一部分大脑负责处理听觉信息；所以你们接受来自嘴的信息；后面这位，你处理甜味，你处理咸味。请举起这些连接线，因为它们代表着大脑各区域的所有链接。按下手中的按钮，看看大脑是如何传递信号的，你们能闪动灯光，显示出随机的链接，这就是一个简易的大脑。简易的大脑是怎么了解事物的呢让我们来教它识别水果：（请把灯光熄灭一下）假设你从来没吃过香蕉，请你们做出回应。如果你负责的信息出现，就按下按钮。来看看想叫是什么样的：长条型，黄色；把它放到嘴里，尝到的是什么滋味甜味，这些形成了香蕉的模式。好了，每个人请打开你们的灯光，再次连接起来，现在大脑正在自我对话，把灯光关上。在认识另一种水果。这次，圆形按下按钮；绿色；放进嘴里，是甜的；每次你吃一根香蕉，或一粒葡萄，它在脑中的模式就会强化。这是因为同时兴奋的神经元是相互连接的。你们也许注意到香蕉和葡萄引起了同一部分的兴奋，就是甜味中枢。这说明大脑能利用相同的区域，处理不同事物的信息。那如果你踏上异乡，碰上从未尝过的食物该怎么办呢把灯关一下。比如你到了地中海，看到了这个小小的圆形的绿色的东西，圆状，绿色，你的大脑会认为：它看上去很像葡萄，因此会是甜的，甜味中枢，点亮你的灯。但当你把它放进嘴里，讨厌，是咸的。这就是为什么你会对似曾相识却完全新颖的事物感到非常惊讶。新的食物也会因此让你惊奇。让我们回到这个简易大脑，如果出现这个模式，你们说，你们认为这个模式代表什么东西香蕉。它代表着香蕉，但并不是真正的香蕉，只不过是大脑重新创造吃香蕉时的感知，我们称之为表示法。因为大脑在重新表示最初的印象，事实上，表示法是大脑的语言。以上是仅有几组神经群为例的简单示范，让我们初步认识大脑内的不同模式，但是大脑要复杂得多。一个真正的大脑有一千亿个神经元，也不至有你们手握的这几处连接，因为神经元间有多达一万处链接，如果将所有的连接头尾相接能长达18万公里，相当于环绕地球4圈的长度。这十分不可思议，不是么因为这意味着你的大脑有能力处理无数个模式信息。因此我们说人类大脑是迄今为止自然界已经发现的最复杂的结构。让我们为小小的大脑送上热烈的掌声！我们的世界充满着丰富的经历被整合进模式中，赋予其意义。我们生活中常常遇到的所有事物联系的结构和顺序，都由这些表示形式反映出来。举个例子：如果我拿着这个垃圾箱盖，你的大脑中有不同的区域在处理这一信息，有一些区域处理视觉信息，如果它掉在地上，你的大脑会有一部分区域处理听觉信息，这样你的视觉和听觉中枢都被激发。事实上，有一系列神经元将图像和声音信息整合起来，这种对图像和声音的表示法通常是可靠的，因为图像通常和声音相一致，但有时却会误导你，得出错误和令人吃惊的 结论 圆锥曲线的二级结论椭圆中二级结论圆锥曲线的二级结论圆锥曲线的二级结论探究欧姆定律实验步骤 。让我们再试一次，你们现在肯定认为是这个头骨在打嗝，但事实显然不是如此。事实是你看到的头骨在动的同时听到了声音，你的大脑迅速将这两者整合在一起，这被称之为腹语效应，当人们看见表演腹语的人时，会认为表演者用腹部发声，但其实他们完全不用腹部发声，他们所做的是最大程度上减少嘴部的运动发出声音，夸张地模仿木偶的嘴形，我会一点这种把戏，试试能不能让你们以为头骨在说话。就这样，“她在海边卖贝壳。”腹语效应不仅帮你定位声音来源，因为声音和图像通常来自同一空间位置，但腹语效应同时也影响了你听到的东西。在接下来的例子中，我需要你们非常仔细地观看一小段视频，看看你们是否能够听清我在说什么。请看屏幕：你们听到了什么谁听到的是“哒哒”请举手。坐在中间的部分，我们再听一次。你们听到的是什么“哒哒”吗尤其中间区域的观众，你们听到了什么“哒”还是“吧”难度降低一些，这次请你们再听一遍，但要闭上眼睛。再听一遍。这次你们听到的是什么“吧”，一定是“吧”，如果你听到的是“哒”，那么就是被一种称为麦克格效应的假象欺骗了。因为我的口型既非哒哒，也非吧吧。我的口型是“嘎嘎”，大脑接收到“嘎”的图像和“吧”的声音，但这是大脑从未遇到过的组合模式，于是它就给出了“哒”的答案。你的大脑一直都尝试要解释感知信息，来给出最佳的解决方案。当你看着别人说话时，你观察他们的嘴部的动作，他们的口型会的的确确影响你听见的话，下面是一个简单的派对把戏。我需要你们面对邻座的人做出说：“大象果汁”的口型，不要出声，只需要做口型。面向邻座的人，听上去像什么你觉得对方应该在说什么你们为什么笑看上去像不像对方在说“我爱你”我听到的是“我爱你”吗我爱你们所有的人！如果人人都互相说“大象果汁”世界不会变的更美好吗多对其他人说这句话，你的大脑，请安静。你的大脑不仅能形成外部世界的表象，他还能储存自己身体的表象。接下来的实验中，我需要某个不介意失去手的自愿者。坐在那边的女生，请你下来一下。没关系，就在这里。首先请问您叫什么是乔茜，对么你已经准备好为此次医学实验失去手了，你不介意失去一只手吗别担心，我不会把你的手砍掉的。我将制造一个你要失去手的幻觉，所以我要你穿上这件奇怪的夹克。它有3只袖子，把手穿过这只袖子，然后另外一只，这是这件夹克正常的地方，会不会太小了，很好。现在我要折磨你啦。现在，乔希，是叫这个名字吗好的。乔希请坐。乔希，你把另一只手放在这上面，你的左手，两只手都放上来，这看起来有点奇怪，但我要你把注意力集中在这里。这只橡胶手臂上，这只手和乔希的手大小差不多，请你别看观众，注意力都集中在这只手上，好么形成幻觉大约需要一两分钟的时间，接下来会发生的是乔希看着她的那只橡胶手，正常情况下手会放在这里。于是，她的脑袋有点迷糊了，因为那只手应该属于她的。同时，为了让错觉更加逼真，凯特会同时刷这两只手，大脑就会接受到所有接触的信息，这是混合的信息。大脑尝试弄清这是怎么回事,.感觉怎么样有没有开始，很奇怪，感觉奇怪吗“是的”。好的。继续再做一会儿。注意力一直在这之手上，好吗准备还了吗（锤子猛击在橡胶手上）你有感觉奇怪,有觉得奇怪吗别担心，我没有要伤害你的手。掌声在哪里，感谢各位，非常好。会这样的原因是，大脑不再确定这只手是否是橡胶手了。所以大多数人做这个实验时会觉得很神奇，我无法请所有的人来做这个橡胶手幻觉实验，但我能向你展示如何获得类似的经历。我需要另一名志愿者来自这边的观众，穿蓝色衣服的女生，请你下来一下。您叫什么名字夏洛特，这有一个非常简单的方法，重现橡胶手幻觉。我要把你转到这边一点。很好，夏洛特，像这样举起你的右手，好的。你的另一只手这样夹着，看着你的食指，一边看一边上下移动，有没有感觉有点奇怪，你们都可以试试，面对你旁边的人，如果能做的话，用你的大拇指和食指，很奇怪，对吧，非常诡异。如果喜欢的话，还可以在家里试试。把热烈的掌声献给夏洛特！谢谢，夏洛特。所以你的大脑总是想弄清楚世界是怎么一回事。有时，当它收到奇怪信号时，它或出现奇怪的经历和幻觉，实际上，我们总能看见事物，可能是云层中的脸或者墨迹中的动物。很简单，如果你拿一些咖啡豆，我把它们撒在纸上，撒在桌面上，你可以看出各种图案，有没有人看出那是什么请大声说出来。“是只老鼠。”还能看出什么很显然，你们都看出了各种图案，非常棒！这让人感到安慰。你们的大脑总是在尝试组装结构和顺序，如果你能以多角度看待一个图案的话，大脑的这种作用会是最明显的。可能最著名的例子就是内科尔立方体（意在说明视觉对透明立方体的透视关系可以做不同的理解）。这就是一个内克尔立方体，看他一会儿。这是立方体的一个边，如果你看着它的时间足够长，你会觉得它指向一个方向。但是，如果你盯着时间足够长，你的大脑会转而觉得它指的是相反的方向。有人有这样的经历吗请举手示意我。很好。我们可以让这感觉更强烈。如果我们让它动起来的话，看着它运动，它似乎朝着一个方向运动，突然，有没人觉得它朝着一个方向运动认真看，你知道为什这么有趣吗当你看的时候眨眼睛了，它就会变，我们没有用什么电脑特技，这是你的大脑在两种版本之间切换。神奇吧另外一个有趣的地方是，你的大脑不允许你一下子全看清所有图案，它强迫你进入其中一种感知，这个可以解释为什么你们中有些人有时会看见一些东西，比如鬼魂，我将在你们面前召唤出一个鬼魂，好吗别担心，不会是没有脑袋的骑手，它会比骑兵简单，也会友善得多。如果你想在家里试的话，你只需要4张圆纸片。这个幻觉很简单却很逼真。只需要把圆纸片剪掉四分之一，如果把这些圆排列起来，你会看到本没有的东西，有人看出来什么吗举手，喊出来。没错，一个正方形。当然这里没有正方形，对吧当我把纸拿走，它就消失了。放回来，又出现了。这是一个非常简单的同时又是一个非常大的幻觉。因为我觉得它解释了大脑中最重要的一点。如果我带着电线进入你的大脑，我可以测量神经元的激烈活动，就好像这里真的有一个正方形一样，这很神奇。大脑自己在创造经验，对吧实际上，我们甚至可以展示出你认为这是一个真的固体物体。科学家在最近的一个实验中，在脑部扫描仪下观察实验者，向他们展示这个方形，这是卡尼莎三角（卡尼莎三角表示我们会在自己的想象中设法将不完整的图形加以封闭，以成为完整的图形），这里有个方形，然后让方型移动，再来一次，看它穿过整个白板。再来一次，象实物一样波浪运动，神奇吧如果你看出来了，它在穿过整个白板。如果我们让它快点移动，它在动，穿过白板。最了不起的是，大脑中的运动区域被激活，运动区域和幻觉中的鬼魂方块朝同个方向运动，于是，你的大脑不允许你与现实接触，它自己一直在形成现实，这非常了不起。让我们请回查理和爱奥娜。还记得节目开始时的查理和爱奥娜吗我们请他们回到节目中。你们在哪里，查理和爱奥娜，请下来。掌声有请他们！两位，你们觉得这个节目怎么样我发现你都没有变化。你还是很高，是吧，查理。你还是有点矮，是吧，爱奥娜。你想比查理还高吗在今天的英国皇家科学院圣诞讲座上，我们真的可以让你的美梦成真哦。那么请你跟随凯特到外面的一间小屋子内。我们很快就会再见到他们的。通过今晚的讲演，我们看到了大脑是如何构勒出现实的，而这些感觉是靠日常的经验来获得的。然而事实并不是总像我们看到的一样，有些时候我们还可以骗偏大脑。你们好啊！两位，看到你们了，能挥一下手吗，查理。查理，这间屋子对你来说有点小啊，也许你应该到对面的那个角落站着。爱奥娜，你们俩换换位置好吗好的。神啊，这是怎么回事啊，再换一下。你们俩能拉下手吗，你们能够到彼此吗好了。看啊，大巨人和小矮人，。你们俩先在那玩一会儿哈，我来解释一下这种现象。为了解释，我需要一个模型。因为你所不知道的是这并不是一件普通的房间，事实上，这个房间的形状是这样的，这个角度是我们摆放摄像机的的角度，只不过跟你的大脑耍了一个小把戏，让它以为这是一件正常的方形房间。我再用下面这幅画来解释这一现象。这两条线是等长的吗这两条绿色的线啊，谁说看起来一样长你的大脑还蛮有个性的哦，至于其他人嘛，我希望，谁觉得上面这条线更长一些很好，当然了，这是一种错觉。这是一幅庞氏错觉图。因为事实上，这两条线的长度是相等的。我们现在再让这条线变长一些。究其原因呢，就是你的大脑产生了一种叫做远景推理的错觉。这个就像是一列铁轨，因为你看到铁轨时铁轨会越来越小，然后聚合到了一点，铁轨就会变得越来越倾斜，因为这里是一个较远点，并且他还比铁轨两边要宽，我们就会推测他会比这条在铁轨内的线要长一些。再说一遍，即便你的大脑告诉你，说它们看着不一样长，而事实上他们完全一样长。那么，艾姆斯屋运用的也是同样的道理，它也用大脑关于斜线的远景推理错觉来让你们的大脑以为这个房间是完全正常的房间。而事实上，这边明显要长一些，我认为要想让大家更好的理解这一现象，就是让我也进到那个房间里去。这样你们就能看到我在那个房间什么样，以及那个房间是什么样子的，好吗这里就是这个艾姆斯屋了，两位怎么样“我们还好。”如果你看一下四周，就可以看到这个房间并不是直角或是正常的房间。它的两边都是斜的，我们团队把它造得可以让摄像机从这个角度拍摄时让人感觉这是一间正常的房间，但事实上，这是个斜的房间。你们俩再换一下好么事实上，我也要进去，这样你们就能看到我进入房间时我的体型是怎样变化的。我来了！现在我很高，而现在，爱奥娜你比我们两人都高了。这就是英国皇家科学院的魔力啦。你现在过来吧，然后来点热烈的掌声。那么，这些错觉现象都表明我们的大脑不停地想让世界万物变得合理，并且基于我们的大脑储存的知识进行理解，而错觉现象就奇妙在即使你知道某种现象是错觉，因为我刚刚就用这些模型给大家解释了嘛，而且还展示了这些错觉。但是你还是情不自禁地觉得这是真的，那是因为正是你的大脑创造出你对世界的感知，这是不能避免的。现在，还记得我给你们保证过我们会读懂塔莉亚的大脑，知道她在想什么吗让我们回到切尔滕纳姆，看看我们能否进行读心术。你好切尔滕纳姆，你能听见我的话吗“这里是切尔滕纳姆，你好伦敦。”是伊恩吗“是，你好，布鲁姆。”你好，进行得怎么样塔莉亚大脑的扫描好了吗“是的，我们已经得到了几张很棒的图像。”那就好，你能先传过来一张吗让了解你们看到什么了。这是一张大脑结构图，对吗我要先对观众解释一下这是什么东西。想像一下我就是塔莉亚，而我正躺在核磁共振扫描仪中。我躺下了。而这次扫描将会从我下巴一直扫描到头顶，图像左侧显示的是我右侧大脑，而图像右侧显示的是我左侧的大脑。你刚刚有没有给塔莉亚看过图像（她看过了，我们给她看过了。）能否给我们看一下当她看到示例图像时他的大脑活动图告诉我们，她大脑的哪部分是比较活跃的（后面的）所以如果是后面部分，那是大脑负责处理哪种感觉的区域，是哪种感官区（视觉。）说对了，我们给塔莉亚看图片，当他看到图片时她大脑后部就会更加活跃，这就展现了她大脑的功能。现在，塔莉亚，我们让她…我们有颗胡桃，让她拿在手中，得到那张脑活动图了吗，伊恩（得到了，我们正在得到那张图。你说她手里已经拿着一颗胡桃了。当她正拿着那颗胡桃的时候，我们获得了图像。）很好，你现在把那些图像传过来好吗如果这是她的大脑活动图，她的大脑哪部分更加活跃图像上的哪边是右侧大脑。这边是右侧大脑。根据今晚学到的大脑交叉控制理论，来告诉我塔莉亚哪只手有胡桃左手。塔莉亚你能告诉我们你哪只手中握着胡桃吗（我的左手。）谢谢！你们刚才对塔莉亚施展了读心术哦，因为你们知道她哪只手中握有胡桃，而且知道的可是千里之外的情况哦。大家来点掌声！在我们结束之前，我们能不能对塔莉亚和伊恩道声感谢和晚安晚安，切尔滕纳姆，晚安！这就是你们的大脑。你们的大脑要对你周遭的世界进行理解，并且把它们变成一系列模式，还要把这些模式形象地记忆下来。有了这些高科技，我们能知道大脑是如何活动的，但是否意味着只需看看一个人的大脑活动图我们就能知道他在想些什么吗只有当你知道自己想读什么心，而且这个活动非常简单的时候，科技才会有所帮助。比如知道哪只手中握着胡桃，但关键的是，我们人类是非常复杂的，我们所能做的事也是非常难的，这样才能成就了我们人类今天的地位。这样就出现了一个问题，谁来协调这些复杂的活动和想法谁来控制这些呢下次讲座我们来一探究竟。那就晚安了，还要好生照看你的大脑哦，晚安！