最强大脑使用手册：揭秘大脑分子式脑区

第四章　大脑分子式

脑区！脑区！

我的外套很简单，一件打底衫，一件衬衣，一件防风服（由内到外分别是软脑膜、蛛网膜、硬脑膜）加一个黄金骨盔甲（颅骨）。

人们通常所说的人脑是指在颅腔内的三大部分：大脑（左、右大脑半球和间脑）、脑干和小脑，所占比例分别为87%，2%，11%。软膜与脑实体表面紧密附着，在与蛛网膜隔开的腔隙里充满了脑脊液（约150mL），我就这样漂浮在“海洋”里（如图4-1所示）。

图4-1　大脑结构示意简图

左、右大脑半球占了我的大部分，最外一层的薄皮状结构（平均厚约2～3毫米）是皮层——是脑和整个神经系统演化史上最为晚出现、功能上最为高级的一部分。它像揉成一团的纸，有着密密麻麻、错综复杂的沟回。这些结构和功能决定一个人的性格和认知状态，比如：前额皮质区活动过于亢奋的人，通常属于事事都爱参与、比较直率的人；反之前额皮质区域活动不够的人，通常是只爱出主意、自己少力行的人。而前扣带回与认知的灵活性密切相关，当它过于活跃时，人就会固执、一根筋，变成所谓死脑筋——注意力太集中，不灵活，转化很困难。

大脑是对侧支配，即左脑支配着右侧躯体的感觉并控制其运动，而左侧躯体的感觉和运动功能则被右脑支配。如果左边瘫痪了，那是右脑出了问题。

小脑在大脑的后面，它的表面也覆盖着一层薄皮状结构，这就是小脑皮层，在皮层的下方是小脑髓质，主要由神经纤维和小脑深部核团构成。小脑是主要的运动控制中枢，控制着身体的平衡。它是通过与大脑、脑干、脊髓之间的相互联系，参与肢体平衡和肌肉的调节，更多的时候它的功能就是一个调节器。

与大脑半球的对侧支配不同，小脑是同侧支配，所以一侧小脑受损后，可出现同侧肢体共济失调。嗜酒是导致小脑损伤的常见原因。醉酒后，人常常会感觉左右摇晃走不稳，那是因为过量的酒伤害到了小脑。小脑萎缩时，人也会左右摇晃走不稳。

把大脑和小脑摘开，剩下的就是脑干。它上承大脑半球，下连脊髓。其最重要的功能是维持个体本能的生命，如心跳、呼吸、消化、体温、睡眠等都是由脑干控制。这就是为什么灾难意外时，要紧护后脑勺的原因，因为这里会“一招致命”！

大脑和小脑按照进化的顺序还被分为古大脑、新大脑、古小脑、新小脑。古大脑、古小脑在人类的祖先还没有进化为人时就存在了。古大脑它位于大脑的中心，即大脑髓质部分和脊髓神经，控制着人的生命中枢；新大脑位于大脑的边缘，相当于皮质部分，它是人类进化过程中不断形成的，是人类智力的体现。古大脑依靠生物本能来发挥功能，新大脑依靠刺激发挥功能，它们相互影响。比如，当人看到了刺激的画面，古大脑原来让人正常呼吸心跳，而新大脑接受了刺激之后，可以使古大脑发生变化，直接的表现就是人的心跳和呼吸加快。新小脑与旧小脑相比，其表面的沟回更为复杂，所以其功能也就更加完善，这也就是为什么现在的人类能做出精密的平衡和操作动作。

脑部是全身耗氧量最大的器官，占人体总耗氧量的1/4，因此氧气充足有助于提高大脑的工作效率，保持高度的注意力。用脑时，需特别注重学习、工作环境的空气质量。

大脑是一个分工合作的网络

大脑各区域是“完全独立还是分工合作”，这是一个历史热点争论话题。现代研究已证明，大脑是一个分工合作的网络，这一点在皮质（主要在前额叶）尤其明显。

皮质的单一脑区会与一种特定的自主功能相关，但几乎所有的认知活动，都需要好几个脑区的共同参与才能实现。

就如同一个交响乐团的不同乐器一样，要正确地演奏一首交响曲，需要和谐精密的协调合作。

基本元素——神经元

1906年诺贝尔医学或生理学奖颁发给了西班牙科学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔和戈尔季，因为他们建立了大脑基础结构是神经元的理论。

人的每一种感觉，每一缕思绪，每一个动作都可以追溯到神经元。它和构成身体功能和结构的基本单位一样，是一个“细胞”。不过它是一种高度特化的细胞体，并且两边都有“翅膀”，一边是放射状的扫帚样树突，一边是一根长长触须样轴突（如图4-2所示）。

图4-2　圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔及其所画的脑细胞插图

有约1000亿个神经元藏在大脑里。1000亿？你可能对这个数字没有概念，专家估计如果将这些神经元的细胞膜全部铺展开来，能覆盖四个足球场。而这1000亿神经元只占神经系统的10%左右，其余大部分是胶质细胞。

神经元非常小，直径约0.01～0.05mm，连铅笔都比它大40～200倍。它包括胞体和神经突起两部分。细胞体包含神经元的核和合成细胞生命所必须的生物化学机器和相关物质（如酶），由细胞体发出一条较大的纤维称为轴突。轴突的长度变化很大——从隔壁细胞的长度（0.01～0.05mm）到脊髓的长度（1m左右），还发出一些放射状的纤维分支称为树突（数量庞大，可多至10000个）（如图4-3所示）。

神经元群数量或大小并不决定神经元的功能，它们的价值在于信息传递。

图4-3　神经元细胞结构图

神经元之间信息传递一个独特的结构——突触（“synapse”源于希腊文，意为“在一起”），据统计一个神经元平均有5000～10000个突触，最多会达到250000左右个突触，也就是说一个神经元平均会与5000～10000个其他神经元相作用，就好比一个电视节目能传送给成千上万人一样，一个神经元也能与成百上千个其他神经元进行通讯。这里传递着巨大的信息量，无物能敌。

树突与智障

脑的功能不在于脑细胞或突触数量的多少，而在于突触连接的功能效率。大部分人都有高度精确的突触连接，因此可以自由独立地去生活。而智障儿童的生活就不一样了，他们感觉迟钝，反应缓慢，可能都不能叫一声“爸爸、妈妈”来感谢长期照顾他们的父母，更别说学习了。

那么，究竟大脑结构发生了怎样的改变，让智障儿童的生活从此变得满目疮痍！问题就在树突上。科学家们发现智障儿童的树突上少了很多树突棘，仅存少量而又异常的突起。如前所述，树突是信息输入的重要靶点，而信息量的多少就要看树突棘的多少。这些仅存的少量细长树突棘不能保证正常的信息输入，树突棘越少，反应越迟钝。因而智障儿童们就不能对环境作出正常反应。

幸运的是，在婴儿和早期发育阶段受到的伤害并非不可逆转，只要及时进行治疗干预还是有机会扭转乾坤的。

时间无价，只有它，才能最终决定生命的质量。

提供“超级服务”的胶质细胞

相信所有人都希望自己能学得快、记得牢，那么是什么让人获得这样的效果呢？不是补品，而是大脑内的胶质细胞。

胶质细胞占了我的大部分（约1万亿个），和神经元（约1千亿个）的比例约为10∶1，如此数量庞大的胶质细胞为神经元提供着“超级服务”。胶质细胞能使神经元产生长时间增强反应，这样就能使人学得快、记得牢，不仅如此，它还可以让高度兴奋的神经元逐渐冷静下来，免受疾病侵袭。

胶质细胞广泛分布于神经中枢和周围神经系统中，包括少突胶质细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞。一般认为胶质细胞的服务内容如同它的英文名的字根“glia”，在希腊语中的意思为“胶水”，主要在神经系统中起支持、供给营养，维持环境恒定及提供绝缘的作用。

然而，近年的研究认为将胶质细胞单纯视为神经系统中的“胶水”已不再合适。

它会提供非常广范的服务，有证据显示，神经胶质并不只是单纯的接受神经元的命令，它还能对这些命令做出反馈，并传回神经元，也就是说它能参与神经元之间的信息传递，并与其进行交流。

胶质细胞还是一个很好的说客，能促使神经元之间的交流与合作。特别是在神经元发育早期，它们导引神经元的迁移，并分泌可影响轴突及树突生长的分子。胶质细胞能够吞噬损伤或者解体破碎的神经元，并能修补填充空缺。大脑和小脑发育过程中，脑细胞的构筑形成都要依赖胶质细胞提供原初的框架结构。

同时，它们还在突触可塑性中起着关键的作用，这就意味着，长时间被忽视的神经胶质细胞可能参与学习和记忆等基本活动。科学家发现兴奋性神经元活动增加时，其突触部位释放的谷氨酸会刺激胶质细胞，而胶质细胞会释放D-丝氨酸，它可以帮助神经元产生增强反应，时间可达数小时至数天不等，而神经元长时间增强反应是学习和记忆的良好基础。

更令人称奇的是，研究人员发现，神经胶质似乎具有干细胞的能力。干细胞是原始且未特化的细胞，具有再生各种组织器官的潜在功能。神经胶质平时是“伤痛贮备处”，在神经系统受伤或病变后，就开始启动发育成各种成熟的功能细胞，来修复受损的组织。

在一项研究中，科学家从人脑中提取了神经胶质，并把它们浸在营养基中培养，然后移植到小鼠的大脑，这些神经胶质细胞竟然发育成了健康成熟的神经元！

这项发现打破了传统！意味着神经元的损伤有修复的可能，也给截瘫或中风等神经系统疾病的治愈带来希望。

在实验中，科学家还发现神经胶质细胞具备神经元才具有的一些功能。他们保留神经元功能，然后阻止胶质细胞发挥作用，结果发现大脑皮层内局部的血流发生了变化。大脑内的血流变化与大脑的功能密切相关，血流变化会引发一系列的脑神经疾病。而这也将为人们了解和治疗脑神经疾病提供一个新思路。

“存在即合理”，期待科学家们进一步解读出胶质细胞的功能密码，发掘出它们的“超级服务”。

爱因斯坦大脑里的“玄机”

随着时间的推移以及科技的进步，科学家渐渐发现了爱因斯坦（如图4-4所示）大脑里的“重重机关”。

图4-4　爱因斯坦举行72岁生日派对时的照片

美国加州大学伯克利分校的神经科学家玛利亚·戴尔蒙德是少数几位获得爱因斯坦脑片的幸运科学家之一。他比较了爱因斯坦和其他人脑组织的相应组织切片，发现爱因斯坦大脑中胶质细胞与神经元的比例高于常人，大脑左顶叶的胶质细胞是正常数量的两倍，而左顶叶主管人的空间和逻辑能力。很明显，爱因斯坦的空间和逻辑能力超于常人，这可能与他左顶叶的大量胶质细胞有关。

另一批研究者——阿拉巴马大学的布瑞蒂·安德森把注意力投向爱因斯坦的右前额叶——与工作记忆、计划安排、智能行为的调节、运动协调等有关。他发现此处的神经元数量和大小看起来与常人无异，但皮层厚度比平均值更薄，也就是说爱因斯坦的皮层神经元比常人联系更为紧密。

“胶质细胞更多，神经元联系更紧密”是科学家们挖掘出来的隐藏在爱因斯坦大脑里的秘密。然而这究竟是不是这个“智慧超人”的“高端机密”所在，还有待进一步的研究。

信息沟通的桥梁——突触传递

信号传递是所有感知的物质基础。

当人的机体出现缺氧时，很多知觉会麻木，然后逐渐意识模糊；当人不慎吃了有毒的蘑菇时，会口吐白沫、惊厥、昏迷。这所有的表现，都与神经元间的突触有关，都与突触传递有关。

“电信号”和“化学信号”是大脑信号系统的基本成分。

信息是通过一个特殊化的接点——突触得到传递的。一个突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。它有两层膜，分别称为突触前膜和突触后膜，它们的厚度只有7纳米左右，两膜之间为突触间隙，间隙约为20纳米。在靠近前膜的轴浆内含有线粒体和突触小泡，小泡的直径为30～60纳米，其中含有化学递质。两个神经元之间的突触间隙很窄，约20～50纳米。

神经系统内信号的传递方式主要是从“电信号”到“化学信号”的跳跃（如图4-5所示）。

图4-5　突触传递结构图

突触传递信号的时候，是由突触前神经元传给突触后神经元，单向不可逆传递。一个突触前神经元传递信号的能量很微弱，不足以使突触后膜神经元继续进行传递，只有当许多突触前神经元传递信号，释放的能量积累到一定的量，才能激发突触后神经元继续传递。也就是一个神经元接受从另外的几百个或几千个神经元传来的信息，又把信息输给另外的几百个或几千个神经元。

人的悲、苦、哀、乐，说到底，都是这些电与化学信号的综合。开心的时候，释放的化学信号是5-羟色胺和多巴胺；紧张的时候，释放的是肾上腺素。

各种感知信息就在这些电信号和化学信号的转变中传递，是它们决定了你每时每刻的生命状态。各种化学信号（神经递质）在神经元间快速地穿来穿去，通过这些生物高速公路，它们携带着你的每一个思维和感受，使其传遍大脑中庞大的神经元网络，转换成生动而多彩的世界。

走近肉毒毒素

随着小脸的热潮，肉毒毒素开始火了起来。“你打针了吗？”成为流行语。

肉毒毒素是什么？又是怎样起作用的呢？

它是肉毒杆菌死亡自溶后所产生的神经毒素蛋白，通过破坏神经肌肉接头的化学突触传递——阻断神经末梢分泌能使肌肉收缩的乙酰胆碱，麻痹肌肉，从而达到瘦脸的效果。

这样的解释你可能还会觉得云里雾里的不明所以。让人过目难忘的黑寡妇蜘蛛、眼镜蛇，它们对人体的毒性作用和肉毒毒素的作用方式类似！它们均是通过毒素破坏神经肌肉接头的化学传递，从而使皮肤肌肉组织“僵硬”。这也是为什么很多使用肉毒毒素美容的女性，虽然皮肤光滑，但失去了起“皱纹”的能力，甚至一些正常的笑容曲线也会随之消失。所以，对爱美的女性来说，在选择用肉毒毒素注射驻颜术的时候要非常小心，以防成为“僵尸脸”。

肉毒毒素可翻手为毒，也可覆手为药。在小剂量、科学使用的前提下，对前面提到的“面肌痉挛”以及“脑卒中后的肢体痉挛状态”等有很好的改善作用，医学上越来越多的证据也显示其可以明显缓解“多汗症”、“流涎症”、“顽固性头痛”等症状，也确实为这类患者缓解症状、减轻身心痛苦提供了简便、有效治疗手段。只是在剂量选择及不良反应控制上，需要严格的操作。

从“肉毒毒素”这个名字来看，凡是名字里带“毒”字的，均非小毒。研究报道，只需要10个毒素分子就足以抑制1个胆碱能突触，而纯化结晶的1毫克肉毒毒素能杀死2亿只小鼠。

想好了，你真的决定要让皮肤“吃”下毒药么？

神经递质是什么玩意儿

神经递质是人类理解世界的共同神经学基础，如果没有这个共同的基础，人就不可能理解个体之外的世界。

至今为止已有大约60种物质被确认为神经递质，它们是最基本的化学信号，是大脑中由化学反应到生物电反应的物质基础，是产生记忆、激发才智和创造力、调节情绪的关键物质。

这些神经递质主要被分为三类（如表4-1所示）：

氨基酸类，如γ-氨基丁酸（GABA）、谷氨酸、甘氨酸等。

胺类，如乙酰胆碱、多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素等。

多肽类，如脑啡肽、P物质、生长激素、胆囊收缩素、内啡肽等。

表4-1　神经递质分布及生理功能示意

第一个神经递质是20世纪初被发现的，当时化学和药理学家亨利·戴尔（1936年的诺贝尔生理学或医学奖获得者）发现一种由脊髓神经释放的能使肌肉收缩的物质——乙酰胆碱，它不仅参与阿尔茨海默病的发病，也在睡眠和觉醒中发挥着重要作用，对记忆力起着十分关键的作用。

胆碱能弥散性调节系统起源于基底前脑和脑干，释放去甲肾上腺和乙酰胆碱的神经元在组织结构上有点像瀑布，聚集在源头并形成脑干的一小部分，将大脑和延髓连接起来。

到20世纪50年代才发现其他三种递质：去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺。

去甲肾上腺素被认为是恐惧反应的源头物质，也是“打或者跑”的启动因子。当大地震或意外发生时，很多人会眼睛发直、脸色苍白、心跳加快，出冷汗、手脚发抖，有时还会有胸部不适感，或者恶心、呼吸困难，这时候，就一个字，“跑”！这一系列反应的驱动物质就是——去甲肾上腺素，它主要存在于大脑深处脑干的脑桥部分，这一系统会筛选人类生存所需的感觉信息，一旦感知到对生存有害的信息，立刻就会发出警戒警报（如图4-5所示）。

图4-5　去甲肾上腺素能弥散性调节系统起源于蓝斑，蓝斑神经元发出的轴突到中枢神经系统的广泛区域，包括脊髓、小脑、丘脑和大脑皮层，注射安非他明和可卡因等药物就会增强这些递质的活性，从而引发一种警觉和过度活跃的状态

去甲肾上腺素是由多巴胺形成的，而多巴胺的前体是酪氨酸。它们之间有一种奇妙的递推关系。

多巴胺有极具魅力的一面，既是灵感的起源分子，也是爱情的魅力之源（科学家布兰登·阿拉戈纳将这种多巴胺戏称为爱情的“毒药”）。它能传载亢奋和欢愉的信息，并使人们因为强烈渴望这种长期而持续的快感而导致“上瘾”。诺贝尔委员会主席彼得松在评论该届奖项时就说：“烟民酒鬼和瘾君子统统与多巴胺数量有关。”

多巴胺弥散性调节系统起源于黑质和腹侧背盖区。黑质和腹侧背盖区都位于中脑，上下紧密相邻。它们发出纤维分别投射到纹状体、边缘叶和额叶。

受到最广泛关注的神经递质是5-羟色胺，它来源于食物中的色氨酸，几乎影响到大脑活动的每一个方面：从调节情绪、精力、记忆力到塑造人生观。抗抑郁药，如大名鼎鼎的“百忧解”，就是通过提高脑内5-羟色胺水平而起作用的。它有多种通路来和各种各样的精神活动相关联（比如抑郁和幻觉）。特别是对“疼痛”和“睡眠”有着至关重要的影响。

若精神或药物耗竭了5-羟色胺之后，人会更剧烈地感觉到疼痛，并伴随失眠。反之，5-羟色胺增多则能缓解疼痛并帮助睡眠，这是一个让人舒适快乐的神经递质（如图4-6所示）。

图4-6　5-羟色胺能弥散性调节系统起源于中缝核，5-羟色胺能神经元主要聚集在位于脑干中线的9个中缝核内，依次沿大脑中轴线性排列，每个核团发出纤维到各级中枢（从脊髓和脑的不同区域——下丘脑、杏仁核等）

帕金森和精神分裂症的始作俑者

帕金森和精神分裂症的始作俑者是同一个——多巴胺。

多巴胺有两个主要产原地——黑质和相邻的腹侧背盖区，黑质多巴胺减少是帕金森的起因！如果腹侧背盖区多巴胺水平的增加会怎样呢？研究发现腹侧背盖区多巴胺增多是精神分裂症的主要原因之一。

多巴胺用它的实际行动诠释了什么是一物两面，过犹不及。

当左脑遇上右脑

寻求秩序和组织的左半脑是莫雷、希腊人、柏拉图，而察知模式与强调本能的右脑是费曼、巴比伦人和亚里士多德。基于大脑本身的差异，难怪他们在方法上的差异可以延伸至物理学以外，连生活方式都有所差异。这是一种生活方式的选择。（《费曼的彩虹》）

就像左、右手分工不同，左、右脑半球功能也是不一样的。

在认知左、右半球功能性差异这个看似简单的问题上，人类花了近200年的时间。在19世纪前，人们对左、右脑之间的差异几乎一无所知，完全没有概念。

这要感谢那些推动脑科学发展的可敬可爱的人们，是他们把“左、右脑差异”从黑洞里拉了出来。

1816年，法国医生布罗卡偶然碰到一位失语症患者。他本可以正常讲话交谈，患病后，尽管听觉器官和发音器官完好无损，却再也不能说话，一个字都不能说。他去世后，把遗体捐给了医学事业，布罗卡对他做尸体解剖时发现，患者左额叶组织有严重病变，这可能是他不能说话的原因。为此布罗卡写出了轰动科学界的论文——《人是用左脑说话》。

20世纪50年代，美国的生物学家斯佩里博士实验组通过一系列的裂脑试验（切断动物或人左、右脑之间的全部联系）了解了左、右脑的功能，这些试验在科学史上是相当有特色的，是在大量精巧实验的基础上进行“形象的”推理。比如，他们通过手术切断严重癫痫患者位于左、右脑连接部的脑梁——胼胝体，然后挡住其左视野，在右视野放上画或图形给患者看，患者可以轻松说出图画的内容。而如果将这个试验换一个方向，挡住患者右视野，在他的左视野显示数字、图片，甚至哪怕是最简单的读法，他也不能用语言说出它们的名称。

最后，斯佩里博士科研组得出左、右两半球有功能性差异的科学结论，并给出左、右脑的具体分工（如图4-7所示），他因此荣获1987年诺贝尔生理学或医学奖。

图4-7　左、右脑的分工职能图

左脑具有语言、概念、数字、分析、逻辑推理等功能，左脑型思维者比较擅长逻辑推理和语言表达等方面的学习和工作。因此，左脑发达的人处理事情比较有逻辑、条理。如果你仔细观察，你会发现，你身边那些左脑发达的人往往显得比较活跃：他们善于判断各种关系和因果；善于统计，拥有较强的方向感；善于组织；善于完成技术类、抽象性的工作。类似超级计算机的比尔·盖茨就偏向于使用左脑，学校的优等生们也多是“左脑”爱好者，并会继续运用左脑优势在事业、仕途上一路腾飞。但这种不屑做“平凡人”的逞强好胜的性格也会带来身体上的伤害，过劳死往往发生在“左脑”型人身上。

右脑拥有音乐中枢，负责艺术相关的绘画、音乐、韵律，是自然美源点，也是想象力、情感与灵性的扳机处。它还有一个鲜为人知的功能——是祖先遗传因子储存的地方，有着人类世世代代生存智慧的痕迹。如果能启动右脑的“祖先密语”，则能激活一些千万年来相传的特异灵性，拓宽人思维的广度，让一个人变得敏锐而深邃。因此右脑也被称为直觉脑或祖先脑。

“采菊东篱下，悠然见南山”的生活意境常归属于“右脑”主导型的人，他们往往有一种文艺的气质与天赋，是“自由”生活的追随者，因才华横溢而泼墨江湖。

“全曲完成于瞬间，然后只是写在乐谱上而已。”莫扎特就是一个善于使用右脑的天才，看到这，想一想，你偏好于哪侧半脑？

那些只剩半个脑袋的人

目前，医疗界为了治疗严重癫痫症的患者（几乎都是儿童），会对其进行半脑摘除术。摘掉半个脑袋？怎么活呀。脑的可塑性比你想象得要强大很多！

约翰·霍普金斯大学的解剖特色之一就是半脑移除手术，他们的患者都是5～10周岁，最小的接受半脑移除手术的患者才3个月大，半脑切除并没有影响患者的记忆和性格发育。一项最新的研究发现，1975—2001年在大学接受半脑切除手术的111名儿童癫痫患者当中，86%的人从未复发，或者有轻微可控的痉挛，无需医治。更重要的是，他们的运动和智力都正常。

如果患者还很年幼，即便只剩下半个脑，也有机会接管整个大脑的大部分功能，从而过上相对正常的生活。

左撇子和右撇子

在一百年前，人们认为左撇子是一种疾病，是不正常的生理现象，认为难产时婴儿的左脑受到损伤，所以婴儿会经常地使用左手，并且会口吃和智力低下。但是，事实证明并非如此，许多左撇子不仅不是智力低下，反而才华出众。

左与右的差别一直存在，15年前人们发现，右耳对机械性的、较抽象的声音敏感，而左耳对自然的声音敏感。眼睛呢？原来，色彩的变化（闪电等）能被左眼更好地捕捉，而单词、数字、画像更易被右眼识别。再来看看嗅觉，左鼻孔要比右鼻孔灵敏一些。(www.xing528.com)

那么，左、右手呢？

大部分人是右撇子（习惯用右手写字做事），也有少部分人主要用左手干活，被称为左撇子。美国的几任总统有三个是左撇子——罗纳德·里根、乔治·布什、比尔·克林顿。对人类来说，这意味着什么？

左撇子被认为是特别的一类，目前研究已证明左撇子和右撇子的大脑结构确实有差别。

前文提过，大脑是受对侧控制的（左脑支配右边身体的感觉和运动，右脑支配左边身体的感觉和运动），因此惯用右手的人常会激活左脑，形成左脑处于优势地位。据统计，98%的右撇子的语言功能中心在左脑（理性脑），因为右撇子的人主要是用左脑进行思考和行动的。

研究发现，与右撇子相比，只有70%的左撇子的语言功能中心在左脑半球，其比例远远低于右撇子的98%。剩下的30%的人中，约15%的人在右脑半球（直觉脑）具有语言中心，另外15%的人在左右两个半球都有语言功能中心，这一点明显与右撇子不同。

左撇子的右脑具备的空间和形象认识能力，即形象思维能力，使右脑处于大脑感知世界的前沿，具有更强的知觉。物理学家爱因斯坦的右脑比较发达，左半脑一般，所以他在学校时法语总是难以过关。爱因斯坦把自己的许多科学发现也归功于他的右脑想象很发达。据他说，一次自己在小山上小睡了一会，梦见光束带着自己到达了宇宙的尽端，随后自己又去了太阳表面，这个时候他意识到宇宙是弯曲的。梦醒之后，爱因斯坦把这些不合乎逻辑的图景，经过数字、公式和词句的表达，最终形成了著名的《相对论》。

左撇子的身手更加敏捷。掌管感知和知觉的右脑指挥左手，左撇子的运动方式更易于发挥视、空间感知功能，出手快、准、狠。而从神经传输的路径来看，左撇子走了一条捷径。从看到行到，右撇子的神经传输路线是“大脑右半球－大脑左半球－右手”，而左撇子的神经传输路线是“大脑右半球－左手”，这样左撇子的大脑通过中枢神经传递信息到身体的左侧比右撇子快百分之一秒，所以他们的动作更敏捷。

左撇子具有一定的遗传性，研究发现有数据表明，父母都是左撇子，孩子是左撇子的概率高达50%以上。但是，在孩子还比较小的时候，用手的偏向性并不明显。对于婴儿来说，他对左右手没有明显的偏好，给他递玩具，他用左手和右手去接的次数几乎相当。随着年龄的增大，用手的偏向性开始显现。但是，后天纠正也可能会影响孩子的用手习惯，而很多左撇子的适应力也很强，很快也能使用右手。科学研究还发现，被纠正了的左撇子，他们的大脑某些区域的活性会增强，这说明纠正刺激了他们左脑的开发。

从“右脑的使用能改变你的一生”的脑内革命角度来看，用左手激活灵感的右脑也是简单明智之举。

“对侧支配”的原则同样适用于耳朵，美国萨姆休斯敦州立大学研究人员的一项最新研究发现，对着爱人的左耳甜言蜜语更能俘获她的芳心，这是因为人的左耳由情感类体验更为敏锐的右脑控制。

关于左右人体差异的研究还在进一步进行当中，让我们期待科学家们找到更多有趣的解释。

跟随阳光的一天

“日出而起，日落而息”的背后有严格的时钟管理系统。

地球是一个富有节奏的环境，日月有昼夜交替、水有潮起潮落、四季有春夏秋冬。“适者生存”，人的生理功能也随着日夜交替而发生相应的变化——即“生理性昼夜节律”。

生理性昼夜节律是人和动物在进化过程日积月累逐渐形成的。很多动物的昼夜节律并非固定不变的，蝙蝠被认为是昼伏夜出的动物。但是，芬兰的蝙蝠却是夜伏昼出的动物，主要是当地夏季白天的气温高，昆虫多，晚上很凉爽，昆虫很少，所以捕食的蝙蝠多在白天进行活动。人类在进化的几百万年中，外部环境处于白天的时候更适宜人活动、进食，而晚上的时候则更适宜睡眠、避险，逐渐人类就养成了依赖于外界条件的昼夜节律性。

控制这些昼夜节律的时钟深藏在大脑里，下丘脑能对人的睡眠和昼夜节律进行调控，阳光通过视觉系统对其进行校准。

在人体下丘脑中有一个开关，能够调控入睡与清醒这两个状态。当到了晚上的时候，在褪黑素等多种物质的作用下，下丘脑就会打开入睡开关，关闭唤醒机制，同时下丘脑神经元被抑制，发挥稳定唤醒开关的作用，这样人就会安然入眠。当到了白天，褪黑素等多种物质逐渐减小，丘脑和大脑皮层的神经细胞逐渐被激活时，下丘脑就会打开唤醒开关，人就会从睡梦中醒来。

调节昼夜节律的时钟位于视交叉上核（SCN），它是下丘脑中的一小组神经元。正是阳光通过视觉系统来控制视交叉上核，从而随日出而起，日落而息。

毫无疑问，对于人类来说，太阳是最重要的天体，没有了太阳，便没有了生命。

人体中的阳气，是随着太阳而起伏的。从凌晨鸡鸣开始，阳气长而阴气消，人体的精力、活动力逐渐增强。中午以后，阳气开始消退，阴气逐渐增强，人体的精力也随之减弱。入夜后阳气便潜藏起来，阴气独盛，人就要休息。

现代科学证实，人的激素水平，如肾上腺皮质激素在一天里的起伏周期也符合太阳的消长规律。早晨激素水平最高，上午4小时的分泌量占全天总量的40%，下午分泌减少，深夜近乎停止，后半夜又逐渐增加。所以，一般人为什么早晨感到精力充沛，在阳气开始下降的13：00到14：00，许多人感觉困倦。

阳光对生物节律重要性的这一点，法国地质学家迈克尔·西佛尔深有体会。1962年，为了研究“没有阳光的环境”对人的昼夜节律的影响，迈克尔自告奋勇独自一人在一个暗无天日的洞穴里待了整整205天。结果，这次尝试对他的睡眠造成了极大的破坏，夜晚睡不着，白天睡不醒，阳光对他似乎失去作用。很多年后，他才从这次经历所带来的影响中恢复过来。

对于经常要倒时差的人来说，选择合适的时间点尤为重要。白天着陆有利于启动视交叉上核，借助阳光为精力充电；若想到达目的地后先补充睡眠，那么夜班机到达则是一个不错的选择。

跟随阳光，服从它、适应它、利用它，与天地同行才能与日月同寿。

让人开小差的“暂停装置”

你是不是经常在工作、开会或课堂上发呆开小差呢？

你想知道这是为什么吗？

美国哈佛商学院和达特茅斯学院的学者们经过研究，有了一个共同的发现，大脑中有一种控制思想活动的“暂停装置”。当大脑自我感觉处于空闲、无所事事或无聊的“待机”状态时，“暂停装置”会发生作用。

当你在做一项普通的、毫无新意的事时，大脑中的“暂停装置”会自动启动，这时你会很自然地进入“神游”状态，开始心猿意马起来。

这就能够解释为什么员工在工作中开小差，学生在课堂上爱走神。因为他们认为手头的任务过于枯燥和普通，这种“毫无兴趣”的心态会自动的启动大脑中的“暂停装置”。此时，老板或老师对他们呵斥一通并不能解决问题。相反，不如给他们派遣一些与日常不同的任务，或许他们就不会再把小差开下去。

脑波的一天

脑电波是人的大脑在活动时，皮质细胞群间产生电位差，在皮质细胞外产生的生物电流。脑电波是大脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层表面的反映。

前面我们提到了脑波可以分为δ、θ、α、β四种波形，首先让我们来认识他们各自的与众不同吧。

α波（阿尔法波）是一种奇妙的脑波，大脑处于完全放松的状态，或是在心神专注的时候，α波就会出现。它与安静和觉醒状态相关，以“放松”和“沉思”为特征。脑电波处于α波时，人的身心能量消耗最少，大脑可以获得的能量较多，大脑运作就会更加快速、敏锐。人在这种脑波状态下更容易通往潜意识，迸发灵感，激活创作之源，同时也能达到最佳记忆和最好发挥。“α音乐”和“心想好事”都可以促使大脑产生α波。

β波（贝塔波）是一种有意识的脑波，提示皮层处于兴奋状态，所以它的节律最快（14～30赫兹）。当人在保持清醒状态，比如思考、分析、说话和积极行动时，会产生β波。想想，你正在交谈、作报告或者解一道逻辑题时，大脑正在以13～25次／秒的速度“传送”和“接受”信息，这就是β波的作用。在β波状态，人的头脑警觉、注意力集中，但可能出现烦恼、气愤、恐惧、恼火、紧张等负面或焦虑不安。而且随着β波的增加，人的身体会不断紧张，人的能量消耗加剧，体内免疫系统能力被削减，此时人就容易疲倦，若不充分休息，容易产生压力。

当你开始感觉到睡意蒙眬，或者处在半睡半醒时，你的脑波就会以4～7次／秒的速度运动，即θ波（西塔波）在θ波情况下，人开始从睡意蒙眬逐渐向全睡过渡，人的意识中断，身体放松，但是可以被外界的信息所暗示，即通常说的催眠状态。θ波能帮助人触发深沉记忆、强化长期记忆。

当你完全处于深度睡眠时，我的运动节律就很慢（1～3次／秒），这时就会出现δ波（德尔塔波）。这时，你的呼吸深入，心跳放慢，血压和体温下降。

一起来看看一天中脑波的真实状态：早晨，当你还在深睡时（δ波的世界），突然被闹钟叫醒。时间来不及了，马上行动（β波到来），紧张、焦虑和匆忙的一天开始了（β波主导）！中午时间小休片刻，听歌、散步或心想好事来放松半个小时（来到α波），重新充电，整装待发地攻克下午的工作（β波主导），下午茶可以再次激发奇妙的α波。晚上休息，大脑自动调到θ波到δ波。

每种脑电波都有相对的大脑状态，只有这样大脑才能更好地完成工作。如果大脑在某种状态下，出现了与之不相应的脑波，人的行动就会出现问题。例如，如果在想睡眠时，大脑不出现δ波和θ波，人就会出现失眠症；在学习的时候，却不出现α波，而出现θ波，那么学习就无法进行。有人生动地将四个脑波比作汽车的四个挡位：δ是一挡，θ是二挡，α是三挡，β是四挡，没有哪一个挡位适合所有的行驶状态（如表4-2所示）。

表4-2　脑电波和人精神状态的关系

一天中，灵感之源α波总是在休息的时候悄悄来到，来调节β波带来的紧张和疲惫。历史上有很多重大的发现都是在α波的状态下产生的，这也是为什么很多艺术家喜欢在蒙眬的意识下创作。“静”是灵感创作之源，是一天生命力的启发点。

癫痫的特殊脑波

“癫痫”本质是一种极端的同步化脑电活动，由于神经元突然异常的过度放电而引发的一种大脑功能失调。所以，脑电检查能明确这些同步化脑活动是否异常，并快速找到它们的发作部位。

如果一个人突然出现意识丧失、骤然昏倒、四肢抽搐、口吐白沫、大声喊叫等症状，那么他极有可能患上了“癫痫”。

当然，还需要进一步的检查确诊此病，脑电图检查是迄今癫痫检查的黄金标准，为癫痫的定位和定性提供依据。

临床上根据脑电的异常放电方式的不同，把癫痫分为不同的发作类型。如果脑电观察到出现暴发性、高波幅快节律，间歇期出现棘波、尖波、棘一慢波等痫波时，一般是“强直-阵挛发作”（也称大发作），以全身抽搐和意识丧失为特征。

如果脑电图表现双侧对称同步的高波幅3次/秒的棘一慢波节律，则可能是“失神发作”（也称小发作），以短暂、频发的意识障碍为特征。

值得注意的是一种特殊的类型——光敏性癫痫症。

很少有人知道，光刺激也会诱发癫痫！早在1946年科学家格雷就在《自然》杂志上发表的文章中指出，每秒钟20～50次左右的光线的明灭会引发病症。

然而这篇报道并没有警示到“3D龙事件”。

1997年12月16日在东京电视台播出的《神奇宝贝》第38话《电脑战士3D龙》时，由于其中数段画面闪动过于频繁，导致部分观众感到不适及晕倒，并造成685名儿童送院治疗，成为全球一次性引发癫痫症状最多人数的电视节目。

但与“3D龙事件”类似的悲剧并没有因此停止。

在2007年6月4日，伦敦2012奥运会的宣传预告片也因画面处理不当，色块光线变换过快，引发了部分观众癫痫发作。

2011年推出的电影《暮光之城：破晓》也发生过此现象，由于红白色块更换太频繁，造成数名电影观众癫痫发作送医。

因此，要学会保护自己和孩子，请在观看电视节目或打游戏时注意：保持室内明亮，不要太靠近电视机/游戏机，也不要集中注意力去观看那些快速变换的画面。

睡眠与做梦的故事

人生百岁，半生是梦。

2亿年以来，所有的鸟类和哺乳动物都有着各自的睡眠模式，睡眠是所有精致大脑的基本功能，是一种在哺乳动物、鸟类和鱼类等生物中普遍存在的自然休息状态，甚至在无脊椎动物——果蝇中也有这种现象。人生约有1/3的时间是在睡眠中度过的，而其中1/4还处于奇妙的做梦状态。

睡眠到底是怎么回事？是不是整个晚上都会做梦？

目前学术界认为睡眠主要是为了让人休息，以便恢复精力和体力。科学家们发现人在睡眠时，会出现两种不同的脑波交替出现的时相，一个是非快速眼动睡眠，又称慢波睡眠。另一个则是快速眼动睡眠，又称快波睡眠，做梦一般就在这个阶段。

慢波睡眠：在整个睡眠中，除了“眼睛快速来回动”的快速动眼睡眠期，眼睛不动的睡眠时间统称为慢波睡眠，也称非快速动眼睡眠。慢波睡眠主要发生在入睡不久，多在前半夜。人经过一天的活动后，体力和脑力消枆很大，生理时钟自然会诱使我们睡觉，让脑部温度降下，身体进入修护阶段，这有助于恢复体力，对身体的维护相当重要。慢波睡眠时，人的脑电波的节奏处于一天中的最低点，心理活动也是最低的，而身体是能够活动的，梦游和梦呓就在这个时期。

斯坦福大学著名的睡眠研究者——威廉教授将这个阶段称为：“一个可活动躯体中的空闲的脑”。

深度睡眠也就是通常说的“金质睡眠”，“金子般的睡眠”就在这个阶段。深度睡眠时，人的身体活动减少，肌张力松弛，但是也会出现不知觉的翻身和面、指肌抽动；感觉灵敏度很低，外界的刺激难以唤醒睡者，当第一次外界刺激出现时，人可能会误认为是梦里发生的事情，当刺激不断持续，人就会从深度睡眠中唤醒。人入睡之后，体温开始便逐渐下降，深度睡眠时体温会出现最低点，然后又逐渐回升。

这个时期结束后，会进入快速动眼睡眠状态。

快波睡眠：此时，控制眼动的肌肉和内耳的小肌群却特别活跃，眼睛会不时快速地动来动去，因此把这个阵发性快速眼动的睡眠期称为快速眼动周期。快波睡眠主要集中在后半夜，是在睡眠过程中周期出现的一种激动状态，脑电图类似清醒时脑波。这个时候，身体机能开始增强，心率增加、呼吸加速，血压升高，脑血流及耗氧量也会明显增加，翻身次数增多，面、指肌肉抽动次数也增多，男性还会出现阴茎勃起。快波睡眠中眼睛的转动，准确预示着生动的梦境。做梦就在这个时期，此时若把睡着的人叫醒，会有90%～95%的人都说他们正在做梦，并且能清楚的记得梦的内容。

来看一下睡眠的周期循环：正常成年人入睡后，首先进入慢波睡眠，历时70～120分钟，即转入快速动眼睡眠（快波睡眠约5～15分钟，一个阶段就睡完了。接着又开始非快速动眼睡眠、快速动眼睡眠，如此周而复始地进行下去。整个睡眠过程，一般有4～6个转换阶段。

这些，几乎就是睡眠的全过程。

梦话、梦游、梦中尖叫、梦魇

几乎每个人都有在睡眠中说梦话的经历，但梦话经常是杂乱无章或毫无意义的，有时候，潜意识的深层感情也会通过梦话表达出来。

睡眠时行走，也叫梦游症，大约有40%的人在儿童时期都是梦游者，11岁左右多见。它一般在深睡期出现，所以很难去叫醒一个梦游者，最好的办法是牵着他们的手回到床上。第二天早上，梦游者一般都不记得前天晚上所发生的事。

梦中尖叫（也称睡眠恐怖）是另一种睡眠闹剧，在5～7岁的儿童最为常见。一个女孩可能会在半夜突然尖叫起来，仿佛被吓坏了，做出发抖和乱蹬的行为，让匆忙赶过来的父母束手无策。十几分钟后，她又安安静静地睡着了。而第二天早上她醒来后依然会兴高采烈，仿佛恐怖尖叫的事情从来没有发生过。不用太在意，它会随着年龄的增长逐渐消失。

梦魇（俗称“鬼压床”）相对来说就复杂一些，梦魇时人的表面往往是平静的，感觉却并不平静。人往往会觉得到仿佛有重物压身，不能举动，胸闷如窒息状，恐惧万分却不能动弹，甚至想醒过来也很难。若醒后人往往能清楚的记得噩梦的内容，它常常发生在快速动眼睡眠期（做梦一般在这个时期），目前对这一逼真而又复杂的梦中现象并没有合理的解释。

【专栏】男人和女人——脑发生了什么

“男人来自金星，女人来自火星。”他们或她们的差异，要从我这里说起。我是大脑，主管你们的一切，也负责你们是男还是女。

生活中常常有这样的现象：

男人喜欢球赛和游戏，女人喜欢逛商场和聊天。

男人喜欢一次做一件事，女人喜欢一次做很多事。

男人认为女人找他们说话就是为了解决问题，而女人的话大多不过是情绪的牢骚，说说而已。

男人和女人，有说不完、道不完的故事。

他／她们之间的故事，从胎儿时就注定不同。在怀孕6周的时候，此时，男性基因一旦被启动，会促成睾固酮的生成，反馈到大脑形成激素链，从而促进男性性征的形成。

如果男性基因没有启动，胚胎就自动往女性特征发育，卵巢和下丘脑会形成一条性腺轴来调节女性的生长发育。

一般在出生后4岁，大脑结构和功能的男女差异会变得明显。

目前发现，就脑的大小而言，男性身体高大，所以大脑也比女性的稍大。

男、女连接左右脑的胼胝体大小也不同。

1982年6月的《科学》杂志上有研究指出，女性的胼胝体端部约比男性大2成。也就是说，女性连接两侧大脑半球的神经纤维比男性多。进而可以推测：女性左、右脑的协作性更佳，男性右脑更独立专门化。

这就解释了为什么女性能在同一时间干很多事，而男性往往在一个时间只能专注于一件事；为什么女孩要比男孩说话早，女孩口吃的情况也较男孩少；为什么男孩往往可以更专注、更容易成为某一领域的大家。

同时，有研究揭示，女性的大脑中的灰质竟然要比男性多出15%，而灰质主管着人类的思维。这项结论为女人往往比男人更情绪化，中年男人的自控力比同龄女人差提供了诠释。

所以，不管现在的医学技术怎么发达，“变性”手术可以让想成为异性的人获得视觉上的改变。但从本质上，男性是永远也变不成女性的，反之亦然。因为，任何手术或激素化的治疗，甚至女性化的养育都改变不了从胎儿发育开始形成的——大脑的男、女属性。

约翰/乔安娜的变性故事

在1973年的《时代》杂志上，追踪记录了这样一个故事。

约翰出生于1965年，是一个健康的男婴。不幸的是，在一次常规的包皮环切手术时，电烙器械发生事故烧坏了他的整个阴茎。

从此，他的父母开始四处寻求医疗帮助，在一次电视节目中看到一则“性转变”医疗报道——通过手术和激素治疗能让婴儿完全变性。这个医疗手术的前提是假设婴儿在出生时是中性的，后天的经历和解剖结构的不同最终造成了男女差异。

约翰的父母认为他们找到了救星，坚信通过医生对约翰的阉割和整形手术，成长阶段的雌激素治疗和充分的女性养育环境能让约翰彻底女性化——由约翰变成乔安娜，从此她就能过上正常的生活。

然而，接下来的报道显示约翰的性别转换从一个开始就是一个灾难，他并没有因为手术而变得女性化，而且极其厌恶穿女孩子的衣服和玩女孩子的游戏，整个行为就是个十足的男孩。这对一个小孩来说，他的童年并不快乐。

随着年龄的增长，他越来越被女孩而不是男孩吸引。尽管他并不知道自己先天是一个男孩的事实，却一直渴望自己是个男孩，并期望长大后成为肌肉发达的男子。他说：自己是被套进女孩身体里的男孩。

到了14岁，乔安娜的父母已无法再面对孩子的痛苦，最终告诉了他儿时所发生的一切。尽管这时他在激素的治疗下，已经长得越来越像一个女孩，但他立即要求停止所有性别转换的治疗，并通过手术再次变成了一个男孩。

多年来，约翰一直要处理幼时经历所带来的情绪问题，幸运的是他最终结婚了，并与他现在妻子共同抚养着孩子。

“这个戏剧性的情况……提供了有力的证据……常规的男性和女性化的长相能够被改变，却改变不了基因和遗传决定的心理和行为的性别特性。”《时代》以这句话为这个故事做了总结。