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  脑袋瓜裡的电脑?
 

什么样的东西具有十亿个个别的原件,一兆个连结,重约 1.4 公斤, 以电化学能运作? 如果你猜的是一台迷你电脑,那么你错了!如果你猜的是人脑,你答对囉!人脑:是一团白色粉嫩粉嫩的组织,使你可以骑车,阅读,因为笑话而开怀大笑,记得住你朋友的电话号码。这还只是开始而已。你的脑控制着你的情绪,食慾,睡眠,心跳,以及呼吸。你的脑即是你,以及任何你所可能成为的。

这个令人惊奇的脑曾被人们拿来与许多不同的物体装置比较—从蜘蛛网到时钟,再到电话总机。现在人们喜欢把它拿来与电脑相比。脑子真有那么像你桌上这台嗡嗡作响的金属盒子吗?让我们看看这两者之间的异同。


从能量来源说起

电脑与人脑两者都需要能量以供运作。 为你的电脑插上电,按下电源开关,它将得到运作所需的能量。拔掉插头,它就关机。你的脑以着不同的形式运作。它从你所吃的食物裡以葡萄糖的形式得到所需的能量。饮食同时也提供一些能使脑部正常运作的基本物质,诸如:维他命或是矿物质。不像电脑,你的脑部并没有关机的时候。即使是你在睡觉的时候,你的脑部也是处在活化状态的。

虽然电脑与人脑使用不同形式的能量来运作,但它们都使用电讯息来传递资讯。电脑透过电线来控制整个设备。(你的脑同样的也传递电讯息,只不过它是藉着神经细胞传递讯息。)神经细胞内的讯息传送至其他的神经细胞,进而控制腺体、器官、以及肌肉。

电脑透过电子迴路传递讯息的方式与脑部藉由神经细胞传递讯息的方式在许多方面根本不相同。当一部电脑被开启,电讯号要嘛就是到达机器的某部分,要嘛就是没有。换言之,对于电脑来说,讯息的传输是全有全无形式的。但对神经系统而言,其运作不仅仅只是依循全有全无的模式。单一神经细胞可能接收来自其他上千个神经细胞的讯息。我们将神经细胞彼此之间传递讯息的区域称为突触(synapse),此区域内有一条小沟位于两神经细胞之间。当讯息由一个神经细胞传向另一个神经细胞的同时,化学物质(也就是神经传导物质("neurotransmitters"))由上游神经细胞末稍被释放出来。神经传导物质跨越横沟到达接收端神经上的特殊构造--接收器。引发接收端神经内微小的电子反应。然而,这个微小的反应并不表示讯息会继续被传递下去。还记得吗?接收端的神经细胞可能由许多个突触(synapses)那儿获得上千个微小讯号。唯有这些来自各突触的所有讯息总和强度超越某一值时才有可能产生一个大的讯号(称为 ”动作电位action potential”),而让讯息得以向下一个神经传递。


形式…以及功能
儘管电脑与人脑以金属导线或神经细胞以不同的方式传递讯息,但是他们在运作时功能上有许多雷同之处。例如,两者都有储存记忆的功能—电脑藉着晶片,磁片,光碟片储存资料,而脑部则使用遍及脑部各处的神经迴路来记忆。电脑以及人脑都可以经过转变以进行新的工作。为电脑安装新的硬体或是软体可以增加电脑的记忆量或新增程式。人脑则是可以持续性的更动修饰,不断的学习新事物。必要时,脑部有时能自行复原其功能!例如,某些脑伤之后,那些没有受伤的脑组织能取代原先由受伤区域脑组织所负责的功能。我真希望也能见到电脑硬碟毁损后也能自行修复!

电脑与人脑都有能力监控週遭环境,并对环境给予回应与处置。连接至电脑的感应器可以感测温度,湿度以及採光的情形。电脑也可以加以设定来控制加热器,光线,以及其他设备,以对所收到的资讯有所回应。你眼中,耳内,鼻子裡,嘴裡或是皮肤上的感应器或接受器同样的也连结到你的脑部。你的脑可能自动的对于这些感觉讯息发生反应(例如:当天气很冷的时候,身体会因此发抖。),或者它可能导致你改变你的行为。例如:若是房间裡太冷,你的脑可能会发出讯号给肌肉,要你起身到必较温暖的地方或是穿上毛线衣。

电脑内部的精细零件被一层硬壳保护着。而头骨也为你的脑提供了类似的功能。不过,不管是电脑或人脑的外部组成或内部构造,通通都是很脆弱容易受损的。要是你让你的电脑摔到地上,让它感染病毒,或是在电压突然变高时任由你的电脑开着,你的宝贝机器很有可能得因此进厂维修。一旦更换好损坏的部分或是已将病毒所带来的损害移除,你的电脑又将像新的一样好用囉!不幸的是,大脑要复原就没那么容易了。它们是如此脆弱,而且受损时没有可以替换的组织可用来修复受损的脑组织。然而,对于脑伤以及神经性疾病的病患而言,希望正随着科学家研究神经细胞移植以及如何修复受损脑部而缓缓降临。


大差异
无疑的电脑以及人脑之间最大的差异是意识的有无。虽然要你以言语来描述意识可能很困难,但是此时此刻你可以很容易的意识到你在这儿。电脑就没有办法有这样的觉知。虽然电脑可以以惊人的速度进行特别的运算,但是它们并不会经历一些使我们之所以为人的情绪起伏,梦境以及思考。至少目前还不能!目前研发中的人工智慧产品正朝着以发展有情绪能力的电脑以及机械人进行。(请看2001 年1月的ODYSSEY )。

三月时,世界各地的人们将一同庆祝大脑觉知週(Brain Awareness Week ,简称BAW). 在 BAW期间, 全国的学生,老师以及科学家将分享他们对于脑部,这个宇宙间最美妙,複杂,奥秘的构造的知识。所以呢,准备好你的脑袋,读读ODYSSEY当中此议题的文章。这将会是个好开始。

 

 
发 布 者:  admin 添 加 时 间:  2008/2/17 点 击 数: 693
 

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