说到大脑是如何控制运动的。我们所能想到的脊椎动物都有脑,无论是哺乳类、鸟类、爬行类、鱼类还是两栖类。
无脊椎动物是没有脑的,它拥有的是由神经细胞聚集而成的神经节,神经节之间相互连接形成简单的神经系统。脑是由无脊椎动物的神经节进化而来的。
人脑是独一无二的,它让我们能够从事精细、复杂的运动——思考、计划、说话、想象……大脑真是一个精密的器官。大脑的解剖结构具有逻辑性、系统性,但是非常的复杂,这是我当初选择从事神经外科专业的原因,因为我对它感兴趣。
在生物的进化过程中,包括脊椎动物和人类,形成了三种大脑。按照顺序分别是:爬行动物脑、古哺乳类脑和新哺乳类脑。这三个脑是人类进化不同阶段的产物。按照出现次序,依次覆盖在原有脑层之上,如同考古遗址一样。
爬行动物脑,又称为原始脑,包括脑干和小脑。实际就是指进化到爬行动物时产生的大脑,是最先出现的脑成分。对于爬行动物来说,爬行动物脑对运动起到控制作用。出于这个原因,我们称之为“爬行动物脑”。在爬行动物脑的控制下,人与蛇、蜥蜴有着相同的行为范式:呆板、偏执、冲动、一成不变、多疑妄想。如同“在记忆里烙下了祖先们在蛮荒时代的生存印记”。无休止地重复着相同的运动方式,从不会从以前的错误中学习教训。这部分脑控制身体的肌肉运动、平衡与自动机能,如呼吸、心跳、胃肠道系统的运动。大脑的这个部分一直保持活跃状态,即使在深度睡眠中也不会休息。
古哺乳类脑,又称为边缘系统,是大脑中间的部分,对应于进化早期的哺乳动物。位于边缘系统的古哺乳类脑,与情感、直觉、哺育、搏斗、逃避、以及性行为紧密相关。情感运动一向是爱憎分明的,一件事物要么“喜欢”要么“不喜欢”,没有中间状态。在恶劣的环境中,正是依赖这种简单的“趋利避害”的本能运动,生存才得到保证。
新哺乳类脑,即新皮质,就是我们所知道的高级脑或理性脑,他几乎将左右脑半球全部囊括在内,还包括了一些皮层下的神经元组群。新皮质对应的是灵长类哺乳动物脑,特别是指人类的脑。正是新皮质中所具有的高级认知功能,令人类从动物群体中脱颖而出。是发明创造之母,抽象思维之父。在人类大脑中,新皮质占据了整个脑容量的三分之二,而其他动物种类虽然也有新皮质,但是相对来说很小。人类一旦失去新皮质,那将与植物无异。新皮质分为左右两个半球,就是我们所熟知的左右脑。左侧的脑皮质控制着身体右侧的运动,右侧的脑皮质控制着身体左侧的运动。每个既各自作为独立的系统分别运行,各司其职,又通过神经纤维与其他两个相连。这里要强调的是,这个模型是为了方便我们理解。如果你真要打开大脑看,其实三者之间并没有明确的分界,各部分之间有相互叠加的区域。
人体的脑、脊髓以及周围神经构成了一个精密复杂的综合信息处理及控制系统。
这些区域之间的相互协调才能保证人的正常运动。
我们会发现从鱼类到人类,脑皮质越来越大,所占比例也越来越多,并且出现褶皱。增大的脑皮质负责更高级的功能,例如信息处理、语言、思维和记忆。
我相信人类由古猿进化而来。
因为人类进化在体质上与猿类的主要区别,在于人的手多了一块肌肉——拇对掌肌。因此猿类的手看起来比较扁平、拇指细小,不能完成对掌的动作。在某些情况下,人的手会变得像猿手,如“鼠标手”,所以同学们要少玩电脑游戏,爱护自己手,不要让它退化到猿类。
大家可能都看过《西游记》,不知道同学们有没有注意到一个细节,就是孙悟空在吃饭的时候,是怎么拿筷子的。演员演得很真切,猴子不会像人一样拿筷子,因为猴子不能做对掌运动。不要小看这块肌肉——拇对掌肌,它让我们的手变得更加灵活和精细。也许正是因为它使我们和猿类分化开来。
大脑和灵活的手可以使人类能够使用火,能够制造精美的石器、玉器、青铜器。
大脑和灵活的手可以使人类创造、书写文字,创造雕刻与绘画的艺术,制作精美的装饰物。我们的手可以用画笔展示世界的五彩斑斓,用文字呈现事物的千姿百态。
大脑和灵活的手可以使人类能够建造宏伟的建筑。
大脑如何控制我们的习惯性运动
古哺乳类脑控制我们的习惯性运动。习惯性运动是那些深深嵌入我们大脑并且由我们自动执行的行为。这允许你每天遵循同样的路线工作而不考虑它,并释放你的大脑思考其他的事情,例如晚餐该做点什么。但是产生思想和规划的大脑前额叶皮层负责每时每刻控制习惯的改变。我们常常认为——现在仍这样认为——一个习惯的价值就是你不用去思考它。它释放你的大脑,让你去做其他的事情。
然而,他不全部释放。你的一些脑皮质仍起控制作用。比如说人类刚开始学习骑马,这需要大脑皮质的参与。可是当我们学会并且很熟练的时候,骑马就交给古哺乳类脑来管理。这样我们的大脑就能参与更为复杂的射箭运动。
大脑电路是如何控制运动的
人类大脑有千亿个称为神经元的神经细胞组成。神经元有强大的电化学信号采集和传送能力—这恰好类似于计算机中的电路和电线。其电化学特征使其能够远距离相互传递信号。神经元的大小各异。如手部的神经元会延伸至整个手臂,而脑部的神经元可能只延伸几个毫米。神经元能够控制肌肉的收缩而产生运动。
这些细胞有各种各样的形状和大小,它们之间的联系多达千万亿。大脑依靠这个电路来解释有关世界的信息,从经验中学习并控制运动。神经细胞在这个狭窄的空间中混合在一起形成一个错综复杂的网络——目前我们能够确定大脑的某些区域具有特定功能。额叶与运动(包括语言)和认知功能有关。它能接收来自其他脑皮质的感觉连接信号,处理、触发运动功能。前侧运动皮质发出的运动信息经过脊髓发出的纤维导致躯体的肌肉收缩而产生运动。
前侧运动皮质(解剖学上成为额叶脑皮质)是一个参与规划和执行运动的区域。图中红色的部分就是额叶皮质。在额叶内有一幅机体运动的“地图”,称为脑投射图。左边的图显示的是脑皮质运动区的投射图。脑投射图看起来有点奇怪,因为每个区域在图中的分布面积或者说运动神经元的连接数目与对应躯体部位的大小无关,而是与功能密切相关。手部的运动神经元数目超过了身体任何其他部位,而拇指区域的比例又超过了其他手指。这就是我前面讲的拇对掌肌的作用,它促进了我们大脑的进化。左侧额叶下部控制发出声音的肌肉——唇肌和喉肌。
人脑是通过意识来控制运动的
我们华夏文明经久不衰,历久弥新,有着强大的生命力。是多种文化融合、发展的结果。这是新石器时代不同文化的分布示意图。不同文化之间既有区别又有联系。华夏文明造就了我们的言行,我们讲的是汉语,写的是汉字。尽管可能发音不同,但我们表达的意思是相同的。我们都遵从相同的礼仪规范。要了解“华夏文明”这个词指代的是什么样的事物,我们可以从汉字入手,进而揭示其本质。中国先贤造字的根据,往往就是他们对事物本质的认识,我们研究古文中的字义,就能了解到古人对事物的认识。
我列举5个汉字为例:
第一个,“羲”字,伏羲我们华夏文明的始祖,三皇之首。那么,为什么是一个“羲”字,而不是别的什么字呢?如果我们把它拆开来看,再对应中国的地图就一目了然了。哦!原来是这样,上方的“羊”代表北方的游牧文化,下边的“禾”和“戈”分别代表关中平原的农耕文化和华北平原的青铜文化。下边还有一个“亏”字,代表什么呢?似乎没有哪一种文化是可以归纳为这个字的。他代表四川盆地的地貌,“亏”是地陷之意。屈原在楚辞《天问》中有“八柱何当,东南何亏”。是在诘问大地为何向东南倾斜。古人对古蜀文明是很难理解和归纳的。屈原是地道的楚人,都不能理解“南人”的不同生活方式和习俗。楚人将长江以南的居民称为“南人”。屈原在《九章》中说“吾且儃徊以娱忧兮,观南人之变态。” “变态”是“异态”的意思。即使是现在,虽然四川出土了一些文物,但是我们对古蜀文明依然难以理解和归纳。
“羲”字说明华夏文明是由不同的文明融合而成的。不同的意识形态会导致不同的语言和行为。而这些都是由我们的大脑——新皮质来控制的。
第二个字,如果我们把下面的“亏”字去掉,那就是一个“義”字。体现了“義”是华夏文明的一个核心。那么,什么是“義”呢?这个字这么写,古人是要告诉我们什么呢?哦!“戈”是保卫、守卫的意思,“羊”和“禾”是华夏人民的基本财产。古人是在告诉我们保卫人民的生命财产就是“義”。这样我们就能理解孟子“舍生取義”的道理了。那么,在这种文化的指导下,我们该怎样控制我们的言行呢?
第三个字,“利”字,与“義”字相比较,少了“羊”,变“戈”为“刀”。是收割粮食的意思。“利”这么写,古人在告诉我们什么呢?我们知道,不是什么时候都能收割粮食的。收早了和收晚了都会导致颗粒无收。适时收获,才能提高产量。俗语说:九成熟,收十成;十成熟,丢一成。这是在告诉我们,获“利”要符合“義”。获“利”不能损害人民的利益。孔子说:不義之富且贵,于我如浮云。那么,在这样的文化中,我们的言行该怎么样呢?
第四个字,“娲”字,娲皇也是三皇之一。这个“女”字边,同学们可能会知道。但是另一边是个什么字?有什么含义?
是个侧面看的“鼎”。鼎是用来煮熟食物的,所以用了一个“口”字。我们甚至可以想象,记录这一场景的人,是坐在右侧的。这不就是我们现在说的“出得厅堂,入得厨房”吗!中国的女性也确实都是这么做的。几千年了,我们依然在说这个,不带变的。这就是文化的力量。
第五个字,“姬”字,我们都知道这是一个了不起的姓氏。《国语》载:昔少典,取于有蟜氏,生黄帝,黄帝以姬水成,成而异德,故黄帝为姬。所以黄帝又称姬轩辕。《史记》载:尧立后稷以为大农,姓之曰姬氏。后稷承继姬姓,是周朝的始祖。这两种说法都不能让我满意,如果说源于“姬水”的话,那姬水是怎么来的?“姬”的甲骨文为什么这么写。
看一下这个图片,是不是一模一样的?又是几千年不带变的。我们现在依然以这样的运动来耕种。说明最早的农耕文明产生于黄帝时期;或者说在黄帝时期,农耕文明取得了重大的发展。我们的大脑创造了什么样的文化,就会产生什么样的运动,而且具有持续性,这种持续性可能是成千上万年。
习近平总书记曾指出:“文物承载灿烂文明,传承历史文化,维系民族精神,是老祖宗留给我们的宝贵遗产,是加强社会主义精神文明建设的深厚滋养。”
人类的大脑可以创造理论来控制我们的运动。我最近主编的一部著作《Arteriovenous Malformation of the Brain》在美国出版,首次提出了脑动静脉畸形栓塞治疗系统理论。
1915年,陈独秀同志敬告青年“凡此无常识之思惟,无理由之信仰,欲根治之,厥为科学。夫以科学说明真理,事事求诸证实,较之想象武断之所为,其步度诚缓,然其步步皆踏实地,不若幻想突飞者之终无寸进也。宇宙间之事理无穷,科学领土内之膏腴待辟者,正自广阔。青年勉乎哉!”这是希望我们要有科学精神,用我们的言行来继承和发扬中华民族的优秀文化。
要树立科学精神,章太炎先生指出青年需要克服的四个弱点:
第一弱点,就是把事情看得太容易,结果不是侥幸,就是退却。
第二个弱点,就是妄想凭借已成势力。本来自己是有才能的。因为要想凭籍已成势力,就将自己原有之才能一并牺牲,不能发展。已成势力,无论大小,皆不宜利用。方向确定,就向前做,志同道合的青年自然会一天比一天多,那力量就不小了。最要紧的就是要耐得住寂寞,不要动那凭借势力的念头。
第三个弱点,就是虚慕文明,包括物质文明和西方文明。
第四个弱点,就是好高骛远。在求学时代,要踏踏实实去求学问。陆游的一首诗说:古人学问无遗力,少壮工夫老始成。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。
我们的大脑仍在进化
我们的大脑人在进化,也许有一天,他能够有计划的准确的控制机械运动。
我们的大脑具有极强的可塑性。它有记忆功能,可以储存知识;它有计划功能,可以让我们有准确的言行。因此, 我们可以选择自己成为什么样的人。我们可以选择做一个高尚的人,我们可以选择做一个纯粹的人,我们可以选择做一个有道德的人,我们可以选择做一个脱离低级趣味的人,我们可以选择做一个有益于人民的人。这就是为什么说,人人皆可成佛,人人皆可成尧舜。我们要让大脑去记忆好的知识、好的文化,那么它将会控制我们产生好的运动,好的言行。大脑是上天赐给我们人类的礼物,它很珍贵。只要你们善待它,利用好它,你们就能为人类创造出奇迹。