人脑重量

2025年3月17日 | 阅读 7 分钟

人脑是一个令人惊叹且错综复杂的中枢神经系统控制中心。它控制着身体的所有功能,以及我们的思想、情感和记忆。由于其复杂的结构和惊人的能力,人脑一直让世界各地的科学家和研究人员着迷。组成人脑的神经元数量多达数十亿。这些神经元构成了一个庞大的网络,通过相互交换电化学信号来实现信息处理和传输。大脑被组织成不同的区域,每个区域都执行特定的任务。

Weight of the Human Brain

大脑最外层的大脑皮层负责处理感知、思维和决策等高级认知过程。其余的则分为额叶、顶叶、颞叶和枕叶,每个叶在我们的认知过程中都有独特的功能。人类大脑在一个人的一生中适应和进化的能力是其最令人惊叹的品质之一。为了应对新的经历、学习和环境刺激,大脑一直在不断地重塑自身。

大脑的过程可以大致分为四个基本领域:认知、情感、运动控制和感觉处理。通过我们的感官接收和分析来自周围环境的信息被称为感觉处理。大脑整合和评估感官数据,让我们对周围环境产生感知。运动控制协调肌肉运动,使我们能够执行复杂的活动和任务。大脑向肌肉发送冲动,使人们能够行走、说话并执行其他动作。

“认知”一词指广泛的心理功能,包括解决问题、决策、注意力、记忆和语言。这些认知过程对于思考、推理和理解世界运作方式至关重要。我们执行复杂数学计算、发挥创造力以及做出明智决策的能力,都体现了大脑惊人的认知能力。

情绪是大脑功能的另一个关键组成部分。大脑的边缘系统,包括杏仁核和海马体,在控制情绪和情绪反应方面起着至关重要的作用。我们的情绪深刻地影响着我们的日常生活,影响着我们的行为、人际交往和整体福祉。大脑感受和处理情绪的能力,不仅受到我们复杂内在世界的影响,也受到人类体验复杂性的影响。

通过功能性磁共振成像 (fMRI) 和脑电图 (EEG) 等近期技术的发展,人脑的研究取得了显著进展。这些方法能够实时监测和测量大脑活动,为研究人员提供了关于大脑如何运作的深刻见解。这些技术使研究人员能够了解神经网络、大脑连接以及不同认知功能的潜在机制。

大脑的结构

大脑主要分为三个部分:小脑、脑干和大脑。大脑皮层是大脑最大、最发达的区域,负责控制高级认知功能。它有一个胼胝体,这是一个由纤维组成的连接大脑左右半球的结构。其余的四个区域是额叶、顶叶、颞叶和枕叶。这些叶负责执行各种过程,包括运动控制、感觉感知、语言处理和视觉处理。

大脑皮层是覆盖大脑皮层外层的灰质层。它包含大量神经元,负责信息处理。大脑皮层非常褶皱,形成称为沟和回的独特褶皱和凹槽。通过褶皱增加大脑皮层的表面积,可以将更多的神经元压缩到狭小的空间内。

小脑是第二个重要的大脑区域,位于大脑皮层下方。小脑位于大脑底部附近,负责控制姿势、平衡和运动协调。它接收来自关节和肌肉的感觉信息,并帮助微调运动。尽管小脑的大小小于大脑皮层,但浦肯野细胞构成了小脑的很大一部分,对小脑的运作至关重要。

脑干连接脊髓与大脑、小脑和大脑。脑干主要由三个部分组成:中脑、脑桥和延髓。这些区域负责控制呼吸、心率和意识等生命过程。此外,脑干还充当大脑与身体其余部分之间信息传输的转发中心。

在细胞层面,大脑由神经胶质细胞和神经元组成。神经元是神经系统的基本组成部分,负责信息传输和处理。由于其独特的结构,它们能够通过称为突触的特殊连接与其他神经元进行通信。神经元接收树突信号,然后通过轴突将信号处理并传输到其他神经元或目标组织。

另一方面,神经胶质细胞支持和滋养神经元。它们执行多种功能,包括维持大脑的化学环境、在轴突周围形成髓鞘以及清除废物。有趣的是,在脑中,神经胶质细胞的数量超过神经元,并且它们是整个大脑功能的基础。大脑的组织超越了其细胞组成。此外,它还被划分为称为大脑区域或神经核的功能单元。这些区域具有独特的功能特化,包括视觉、听觉、语言和运动控制。例如,初级视觉皮层负责处理视觉信息,该皮层位于大脑后部枕叶内。

此外,大脑表现出侧化,即某些功能主要集中在一个半球。例如,语言处理对大多数人来说主要集中在左半球,而空间处理通常在右半球更突出。重要的是要记住,大脑的两个半球通过胼胝体协同工作,整合和共享信息,这表明它们并非完全独立。侧化的概念被认为有助于大脑功能的特化和效率。

大脑区域内还有特定的结构,这些结构对许多不同的活动至关重要。例如,海马体在记忆的存储和检索中起作用。杏仁核负责处理情绪,它对于形成情绪记忆也很重要。一组称为基底神经节的大脑区域参与学习、奖励和运动调节。除了其结构组织外,大脑还使用电信号和化学信号来运作。动作电位是神经元用来相互通信的电信号,它们通过轴突传播。这些电信号在突触处转化为化学信号,在那里产生神经递质,神经递质结合到接收神经元上的受体,并将信号发送出去。

大脑也非常有弹性,这意味着经验和外部影响会导致其结构和功能发生变化和重组。这种现象被称为神经可塑性。它对于大脑在整个生命中适应和学习的能力至关重要,对于记忆形成、技能习得以及从脑损伤中恢复等功能也至关重要。大脑拥有广泛的血管网络,可为其提供持续的营养和氧气。颈动脉和椎动脉是大脑的主要血管。大脑消耗的身体总能量约有 20%,其对营养和氧气的需求很高。

关于人脑的重量

成年人脑的重量通常在 1.3 至 1.4 公斤(2.87 至 3.09 磅)之间。重要的是要记住,脑重量的个体差异可能因年龄、性别和整体体型等因素而异。婴儿期大脑会迅速增长,到两岁时达到成人重量的约 80%。在发育和青春期,大脑的神经元连接会继续发展和改善。大脑在成年早期达到其完整的大小和重量,之后大部分保持稳定,只有非常小的变化是由衰老和神经退行性疾病引起的。

Weight of the Human Brain

构成大脑生物学结构的大部分重量由神经元、神经胶质细胞和支持结构组成。负责信息传输和处理的主要大脑结构被称为神经元。神经胶质细胞,包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞,支持和保护神经元。有趣的是,认知能力或智力能力并不总是与脑重量相关。除了大脑大小之外,神经网络的组织、信息处理的速度和个人经历等都是影响智力能力的重要因素。

需要注意的是,某些疾病或病症可能会影响脑重量。例如,阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病会导致脑组织损失,从而降低脑的质量。另一方面,某些疾病,如脑积水(脑脊液过度积聚),会导致大脑变大并增加重量。