探索意识之谜：大脑研究的进展 [复制链接]

第3版()
专栏：当代科技

探索意识之谜：
大脑研究的进展
钟安环
人们怎么会有感觉、意识和思维？这是人们长期以来探索的自然之谜。虽然人们很早就认识到脑是思想的器官、意识的器官。但是，对于人脑这一特殊功能的深入了解，还是近代自然科学的事情。
十八世纪中叶，瑞士人哈勒发现刺激神经远比刺激肌肉本身更容易引起肌肉收缩；当切断通向肌肉的神经后，肌肉就不再产生反应了。后来，意大利人加伐尼发现，把青蛙的腿取下来用铜钩子挂在铁栏杆上时，肌肉会发生颤抖。他经过研究证明，这是一种生物电现象。后来，经过许多科学家的研究，发现神经传递信息就是通过电化学信号（神经冲动）来实现的。
十九世纪中叶之后，脑功能的研究有了长足的进展。德国医生弗里奇和希齐格发现，用微弱的电流刺激大脑皮层的一定部位，立即引起相应的肌肉收缩，而刺激这个区域之外的其他部位是无效的。这说明在大脑皮层中有功能定位的现象。当时，还有不少的科学家发现，切除动物大脑的某一部分之后，会出现各种行为的变化，如狗在切除枕叶和颞叶之后，虽未丧失视力，但不认识它的主人。
本世纪初，俄国的生理学家巴甫洛夫创造了一种慢性实验法，以大量的令人信服的实验证明，在正常状态下，动物见到食物时引起唾液分泌的现象，这种分泌现象是一种条件反射。它是大脑最一般的活动方式，既是一种常见的生理现象，又是一种心理学家称为联想的心理现象。人们把它作为一种方法，去研究动物和人类大脑的活动情况。
近半个世纪来，随着生理学、生物化学和分子生物学等学科的进展，人们对于大脑活动的内部生理变化又有了深入的了解。如，神经生理学的研究表明，大脑在不同的状态下，有其相应的不同的脑电波型。比方说，在睡眠时脑电波节律较慢，兴奋时脑电波节律较快。神经生理学的研究阐明，大脑的活动也遵循信息变换的原理进行。
在控制论和信息论的推动下，六十年代以来，科学家们把电子计算机当作脑功能模型来研究，引入了人工智能的新概念。人工智能的实质就是智能模拟，让人的智能在机器中再现。如可以让电子计算机做一些解题和翻译等人的智力范围内的事情。
科学家们预料，有关这方面的深入研究，将会进一步揭开大脑思维活动的秘密。
从分子水平研究大脑生理活动的研究工作也迅速开展起来。目前，已有大量的实验资料表明，在神经细胞中RNA（核糖核酸）的含量比其他类型的细胞多。瑞典的生理学家海登发现，当大鼠处于被迫要学习某种技巧的情况下，它的脑细胞RNA的含量明显增加。据此，有人认为RNA可能与学习和记忆有关。七十年代初，又有人进一步研究了条件反射的生理变化。他们把原来喜欢黑暗的大鼠，用惩罚的方法使它形成躲避黑暗的条件反射。然后，从这些大鼠的脑组织中提纯出一种叫“恐暗素的十五肽”。当把这种十五肽注射到未经训练的大鼠身上后，可以产生和经过训练的大鼠同样的避暗反应。这说明条件反射的形成与脑内特异性肽类物质的合成有着密切的关系。人们认为，从分子水平研究大脑的生理，是理解脑功能的又一个新的探索方向。可以预料，随着脑科学的发展，对人类的思维、意识的物质基础及其规律，将会有更加深入的了解。