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人类“超级大脑”

2017-03-02 10:46 155 查看

随着人工智能的复兴，以及科学技术的进步，21世纪又快过了20年，想当年的名言就是：21世纪最重要技能是外语、驾照、计算机。计算机这个技能正在影响了千千万万的人，如果当今不会使用计算机的人，在工作和学习上是寸步难行。随着21世纪即将过去20年，这段时间以来，计算机的科学技术又取得长足的发展，可以说这20年之后，不会编程，不会人工智能的人，同样也是在工作和学习上是寸步难行，可以把这句名言改为：外语、驾照、编程、人工智能是人们最重要技能了。

人工智能这两年来大发光彩，机器人是让重复劳动的人失业，人工智能的长远目标是让全人类失业！因为机器自己会学习，机器会自己进化自己的“超级大脑”，会构造自己超过140亿个神经元的大脑。因此，先来了解一下人类的大脑是什么样的。

科罗拉多大学博尔德分校（CU-Boulder）的研究人员J.Hoffecker经过对大量的与思维形成有关的化石和考古证据的分析研究，结果显示：人类的“超级大脑super-brain”起源于7.5万年以前的非洲。
作为国际知名的考古学家，Hoffecker在欧洲和北极做了大量的研究工作，他认为超级大脑是复杂思想在个体间分享和交流的结果。在这个星球的其它生物中，蜜蜂很可能是能够彼此交流复杂信息最好的例子，但它们关于地图、食物地点和筑巢地点的交流所采用的是另外一种方式——摇摆之舞（waggle dance）。科研人员说：“不同的是，人类进化出更广泛的，更有用的通信工具来传达他们的思想，这就是语言。”
在非洲距今7.5万年前矿物上所发现的抽象符号被认为是人类符号化和语言化最早的证据。与此一致的是：古人类人造器物也在此时开始了更广泛的发展。
Hoffecker说：“思维或者超级大脑形成的根源很可能与我们祖先双足行走的演化有关，这使得我们能够制造工具，这是我们人类表达复杂思想的第一次重要演化，也是人类所特有的‘摇摆之舞’。”
生活在非洲距今320万年前的现代人女族长——露西（Lucy），脑容量虽然只有400毫升，但却意味着现代思维最初的萌芽；250万年前人类祖先就开始制造很粗糙的石制工具，这被认为是人类直立行走所造成的间接后果（释放了双手）；160万年前的早期人类就能制作石制手斧，超级大脑“初现端倪”。Hoffecker继续介绍说：“在距今7.5万年前，随着符号和语言的出现，人类的思维就像被注入了无限创造力。”

现代人从非洲扩散到欧洲被认为是发生在距今5万到6万年前，这就意味着留给语言发展的时间并不长，Hoffecker推测道：“因为现今所有语言基本都有相似的结构，难以想象语言是在不同时间不同地点发生独立演化的。”
Hoffecker和他的同事至今已有很多重要的古人类发现，这其中包括：欧洲距今4.5万年前现代人存在的最早证据；距今超过4万年前的象牙雕刻；法国和德国古洞穴中距今3万年前的古代乐器和形象艺术。他介绍说：“人类已经有能力在大脑中想象一些以前不存在的东西，并且去创造它。无论是手斧，长笛还是雪佛兰，人类在不断地重组各种信息，创造出新的东西，而且这种组合变化具有无限的可能性。”
最后Hoffecker还补充道：“自从500年前现代工业革命开始，从机械钟表到航天飞机，我们的创造力因超级大脑而发生着跨越式的发展。强大的人工智能也可能在未来几百年内淡化人类与计算机之间的区别。”

从上面可见人类是经历长时间发展，才形成下面这样的大脑：
大脑基本知识
　　又称端脑，脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分，由左右两半球组成，在人类为脑的最大部分，是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分，以后发展成大脑两半球，主要包括大脑皮层和基底核两部。大脑皮层是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮层的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核，纹状体是其中的主要部分。广义的大脑指小脑幕以上的全部脑结构，即端脑、间脑和部分中脑(见中枢神经系统)。
　　大脑由约140亿个细胞构成，重约1400克，大脑皮层厚度约为2--3毫米，总面积约为2200平方厘米，据估计脑细胞每天要死亡约10万个(越不用脑，脑细胞死亡越多)。一个人的脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1000万册的图书馆，以前的观点是最善于用脑的人，一生中也仅使用掉脑能力的10%，但现代科学证明这中观点是错误的，人类对自己的大脑使用率是100%，大脑中并没有闲置的细胞。人脑中的主要成分是水，占80%。它虽只占人体体重的2%，但耗氧量达全身耗氧量的25%，血流量占心脏输出血量的15%，一天内流经大脑的血液为2000升。大脑消耗的能量若用电功率表示大约相当于25瓦。
大脑的构造
　　大脑主要包括左、右大脑半球，是中枢神经系统的最高级部分。人类的大脑是在长期进化过程中发展起来的思维和意识的器官。大脑半球的外形和分叶左、右大脑半球由胼胝体相连。半球内的腔隙称为侧脑室，它们借室间孔与第三脑室相通。每个半球有三个面，即膨隆的背外侧面，垂直的内侧面和凹凸不平的底面。背外侧面与内侧面以上缘为界，背外侧面与底面以下缘为界。半球表面凹凸不平，布满深浅不同的沟和裂，沟裂之间的隆起称为脑回。背外侧面的主要沟裂有：中央沟从上缘近中点斜向前下方;大脑外侧裂起自半球底面，转至外侧面由前下方斜向后上方。在半球的内侧面有顶枕裂从后上方斜向前下方;距状裂由后部向前连顶枕裂，向后达枕极附近。这些沟裂将大脑半球分为五个叶：即中央沟以前、外侧裂以上的额叶;外侧裂以下的颞叶;顶枕裂后方的枕叶以及外侧裂上方、中央沟与顶枕裂之间的顶叶;以及深藏在外侧裂里的脑岛。另外，以中央沟为界，在中央沟与中央前沟之间为中央前回;中央沟与中央后沟之间为中央后回。
大脑半球的内部结构
　　1、灰质：覆盖在大脑半球表面的一层灰质称为大脑皮层，是神经元胞体集中的地方。这些神经元在皮层中的分布具有严格的层次，大脑半球内侧面的古皮层分化较简单，一般只有三层：①分子层;②锥体细胞层;③多形细胞层。在大脑半球外侧面的新皮层则分化程度较高，共有六层：①分子层(又称带状层);②外颗粒层;③外锥体细胞层;④内颗粒层;⑤内锥体细胞层(又称节细胞层);⑥多形细胞层。
　　2、皮层的深面为白质，白质内还有灰质核，这些核靠近脑底，称为基底核(或称基底神经节)。基底核中主要为纹状体。纹状体由尾状核和豆状核组成。尾状核前端粗、尾端细，弯曲并环绕丘脑;豆状核位于尾状核与丘脑的外侧，又分为苍白球与壳核。尾状核与壳核在种系发生(即动物进化)上出现较迟，称为新纹状体，而苍白球在种系发生上出现较早，称为旧纹状体。纹状体的主要功能是使肌肉的运动协调，维持躯体一定的姿势。
为什么“左脑”控制右边身体
　　如果“大脑”“平行”的控制“身体”，一侧大脑一旦损伤，相对应的“身体”就没办法“控制”了，而如果下面是“交叉”的，就还是可以“控制”。
　　当然大脑和身体的神经连接并不是直接“交叉”在一起的，否则就会产生“控制混乱”的现象;所以神经细胞是一段一段的连接在一起，中间只有很小的一个空隙让一些神经递质等通过。
　　而这样的结构就是最优化的结构了;因为这样就可以在大脑没受伤前，可以精确的控制相对应的身体;但一旦大脑受伤后，经过各种“神经递质”，特别是“肾上腺素”的作用，就会使没有大脑控制的那些神经进行断裂、生长，最后和健康的大脑神经进行重新连接。
　　这时候您也许还会想：如果是平行的话，到大脑损伤后再生长连接成交叉不就好了吗?然而对比之下还是“交叉”的恢复来的快，毕竟距离是有大小的;所以既然有更好的恢复方式，进化的过程自然会选择它。
　　但神经的重新连接，依照年龄有不同的恢复期;儿童时期最好恢复，成年人就比较难。
　　医学实践案例：全球有好几例只有“半个大脑”，但生活并不受多大影响之人的案例(一般都是儿童时期做切脑手术);也有成年人一侧大脑损伤，而且逐渐痊愈的案例;您可以在网上寻找DISCOVERY大脑神经方面的视频资料就可以清楚。
为什么大脑不是一个“完整球体”
　　身体上的“肢体”和很多“感觉器官”，都是“对称”的，而他们“连接”到“大脑”里的神经位置也是比较“固定”的，久而久之，大脑就必然也变成了“两个半球”的“对称”分布。
大脑是怎么产生的
　　因为，生物为了“避免危险”，当碰到一些东西时，开始“缓冲”，减慢“反应”的速度，并进行“对比分析”，最后做出反应。而这种“缓冲”的时间越来越多，相对应的“缓冲神经”也越来越多，于是便形成了“大脑”。