重新認識我們的大腦:在精密生物機制的面前,學會謙卑

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越是深入了解頭顱裡的這個器官,我就越感到自己的渺小。

過去我總以為,大腦只是聽命於我的工具,負責處理工作、解決問題。但當我開始翻閱神經科學文獻,試圖理解它的運作機制時,我才發現自己對這位「沉默的夥伴」知之甚少。它在我們毫無察覺的時刻,默默地進行著令人難以置信的精密運算。

今天想與大家分享一些我在探索大腦文獻時,令我感到震撼的發現——關於它的起源、它對能量的渴望,以及它如何形塑我們眼中的世界。


一個昂貴的演化禮物

人類之所以能成為人類,似乎源自於一場演化上的豪賭。

根據神經科學家 Suzana Herculano-Houzel 的研究,我們的大腦雖然體積不大,卻驚人地塞進了約 860 億個神經元。這是一個龐大的數字,但這個數字背後是有代價的。

科學家提出了一個有趣的**「昂貴組織假說」(The Expensive Tissue Hypothesis)**。這項理論認為,為了供養這個日益龐大的大腦,我們的祖先不得不犧牲其他組織的能量——比如縮小了腸道系統。換句話說,我們現在能擁有思考的能力,或許正是身體其他部位「讓步」的結果。這讓我意識到,每一次的思考,其實都是演化長河中無數次取捨的結晶。

佔據 2% 的存在,索取 20% 的能量

這或許是我讀到最讓自己感到「愧疚」的數據。

成年人的大腦重量大約只有 1.3 到 1.4 公斤,僅佔我們體重的 2%。但在能量消耗上,它卻一點也不客氣。在靜止狀態下,它獨自消耗了全身約 20% 的氧氣和葡萄糖。

我曾經以為,只有當我絞盡腦汁工作時,大腦才在耗能。但華盛頓大學的 Marcus Raichle 教授的研究糾正了我的無知。他發現了大腦的**「暗能量」(Dark Energy)**——即便是當我們發呆、什麼都不做的時候,大腦依然消耗著極高比例的能量(與專注工作時相比,差異竟然不到 5%)。

原來,為了維持神經元之間的電位平衡、為了隨時準備好接收訊息,大腦從未真正休息過。這讓我開始反思:對於這樣一個全天候為我工作的器官,我是否給予了它足夠的休息與營養?

  • 相關文獻:Raichle, M. E., & Gusnard, D. A. (2002). "Appraising the brain's energy budget." PNAS.

視覺動物的本能:偏心的大腦

如果大腦是一間公司,那麼「視覺部門」無疑佔據了最大的辦公室。

在閱讀文獻時,我驚訝地發現大腦皮質的資源分配極度不平均。根據麻省理工學院與羅切斯特大學的經典研究指出,靈長類動物(包括人類)的大腦皮質中,約有 30% 至 50% 的區域直接或間接參與了視覺處理。

相比之下,聽覺皮質所佔的空間則小得多(約佔皮質的 3% 至 8%)。

  • 視覺: 擁有超過 100 萬條神經纖維傳輸資訊,負責處理空間、色彩、光影。
  • 聽覺: 雖然神經纖維較少(約 3-5 萬條),但它在「時間解析度」上卻異常精敏,能捕捉千分之一秒的聲音變化。

這並非意味著聽覺不重要,而是大腦似乎天生就傾向於用「圖像」來理解世界。這解釋了為什麼我們常常「眼見為憑」,也解釋了為什麼學習時看圖表總比純聽講來得容易吸收。原來,這不是我們不夠專注,而是我們的硬體設定使然。

  • 相關文獻:Van Essen, D. C. et al. (1992). "Information processing in the primate visual system." Science.

結語:帶著敬意使用它

了解這些知識後,我對自己的身體多了一份敬意。

我們的大腦是一個高耗能、精密且偏愛視覺的生物機器。它每天消耗大量的能量來維持基礎運作,只為了讓我們能正常地感知這個世界。

這段探索之旅提醒了我:不要把大腦的運作視為理所當然。當我們感到疲憊、無法專注時,或許那是這位沉默的夥伴在發出訊號,提醒我們它需要休息、需要葡萄糖,或是需要我們閉上眼睛,暫時切斷那佔據 50% 算力的視覺輸入。

保持謙卑,善待大腦,或許是我們能為自己做的最好投資。


參考資料 (References)

為了確保資訊的準確性,本文參考了以下學術文獻:

  1. Herculano-Houzel, S. (2009). The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain. Frontiers in Human Neuroscience.
  2. Raichle, M. E., & Gusnard, D. A. (2002). Appraising the brain's energy budget. Proceedings of the National Academy of Sciences.
  3. Aiello, L. C., & Wheeler, P. (1995). The Expensive-Tissue Hypothesis: The Brain and the Digestive System in Human and Primate Evolution. Current Anthropology.
  4. Van Essen, D. C., Anderson, C. H., & Felleman, D. J. (1992). Information processing in the primate visual system. Science.
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Joey Nan的筆記
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看見清晰的未來|一個成人弱視者的自我修復與大腦科學筆記 我是 Joey,一個在生活中不斷嘗試的實驗者。 這個筆記的起點,源於我對**「恢復視力」的一份初心。我嘗試透過 VR 裝置與科學訓練法,重新與我的大腦和雙眼對話。這不僅是一份復健紀錄,更是一次我對神經可塑性**的親身探索。
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