欢迎来到大脑指挥部
想象一下,你的身体是一座超级大工厂,里面有无数的工作人员和机器,每时每刻都在忙碌着。工厂里有心脏这个永不停歇的泵站,把血液送到每一个角落;有肺这个大大的充气袋,源源不断地把空气请进来;有胃和肠子这对搭档,把美味的食物变成身体的能量;有手和脚这两员大将,帮我们拿起玩具、跑跑跳跳。这座工厂太神奇了,它能够自己呼吸、自己消化、自己长高长大,甚至在你睡着的时候,它还在悄悄地工作。
可是你有没有想过,是谁在指挥这一切呢?是谁告诉心脏要跳快一点还是跳慢一点?是谁在你口渴的时候,提醒你该去喝水了?是谁在你遇到一只大狗冲你汪汪叫的时候,飞快地让你做好逃跑的准备?又是谁在你背乘法表的时候,一点一点帮你记住那些数字?
答案就藏在你头骨里面。
那里住着一个看不见的指挥官,它比任何超级英雄都厉害,比任何机器人都有趣。它每天每夜都在工作,从不请假,从不偷懒。它就是——你身体里最神奇最重要的器官,大脑。
今天这个故事,要从一个普普通通的星期三早晨说起。
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小美的神秘包裹
小美今年七岁,正在上小学一年级。她有一头乌黑发亮的马尾辫,眼睛又大又亮,笑起来的时候,脸颊上会出现两个小小的酒窝。小美最喜欢的事情是画画和收集各种各样的树叶,她的房间里贴满了她画的彩虹、小猫和自画像,窗台上摆着她从公园里捡回来的枫叶、银杏叶和橡树叶。
那个星期三的早晨,小美和平常一样被闹钟叫醒。她揉了揉眼睛,伸了个懒腰,正准备翻身再赖床五分钟,忽然——窗台上有什么东西亮了一下。
是光。不像是阳光的光,那种光更柔和,更温暖,像有人在天花板上眨了眨眼睛。
小美一下子精神了。她从被窝里跳出来,光着脚丫子跑到窗台边。窗台上放着一个包裹,她之前根本没有注意到。
这个包裹很小,大概只有她的巴掌那么大。外包装是深蓝色的,上面布满了星星一样的点点,在晨光中一闪一闪。最神奇的是,包裹的上面没有贴任何邮票,也没有写任何地址和收件人,只有两个弯弯绕绕的金色符号,像是两条相互追逐的小鱼。
小美小心翼翼地把包裹拿起来。哇,包裹的表面摸上去暖暖的,就像刚刚被人捧在手心里捂过一样。
她轻轻拆开包装纸,里面是一个信封。信封是淡紫色的,摸上去软软的,像一朵小云彩。信封上没有字,只有一个用银色墨水画的箭头,指向封口的方向。
小美深吸一口气,把信封打开了。
里面是一张卡片。卡片是银白色的,边缘镶嵌着细碎的亮片,亮片在阳光下变换着颜色,一会儿是粉红色,一会儿是淡蓝色,一会儿又变成了金黄色。
卡片上写着:
> 亲爱的小美: > > 欢迎来到大脑指挥部!这是一个只对好奇小朋友开放的奇妙世界。你的大脑正在呼唤你,它有好多好多秘密想告诉你。 > > 请在今天上午九点整,把这张卡片放在你的额头上,然后闭上眼睛。 > > 你将开始一场一生难忘的冒险。 > > ——智慧精灵
小美看了看床头的时钟,现在正好是八点五十三分。她的心跳一下子加速了,砰砰砰地跳得可快了。
大脑指挥部?那是什么地方?智慧精灵?世界上真的有精灵吗?
小美既兴奋又紧张。她在房间里走来走去,一会儿摸摸那张卡片,一会儿又看看窗外的天空。八点五十八分。八点五十九分。
九点整。
小美深吸一口气,把卡片贴在自己的额头上,然后闭上了眼睛。
一开始什么也没发生。她的额头凉凉的,卡片也凉凉的。
然后——
一道温暖的光芒从卡片里升起,穿过小美的额头,一直往她的脑子里钻了进去。那种感觉不是疼,而是痒痒的、酥酥的,像是有人在她的头顶轻轻挠了挠。
“小美——”一个声音响起来了。
那个声音不像爸爸妈妈的声音,不像老师的声音,也不像电视里任何人的声音。它像是风铃轻轻摇晃的声音,又像是树叶沙沙作响的声音,还像是小溪叮叮咚咚流淌的声音。总之,它很好听,很温柔,让人听了就想笑。
“准备好了吗?”那个声音问道,“我们的冒险要开始了。”
小美睁开眼睛。
她惊讶地发现,自己不再站在房间里了。她站在一片奇妙的星空之中——不对,不是真正的星空,而是一个巨大的、透明的、半圆形的天穹。天穹的内壁上布满了密密麻麻的光点,那些光点像星星一样闪烁,有的亮一些,有的暗一些。它们不是静止的,而是在不断地移动、连接、闪烁,就像城市夜晚的马路上川流不息的车灯。
太美了。小美忍不住伸出手去摸那些光点,它们在她的指尖跳动,像无数只眨眼睛的小星星。
“你现在站的地方,就是你的大脑里面。”
小美吓了一跳,猛地回头——身后站着一个……一个小家伙?
那个小家伙大约只有小美的手掌那么大,身体是半透明的,像是用果冻做成的。它的颜色是淡淡的蓝绿色,有一对薄薄的翅膀,翅膀上也有星星一样的点点,扇动起来的时候会发出柔和的光芒。它的眼睛又大又圆,是深紫色的,眼珠里好像装着整个宇宙。
“我叫智慧精灵,”小家伙微微鞠了个躬,“欢迎来到大脑指挥部,小美。”
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像一颗超级精密的电脑
小美盯着智慧精灵看了好一会儿,才敢相信眼前发生的一切是真的。她伸出手指,小心翼翼地碰了碰智慧精灵的小翅膀。软软的,像碰在一片花瓣上。
“这是真的吗?”小美问,“我真的在我的……大脑里?”
“千真万确。”智慧精灵拍了拍翅膀,飞到了小美的肩膀旁边,“来,我带你参观一下。”
智慧精灵带着小美往前走。走了没几步,小美发现脚下的地面变了——刚才还是星空一样的地面,现在变成了一片柔软的草地。草地的尽头,有一座巨大的建筑。
说是建筑,其实看起来更像是一颗巨大的、皱巴巴的核桃。小美在心里想了一下自己见过的核桃的样子,嗯,就是那个样子,只不过放大了好多好多倍。这颗巨大的“核桃”就立在她面前,表面布满了弯弯曲曲的纹路,像一座起伏的山峦。
“这就是你的大脑。”智慧精灵说,“你摸摸看。”
小美伸出手,轻轻把手掌贴在“核桃”的表面上。哇,它摸起来暖暖的、软软的,不像她想象的那么硬。而且手掌下面,她能感觉到一种微微的震动,像是有什么东西在里面轻轻跳动。
“这就是你的心跳啊。”智慧精灵解释道,“大脑每时每刻都需要血液供应。当心脏泵出血液,血液流到大脑的时候,大脑就会微微膨胀一下,然后血液流走,它又收缩回去。就这样一张一合、一张一合——你摸到的就是这个节奏。你知道吗,大脑每分钟大约跳动60到100次,和你心脏跳动的频率是一样的!”
小美试着数了数。一下,两下,三下……果然,她手掌下传来的跳动节奏,和她胸口的心跳完全同步。
“让我来介绍一下吧。”智慧精灵飞到了大脑“核桃”的正前方,翅膀一扇,大脑的表面竟然亮了起来。那些弯弯曲曲的纹路变成了淡粉色的光线,整个大脑像一盏被点亮的灯笼一样,从内部发出柔和的光芒。
“在你的头骨里,”智慧精灵开始讲解了,“住着大约860亿个像你一样的小居民。它们有一个共同的名字——神经元。”
“860亿?”小美瞪大了眼睛,“那是多少?”
智慧精灵歪了歪头,想了想该怎么解释:“你知道吗,地球上的每一个人大概有70亿那么多。860亿就是比地球上所有人的细胞加在一起还要多的数量!如果把大脑里的每一个神经元都写成一个小小的圆点,把它们排成一排——你知道能排多远吗?”
小美摇摇头。
“从地球一直排到月亮,然后再排回来,还有剩的呢!”
小美忍不住“哇”地叫出声来。她的脑子里拼命想象那个画面——一个小小的圆点,然后又一个,又一个,一直排排排,排到月亮那么远,再从月亮排回来……那得排多久啊?
“不过,”智慧精灵拍了拍翅膀,神秘地眨了眨眼睛,“光有神经元还不够。就像一座城市不能只有人,还得有马路、有房子、有信号灯一样——860亿个神经元之所以能组成大脑,是因为它们之间有无数条细细的连接线。这些连接线叫做神经通路,它们把神经元一个一个地连在一起,构成了一个超级超级复杂的网络。”
智慧精灵一挥手,天空中出现了一幅画面。小美看到了一大团密密麻麻的光点,每一个光点都在发光,而且不断有细细的线从一个光点连到另一个光点。那些光线越来越多,越来越密,最后整个天空都被一张闪闪发光的大网填满了。
“这张网,”智慧精灵说,“就是你现在脑子里正在发生的事情。每秒钟,都有成千上万条信息在这张网里跑来跑去。860亿个神经元手拉手连在一起,形成了一张无比精密的网络——科学家们到现在都还没有完全弄清楚这张网是怎么工作的呢!”
小美盯着那张闪闪发光的大网,心里涌起一种奇怪的感觉。这感觉既敬畏又好奇——敬畏的是,大脑里竟然藏着这么多神奇的东西;好奇的是,这些神经元到底是怎么工作的呢?
她忍不住问了智慧精灵一个问题:“精灵精灵,大脑这么厉害,它是用什么做成的呀?也是肉吗?”
智慧精灵被她的直接逗笑了:“你猜得真准!大脑确实是由一种特殊的'肉'组成的——不过不是你想的那种五花肉或者鸡腿肉哦。神经元的身体非常非常小,小到用普通显微镜都很难看清。但是它们的样子很有趣——每一个神经元都有一个圆圆的身体,叫细胞体,从细胞体上伸出去好多好多细细的触手,像章鱼一样。这些触手有两种,一种叫树突,专门接收信息;一种叫轴突,专门发送信息。”
智慧精灵飞到了天空中那张大网的旁边,指向其中一个光点。小美凑近一看——哇,原来每一个光点都是一个小小的神经元!它的身体中间有一个深色的圆核,周围伸出了好多好多细丝,有的细丝还在轻轻地抖动,像是在感受什么。
“你看,”智慧精灵说,“当两个神经元想要互相传递消息的时候,它们的轴突和树突就会伸长,碰到一起,然后轻轻传递一个信号。这个信号非常非常小,但是它跑得飞快——每小时可以超过400公里呢!比你坐过的任何过山车都快!”
小美使劲点点头。她坐过公园里的过山车,那种风从耳边呼呼吹过的感觉已经够快了。可是400公里每小时?那得有多快啊!
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大脑里的城市布局
就在小美沉浸在神经元世界的时候,智慧精灵拍了拍翅膀:“走,我带你去看看大脑指挥部真正的样子。大脑可不是一个光光滑滑的核桃哦,它里面有不同的'城区',每个城区负责不同的工作呢!”
小美还没来得及问,眼前的大网突然变换了形状。那些光点重新排列组合,形成了一个半球的形状——对,就是大脑的形状。但这一次,大脑的表面变得清晰了,小美能清楚地看到四个不同颜色的区域,它们像四个邻居一样,紧紧挨在一起。
“这就是大脑的四大区域。”智慧精灵飞到了那个半球的正上方,用翅膀指着各个区域。
小美仔细看去,发现这四个区域各自有不同的颜色:前面是一片温暖的橙红色区域,像一团跳动的火焰;上面是明亮的金黄色区域,像正午的太阳;两侧是平静的蓝绿色区域,像大海的颜色;后面是柔和的紫色区域,像傍晚的天空。
“这四种颜色真漂亮。”小美感叹道。
“那当然,”智慧精灵得意地笑了,“这可是大自然精心设计的配色呢。让我来告诉你每个区域的功能吧——”
第一个区域:额叶——你的大指挥官
智慧精灵指向了大脑最前面、最大的那个橙红色区域。
“这个橙红色的区域叫做额叶,它是你的大指挥官。额叶在大脑的最前面,也就是你额头后面的那块地方。你可以摸摸自己的额头——对,就是那里!”
小美摸了摸自己的额头,硬硬的,那是头骨保护着的大脑。
“额叶是干什么的呢?”智慧精灵比划着,“它是整个大脑指挥部里最大的'部门'。它负责的事情可多了:思考问题、做计划、下决定、说说话、控制手脚做动作,还有——”智慧精灵故意停顿了一下,“管理你的情绪。”
“情绪?”小美歪着头,“就是开心、难过、生气那些吗?”
“没错!”智慧精灵点点头,“比如你刚才收到那个神秘的包裹的时候,你感到心跳加速,又兴奋又紧张——那就是额叶在快速运转,分析'这是什么东西'、'我要不要打开'、'打开会有危险吗'这些问题的结果。额叶里有一个特别重要的地方叫做前额叶,它是大脑里的'超级管理员'——它负责控制你的冲动,让你不会一不高兴就打人或者乱摔东西。你在学校里要听老师的话、上课不要随便走动、遇到问题要举手发言——这些可都是前额叶在帮你管着呢!”
小美眨了眨眼睛。她第一次意识到,原来“控制自己”这件事并不是那么简单——它需要大脑里一个专门的部位来完成。
第二个区域:顶叶——你的感觉处理中心
智慧精灵飞到了大脑上方金黄色的区域。
“这个金黄色的区域叫做顶叶,在大脑的上方,也就是头顶的位置。它负责处理你身体的感觉——你摸到的东西是软的还是硬的,是热的还是凉的;你吃到的食物是甜的还是苦的;你坐在椅子上,是舒服还是硌得慌——全都是顶叶在帮你感受的。”
小美低头看了看自己的手,又摸了摸自己的脸。她从来没有想过,这些普普通通的触觉,背后竟然有大脑的顶叶在默默工作。
“还有一件特别厉害的事情,”智慧精灵眨眨眼,“顶叶还负责帮你做数学题呢——尤其是那种需要空间想象能力的数学题。你想想看,3加5等于几,你脑子里是不是出现了5个苹果加上3个苹果的画面?又或者你想象一个立方体有几个面?那也是顶叶在帮你算呢!”
小美回想了一下自己学数学的过程——可不是嘛!她每次算加减法,脑子里都会出现一堆苹果或者小球在跳来跳去。原来那就是顶叶在工作啊!
第三个区域:颞叶——你的记忆银行和语言殿堂
智慧精灵飞到了大脑两侧蓝绿色的区域。
“这个蓝绿色的区域叫做颞叶,在大脑的两边,就像两只大耳朵一样——虽然它们长在头骨里面,但我们平时说的'太阳穴'大概就在这个位置附近。颞叶可厉害了,它是你的记忆银行和语言殿堂。”
“记忆银行?”
“对!你学过的东西、看过的风景、听过的故事、遇到过的所有人——所有这些信息都存在颞叶里。”智慧精灵飞到了颞叶区域的中心,“颞叶里有一个弯弯的小结构,叫做海马体,它的形状有点像一只小海马——你猜它为什么叫海马体?因为它长得确实像海马呀!海马体是大脑里最最重要的记忆管理员。没有它,你早上做过的事、说过的话、见过的人,一转眼就会忘得干干净净。你昨天还记得的唐诗,今天早上醒来可能就忘了——那可能就是因为海马体昨天晚上'偷懒'了,没有把那些记忆好好存进仓库。”
小美听得入神。她想起自己每次背课文都很费劲,原来不是她不聪明,而是大脑在记忆的时候,有一套很复杂的过程呢。
智慧精灵又指向了颞叶的另一个区域:“这里还有一个专门管说话的地方,叫做布洛卡区。你知道你是怎么学会说话的吗?你听到别人说话的声音,声音传到你的耳朵里,耳朵把信息传给颞叶,颞叶的布洛卡区就会帮你理解那些声音是什么意思,然后指挥嘴巴、舌头、声带一起动起来——最后你就说出了话。大脑这个过程只需要零点几秒,比你眨眼还快呢!”
小美试着想了一下自己说“你好”的过程——从听到声音,到理解意思,到嘴巴动起来说“你好”回去——天哪,大脑在那么短的时间里居然做了这么多事情!
第四个区域:枕叶——你的电影院
最后,智慧精灵飞到了大脑最后面的紫色区域。
“这个紫色的区域叫做枕叶,在大脑的最后方,也就是你后脑勺的位置。枕叶专门负责一件事——看东西。”
“看东西?”小美摸了摸自己的后脑勺。
“对,就是看!你眼睛看到的所有东西——妈妈的脸、窗外的树、书本上的字、电视里的动画片——所有的画面都会通过你的眼睛,变成电信号,传到枕叶里。枕叶就像大脑里的一家电影院,专门负责'放映'你眼睛看到的东西。”
小美恍然大悟:“所以我看到的画面,都是枕叶放出来的电影?”
“完全正确!而且这家电影院是全息的、环绕立体的,比世界上任何一家电影院都先进呢!”智慧精灵笑着说,“顺便告诉你一件有趣的事——如果一个人的枕叶受伤了,他可能就看不见东西了,即使他的眼睛完好无损。这就说明,眼睛只是看东西的'窗户',真正'看到'东西的地方,是大脑里的枕叶。眼睛把信息传给枕叶,枕叶告诉我们'哦,原来这是一只猫'或者'哦,这个字是'大'——这整个过程只需要不到一秒钟。”
小美又一次被大脑的神奇震住了。她每天都要看那么多东西——上课看黑板,放学看路边的野花,回家看动画片——原来每一帧画面的背后,都有大脑在飞速工作啊!
智慧精灵带着小美飞到了“空中”,让她从上方俯瞰整个大脑。小美现在可以清楚地看到四个区域的位置:额叶在前面像一面大盾牌,顶叶在顶部像一顶小帽子,颞叶在两侧像两只大耳朵,枕叶在后面像一块软垫子。
四个区域紧紧挨在一起,各司其职,又互相配合——就像一支配合默契的乐队,每个乐器都有自己的声部,但合在一起就能演奏出美妙的交响乐。
“小美,”智慧精灵说,“你知道最了不起的是什么吗?这四个区域,还有无数个更小的区域,它们都在你大概三斤重的大脑里。这三斤重的东西——大约只占你整个身体重量的百分之二。”
小美低头看了看自己的胳膊和腿,又想了想自己的脑袋。三斤重的大脑,只占百分之二?那自己的身体该有多重啊——一百多斤?不对,她是个小孩子,应该没有一百多斤……
智慧精灵仿佛看出了她在算数学:“大概三四十斤吧。你的大脑只有你的头那么重,但它消耗的能量却占了全身的百分之二十!”
小美愣住了。百分之二十?那可是五分之一的能量啊!
“这就好比一座城市,”智慧精灵解释道,“城市里有一座超级摩天大楼,它只占城市面积的百分之二,但它的用电量却占了全城的百分之二十。大脑就是人体的这座超级摩天大楼——它虽然小,但它是整个身体里最'费电'的地方。你每一次思考、每一次回忆、每一次做决定,大脑都在消耗大量的能量。难怪你努力学习了一上午,就会觉得特别饿——那是因为大脑消耗了太多能量,它在喊'快给我补充燃料'呢!”
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比超级电脑还厉害
参观完大脑的四大区域,小美对大脑的结构已经有了初步的了解。但她心里还藏着一个巨大的疑问,这个问题从她一踏进大脑指挥部的那一刻就在心里转悠了。
“精灵精灵,”她终于忍不住开口了,“大脑每秒能处理那么多信息——那它到底有多快啊?比我们学校的电脑快吗?”
智慧精灵的眼睛亮了起来:“你问得太好了!这个问题,我可以用一个超级大的数字来回答你——但首先,让我给你做一个实验。”
“实验?”小美兴奋起来,“什么实验?”
智慧精灵拍了拍翅膀,眼前的景象又变了。那颗巨大的大脑模型消失了,取而代之的是一条长长的跑道,跑道的起点站着一个小小的蓝色机器人,跑道的终点有一面鼓。
“现在,”智慧精灵说,“我请你做三件事。第一件:看到我的翅膀一挥,你就大声说出你的名字。准备好了吗?”
小美点点头。
智慧精灵翅膀一挥。“开始!”
“小美!”小美大声喊道。
“很好!现在第二件:看到我的翅膀再挥,你就用手指指向你右边的方向,然后说出今天是什么天气。准备好了吗?”
小美又点点头。她用右手准备好了指向右边的动作。
翅膀又一挥。“开始!”
小美的手指指向右边,嘴巴同时说:“今天是晴天!”
“太棒了!现在第三件,也是最难的一件:看到我的翅膀最后一次挥动,你要一边用左手摸你的鼻子,一边用右手摸你的耳朵,同时说出你家住在哪条街!准备好了吗?”
小美深吸一口气。这次有点难啊——两只手要做不同的动作,嘴巴还要说话,同时进行三样事情!
翅膀一挥。
小美开始行动:左手去摸鼻子,右手去摸耳朵,嘴巴说:“我家住在樱花路——”
哎呀,说到一半,右手的方向错了,她摸到了下巴。但她还是努力把地址说完了。
智慧精灵笑着鼓掌:“做得非常好!你知道吗,小美,你刚才做的事情,在电脑那里可是天大的难题呢!”
小美愣住了:“这算什么难题啊,我每天不都在做吗?”
“没错,这就是大脑最神奇