Den här artikeln påminde mig varför jag älskar att arbeta med en hjärna som ser söt och ren ut, som den här:
Eftersom den verkliga hjärnan är väldigt obehaglig och ledsen att titta på. Människor är oförskämda.
Men jag har tillbringat den senaste månaden längst ner i Googles glittrande, blodsutgjutande bildavsnitt, och nu måste du också kolla in det. Så slappna av.
Låt oss nu gå in långt ifrån. Det finns ett sådant ögonblick i biologin - det får dig ibland att tänka, och hjärnan gör också ibland att du inte vill. Den första är situationen med matryoshka i huvudet.
Under ditt hår finns hud och under - tänkte du en skalle? - nej, det finns 19 poäng, och sedan bara skallen. Sedan kommer skallen och en hel massa saker som väntar på vägen till hjärnan.
Kampanjvideo:
Det finns tre membran under skallen och ovanför hjärnan.
Utanför dura mater (latin), ett tåligt, grovt, vattentätt lager. Det är i jämnhöjd med skallen. Jag har hört att hjärnan inte har ett smärtkänsligt område, men dura har en - ungefär lika känslig som huden i ditt ansikte. Och trycket på dura mater under hjärnskakning är ofta orsaken till svår huvudvärk.
Nedan är arachnoid mater, arachnoid eller arachnoid meninges, som är ett hudskikt och sedan ett öppet utrymme med elastiska fibrer. Jag har alltid trott att min hjärna bara svävade mållöst i mitt huvud i någon form av vätska, men i själva verket är det enda verkliga klyftan mellan hjärnan och innerväggen i skallen araknoidhinnorna. Dessa fibrer stabiliserar hjärnan i position så att den inte rör sig för mycket och fungerar som en stötdämpare när huvudet träffar något. Detta område är fyllt med cerebrospinalvätska, som håller hjärnan som om den svävar, eftersom densiteten liknar vattenens.
Slutligen finns det pia mater, pia mater, ett tunt, känsligt hudlager som smälter samman med utsidan av hjärnan. Kom ihåg att när du tittar på hjärnan är den alltid täckt med blodkärl? Så de befinner sig inte på hjärnans yta, de är som sagt inneslutna i pia mater.
Här är en fullständig översikt över vad som verkar vara ett svinhuvud.
Till vänster ser du huden (rosa), sedan de två skikten i hårbotten, sedan skallen, sedan dura mater, arachnoid, och till höger hjärnan, täckt endast av pia mater.
Så snart vi tar bort allt onödigt lämnas vi ansikte mot ansikte med denna dumma pojke.
Denna konstiga utseende är ett av de mest komplexa kända föremålen i universum - ett kilo, som neurotekniker Tim Hanson säger, "ett av de mest informationstäta, strukturella och självorganiserade ämnena bland alla kända." Allt detta fungerar med bara 20 watt energi (en dator med motsvarande effekt förbrukar 24.000.000 watt).
Polina Anikeeva, professor vid Massachusetts Institute of Technology, kallar det "en mjuk pudding som du kan skrapa av med en sked." Hjärnkirurg Ben Rapoport beskrev det mer vetenskapligt: en korsning mellan pudding och gelé. Han säger att om du lägger din hjärna på ett bord kommer tyngdkraften att få den att suddas ut som en manet. Det är svårt att föreställa sig hjärnan så rörig, för den flyter vanligtvis i vatten.
Men det är vad vi handlar om. Du tittar i spegeln, du ser din kropp och ditt ansikte, och du tror att det är du, men i verkligheten är det bara en bil som du kör. I själva verket är du en konstig geléliknande boll. Hur tycker du om denna analogi?
Med tanke på allt detta konstigt bör man inte skylla Aristoteles eller de forntida egyptierna eller många andra för att de betraktar hjärnan som en meningslös kranial fyllning. Aristoteles trodde att hjärtat var mittpunkten.
Till slut fick folk reda på vad som var vad. Men inte helt.
Professor Krishna Shenoy jämför vår förståelse av hjärnan med hur mänskligheten föreställde sig en världskarta i början av 1500-talet.
En annan professor, Jeff Lichtman, är ännu hårdare. Han börjar sina studier med en fråga riktad till studenter: "Om allt du behöver veta om hjärnan är en mil, hur långt har vi kommit den här milen?" Han säger att elever vanligtvis svarar "tre fjärdedelar", "en halv mil", "en fjärdedel mil" och så vidare. Men det verkliga svaret är enligt hans uppfattning "ungefär tre tum."
En tredje professor, neurovetenskapsmannen Moran Cerf, delade med mig ett gammalt ordspråk från neurovetenskapsmän om att försöka förstå hjärnan är en gimmick-22:”Om den mänskliga hjärnan var så enkel att vi kunde förstå den, skulle vi vara så enkla. att de inte kunde [förstå honom]."
Kanske kommer vi med hjälp av det stora kunskapstornet som vår art bygger någon gång. För nu, låt oss titta på vad vi vet om maneterna i våra huvuden, och börja med den stora bilden.
Hjärna långt ifrån
Låt oss titta på stora delar av hjärnan med hjälp av ett halvklotet tvärsnitt. Så här ser hjärnan ut i ditt huvud:
Låt oss nu ta hjärnan ur huvudet och ta bort vänster halvklot, vilket ger oss den bästa utsikten inuti.
Neurologen Paul McLean gjorde ett enkelt diagram som illustrerar grundidén som vi diskuterade tidigare och berörde reptilhjärnan under revolutionens process, därefter däggdjurshjärns överbyggnad och slutligen vår egen tredje hjärna.
I form av en sådan karta läggs detta ovanpå vår verkliga hjärna:
Låt oss ta en titt på varje avsnitt:
Hjärnstam (och lillhjärnan)
Detta är den äldsta delen av vår hjärna.
Det här är avsnittet i vår hjärnsektion ovan där grodabossen bor. Faktum är att hela grodhjärnan är som den här nedre delen av vår hjärna:
När du förstår funktionen hos dessa delar, är det faktum att de är gamla meningsfulla - vad dessa delar gör kan grodor och ödlor göra. De största sektionerna är:
Märg
Medulla oblongata tar hand om din död. Den utför de otacksamma uppgifterna att hantera ofrivilliga processer som hjärtfrekvens, andning och blodtryck och får dig att kräkas när den tror att du har blivit förgiftad.
Pons
Varoliev Bridge gör lite av allt. Han är ansvarig för att svälja, urinblåsan, ansiktsuttryck, tugga, saliv, tårar och avföring - kort sagt allt.
Mellanhjärnan
Mellanhjärnan har en ännu större personlighetskris än ponsarna. Du förstår att en del av hjärnan har problem när nästan alla dess funktioner utförs av en annan del av hjärnan. När det gäller mitthjärnan handlar det om syn, hörsel, motorik, vakenhet, temperaturkontroll och en mängd andra saker som andra delar av hjärnan gör. Resten av hjärnan ser inte heller ut som en mellanhjärna, med tanke på hur löjligt ojämn "framhjärnan, mellanhjärnan, bakhjärnan", som om den medvetet isolerade mellanhjärnan.
För vilken man ska tacka ponsarna och mellanhjärnan separat, eftersom de kontrollerar frivillig ögonrörelse. Därför, om du rör dig dina ögon nu, sker processer i bron och mitthjärnan.
Lilla hjärnan
Denna konstiga utseende, som liknar pungen i din hjärna, är cerebellum, eller cerebellum, som är latin för "liten hjärna". Han är ansvarig för balans, koordination och normal rörelse.
Limbiska systemet
Ovanför hjärnstammen finns det limbiska systemet - den del av hjärnan som gör människor otroliga.
Det limbiska systemet är ett överlevnadssystem. En viktig del av hennes jobb är att när du gör vad din hund kan göra - äta, dricka, ha sex, slåss, gömma sig eller fly från något läskigt - det limbiska systemet är vid ratten. Oavsett om du gillar det eller inte, när du gör något av ovanstående är du i ett primitivt överlevnadsläge.
Dina känslor lever också i det limbiska systemet, och i alla fall är känslor också ansvariga för överlevnad - det här är mer avancerade överlevnadsmekanismer som behövs av djur som lever i en komplex social struktur.
Närhelst en intern kamp utvecklas någonstans i ditt huvud, är det värt att tacka ditt limbiska system för att göra något som du senare kommer att ångra.
Jag är ganska säker på att kontroll av ditt limbiska system både är en definition av mognad och en grundläggande mänsklig kamp. Det är inte så att vi har det bättre utan våra limbiska system - de gör oss trots allt mänskliga, och mycket av livets höga är förknippat med känslor och möter djurens behov. Det är bara att ditt limbiska system inte tar hänsyn till att du lever i ett civiliserat samhälle, och om du ger det för mycket kraft för att kontrollera ditt liv kommer det snabbt att förstöra det.
Låt oss i alla fall titta närmare på det. Det finns många små delar av det limbiska systemet, men vi kommer att fokusera på de mest kända.
Amygdala
Amygdala är en slags emotionell störning i hjärnstrukturen. Hon är ansvarig för ångest, sorg och känslor av rädsla. Det finns två mandlar, och konstigt nog är vänstern på ett bättre humör - ibland ger det en glad känsla utöver en obehaglig. Den andra är alltid på dåligt humör.
Hippocampus
Din hippocampus (från grekiska för "sjöhäst" eftersom den ser likadan ut) är en tavla för minnet. När råttor börjar memorera riktningar i labyrinten kodas minnena i deras hippocampus - bokstavligen. Olika delar av de två råtta-hippocampus kommer att aktiveras i olika delar av labyrinten, eftersom varje sektion av labyrinten är lagrad i sin tilldelade del av hippocampus. Men om råttan, efter att ha memorerat en labyrint, får en annan uppgift och återvänder till den ursprungliga labyrinten ett år senare, kommer den knappt ihåg det, för hippocampusens tavla raderas för att göra plats för ett nytt minne.
Historien i Memento-filmen är verklig - anterograd amnesi - och orsakas av skador på hippocampus. Alzheimers börjar också i hippocampus innan de tar sig igenom andra delar av hjärnan, så på grund av sjukdomens många förödande effekter uppträder minnesproblem först.
Thalamus
I sin centrala position i hjärnan fungerar talamus också som en sensorisk budbärare som tar emot information från dina sinnen och skickar den till hjärnbarken för bearbetning. När du sover sover talamusen med dig, vilket innebär att den sensoriska medlaren inte fungerar. Därför, i djup sömn, kanske ljud, ljus eller beröring inte väcker dig. Om du vill trycka på någon som sover djupt måste du försöka nå ut till thalamus.
Undantaget är din luktsans, som är den enda känsla som kringgår thalamus. Därför används doftande salter för att väcka en bränd person. Och eftersom vi är här, här är ett häftigt faktum: luktsansen är en funktion av luktlökan och är den äldsta känslan. Till skillnad från andra sinnen är lukten djupt rotad i det limbiska systemet, där den fungerar i nära kontakt med amygdala och hippocampus, varför lukt är så nära förknippad med minne och känslor.
Bark
Slutligen kom vi till cortex, cortex. Bark. Neocortex. Stora hjärnan. Pallium.
Den viktigaste delen av hela hjärnan kan inte bestämma ett namn. Och det är varför:
Cortex är ansvarig för nästan allt - det bearbetar vad du ser, hör och känner, tillsammans med språk, rörelse, tänkande, planering och personlighet.
Den är uppdelad i fyra delar:
Det är inte särskilt trevligt att beskriva vad var och en gör, för var och en gör mycket. Men för att förenkla:
Frontloben styr din personlighet, tillsammans med vad vi anser "tänka" - övervägande, planering, engagemang. Speciellt kokar vattenkokaren mest framför frontloben, i prefrontal cortex. Den prefrontala cortexen är en annan karaktär i de inre striderna i ditt liv. Rationalisten inom dig får dig att arbeta. En inre röst försöker övertyga dig om att sluta oroa dig för vad andra tycker om dig och bara vara dig själv. En högre makt som vill att du ska sluta svettas.
I det här fallet är frontloben ansvarig för din kropps rörelse. Den övre körfältet på frontloben är din primära motoriska cortex.
Bland andra funktioner styr parietalloben din känsla för beröring, särskilt i den primära somatosensoriska cortexen, en remsa bredvid den primära motoriska cortexen.
Den motoriska och somatosensoriska cortexen ligger bredvid varandra och är väl studerade. Neurovetenskapsmän vet exakt vilken del av varje band som ansluter till varje del av din kropp. Vilket tar oss till det läskigaste diagrammet i den här artikeln: homunculus.
Homunculus, skapad av neurokirurgen Wilder Penfield, visar visuellt en karta över motorisk och somatosensorisk cortex. Ju större avbildningen av en kroppsdel på diagrammet, desto mer ägnas cortex åt sin rörelse eller beröring. Några intressanta fakta om detta ämne:
För det första är det fantastiskt att mer hjärna ägnas åt rörelse och känslor i ditt ansikte och händer än resten av kroppen, istället för att tas. Det är dock meningsfullt: du måste ha ett otroligt detaljerat ansiktsuttryck och dina armar måste vara väldigt smidiga, medan resten av delarna - axlar, knän, rygg - kan vara mycket hårdare. Det är inte för ingenting som folk spelar piano med fingrarna, inte med fötterna.
För det andra är det anmärkningsvärt hur dessa två skorpor liknar det de är förknippade med.
Slutligen kom jag över den här skiten och nu lever jag med den - så du också. 3D homunculus man.
Låt oss gå längre.
Den temporala loben (temporal) är där ditt minne lever, och eftersom det ligger bredvid dina öron hakar också hörselbarken i den.
Slutligen, på baksidan av huvudet, finns det occipital lob, som nästan helt ägnas åt syn.
Under lång tid trodde jag att dessa stora lober var hela bitar av hjärnan - till exempel segment av en allmän tredimensionell struktur. Men i verkligheten är hjärnbarken bara de yttre två millimeterna av hjärnan, och köttet under är bara ledningar.
Om du tar bort hjärnbarken från hjärnan kan du sprida ut ett 2-millimeter kvadratiskt hjärnark med en yta på 48 x 48 centimeter. Middagsservett.
Denna servett är där det mesta av handlingen äger rum i din hjärna - det är därför du kan tänka, röra, känna, se, höra, komma ihåg, prata och förstå språk. Underbar servett, vad man än kan säga.
Och kommer du ihåg att du är en geléboll? När du försöker bli medveten om dig själv händer allt i cortexen. Det vill säga att du inte är en geléboll, du är en servett.
Vikarnas magi när det gäller att öka servettens storlek framgår när vi placerar resten av hjärnan ovanpå vår skalade cortex.
Så även om den inte är perfekt, har modern vetenskap fått en viss förståelse för helheten när det gäller hjärnan. I princip förstår vi den mindre bilden ganska bra. Låt oss kolla?
Hjärnan nära
Så medan vi för länge sedan räknat ut att hjärnan blev förvaret för vår intelligens, har vetenskapen först nyligen räknat ut vad hjärnan egentligen är gjord av. Forskare visste att hans kropp var gjord av celler, men i slutet av 1800-talet räknade den italienska fysikern Camillo Golgi ut hur man applicerade färgning för att se hur hjärncellerna faktiskt ser ut. Resultatet var överraskande:
Det såg inte ut som celler. Golgi öppnade en neuron.
Forskare insåg snabbt att neuronet är basenheten i det stora kommunikationsnätverket som utgör hjärnan och nervsystemet hos praktiskt taget alla djur.
Men det var inte förrän på 1950-talet som forskare fick reda på hur neuroner kommunicerar med varandra.
Axonen, den långa processen för ett neuron som bär information, har en mikroskopisk diameter - för liten för att studera. Men på 1930-talet tänkte den engelska zoologen J. Z. Jung att bläckfisk kunde vända det sätt vi tänker på hjärnan, för bläckfisk har otroligt stora axoner i sina kroppar och kan experimenteras med. Årtionden senare, med hjälp av en stor bläckfiskaxon, räknade forskarna Alan Hodgkin och Andrew Huxley definitivt ut hur neuroner förmedlar information: åtgärdspotential. Så här fungerar det.
Först och främst finns det många olika typer av nervceller:
För enkelhets skull diskuterar vi en enkel, vanlig neuron - en pyramidcell, liknande den som finns i motorbarken. För att skapa ett diagram över ett neuron, låt oss börja med en kille:
Och om vi ger honom några extra ben, lite hår, tar vi bort händerna och sträcker ut honom - det är neuronen.
Låt oss lägga till fler nervceller.
Istället för att gå in på en fullständig detaljerad förklaring av hur handlingspotentialer fungerar - och dra nytta av mycket onödig och ointressant teknisk information som du redan stött på i biologilektioner i klass 9 - låt oss hoppa direkt till huvudidéerna som hjälper oss.
Stammen i vår killes kropp - axeln i neuronen - har en negativ "vilopotential", det vill säga när han är i vila är hans elektriska laddning något negativ. Flera personer sparkar ständigt håret på vår kille, neuronens dendriter, oavsett om han gillar det eller inte. Deras ben tappar kemikalier på hans hår - neurotransmittorer - som färdas genom hans huvud (cellkroppen eller soma) och, beroende på kemikalien, ökar eller minskar laddningen i hans kropp. Detta är inte särskilt trevligt för vår neuron, men det är acceptabelt - och inget annat händer.
Men om tillräckligt med kemikalier rör vid hans hår för att höja laddningen, neuronens "tröskelpotential", kommer detta att utlösa en åtgärdspotential och vår kille kommer att bli chockad.
Det här är en dubbel situation - antingen händer ingenting med vår kille eller så är han helt elektriskt. Det kan inte vara lite energiskt eller för energiskt - antingen är det under det eller inte, och alltid i viss utsträckning.
När detta händer passerar en puls av elektricitet (i form av en kort vändning av kroppens normala laddning från negativ till positiv, och återgår sedan snabbt till normal negativ) genom hans kropp (axon) in i benen - terminalerna på neuronaxonen - som själva rör vid andra människors hår (kontaktpunkter kallas synapser). När handlingspotentialen når hans ben tvingar han dem att släppa ut kemikalier i håret hos de människor de rör vid, vilket antingen gör eller inte leder till att dessa människor är elektriskt, som han själv.
Så här reser information normalt genom nervsystemet - kemisk information som skickas i det lilla klyftan mellan neuroner utlöser överföring av elektrisk information genom neuronet - men ibland, när kroppen behöver flytta en signal snabbare, kan neuronneuronala anslutningar vara elektriska på egen hand.
Åtgärdspotentialer rör sig från 1 till 100 meter per sekund. En del av anledningen till denna stora spridning är att en annan typ av nervsystemceller - Schwann-cellen - fungerar som en vårdande mormor och ständigt slår in vissa typer av axoner i lager av fettiga filtar som kallas myelinmantlar. Mer eller mindre så här:
Bortsett från skydd och isolering är myelinmanteln en viktig faktor i kommunikationshastigheten - åtgärdspotentialer rör sig mycket snabbare genom axoner när de täcks av myelinmantlar.
Ett bra exempel på skillnaden i hastighet som skapats av myelin: vet du hur det känns när du stöter på fingret, din kropp ger dig en sekund att tänka på vad du just gjorde och hur du mår nu innan smärtan träffar? Du känner samtidigt effekten av lillfingret på något hårt och den skarpa delen av smärtan, eftersom den skarpa informationen om smärtan skickas till hjärnan genom myeliniserade axoner. Det tar en sekund eller två innan den tråkiga smärtan uppträder, eftersom den skickas genom de omyeliniserade "C-fibrerna" - med en hastighet på en meter per sekund.
Neurala nätverk
Neuroner liknar något av datortransistorer - de överför också information på det binära språket för nollor och enor (0s och 1s), utan att utlösa och med att utlösa en åtgärdspotential. Men till skillnad från datortransistorer förändras neuronerna i hjärnan ständigt.
Kom ihåg när du lär dig något nytt och du är bra på det, och nästa dag försöker du igen, men ingen skit? Faktum är att koncentrationen av kemikalier i signalerna mellan neuroner igår hjälpte dig att lära dig igår. Upprepningen fick kemikalierna att förändras, du blev bättre, men nästa dag var kemikalierna normala, så förbättringarna avbröts.
Men om du fortsätter att öva kommer du så småningom att bli bra på något, och det kommer att vara länge. Du säger på något sätt till hjärnan "Jag behöver det mer än en gång", och hjärnans neurala nätverk svarar genom att göra strukturella förändringar därefter. Neuroner förändrar form och plats och förstärker eller försvagar olika anslutningar på ett sådant sätt att de skapar ett nätverk av vägar till skicklighet, förmågan att göra något.
Neurons förmåga att förändra sig kemiskt, strukturellt och till och med funktionellt gör att hjärnans neurala nätverk kan optimera sig för omvärlden - ett fenomen som kallas hjärnplasticitet. Barnets hjärna är den mest flexibla. När ett barn föds, har hans hjärna ingen aning om vilket liv han ska förbereda sig för: för en medeltida krigare som måste behärska svärdsmanskap, en musiker från 1600-talet som måste utveckla ett exakt muskelminne för att spela cembalo, eller en modern intellektuell som måste behålla och arbeta med en enorm mängd information. Men barnets hjärna är redo att förändra sig själv för alla liv som väntar honom.
Bebisar är stjärnor av neuroplasticitet, men neuroplasticitet kvarstår under våra liv så att människor kan växa, förändras och lära sig nya saker. Och det är därför vi kan skapa nya vanor och bryta gamla - dina vanor speglar befintliga mönster i din hjärna. Om du vill ändra dina vanor måste du utöva mycket viljestyrka för att skriva om hjärnans neurala vägar, men om du försöker kommer hjärnan äntligen att förstå och ändra alla dessa vägar, varefter det nya beteendet inte längre kräver viljestyrka. Din hjärna förvandlar fysiskt förändringen till en ny vana.
Totalt finns det cirka 100 miljarder neuroner i hjärnan, som utgör detta otroligt stora nätverk - som antalet stjärnor i Vintergatan. Cirka 15-20 miljarder av dessa nervceller finns i cortex, medan resten finns i andra delar av din hjärna. Överraskande nog har även lillhjärnan tre gånger så många nervceller som hjärnbarken.
Låt oss zooma ut och titta på ett annat tvärsnitt av hjärnan. Den här gången skär vi inte längs, utan tvärs över.
Hjärnmaterialet kan delas in i så kallad grå och vit materia. Grå materia ser faktiskt mörkare ut och består av cellkroppar (soms) av hjärnneuroner och deras embryon, dendriter och axoner - tillsammans med annat material. Vit materia består främst av elektriskt ledande axoner som bär information från soma till andra somor eller till en destination i kroppen. Den vita substansen är vit eftersom dessa axoner vanligtvis är insvept i myelinmanteln, som är vit fettvävnad.
Det finns två huvudområden av grå materia i hjärnan: det inre klustret i det limbiska systemet och delar av hjärnstammen som vi pratade om ovan och ett tjockt lager av cortex täckt med ett 2 mm lager av cortex på utsidan. Den stora delen av vit substans däremellan består huvudsakligen av kortonerna nervceller. Cortex är ett stort kommandocenter, och många av dess ordrar härrör från axonmassan i dess sammansättning.
Den coolaste illustrationen av detta koncept är en samling konstnärliga representationer av Dr Greg Dunn och Brian Edwards. Se den tydliga skillnaden mellan strukturen på det yttre skiktet av gråmaterialskorpan och den vita substansen under den.
Dessa kortikala axoner kan överföra information till en annan del av cortex, till den nedre delen av hjärnan eller genom ryggmärgen - nervsystemets motorväg och till resten av kroppen.
Låt oss ta en titt på hela nervsystemet.
Nervsystemet är uppdelat i två delar: det centrala nervsystemet - din hjärna och ryggmärg - och det perifera nervsystemet - består av nervceller som strålar från ryggmärgen till resten av kroppen.
De flesta typer av nervceller är interneuroner som kommunicerar med andra nervceller. När du tänker finns det en massa internuroner i ditt huvud som pratar med varandra. Interneuroner finns främst i hjärnan.
De andra två typerna av nervceller är sensoriska nervceller och motorneuroner - dessa rör sig ner i ryggmärgen och utgör det perifera nervsystemet. Dessa nervceller kan vara en meter långa. Här är en typisk struktur för varje typ:
Kommer du ihåg våra två ränder?
Dessa ränder finns där det perifera nervsystemet föds. Axonerna hos sensoriska nervceller rör sig ner från den somatosensoriska cortexen, genom hjärnans vita substans, in i ryggmärgen (som helt enkelt är en massiv bunt av axoner). Från ryggmärgen reser de till alla kroppsdelar. Varje del av din hud är fodrad med nerver som har sitt ursprung i den somatosensoriska cortexen. En nerv är förresten en serie buntar av axoner bundna ihop till en liten sladd. Här är ett tvärsnitt av nerven:
Nerven är allt i den lila cirkeln, och de fyra stora cirklarna inuti är axlarna.
Om en fluga landar på din hand händer följande:
Flugan berör din hud och stimulerar en bunt sensoriska nerver. Axonterminalerna i nerverna börjar arbeta med potential och överför denna signal till din hjärna för att signalera flugan. Signaler går till ryggmärgen och somas i den somatosensoriska cortexen. Den somatosensoriska cortexen signalerar sedan motorcortexen för att leta flytta axeln för att borsta bort flugan. Vissa somor i motorbarken, som är associerade med armmusklerna, initierar potentialer, skickar signaler tillbaka till ryggmärgen och därifrån till armmusklerna. Axonterminalerna i slutet av nervcellerna stimulerar musklerna i armen, som skakar den för att jaga bort flugan. Flugans nervsystem går igenom dess cykel och flyger iväg.
Då ser din amygdala sig omkring och inser att en insekt sitter på dig, säger till motorbarken att ryckas av fientlighet, och om det är en spindel istället för en fluga, beordrar den också dina vokalband att ofrivilligt skrika och förstöra ditt rykte.
Så vi förstår hur hjärnan fungerar? Varför då, om professorn ställde den här frågan - hur många mil har vi rest om den här milen är allt vi behöver veta om hjärnan - svaret är tre tum?
Och hemligheten är detta.
Vi vet hur en enskild dator skickar e-post och förstår fullständigt alla begrepp på Internet, till exempel hur många människor som finns där, vilka webbplatser som är störst, vilka trender som är ledande. Men allt detta i centrum - de interna processerna på Internet - de är lite förvirrande.
Ekonomer kan berätta allt om hur den enskilda konsumenten fungerar, de grundläggande begreppen för makroekonomi och de övergripande krafterna som spelas - men de kan aldrig berätta exakt hur ekonomin fungerar till närmaste sekund eller vad som kommer att hända med den om en månad eller ett år.
Hjärnan är ungefär lika. Vi har en liten bild - vi vet allt om hur nervceller aktiveras. Och vi har en helhetsbild - vi vet hur många nervceller som finns i hjärnan, vilka är de största loberna och strukturerna, hur de kontrollerar kroppen och hur mycket energi systemet förbrukar. Men någonstans däremellan - vad varje del av hjärnan gör - är vi helt vilse.
Vi förstår bara inte.
Det som verkligen visar oss hur förvirrad vi är är hur neurovetenskapsmän pratar om de delar av hjärnan vi förstår bäst. Som den visuella cortexen. Vi förstår den visuella cortexen väl eftersom det är lätt att kartlägga.
Forskaren Paul Merolla beskrev det för mig på följande sätt:
Hittills bra. Men han fortsätter:
Och motorbarken, en annan av de mest välstuderade områdena i hjärnan, vid närmare granskning visar sig vara ännu mer komplex än den visuella hjärnbarken. Eftersom, även om vi vet vilka allmänna delar av den motoriska cortex-kartan som motsvarar vissa delar av kroppen, är enskilda neuroner i dessa områden av motor cortex inte topografiskt inriktade, och detaljerna i deras gemensamma arbete för att skapa kroppsrörelse är helt oklara.
Neuroplasticiteten som gör våra hjärnor så användbara gör dem också oerhört svåra att förstå, för hur våra hjärnor fungerar baseras på hur hjärnan formar sig själv som svar på specifika miljöer och upplevelser. Detta är inte en själlös bit kött eller något som du, jag, moster Masha, farbror Petit och Bill Gates kommer att ha samma åtminstone i utseende - djupt inuti hjärnan hos varje person är unik i ordets högsta betydelse.
Del ett: The Human Colossus
Del två: hjärnan
Del tre: Flyga över boet av neuroner
Del fyra: gränssnitt för neurodatorer
Del fem: Neuaralink-problemet
Del sex: Age of Wizards 1
Del sex: Age of Wizards 2
Del sju: The Great Fusion