人脑与电脑

电子计算机是现代科学的一项杰出发明,它的工作原理和人脑相似,所以也称"电脑"。但是目前世界上最完美、最精巧的信息处理机还不是电脑,而是人脑。人为万物之灵,灵就灵在人脑上,它是思维的物质基础,是区别于动物的根本特征。人脑由四部分组成:大脑、小脑、间脑和脑干,脑和脊髓合称"中枢神     

脑胶质细胞:另一种大脑作图方式

<正>在推进人脑研究的进程中,美国神经学家R·道格拉斯·菲尔兹(R.Douglas Fieids)认为:作为大脑组成部分的非神经元细胞——脑胶质细胞——一定不能被雄心勃勃的人脑研究计划拒之门外。自从奥巴马总统宣布"使用先进神经技术的人脑研究计划(BRAIN)"以来,即寻求对实验动物整     

脑功能理论的当代发展和前沿研究计划

21世纪以来,研究人员逐渐揭示出人脑前额叶特别是内侧前额叶的认知功能,脑内的社会镜像神经元系统以及默认网络.这些发现,扩展了20世纪关于经典特异神经通路和网状非特异系统的概念,认识到人脑含有4类机能解剖系统.除了并行协同工作的特异系统和网状系统外,人脑还有以180°相位差交替转换式活动的默认网络和社会认知网络.在所概括的4条神经信息处理机制中,由于自然脑进化的遗传保守性,人脑和动物脑共性大,而与电脑间存在本质差异.人脑功能的独特性体现为社会属性和生物属性高度融合的巨复杂性、四层次性及其包容性.本文简要介绍了脑连接组计划、脑活动图计划和中国脑计划,希望能引起人们关注人脑、动物脑和电脑的共性和本质差异,以便更正确地对待脑科学和人工智能领域的研究成果.     

动物的“方言”

不同国家的人存在着语言差异,即使在同一语系中也存在着"方言"的差异。这种方言现象是否存在于动物之中呢?人们一直以为各地的同品种动物叫声一样,但是近年来的研究却发现,许多动物也有"方言"。这些研究对于探索动物世界的生活方式和社会奥秘,无疑有着重要的意义。     

海豚:海中的智叟

海豚究竟有多聪明若问整个动物界谁最聪明?可能有人会说是黑猩猩,认为黑猩猩是一切动物中最进化、最能干的。可是海洋学家却认为,海豚与人类一样也有学习能力,甚至比黑猩猩还略胜一筹,素有海中“智叟”之称。许多科学家正投身于海豚的研究,首先从解剖学的角度入手,观察海豚的脑细胞发育程度,这是智力和思维的基础。20世纪30年代,日本的小川博士开始了海豚脑与人脑及其他动物脑的对比实验。经解剖研究,证明海豚的大脑十分发达,一条成年海豚的平均脑重为1600～1700克,比人脑还重(约1500克),远远超过了黑猩猩(不足500克)。海豚单位体长的脑重即…     

遗忘不是真正的遗忘

通常,人们对以前遇见的事物和识记的知识会遗忘。其实,这遗忘不能说是真正的遗忘,而是人脑对信息的一种处理方式,是信息在人脑内部的一个复杂的变换过程。我们遇到一件事,经过一段时间后,可能就会忘记.但如果有人提到与这件事相关的事时,我们就会回忆起这件事。由此,说明对事物的遗忘不是完全的信息消失。人脑对外界新信息吸收后,并不是像录像机一样马上把这些信息存贮起来,而是经过一个处理过程,把外界的信息分解成一个个小的"信息因子",这些信息因子再去影响和作用大脑细胞,存贮起来。当我们需要时,这些信息因子又重新组合起来,复现原始信息。人脑每天要吸收许多新信息。如果一些信息对人脑的"刺激"大,则这些信息因子的重新组合能力也强,反之,则弱。随着时间的推移,信息键能变小,于是信息因子之间的组合能力也变弱,这就形成了遗忘。     

全球动物“新五霸”

正19世纪的非洲狩猎盛行,人们用"非洲五霸"来称呼狮子、犀牛、水牛、大象和豹子,当时的狩猎者认为这五种非洲动物是最危险的狩猎目标。英国摄影师格雷姆·格林(Graeme Green)想要给"五霸"这个词赋予新的含义,让它颂扬动物的生命,而非庆祝猎物的死亡。他在2020年4月启动"新五霸"项目,在一年的时间里让社会大众投票决定他们最喜欢、最想在摄影作品中见到的五种动物,旨在用摄影来让大众意识到野生动物面临的威胁,鼓励社会各界保护野生动物。     

像数据一样溶解

正对于现代科学来说,人脑虽然直径还不如一只篮球,但要彻底了解它内部的奥秘,就和探索宇宙的边界一样困难。虽然如此,科幻作家们却一直跃跃欲试,以自己的方式诠释大脑的秘密,用他们能想到的最强大的人造装置和人脑结合起来,人机一体,创造具有"最强大脑"的超人。毫无疑问,这类题材也是好莱坞的最爱。     

"大科学"计划之一--跨部门太空脑科学实验计划

跨部门太空脑科学实验计划是美国国家科学基金会(NSF)为响应美国议会提出的“人脑十年”而组织的国际合作计划。它的原形是1998年4月美国航空宇航局的一个任务，主要是研究动物和人类神经系统以及在太空飞行中的反应。现在，由多个国家和美国多个部门参与的人类和动物在空间微重力等条件下的神经科学实验和数据分析正在展开。     

神经动力学:研究大脑信息处理的新领域

20世纪下半叶,人工智能和计算机技术的飞速发展,使许多人乐观地认为很快就可以造出与人脑相匹敌、甚至超过人脑的智能机器.甚至还有人提出人造智能机器在不久的将来会主宰世界和消灭人类,其中最突出的就是号称"人工大脑之父"的德加里斯(H.de Garis)教授[1].但是,其论断的基础并不牢固.     

狼群中的尊卑贵贱

动物世界中,不仅有"结帮"现象,而且等级制度森严,比起人类来,恐怕有过之而无不及.     

动物也懂物理学

正如果一只动物在觅食过程中,不小心从树顶上掉了下来,它们当然不会知道这是地球引力在作祟。不过,理论的不足,并不意味着这些动物不会利用艰深的物理规律来实践。当我们掌握了一些物理知识后,就可以理解一些让人类觉得不可思议的动物"神技"和生活习性。这种动物会"轻功"水面上,一只动物在悠然行走,它身材纤细,六条腿平稳地踩在水面上,丝毫不会害怕身体被打湿,或者担心自己沉到水里,它就是水黾。为什么水黾不会像大多数动物一样,因为重力的作用而下沉呢?     

狼群中的尊卑贵贱

动物世界中,不仅有"结帮"现象,而且等级制度森严,比起人类来,恐怕有过之而无不及。美国的大卫·米克是世界上唯一靠研     

动物界的“大嗓门”

动物们通常会发出各种各样的声音来传递信息,比如告诉同伴"有危险",或者宣布"求偶仪式就要开始了".     

动物界的“刺儿头”

正很多动物的身上都有刺,且刺的作用有所不同。有些刺可以用于攻击或取食,有些刺在求偶繁殖方面有很大作用,而大多数的刺主要是用来防御。刺猬、豪猪、针鼹、刺鲀和海胆等动物拥有覆盖全身的坚硬棘刺,许多捕食者都奈何不了它们。下面就来见识一下这些动物中的"刺儿头"吧。     

一舌多用的动物

对人类来说,舌头只担负着辨味、辅助咀嚼、吞咽食物、发音以及显示人体健康状况等普通功能.然而,这与某些动物比起来,真是"小巫见大巫"了.下面就让我们来看看一些有着神奇功能的动物舌头.     

吸引异性,它们有绝招

正求偶,用人类的语言表述就是"找男/女朋友",是动物"结婚生子"的前提。如果找不到"男/女朋友",不能传宗接代,雄性/雌性的DNA就无法传递下去,因此求偶行为最重要的一点就是吸引配偶。"帅"是找女友的第一法则对于人类而言,颜值常常是吸引异性的重要指标之一,动物也不例外。雄性动物如果体形魁伟,色彩鲜艳,就能轻易吸引到雌性的关注。有些鸟、兽有着漂亮的羽毛或冠、角等,它们竭力炫耀这些漂亮的饰物来吸引对方。以孔雀为例,雄孔雀的尾巴越来越长,以至于天敌来了也无法躲避。看似不可思议的抉择,究其内在的缘由,那些尾巴长的孔雀们,往往身体的免     

人脑功能的非线性动力学的探索

人脑的活动可以说是当前科学探索的一个最大的难题.自从近代科学发展以来,人们探索微观世界和物质结构的基本单元,以及辽阔的宇宙,在本世纪中都得到很大的进展.但是对于自身特别是取得这些进展的认识工具——人脑,虽然从分析的方面也取得了不少的结果,可是有关它的整体行为却知之甚少.其原因是多方面的,除了人脑的复杂与多变以外,更重要的似乎在于多年来科学发展所产生的世界观阻碍了人们的思想.自     

脑和第五代电子计算机

下一代计算机一般认为是非诺埃曼型的计算机。但是,并不是说已找出代替诺埃曼原理的原理。下一代原理的范例,一般认为是人脑,但对人脑的原理也还存在很多不太明瞭的地方。若要作为下一代计算机的范例,就需要探讨探讨人脑的原理。诺埃曼型“计算”机的极限若用一句话来说诺埃曼型计算机,可叫它是程序内藏式,二进制数字计算机。如把它和人脑进行比较的话,人脑不可称作数字计算机,人脑所使用的“数”又不是二进数也不是十进数,人脑的程序因为     

休闲时光

大脑皮层凸凹褶皱,颇似地球表面的高山起伏、丘陵逶迤。地球表层是由若干块"板块"相嵌合而成的,大脑的脑壳中间也有若干缝隙,一如"板块"拼合。人脑分左右半球,它们各有特殊功能又相互配合;地球