本文主要是介绍读书笔记之《人人都该懂的脑科学》：脑科学入门第一本书，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
《人人都该懂的脑科学》由三个作者合著: [英] 阿马尔·阿尔查拉比（Ammar Al-Chalabi） / [英]马丁·特纳（Martin R.Turner） / [英]沙恩·德拉蒙特（R. Shane Delamont）
，原作名: The Brain：A Beginner’s Guide，于2020-9-30出版。
[英]阿马尔·阿尔查拉比（Ammar Al-Chalabi）是伦敦国王学院医院的神经学名誉顾问，伦敦国王学院精神病学研究所高级讲师。
[英]马丁·特纳（Martin R.Turner）是牛津大学约翰·拉德克利夫医院的神经学注册医师，牛津大学格林学院的临床导师。
[英]沙恩·德拉蒙特（R. Shane Delamont）是伦敦国王学院医院的神经学家专家顾问。
三位作者都有教授神经科学的丰富经验，而且他们的专业领域涵盖了当代脑科学研究的所有主要领域。
本书《人人都该懂的脑科学》旨在为读者提供关于脑科学的全面了解。以下是对书中各章内容的总结：
第一部分：初识脑
- 脑科学研究的历史进程：介绍了脑科学从古希腊时期到现代的发展，包括颅相学、19世纪的实验探究以及脑功能定位学说。
- 脑的进化：探讨了脑是如何从简单到复杂进化的，包括猿猴与人类的比较，以及脑容量与智力的关系。
相比于猿猴，人类之所以能成为社会赢家，主要归因于以下几个方面：
**社会结构和群体生活**：人类倾向于生活在30人左右的群体中，这种群体生活导致了复杂的社会互动和规则。人类在群体中通过互相梳理毛发（在现代相当于身体接触和语言交流）来建立和维护社会关系。
**智力和认知能力**：人类的大脑相对较大，特别是前额叶区域，这与我们处理复杂社会互动、理解他人意图以及控制自己行为的能力有关。这种认知能力使我们能够理解复杂的社会动态，并在群体中有效地导航。
**语言和沟通**：人类发展出了复杂的语言系统，这不仅用于日常交流，还用于传递复杂的社会信息和文化知识。语言能力使我们能够分享经验、教育后代，并在群体中形成共同的目标和价值观。
**合作和分工**：人类社会中的合作和分工使得群体能够更有效地利用资源，解决复杂问题。这种合作精神在狩猎、建筑和社会管理等方面表现得尤为明显。
**文化和学习**：人类能够通过观察和模仿学习新技能，并将这些技能传递给下一代。文化传承使得人类能够积累和利用知识，不断改进工具和技术。
**情感和同理心**：人类具有理解和感受他人情感的能力，这有助于建立信任和同情，促进群体内部的和谐与团结。
**适应性和创新**：人类能够适应各种环境，发展出新的策略和工具来应对挑战。这种创新能力使得人类能够在竞争激烈的环境中生存下来。
**道德和规范**：人类社会建立了一套道德规范和法律体系，这些规范有助于维持社会秩序，解决冲突，促进公平和正义。
这些因素共同作用，使得人类在社会竞争中占据了优势，成为地球上的“社会赢家”。 - 脑功能的基础：神经元：详细解释了神经元的结构、功能以及它们如何通过电信号进行交流。
第二部分：从一个细胞发展成脑 - 脑的发育：神经系统的生长：描述了从受精卵到胚胎发育过程中神经系统的形成。（原条、脊索、神经管）
- 脑的解剖结构：介绍了大脑皮质、脑的偏侧化、边缘系统、基底神经节、小脑、脑干和自主神经系统的结构与功能。
大脑皮质，作为大脑的智力中心，负责处理和协调各种高级认知功能。它的运作方式可以从以下几个方面来理解：
**结构和功能分区**：大脑皮质分为不同的区域，每个区域负责处理特定类型的信息。例如，额叶主要负责决策、规划和执行功能；顶叶处理感觉信息和运动控制；颞叶与听觉、记忆和语言理解有关；枕叶则主要处理视觉信息。
**神经网络**：大脑皮质由数十亿个神经元组成，这些神经元通过突触相互连接，形成复杂的神经网络。这些网络负责接收、处理和传递信息，实现认知功能。
**信息处理**：大脑皮质通过神经元的活动模式来处理信息。当神经元被激活时，它们会产生电信号，这些信号在神经网络中传播，形成复杂的信息处理过程。
**可塑性**：大脑皮质具有可塑性，这意味着它可以根据经验和学习调整其结构和功能。这种可塑性使得大脑能够适应新环境，学习新技能，并从损伤中恢复。
**意识和自我意识**：大脑皮质，尤其是前额叶，与意识和自我意识的形成有关。它帮助我们理解自己的思想、情感和行为，以及我们与外部世界的关系。
**决策和行为控制**：大脑皮质，尤其是前额叶，参与决策过程，帮助我们评估不同选择的利弊，并控制我们的行为以实现目标。
**语言和沟通**：大脑皮质中的特定区域，如布洛卡区和威尔尼克区，参与语言的产生和理解，使我们能够通过语言进行复杂的沟通。
**记忆和学习**：大脑皮质，尤其是海马体，与记忆的形成和存储有关。通过不断的重复和强化，信息被编码并存储在大脑中，以便日后回忆。
大脑皮质的运作是一个高度复杂的过程，涉及大量的神经元和突触，以及它们之间的相互作用。这些相互作用使得大脑能够执行从简单的感觉处理到复杂的思考和决策等一系列高级功能。 - 脑的支撑结构：脑生存所需的物质：讲述了颅骨、脑脊液、脑膜和血管在保护和支持脑功能中的作用。
第三部分：像“成年人”一样使用脑 - 学习“做人”：行为和推理能力的发展：探讨了人类如何习得行为、理解他人和外部世界，以及进化心理学和本能行为。
- 意识：人之存在的终极奥秘：讨论了意识的产生、类型和量子物理学与意识的关系。
物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）认为，意识具有无法用经典物理定律的大型结构（神经元）来解释的特性。产生意识的脑结构必须遵守量子物理的规则，因为这些规则本质上具有不可预测性。这意味着，唯一具有产生意识必要属性的结构是微管﹣﹣神经元骨架的一部分。彭罗斯质疑大多数神经科学家和普通人深信的基本信条﹣- 神经元是脑的思维组成部分。
罗杰·彭罗斯认为，意识可能与量子物理学中的某些现象有关，特别是与量子力学中的“波函数坍缩”和“量子纠缠”等现象有关。以下是彭罗斯理论的几个关键点：
**波函数坍缩**：量子物理学中的一个基本概念是，微观粒子（如电子）在被观察之前可以处于多个可能的状态（即波函数），但一旦被观察（或测量），它们就会坍缩到一个确定的状态。彭罗斯提出，意识可能是导致波函数坍缩的关键因素，即观察者的意识使得量子系统从不确定状态转变为确定状态。
**量子纠缠**：量子纠缠是一种粒子间的特殊联系，即使它们相隔很远，一个粒子的状态也能瞬间影响到另一个粒子的状态。彭罗斯认为，这种非局域性的联系可能与大脑中的微管结构有关，微管是神经元内部的一种结构，可能参与了意识的形成。
**微管和量子计算**：彭罗斯提出，大脑中的微管可能以一种非经典的、量子计算的方式工作，这种计算不受经典物理定律的限制。他认为，微管中的量子效应可能是意识产生的物理基础。
**哥德尔不完全性定理**：彭罗斯还引用了数学家库尔特·哥德尔的不完全性定理，该定理表明在任何包含基本算术的一致形式系统内，都存在这样的命题：这个命题既不能被证明为真，也不能被证明为假。彭罗斯认为，意识可能超越了这种形式系统，因为它能够产生原创性的想法，而不仅仅是遵循规则。
然而，彭罗斯的理论在科学界引起了广泛的争议。许多神经科学家和物理学家认为，尽管量子物理学在微观层面上确实存在一些奇异的现象，但这些现象在宏观层面（如大脑）上的影响尚不明确，且目前的实验证据还不足以支持意识与量子过程直接相关的观点。意识的产生和运作仍然是神经科学领域的一个重要且复杂的研究课题。 - 记忆：过去存在的意义：分析了记忆的类型、神经回路、储存地址以及如何改善记忆能力。
改善记忆能力可以通过以下几个方面的方法：
**提高乙酰胆碱水平**：神经递质乙酰胆碱在记忆回路中扮演重要角色。给健康的年轻志愿者服用阻断乙酰胆碱的药物会导致他们的短时记忆和情景记忆受损。因此，提高脑中乙酰胆碱水平的药物被用来治疗阿尔茨海默病，并取得了一定的成功。
**工作记忆训练**：工作记忆依赖于额叶，额叶有大量的神经递质多巴胺受体。使用与多巴胺相似的药物可以改善工作记忆差的人的记忆能力。然而，对于工作记忆好的人，这种药物可能会导致记忆恶化，因为多巴胺存在一个最佳水平。
**经常用脑**：有充分的证据表明，经常用脑可以预防痴呆。虽然针对特定任务的训练可以防止记忆遗忘，但它对脑和记忆功能没有更广泛的保护作用。
**充足睡眠**：睡眠对记忆的巩固至关重要。快速眼动（REM）睡眠阶段与记忆巩固有关，缺乏睡眠会影响这一过程，从而影响记忆能力。
**健康的生活方式**：保持健康的饮食、适量的运动和减少压力都有助于改善记忆。例如，富含Omega-3脂肪酸的食物对大脑健康有益，而长期的压力可能会损害记忆。
**记忆技巧**：使用记忆技巧，如联想、制作心智图、使用记忆宫殿等方法，可以帮助提高记忆效率。
**重复和复习**：通过重复学习和定期复习，可以加强记忆的长期存储。这种方法基于记忆的巩固过程，即通过重复来加强神经网络中的连接。
**避免酒精和药物滥用**：酒精和某些药物会损害记忆，尤其是长期或过量使用。
通过这些方法，可以在一定程度上改善和增强记忆能力。然而，值得注意的是，记忆能力的改善需要时间和持续的努力，并且每个人的效果可能会有所不同。
- 睡眠：脑的就寝时间：解释了睡眠的神经机制、睡眠过程中脑中发生的事情以及睡眠障碍。
睡眠对于人类和许多其他动物来说至关重要，原因包括：
**恢复元气**：睡眠期间，身体会释放促进蛋白质生成的激素，帮助修复和重建身体组织，同时关闭促进蛋白质损耗的激素。这种恢复过程对于身体技能的恢复和维持至关重要。
**能量保存**：睡眠可以被视为一种能量保存机制。新陈代谢率较高的动物往往需要更多的睡眠时间。在非快速眼动（NREM）睡眠期间，大脑的新陈代谢和血液流动会减少，有助于节省能量。
**记忆和学习**：睡眠对于记忆的巩固和学习至关重要。在快速眼动（REM）睡眠期间，大脑会加强新学信息的记忆，而在非REM睡眠期间，对已学技能的记忆得到巩固。
**神经健康**：睡眠可能有助于刺激被忽略的神经纤维，保持神经网络的最佳状态。这种刺激可能对运动回路特别重要，因为它可以在不造成伤害的情况下进行。
**情绪调节**：睡眠对于情绪稳定和心理健康也很重要。缺乏睡眠可能导致情绪波动和认知功能下降。
**生理节律**：睡眠与人体的生物钟（昼夜节律）紧密相关，有助于调节体温、激素水平和身体其他生理过程。
**避免过度疲劳**：充足的睡眠有助于预防因疲劳导致的事故和错误，这对于个人安全和公共安全都至关重要。
尽管我们对睡眠的许多方面仍不完全了解，但睡眠无疑是维持健康和正常生活功能的关键因素。
11. 运动系统：所有动作和行为的基础：描述了运动系统的工作原理、平衡器官和感觉系统。
12. 感觉系统：感受自我与世界的途径：探讨了没有感官就没有感觉的概念，以及疼痛的感知和阻断。
13. 视空间系统：看见光明与色彩：讨论了视觉系统、视觉皮质以及视觉障碍。
14. 语言、听觉和音乐：理解声音的意义：分析了语言的产生、听觉皮质、听觉和音乐与脑的关系。
15. 情绪和边缘系统：人之所以为人的重要原因：探讨了边缘系统的进化、情绪神经回路以及情绪与脑的关系。
16. 脑研究技术的发展：发现并诊断各种疾病：介绍了神经生理学测试、脑电图、电击疗法和脑成像技术。
17. 衰老与死亡：长生不老的科学密码：讨论了脑死亡、修复脑、长生不老的可能性以及仿生学在解决寿命问题中的应用。
实现高质量的长寿涉及多个方面，包括医学进步、生活方式的调整以及对衰老过程的理解。以下是实现高质量长寿的一些关键策略：
**医学技术的进步**：随着医疗技术的发展，人们可以通过机器修复、替代或移植器官，以及提高治愈进程来延长生命。这包括使用先进的医疗设备和治疗方法来维持或恢复身体功能。
**生活方式的改善**：良好的生活习惯，如均衡饮食、适量运动、避免吸烟和过量饮酒，以及管理压力，都有助于延缓衰老过程，提高生活质量。
**干细胞治疗**：干细胞具有再生能力，可以生成任何类型的细胞。干细胞治疗有望修复受损的组织，包括神经退行性疾病中受损的神经元。
**仿生学的应用**：仿生学技术，如人工耳蜗、脊椎植入器和仿生眼睛，可以帮助人们克服某些身体障碍，提高生活质量。
**抗衰老研究**：研究衰老的生物学机制，如端粒酶的作用和基因对衰老的影响，有助于开发新的治疗方法来延缓衰老。
**社会和心理支持**：社会支持和心理福祉对于维持老年人的生活质量至关重要。家庭、社区和政府可以提供必要的支持，帮助老年人保持积极的生活态度。
**持续学习和适应**：随着年龄的增长，持续的学习和适应新技能可以帮助保持大脑活力，预防认知衰退。
**预防和管理慢性疾病**：通过预防和管理慢性疾病，如心血管疾病、糖尿病和癌症，可以减少这些疾病对寿命和生活质量的影响。
总的来说，对于普通读者来说，这是一本非常适合入门的脑科学科普读物，深入浅出，全面介绍了脑科学的基础概念和一些前沿研究进展。
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