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从古至今,人类一直都很好奇智慧的起源,不断有医生、学者和科学家对人类智能提出追问并进行研究.从古希腊的名医到现代脑科学,我们对人脑及神经系统的认知都来自这个孜孜不倦、前赴后继的“头脑特工队”.
古希腊和罗马时期对脑的认识—脑科学的起源
“人类应当知道,因为有了脑,我们才有了乐趣、欣喜、欢笑和运动,才有了悲喜、真伪、绝望和无尽的忧思.因为有了脑我们才以一种独特的方式拥有了智慧,获得了知识.我们才看得见,听得到,我们才懂得了美和丑、善和恶,我们才感受到了甜美和无味等同样,因为有了脑,我们才会发狂和神志昏迷,才会被畏惧和恐惧所侵扰等我们之所以会遭受这样的折磨是因为脑有了病恙等由于这一系列原因,我认为,大脑在一个机体中行使了至高无上的权利.”早在公元前4世纪,古希腊著名的医师希波克拉底就曾这样在自己的著作《论神圣的疾病》中描绘了自己对大脑功能的见解.
希波克拉底认为大脑是感觉的器官和智慧的发源地,现在看来希波克拉底对于大脑功能的观点基本正确,且可谓是非常先进的.然而在当时,他的观点并未得到普遍的认可和支持.著名的古希腊哲学家亚里士多德固执地认为“心脏才是智慧之源泉”,大脑只不过是一个“散热器”,“火热的心”、沸腾的血液在脑中进行降温.他认为,如果大脑具备冷却功能便可以解释人的躯体为什么会处于合适的温度.
古罗马医师盖伦认同希波克拉底关于脑功能的观点.作为一名为角斗士治疗的医生,他应该目睹过不少因为大脑受到损伤而痛苦不堪的患者.同时,盖伦还对动物进行过大量细致的解剖.他通过观察羊的大脑和小脑,从它们结构上的不同来推断其各自的功能.盖伦认为松软的大脑是用来接收感觉的,较为坚硬的小脑则是支配四肢肌肉的.为什么盖伦会有这样的推测呢?他认识到形成记忆的关键是将感知“刻”在脑中,这一过程自然只能发生在松软如豆腐的大脑上.
盖伦用作推断的依据是荒谬不堪的,但他的推论本身十分接近事实真相.实际上,大脑确实和感觉和认知有关,也是记忆存储的地方；而小脑则是运动控制中枢.插一句有趣的题外话,纵观整个神经科学发展的历史,从错误的依据中得出正确的一般性结论的例子并不少见.希波克拉底
那么,大脑又是如何感知周围的环境并支配躯体运动的呢?盖伦将羊脑切开,发现里面是空的,这些被称作脑室的空心腔室里还有液体.在盖伦看来,这一发现刚好吻合了当时极其流行的体液学说：机体的功能依赖四种重要的体液和这四种体液之间的平衡.大脑的一切功能都是通过体液的流动来实现的.
文艺复兴到19世纪的突破
盖伦关于脑的观点延续了将近1500年.在随后的文艺复兴时期,法国解剖学家安德烈亚斯通过解剖被砍头的罪犯的大脑,进一步补充了脑结构方面的细节知识.同时,法国数学家和哲学家笛卡尔还认为脑只是控制人类的行动,而人所拥有的独特智慧是独立于脑的,它通过松果体（脑内的一个结构）和脑相连,接收外部世界的感觉和指挥肢体行动.
尽管这么多年来,始终有人坚持相信“精神”和“脑”是分开的,但是随着科学实验的不断发展,越来越多的证据证明了现代科学所持有的观点—精神必有其物质基础,也就是脑.
进入17世纪后,有一些科学家挣脱了盖伦脑室中心论,对大脑进行了更加客观深入的研究.18世纪末,人们已经可以剥离出完整的神经系统,并且将人体的神经系统分为外周和中枢神经系统两个部分.中枢神经系统包括脑和脊髓,外周部分则遍布身体躯干的各个角落.科学家们还为在人脑表面观察到的凹槽和凸起进行命名,称为“沟”“回”.这使得大脑能以“叶”的形式组装起来,从而实现了对大脑进行定位,也奠定了不同脑功能定位于不同脑区的基础.神经胶质细胞
1823年,法国生理学家佛罗朗斯对上述猜测进行了验证.他通过对多种动物进行实验发现,损毁或者切除它们的小脑,会引起动物的运动障碍,从而证实了小脑在运动协调上的重要作用.法国医生布洛卡曾遇到过一个特殊的病人,这位病人能够理解别人的语言,也能正常理解文字并进行阅读,这位病人的声带也没有任何问题,却无法说话.在这位病人死亡后,布洛卡对他的大脑进行了解剖,发现其左侧额叶上有损伤.随后布洛卡又发现了几例相似的病例,因此他认为大脑的这一脑区专门负责语言的形成.随后,越来越多的实验为脑功能定位学说提供了可靠有力的支持,比如,德国生理学家赫尔曼发现大脑枕叶是视觉功能所必备的.
神经元和胶质细胞—脑细胞的基本组成
我们都知道,生物体的所有组织和器官都是由细胞组成的,细胞的特殊功能和相互间的作用方式决定了器官的功能.大脑无疑是自然界中最精密复杂的器官.如果说大脑是复杂浩瀚的宇宙,那大脑中的细胞就是宇宙中的行星.神經元
然而,在研究大脑细胞结构的过程中,因为脑组织太软、脑细胞直径太小等问题,科学家们不得不克服重重困难.直到19世纪,德国神经科学家尼斯尔发明的染色方法可以染出所有神经元的核,脑科学的研究才有了新突破.
但是“尼氏染色”并不能让我们清楚看到神经元的结构.1873年,意大利组织学家高尔基利用铬酸银溶液染出了结构清晰的神经元.之后随着电镜的发明,由于其强大的超高分辨率,大脑内细胞的结构进一步被清楚展现.
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