从宏观角度看大脑

- 导言

在上一讲中，我们说，想要升级大脑，首先要认识大脑。认识大脑又分成微观和宏观两个途径，我们从微观角度介绍了大脑的最小工作单元是神经元，神经元的好搭档是胶质细胞。了解了神经元和胶质细胞的基本结构与作用，这能帮我们理解，大脑升级在最基本的底层结构上，是如何产生并完成的。

就像你吃到一盘好菜，从微观角度看，原材料得是新鲜、甚至一流的，从宏观角度看，好的材料还要进行最合理的加工整合，也就是烹调的过程。如果调料不慎落入了一个厨房小白的手里，再新鲜的蔬菜说不定都会变成一道黑暗料理。

我们的大脑也是这样，神经元作为大脑基本的微观组成元素，他们是如何组织到一起、形成了一个真正优秀的大脑呢？这一讲，我们就从宏观角度来认识一下大脑，看看这盘好菜到底是怎么做出来的。

- 看见一个大脑，分几步？

我们每个人都有个脑，大脑在哪儿？我们都知道，在我们的头里面，在我们的眼睛后面、双耳之间。虽然我们都有脑，但是见过大脑的人可能少之又少。如果你去医院检查，拍过头部的 MRI ，也就是磁共振成像，你可能会见到大脑的图片，但那个图片只是一张黑白照，而且还是静态的。

活生生的大脑是什么样子的呢？医院的神经外科大夫最有发言权，因为他们是真正会打开人的脑洞、见到活生生大脑的人。我很有幸，曾经被一起合作的大夫邀请，去神经外科的手术病房参观过，因此我见到了实实在在的大脑。

那么，看见一个大脑，总共分几步呢？请正在听课的你放心，我会尽量让这个过程听起来比较宜人。

我们的大脑是在脑袋里的，这个说法没错，只不过所谓的「脑袋」其实是一个很模糊的概念。就像身体的其他部位一样，我们的头部——也就是脑袋，是由很多层构成的。

首先，脑袋的最外面是头发；在头发的覆盖下，是我们的头部表皮层和皮下组织，包括一些筋膜层还有肌肉，当我们说到「头皮发麻」的时候，说的就是这部分头皮；在这些头皮的包裹下，是硬邦邦的颅骨，也就是承载保护着我们大脑的、一个很结实的容器。

在脑外科手术中，术前患者要把头发提前刮掉、露出头皮，手术过程中，医生会切开头皮，露出头骨，然后根据手术需要，在头骨上切下来一小块，开出一个小窗口来。这块被切下来的头骨会被妥善放好，等到脑部的手术操作完成后，这块头骨会被原封不动地放回去，像拼拼图一样严丝合缝。

打开了头骨，我们就离看见大脑更近了一步。在颅骨和大脑之间，还有三层很重要的膜，从外到里分别是：硬脑膜、软脑膜和蛛网膜。

在这三层膜里，最外层的硬脑膜是白色的，很坚韧，泛着些微光泽；中间的那层软脑膜最让我印象深刻，因为打开了白色的硬脑膜以后，你已经可以看到，大脑紧贴在一层几乎透明的膜后面，向你招手了，那层几乎透明的膜，就是软脑膜。

- 我们的大脑都进了水？

说到这里，有一个很重要的知识点必须和大家强调一下。我们的大脑装在颅骨里面，就像我们在一个饭盒里装了一块蛋糕，这个空间里还有很多空隙，那么这些空隙里都是什么？是空气吗？还是真空的？其实都不是。

脑组织的间隙里填充的是一种液体，被称作脑脊液，也就是充斥在脑与脊髓四周的液体。我们的大脑一直被脑脊液包围着，当你看到软脑膜的时候，其实你看到的，就是一层透明的薄膜包裹着被浸泡在脑脊液中的大脑。这看起来很像是我们在菜市场，用塑料兜装了一块泡在卤水里的豆腐。

脑脊液的第一个作用，是为我们的大脑提供缓震： 不要小看这个作用，如果没了脑脊液，可能我们一些最日常的头部活动，比如一个猛转头，你的大脑就会因为惯性而在里面撞来撞去。脑脊液的第二个作用，就是为脑神经组织提供营养代谢等功能。

所以，有时候我们会说：「你是不是脑子进水了」，来表达一些负面情绪，但是其实脑子里有水才是对的。外科手术时，手术刀划开软脑膜，脑脊液流出来之后，大脑才真正露出了真容。

- 大脑究竟什么样？

看到一个活生生的大脑，这个场景是非常难忘的。

有人可能会说，我在火锅店也吃过涮脑花，脑花就是白花花的一坨呀！那我要说，活生生的大脑和你吃的那种脑花，其实不太一样。

首先，我们的大脑是被密密麻麻的血管网络包裹住的，那个场景，就像你把一棵树的整个根部挖出来之后，看到根系包裹着一大块土壤的感觉。我们的脑血管就像树根一样，紧紧包裹着大脑，有粗有细的血管网络交错在一起，既有动脉，又有静脉，还有毛细血管。而这些血管，在你吃脑花的时候，是看不见的。

其次，活生生的大脑看起来好像更粉嫩一些，因为那些神经组织仍在工作，它们是活着的、有着丰富电活动与化学活动的神经，所以看起来会更有生机。

最后，最重要的一点是，活生生的大脑看起来是会动的。包裹着大脑的血管在不停搏动，带动了整个大脑也在搏动，看起来就像心脏在跳动一样。虽然大脑搏动的幅度很轻微，但依然是肉眼可见的。所有这些，都在提醒你，眼前的这个大脑，是活生生、有思维、有情感、有自我意识加工的神奇的组织。

在我们好不容易一步一步看到大脑以后，我想特别讲一讲，大脑有两个方面的宏观特质。

- 大脑灰质与白质

我曾经特别喜欢看侦探小说。那位写了《东方快车谋杀案》、还有《尼罗河惨案》的英国女作家——阿加莎 · 克里斯蒂，她的笔下有一位叫做波洛的大侦探。波洛是一位比利时的名侦探，他曾经对他的好友说过这样一句话：「动一动你灰色的脑细胞吧！」

那个时候我就很好奇，这个脑细胞怎么是灰色的？难不成还有别的颜色？后来我研究大脑，才知道，对于我们大脑的神经组织，最重要的一种区分方式，就是灰质和白质。而我们升级大脑，最主要的也是在这两个部分下功夫。

灰质，也叫脑皮层，顾名思义，就是大脑表面的一层，平均厚度在 1 厘米左右。大脑灰质主要由神经元胞体构成，可以说，大脑大部分神经元的胞体都集中在灰质上。

如果我们把大脑看成一个西瓜，大脑皮层，或者说大脑灰质，就是西瓜瓜瓤外面，发青的那部分表皮。当然，我们的大脑并不是西瓜那样光滑的球体，而是一个凹凸不平、起起伏伏的结构。除了我们能看到的、大脑外部的褶皱，大脑的深层结构里也有很多很多褶皱。这些褶皱的表层，都是我们的脑皮层，也就是大脑灰质所在的地方。

虽然西瓜青色的表皮是我们不怎么吃的地方，好像没什么用处；但是对大脑来说，脑皮层、也就是脑灰质，却被认为是大脑活动最为密集的地方。因为之前讲过，神经元的大部分活动和计算，都是由神经元胞体完成的，神经元和神经元之间的信息传递是通过轴突传出、树突传入，所以，神经元胞体最多最集中的脑灰质皮层，就是大脑活动最集中的地方。

与灰质相对的，还有大脑白质。这些大脑白质，主要是由神经元中负责「打电话」的轴突构成的。聪明的你说不定已经想到了，脑白质的主要功能，就是把一个脑灰质皮层区域的信息，传输到另一个脑灰质皮层中去，进行进一步的加工与计算。

这些脑白质，一般都表现为一束一束的纤维状，也就是神经纤维，它们位于皮层下，和灰质皮层密不可分。

如果说，脑灰质皮层的不同区域，就像一个又一个活跃而充满生产力的城市，那么脑白质纤维，就像是连接城市与城市之间的高速通路一样，可以把不同城市的产品进行最有效的传输。

丹麦的科学家们曾经研究估算过人脑里白质纤维的长度。他们把大脑样本放置在 1 万倍的光学显微镜下面，进行统计计算。他们的结果是，一个 20 岁成年人大脑中，所有白质纤维的长度加在一起，要超过 15 万公里！这相当于绕地球赤道将近 4 圈了！是不是很震惊~

那么，回到最开始的那句，「动一动你灰色的脑细胞吧！」脑皮层和纤维之所以会被称作灰质与白质，是因为它们在颜色上的确略有不同。

作为高速公路的白质纤维，因为主要由包裹着髓鞘的神经轴突构成，髓鞘所含的脂类较多，比如卵磷脂等等，所以看起来会发白一些；而脑皮层上，由于神经元胞体集中，脑血管供氧的需求更高，脑血管也更为密集，导致颜色看起来深一些，所以被称为灰质。

灰质和白质的构成非常不同，所以在磁共振扫描大脑的图片上，你可以非常清晰地看到，脑灰质皮层和白质的对比度，是有很大区别的。

- 总结

好啦，这节课就先讲到这里了。在这一讲中，我们简要地介绍了，大脑看起来是什么样子，以及大脑最重要的结构特征——脑灰质皮层与脑白质纤维的区别。

大脑从我们出生到老去，一直经历着非常动态的变化。我们大脑不断地变化、学习、进步、衰老、退化，宏观地说，正是由大脑灰质和大脑白质所承载并反映出来的。理解了灰质与白质，知道我们的大脑是在怎样的环境下生活的，将会对我们升级大脑奠定良好的认知基础。我也希望这节课程能够帮助大家，对自己的大脑样貌，描绘出一个基础图像。

下一节，我们会具体扎到大脑里去，看看大脑的组织结构是什么样子。

- 导言

在之前的两节课程中，我们从微观角度了解神经元是怎么回事，又从宏观层面上知道了大脑是什么样子。这一讲，我们的主题是「大脑地图」。

为什么要了解大脑地图呢？因为在我们平时谈论大脑的时候，包括后面的课程中，每每提到大脑的特定区域和结构时，都会说到大脑的具体位置。就像我们在谈论城市中某个好吃的餐厅一样，我们需要地图，才能准确的和别人描述出餐厅的位置。要想讨论大脑，我们也需要大脑地图。

想要描述好大脑的位置分布，我选择了三种地图模式，分别是区划图、道路图和功能地图。

区划图，就是行政地图，像是北京有东城区、西城区、海淀区、朝阳区等等，我会像介绍地理方位一样，给你介绍大脑是如何分区的。

道路图，就是地形图，之前讲过，咱们的大脑沟壑纵横，就像是交通道路一样，我会给你介绍，大脑中的中央大街在哪，以及如何精准描述大脑中的相对方位；

功能地图，就好比你拿到了一个城市的区划图和道路图以后，虽然知道路怎么走了，但是你还是不知道，住宿在哪里？电影院在哪里？好吃的东西又在哪里。所以，我们还需要这座城市的酒店地图、休闲娱乐地图、美食地图等等。

有了这些具备城市功能的地图之后，你就可以先到达你想去的行政区，沿着道路图上标注好的街道前进，之后你就能找到你要去的地方啦。

- 行政地图：脑叶

首先，我来介绍一下大脑的行政地图，也就是最宏观的一个空间划分：脑叶。

我们最常说的脑叶有四个，分别是额叶、顶叶、枕叶和颞叶。额叶，就是额头部位的这部分脑区；顶叶，就是头顶的区域；枕叶，就是我们睡觉的时候，后脑勺枕枕头的区域；颞叶，就是我们耳朵上方的区域。

除了这四个脑叶以外，还有一个没有露在大脑表面、而是藏在下面的一个脑叶，叫做岛叶，也被称作脑岛。

就像我们在划分城市大区一样，不同的区域承载着不同的城市功能。以北京为例，就像朝阳区和东城区的金融业特别发达，海淀区的科技和教育比较发达。大脑中的脑叶也是如此，额叶擅长进行信息的深度加工和预测；顶叶擅长把不同的感觉信息整合在一起；枕叶擅长加工视觉信息；颞叶擅长获取听觉信息；岛叶擅长的是我们的一些内部信息管理。

那么，这些脑叶的边界是怎么划分的呢？在我们的城市里，各个区的划分，往往是以某条路作为界限，路的这边是海淀区，路的那边是朝阳区。大脑的脑叶也类似这样，脑叶和脑叶之间，是以一些显著的结构地标来进行划分的。这些结构地标就像城市地图上的道路一样，也是我们谈论大脑时经常会用到的。

- 大脑地形图：沟回

在上一讲中我们讲到，大脑表面是凹凸不平的，这种凹凸主要是由于脑皮层褶皱造成的。人们把凹进去的地方叫做脑沟，凸起来的地方叫做脑回。我们的大脑皮层中，布满了各种沟回，这些沟回就像是城市中的道路一样，也是有名字的。那么，这些沟回都是如何被命名的呢？

平常我们在命名道路的时候，经常会使用方位，比如海淀南大街、海淀中街、海淀北大街，大脑的沟回也是像这样，用方位和大区来进行命名。但是在大脑中，用东西南北作为方位显然是不靠谱的，我们经常用特定的三个维度，来描述大脑中的相对方位：

第一个维度是「上下」，靠近头顶的就是上，靠近脖子的就是下；

第二个维度是「前后」，靠近额头方向的是前，靠近后脑勺方向的是后；

第三个维度是「内外」，越靠近我们大脑的中心轴、也就是鼻子这个方向的，就是内侧，而越向耳朵那个方向的，就是外侧。

除此之外，偶尔我们也会用腹侧和背侧来描述相对方位，腹侧就是靠近我们肚子所在的一侧，背侧就是靠近后背的一侧。

现在，你掌握了上下、前后和内外，基本上你在大脑里就不会迷路了，因为大脑里面的沟回，基本上就是所属的脑叶，加上方位命名出来的。

我给大家举几个例子，大家可以想象一下：比如，前额叶，就是额叶里面最靠前、最靠近脑门的区域；比如，颞叶是横着的，它的三条脑回分别叫「颞上回」、「颞中回」和「颞下回」。

现在，你知道了人脑的行政区域划分，还知道了如何描述大脑中的相对方位，我就可以为你隆重介绍一下，人脑中最著名的一条分界线：中央沟。

中央沟几乎是纵贯在我们的大脑两侧最中间的，是额叶和顶叶的分界线，中央沟前面的脑区是额叶，后面的脑区是顶叶。

大家还记得吗？之前讲过，脑沟是凹下去的，中央沟也是凹下去的，所以中央沟的两边自然就是凸起来的，凸起来的部分我们称之为脑回。中央沟两边的脑回，一边是靠前的，叫做「中央前回」，另一边是靠后的，叫做「中央后回」。

这两条脑回，对我们平时的正常生活特别重要。「中央前回」是我们的初级运动皮层，每当你想要抬个手、伸个脚、动动大拇指，所有这些对身体不同部位运动的控制，都是由「中央前回」参与完成的，这个「中央前回」上面的不同区域，就对应着我们身体的不同部位。

而「中央后回」则对应着我们的躯体触觉、或者说感觉皮层。换句话说，如果你的头被打了一下，你的脚不小心磕了一下，所有这些身体上的感觉，都要这部分感觉皮层来完成处理。和「中央前回」一样，在中央后回，也是不同的区域对应着身体不同的部位。

大家可能都见过一些脑梗或者脑溢血的病人，他们会出现偏瘫、或者身体某些部位动不了、麻木、没有感觉的情况，这就是「中央前回」所在的脑区，因为疾病而受到了影响，产生了功能障碍。

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- 大脑功能地图

我们知道，人脑有许许多多功能，能够处理来自视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，这些不同感觉的信息；能够有情绪和情感；能够进行语言、思维、推理、决策等各种各样复杂的认知加工；还能让人产生复杂多变的行为活动。而不同的心理体验以及行为背后，它们对应的大脑活动也是不同的。这些不同的大脑活动，光靠大脑的结构图是不能够描绘的，所以我们还需要一张很重要的大脑功能地图。

人类尝试去绘制大脑功能地图，已经有一百多年时间了，哪怕是现在，这个绘制活动还在进行中。在整理大脑的功能时，科学家们逐渐发现了大脑功能的几个最基本的规律：

第一个规律是，即使是一个最基本、最简单的大脑功能，也不是单独一个神经元就能搞定的，往往需要多个神经元一起来做同一件事情。这也不难理解，因为大脑如果把这么基本的功能放在单独一个神经元上，那这个系统就太脆弱、太不稳定了，万一这个神经元出点事情，它所承载的整个功能就都没有了。所以，即使是最简单的功能，大脑里面也是有许多神经元一起参与进行的；

第二个规律是，承载着相同或类似功能的神经元，以及神经元群，往往扎堆、挨在一起。我在第一讲的最后，曾经给大家提过一个问题，如果你把大脑想象成一个超大规模的公司，有 1000 亿名员工，你会怎样安排这些员工的组织架构呢？事实上，大脑中虽然每个神经元都有自己的一份工作，但是，做着相同工作的神经元，它们会彼此离得特别近，因为从空间上来说，挨得近可以让这些神经元的信息交换效率更高，因此也就产生了「功能脑区」这样的概念。

所谓功能脑区，就是大脑的一小片区域，与某个脑功能有着密切的联系。之前咱们讲过，到现在，人们已经基本上发现了大脑的一些重要功能区，比如位于枕叶的视觉功能区、位于颞叶的听觉功能区等等。

除了这些最笼统的脑功能区以外，我们其实还有很多更精细的脑功能分区图，就好比我们先是笼统地知道了城市里哪里有餐馆，再垂直细化，还能知道哪里有火锅一条街，哪里有小吃一条街。人类的心理活动和行为千变万化，脑功能分区图也非常复杂，所以，绘制更精细的脑功能区图谱，是现在脑科学领域不断追求的目标之一。

大脑功能的第三个规律，也是近几年越来越被重视的一条，就是，大脑比较复杂的功能，是由几个小的功能区之间协作完成的。这种几个脑功能区之间的协作，就像公司里的跨部门合作一样，每个脑功能区不仅要完成自己的工作，还要不停地和其他脑功能区交换信息、沟通工作进展、分享工作成果。

这些不同的脑功能区，就形成了一个脑功能的网络，而这个脑网络中每一个脑功能区，就是这个网络中的一个节点。我们在上一讲中提到的大脑白质纤维，实际上就充当了脑功能网络的连接介质和桥梁作用。

正因为在脑皮层不同的功能区之间，存在这种白质纤维连接，才能够让脑网络中的一个节点信息，迅速和其他节点进行沟通与分享。在升级大脑的时候，针对一个你想要升级的脑功能，如果我们了解它所对应的功能网络，有时候只需要抓住脑网络中的关键要素、或者关键节点的功能，进行有针对性地升级，就能产生非常强大的效果。

- 总结

这节课程的信息量真的还挺大，为了不在复杂的大脑中迷失，我一共介绍了三种大脑地图。首先，是大脑的区划图，大脑分成额叶、颞叶、顶叶、枕叶和岛叶，这 5 个大的脑叶；然后我们介绍了大脑中的道路图，凹进去的是脑沟，凸出来的是脑回，以及命名大脑沟回的方位维度；最后，我们介绍了大脑功能地图，谈到了大脑功能的三个规律，以及脑网络这个概念。

- 互动

为了帮助大家理解和想象，我们在本集课程页面上的「查看文稿」中，上传了一张精心手绘的大脑图，上面基本包括了我们这节课的主要内容。这张图恰好还是一张填色图，大家可以一边放松地涂涂画画，一边就把这节课的知识点巩固好啦。

咱们下节课见~