Por favor, primero adivina un acertijo: Usamos algo todos los días, así que lo tenemos encima, pero no podemos verlo ni tocarlo. Sin él no podemos hacer nada. Entonces, ¿qué es esto?
Quizás lo hayas adivinado, sí, ¡es nuestro cerebro! ? Usamos nuestro cerebro todo el tiempo, pero sabemos muy poco sobre él. En respuesta a esta situación, el Shanghai Oriental Broadcasting Center planificó exclusivamente un interesante programa de divulgación científica llamado "Preguntas sobre innovación". El contenido del programa es popularizar el sentido común en el cerebro y el formato es principalmente un diálogo entre dos partes. Lo más destacado es el marcado contraste entre los dos lados del diálogo. ¿Cómo ser lindo? Resultó que una de las partes en la conversación era Yang, un académico chino y famoso neurobiólogo, y la otra parte en la conversación era un estudiante de escuela primaria.
Piénsalo. Los científicos son serios y conocedores, mientras que los estudiantes de primaria son curiosos y deseosos de aprender. Cuando estas dos partes se encuentren, ¿qué tipo de chispas chocarán? Como esperaba el equipo del programa, las maravillosas preguntas y respuestas de científicos y estudiantes de primaria han popularizado el sentido común sobre las ciencias del cerebro entre muchas personas y han sido muy elogiadas por la gente. Posteriormente, el equipo del programa reorganizó y editó el contenido de este programa, por lo que el libro "Conversaciones con académicos chinos: ¿Cuánto sabes sobre los misterios del cerebro? Investigación preliminar sobre los misterios del cerebro" que vamos a compartir. hoy fue creado. Este libro ganó el premio "Libro infantil 2018".
Bien, sin más preámbulos, escuchemos lo que hablaron el académico Yang y los niños sobre la ciencia del cerebro.
01¿De qué partes está formado el cerebro?
En la comunidad científica, mucha gente cree que los misterios del universo son los más profundos. Pero, de hecho, el misterio del cerebro humano se puede comparar con el misterio del universo. Ninguna máquina avanzada en el mundo es tan compleja como el cerebro humano. Dado que el cerebro humano es tan poderoso, debemos comprenderlo bien.
El cerebro está situado en nuestra cavidad craneal. El cerebro está compuesto de tres partes: cerebro, cerebelo y tronco encefálico. Entre ellos, el cerebro representa aproximadamente el 85% del peso total del cerebro. El cerebro consta de dos hemisferios, siendo la capa exterior la corteza cerebral. La corteza cerebral es el órgano del pensamiento y controla todas las actividades del cuerpo humano. El cerebelo está ubicado en la parte inferior del cerebro. Es responsable de controlar y equilibrar diversos comportamientos humanos, como caminar, correr y saltar. , es todo el cerebelo el que juega un papel. El tronco del encéfalo se encuentra debajo del cerebro y su función principal es mantener la vida individual, incluidas funciones importantes como los latidos del corazón, la respiración y la digestión.
En general, cuando hablamos del cerebro humano, nos referimos principalmente al cerebro. El desarrollo del cerebro es mucho más complejo que el de otros órganos humanos. Las neuronas son las unidades básicas del cerebro y hay cientos de miles de millones de ellas en el cerebro. Los puntos de conexión entre neuronas se llaman sinapsis. Durante la vida fetal, aumenta la cantidad de neuronas en el cerebro. Cuando nace un bebé, básicamente ha tomado forma la forma rudimentaria del cerebro.
Muchos padres tienen esta experiencia. Cuando los niños tienen dos o tres años aprenden a hablar rápidamente. ¿Por qué? La razón es que cuando una persona tiene dos o tres años su cerebro se desarrolla muy rápidamente y le resulta fácil aceptar e imitar información. Es precisamente por esta característica que los niños de tan solo dos o tres años aprenderán a hablar rápidamente.
¿Quiénes son los gigantes de la ciencia del cerebro?
Desde una perspectiva histórica, aunque el camino hacia la investigación en ciencias del cerebro no es largo, está lleno de dificultades. Los científicos han utilizado métodos anatómicos para estudiar el cerebro desde el siglo XVII. En el siglo XIX surgió la teoría de las neuronas, que formó el prototipo de la ciencia del cerebro.
En el campo de la investigación en ciencias del cerebro, hay dos gigantes que hay que mencionar. Uno de ellos es el neuroanatomista italiano Gorki. En 1873, Golgi fue pionero en un método de tinción innovador: la tinción de Golgi. La tinción de Golgi puede mostrar claramente la morfología de las células nerviosas animales. Esto permitió a las personas ver claramente por primera vez la estructura compleja y sutil de las neuronas.
Otro gigante de la ciencia del cerebro es el neurocientífico español Cajal, conocido como el "Padre de la Neurociencia". Cajal mejoró el método de tinción de Golgi y propuso la teoría de las neuronas. La teoría de las neuronas sostiene que el cerebro está compuesto de células cerebrales y que las neuronas son las unidades básicas de la actividad neuronal. Aunque no existe contacto directo entre neuronas, las señales se transmiten. Cajal también dibujó a mano imágenes de neuronas. A través de estos dibujos, las personas pueden ver cómo son las células neuronales.
Golgi y Cajal ganaron el Premio Nobel de Fisiología en 1906 por sus grandes aportaciones a la ciencia del cerebro.
¿Qué tecnologías de investigación del cerebro están disponibles actualmente?
Con el avance de la ciencia y la tecnología, cada vez existen más técnicas para estudiar el cerebro.
Hablando de eso, el académico Yang nos presentó varias tecnologías de detección cerebral desde perspectivas micro y macro.
Hablemos primero de dos microtecnologías. El primero es la microscopía electrónica. Esta tecnología puede ver claramente la fina estructura de las células nerviosas y las sinapsis. El segundo elemento es la tecnología electrofisiológica. Esta tecnología puede detectar la actividad de las células nerviosas. Incluso los pequeños cambios en el rango de movimiento de menos de 0,1 micras se registrarán con precisión.
Después de hablar del aspecto microscópico, veamos la tecnología macroscópica para detectar la función cerebral. El primero es un electroencefalograma. La tecnología EEG es actualmente la tecnología de análisis cerebral más utilizada. A finales del año 19, los médicos británicos descubrieron ondas cerebrales en animales. Desde entonces han descubierto que también se producen diferentes ondas cerebrales cuando las personas piensan y duermen. A partir de ahí, el concepto de ondas cerebrales salió a la luz pública por primera vez. Después de más de cien años de desarrollo, la tecnología de análisis de señales EEG se ha convertido en una herramienta importante para diagnosticar enfermedades cerebrales.
Además del EEG, la resonancia magnética es una importante tecnología de detección del cerebro. Según las estadísticas, hasta ahora más de una docena de científicos han ganado el Premio Nobel por sus destacadas contribuciones en el campo de la tecnología de resonancia magnética nuclear, lo que demuestra cuán poderosa es la tecnología de resonancia magnética nuclear. La tecnología de RMN se puede dividir en dos categorías, una es tecnología de RMN aplicada y la otra es tecnología de RMN funcional.
La aplicación de la tecnología de vibración por resonancia magnética nuclear (RMN) puede obtener una gran cantidad de información sobre diversos órganos del cuerpo humano sin necesidad de cirugía. A través de este examen del cerebro, podemos ver claramente la estructura del cerebro y la actividad del cerebro. Actualmente, esta tecnología se ha utilizado en el diagnóstico de infarto cerebral, tumores cerebrales y traumatismos cerebrales. La tecnología de vibración por resonancia magnética funcional* es más sencilla: sólo necesita medir el contenido de oxígeno de la sangre para controlar con precisión la actividad cerebral.
¿Qué es un mapa cerebral?
Pero cuando exploramos los misterios del cerebro, la tecnología de detección cerebral por sí sola no es suficiente. También necesitamos un "mapa mental". El término técnico para este mapa cerebral es "mapa cerebral". Mapear el cerebro siempre ha sido un tema candente en el campo de las ciencias del cerebro. Quizás te preguntes, ¿por qué mapear el cerebro? Esto se debe a que los mapas cerebrales pueden describir la actividad cerebral en detalle, marcando áreas responsables del lenguaje, la memoria y las emociones. Si desea tener una comprensión más profunda del cerebro humano, debe tener un mapa cerebral.
La técnica tradicional para mapear el cerebro consiste en cortar tejido cerebral en rodajas finas y teñirlas con un tinte fluorescente especial. Luego, las rodajas se estudian bajo un microscopio electrónico y se fotografían. Sin embargo, dibujar mapas mentales de esta manera no sólo requiere mucho tiempo y trabajo, sino que también es extremadamente costoso. Como resultado, los científicos comenzaron a buscar activamente nuevos métodos.
En 2016, un equipo de investigación científica de Estados Unidos inventó la tecnología de códigos de barras neuronales. Esta tecnología asigna un código de barras a cada neurona. Si desea obtener el ADN de una neurona, solo necesita unir todos los códigos de barras de la neurona. Cabe decir que esta tecnología es mucho mejor que la tecnología tradicional de mapeo cerebral.
¿Cuál es la relación entre el cerebro y la memoria?
Al cerebro se le llama "almacén de memoria humana", entonces, ¿por qué puede recordar información? ¿Cuál es la razón detrás de esto? Para encontrar las respuestas a estas preguntas, tenemos que empezar con una película antigua.
En la película americana "Rain Man", el protagonista Raymond es un genio de la memoria. Nunca olvida nada. El prototipo de Raymond es el American Peake. Aunque Piqué es autista, tiene una memoria muy buena y puede recordar el 98% de todo lo que ha visto. La asombrosa memoria de Peake inspiró a los científicos a estudiar la memoria.
Los científicos han descubierto a través de investigaciones que la memoria se puede dividir aproximadamente en tres categorías: memoria instantánea, memoria a corto plazo y memoria a largo plazo. La memoria instantánea dura unos dos segundos, la memoria a corto plazo dura menos de un minuto y la memoria a largo plazo dura más de un minuto.
Para las personas normales, cuanto mayor es, peor es su memoria. Sin embargo, el paciente Morrison suele olvidar cosas a una edad temprana. Más tarde, los médicos descubrieron que la memoria de Morrison sólo podía durar 20 segundos. ¿Por qué Morrison es tan olvidadizo? Este asunto tiene que empezar desde que era un niño.
Cuando era niño, un accidente automovilístico provocó que Morrison sufriera epilepsia. Para tratar la epilepsia, los cirujanos extirparon parte del hipocampo de su cerebro. Después de la operación, los síntomas epilépticos de Morrison se aliviaron, pero al mismo tiempo padecía una amnesia grave y ni siquiera podía recordar lo que acababa de decir.
La amnesia de Morrison despertó una gran curiosidad entre los neurocientíficos, por lo que comenzaron a estudiarlo.
Morrison sólo tiene una memoria de 20 segundos, por lo que siempre puede cooperar pacientemente con las diversas peticiones de los científicos y nunca se aburre. Al final, el buen carácter de Morrison le convirtió en uno de los pacientes más famosos de la historia. A partir del ejemplo de Morrison, no es difícil descubrir que el hipocampo del cerebro está estrechamente relacionado con la formación de la memoria.
Después de Morrison, hablemos de gente normal. Para las personas normales, la calidad de la memoria depende de dos factores, uno es la herencia innata y el otro es el entrenamiento adquirido. Todo el proceso de la memoria se puede dividir en cuatro pasos: adquisición, codificación, almacenamiento y recuperación. El proceso de la memoria humana implica muchos mecanismos complejos. La información sólo se puede recordar si todas las partes del cerebro trabajan juntas.
Aunque la memoria es muy importante para las personas, también debemos entender que el simple recuerdo no constituye valor. El valor real del cerebro reside en su capacidad para ayudarnos a dominar el conocimiento, comprender cosas objetivas y resolver problemas prácticos.
06 “El potencial del cerebro se desarrolla en un 20%”, ¿es fiable esta afirmación?
Hoy en día, diversas formaciones de formación intelectual van surgiendo de forma incesante en la sociedad. Estas capacitaciones captan una necesidad psicológica de los padres, que es cultivar niños con un alto coeficiente intelectual.
Entonces, ¿qué es el coeficiente intelectual? El coeficiente intelectual se refiere al grado en que el nivel cognitivo de una persona es consistente con su edad. ¿Cambiará el coeficiente intelectual de las personas? La respuesta es sí. El cerebro humano es muy plástico y su estructura y función cambiarán con la estimulación del entorno externo. Mientras una persona pueda seguir aprendiendo, su coeficiente intelectual puede seguir mejorando.
Cuando se trata de coeficiente intelectual, la gente siempre piensa en el potencial. Hoy en día existe una opinión popular en el mundo de que el cerebro humano tiene un potencial ilimitado, pero actualmente sólo se ha desarrollado alrededor del 20% del potencial del cerebro humano. El académico Yang cree que esta afirmación merece discusión. ¿Por qué? Porque ninguno de nosotros sabe lo que se siente al desarrollar el cerebro humano al 100%. Si este es el caso, ¿por qué decimos que el cerebro humano actualmente sólo está desarrollado en un 20%? Por lo tanto, el académico Yang cree que la idea de "qué porcentaje del cerebro humano puede desarrollarse" no es científica.
¿Cuáles son los riesgos de cambiar de cabello?
Aunque la comprensión humana del cerebro todavía es limitada, los científicos nunca han dejado de explorar la ciencia del cerebro. En los últimos años han surgido muchas anécdotas en el campo de las ciencias del cerebro. Por ejemplo, en 2017, la noticia sobre un cambio de cabello provocó acaloradas discusiones entre los internautas de todo el mundo. ¿Qué pasó? Resulta que el neurocirujano italiano Canavero espera realizar la primera cirugía de trasplante de cabeza humana del mundo. ¿Suena aterradora esta idea? Algunas personas realmente quieren ser conejillos de indias. Esta persona es un programador ruso. Debido a que nació con atrofia muscular espinal, estuvo confinado a una silla de ruedas durante mucho tiempo. Los programadores creen que pueden volver a levantarse cambiando de opinión. Entonces el médico y el paciente se llevaron bien de inmediato y se prepararon para cambiar de opinión. Pero posteriormente la operación de trasplante de cabeza no se llevó a cabo.
¿Por qué? Debido a que la tecnología de reemplazo de cabezas enfrenta dos problemas importantes, el primero son las cuestiones éticas. Suponiendo que Zhang San sea reemplazado por el avatar de Li Si, surge la pregunta: ¿Esta persona es ahora Zhang San o Li Si? El segundo es la cuestión del rechazo fisiológico. Después del reemplazo de cabeza, los pacientes experimentarán fuertes reacciones de rechazo. Si no se maneja adecuadamente, la vida del paciente puede correr peligro. Se puede ver que llevará tiempo responder si la cirugía de trasplante de cabeza se puede realizar en humanos.
¿Cuál es la tendencia futura de la investigación del cerebro?
Tras entrar en el siglo XXI, la inteligencia artificial se ha convertido en una nueva tendencia en la investigación del cerebro. La inteligencia artificial (IA para abreviar) es una nueva teoría y una nueva tecnología para investigar, desarrollar y simular la inteligencia humana. En los últimos años, la inteligencia artificial ha sido un tema candente en el mundo de la tecnología y la discusión en torno a la inteligencia artificial nunca se ha detenido.
En 2017, el mejor jugador de Go de China, Ke Jie, desafió la inteligencia artificial AlphaGo, pero perdió tres juegos seguidos. Este resultado sorprendió a mucha gente. De hecho, esto no es de extrañar, porque en la superficie AlphaGo es una máquina, pero de hecho, detrás de ella hay un grupo de científicos de talla mundial. En última instancia, no son las máquinas las que luchan contra Ke Jie, sino un gran grupo de científicos con una inteligencia superior. Por tanto, el fracaso de Ke Jie es comprensible. Sin embargo, lo interesante es que poco después de derrotar a Ke Jie, AlphaGo también cayó del campeonato. No fueron los humanos quienes lo derrotaron, sino una nueva generación de inteligencia artificial, AlphaZero.
Ante el hecho de que Ke Jie derrotó a AlphaGo, la gente comenzó a tener un fuerte miedo a la inteligencia artificial. Como resultado, cada vez más personas temen que la inteligencia artificial nos quite el trabajo en el futuro. Actualmente, científicos de todo el mundo están estudiando activamente cómo afrontar este desafío.
En general, la investigación actual en ciencias del cerebro se centra principalmente en los niveles celular y molecular.
Nuestra comprensión de las funciones cerebrales avanzadas como el pensamiento, las emociones y la conciencia es todavía superficial. El cerebro humano es un órgano de actividad mental y la característica más importante de la actividad mental es su imprevisibilidad. El pensamiento cambia todo el tiempo, lo que dificulta mucho el estudio del cerebro. Sin embargo, para nosotros los humanos, cuanto más desconocido es el territorio, más estimula nuestro deseo de explorar.
El siglo XXI es el siglo de la ciencia del cerebro, y estudiar el cerebro se ha convertido en la cuestión científica más desafiante en la actualidad. Como dijo Cajal, el fundador de la neurociencia moderna: "Mientras los secretos del cerebro no sean revelados al mundo, el universo seguirá siendo un misterio". ¿Qué resultados de investigación traerá la ciencia del cerebro en el futuro? Ya veremos.