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大脑的意识和思维

投稿时间:2017-04-24 18:07 投稿人:王孝恩 【字号: 访问量:

动物,尤其是高级动物和人都具有意识、思维和回忆的能力,我们把这种能力称为生物智能。近年来,生物智能与人的记忆和学习的关系一直是研究的热点,但却至今没有走出生命科学与信息科学的迷宫。究其原因,仍是受传统时空观习惯思维的影响。作者在“自然时空”一文中已经提出,人脑的生物智能是在自然时空的硬件基础上建立的。本文以自然时空观分析人脑生物智能的硬件和软件。

一、生物智能的硬件

多细胞动物尤其是高级动物的个体,随胚胎的发生和发育,细胞的分化就开始了。分化过程往往伴随着干细胞和分化细胞的同时产生。分化过程的细胞分裂时,复制后的染色体的DNA分子以横裂方式进行。横裂产生的新一代分化细胞都留有了划代的印记。脑组织在分化、发育及形成中,生成的细胞群体就像正在长大的蜂窝,也像燕子用泥正在做的窝,都是从中间向外生长,不过总有一柄或根。生长过程中血液供应及神经纤维的动态跟随,都是从最早的那个根部开始的,每个细胞在营养供应和信息联系上都带上了与时间推移相一致的细胞世系和辈份代记。这样生长方式使得同一扇形区具有最近的细胞同源性,成为了脑功能分区化的硬件基础。细胞的划代植入了时间坐标,细胞的分区植入了空间坐标。也就是说,脑组织已经植入了先时后空的自然时空体系,这样的细胞群就构成了生物智能的硬件,生成了胎儿的大脑皮层。

不过脑神经细胞的分裂不同于其它器官,它与肌肉类似,在分化、发育和生长中已经将细胞的工作区及生活区进行了分隔。因此,无论机械或电位如何刺激,已经不能刺激细胞核的分裂程序。所以,大脑一经发育完成,神经细胞就不能再分裂,只等待信号的输入。但其中的残留的某些神经干细胞在一定的条件下,仍能在工作区和生活区没有很好分开的情况下,有产生肿瘤的可能。

二、生物智能的软件

人从出生后,由各种不同的感知器官所感受的所有来自环境的信号,先经过器官神经元的筛选提取,其中最突出的和最有用的信号传输到脑组织中,作为意识信息通过神经枢纽(具有自然时空的脑组织的根部)以生物电和离子流的方式,输入到已经植入了自然时空的脑组织中,与最早的记忆神经元间建立突触联系。外部的环境信号随时间不断跟进流转,脑组织中新的突触在新的神经元上不断建立,并且也是沿着时间轴在不断更新和推进。

由于产生生物电的离子流,像水流,总是先流向最近的和空的渠道,也就是新的突触总是先在神经细胞群中从最靠近根部的新细胞中建立,已经建立了突触的神经元对离子流产生了电位阻抗。新生儿的记忆神经细胞群没有这种电位阻抗,就像一张白纸,或者一套空的输水储水系统。这也能说明,记忆为什么不能遗传,每个人都不能继承上一代的记忆。

随着年龄的增大,白纸被一行行的写过,或者空的渠道被一条条的进水。这种记忆的自然时空与外部环境的时间进度同步。不过,在人睡觉或昏迷期间,外部信号的输入中断,内部的记忆输入也会停止。这就是人对睡觉或昏迷期间没有时间意识和记忆的原因。

信号的输入,新突触的建立,就是最初级的记忆。实际上,初级记忆就是对已经排序到的空白神经元的初次极化作用。这种已经植入自然时空坐标的、能储存初级记忆信号的脑组织就相当于电脑中的内存条。对感受到的强烈的和有用的环境信号的筛选、提取、接收和储存过程,我们把它归于意识的范畴。

意识分为主观意识和非主观意识,当接收到强烈刺激的信号时,生物电离子流的强度增大,建立的突触电位梯度大。建立了大梯度电位的神经元在信号波动的刺激下,很容易产生放电式的去极化。当多个这样的信号的叠加,使得离子流的强度超过一定域值时,信号就会溢出到另一脑细胞组织。这一脑组织是人的大脑的最高级部分,它相当于电脑的CPU

对于普通动物而言,其CPU是低级的,只能进行模糊运算,也就是能进行比较,例如,早晚、大小,远近,高低、快慢、好坏等,而不能数字化(动物不能识数)运算,只能进行经验式的逻辑思维,不能进行抽象思维。但对于人的大脑,不但能进行数字的运算,还能进行文字与语言的识别与比较,并能与代表的声音及图形的相应储存信息相联系。

CPU运算的结果,被输出到命令系统,指挥全身的物理运动或脑的信号运行。

有关回忆及梦的相关内容将另笔分别讨论。

2017-4-24