【內部教育訓練】大腦科學概論:認識大腦-袖舒教練

不知道你有沒有聽過這句話:

「大腦是個好東西,人人都該有一個」

為什麼大腦是個好東西呢?就讓本篇文章娓娓道起。

 

 

從最一開始的單細胞生物,透過化學物質傳遞訊號,

演化到從電細胞(electrical cell )開始用電位傳遞訊號,是神經系統發展的一大躍進。

而最初的神經系統可稱為初始神經系統(Primitive nervous system),

主要存在扁平動物科,如渦蟲、蚯蚓等生物身上。

當神經細胞數量越來越多,神經細胞慢慢集合成神經束,此時中樞神經系統(central nervous system,CNS )便出現了!

這也是人類大腦之所以能順利運作,並有能力創造出我們現在所處的物理和社會環境重要的關鍵。

 

圖一、不同生物神經系統比較

 

在開始了解人類大腦結構前,先來看看1960年代,一位演化學者Paul D Maclean提出對大腦有趣的理論。

他認為大腦是「三位一體」的,分別是爬蟲腦哺乳類腦理性腦,爬蟲類腦主要負責最基本的生命維持生存,哺乳類腦則是負責情緒狀態的調控,

最外層的理智腦則是掌管思考、判斷等能力,特別是理智腦的前側更進一步負責學習、策略、計畫等執行功能。

然而此學說存在一些存疑,例如其實有中樞系統的大腦,本身就存在這三個部分,代表擁有一顆「大腦」,

並不能說爬蟲類只有爬蟲腦,哺乳類的大腦等於爬蟲腦加哺乳腦而已,不過在該年代,能做出這種分類,代表對人類對大腦的認知已更上一層。

 

相信大家對於下面這位並不陌生,既然這麼多生物都有大腦,那麼人類與其他不同生物的發展如此不同的原因又是什麼呢?

 

上面這位是電影「決戰猩球」裡的主角凱薩,他在電影中成功發展了自己的軍隊,並嘗試建立組職對抗人類,發展出自己的文明,

但在現實中,基因遺傳學認為黑猩猩的基因與人類十分相似1,然而兩者的大腦其實存在不小的差異,

因此人類得以掌握文化、國家、階層、科學等領域。(不過只有單一物種發展出這些能力的確令人讚嘆,但其實也是一種隱憂。)

人類的大腦與黑猩猩第一個不同處在於大腦的體積,人類的大腦比黑猩猩大上三倍,並且有十倍以上的神經元存在大腦。

另一個不同處在於前額葉的發展,前額葉的發展與認知功能:思考、判斷、計畫息息相關,

另外人類擁有較大的顳葉和小腦,進而可以發展出語言。

學者認為兩者雖然基因相似,但人類的大腦有如此不同的演化可能來自於突變,以及社會、物理環境的交叉影響,還有飲食、雙腳行走等等可能都是原因。

 

人類大腦的發育從著床後三週開始,第一個階段大腦僅僅只是一片神經組織,慢慢的開始形成凹槽、腔室,此時神經元的發展非常快速,一分鐘約有25萬的神經元產生。

 

不過因為人類是雙腳行走的動物,因此骨盆空間並不大,胎兒有體積發展上的限制,因此人類大腦真正開始發展是從出生後開始,

嬰兒的大腦中,神經元的密度與連結非常非常高,因此在三歲前是發展神經連結(由軸突到突觸)最快速的階段,

到四歲後,形成的連結開始進入「修剪」,即保留常使用的,剪去無用的連結,而髓鞘的發展從出生後開始,一直到青少年階段都持續在發展,直到大腦成熟。

 

人類的大腦最先從後側下緣開始發展,因此到青春期時,這部分的大腦已經相當成熟,

不過在青少年階段時,大腦的表面灰質和前額葉尚未完全成熟,因此仍會產生巨大的變化,

此時神經連接仍然持續發展,因此這也是為什麼在這階段是學習速度非常快的時候。

 

 

而且青少年時期的大腦對於多巴胺的效果十分敏感,因此神經傳遞物質會不斷尋找刺激和愉悅的感受(這也是中二為何中二)

而大部分的人類大腦在青少年晚期並逐漸成熟,而前額葉大約到25歲後才成熟,

因此在青少年階段所接觸到的環境、學習到的知識和做事邏輯,都會大大影響這個人之後的思考模式與行為。

 

註一、但基因遺傳學科不斷推陳出新,目前亦有學者認為兩者基因完全不同。

 

 

…待續

 

作者:黃袖舒

ACE-CPT, ACSM-CPT, GMS

台大運管所就讀中,

Master in exercise physiology , resistance training and elders exercise.

 

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