摘要:大脑之所以能够记忆、处理各种各样的信息,就是因为神经元与神经元之间,通过无数个突触连接在一起。每个神经细胞都不是孤独的,每一个都会与其他的神经细胞相接,而这个相接之处就是突触。你思考、学习和记忆的一切,都是以一系列电信号和化学信号通过突触在连绵不断的神经细胞网
大脑之所以能够记忆、处理各种各样的信息,就是因为神经元与神经元之间,通过无数个突触连接在一起。每个神经细胞都不是孤独的,每一个都会与其他的神经细胞相接,而这个相接之处就是突触。你思考、学习和记忆的一切,都是以一系列电信号和化学信号通过突触在连绵不断的神经细胞网络中连接传递的。突触越多,你的神经细胞能够参与的神经细胞网络就越多。每当你学习新的东西时,就会形成新的突触;但如果你不去重复你学到的东西,已形成的突触就又会退化消失。神经科学研究表明,学习的质量取决于神经元连接的强度。当我们重复反复练习某项技能时,神经元之间的连接变得更加牢固。这种变化被称为突触可塑性。这也解释了为什么反复练习和积极参与学习对于学习效果至关重要。突触可塑性是大脑适应和改变的基础,它使得我们能够在学习过程中将新的信息和经验存储和加工。
突触对于我们来说非常重要。每当你看见一个熟悉的脸孔、听到一个声音,或是学习到一个新词,你的大脑里就会有上百万个细胞通过上亿的突触同时相互沟通。你有没有想过,当你在学习新知识的时候,大脑是怎么记住的?是长出了新的神经细胞吗?并不是,当新的记忆形成的时候,变化的其实是突触。
你在出生时就拥有了你一生中能够拥有的几乎所有神经元。神经元在发育过程中会长出很多“小手”,和别的神经元“牵”在一起,这些小手名叫“神经突触”。在你生命的头15个月左右的时间里,大脑神经元之间的神经突触数量就已经达到最大了。但同时,幼儿的大脑也在修剪这些突触。其中有大量的神经元因为无事可做“郁郁而终”,约有一半的胚胎神经元因为未能和其他神经元建立有效的连接而凋亡。若这个过程不加以修剪,大脑就会变得混乱不堪。每个事件都与其他事件有关,产生无数的可能性,无法将重点集中,分清主次;无法加强重要的联系,削弱无关的联系;也无法在所有这些可能性中做出选择,从而组织资源采取行动。由于大多数的神经细胞间的连接是在我们出生后发展出来的,所以我们会受周围环境的影响。其中部分接触点得到强化并变为永久性的,而其他的则消失不见了。到了成年,突触的总数量反而会下降。这个过程称为“突触修剪”(或称“剪枝”)。常用的神经元会越来越强,而那些很少使用的神经元会最终死亡。
突触分为两种类型:其中一种被称为化学突触,它的宽度大约在 20 至 40 纳米之间。这种突触通过神经递质来实现信息的传递。而另一种则是电突触,它的宽度相对较窄,仅仅只有 2 到 4 纳米,但却能够以电流的形式直接传递信息。
突触实际上扮演着关键角色,它们正是信号从一个神经细胞传向另一个神经细胞的重要场所。想必大家都期望自身拥有大量的突触吧,毕竟这样一来,我们就能更轻松自如地应对各种全新的挑战了。
值得一提的是,这两种突触可谓各具特色和优势。先说电突触,其最为显著的优点便是传播信号的速度极快。正因如此,电突触通常会出现在那些对急速反应有着极高需求的功能当中,例如反射反应等情况。想象一下,如果您不小心一脚踩到了一颗尖锐的图钉上,那么您的脚将会迅速且自动地抬起离开地面,以此作为一种自我防护机制。而在这个过程里,从脚部一直延伸到脊髓,整个路径完全依靠电突触来完成信息传递,并且所经历的突触数量通常不会超过 5 个之多。既然电突触如此出色,可能有人不禁要问:为何不让大脑全部采用电突触呢?原因在于,电突触存在一个致命的缺陷,那就是所谓的“缺乏增益”。
电突触“缺乏增益”这一缺陷意味着电信号在通过电突触传递时,信号强度不会被放大或增强。想象一下,就如同一条信息从源头出发,想要传递到目的地,但途中却需要穿越无数个关卡——成千上万个突触。如果大部分的信号在这个漫长的旅程中不断地遭受损失和削弱,那么最终到达终点时所剩无几,这样的沟通效果简直可以用“惨不忍睹”来形容!
我们不妨设想一下,假如你正在与远方的朋友通话,可每说一句话,声音都会在传输过程中逐渐减弱、变得模糊不清,甚至最后完全消失。这将会给交流带来多大的阻碍啊!同样道理,如果神经信号在传递过程中多数都因为途经大量突触而被严重损耗,那么大脑内部不同区域之间的信息交换必然受到极大影响,导致各种生理功能无法正常运作。比如,我们可能难以准确感知外界刺激、无法做出及时有效的反应,甚至连思考和记忆等基本认知活动也会出现问题。如此一来,整个神经系统的工作效率将大打折扣,人体的健康状况恐怕也要亮起红灯啦!所以,确保神经信号能够顺利且高效地通过这些突触至关重要呢!
化学突触相比之下要显得更为灵活多变一些,它不仅能够实现增益效果,还能起到减益作用。尽管化学突触在信息传递方面的速度相对较慢,然而不可忽视的是,它具备着两项极为突出的优势特性。其一在于其单向传递性,这一特点使得神经电信号的传导具备了明确的方向指引;其二则体现在延迟传递上,即它能够将所有神经元产生的冲动加以整合汇总之后,再去决定究竟应当传递何种类型的信号——既可能是令人兴奋激动的信号,亦有可能是起抑制作用的信号。如此一来,整个神经系统的运作便呈现出更高程度的“逻辑性”特征,从而得以有条不紊地开展各项功能。具体谈到化学突触时,我们会发现它与高级神经系统的各类活动之间有着更为良好的适应性关联。之所以这样说,是因为存在于其中的递质因素所致。不过需要注意的是,正由于递质的存在,化学突触往往很容易陷入疲劳状态(毕竟递质在不断使用的过程中会逐渐被消耗殆尽)。但从另一个角度来看,恰恰是这种疲劳现象的出现,才有效地保障了高级神经中枢能够保持正常且稳定的运行状态。通常情况下,在那些低等脊椎动物以及无脊椎动物的身体内部,电突触的分布数量相对更多一些。
其次,突触有许多不同的形状和大小,它们会随着你学习新东西而改变。在有信息刺激时,神经元才会发出链接形成突触,否则就不会形成突触。突触有强弱之分,不是一成不变的,经常用的突触会强化,不常用的会弱化、消除或者被其他信息占用,这就是大脑“用进废退”的原理。
来源:这是科学i