神經(jīng)系統(tǒng)的基本原理(上)
五個(gè)彌散性調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)五種遞質(zhì),這五種遞質(zhì)對(duì)大腦皮層及其他核團(tuán)的作用是什么,對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的代謝變化起到什么作用,比如是否導(dǎo)致突觸的long-term potential或long-term depression?(這里是很關(guān)鍵的,是我研究的基礎(chǔ),只不過我暫時(shí)先不寫在這里) 五個(gè)彌散性調(diào)節(jié)系統(tǒng)與其他核團(tuán)的連接關(guān)系是什么?(這里不需要我說什么,解剖學(xué)可以解答) 同一個(gè)核團(tuán)內(nèi),一般只有幾萬個(gè)彌散性神經(jīng)細(xì)胞,一個(gè)這樣的神經(jīng)細(xì)胞的軸突大量分叉,與幾十萬個(gè)其他神經(jīng)細(xì)胞突觸連接,這樣每個(gè)神經(jīng)元覆蓋很大區(qū)域;不同的神經(jīng)元覆蓋的區(qū)域有可能重疊。對(duì)于覆蓋區(qū)域重疊的這些神經(jīng)元,如果同時(shí)放電,就會(huì)對(duì)重疊度最高的區(qū)域釋放高密度遞質(zhì),從而很大程度興奮或者抑制這個(gè)重疊區(qū)的核團(tuán)或皮層。這就存在神經(jīng)元的同步放電程度與重疊區(qū)影響程度相關(guān),而且每個(gè)彌散性神經(jīng)元的放電頻率也可以變化,可以想象一下,彌散性核團(tuán)內(nèi)若干神經(jīng)元的放電,會(huì)導(dǎo)致大面積的皮層接受到遞質(zhì),而且因?yàn)楦采w區(qū)域重疊程度不同,會(huì)接受到不同強(qiáng)度的遞質(zhì)。人自出生后經(jīng)過一段時(shí)間訓(xùn)練,彌散性核團(tuán)神經(jīng)細(xì)胞的放電組合很有可能根據(jù)具體大腦皮層和丘腦的需要而放電,即被需要的皮層接受到最大的遞質(zhì)強(qiáng)度。對(duì)于成熟的個(gè)體,彌散性核團(tuán)不會(huì)無序放電。 以上內(nèi)容可以簡(jiǎn)記為:彌散性神經(jīng)細(xì)胞的放電組合特征-同步性、重疊度、放電頻率。 實(shí)際上普通神經(jīng)細(xì)胞也是軸突分支,與多個(gè)神經(jīng)元突觸連接,并與其他同類型神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)覆蓋區(qū)域重疊情況,只不過不會(huì)像彌散性神經(jīng)細(xì)胞那么巨大罷了。 如何描述大腦皮層和丘腦聯(lián)合體? 答:此二者不可分開說,因?yàn)榇竽X皮層與丘腦之間互相對(duì)射連接,構(gòu)成了丘腦-皮層微放大環(huán)路,信息一旦在某一個(gè)這樣環(huán)路中周轉(zhuǎn),就會(huì)導(dǎo)致臨近更多丘腦、皮層神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成的環(huán)路開始有信息周轉(zhuǎn),每個(gè)環(huán)路都有多余的軸突去興奮其他的神經(jīng)元,就是環(huán)路的輸出,這個(gè)輸出就包含了皮層的第二、三分層對(duì)其他皮層的輸出,皮層的第五分層對(duì)其他核團(tuán)的輸出,丘腦-皮層微放大環(huán)路會(huì)導(dǎo)致這些皮層的輸出量急劇增大,指數(shù)函數(shù)級(jí)別的。 大腦皮層靠第五分層對(duì)其他核團(tuán)進(jìn)行投射,第二、三分層對(duì)其他的大腦皮層的二、三分層進(jìn)行投射。實(shí)際上,第二、三分層也投射到第四分層和第五分層,只不過占比較少。 一塊大腦皮層通過短連接輸出到相鄰皮層區(qū),通過長(zhǎng)連接輸出到距離遠(yuǎn)的皮層區(qū)。因此,一塊大腦皮層分區(qū)有多個(gè)輸出路徑。當(dāng)某一個(gè)來自其他皮層區(qū)的輸入信息進(jìn)入到該皮層區(qū)時(shí),不會(huì)同時(shí)興奮這個(gè)皮層區(qū)所有的輸出路徑。只有通過丘腦-皮層微放大環(huán)路才能同時(shí)興奮該皮層區(qū)的所有輸出路徑。例如外側(cè)膝狀體投射到BA17區(qū)域,BA17的所有輸出路徑都被興奮了。 皮層的第五分層以兩種模式輸出:其他皮層對(duì)該皮層投射的軸突們,大部分進(jìn)入第二、三分層,小部分進(jìn)入第五分層,從而使第五分層輸出,且輸出強(qiáng)度隨著輸入的增減而增減;通過丘腦-皮層微放大環(huán)路產(chǎn)生急劇增加環(huán)路輸出,由于丘腦只投射到第四分層,所以就導(dǎo)致大量星形神經(jīng)細(xì)胞開始放電,第五分層的錐體細(xì)胞頂樹突在以上所有的分層都有分支分布,所以此時(shí)也會(huì)大量輸出,這個(gè)輸出模式是爆炸式,突然大量強(qiáng)烈放電那種。 鑒于丘腦-皮層微放大環(huán)路這么危險(xiǎn),動(dòng)不動(dòng)就信息爆炸式輸出,第二分層整齊密集分布的抑制型星形神經(jīng)細(xì)胞把軸突向下分布,很有可能就是丘腦-皮層微放大環(huán)路的抑制性輸入,即抑制信息的周轉(zhuǎn)。而且,在大腦皮層發(fā)生神經(jīng)細(xì)胞程序性死亡的部分,在wikipedia上明確記載包括第二分層的星形神經(jīng)細(xì)胞。我猜想,巨大的錐體神經(jīng)細(xì)胞應(yīng)該不會(huì)發(fā)生程序性死亡吧。 長(zhǎng)期永久記憶的本質(zhì)是那些參與記憶的神經(jīng)元與不參加記憶的神經(jīng)元(就是沒有被記憶信息興奮的神經(jīng)元)在敏感度上要差別開,差別的越大,記憶越牢靠??赡苁峭ㄟ^增加參與記憶神經(jīng)元的敏感度,也可能是降低不參與記憶的神經(jīng)元的敏感度,或二者兼有。永久記憶一定包含丘腦-皮層微放大環(huán)路。 在大腦皮層存在多個(gè)皮層環(huán)路,而且皮層環(huán)路是由各個(gè)皮層區(qū)組成的。注意,一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成的環(huán)路,其意義是信息在環(huán)路中周轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)信息的暫存。此外環(huán)路也必然包括環(huán)路的輸出部分和輸入部分。皮層環(huán)路的輸出部分就是另一個(gè)皮層區(qū),輸入部分也是另一個(gè)皮層區(qū)。不巧的是皮層環(huán)路的輸出或輸入部分很有可能是另一個(gè)皮層環(huán)路的一部分,從而出現(xiàn)這樣的情況,一個(gè)皮層區(qū)持續(xù)強(qiáng)烈興奮,就會(huì)興奮某一個(gè)皮層環(huán)路,這個(gè)皮層環(huán)路的某部分又作為另一個(gè)皮層環(huán)路的輸入部分而興奮了第二個(gè)皮層環(huán)路,以此類推,就有可能這個(gè)大腦皮層的大多數(shù)腦區(qū)因?yàn)槟骋粋€(gè)皮層區(qū)的持續(xù)強(qiáng)烈興奮而活動(dòng),就是其他腦區(qū)的活動(dòng)與那個(gè)特定強(qiáng)烈興奮的腦區(qū)有因果關(guān)聯(lián),隨之也活動(dòng)。想一想海倫凱勒,只通過體感對(duì)應(yīng)的初級(jí)感覺皮層作為大腦皮層的唯一輸入(暫時(shí)不考慮vestibular的輸入),就能讓整個(gè)大腦皮層活躍起來,沒有一個(gè)皮層區(qū)是不被用到的。 海馬皮層-扣帶回皮層環(huán)路,即limbic circuit,信息也可以在這個(gè)環(huán)路周轉(zhuǎn)。人類的最高智慧全部蘊(yùn)含在集合思維,即對(duì)元素進(jìn)行對(duì)比,找出共同點(diǎn)就是這個(gè)集合的特征,不同點(diǎn)就是被用來區(qū)分各個(gè)元素,這里出現(xiàn)一對(duì)多的特點(diǎn),那個(gè)一就發(fā)生在海馬皮層。而海馬皮層存在一個(gè)直接通路和旁路,這個(gè)wikipedia上有記載,我也不多廢話。只有旁路中的CA3能與對(duì)側(cè)的CA3互相投射,只有CA3能最終興奮多巴胺VTA核團(tuán)。我只知道,多巴胺釋放多的時(shí)候,兩側(cè)大腦都有參與時(shí),所謂的快樂教育狀態(tài),能通過compare and contrast思維對(duì)世界中的萬事萬物進(jìn)行分類,我所看到、意識(shí)到的所有東西都能過放進(jìn)某個(gè)集合中。而在非多巴胺狀態(tài),海馬皮層的直接通路狀態(tài)下,不興奮VTA,只有一側(cè)大腦被海馬皮層帶動(dòng)活躍,就不會(huì)有這樣的思維能力。起碼,我觀察到自己學(xué)習(xí)、聯(lián)想能力高的時(shí)候都是內(nèi)心快樂的狀態(tài)。學(xué)習(xí)使我快樂,指的就是這種活躍海馬皮層的方式-多巴胺、兩側(cè)大腦、集合化思維、一對(duì)多。 寫到這里,這不多信息是如何自丘腦進(jìn)入大腦皮層,然后進(jìn)行流轉(zhuǎn),如何形成記憶,差不多就能以此來分析了。信息流轉(zhuǎn)時(shí),當(dāng)然不能立馬形成記憶 另一個(gè)基本原理:遞質(zhì)放大(這里我也同樣原因暫時(shí)不多寫)。大的神經(jīng)細(xì)胞,很小的神經(jīng)細(xì)胞,大的神經(jīng)細(xì)胞。這樣我自己知道怎么回事就好了。 以下暫時(shí)先不細(xì)寫,只把各關(guān)鍵原理的名詞幾下: NE放大環(huán)路; 有好幾個(gè)DA放大環(huán)路; 今晚太累了,就先寫到這里。希望有大家?guī)臀乙黄鹜晟埔徽咨窠?jīng)系統(tǒng)的基本原理。