一個世界的形象是如何到達我們的意識的，它又是如何到達我們心靈深處的？讓我們通過一個簡單的現象來了解大腦的運行規則。
那是晚上。克拉拉躺在電視機前的沙發上，漫不經心地瀏覽著各頻道。突然屏幕上出現了罪犯的臉。他不停的呼喊著什麼，揮舞著拳頭，就好象他真是清白的一樣。“真是胡說八道，”克拉拉厭惡地嘟囔著，順手按下了遙控器的關機。
這一幕每天在全世界成千上萬的家庭上演，沒什麼特別的。但對於一個神經科學家來說，這個簡單的過程，顯示了人類的思維和整個神經系統的工作是多麼的神奇。在屏幕上出現罪犯的畫面到電視被關閉這段時間，克拉拉的神經系統經歷了非常複雜的運行過程，尤其是在她的大腦中。下面，我們按順序梳理整個過程。
大腦神經元
複雜性
大腦是我們所知道的最複雜的系統。它由大約860億個神經元組成，這些神經元專門處理和傳遞信息。它們從我們身體各個部分向大腦傳送感官印象，進行復雜的分析和比較，記錄信息以備將來使用，並向肌肉發送命令。
每一個神經元都是獨特的，在經驗的影響下不斷變化，且本身就是一個複雜的組織。它的特徵屬性是擁有大量的分支，其中較短的分支（樹突）用來接收信息，較長的分支（軸突）用來發送信息。人類最長的軸突從頭到腳。並且，神經元總是群體協作。
再多說幾句關於大腦如何處理信息的話。在你的大腦中，信息以電和化學脈衝的形式出現。神經細胞通過樹突從附近的神經元接收電荷。這些電荷加起來，當它們達到一定的閾值時，細胞會沿著軸突發出一個劇烈的電脈衝。到達其他神經細胞或肌肉。所以原理很簡單。但是當我們把它複製到數百億個神經元和數千億個突觸連接上時，我們便會看到一臺具有不可思議能力的機器。人腦的獨特之處在於它的複雜性。
現在，讓我們回到克拉拉。
通過感官的端口
感覺器官將物理現象——光、聲、化學物質的存在、壓力——轉化為神經系統的語言，即電脈衝。在視覺系統中，一定頻率的電磁波，也就是可見光，通過角膜和晶狀體進入眼睛，在視網膜上產生倒影。在這裡有一層專職探測光的細胞，它們通過色素蛋白質將光能轉化為電脈衝。
因為這種構造的存在，我們不僅可以看到光，而且可以看到整個圖像。電視屏幕上顯示的場景出現在克拉拉的視網膜上，引起復雜的生化反應。但這只是漫長道路的開始，因為雖然我們用眼睛看，但我們更是用大腦看。視網膜細胞的軸突組合在一起，構成視神經，信息沿著視神經從眼睛流向大腦。
丘腦，一個可疑的區域
丘腦的位置
罪犯的形象沿著克拉拉的視神經迅速傳遞。首先它到達丘腦。如果我們把大腦想象成一座城市，丘腦就是火車站周圍一個街區。這是視神經完成運轉的地方；也是我們其他感官（除了嗅覺）產生衝動的地方。
為了讓克拉拉有意識地看到一些東西，這些信息必須在大腦的其他部分遊走，但在丘腦中已經可以發現圖像的某些重要屬性，比如罪犯臉上憤怒的表情。這類刺激異常重要，能完全自動觸發我們的情緒。丘腦是一個不喜歡危險的組織。當危險信息出現時，信息被傳送到杏仁核——另一個深層結構，負責觸發恐懼反應。這是一條信息觸發情緒的捷徑。
現在，在丘腦中，視神經將信息從眼睛傳輸到神經元，神經元的軸突通向大腦的外層，也就是大腦皮層，特別是枕葉，到達指定的V1區域（初級視覺皮層）。這裡出現了一些人類視覺的基本原理：眼睛發出的光點信息被轉換成關於線條的信息。因為視覺系統不是從點構建圖像，而是從線構建圖像，這些線由V1區域的細胞檢測到。
這也是視覺兩條主要路徑開始的地方：第一條，被稱為“在哪裡”，它沿著頭頂的方向運行，發現圖像元素的移動和空間排列。第二條是“是什麼”路徑，從枕骨通向神廟，識別出我們所看到的物體。從圖像中提取的線的數據被髮送到這兩個方向以供進一步檢查。
就罪犯的臉而言，“是什麼”路徑更重要。這條路徑不斷的描述信息顏色形狀。最後，信息到達顳葉皮層的摺疊處，稱為梭形回。當信號到達那裡時，克拉拉的意識呈現出那張臉。但要讓她明白這是一張她知道的臉，信息必須進一步傳向顳葉前部，那裡發現了所謂的祖母細胞。它們對特定的個體做出反應，不管我們是看到的、聽到的還是通過其他特徵識別到的。
從電視上看到的這張臉終於讓克拉拉意識到了這一點，並被認為是屬於一個她不喜歡的類型。現在，有關當組織決定如何處理此事。
情緒無處不在
從一開始，整個事件就伴隨著情感。一看到罪犯的表情和姿態就害怕。在電視關了之後也能鬆口氣。
對憤怒的面部表情的恐懼和喚醒是一種自動反應，是潛意識的：我們不需要學習它，因為它深深地編碼在我們的DNA中。它允許在一個群體中快速、非語言地傳遞信息：如果一個人表達情感，他們顯然有重要的原因，群體中的其他成員應該對此做出反應，尋找原因或是立即逃離。由於這種機制，人們和其他社會動物更容易成為一個群體。另一方面，它是一個強大的工具，可以讓我們違背自己的意願。
這些控制原始情緒的工作在於前面提到的一個結構：杏仁核。這個相對較小的區域位於大腦兩側顳葉深處。它的基本作用是賦予情感刺激的意義。在大腦中，杏仁核扮演著哨兵的角色。一旦它看到或聽到可疑的東西，它就會發出警報。不幸的是，這肯定是一個過於謹慎的哨兵。在稍有疑問的情況下，它寧願大聲疾呼，也不願忽視威脅。這也是我們在日常生活中因過度恐懼而遇到的大多數問題。
厭惡的感覺是隱藏在額葉和顳葉之間的另一個區域，島葉皮層的責任。厭惡的例子非常有趣，因為它展示瞭如何利用現有機制將它們應用於新的情況。島葉皮層是味覺的感覺皮層——這是大腦根據味蕾的神經衝動建立印象的地方。這也是產生厭惡感的地方——對令人厭惡的、潛在有毒的食物的最初反應，但也包含威脅我們感染的物質的氣味，如糞便。更重要的是，當我們看到血，或者其他令人厭惡的扭曲的臉時，同樣的區域也會被喚醒。這也是克拉拉對屏幕上的畫面感到厭惡的原因。
是時候採取行動了
決策是一個複雜的過程，需要多個神經網絡的協作。最重要的是位於前額葉皮層：大腦中最靠近前額葉的區域。前額葉皮層參與了許多我們認為具有更高智慧功能的任務和功能，例如道德評估、根據情況調整我們的行為、規劃、社會行為、控制衝動和驅動力等等。
1848年，一位傑出的勞動工頭和模範父親，意外地引發了一場意外，一根金屬棒穿過他的頭骨，刺穿了他的前額葉。儘管如此，他還是活了下來，這似乎是一個奇蹟，康復後他又重新開始工作。但他的性格很快就發生了巨大的變化：他變得反覆無常，無法預見自己行為的後果。
回到克拉拉：她的前額葉皮層決定關掉電視。現在是把這個計劃付諸實施的時候了。
肌肉、力量
為了影響外部世界，大腦向肌肉發送信號。這是唯一的辦法。移動，坐著不動，操縱物體，微笑，說話或抑制你嘴唇上的話，所有這些都是基於引導你的肌肉正確的方式。所以正如大腦需要感覺器官來接受世界一樣，它也需要運動系統來與之互動。
當克拉拉的前額葉皮層決定按下遙控器上的按鈕時，她的大腦會有一系列的動作。首先，專門的運動區域計劃任務的執行。為此，他們需要有一份關於外部狀況的完整報告。很明顯，在我們開始動作之前，要先知道手和拇指在哪裡，以及遙控器是否在我們手中。本報告由感覺皮層提供，從肌肉、關節、肌腱和皮膚受體收集位置和作用力的數據。在從我們的視覺中添加信息之後，我們已經準備好了身體的反應。
在運動皮層向肌肉發出指令之前，大腦的其他區域——運動前皮層和輔助運動區域——將我們的意圖轉變為身體應該做的事情。最後，在想按下按鈕的時候，我們不會考慮我們需要收縮哪一組肌肉，放鬆哪一組。是大腦的這些區域造成的。即使只考慮運動或觀察別人的運動，他們也很活躍。這使我們能夠進行心理訓練，瞭解其他人的意圖。
在這個過程中，從運動指令被安排和發送，仍然受到修改和監督。小腦是大腦後部的一個小結構，它能確保一切按計劃進行，並在執行過程中進行調整。沒有它，我們的行動將是不確定和不精確的，例如，我們的言語含糊不清，我們的視力模糊。
來自大腦的脈衝沿著脊髓，通過突觸連接轉移到運動神經元，運動神經元直接支配肌肉。在這個轉移過程中，衝動仍然可以被改變。例如，如果遙控器被證明是一塊熾熱的鐵片，開始灼傷我們的手，我們會本能地放下它，而不是按下按鈕。
最終，克拉拉順利的按下關機按鈕，鬆了口氣。
後記
這幾秒鐘的場景，完全是微不足道的，但通過分析這一系列的過程，讓我們完成了信息傳遞、大腦接受、大腦反應、身體執行的這一人腦神經旅行。但即便如此，這也只是一次附帶旅行，因為許多現象都沒有被提及，包括工作和長期記憶、其他感官和情緒、反射、言語、注意力、意識。這表明了大腦是一個多麼複雜的結構，即使在日常生活中，它也顯示了這種能力。
相同的。作為人類，我們是進化的產物，由與所有生物相似的元素組成，我們的獨特性來自於我們神經系統的複雜性。
閱讀更多 蛋蛋說科學 的文章
