人腦是怎樣工作的

徐聯倉 李美格

人們常常把腦看成一個神秘的東西，因此發生了不少主觀的揣測。我們常會聽見這樣一類話：“我腦筋不好”、“這件事真傷腦筋”、“某人呆頭呆腦”，或是“我們的小孩腦袋大，將來一定聰明。”可是腦究竟是什么東西？它的構造是怎樣的？腦究竟怎么工作的？這些問題有很多人就弄不清楚了。這是因為大腦深藏在腦谷里邊。既看不見，也摸不著，而且過去的科學家們從來沒有像對人體的其他器官的研究那樣明確面具體地說明過腦的作用。正像蘇聯的偉大生理學家巴甫洛夫所說的。自從伽利略{意大利大科學家，一五人八四年——一六四二年}的時代以來，自然科學是大踏步地前進著，但是當它涉及到大腦高級部分的研究時，就不得不在這個有機體——適應外在世界最復雜關系的器官——面前，第一次停頓了下來。我們知道，腦與我們的工作、學習和生活有著密切的關系，如果了解了腦的活動的規律、就能更好地組織腦力活動，也就能更有效率地進行工作和學習。巴甫洛夫第一次科學地研究了大腦的機能和它活動的規律。巴甫洛夫研究大腦活動的豐富成果，是對全人類一個極大的貢獻。

人腦是發展到高度完善的物質

辯證唯物主義告訴我們說：人腦是發展到高度完善的物質。腦是中樞神經系統的最高級的部分，它在顱腔之內，周固有堅硬的顱骨保護藩。它的形狀和顱腔的內壁相吻合，是一個橢圓形的東西。腦的長度平均來說有十四到十六厘，橫寬約有十四厘，后邊比前邊還略寬一些。人腦的體積平均約為一千三百立方厘，重量約為一千四百克。在大腦表面上有許多回轉。凹下去的部分叫“溝”或“裂”，凸出的部分叫“回”。在中間有一條前后的縱裂，好像把大腦正分成左右兩半，這就是我們常聽說的大腦兩半球。其實兩半球并不是完全分開的，在底面有橫行織維聯結起來，這部分就叫“胼胝體”。正是這些溝回曲折，使我們人類大腦半球的面積大為增加、約有一千四百平方厘，比類人猿要多一倍還多。在兩半球的表面是由灰質凸神經細胞的胞體力所組成的大腦皮質，它厚約一。三厘。經神經解剖學的研究，發現大腦皮質是由六層不同的細胞所組成的。巴甫洛夫曾經生動地描繪了大腦兩半球。他說大腦兩半球，這中樞神經系統最高部分，是使我們相當驚異的大量物質。這塊物質是由幾十億的細胞所組成的。這些細胞的容積、形態和相互配置都各不相同，特別由于細胞突起的無數分枝的互相結合，造成了極其復雜的人腦構造。大腦兩半球的構造紙然如此復雜，那么我們可以想像得到、中樞神經系統的這個部分的壯麗的、復雜的機能了。

在大腦兩半球皮質的下邊有胼胝體、嗅腦和紋狀體。這幾部合稱為大腦。大腦與間腦（丘腦）合稱前腦。再向下方是中腦和后腦（包括橋腦、延隨和小腦）。這幾部分就是皮質下各中樞。

人腦是由動物的腦發展來的，與高等動物的腦有許多相同的地方。而不同的地方，不只表現在量的不同，而且有著本質的差異。如人腦較遠腦為重{猿腦只有三百五十克}。面積也較遠腦為大小（猿腦只有六百平方厘）。更重要的是由于勞動與語言使人腦具有更高的抽象概括的思維能力。

有人單從腦的重量上來決定一個人是否有才智的看法是不科學的。固然某些有高度才能的人的腦重比腦的平均重量為高，如著名的俄羅斯作家屠格涅夫的腦重達二千零十二克。但也有許多大學者的腦重并不超過平均腦重，這就說明腦本身的絕對重量不能作為衡量智力發展的水平。一些資產階級的偽科學家利用所謂人類學的方法，計量不同人種的腦子、結果得出結論說歐洲人和日本人是屬于所謂“大腦型”。因而斷言他們是人類的最高型。這種說法顯然是用來為殖民主義和種族壓迫找“理由”，完全是騙人的東西。也有人說腦上溝回的多少可以用來權衡一個人的聰明才智。這種說法也不完全正確。固然許多有才智的人的腦上的溝回數目較才能差的人為多，可是科學也證明了白癡的腦皮質也有特別多回轉。所以不要單獨從腦物質的量的方面來揣測人的知愚。

人腦和思維的關系

有的人也許會這么想，既然人腦也是物質的東西，也是和身體的其他器官一樣由細胞所組成的，那么人腦產生思維活動，是不是就像肝臟分泌膽汁、像腎臟分泌尿一樣呢？過去曾經有些機械唯物主義者就是這樣說的。馬克思列寧主義者駁斥了這種說法。馬克思列寧主義者告訴我們，人的心理、意識的源泉和內容都決定于周圍現實，它是物質世界的反映，客觀存在的反映。人腦是反映的器官，思維的物質基礎。但如果隔絕了周圍現實，腦的物質本身是不能單獨產生人的意識和心理的。所以腦的產生思維活動，和肝臟分泌膽汁就不同了。

人腦雖然像其他器官一樣也是一塊物質的東西，其中進行著一定的物質過程——受著物理的、化學的和生物的規律所支配，但必須注意人的勞支和社會生活對于腦的巨大影響。所以在談到人腦的作用時，不能單單看到生物物理的和生物化學的方面，而應當注意到人的社會本質。所以馬克思說過人的意識一開始就是社會的產物。

雖然馬克思、恩格斯早已對腦與意識的關系作了正確的哲學的概括，但是在自然科學里卻一直沒有能揭露腦的活動的秘密。俄羅斯的著名生理學家——“俄羅斯生理學之父”謝切諾夫在他的名著“大腦反射”一書里提到過精神生活全然是人間的現象，而思維、意識都是由腦所產生的；腦的基本機能是反射。但由于當時科學發展水平的限制，他僅是在理論上以星理學公式來嘗試表現人的主觀世界，他還沒有發現也腦的活動的基本規律。

巴甫洛夫根據謝切諾夫的理論，和他的學生們一道建立了關于大腦活動的科學——高級神經活動生理學。發現了腦的活動的基本規律，而且把許多過去不可理解的現象——如睡眠、夢、催眠、夢游癥等等加以科學的解釋。

人腦的機能

巴甫洛夫的把有機體看成是統一的整體，而它的活動又是與外界環境緊密聯系在一起的。在整個有機體內各器官活動的調節上，和整個有機體與外界環境的平衡上，神經系統、特別是腦起著極重要的保證作用。他認為大腦是最重要的生命器官，稱之為“有機體執行機能上的經常的監督者”。

腦所以能保證有機體本身各部的調協和與外界保持平衡，主要是依靠它的反射功能。巴甫洛夫的研究證明反射有不同的水平，所以他把人腦的神經活動歸納成三種機能系統。第一種機能系統是皮質下各中樞的活動，也就是指無條件反射。這種機能是人生下來就具有的，是從已往的世代里承受來的，是不需要學習的。這些反射是有機體與外界平衡的最基本的保證。例如射到眼中的強光會引起瞳孔的收縮；在腳底輕輕一搔就會引起腳趾的彎曲，把食物放到口中就會引起唾液和胃液的分泌等等。某種刺激的特性和一定的部位，總是引起同一種反應。動物的許多復雜的本能，例如蜜峰造窠、鳥孵卵等，也是無條件反射的鏈索。對于人類的生活，無條件反射也是很重要的。例如我們身體的某機能發生不良改變時，這種改變就成為另一反射的刺激。使另一種反射來消除這種障擾。譬如說，刺激一個傳入神經——如刺激坐骨神經——就會發生反射性的血壓亢進，這是第一個反射。由于血壓增高，它又成為第二個反射的刺激物，即是刺激心臟減壓神經的末端，引起減壓性反射，保特和調整血壓的平衡。人類有許多無條件反射，它們與我們基本生活的各方面相聯系著。這種反射的中樞是在腦的低級部位，也就是說在大腦皮質下部位的活動。例如在延腦和橋腦部分就有掌管人類呼吸、心跳、血管舒張和收縮等中樞。

雖然無條件反射是生物在周圍世界里保持完整生存的一個重要條件，但是只靠它還是不夠的。因為外界環境是變化多端的，只憑這種固定的反射就不能使有機體靈活地適應變化的環境。

第二種機能系統是第一信號系統的活動，也就是條件反射。這種反射的方式是由巴甫洛夫首先發現的。條件反射是暫時反射，是有機體在生活過程中習得的。如果環境中的任何現象或事物的刺激與無條件刺激物同進作用于腦，經過多次這樣的重合之后，這些原來對動物無關的刺激就像和它結合多次的無條件刺激物一樣，在腦中會引起同樣的反映。這就是說已形成了條件反射。例如：假使我們用奶瓶接觸小孩的嘴唇時，他就表現出吮吸的動作，這是無條件反射。經常這樣后，只要他看見奶瓶時，嘴就會動起來，這就是一種條件反射。正是由于條件反射的作用，外界的許多現象和事物對有機體就有了新的意義，它們或者成為食物的信號，如羊羔的鳴聲和形狀對狼來說就是食物的信號，狐貍能按照地形的特點——如長滿蘆葦的小池塘——而找到鴨子的巢穴；或者成為危險的信號，如羊或牛能借猛獸臨近時的信號——沙沙聲、叫聲、鳥類的驚擾等而逃開它的敵人。條件反射與無條件反射相比，是具有更大的靈敏性、可塑性和機動性。它不但能由于適應的要求迅速地培養起來，而且可以隨著環境的改變而相應地改變。因此它使有機體能更好地生活。

巴甫洛夫雖然把反射分成無條件反射和條件反射，但他 同時指出這兩種反射之間經常彼此交互影響。在個體生活過程中習得的條件反射，如果在長期的種族進化的過程中不斷地重復，也能轉化為無條件反射。

但這種對現實的具體信號形成條件反射的能力是動物和人類所共有的，在動物界來說，條件反射已是它們與外界保持平衡的最高水平了。

到了人類，除了第一信號系統的活動，還有第二信號系統的活動，這就是由于勞動與語言的作用，人腦的反映能力中增加了新的原則。人類所特有的言語即是第二信號系統的刺激物，它可以代替具體的信號。它們是更為概括更為抽象的信號。例如我們吃酸梅時流口水，這是天生的無條件反射。后來我們看見酸梅也會流口水，這就是在自然情況下形成的條件反射。如果在談話時提到酸梅，也會流口

水，這就是由言語的刺激所引起的屬于第二信號系統的活動。人類的抽象思維正是在第二信號系統的基礎上產生的。由于有了這種詞的思維。所以在人腦中不僅可以保留最接近而可以直接接觸到的環境的作用，而且還可以藉助于詞來接受遙遠地方的環境的意義和作用，也還可以接受過去的經驗和預想未來的事物。這對我們人類正確地認識客觀世界。從而有意識、有目的地去利用、改造世界是有著極其重要的意義的。巴甫洛夫特別強調了兩種信號系統之間的相互關系：第一信號系統的機能是感知現實，而第二信號系統則是通過詞、語言、科學的思維概括地反應現實。但是第二信號系統是以第一信號系統為基礎而產生的，第二信號系統，調整藩第一信號系統的活動。例如小孩在學會簡單的話以后，母親伸出手跑過來，小孩就會說：“媽媽，抱。”反過來，母親說：“媽媽抱。”小孩就會伸出手來。這都說明兩種信號系統的相互關系是密切不可分割的。

巴甫洛夫的反射論是嚴格遵守因果論的原則的。他說明了外界種種因素如何通過腦而決定有機體的活動。這是與馬克思列寧主義關于物質與思維關系的原理相一致的。從這里，我們就更容易了解為什么不同社會、不同階級的人，雖然他們腦的構造機能是一樣的，但心理、意識、思想卻不相同。也使我們知道人的才智高低是和他的勞動實踐及學習努力分不開的，而不是由天生的腦的結構或生而具有的無條件反射來決定的。一個動物由于建立不同的條件反射還能學到很多技能，那么人類通過第二信號系統的作用。就有更廣泛的學習和工作的能力。

腦的衛生

前面已然說過腦是由大量的神經細胞所組成，那么它的活動也就必然會消耗這些細胞的能力。而且腦細胞一旦受到損壞之后很難再生，所以我們更要注意去保護它。

許多疾病會嚴重的傷害大腦的健康，如腦外傷、腦瘤、梅毒、腦炎、腦溢血等都會使患者的腦子喪失正常的機能。對于這些疾病。我們一定要注意防范。這些疾病對腦的損害雖大，但終究是個別的情況，而且大家對它們都有很高的警惕，這里就不談了。問題倒是有一些表面看來對腦似乎是無害，而在實質上部會帶給腦不良影響的事情，例如過度的飲酒和吸煙對神經系統就有不良的作用，卻常被我們所忽略。還有更為普遍的一個問題，就是過度的疲勞也會促使腦細胞的機能減弱。皮質細胞的特性就是在刺激的影響之下，會不斷地趨向不活動的狀態， 抑制狀態。巴甫洛夫是這樣來解釋的，他說皮質細胞是生物個體的警衛點，它具有高度的反應性，所以也具有高度的機能損壞性和極迅速的疲勞性。抑制過程的發生，是為了預防這類特殊細胞繼續的過度危險的消耗。在抑制過程期間，皮質細胞不做任何工作，因此它就恢復正常。這種抑制狀態如果擴散到腦的全部，就成為睡眠。我們從事腦力勞動或是體力勞動到一定時間。就會引起大腦皮質細胞的疲勞，這種疲勞正是警告我們應該休息了。在我們有了適當休息或是睡眠之后，它又恢復原有的能力，可以照常工作。但是如果在已經疲勞之后還不休息，就有使皮質細胞遭受損傷的危險。因此我們要善于安排我們的工作、學習與休息，保證每天有充足的睡眠。這會使我們的腦保持健康，工作效率也會更高。可是也不能把睡眠看成唯一的休息的方法。因為不同的工作或學習是與皮質上不同的細胞群相聯系的。因此在某些細胞工作時間太久而趨向疲勞時，如果換一種工作、或是做短時間的游戲，能使原來巳經疲勞了的細胞得到休息和復原。我們在做完工間操之后，覺得工作效率有所增加，就是這個原因。

巴甫洛夫也告訴我們說，興奮過程和抑制過程的不斷沖突，也會促使皮質細胞的疲勞，甚至造成腦的機能性的損傷。例如我們在學習中自覺性很高，注意力集中，大腦皮質中有關細胞群的興奮作用很強，周圍區域的抑制作用也很深。精神高度集中于一件事的人往往感受不到周圍發生的其他事物，就是這個道理。在這種情況下，我們就能更好地工作和學習，而且不太容易感到疲勞。相反地，如果根本不愿意學，而又非學不可。心里想去玩，但功課又不能不做。在這種情況下就很容易疲勞。因此，有些同志思想問題較少，工作雖然忙些，但他并不覺得疲勞。而有些同志個人患得患失較多，工作雖不太忙，卻常常覺得“精神不夠”，這也就是因為他們的腦子里的皮質細胞不斷地發生興奮和抑制的充突的緣故。如果沖突是經常的、嚴重的、就會導向腦細胞的損傷。

當然，腦的健康是與整個機體相聯系的。我們一定要注意全面的發展與鍛煉。正確的思想、樂觀的情緒、健康的身體、規律的生活都會對腦有好處。即使有些青年因為過度緊張地工作和學習，破壞了大腦興奮過程和抑制過程的平衡，產生了心悸、失眠、記憶力減退等現象。這時候，只要他們了解了大腦活動的規律，懂得了腦的衛生知識，正確地劃分工作、學習時間，加強體育鍛煉，保證充分的休息，大腦的正常活動是慢慢能恢復的。相反，要是自己整天焦慮，甚至悲觀失望，這對身體沒有一點好處、只會加深這些病癥。

在資本主義社會里，要使人的腦子保持健康是很難辦到的。因為在那里勞動人民經常受著殘酷的階級壓迫，過著悲慘優慮的生活，而剝削者本身，又沉浸于荒淫無恥的腐化生活，這一切都造成人們心理的不安和矛盾，都會使腦的正常規律受到破壞。所以大量的產生精神病患者，就成為資本主義社會必然的產物了。在我們和平民主陣營的國家中，恰恰與他們相反。優越的人民民主和社會主義制度保障了勞動人民的生活，對于美好幸福的明天，充滿了信心。勞動成為英勇、豪邁的光榮專業，是每個人自覺的創造性的活動。人們愛好工作，并把全部精力放到工作中去。只要我們能肅清舊思想的殘余，能善于安排工作、學習與休息，就能使我們的腦發揮更大的積極作用。