人脑是怎样运作的？
美国精神病研究所的精神科医生富勒·托里说：“人体各器官中，脑的功能和运作是最不容易研究、掌握的。这个小东西就在我们的头壳里，搁在我们的脖子上，然而研究起来却这么困难。”
话虽如此，对于人脑怎样处理各种感官提供的信息，科学家说他们已具有相当的认识。举个例，请考虑一下人脑怎样处理视像资料，使视觉感官发挥作用。
脑子的眼睛
光线进入眼睛后，会落在位于眼球后方的视网膜上面。视网膜由三层细胞组成。第三层，也就是光线落在的一层，含视杆细胞和视锥细胞；视杆细胞对光度敏感，视锥细胞则对波长不同的红、绿、蓝三种颜色的光产生反应。射进眼睛的光线令视杆细胞和视锥细胞内的色素变白，从而向第二层发信息，第二层细胞接着又将信息传给最外的一层，而最外一层细胞的轴索就共同构成视神经。
视神经内数百万个传递信息的神经元，在脑部一个称为视交叉的交会点相遇，然后再“兵分两路”。传送来自两眼视网膜左边信息的神经元在这儿会合后，就循平行的路径前进，把信息传到左脑去。同样，来自两眼视网膜右边的信息也在视交叉会合，再给传到右脑去。当神经冲动抵达位于丘脑的转发站时，另一批神经元就会接力，把信息传送到脑后方称为视皮层的区域去了。
视像资料的不同方面会沿着平行的路径前进。研究员发现，主要的视皮层连同附近一个区域好像邮政局处理邮件一般，把神经元传来的各种信息分门别类、安排适当的前进路线，并一一加以整合。此外，有个区域负责辨识活动和轮廓，像物体的边缘等。另一个区域辨认形态和色彩，还有个区域不断把接收到的视像信息更新，好察出眼前事物的一举一动。近年的研究显示，脑部有多达30个不同的区域处理眼睛收集的视像资料！可是，这些区域到底怎样合力产生视像呢？不错，人脑是怎样“看见”东西的呢？
视觉的产生
眼睛替脑子搜集周边资讯，不过，大脑皮层显然才是真正处理脑子所接收信息的“功臣”。照相机拍出来的照片总会显示摄进镜头内整个景象的种种细节。可是，人观看同一的景象时，就只会看见自己专注留意的部分。脑子怎晓得这样“看”，这至今还是个谜。有些研究员认为，这是在所谓的会聚带里，视像资料逐步整合起来的结果；这种功能有助于人把已知的和眼前的事物作比较。另一些人则声称，人有时无法清楚看见想看的东西，就是因为控制视野的神经元还没有“燃点”起来。
不过，叫科学家最伤脑筋的，可不是解释视觉如何产生，而是要决定“意识”和“思维”到底是怎么一回事。像核磁共振成像和光子发射体层照相术一类的扫描技术，使科学家得以进一步探索人脑。另外，借着观察人思想时血液流经的脑部各个部位，科学家也能够相当肯定地说，大脑皮层看来有些不同区域，是分别职掌聆听、阅读和说话的。可是，正如一个作家说：“思维和意识的现象……比任何人猜想的都要复杂得多”。不错，人脑有不少奥妙之处依然有待钻研、考究。
人脑只是一台神奇电脑？
将人脑比作别的东西，也许可以使人更了解自己复杂无比的脑子。在18世纪中期，即工业革命之初，人们喜欢把人脑比喻机器。后来，电话交换台成了科技进步的象征，人们就把人脑打比为一个有接线员操作的繁忙电话交换台。到了今天，人们都用电脑处理繁复的事务，于是人脑又给比作电脑。但是，这个比方是否恰当，足以解释人脑的运作呢？
人脑和电脑之间存有好些显著的差异。人脑基本上是个化学系统，不像电脑靠电力发动。脑部每个细胞内有无数的化学反应进行，跟电脑的运作迥然有别。此外，正如苏珊·格林菲尔德博士评论，“人脑无须人为之编写程式：人脑既是个自发性的器官，又独具创意”，但人却要为电脑编写和输入程式，电脑才能运作。
另外，神经元互相沟通的方式也显得相当复杂。不少神经元对1000个或更多个经突触输入的信息作出反应。考虑一下一个神经生物学家所作的研究，你就明白以上的话是什么意思了。这个神经生物学家研究脑部下方，也就是鼻子上方后端的部位，好找出人怎样辨别气味。他说：“跟证明几何定理或理解贝多芬的弦乐四重奏曲相比，辨别气味简直易如反掌。可是，实际的过程却涉及大约六百万个神经元，而个别的神经元又能跟其他神经元互通信息，信息的数目可高达一万个之多。”
然而，人脑还不只是布满了一堆堆的神经元而已。每个神经元都有些胶质细胞。胶质细胞不但使脑部组织结构紧密，还充当绝缘物质，令神经元能够抵御感染，并且紧密地连结起来，在血和脑之间形成一道保护屏障。研究员相信，胶质细胞也许还有些他们没发现的功用。难怪《经济学家》周刊在结语中说：“人造电脑只是个以数字形式处理资讯的电子产品，用它来跟人脑相比，不但显得相形见绌，而且有误导大众之嫌。”
人脑神妙莫测的地方还多着呢！接着，我们会讨论人脑另一个引人入胜的方面。
脑子与记忆
理查德·汤普森教授说：“［记忆］也许是自然界当中最异乎寻常的一种现象。”记忆牵涉到脑部几种不同的功能。研究脑部的人一般把记忆分为两类——陈述性记忆和程序性记忆。陈述性记忆跟储存事实有关，而程序性记忆则涉及技能和习惯。另外，一本叫做《人脑——神经学入门》的书，也按照各种记忆在脑海中停留的时间，把记忆分为四类。这四类记忆分别是（1）极短暂记忆：维持约十分之一秒；（2）短暂记忆：持续数秒的记忆；（3）近期记忆：对近日经历事件内容的记忆和（4）长期记忆：经口头反复记诵的资料和练习而得的运动技巧的记忆。
长期记忆的形成，也许跟它始于脑部前方的活动有关。信息一经选择归入长期记忆一类，就会转化为电冲动，传送到脑部称为海马的部位去。在这儿，神经元会经历一个称为加强记忆的过程，使其传递信息的能力得以提高。——请参看附栏“传递信息的过程”。
不过，对于记忆的形成，一些研究员却有另一番解释。他们认为，脑电波在记忆过程中起着十分重要的作用。他们声称脑部电气活动的规律摆动，就像有节奏地击鼓一样，使记忆连接起来，同时还控制着个别的脑细胞被激活的时刻。
研究员认为，人脑将记忆分散存放在不同的区域里，而不同的概念都跟专司有关方面的脑区连系起来。因此，脑部有些区域显然是专司记忆的。在脑干附近，有团大小像杏仁一般的神经细胞称为扁桃体，专门处理跟恐惧有关的记忆。另一个呈灰色叫做基底神经节的区域，以记忆习惯和下意识的运动技巧为主。小脑位于大脑后方的底部，掌管经学习和随锻炼而变得纯熟的技巧和身体的反射作用。一般研究者相信，小脑是储存像骑自行车一类所需保持身体平衡技巧的地方。
以上只是简略地谈谈脑子的运作方式罢了，还没深入地谈到脑子其他奇妙的功能呢！脑子使人有时间观念、能够学习语言和做出各种各样灵巧的动作。此外，脑子也调节人体的神经系统、调控各个重要器官，以及使人能忍受痛楚。不但这样，科学家最近还发现，脑子里有些化学物质跟免疫系统有连系，使两者可以沟通。神经系统科学家戴维·费尔滕说：“人脑这么精密复杂，令人不禁怀疑到底有没有这么一天，人能够完全明白人脑是怎样运作的。”
不管还有多少跟人脑有关的问题有待考究，这个精妙绝伦的器官使人一生下来就具有思考、沉思和回忆以往所学的能力。那末，我们该怎样做，才算是善用这个宝贵的器官呢？看看这系列最后一篇文章就自有分晓了。
［第8页的附栏或图片］
传递信息的过程
神经元一经激活产生神经冲动之后，神经冲动就立时沿着神经元的轴索前进。轴索末端内有若干个小球（突触小泡），而每个小球都含有成千上万个神经递质分子。神经冲动一旦到达突触，突触小泡就把这些分子释放出来，跟轴索末端的表面融合，使神经递质得以越过突触继续前进。
像锁与钥匙互相配合一样，不同的神经递质会打开或关闭另一个神经元接收信息的渠道。于是，带电荷的粒子流向接收信息的神经元，促成化学改变：不是产生电冲动，就是抑制进一步的电气活动。
当神经元不断受刺激，释出更多横越突触的神经递质时，称为加强记忆的现象就发生了。有些研究员相信，这个过程使神经元靠得更拢。有些则声称，有证据显示接收信息的神经元对传递信息的神经元有回馈，从而促使进一步的化学改变，产生更多蛋白质充当神经递质，因而巩固了神经元之间的连系。
脑子不停地改变联系，而且极富弹性，令人不禁想起以下这句谚语：“业精于勤，荒于嬉。”因此，如果你想对某件事情有鲜明的记忆，就要不时加以回顾了。
轴索
从神经元延伸出来的纤维组织，神经信息经此传递
树状突
从神经元延伸出来，短小、呈分叉状的纤维组织
轴突
突出神经元以外触须般的组织，主要分为轴索和树状突两种
神经元
神经细胞。人脑约含有一百亿到一千亿个神经元，而“每个神经元都可以跟成千上万个其他神经元连系起来”
神经递质
横越发信息和接收信息的神经元之间称为突触的空隙，传递神经信息的化学物质
突触
介乎发信息和接收信息的神经或神经元之间的空隙。
［鸣谢］
以上资料取材自《阐释人脑》，苏珊·格林菲尔德教授著，1996年出版。
CNRI/Science Photo Library/PR
［第9页的附栏或图片］
人类得天独厚的能力
人类能有出色的沟通技巧，全赖脑内一些称为语言中枢的区域。人想说的话，看来是由左脑半球叫做沃尔尼克区（1）的部分组织而成，而这个区域又跟负责应用语法规则的布洛卡氏区（2）互有沟通。神经冲动一经产生，就会传到附近控制面部肌肉的运动区，把思想化作适当的话。此外，这两个区域跟视觉系统相连，使人能够阅读；跟听觉系统也有连系，使人能听见和理解别人说话的内容，并进一步作出回应。不可不提的是，它们也连接着人的记忆储存库，使人可以把有价值的思想保存下来。一份叫做《深入人脑》的小册子评论说：“人跟其他生物的主要分别是，人不但能够掌握物质世界里各种各样数目惊人的技能、事实和规则，还能认识和了解他人，明白人们行事为人背后的动机原因。”
［第7页的图片］
人脑有不同区域，专门处理色彩、形态、边缘、形状，以及察出眼前物体的一举一动
［鸣谢］
Parks Canada/ J. N. Flynn