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  • 1 # 時空通訊

    人的大腦沒有能量就死翹翹。

    人的大腦比電腦不知道要複雜多少倍,因此消耗的能量也大,人每天汲取的食物轉化為能量,每口呼吸得到的氧同樣也轉化為能量,這些能量的25%供應給腦了。

    所以一些程式設計師一動不動,每天只在用腦子,但吃起來也不比運動員少。

    因為運動員只是運動四肢,而程式設計師必須開動腦筋馬達,消耗能量有得一拼。

    某種意義上說,人腦和電腦一樣,也是需要通電才能夠工作的。

    人的能量也會轉變為電能,神經的傳遞的訊號主要就是電訊號。

    這裡要說明一下,世界上一切物質,除了引力作用,宏觀力主要就是電磁作用力。

    要知道所有的物質都是由原子組成,而原子是原子核和電子組成。

    電力就是一個閉環的導線透過切割磁力線發生的磁通量變化而產生的,電勢差導致電場產生,而電場驅動自由電子做定向移動,就產生了電流。

    一切生物都是由原子組成的,人體同樣是由原子組成的。因此,透過電訊號來使機體保持執行狀態,並且新陳代謝,是生物的基本功能。

    不過生物電不像常規電力能那樣傳輸,而是有特別的執行機理。

    人體由約60萬億個細胞組成,每個活細胞都存在細胞膜電位。細胞在膜電位的作用下,使周圍鈉、鉀、氯離子形成梯度排列,透過離子交換進行代謝活動。

    透過細胞的代謝活動,我們可以得知活動電位所依靠最重要部分就是各種礦物質離子。因此如果人體缺乏某些礦物質,體內電位就不能平衡,就會生病。

    比如缺鉀或缺鈉,多鉀或多納,都會導致機體平衡失調,造成病症甚至生命危險。

    而人腦是人體最重要的器官,也是最複雜的器官。

    人類之所以進化出智慧,成為地球的主宰者,最主要的就是大腦進化發達的結果。

    人腦與其他動物大腦從重量、結構、功能都有較大差異,特別是結構和功能的複雜程度是任何其他動物都無法比擬的。

    大腦是人的意識、思維、記憶的總機關,是感知感覺、反應行為的收集、決策和指揮中心,一旦腦子壞了,這個人也就完了。

    大腦複雜的結構和功能說起來佔用篇幅很大,這裡就不囉嗦了。

    這裡只說說大腦神經元。

    大腦的整個活動,都是依靠大腦神經元輸送養分、新陳代謝、傳導資訊,據估計,人類中樞神經系統中有約1000億個神經元,僅大腦皮層就有約140億個。

    這些神經元是特異化的,具有放電功能的細胞型別,神經元之間由突觸相互連線。神經訊號在神經元內透過動作電位的方式進行電傳導,而在神經元之間則透過傳遞化學遞質在突觸間傳導。

    大腦就是從對外界的感知感覺中獲得刺激資訊,經過處理,在分門別類的進行處理,或儲存,或記憶,或反饋,並指揮軀體應對各種感知感覺和刺激。

    要維持大腦高效執行,是需要能量的。

    當人們用大腦思考時,數百萬的神經細胞就會忙忙碌碌緊張的進行資訊傳遞,有人用“燒腦”來形容緊張的思考一點也不誇張,而且恰如其分。

    “燒腦”消耗的能量很大,大腦重量只佔人體體重的2%,但每天流經大腦的血液達到2000毫升,是全身血液流量的15%;消耗的能量達到全身總血糖的20%,肝臟血糖的75%;耗氧量佔全身的25%。

    據測算,大腦用電量相當一個25瓦的白熾燈電燈泡。

  • 2 # 鍾銘聊科學

    工業革命

    如果我們仔細檢視一下人口數的變化,就會發現人口數在18世紀開始發生了指數級增長,這其實是因為第一次工業革命導致的;緊接著我們還會發現19世紀,再一次發生人口指數級的增長,而且比之前更加劇烈,這一次其實是第二次工業革命導致的。

    第一次工業革命其實得利於牛頓力學和熱力學的發展。而第二次工業革命則是得利於電磁學的發展。如今家家戶戶都在使用電,而且往往越發達的地方,如果我們從天上往下看,就越會發現夜晚是燈火通明的。這是因為從第二次工業革命開始,人類進入了電氣時代,開始使用了電腦。

    人類用電似乎是19世紀以後的事情,但實際上並非如此。人類其實自身就是一個帶電體,只是這個電很微弱而已,而且人類的大腦就是依靠電力驅動的,也就是說,自從有人類出現,人類就開始使用電,只是我們自己不知道而已。

    那具體是咋回事呢?我們今天就聊一聊這個問題。

    人類的大腦

    按照目前主流的科學理論,我們知道萬物都是演化而來的,這也就是進化論的觀點。演化其實是一個很慢的過程,都是以幾十萬,甚至是幾百萬年為單位在變化。如今我們知道,人類是由古猿演化而來的,但是在演化的過程中,我們很難去定義什麼時候是古猿,什麼時候是人類。

    為了研究方便,科學家把腦容量達到600ml~650ml作為一個判斷是否是人類的標準,除了這個標準之外,還有直立行走。

    而如今現代人類其實屬於智人,我們的腦容量大概在1400ml左右。也就是說,人類其實一直在朝著腦容量越來越大演化。當然,這裡要補充一點,生物並沒有能力自己選擇演化的方向,而是腦容量大的被自然選擇篩選出來了而已。那為什麼大腦會如此重要呢?

    大腦如何工作的?

    實際上,我們每天能夠完成所有的工作,或者最基本的吃喝拉撒都需要依靠大腦來作為神經中樞發號指令。那大腦是如何完成工作的呢?

    這裡就不得不提到神經元。神經元是大腦的一個基本單位。人類的大腦當中大概有860億個神經元,這麼多的神經元構成了一個神經網路,我們的動作、反應都是依靠著神經元來傳遞資訊。

    那神經元是如何傳遞資訊的呢?我們下來看一下一個神經元是什麼樣的。

    從這張圖我們可以看到,神經元其實有兩個部分構成,一個是細胞體,一個是細胞突起。而細胞突起又是由三部分構成的,分別是樹突、軸突和髓鞘。

    那資訊是如何在實現傳遞的呢?

    首先在一個神經元上面,訊號的傳遞是透過電訊號來傳遞,這個過程有電荷的轉移。所以,神經纖維上的資訊傳遞其實是依靠電位差的,會有區域性電流

    而神經元和神經元之間的傳遞這是透過神經遞質。在軸突末梢上的一些小分支,而被為突觸小體。這個突出小體可以和其他神經元的細胞體相接觸。

    當神經纖維上的電訊號傳遞過來時,需要將這個電訊號傳遞給下一個神經元,這時候突觸小體就會釋放出神經遞質,把這個神經遞質傳遞到另一個神經元的細胞體上,這個時候另一個神經元得到神經遞質之後,又會轉化成電訊號,在神經纖維上傳遞。

    透過這樣就可以構成一個基本的控制單位,我們的一些列動作和反應其實都是依靠神經元的資訊傳遞來實現的。

    大腦很節能

    曾經有一部科幻電影叫做駭客帝國。在這個電影當中就有一個設定,當時人工智慧戰勝了人類,但是人工智慧需要用到電,於是就養了一群人,利用人體的生物電來給他們供電。但實際上這樣的供電方式是相當低效的,這是因為人體真的是一個低能耗的存在。

    人類的大腦佔據人體重量的2%,但卻消耗了人體總能量消耗的20%。如果計算下來,我們就會發現,一天耗能大概在1,600,000多焦耳,換算成功率就是20瓦左右。

    而同樣是處理資訊的電腦,CPU類似於人體大腦的功能,僅僅是CPU這個中央處理器,功率就不低,往低了算大概至少也要100瓦左右,一天耗能在8,000,000多焦耳,耗能至少是大腦的5倍以上。

    所以,相比CPU,人類的大腦是相當節省能耗的。

  • 3 # 科學觀世界

    實際上人體大腦的工作同樣需要電流的作用,這個電流依靠的是人體內的離子進行導電。

    大腦是人體的控制中心,基本上我們所有的行為都要受到我們大腦的控制,而這個控制資訊的傳遞,依靠的就是神經細胞的導電作用。

    人體依靠神經電流進行正常生理活動的例子

    例如,當有一隻兇猛的老虎出現在我們面前,我們先是從視覺上看見它,我們的大腦便知道了到了老虎的存在。在這個過程中,我們眼睛所看見的老虎就是透過視覺神經傳遞給我們的大腦,而這個資訊的載體就是神經電流。

    當大腦知道了我們的面前有一隻老虎時,我們就會變得很緊張,實際上這也是大腦控制我們的行為,首先大腦接收到老虎存在的資訊,於是又會透過電流來刺激我們的腎上腺分泌腎上腺素,腎上腺素可以導致我們心率加快,肌肉收縮,造成恐懼的反應。

    這樣一個簡單的例子我們就知道了,我們大腦的工作同樣離不開電流。

    我們知道了人體電流對大腦的重要性,那麼我們再來了解一下這個電流是如何傳遞的。

    神經電流的傳遞原理

    神經電流的傳遞並不像電腦工作時電子的流動那麼簡單,這其中包含了很多生理過程。電流在神經元中傳遞並不是依靠電子的流動,而是依靠離子的轉移,並且主要是依靠鉀離子K+和鈉離子Na+。

    上圖就是神經元細胞的結構,電流就是透過無數個這樣的細胞進行傳遞。在正常沒有受到刺激的神經細胞中,細胞膜外正離子較多,細胞膜內負離子較多。細胞膜上的不同的蛋白質會負責不同離子的運輸,控制每種離子的流入與流出。

    當神經受到刺激時,細胞膜上的通道蛋白會迅速做出響應,讓Na+快速透過通道蛋白,從而透過細胞膜進入細胞內,於是改變了細胞膜內外電荷的分佈,導致與相鄰的細胞膜產生電位差,這個電位差會繼續刺激相鄰的細胞膜中的通道蛋白做出反應,於是這個電流就一直傳遞下去。

    而當一個神經元傳遞到了末梢,於是它會釋放出神經遞質刺激下一個神經元做出反應,整個過程雖然複雜,但是非常迅速。

    透過上面的介紹,我們就知道了,大腦的工作時時刻刻都離不開電的作用。不僅僅是大腦,我們整個人體都傳輸著各種生物電,例如醫院的心電圖也是依靠人體內電流的變化來反映出病人的身體狀況。電流在人體中無處不在。

    總結:透過上面的介紹,我們知道了人體的生理活動離不開電流,大腦的運作更需要電流作用。

  • 4 # 啤酒哥資料show

    人類大腦工作是需要消耗能量的,據科學研究人腦的重量雖然只佔人體重量的2%左右,但是大腦消耗的能量卻佔全身消耗能量的20%。

    目前的大腦的工作原理還沒有定論,因為大腦的複雜程度遠比想象中複雜(這裡有個細思極恐的畫面,我們的大腦想象大腦是怎麼工作的,相當於大腦研究大腦自己),所以大腦的研究目前還在研究階段。

    右腦半球控制左半身的活動,左腦半球則控制右半身的活動,因此,如果右腦半球受損,左半身便無法正常的活動。 左右大腦半球有各自的稱為側腦室的腔隙。側腦室與間腦的第三腦室,以及小腦和延腦及腦橋之間的第四腦室之間有孔道連通。腦室中的脈絡叢產生腦的液體稱為腦脊液。腦脊液在各腦室與蛛網膜下腔之間迴圈,如果腦室的通道阻塞,腦室中的腦脊液積多,將形成腦積水。

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