第155章 大脑的 “精打细算” 与信息传递奥秘(1/1)

首发：~第155章 大脑的 “精打细算” 与信息传递奥秘

在全球科研多元化发展的浪潮里，华夏在偏向技术、工程和应用的学科领域一路高歌猛进，取得了令人瞩目的成绩。

然而，基础学科的探索却如同逆水行舟，相对薄弱。

但千万别小瞧了基础学科，像脑神经工作机理这类研究，那可是理解求生意识等生命现象的关键密码，正悄然成为科学界聚焦的热点。

这不，关于脑神经工作机理与最小自由能、意识产生诱因的研究，已在世界范围内如火如荼地展开。

夜幕笼罩着城市，灯光透过斑驳的树叶，洒在骁睿的窗前。骁睿坐在堆满书籍的书桌前，手中的笔无意识地转动着，对着电话那头的洛尘急切地问道：

“洛尘，你说这基础学科的研究，和咱们现在探讨的求生意识，会不会有着千丝万缕的联系呢？就拿脑神经工作机理来说，要是研究透彻了，说不定能让我们从根源上重新认识生物的求生意识。”

此时的骁睿，眼神中满是对未知答案的渴望，脑海里不断翻腾着各种关于生命与意识的疑问。

洛尘在电话那头的书房中，手指轻轻敲击着桌面，沉思片刻后回应道：“骁睿，你这想法可太有前瞻性了。

从当下的研究趋势来看，脑神经工作机理和求生意识联系紧密。

想象一下，大脑就像一座超级智能城市，里面住着数十亿个‘居民’—— 神经元。

这些‘居民’通过像道路一样的突触连接在一起，形成了一张极为复杂的网络。

从专业角度讲，神经元通过突触连接形成的复杂网络即神经网络，其高效信息处理机制是大脑功能实现的基础。”

骁睿忍不住惊叹：“哇，原来大脑的结构这么奇妙！那这些神经元具体是怎么传递信息的呢？”

洛尘接着说：“当生物感知到危险，就好比城市收到了紧急警报，这个警报（外界刺激）通过特定的‘道路’，被快速传递到城市的各个‘部门’（大脑区域）。

我们要是能搞清楚警报在传递过程中，各个‘部门’是如何被激活、又怎样协同工作，促使生物做出逃跑、防御等求生行为，那就能弄明白求生意识在大脑中是如何被激发和调控的了。

先给你讲讲这脑神经工作机理。

大脑里数量庞大的数十亿个神经元，通过突触实现电信号与化学信号的级联传递，就如同城市里的快递网络，神经元是各个快递站点，突触则是连接站点的运输路线，外界刺激就像寄件需求，信息通过这条‘快递路线’在大脑这个‘大仓库’里层层传递和处理。”

骁睿追问道：“那这个传递过程具体是怎样的呢？听起来好复杂。”

洛尘耐心解释：“一旦外界刺激传入大脑，信息便沿着这一通路层层推进。

比如说，当眼睛看到危险场景，眼睛里的光感受器就像仓库的收货员，把光信号转化为神经冲动，然后通过视神经这条‘快递专线’，传递到大脑的视觉中枢这个‘信息处理中心’。”

骁睿突然坐直身子，眼睛一亮，好奇地插了一句：“等等，洛尘，那视觉中枢具体怎么处理这些神经冲动呀？是像电脑处理数据一样有固定的流程，还是更复杂些？”

洛尘清了清嗓子，继续说：“在视觉中枢里，神经元依据复杂的神经编码规则对信息进行分析与处理，可不是像电脑那样简单的 0 和 1 的运算。

每个神经元就像一个智能处理器，它们根据自身的特性和连接关系，对传入的神经冲动进行筛选、整合。

而且大脑不同区域分工明确，额叶（主要负责高级认知功能，如决策、情感调控等）像城市的决策中心，颞叶（主管听觉、记忆等）则如同城市的信息储存库。

这些脑区通过神经纤维束相互连接，协同完成各种生理和心理活动，这就是脑神经工作机理的大致情况。”

骁睿眉头紧皱，脸上写满了困惑，连忙追问：“哇，太复杂了！那这和最小自由能又有啥关系呢？洛尘，你再讲讲最小自由能是个啥概念。我怎么也想不明白这两者之间的关联。”

洛尘耐心解释道：“最小自由能原理在生物学领域那可是意义重大。

从物理层面来讲，自由能是系统可对外做功的能量。在生物体内，细胞和组织的各类活动都需要消耗能量，而大脑就像一个特别耗电的‘超级工厂’，遵循最小自由能原则。”

骁睿惊讶地提高了音量：“大脑居然这么耗能，那它是怎么遵循最小自由能原则的呢？难不成大脑也懂得‘节约用电’？”

洛尘笑着说：“简单来讲，大脑就像一个精打细算的管家，在处理信息、维持神经活动时，会像管理家庭开支一样，尽可能高效地利用能量，减少不必要的浪费，保证整个身体‘家庭’的能量平衡。

比如说，神经元在传递信号时，细胞膜上的离子通道就像管家手里精准的水龙头，会依据电化学梯度精准控制离子进出，以最小的能量代价完成信号传递。”

骁睿疑惑地问：“电化学梯度是什么，它怎么影响离子通道控制离子进出的呢？这听起来太专业了，我感觉自己的脑袋都快跟不上了。”

洛尘详细解释：“从专业视角而言，电化学梯度是指离子在细胞膜两侧的浓度差以及电位差的总和。

离子通道会根据这个综合的电化学梯度，精准地决定哪些离子该进入或离开神经元。这种基于电化学梯度的离子通道调控机制，是维持神经元电生理特性稳定以及神经信号精确传递的关键所在。

就像有研究表明，在大脑进行复杂认知任务时，相较于耗能较高的随机神经活动模式，遵循最小自由能原则的有序神经活动模式能使大脑能耗降低约 30 - 40，同时保证信息处理的高效性 。

你想想，这是不是很神奇？大脑在悄无声息中就完成了这么精密的能量管理。”