所有细胞运转起来,使整个机体存活并保持活力。为此,它们必须协同合作,才能在我们的体内进行源源不断而且极为频繁的信息交流。神经系统和激素系统确保了体内的有机联系。神经系统包括脑和一直延伸到体表的神经所构成的神经网。最重要的细胞——神经元,接受来自外界环境的刺激,也可获得内部器官的情况。神经系统对这些信息产生反应,并将反应传递到身体相应的部位。神经系统通过冲动将反应从一个神经元传递到另一个神经元。因此神经系统有迅速而直接的联系方法,很少借助于其他媒介。
激素系统由特化的腺组成。这些腺是“无管”腺,因为它们的分泌物直接进入血液中。这些分泌物就被称为激素。每一种激素都是一种化学信使,直接与要表达信息的细胞联系。每一种激素都有其特定的靶细胞。
不能表达信息的细胞则直接让信息通过。然而,当激素接近了带有特殊分子并能辨认信息的细胞时,则附着在上边并传递信息。激素和受体很像智力拼图。当靶细胞上有对应的受体时,激素与细胞表面相称,就像是两块拼图恰好匹配。
短距离联系的专家:神经元
每一种类型的细胞都是非凡的杰作,对于我们能够生存起了重要的作用。没有皮肤、肌肉、血液或免疫系统,我们都不可能存活。而神经系统的作用尤为重要。没有了它,重要器官之间的联系就不存在。
神经元的活动,以及它们独特的组织能力使我们能够思考,能够想象,也能够意识到我们周围发生的事情。我们人类能够区别于其他生物秘密就藏在神经元内。
然而,单个神经元的结构并不特别复杂,即使是它它传递信息的方式也相对简单。用于传递信息的工具只有两种:电信号和化学信号。神经元是一个带有树突、轴突及终端分支的细胞。树突接受信息,以电信号的形式传至细胞体。神经元被激活后,将信号(冲动)送往轴突。神经元的末端终端分支,在这里信号离开神经元。只有两种信号是可能被传递的,分别是兴奋信号向神经元表示“激活并传递信息”)和抑制信号(表示保持不活动,不传递任何信息)。树突能同时接收许多信号,包括兴奋信号和抑制信号,然后在细胞体内进行“合成”。如果兴奋信号占了优势,神经元被激活并产生电信号,沿轴突向外传递直至到达其终点。
终端分支与其他细胞相联接,这些细胞常为神经细胞或肌肉细胞,或腺细胞。信息传向它们会引起肌肉收缩或使腺体分泌激素。偶尔利用一种纽扣样的结构——突触,电信号丛神经元直接传向对应细胞。这种传递方法能很快建立联系,但这种方法并不是最普遍的。在大多数神经元中,电冲动到达轴突时被其他结构转化为化学信号。这些结构被称为化学突触。如果是神经细胞,则产生电信号;如果是肌细胞,则发生收缩;如果是腺细胞,则分泌激素。已知的化学信号约有三十种,通常每种神经元都能传递一两种信号。电信号转化为化学信号需要一个高度连贯的信息系统来发挥作用。
脑
我们的脑大约含有一千亿个神经元。脑主要分成两部分:皮质(进行复杂的心理活动和大脑活动的意识部分)和皮质下几种结构。延髓是脑干的一部分,负责基础及无意识的功能,如心跳。小脑负责身体的协调性。边沿系统调节情绪。脊髓和脑都控制着反射。这些结构和大脑皮质间联系紧密,且不断地进行信息交流。大脑皮质最令人惊奇之处在于它的可塑性。
联合神经元的无数个连接并不是固定的,而在不断地变化。当我们看到一幅图画,记起某个人或者表达思想时,脑神经元的连接或突触,就发生了改变,结果,分离神经元联系起来,或者有联系的神经元联系的更加紧密,使信息传递更为简单。同时,其他的突触联系变弱,这样,原来活跃的联系渠道便不那么畅通了。
神经元之间的联系,使我们能够进行逻辑思维,这也就意味着“智慧”的产生,所以有许多的神经元不如有许多的联系更为重要。增加刺激就增加了每一个神经元上突触的数量。这表明。使人头脑敏锐的秘密就在于使大脑保持活跃的状态,尽力去理解和学习新的东西。
尽管脑终生保持其可塑性,但在发育的最初几年中它改变的能力最强,在这段时期中,神经元细胞群“决定”它们未来的任务是什么?它们是掌管语言、记忆、还是其他的功能。人们知道这样一个偶然发现:婴儿的一只眼被蒙上了绷带(如由于外伤),他可能会失去那只眼睛的视力。这是因为传递视像到皮质的神经元,在几个星期内没有接到任何刺激,结果就放弃了那只被蒙上的眼睛,那部分神经元会特化成另一种功能来取代视力。一旦这些细胞选择了另一条路,它们就再也不可能恢复原来的功能了。也就是说,尽管这只眼睛的各个部分的功能完好,但它也始终看不到什么了。这有点像一个好灯泡因为没有和房子的电源系统连接起来,它就永远不会亮。
与躯干和四肢的联系
脑和手臂、腿及各器官之间并不直接交流信息。脑接受或传递信息首先要经过脊髓中的神经元。脊髓和脑组成中枢神经系统。从脊柱内的脊髓分支出去的神经组成周围神经系统。它们将来自中枢神经系统的神经刺激传送到周围的器官,反过来,周围器官的神经刺激也可传至中枢神经系统。周围神经系统分为体神经和自主神经(植物性神经),前者将来自感觉器官信息输送到中枢神经系统并调节随意运动;后者调节那些不受意识控制的身体机能。组成周围神经系统的神经元细胞位于脊髓内,或在相邻的“神经节”内。很多轴突集合在一起,外包一层七个厥作用的髓鞘,形成了白色的“索带”这就是我们所说的神经。
神经系统中有两种神经元:感觉神经元和运动神经元。组成感觉神经的轴突传递周围神经从外部感受器收集的冲动。运动神经元从相反的方向传递冲动,也就是说从中枢神经系统传至肌肉和腺。
并非所有的活动都是由脑决定的,人体也有不受意识控制的反应,称为反射。反射通常都是一些非常迅速的活动。比如,当你接触到了一个滚烫的物体表面时,痛觉冲动就会通过感觉神经元或神经纤维传送至脊髓,运动神经元或神经纤维的刺激又立即从脊髓传出,确保手指的肌肉回缩。以这种形式,人能很快从危险处离开,省去了脑意识到所发生的事情再发出信号将手移开的时间,哪怕这段时间极其短暂。实际上,当我们意识到已发生的事情时,将手缩回的动作已经完成了,在这之后我们才会感到疼痛。
与外界的联系
脑在不停地分析着来自外界的信息。但脑与信息并不直接接触,而是由五种感觉收集我们周围所有信息,以冲动的形式通过感觉神经传送到脑。在此信息的基础上,脑构筑了其所处环境的一幅图像。图像非常精确,使人能居于此环境中。
因此,只有当我们能看,能听,能触摸,能闻气味,或能品尝味道的时候,一件物件或一个现象对于我们来说才是真实的。或更精确地说,只有当我们的感觉能获得关于一件物体或一个现象存在的信号时它才是真实的。因此到达脑的信号是经过选择的来自外界的信息,这些信息增大了我们生存的可能性。我们不能像蝙蝠那样“听到”超声波,完全是因为多年以前,我们人类的脑没有接收到这类信息的基本需要。
这就好比包围着我们的环境是一座有许多房间的大厦,但我们只有进入其中五个房间的钥匙,因为那五个房间是我们认为舒适的地方。
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