简明细胞生物学结课论文

《简明细胞生物学》论文

——电影《超体》能否实现在我们细胞中

前一段时间，电影《超体》让我们狠狠过了一把视觉瘾，片中超乎想象的剧情和电脑特效引来一片赞叹之声。影片讲述女星斯嘉丽·约翰逊扮演的LUCY身处异国，莫名遭受毒贩的绑架。在不慎服用了一种莫名的药物之后，大脑迅速被开发，展现了截然不同的能力，最终大脑被开发到100%。看着女主角的能力越来越逆天，最后几乎到了无所不能的地步，观众们忍不住开始想象，人类或许也可以做到像LUCY这样强大，只要提升大脑使用率就好了。 真的是这样么？

《超体》世界人类脑细胞能力只开发了10%，开发到20%-30%时女主角开始拥有超能力 电影《超体》对于大脑开发率的解释是这样的，人类现有的能力，全部取决于脑细胞。人类的脑细胞能力只开发了10%，比人类开发得更多的是海豚，海豚开发了20%，所以海豚拥有了回声定位这样高级的生物系统。大脑的开发率越高，人类的各种能力就越强。电影中LUCY的大脑开发至20%~30%时拥有了超人的感官、理解能力和体能。开发率到40%左右，开始拥有控制物体、电流乃至他人的能力，之后随着大脑开发率上升至100%时，一般意义上的存在和消亡已经无法定义LUCY了，她已超脱了肉体和常识的界限，理解了宇宙的奥秘。 如果电影中的大脑开发率理论成立，那么现实中只要我们能够研究出激发从10%到100%这个过程的药物或者技术，我们便都可以成为LUCY，成为超人。

电影《超体》向我们传递了一个观念，我们的大脑只利用了一部分的容量，开发大脑潜能将有可能带来认知能力的提高。但是科学家们如今发现这个假设是错误的，我们的大脑时刻都在运转，要提高认知能力也并不是要提高大脑集中能力，而是要分散我们的注意力。

现实世界中，“大脑开发率”之说不靠谱，我们的大脑一直都处于100%运作的状态

“„„很早以前就有猜测说：无论在何时，人类都只利用了一小部分的脑容量。几个世纪以来，思辨科学都在假设，如果人类真的能够进化到超过了这个大脑用量的极限，那么人类将会变成什么样如果大脑中的每个区域都同时激活，那么我们的意识将会发生什么变化，我们将会拥有什么新能力如果人脑中860亿个密集的神经元瞬间放电，那么这个人有没有可能成为超人”

我们的大脑拥有大量储备灰质，等着被召唤为我们服务，这个想法无疑很诱人，但是现在没有支持这个观念的科学依据。吕克贝松将整个故事基于这个谜团的奇怪之处就在于，根据制作笔记来看，他致力于使故事情节在科学上合情合理：

“尽管吕克贝松相信，扩展人类大脑容量这个想法为大量动作惊悚片提供了素材，他仍格外专注于让电影《超体》接近于科学事实，至少在某种程度上是这样。”

很明显，他错过或者忽视了许多科学家肯定已经明确告诉过他的，我们只利用了大脑的一小部分（流传的往往是10%）这个想法是错误的。正如来自温哥华西蒙弗雷泽大学（Simon Fraser University）大脑行为实验室（Brain Behavior Laboratory）的巴里L贝耶斯特恩（Barry L.

Beyerstein）在一篇科美文章中解释的那样：

“„„就像我们所有其他器官一样，大脑是由自然选择而成形的。大脑组织无论是生长还是运转都是很耗能的，这使人们很难相信，进化居然会愿意浪费如此多的资源去建立并维持这样一个大规模的器官却还不充分使用它。此外，大量的临床神经病学证据使这个想法更受怀疑。在遇到意外或身患疾病时，即使失去的远远不到大脑的90%，也会有毁灭性的后果。更有甚者，对于头部创伤的影响的观察揭示，没有任何大脑区域能够在中风、头部创伤或其他方式的损伤后不给患者留下一些功能障碍。同样地，在神经手术中对大脑里某些点的电刺激至今仍未能发现一些本身功能静止的区域，在用电流刺激后不引发认知、情感和运动„„”

“大脑开发率”理论的源头并不确定，不过早在1908年，当时美国的心理学家威廉·詹姆斯就在自己的书《人的能量》中写道：“我们现在仅仅只运用了智力和身体的一小部分。”在威廉·詹姆斯之后的1980年，《科学》杂志刊登了一篇关于英国内科医生劳勃的文章，劳勃发现脑容量因脑水肿而大大减小的年轻病人，却可能有正常甚至超常的智力，在这之后，大脑开发率这个说法便开始流行，甚至还有人认为，爱因斯坦这么聪明伟大的原因，就是因为他的大脑开发率超过了常人。

尽管大脑开发率的说法由来已久，但现在科学界已经进行了辟谣，其实我们的大脑一直都处于100%运作的状态。约翰斯·霍普金斯大学医学院的神经病学家巴里·戈登曾表示：“事实是，我们几乎利用了大脑的每一个部分，而且（大部分）大脑几乎一直都是活跃的。”戈登为此还打了一个比方：“这么说吧，大脑只占到了体重的3%，却利用了机体20%的能量。” 看过脑部扫描或者对大脑有一定了解的人应该明白，大脑的各个部位均有不同的分工，温哥华西蒙弗雷泽大学大脑行为实验室的巴里·L·贝耶斯特恩在一篇文章中说过，“在遇到意外或身患疾病时，即使失去的远远不到大脑的90%，也会有毁灭性的后果。更有甚者，对于头部创伤影响的观察揭示，没有任何大脑区域能够在中风、头部创伤或其他方式的损伤后不给患者留下一些功能障碍„„”

成人大脑开发是个伪命题，所谓的开发是训练大脑56个功能区

很遗憾，大脑开发率是一个不科学的理论，但这并不代表人类就无法对自己的大脑做些什么，我们依然有办法在一定程度上加强自己的大脑。

如同锻炼自己的肌肉一般，大脑也是可以进行锻炼的，这样做的目的当然不是去提高大脑的开发率，我们真正需要开发的，其实是每个人大脑的潜力。

现实中，我们有一套锻炼大脑，提升大脑潜力的办法，但是未来我们会不会真的有电影里那样类似强化大脑的技术呢？

药物关于提高认知能力的药物，我们只能得到一些，譬如利他林（Ritalin）和莫达非尼（Provigil），这些和电影中女主角接触到的化学药物完全不同。这些药物的作用不是刺激全部的大脑神经元使人们感受到周围环境的一切，而是帮助人们“调整归零”。研究结果好坏参拜，正如脑学博士加里斯蒂克斯（Gary Stix）观察到的：

“如今，大多数认知增强剂会提高我们的专注能力，但大部分的好处都在有注意力缺陷的个体上显现。它们能够使有注意力不集中症（ADHD）的孩子学会乘法表，但是对于那些注意力在平均水平及以上的人，这些药物有时候会带来戏剧性的负面作用。

你吃这些药可能是打算临时抱佛脚式地准备中文水平测试（Chinese Proficiency Test），但你的注意力非常有可能开小差到最平凡的琐事中去，比如放下教科书去喝杯水，花接下来两天的时间来换厨房水槽漏水的水管等等。你很可能将的关注焦点放在眼前的任何事情上，得靠一个能说会道的朋友才可以帮助你离开。

大脑改造

虽然大脑改造现在依然处在只能想想的阶段，但是科学家们已经在探索利用神经生物学带来的技术对大脑神经元的改造的可能，由此来强化大脑的神经，在大脑中添加原本不具备的功能（如记忆能力和感知能力）扩展人类的心智。

大脑植入技术

很多科幻电影里出现过的大脑植入技术，将芯片等作为“插件”植入大脑，这样相当于给大脑安装了硬盘或者处理器，让大脑本身成为一台超级电脑，能够做到联网和处理电脑才能够完成的任务。

电影里有很多关于现代科学的畅想，有些能够用科学解释，有些则和大脑开发率一样，是不确定或者不正确的理论。