大腦的邊緣系統(tǒng)在腦干上，就是它讓人類如此瘋狂。

　　邊緣系統(tǒng)是一種生存系統(tǒng)。如果你在做你的狗也會(huì)做的事情，比如吃，喝，交配，戰(zhàn)斗，躲避等等，可能就是你的大腦邊緣系統(tǒng)在駕馭你。無論你喜歡與否，你做的那些事情，就是處在原始的生存模式。

　　邊緣系統(tǒng)也是你的情感所在，最終，情緒也都是為了生存——情感是更高級(jí)的生存機(jī)制，對(duì)于處在一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)結(jié)構(gòu)中的動(dòng)物是必須的。每當(dāng)你發(fā)生思想斗爭(zhēng)時(shí)，你的邊緣系統(tǒng)很可能會(huì)讓你做出你會(huì)后悔的事情。

　　我敢肯定，控制你的大腦邊緣系統(tǒng)，既意味著成熟，也是一種人性的掙扎。這并不是說沒有邊緣系統(tǒng)，我們會(huì)過得更好。邊緣系統(tǒng)在讓我們?nèi)祟惾绱霜?dú)特中起到了一半的作用。生活的大部分樂趣來源于你的情緒和需要得到滿足。只是你的邊緣系統(tǒng)不知道你活在社會(huì)文明中，如果你讓它做主太多，它很快就會(huì)毀了你的生活。

　　無論如何，讓我們?cè)僮屑?xì)看看。邊緣系統(tǒng)有很多小部分。

　　杏仁核（The amygdala）

　　杏仁核有點(diǎn)兒像是大腦結(jié)構(gòu)的情感遺骸。它涉及焦慮，悲傷，以及我們的恐懼反應(yīng)。有兩個(gè)杏仁核，奇怪的是，左邊的已被證明更平衡，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些幸福的感覺，而右邊的永遠(yuǎn)心情不好。

　　海馬體（The hippocampus）

　　你的海馬體就像記憶的一塊板子。當(dāng)老鼠開始記憶迷宮的方向，記憶在海馬體上編碼。大鼠的兩個(gè)海馬體的不同部分將在迷宮的不同部分起作用，因?yàn)槊詫m的每個(gè)部分被存儲(chǔ)在自己的海馬體部分。但是，如果學(xué)習(xí)一個(gè)迷宮后，大鼠被給予其他任務(wù)，一年后，被帶回原來的迷宮，就會(huì)很難回憶起它，因?yàn)楹ｑR體記憶板上的大多記憶已經(jīng)被抹去，釋放給新的記憶。
 
　　丘腦（The thalamus）

　　在大腦的中心位置，丘腦也作為中間人，從你的感官接收信息，并將其發(fā)送到你的皮質(zhì)處理感官。當(dāng)你睡覺時(shí)，丘腦也一起上床，這意味著感官中間人下班了。這就是為什么在沉睡中，一些聲音或輕輕的觸摸往往不會(huì)讓你起來。如果你想喚醒深度睡眠的某人，你必須展示出足夠的侵略性來喚醒他們的丘腦。

　　唯一的例外是你的嗅覺，這是繞過丘腦的一個(gè)感覺。這就是為什么嗅鹽可以用來喚醒一個(gè)暈倒的人。不像其他的感官，嗅覺位于邊緣系統(tǒng)，這就是為什么氣味和記憶與情感如此緊密地聯(lián)系在一起。

　　皮層（Cortex）

　　最后，我們到達(dá)了大腦皮層。

　　大腦皮層（本文主要指新皮層，文中統(tǒng)稱皮層）基本上負(fù)責(zé)所有事情：看，聽，觸覺，語言，動(dòng)作，思維，規(guī)劃和個(gè)性。

　　它分為四葉（lobe）：

　　它們每個(gè)都做了很多事情，且有很多重疊：
 
　　額葉（Front lobe）處理個(gè)性，以及我們認(rèn)為的許多“思考”——推理、規(guī)劃和執(zhí)行能力。特別是，您的許多想法發(fā)生在額葉的前部，稱為前額葉皮質(zhì)。額葉負(fù)責(zé)你的身體運(yùn)動(dòng)。額葉的頂部條是您的主要運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)。
 
　　在其它功能中，  頂葉控制你的觸覺，特別是在初級(jí)軀體感覺皮層。

　　運(yùn)動(dòng)和軀體感覺皮層緊挨著對(duì)方，它們很有趣，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)被良好的映射出來了。神經(jīng)科學(xué)家確切地知道每個(gè)部分連接到你身體的哪一個(gè)部分。于是就有了下面這張令人毛骨悚然圖：侏儒。

　　由先鋒神經(jīng)外科醫(yī)生懷爾德·彭菲爾德創(chuàng)建的侏儒，在視覺上顯示運(yùn)動(dòng)和軀體皮層如何被映射。
 
　　如果你把皮層從大腦中剝下來，你會(huì)得到一張2mm厚，2,000-2,400cm2 大小（48cm x 48cm square）的餐巾紙。

 
　　這塊餐巾是大腦發(fā)生大部分動(dòng)作的地方，這就是為什么你可以思考，移動(dòng)，感覺，看，聽，記，說話和理解語言。真是有史以來最好的餐巾紙。
 
　　還記得我之前說你是一個(gè)果凍嗎？你現(xiàn)在知道，感謝你的皮層，你實(shí)際上是一塊餐巾紙。
 
　　當(dāng)我們將另一個(gè)大腦放在我們剝離的皮層上時(shí)，可以看出皮層折疊的神奇效果。

　　大腦，放大看看
 
　　即使我們知道大腦很久以前就坐在智慧的寶座之上，直到最近，科學(xué)才發(fā)現(xiàn)大腦是由什么構(gòu)成的?？茖W(xué)家們知道身體是由細(xì)胞制成的，但是在19世紀(jì)末期，意大利醫(yī)生Camillo Golgi 才想出如何使用染色方法來看到什么是腦細(xì)胞。結(jié)果令人驚訝：
 
　　這不是一個(gè)細(xì)胞本來的樣子。Golgi 發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元。
 
　　科學(xué)家們很快想通了，神經(jīng)元是組成大腦和幾乎所有動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)的核心單元。

有很多不同類型的神經(jīng)元。

　　我們來討論一下簡(jiǎn)單且被人說濫了的神經(jīng)元錐體細(xì)胞，你會(huì)在你的運(yùn)動(dòng)皮層發(fā)現(xiàn)這么個(gè)家伙：

　　然后如果我們給他一些額外的腿，一些頭發(fā)，把他的胳膊拿掉，再把它抻長(zhǎng)，我們就得到了一個(gè)神經(jīng)元。

　　現(xiàn)在再添加幾個(gè)神經(jīng)元

　　因此，這些家伙的軀干——神經(jīng)元的軸突都具有一個(gè)負(fù)“靜息電位”，這意味著當(dāng)它處于靜止?fàn)顟B(tài)，它的電荷是輕微的負(fù)。在任何時(shí)候，一堆人的腳和這些家伙的頭發(fā)——神經(jīng)元的樹突——保持接觸。他們的腳把化學(xué)物質(zhì)——神經(jīng)遞質(zhì)——傳到他的頭發(fā)。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

　　大腦材料可分為叫做  灰質(zhì) 和 白質(zhì)兩類?；屹|(zhì)看起來顏色較深，且由大腦神經(jīng)元的體細(xì)胞及其軸突和樹突組成。白質(zhì)是白色的，因?yàn)檫@些軸突通常包裹在髓鞘中，呈脂肪白。白質(zhì)之間的大塊主要由皮層神經(jīng)元的軸突組成。大腦皮層是像一個(gè)偉大的指揮中心。

　　我見過的反映這一概念最酷的插圖，由Dr. Greg A.Dunn and Dr. Brian Edwards.完成，讓我們看看灰質(zhì)皮質(zhì)的外層和它下面的白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的顯著差異：

　　這些皮層軸突可能將信息帶到了大腦下部皮層的另一部分，或通過脊髓經(jīng)神經(jīng)系統(tǒng)的高速公路到了軀體的其余部分
 
　　讓我們來看看整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)：

　　神經(jīng)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：中樞神經(jīng)系統(tǒng)–你的腦和脊髓，和外周神經(jīng)系統(tǒng)——由從脊髓向外輻射到身體其他部分的神經(jīng)元構(gòu)成。

　　大多數(shù)類型的神經(jīng)元是與其他神經(jīng)元溝通的interneurons。
 
　　其他兩個(gè)種類的神經(jīng)元是  感覺神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 –它們順著你的脊髓而下，組成了外周神經(jīng)系統(tǒng)。這些神經(jīng)元可長(zhǎng)達(dá)一米。以下是每種類型的一個(gè)典型結(jié)構(gòu)：

　　腦機(jī)接口

 　　讓我們回到公元前50000 年，綁架一個(gè)叫 Bok 的人并把他帶回到2017年。

　　“這位是Bok。Bok，我們真的很感謝你和你的朋友們發(fā)明了語言?！北M管 Bok 震驚地發(fā)現(xiàn)了很多神奇的事情，但他發(fā)現(xiàn)，人們彼此交談的方式，和他那個(gè)時(shí)代沒什么區(qū)別，仍然在使用50000年前的技術(shù)。
 
　　Bok 可能也有些驚訝，我們這些做出了各種神奇機(jī)器的人，在生物外形上跟他也沒什么區(qū)別。怎么會(huì)這樣呢？
 
　　這就是為什么腦機(jī)接口，神經(jīng)工程的一個(gè)子集，是這樣一個(gè)誘人的新產(chǎn)業(yè)。我們已經(jīng)用我們的技術(shù)征服了世界多次，但是當(dāng)它涉及到我們的大腦——我們最重要的工具，技術(shù)世界有太多的氣餒和挫敗。

　　這就是為什么我們還在使用的 Bok 發(fā)明的技術(shù)溝通，這就是為什么和大腦相關(guān)的疾病還如此致命。

　　但是，5萬年后，可能終于要改變了。大腦下一個(gè)偉大的前沿戰(zhàn)線也許就是它自己。

　　有許多種潛在的腦機(jī)接口（BMI），可以提供許多不同的功能。但是，每個(gè)人都在努力解決這兩個(gè)問題中的一個(gè)或兩個(gè)：
 
　　1）如何從大腦中獲取正確的信息？ 2）如何將正確的信息發(fā)送到大腦？
 
　　第一個(gè)是關(guān)于捕獲大腦的輸出——記錄神經(jīng)元所說的話。
 
　　第二個(gè)是關(guān)于將信息輸入大腦的自然流或以其他方式改變自然流——這是關(guān)于刺激神經(jīng)元。
 
　　這兩件事情一直在你的大腦里自然發(fā)生?，F(xiàn)在，你讀這句話時(shí)，眼睛正在做一個(gè)特定的水平移動(dòng)。大腦的神經(jīng)元將信息輸出到機(jī)器（您的眼睛），機(jī)器接收命令并進(jìn)行響應(yīng)。當(dāng)你的眼睛以正確的方式移動(dòng)時(shí)，屏幕上的光子進(jìn)入你的視網(wǎng)膜并刺激您的皮質(zhì)枕葉中的神經(jīng)元，以允許單詞的圖像進(jìn)入你的眼睛。然后，該圖像會(huì)刺激大腦另一部分的神經(jīng)元，使你能夠處理圖像中嵌入的信息并吸收句子的意義。
 
　　輸入和輸出信息是大腦神經(jīng)元做的。所有的BMI 都想做的就是加入這一過程。
 
　　初看上去，這似乎不是那么困難的任務(wù)？大腦只是一個(gè)果凍，對(duì)吧？而皮質(zhì) - 我們想要做大部分的記錄和刺激的大腦的部分只是一張餐巾紙，位于大腦外側(cè)，方便您訪問。皮層內(nèi)約有200億個(gè)發(fā)射神經(jīng)元，如果我們能夠搞清楚運(yùn)作方式，那么200億個(gè)流動(dòng)的小晶體管將會(huì)給我們一個(gè)全新的對(duì)生命、健康和世界的控制。我們不能弄清楚嗎？神經(jīng)元很小，但我們知道如何分裂原子。神經(jīng)元的直徑約為原子的十萬倍，如果原子是大理石，則神經(jīng)元將跨越一公里，所以我們應(yīng)該可以處理的，對(duì)吧？
 
　　那么這里有什么問題？
 
　　一方面，基于以上這些事實(shí)，有觀點(diǎn)認(rèn)為這是一個(gè)可以發(fā)生巨大進(jìn)步的行業(yè)。我們做得到。
 
　　但只有當(dāng)你了解大腦中究竟發(fā)生了什么，你會(huì)意識(shí)到為什么這可能是世界上最難的事情。
 
　　所以在我們談?wù)撟约旱腂MI 之前，我們需要仔細(xì)看看試圖讓BMI在這里處理的人。我發(fā)現(xiàn)說明事情的最好辦法是將大腦放大1000倍，看看發(fā)生了什么。
 
　　還記得我們的皮質(zhì)餐巾紙嗎？

　　如果我們把它放大1000倍，那么每條邊約48cm 的皮質(zhì)餐巾紙，現(xiàn)在有六個(gè)曼哈頓街區(qū)（或兩個(gè)街區(qū)）的長(zhǎng)度。大概需要25分鐘的時(shí)間才能走一圈。而整個(gè)大腦整體現(xiàn)在可以緊貼在兩個(gè)街區(qū)之間，就像麥迪遜廣場(chǎng)花園（Madison Square Garden）的大?。ㄟ@個(gè)長(zhǎng)度和寬度的大小相當(dāng)于MSG的兩倍）。

　　因此，讓我們?cè)趯?shí)際的城市里攤開來。我敢肯定，住在這里的幾十萬人能夠理解。

我選擇1,000X作為我們的乘數(shù)有幾個(gè)原因。一個(gè)是我們可以立即轉(zhuǎn)換我們頭腦中的尺寸。每毫米的大腦現(xiàn)在是一米長(zhǎng)。而在更小的神經(jīng)元世界，每一微米現(xiàn)在都是一個(gè)易于概念化的毫米。其次，它方便地將皮質(zhì)帶到人體尺寸 - 其2mm厚度現(xiàn)在是兩米 - 高（6'6“）的高度。