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家园 【原创】《前额叶皮质区是人脑的FPGA》

前额叶皮质区是人脑的FPGA

ACE

20230123

本能是人类和动物在亿万年进化形成的与生俱来的神经网络功能,动物本能大概率可以满足一个动物一生的需要。动物本能类似ASIC(Application Specific Integrated Circuit)专用集成电路。ASIC是针对特定功能需求设计、制造的集成电路。ASIC的特点是比通用集成电路具有体积更小、功耗低、可靠性高、性能高、成本低等优点)。

自然环境千变万化,总会有一些情况是进化本能无法覆盖的黑天鹅/灰犀牛场景,为了应对这种“意外”的场景,一部分动物(特别是人)进化出了前额叶皮质区这么一块非常特殊的“非本能区”,它类似FPGA。FPGA(Field Programmable Gate Array)具有一定的通用处理能力,但FPGA使用很复杂,FGPA能耗比ASIC更高。

人类前额叶皮质区与现代人类很多关键活动息息相关。动物一生不需要记谁的名字,但人类需要记起他人的名字,这个记人名的功能就是前额叶皮质区的一个专有功能。患帕金森症(老年痴呆)的人记不起名字,因为他们的前额叶皮质区功能退化,但他们吃饭睡觉的本能不会丢。我们通过观察患帕金森症(老年痴呆)的人可以用来探知人的自然本能清单上有哪些能力——帕金森症老人不丢的大概率是本能。

听押韵的歌曲,欣赏美丽的景色,看美女等这些都是人脑的本能区域就能完全处理的事务,根本不需要人调用自己的前额叶皮质区来处理。人脑的本能区域运行效率极高,本能区域运作的时候会同时抑制高耗能的前额叶皮质区,与此同时,你的前额叶皮质区会借机休息和补充自己,所以听歌看美色之后你会觉得身心放松愉悦。感知时间的流逝主要由人脑前额叶皮质区负责,所以当你的前额叶皮质区被抑制的时候你对时间流逝的体察能力会变弱,这就是人类总在慨叹“快乐总是短暂的”的原因。反之,当你主要调动前额叶皮质区运行处理艰难复杂事物的时候你就会深刻体会什么叫做“度日如年”,你不仅脑袋觉得累,你感受时间流逝的体察能力会很敏锐,结果就是你感觉时间流逝非常缓慢。

读书、深度思考(比如:遇到巨大的挑战;在困境中思考寻求解决方案;构思一篇文章系统阐述自己观点等等)、写作,这些都是近两千年人类才需要处理的事务,这么短的时间,人类的进化对此根本还没有做出任何反应,所以进化将这些事务统统交给了人脑前额叶皮质区这块FPGA来处理——不是本能,所以非常低效,高耗能。人类小孩子都不喜欢上学读书,因为这的确是非常“反人(类进化属)性”。我清晰的记得小时候背26个英文字母背到一个人号啕大哭,当时感觉自己好笨,感觉自己的脑袋好木。现在不少人在呼吁快乐教育,让小孩在自然本性中愉快的成长,这些人可能是进化中某个祖先被驴严重踢伤了头——现代科技知识这么复杂,绝顶聪明科学家的前额叶皮质区已经开始出现不够用的情况(比如 物理学数学,现在已经没有人敢说自己的物理学数学全才通才,这对人类继续推动物理学进步非常不利),如果小孩子不早一点系统开发大脑前额叶皮质区,长大了就来不及了。二十岁才开始让一个人开始学习足球、高尔夫、羽毛球,这个人没可能成为世界冠军。

人类肌肉运行消耗大量ATP并产生大量乳酸。人类剧烈运动产生的大量乳酸无法及时被人体循环体统带走,乳酸在你某个肌肉区域内堆积,你就会感觉那块肌肉区域“累”。某个区域肌肉消耗的ATP量大于人体循环系统的供给能力,你的这个区域肌肉的运动能力会下降。如果你坚持这个区域肌肉继续运动,那么人类首先分解这个区域周围的脂肪来提供ATP(八块腹肌就是这么产生的),这个区域附近脂肪耗尽之后人类就会丢车保帅——分解这个区域的肌肉来保证这个区域剩下肌肉的ATP供应,所以马拉松这种极限运动我认为不健康,因为经常跑马拉松的人的瘦是因为极限跑步运动之后肌肉分解导致。

人类前额叶皮质区运行能耗很大,人脑内的能量物流系统甚至没有为人类前额叶皮质区长时间全速运行做好进化准备,所以人类普遍无法长时间读书、深度思考、写作,你的大脑做这些事情不仅是感觉累(痛苦),你的大脑是真的油尽灯枯的“累”——一个区域的神经元运作所必需的神经递质供给不足,你一定会发现自己“分心”,这是大脑的自我保护机制,这个自我保护机制不可被任何外力和意志所超越。前额叶皮质区全速运行对神经递质消耗水平远超你大脑内部神经递质物流保障系统能力的上限,所以没有人可以长时间读书、深度思考和写作。人脑每天神经递质的供给总量大致一段时间是一个定额,要多了没有,少了也不可能,人脑神经元不可能分解一部分自己来提供神经递质,人脑一个区域神经递质耗尽之后会自动转入怠速抑制状态,这个时候你的大脑就会自动“换台”——你大脑的其他神经中枢自动开始兴奋,这就是“分心”“走神”,任何人都是这样。所以我们每天用脑的关键在于如何分配这些有限供给的大脑神经递质。

曾国藩家书中他逼自己日课很苦,这其实违背了脑科学。我欣赏曾国藩,但这位老哥的确是不懂脑科学,我相信他一直到死每天都在暗自责骂自己读书、思考、写作时间久了会“分心”。他的家书里后来不再写自己分心走神是因为他天天晚上熬夜时候都是如此,我估计他也就懒得写了。科学用脑就应该排排坐吃果果,前额叶皮质区内分成好几个功能模块,应该让它们有序轮战——读一段时间的管理学书之后,你可以专注思考一段时间诗歌,然后你再把心得感悟和观点写成文字。劳逸结合是科学用脑,我发现不管每天工作用脑多累,马上来个三四十分钟的激烈运动之后你都会感觉神清气爽,这段时间里一方面你的大脑运动中枢全速运行同时你大脑前额叶皮质区自动抑制休息、一方面刚刚神经递质已经弹尽粮绝的前额叶皮质区里的特定区域在休整同时借机获得了神经递质补充。运动完毕冲个凉之后你感觉自己神清气爽,那是因为你的大脑的确是已经满血复活。

狠踩一辆燃油耗尽的汽车的油门踏板没有任何意义。东哥指挥千军万马的之余还琢磨诗词毛笔字,这不是他人骚,这其实是他主动让自己的大脑各区域老山轮战,所以东哥是科学用脑的楷模。

我们应该了解我们的大脑自身,我们才能把我们的大脑潜力发挥到极致。那就幸甚至哉。

通宝推:pyrefir,唐家山,
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