【新唐人2010年7月18日訊】(大紀元記者黃凱熙、蘇雲編譯報導)英國倫敦大學學院(University College London,UCL)的科學家,最近在《自然》(Nature)雜誌發表一項關於大腦「蝴蝶效應」的新論證報告,表示「大腦運算邏輯比電腦更迅速、精密和複雜」。
神經學家相信大腦擁有最強大的計算功能,即使在人類的思想行為,是易變且不穩定的情況下,依然可以有條不紊的進行井然有序的邏輯行為。然而,大腦是如何執行這些指令的?一直是神經學家亟欲了解的謎團。
根據《Science Daily》報導,神經學家長期認為,大腦的運行邏輯,之所以能在人類思想的高易變性下,仍能可靠的指揮人類的行為,是因為大腦可以同時從事多項任務,精密的產生著相互影響作用。
基於這種假設,UCL的「沃爾森生物醫學研究所」(Wolfson Institute for Biomedical Research )精神學家和「蓋茨比計算神經系統科學所」(Gatsby Computational Neuroscience Unit)的理論家萊瑟姆(Peter Latham),組成合作研究小組,針對人類大腦長期存在的謎,進行實驗研究。
著名的「蝴蝶效應」理論表示:一隻蝴蝶在巴西拍打翅膀,可以導致德克薩斯州發生龍捲風。研究小組受到這個理論的啟示,將相當於蝴蝶翅膀拍打的一個小混亂騷動,引入老鼠大腦的神經中樞,然後求證大腦會發生什麼樣的思相活動,進而觀察騷動是否會增長?還是具有連鎖效應從而影響大腦的其他部份?或者騷動會立即消亡?
科學家將一個腦波峰(spike),或稱為「神經脈衝」(nerve impulse)的外加騷動訊息,導入老鼠腦部的「神經元」(neurons)中進行實驗,結果發現騷動會產生巨大的連鎖效應。
這個外加的腦波峰,在大腦的神經元附近產生了大約30個的新波峰,相鄰的大部份神經元,又產生了30多個腦波峰,如此環環相扣的交互連鎖反應。由於大腦每秒鐘,就會產生數百萬個腦波峰,因此這個騷動似乎沒有產生太大的影響。不過,研究人員估計,一個外加的腦波峰,最終將影響大腦中的數百萬個神經元。
研究小組的主要論文作者蘭登博士(Dr. Mickey London)說:「這個結果顯示,我們看到大腦易變化的情況,可能是由外來「干擾」(外來訊息)所造成,它表現出正常腦功能的基本特徵。」
如果大腦產生迅速擴大的「腦波峰」,意味着大腦接收了非常多的「干擾」;由此可知,大腦可以接收處理,比電腦更龐大的外來訊息。
雖然,大腦可以非常迅速而正確的完成十分複雜的任務,但它的處理效能,卻遠比最強大的電腦更快、更準確。
UCL 的研究人員認為,大腦能有序的處理高層級的外來干擾,必須先執行被稱之為「比率代碼」(Rate Code)的順序策略,大腦才能判定該執行哪一項,由許多神經元組成的有效行動,並忽視易變的個別附加干擾。
所以目前科學家已知,大腦內部確實會接收到許多外來訊息的干擾,並產生複雜多變的反應;但仍然不知道,大腦是如何分辨,該先執行哪些訊息。
UCL的研究人員認為,有一種可能性是因為大腦神經元之間複雜的精密連結,所以能產生出令人難以想像的複雜執行指令。(人類大腦中的每一個神經元又與其他近一萬個神經元連結,這些連結迴路總長超過800萬公里)。想必高連結的神經元,在大腦的計算能力上,至少扮演一部份的責任。
不過,根據此項研究也顯示出,大腦神經元的連結性愈高,對外來干擾產生的反應愈大。因此,外來干擾對大腦而言,不一定是一個有用的訊息,但至少是一個會讓大腦產生反應的有效副產品。