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从进化的角度看早期脊椎动物的小脑

Posted: Sat Feb 22, 2025 3:59 am
by Bappy10
脑是我们大脑中一个有趣的部分。它的名字是大脑的缩写,字面意思是“小脑”。事实上,在人类中,小脑只占脑容量的 10%,但最近的研究表明,它占神经细胞的约 80%;一个由大约 690 亿个神经元组成的复杂网络!为什么“小脑”包含如此不成比例的神经元数量?我们如何开始理解这样一个复杂网络的运作和功能?小脑有什么作用?鉴于小脑拥有我们绝大多数的神经元,为什么在心理学教科书中它被大脑皮层完全掩盖了?了解小脑以及我们所谓的小脑“自我意识”可以解决这些和其他小脑问题。
起源于此。早期的谱系,如七鳃鳗,后脑中有类似小脑的结构,但没有小脑。鲨鱼和鳐鱼既有类似小脑的结构,又有真正的小脑。因此,小脑与颌骨和成对的鳍协同进化。在某些鲨鱼物种中,小脑结构占据了超过 50% 的脑容量。

鲨鱼大脑中的小脑状结构也很可能代表了小脑进化而来的祖先结构。因此,了解鲨鱼小脑状结构的功能不仅本身很有趣,而且也是了解小脑功能的第一个线索。

为什么“小脑”含有如此数量不成比例的神经元?
鲨鱼小脑样结构的功能是区分感觉输入中的“自身”和“其他”。鲨鱼拥有惊人的电感应系统,用于检测猎物产生的微弱电场。电感应神经元的记录清楚地表明,该系统的输入主要由鲨鱼自己的电场驱动。后脑中小脑样结构的作用是消除这种自发噪音。实际上,小脑样结构的工作方式类似于降噪耳机。它们使用自适应滤波器来消除与鲨鱼自身活动相关的输入,并将猎物信号传递到大脑的其他区域。区分“自身”和“猎物(=其他)”的概念以及小脑回路作为自适应滤波器的功能为了解真正的小脑的功能和运作提供了关键见解。

随着小脑真核的进化,自适应滤波器功能似乎被用于运动控制,并为游泳、跑步、攀爬和飞行脊椎动物的运动能力和动作技巧铺平了道路。长期以来,人们对小脑的传统观点认为小脑与运动控制密切相关,我们对小脑功能的一些最佳理解来自反射性和自愿 全球华侨华人数据 性眼球运动等模型系统。从模型系统得出的理解可用于声称动作技巧的核心要素是预期我们采取的行动所产生的反应。自适应滤波器擅长生成工程师所谓的前向模型。这种模型正是预测和抵消我们在对外界施加力量时通过身体传播的反作用力所需要的。有效处理这些反作用力对运动能力的贡献有些微妙,但很重要。