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——情感是更高級的生存機制，對于處在一個復雜的社會結(jié)構(gòu)中的動物是必須的。每當你發(fā)生思想斗爭時，你的邊緣系統(tǒng)很可能會讓你做出你會后悔的事情。

　　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)，我們會過得更好。邊緣系統(tǒng)在讓我們?nèi)祟惾绱霜毺刂衅鸬搅艘话氲淖饔?。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)不知道你活在社會文明中，如果你讓它做主太多，它很快就會毀了你的生活。

　　無論如何，讓我們再仔細看看。邊緣系統(tǒng)有很多小部分。

　　杏仁核（The amygdala）

　　杏仁核有點兒像是大腦結(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)。有兩個杏仁核，奇怪的是，左邊的已被證明更平衡，有時會產(chǎn)生一些幸福的感覺，而右邊的永遠心情不好。

　　海馬體（The hippocampus）

　　你的海馬體就像記憶的一塊板子。當老鼠開始記憶迷宮的方向，記憶在海馬體上編碼。大鼠的兩個海馬體的不同部分將在迷宮的不同部分起作用，因為迷宮的每個部分被存儲在自己的海馬體部分。但是，如果學習一個迷宮后，大鼠被給予其他任務(wù)，一年后，被帶回原來的迷宮，就會很難回憶起它，因為海馬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。當你睡覺時，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感覺。這就是為什么嗅鹽可以用來喚醒一個暈倒的人。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）基本上負責所有事情：看，聽，觸覺，語言，動作，思維，規(guī)劃和個性。

　　它分為四葉（lobe）：

　　它們每個都做了很多事情，且有很多重疊：
 
　　額葉（Front lobe）處理個性，以及我們認為的許多“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)。額葉負責你的身體運動。額葉的頂部條是您的主要運動皮質(zhì)。
 
　　在其它功能中，  頂葉控制你的觸覺，特別是在初級軀體感覺皮層。

　　運動和軀體感覺皮層緊挨著對方，它們很有趣，因為它們已經(jīng)被良好的映射出來了。神經(jīng)科學家確切地知道每個部分連接到你身體的哪一個部分。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，在視覺上顯示運動和軀體皮層如何被映射。
 
　　如果你把皮層從大腦中剝下來，你會得到一張2mm厚，2,000-2,400cm2 大?。?8cm x 48cm square）的餐巾紙。

 
　　這塊餐巾是大腦發(fā)生大部分動作的地方，這就是為什么你可以思考，移動，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果凍嗎？你現(xiàn)在知道，感謝你的皮層，你實際上是一塊餐巾紙。
 
　　當我們將另一個大腦放在我們剝離的皮層上時，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，科學才發(fā)現(xiàn)大腦是由什么構(gòu)成的?？茖W家們知道身體是由細胞制成的，但是在19世紀末期，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胞。結(jié)果令人驚訝：
 
　　這不是一個細胞本來的樣子。Golgi 發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元。
 
　　科學家們很快想通了，神經(jīng)元是組成大腦和幾乎所有動物的神經(jīng)系統(tǒng)的核心單元。

有很多不同類型的神經(jīng)元。

　　我們來討論一下簡單且被人說濫了的神經(jīng)元錐體細胞，你會在你的運動皮層發(fā)現(xiàn)這么個家伙：

　　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，我們就得到了一個神經(jīng)元。

　　現(xiàn)在再添加幾個神經(jīng)元

　　因此，這些家伙的軀干——神經(jīng)元的軸突都具有一個負“靜息電位”，這意味著當它處于靜止狀態(tài)，它的電荷是輕微的負。在任何時候，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)元的體細胞及其軸突和樹突組成。白質(zhì)是白色的，因為這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
 
　　讓我們來看看整個神經(jīng)系統(tǒng)：

　　神經(jīng)系統(tǒng)分為兩個部分：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。
 
　　其他兩個種類的神經(jīng)元是  感覺神經(jīng)元和運動神經(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)元可長達一米。以下是每種類型的一個典型結(jié)構(gòu)：

　　腦機接口

 　　讓我們回到公元前50000 年，綁架一個叫 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，和他那個時代沒什么區(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器的人，在生物外形上跟他也沒什么區(qū)別。怎么會這樣呢？
 
　　這就是為什么腦機接口，神經(jīng)工程的一個子集，是這樣一個誘人的新產(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。大腦下一個偉大的前沿戰(zhàn)線也許就是它自己。

　　有許多種潛在的腦機接口（BMI），可以提供許多不同的功能。但是，每個人都在努力解決這兩個問題中的一個或兩個：
 
　　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？
 
　　第一個是關(guān)于捕獲大腦的輸出——記錄神經(jīng)元所說的話。
 
　　第二個是關(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，眼睛正在做一個特定的水平移動。大腦的神經(jīng)元將信息輸出到機器（您的眼睛），機器接收命令并進行響應(yīng)。當你的眼睛以正確的方式移動時，屏幕上的光子進入你的視網(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入你的眼睛。然后，該圖像會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)？大腦只是一個果凍，對吧？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200億個發(fā)射神經(jīng)元，如果我們能夠搞清楚運作方式，那么200億個流動的小晶體管將會給我們一個全新的對生命、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，對吧？
 
　　那么這里有什么問題？
 
　　一方面，基于以上這些事實，有觀點認為這是一個可以發(fā)生巨大進步的行業(yè)。我們做得到。
 
　　但只有當你了解大腦中究竟發(fā)生了什么，你會意識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)在有六個曼哈頓街區(qū)（或兩個街區(qū)）的長度。大概需要25分鐘的時間才能走一圈。而整個大腦整體現(xiàn)在可以緊貼在兩個街區(qū)之間，就像麥迪遜廣場花園（Madison Square Garden）的大小（這個長度和寬度的大小相當于MSG的兩倍）。

　　因此，讓我們在實際的城市里攤開來。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)有幾個原因。一個是我們可以立即轉(zhuǎn)換我們頭腦中的尺寸。每毫米的大腦現(xiàn)在是一米長。而在更小的神經(jīng)元世界，每一微米現(xiàn)在都是一個易于概念化的毫米。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。