蜜蜂的大脑仅有几毫克重,却可与哺乳动物一样执行某些任务,比如

发布时间:2021年9月17日更新时间:2023年12月19日作者:未知文章ID:51882浏览:

【原文】
    蜜蜂的大脑仅有几毫克重,却可与哺乳动物一样执行某些任务,比如为同伴带路、建造家园。蜜蜂的能力虽然受到神经元数量的限制,但它们却可将神经系统的功能发挥到极致。大象的大脑体积是蜜蜂的500万倍,但运行效率极其低下:神经信号从大脑的一端传到另一端,以及从大脑传到脚趾间所需要的时间,均是蜜蜂的100倍。
    人类的大脑可能不像大象或蜜蜂那么极端,但人类智力同样受到了物理定律的限制。
    从直觉上来看,要使脑力变强,最明显的方法就是增加大脑容量。然而,大脑容量的大小显然并不是决定智力高低的唯一因素。大脑越大,神经回路越多,每个神经信号能携带的信息就更多,神经元每秒钟的放电次数就不必那么频繁。但如果为了提升智力而无限制地增加新生神经元,大脑的负担也会增加。最明显一点就是能耗增多。人类大脑仅占人体重量的2%,但即便在我们休息时,它所消耗的能量也占到人体总能耗的20%。
    神经元确实会随着脑容量的增大而变多,但神经元之间却并不能迅速建立连接;神经元连接点也确实会增粗,但增粗速度却不足以弥补传导路径变长导致的信息传递延迟。脑容量增大的那部分更多是用于建立神经元间的连接,而不是真正为负责处理信息的神经元提供空间。
    如果神经元之间以及脑区之间的交流是限制智力发展的瓶颈,那么朝着小型化方向进化应该会构成一个更聪明的大脑吧?但是,还有种东西的存在使神经元无法变小,你可以把它称作“终极局限”:这就是离子通道,神经元用来产生电脉冲的一类蛋白质,它们天生就不稳定。离子通道是微型阀门,当它们打开时,钠、钾、钙离子会通过细胞膜,进入神经元,产生电信号,神经元之间才能交流。然而科学家们发现离子通道的开或关完全是随机的,会产生一些无意义的神经“噪音”。听起来,这像是一个可怕的进化缺陷,但实际上,这是一种折中方案。如果通道太松,会产生很多“噪音”,使它会不停地开开关关;但如果通道太紧,却需要耗费更多能量才能控制通道的开关。换言之,神经元用这种“一触即发”的离子通道来节省能耗,其代价是通道不稳定。所以,神经元上必须保持足够多的离子通道,以某种“民主投票”的形式(多数通道保持一致才能决定开关)来保证相对稳定。
    目前,我们大脑神经元的直径,已经非常接近物理极限。在大脑中,最细的神经元连接点上,可能发出的噪音信号已经达到每秒6次,如果再将它们的直径哪怕缩小一点点,离子通道再少一点点,它们发出噪音的次数就可能超过每秒100次。
    尽管如此,除了进化之外,人类可能还有更好的智力提升方法。毕竟,人们已经学会了将自已与他人的智慧融合起来,也掌握了在体外储存信息的科学方法。(取材于《你还能更聪明吗》,有删改)

【问题】
    13.根据文意,下列关于神经元上的“离子通道”的说法不正确的一项是(3分)
    A.是具有特殊功能的一类蛋白质。
    B.是“一触即发”型的微型阀门。
    C.开关时必然会产生一些“噪音”。
    D.存在着比较严重的进化缺陷。
    14.下列对文章内容的理解和分析,不恰当的两项是(4分)
    A.神经元的数量决定了动物的智力水平和行动能力。
    B.大脑容量的大小是决定动物智力高低的因素之一。
    C.人的大脑站体重的2%,却至少消耗了人体20%的能量。
    D.钙离子可通过分布在细胞膜上的离子通道进入神经元。
    E.离开他人的智慧和科学技术,人类个体的智力无法再提升。
    15.请分条概括“人类智力同样受到了物理定律的限制”的主要表现。(5分)

【参考答案】
    13.根据文意,下列关于神经元上的“离子通道”的说法不正确的一项是(3分)【答案】D
    14.下列对文章内容的理解和分析,不恰当的两项是(4分)【答案】AE
    15.请分条概括“人类智力同样受到了物理定律的限制”的主要表现。(5分)
    【答案】①提升智力需要增加新生神经元,但无限制地增加神经元会使大脑不堪重负。②建立神经元间的连接占用了大部分新增脑容量,大脑的信息处理能力没有真正提升。③要保证神经元传递信息的相对稳定,就不能减少离子通道的数量。④要减少噪音,神经元必须保持足够的直径。
    【赋分标准】答对一点得1分,答对两点得3分,答对三点得4分,答对四点得5分。
 

顶一下
0
0%
踩一下
0
0%
评论列表 发表评论
推荐文章
  • 水村闲望

    【原文】 水村闲望 俞紫芝① 画桡两两枕汀沙,隔岸烟芜一望赊。 翡翠②闲居眠藕叶,鹭...

  • 客游

    【原文】 客游 李贺 悲满千里心,日暖南山①石。不谒承明庐②,老作平原客③。 四时...

  • 夏日

    【原文】 夏日 【宋】张耒 长夏江村风日清,檐牙燕雀已生成。蝶衣晒粉花枝午,蛛网添...

  • 碧涧别墅喜皇甫侍御相访

    【原文】 碧涧别墅喜皇甫侍御①相访 刘长卿② 荒村带返照,落叶乱纷纷。古路无行客,...

  • 送项判官

    【原文】 送项判官 王安石 断芦洲渚落枫桥,渡口沙长过午潮。 山鸟自呼泥滑滑①,行...

  • 送蹇秀才赴临洮

    【原文】 送蹇秀才赴临洮① 高适 怅望日千里,如何今二毛。② 犹思阳谷去,莫厌陇山...