人脑是一个结构复杂的器官,它由什么神经中枢呵什么神经中枢构成的,前者指什么
人脑的结构分为大脑半球、内囊及皮质下白质、基底神经节、间脑、脑干和小脑几部分。大脑半球的功能极其复杂,除运动、感觉外还与人的认知、情感、语言、行为等高级神经活动有关。内囊及皮质下白质与运动感觉以及听觉和视觉有关。基底神经节,与大脑皮质、丘脑、小脑、脊髓都有广泛的纤维联系,它的功能是与大脑和小脑协同,调节随意运动,肌张力姿势及复杂的行为活动。总体来说人脑的功能是维持觉醒和思维的。
大脑包括端脑和间脑,端脑包括左右大脑半球。端脑是脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分,由左右两半球组成,是人类脑的最大部分,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分,以后发展成大脑两半球,主要包括大脑皮质、大脑髓质和基底核等三个部分。大脑皮质是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮质的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核,纹状体是其中的主要部分。在医学及解剖学上,多用大脑一词来指代端脑。
大脑(brain)包括端脑和间脑,端脑包括左右大脑半球。
大脑 结构
端脑是脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分,由左右两半球组成,在人类为脑的最大部分,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分,以后发展成大脑两半球,主要包括大脑皮质、大脑髓质和基底核等三个部分。大脑皮质是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮质的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核,纹状体是其中的主要部分。
端脑由约140亿个细胞构成,重约1400克,大脑皮层厚度约为2-3毫米,总面积约为2200平方厘米,据估计脑细胞每天要死亡约10万个(越不用脑,脑细胞死亡越多)。一个人的脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1000万册的图书馆,以前的观点是最善于用脑的人,一生中也仅使用掉脑能力的10%,但现代科学证明这种观点是错误的,人类对自己的脑使用率是100%,脑中并没有闲置的细胞。人脑中的主要成分是血液,血液占到80%,大脑虽只占人体体重的2%,但耗氧量达全身耗氧量的25%,血流量占心脏输出血量的15%,一天内流经脑的血液为2000升。脑消耗的能量若用电功率表示大约相当于25瓦。
因为有80%是血液,所以它就有些像豆腐。但是它不是方的,而是圆的;也不是白的而是淡粉色的。
端脑主要包括左、右大脑半球,是中枢神经系统的最高级部分。人类的大脑是在长期进化过程中发展起来的思维和意识的器官。大脑半球的外形和分叶左、右大脑半球由胼胝体相连。半球内的腔隙称为侧脑室,它们借室间孔与第三脑室相通。每个半球有三个面,即膨隆的背外侧面,垂直的内侧面和凹凸不平的底面。背外侧面与内侧面以上缘为界,背外侧面与底面以下缘为界。半球表面凹凸不平,布满深浅不同的沟和裂,沟裂之间的隆起称为脑回。背外侧面的主要沟裂有:中央沟从上缘近中点斜向前下方;大脑外侧裂起自半球底面,转至外侧面由前下方斜向后上方;在半球的内侧面有顶枕裂从后上方斜向前下方;距状裂由后部向前连顶枕裂,向后达枕极附近。这些沟裂将大脑半球分为五个叶:即中央沟以前、外侧裂以上的额叶;外侧裂以下的颞叶;顶枕裂后方的枕叶;外侧裂上方、中央沟与顶枕裂之间的顶叶;以及深藏在外侧裂里的脑岛。另外,以中央沟为界,在中央沟与中央前沟之间为中央前回;中央沟与中央后沟之间为中央后回。
端脑有左右两个大脑半球(端脑半球)。将两个半球隔开的是称为大脑纵隔的沟壑,两个半球除了脑梁与透明中隔相连以外完全左右分开。半球表面布满脑沟,沟与沟之间所夹细长的部分称为脑回。脑沟并非是在脑的成长过程中随意形成,什么形态出现在何处都完全有规律(其深度和弯曲度因人稍有差异)。每一条脑沟在解剖学上都有专有名称。脑沟与脑回的形态基本左右半球对称,是对脑进行分叶和定位的重要标志。比较重要的脑沟有外侧沟 起于半球下面,行向后上方,至上外侧面;中央沟 起于半球上绿中点稍后方,斜向前下方,下端与外侧沟隔一脑回,上端延伸至半球内侧面;顶枕沟位于半球内侧面后部,自下向上。在外侧沟上方和中央沟以前的部分为额叶;外侧沟以下的部分为颞叶;枕叶位于半球后部,其前界在内侧面为顶枕沟,在上外侧面的界限是自顶枕沟至枕前切迹(在枕叶后端前方约4cm处)的连线;顶叶为外侧沟上方、中央沟后方、枕叶以前的部分;岛叶呈三角形岛状,位于外侧沟深面,被额、顶、颞叶所掩盖,与其他部分不同布满细小的浅沟(非脑沟)。
左右大脑半球有各自的称为侧脑室的腔隙。侧脑室与间脑的第三脑室,以及小脑和延脑及脑桥之间的第四脑室之间有孔道连通。脑室中的脉络丛产生脑的液体称为脑脊液。脑脊液在各脑室与蛛网膜下腔之间循环,如果脑室的通道阻塞,脑室中的脑脊液积多,将形成脑积水。
广义的大脑的脑神经有,端脑出发的嗅神经,间脑出发的视神经。
大脑的断面分为白质与灰白质。端脑的灰白质是指表层的数厘米厚的称为大脑皮质的一层,大脑皮质是神经细胞聚集的部分,具有六层的构造,含有复杂的回路是思考等活动的中枢。相对大脑皮质白质又称为大脑髓质。
间脑由丘脑与下丘脑构成。丘脑与大脑皮质,脑干,小脑,脊髓等联络,负责感觉的中继,控制运动等。下丘脑与保持身体恒常性,控制自律神经系统,感情等相关。
内部结构
大脑半球的内部结构
⒈ 灰质:覆盖在大脑半球表面的一层灰质称为大脑皮层, 是神经元胞体集中的地方。这些神经元在皮层中的分布具有严格的层次,大脑半球内侧面的古皮层分化较简单,一般只有三层:①分子层;②锥体细胞层;③多形细胞层。在大脑半球外侧面的新皮层则分化程度较高,共有六层:①分子层(又称带状层);②外颗粒层;③外锥体细胞层;④内颗粒层;⑤内锥体细胞层(又称节细胞层);⑥多形细胞层。
⒉ 皮层的深面为白质,白质内还有灰质核,这些核靠近脑底,称为基底核(或称基底神经节)。基底核中主要为纹状体。纹状体由尾状核和豆状核组成。尾状核前端粗、尾端细,弯曲并环绕丘脑;豆状核位于尾状核与丘脑的外侧,又分为苍白球与壳核。尾状核与壳核在种系发生(即动物进化)上出现较迟,称为新纹状体,而苍白球在种系发生上出现较早,称为旧纹状体。纹状体的主要功能是使肌肉的运动协调,维持躯体一定的姿势。
大脑包括端脑和间脑,端脑包括左右大脑半球。端脑是脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分,由左右两半球组成,是人类脑的最大部分,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分,以后发展成大脑两半球,主要包括大脑皮质、大脑髓质和基底核等三个部分。大脑皮质是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮质的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核,纹状体是其中的主要部分。在医学及解剖学上,多用大脑一词来指代端脑。
大脑(brain)包括端脑和间脑,端脑包括左右大脑半球。
大脑 结构
端脑是脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分,由左右两半球组成,在人类为脑的最大部分,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。脊椎动物的端脑在胚胎时是神经管头端薄壁的膨起部分,以后发展成大脑两半球,主要包括大脑皮质、大脑髓质和基底核等三个部分。大脑皮质是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮质的深部由神经纤维形成的髓质或白质构成。髓质中又有灰质团块即基底核,纹状体是其中的主要部分。
端脑由约140亿个细胞构成,重约1400克,大脑皮层厚度约为2-3毫米,总面积约为2200平方厘米,据估计脑细胞每天要死亡约10万个(越不用脑,脑细胞死亡越多)。一个人的脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1000万册的图书馆,以前的观点是最善于用脑的人,一生中也仅使用掉脑能力的10%,但现代科学证明这种观点是错误的,人类对自己的脑使用率是100%,脑中并没有闲置的细胞。人脑中的主要成分是血液,血液占到80%,大脑虽只占人体体重的2%,但耗氧量达全身耗氧量的25%,血流量占心脏输出血量的15%,一天内流经脑的血液为2000升。脑消耗的能量若用电功率表示大约相当于25瓦。
因为有80%是血液,所以它就有些像豆腐。但是它不是方的,而是圆的;也不是白的而是淡粉色的。
端脑主要包括左、右大脑半球,是中枢神经系统的最高级部分。人类的大脑是在长期进化过程中发展起来的思维和意识的器官。大脑半球的外形和分叶左、右大脑半球由胼胝体相连。半球内的腔隙称为侧脑室,它们借室间孔与第三脑室相通。每个半球有三个面,即膨隆的背外侧面,垂直的内侧面和凹凸不平的底面。背外侧面与内侧面以上缘为界,背外侧面与底面以下缘为界。半球表面凹凸不平,布满深浅不同的沟和裂,沟裂之间的隆起称为脑回。背外侧面的主要沟裂有:中央沟从上缘近中点斜向前下方;大脑外侧裂起自半球底面,转至外侧面由前下方斜向后上方;在半球的内侧面有顶枕裂从后上方斜向前下方;距状裂由后部向前连顶枕裂,向后达枕极附近。这些沟裂将大脑半球分为五个叶:即中央沟以前、外侧裂以上的额叶;外侧裂以下的颞叶;顶枕裂后方的枕叶;外侧裂上方、中央沟与顶枕裂之间的顶叶;以及深藏在外侧裂里的脑岛。另外,以中央沟为界,在中央沟与中央前沟之间为中央前回;中央沟与中央后沟之间为中央后回。
端脑有左右两个大脑半球(端脑半球)。将两个半球隔开的是称为大脑纵隔的沟壑,两个半球除了脑梁与透明中隔相连以外完全左右分开。半球表面布满脑沟,沟与沟之间所夹细长的部分称为脑回。脑沟并非是在脑的成长过程中随意形成,什么形态出现在何处都完全有规律(其深度和弯曲度因人稍有差异)。每一条脑沟在解剖学上都有专有名称。脑沟与脑回的形态基本左右半球对称,是对脑进行分叶和定位的重要标志。比较重要的脑沟有外侧沟 起于半球下面,行向后上方,至上外侧面;中央沟 起于半球上绿中点稍后方,斜向前下方,下端与外侧沟隔一脑回,上端延伸至半球内侧面;顶枕沟位于半球内侧面后部,自下向上。在外侧沟上方和中央沟以前的部分为额叶;外侧沟以下的部分为颞叶;枕叶位于半球后部,其前界在内侧面为顶枕沟,在上外侧面的界限是自顶枕沟至枕前切迹(在枕叶后端前方约4cm处)的连线;顶叶为外侧沟上方、中央沟后方、枕叶以前的部分;岛叶呈三角形岛状,位于外侧沟深面,被额、顶、颞叶所掩盖,与其他部分不同布满细小的浅沟(非脑沟)。
左右大脑半球有各自的称为侧脑室的腔隙。侧脑室与间脑的第三脑室,以及小脑和延脑及脑桥之间的第四脑室之间有孔道连通。脑室中的脉络丛产生脑的液体称为脑脊液。脑脊液在各脑室与蛛网膜下腔之间循环,如果脑室的通道阻塞,脑室中的脑脊液积多,将形成脑积水。
广义的大脑的脑神经有,端脑出发的嗅神经,间脑出发的视神经。
大脑的断面分为白质与灰白质。端脑的灰白质是指表层的数厘米厚的称为大脑皮质的一层,大脑皮质是神经细胞聚集的部分,具有六层的构造,含有复杂的回路是思考等活动的中枢。相对大脑皮质白质又称为大脑髓质。
间脑由丘脑与下丘脑构成。丘脑与大脑皮质,脑干,小脑,脊髓等联络,负责感觉的中继,控制运动等。下丘脑与保持身体恒常性,控制自律神经系统,感情等相关。
内部结构
大脑半球的内部结构
⒈ 灰质:覆盖在大脑半球表面的一层灰质称为大脑皮层, 是神经元胞体集中的地方。这些神经元在皮层中的分布具有严格的层次,大脑半球内侧面的古皮层分化较简单,一般只有三层:①分子层;②锥体细胞层;③多形细胞层。在大脑半球外侧面的新皮层则分化程度较高,共有六层:①分子层(又称带状层);②外颗粒层;③外锥体细胞层;④内颗粒层;⑤内锥体细胞层(又称节细胞层);⑥多形细胞层。
⒉ 皮层的深面为白质,白质内还有灰质核,这些核靠近脑底,称为基底核(或称基底神经节)。基底核中主要为纹状体。纹状体由尾状核和豆状核组成。尾状核前端粗、尾端细,弯曲并环绕丘脑;豆状核位于尾状核与丘脑的外侧,又分为苍白球与壳核。尾状核与壳核在种系发生(即动物进化)上出现较迟,称为新纹状体,而苍白球在种系发生上出现较早,称为旧纹状体。纹状体的主要功能是使肌肉的运动协调,维持躯体一定的姿势。
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第1个回答 2020-11-04
感觉这个问题跟我的科研方向有一点关系,所以就厚着脸皮强答一波了;
(1)动物的神经元都是以脉冲的形式进行信息交流的,而脉冲是离散的,所以从数学角度人脑(往大了说就是动物)交换信息的方式是离散的,也就是不能求导,所以就不存在所谓的“梯度”这一概念了;当然也有论文可以建模,以一种伪bp的方式进行脉冲迭代,当然这就是后话了;
神经元的模型;树突用来收集信息,轴突用来发送信息,二者又合称神经突
(2)基础知识准备:要解决题主的这两个问题,首先就要知道人脑是怎样基于脉冲的形式进行学习的:当一个神经元通过突触(准确的说是轴突)传输脉冲到下一个神经元,下一个神经元收到脉冲后就会引起膜电位的上升,不发射脉冲的时候,由于神经元存在离子泄露,导致膜电位下降;而当该神经元的膜电位达到一定阈值的时候,就会发射脉冲到下下个神经元了,当然你也得让神经元歇一会,在它发射脉冲后的一段时间内,你咋扒拉它,它也不射了,哦,不是,是不发射脉冲了(说白了就是贤者时间呗)。
神经元膜电位随前级神经元发射脉冲的关系:下面的绿条条就是脉冲,蓝线线就是膜电位变化曲线,红线线就是如果你不再来脉冲的话,膜电位的走向
上面说到,前级神经元发射脉冲会引起后级神经元膜电位变化,进而导致后级神经元发射脉冲,完成信号传递;但是前级神经元的脉冲引起后级膜电位变化程度可是不一样的!这就引出了大脑最重要的学习机制-STDP;啥意思呢?就是说前级脉冲引起后级膜电位的变化程度是与前后级神经元发射脉冲的时间差有关的。这个膜电位的变化程度,你可以理解为一种权重;而这种更新权重方法与时间是有关的,这也是和传统神经网络最不一样的特点;
STDP学习机制:更新的权重随前后神经元发射脉冲的时间差之间的关系
(3)怎样防止“梯度消失”:(1)中提到了,脉冲是离散的,所以其实是不存在梯度的,那么我所理解的就是如果大脑在进行迭代过程中更新的权重过小怎么办?这个问题,就引出了大脑的长期记忆功能,“一朝被蛇咬,十年怕井绳”,你小时候遇见了一件非常可怕的事情为什么你能够记一辈子呢?这就引出了大脑的cell assembly(细胞集群)的特点了,下图就是大脑的功能分区,我们在处理一件事情的时候,可不是所有的分区都在工作的,其实只用到了其中一部分,所以就本着谁的活谁干的原则。如果你24小时干同一件事情,大脑中负责你干活的那块区域不整点活儿不得被你活活累死。所以大脑的不同区域内部之间是存在集群效应的,它们之间的相互紧密连接,相互抱团,有点类似与循环神经网络的结构,由于绑定的非常紧密,突触之间的权重也非常高;这就回答了你的梯度消失:大脑A分区平时不工作,消停待着,但是如果开始工作,只要有一个脉冲进来,整个分区集群就会瞬间被激活,进行工作,相互之间产生脉冲,相互之间更新权重,大脑就开始进入训练阶段了~!,如果你持续做事件A,A分区就会一直处于激活状态,就像嚼了炫迈一样;如果你突然不做A了,A分区就没有外接刺激,由于神经元的不应期和STDP的学习机制,它就会一点点的萎下来,再次恢复待机状态,所以也就不存在所谓的梯度消失;不知道我这样说是否能够算回答你的第一个问题;
大脑的分工和集群效应
(4)怎样防止“梯度爆炸”?那么我所理解的就是如果大脑在进行迭代过程中更新的权重过大怎么办?这个其实反而很好解释,根据(2)中神经元的特点,你会发现,更新权重其实只与前级神经元和后级神经元有关,继而大脑更新权重的方式就只有两层神经元的参与,所以就不会被滚起雪球来;同时为了怕更新权重过大把脑子烧坏了,还特意为神经元准备了不应期(也就是(2)中提到的贤者时间),后级神经元不能持续发射脉冲,根据STDP学习的规则,也就不能持续的一直的更新脉冲;本回答被网友采纳
(1)动物的神经元都是以脉冲的形式进行信息交流的,而脉冲是离散的,所以从数学角度人脑(往大了说就是动物)交换信息的方式是离散的,也就是不能求导,所以就不存在所谓的“梯度”这一概念了;当然也有论文可以建模,以一种伪bp的方式进行脉冲迭代,当然这就是后话了;
神经元的模型;树突用来收集信息,轴突用来发送信息,二者又合称神经突
(2)基础知识准备:要解决题主的这两个问题,首先就要知道人脑是怎样基于脉冲的形式进行学习的:当一个神经元通过突触(准确的说是轴突)传输脉冲到下一个神经元,下一个神经元收到脉冲后就会引起膜电位的上升,不发射脉冲的时候,由于神经元存在离子泄露,导致膜电位下降;而当该神经元的膜电位达到一定阈值的时候,就会发射脉冲到下下个神经元了,当然你也得让神经元歇一会,在它发射脉冲后的一段时间内,你咋扒拉它,它也不射了,哦,不是,是不发射脉冲了(说白了就是贤者时间呗)。
神经元膜电位随前级神经元发射脉冲的关系:下面的绿条条就是脉冲,蓝线线就是膜电位变化曲线,红线线就是如果你不再来脉冲的话,膜电位的走向
上面说到,前级神经元发射脉冲会引起后级神经元膜电位变化,进而导致后级神经元发射脉冲,完成信号传递;但是前级神经元的脉冲引起后级膜电位变化程度可是不一样的!这就引出了大脑最重要的学习机制-STDP;啥意思呢?就是说前级脉冲引起后级膜电位的变化程度是与前后级神经元发射脉冲的时间差有关的。这个膜电位的变化程度,你可以理解为一种权重;而这种更新权重方法与时间是有关的,这也是和传统神经网络最不一样的特点;
STDP学习机制:更新的权重随前后神经元发射脉冲的时间差之间的关系
(3)怎样防止“梯度消失”:(1)中提到了,脉冲是离散的,所以其实是不存在梯度的,那么我所理解的就是如果大脑在进行迭代过程中更新的权重过小怎么办?这个问题,就引出了大脑的长期记忆功能,“一朝被蛇咬,十年怕井绳”,你小时候遇见了一件非常可怕的事情为什么你能够记一辈子呢?这就引出了大脑的cell assembly(细胞集群)的特点了,下图就是大脑的功能分区,我们在处理一件事情的时候,可不是所有的分区都在工作的,其实只用到了其中一部分,所以就本着谁的活谁干的原则。如果你24小时干同一件事情,大脑中负责你干活的那块区域不整点活儿不得被你活活累死。所以大脑的不同区域内部之间是存在集群效应的,它们之间的相互紧密连接,相互抱团,有点类似与循环神经网络的结构,由于绑定的非常紧密,突触之间的权重也非常高;这就回答了你的梯度消失:大脑A分区平时不工作,消停待着,但是如果开始工作,只要有一个脉冲进来,整个分区集群就会瞬间被激活,进行工作,相互之间产生脉冲,相互之间更新权重,大脑就开始进入训练阶段了~!,如果你持续做事件A,A分区就会一直处于激活状态,就像嚼了炫迈一样;如果你突然不做A了,A分区就没有外接刺激,由于神经元的不应期和STDP的学习机制,它就会一点点的萎下来,再次恢复待机状态,所以也就不存在所谓的梯度消失;不知道我这样说是否能够算回答你的第一个问题;
大脑的分工和集群效应
(4)怎样防止“梯度爆炸”?那么我所理解的就是如果大脑在进行迭代过程中更新的权重过大怎么办?这个其实反而很好解释,根据(2)中神经元的特点,你会发现,更新权重其实只与前级神经元和后级神经元有关,继而大脑更新权重的方式就只有两层神经元的参与,所以就不会被滚起雪球来;同时为了怕更新权重过大把脑子烧坏了,还特意为神经元准备了不应期(也就是(2)中提到的贤者时间),后级神经元不能持续发射脉冲,根据STDP学习的规则,也就不能持续的一直的更新脉冲;本回答被网友采纳
第2个回答 2020-11-04
人脑由大脑、小脑、间脑、脑干组成。其中:大脑是中枢神经系统的最高级部分,也是脑的主要部分。分为左右两个大脑半球,二者由神经纤维构成的胼胝体相连。
第3个回答 2020-11-04
一代人一代人进化而来吧。
第4个回答 2020-11-04
由细胞构成吧