作者认为人脑是在长期进化过程中自然形成的组织系统而不是刻意设计的产物，因此将脑比作可以叠加新成分的甜筒冰淇淋。以这一 思路为主线，作者介绍了大脑的基本构造，还有为什么说大脑是粗糙的。还分别讲了记忆、爱情、美梦和宗教背后的大脑机制。

戴维·J·林登(David J.Linden)是美国约翰·霍普金斯大学医学院教授、神经科学家，对小脑突触可塑性有专门的研究。

作者认为人脑是在长期进化过程中自然形成的组织系统而不是刻意设计的产物，因此将脑比作可以叠加新成分的甜筒冰淇淋。以这一 思路为主线，作者介绍了大脑的基本构造，还有为什么说大脑是粗糙的。还分别讲了记忆、爱情、美梦和宗教背后的大脑机制。

01、记忆原理

作者认为，冰淇淋式的进化方式和设计原始的神经元细胞，会让大脑变得粗糙落后和低效率呢。我们先来看一下大脑的基本结构，这是认识人脑的第一步。

首先，大脑皮层，它是一个近似椭球型的、带点浅灰的粉色物体，重量大约是1.4公斤。覆盖着密集的皱纹，形成了深深的沟回。这些沟回和皱纹看起来很复杂，给人的感觉好像是随机形成的，就像每个人的指纹一样独一无二，但实际情况正好相反，所有人大脑沟回的纹路基本都是一样的。我们知道，人脑的各个部分都有自己的分工。

比如，大脑皮层里就有人最高级的感觉中枢，包括视觉、听觉和触觉中枢，它还有负责人们思考、感情、判断和做出决策的中枢，是人思维意识的真正所在。小脑，主要负责的是人体的协调，它可以根据身体的运动，对肌肉进行细微的校正，让我们能平稳地运动。脑干，它是身体最基本的控制调节中枢，主要负责那些不需要意识控制的生命必需功能，比如心跳、血压、呼吸节奏和体温等，你平时不需要刻意地去呼吸，就是脑干的功劳。

其次，有些结构其实我们已经不太用了。比如说有个结构叫中脑，它控制的是比较低级的视觉中枢，只能给高级视觉中枢打打辅助，但有高级视觉中枢在，有它没它都差不多，可是它还保留在我们的脑子里，没有退化消失。所以科学家们才说，人脑就像一个甜筒冰淇淋，在进化的过程中，高级功能结构不断增加，低级功能结构却还留在原处。所以，这种冰淇淋式的进化过程，让我们大脑里面保留了很多用不着的多余结构，这当然会导致大脑的落后和低效。

最后，神经元也是造成大脑粗糙落后和低效率的元凶。大脑思考的时候会产生电信号，这些信号怎么传导呢？人脑里面有两种细胞，第一种是我们之前提到的神经元，这种细胞的功能就是产生和传导电信号，它是大脑里的基本运算单元；另一种细胞叫做神经胶质细胞，它们是大脑里的管家，功能是为神经元提供良好的工作环境。在我们的大脑里面，一共有大约1000亿个神经元和1万亿个神经胶质细胞。但是神经元并不是生物进化的新产物，科学家们通过对物种进化阶段的推测，认为神经元应该是在6亿年前的寒武纪出现的，它在漫长的进化过程中也没怎么变，所以神经元其实是一种很古老的细胞，性能上也很落后。既然我们大脑的基本运算单元就是神经元，那可以想象，大脑的性能肯定也好不到哪儿去。

那神经元的性能差在哪儿呢？神经元的工作原理其实很简单，在两个不同的神经元细胞之间，电信号通过一种叫做“突触”的结构来传递。这就是神经元的工作原理，也是大脑落后低效的重要原因。因为生理上的制约，一个神经元每秒钟最多只能传递400次电信号，传导的速度还特别慢，比铜导线的效率低得多，而且神经元还经常漏电，会影响到其他神经元的工作。如果我们把铜导线和神经元比作水管的话，铜导线就是直径3米的钢制水管，水流速度快、流量大，还不漏水；而神经元就像是直径2.5厘米有漏洞的橡胶水管，流速慢不说，水还一个劲儿往外漏。这还不算完，实际上电信号在两个神经元之间传递的时候，还很容易出错。平均每次传递的成功率只有可怜的30%，也就是说，在另外70%的情况下，下一个神经元根本就接收不到上一个神经元传来的信号。

所以，神经元其实是一个特别不靠谱的东西，性能落后、故障频发，再加上大脑冰淇淋式的进化过程，让很多可有可无的低级结构保留在了大脑里，这些都导致了人脑的粗糙原始和低效率。为了弥补神经元的缺陷，大脑只能用数量换质量，进化出特别多的神经元，而且让神经元之间出现大量相互连接的突触，这样才能保证运算的速度。这样的结果是，人体内平均每个神经元都有大约5000个突触，再加上人脑里有1000亿个神经元，所以人脑内的突触总数可以达到惊人的500万亿个。正是凭借着这么多的神经元和突触，大脑才有了足够的运算能力。但代价是，只占我们体重2%的大脑，却可以消耗总能量的20%。

02、爱情的脑科学

爱情给人带来的甜蜜和激情，其实只是大脑特定区域活动的产物。在脑科学家眼里，爱情其实也只不过是我们粗糙的大脑在进化的过程中为了适应自然而产生的副产物，让我们来看看这是为什么。

英国的两位科学家曾经做过一个有趣的实验，来探究爱情的生物学原理。他们招募了很多二十岁出头而且深爱对方的年轻情侣来进行实验。在实验中，这两位科学家让情侣们观察自己伴侣的照片，同时用仪器来记录情侣们大脑的活动情况。然后，他们又做了相同的实验，只是把照片换成了相互间没有爱情的一般朋友，但这些朋友的年龄、性别、交往时间和自己的伴侣都是相同的。两位科学家发现，在看到恋人的脸时，受试者脑内有几个区域被激活了，其中包括处理情感刺激的区域及整合感受和运动的区域。同时，还有一些脑部区域的活性降低，比如控制攻击和恐惧中枢的大脑区域。正是这些脑部区域的变化，可以让人感受到爱情带来的喜悦和甜蜜。 除了这组科学家以外，美国也有一个科学小组进行了相似的实验。不同之处是，他们选择的实验对象是刚坠入爱河不久的恋人，相爱时间在2-17个月不等。和前面一组受试者一样，这组受试者也会产生类似的大脑激活反应，但还有一个明显的区别，那就是刚刚相爱的恋人，他们大脑中一个叫做“腹侧被盖区”的区域激活得更强烈。这个区域是大脑对强烈快乐感觉的反应中枢，也是毒品激活大脑的一个关键区域。也就是说，爱情和毒品会对大脑产生相似的刺激。

需要注意的是，爱情对大脑腹侧被盖区的激活只能持续一段时间，少则几个月，多则几年，过了这段时间，恋人们就很难再感觉到爱情里的激情了。这个发现可以给恋人们一些启示，那就是为了拥有长久的爱情和婚姻，要抓住恋爱的初期，也就是热恋阶段进行磨合，稳定巩固住感情，只有这样，两个人才能在恋爱的新鲜感过去之后，依然保持对对方的爱。相反地，如果两个人的感情在热恋期就很不稳定，那等到新鲜感一过去，分手的可能性就很大了。

03、梦的脑科学

人在睡眠的每一个时期都会做梦，而梦只是大脑在睡眠时期的副产品。睡觉是人每天最重要的事情之一。自然情况下，世界上连续最长时间不睡觉的纪录是11天，而有实验结果显示，如果强制剥夺一个人的睡眠，那么这个人肯定会在四周内死去。虽然直到今天，我们还是不知道睡眠背后的真正原理，不过可以肯定的是，睡觉真的很重要。那为什么我们睡觉的时候还会做梦，梦是怎么产生的？

虽然研究大脑的生物学家们解释不了梦的内容，但是在他们看来，梦的内容本身没有任何意义，梦只不过是一些大脑活动的副产品而已。我们每天晚上都会做梦，只不过一般来说，除非你在梦中或是在梦刚刚结束的几分钟内醒来，不然我们醒后都很难想起来梦的内容。而且科学家们发现，梦的内容一般都偏向于负面情绪，人有大约70%的梦以恐惧、焦虑和攻击为主要情感，而只有大概15%的梦有明显的正面情绪。而且对所有人来说，梦的情节一般还很离奇。

在做这种情绪负面、情节离奇的梦的时候，人一般都处于快速眼动睡眠的状态。顾名思义，在快速眼动睡眠中，人的眼睛会快速转动。这时候如果扫描大脑我们就会发现，在做这种梦时，如果出现强烈的视觉性信号，大脑里负责高级视觉中枢的脑区，还有负责视觉记忆和存储的脑区会剧烈活动，而且，因为负责视觉记忆的脑区里还储存着很多互不相干的视觉记忆片段，所以你会发现，梦境也经常是由多个不相关的记忆片段组成的。再加上这个时候，支配负面情绪的脑区会被强烈激活，所以你在做这种情节离奇的梦的时候，往往会觉得很紧张很害怕。同时，控制着大脑决策性功能，比如判断、逻辑和计划功能的区域，在这个时候会受到抑制，所以这种梦经常会很离奇，而且做梦的人在梦里，可以坦然地接受怪诞的情节而不会觉得奇怪。

我们知道，人的睡眠不是一成不变的，而是会经历好几个不同的阶段。先是浅睡眠，然后逐渐进入深度睡眠，最后会进入快速眼动睡眠阶段。这几个阶段会一起构成一个长度约为90分钟的睡眠周期，而一个人一晚上，往往会经历好几个这样的周期。很久以来，科学家们一直认为，人只有在快速眼动睡眠阶段才会做梦，但直到最近研究才发现，人在睡眠的其他阶段，也就是眼睛不会快速转动的普通浅睡眠和深睡眠阶段也会做梦。人在刚刚睡着的浅睡眠阶段，做的梦一般符合现实逻辑，没有太多细节，也没有任何特殊的感情色彩。而人在深度睡眠时，做的梦也符合现实逻辑，不会有丰富的故事情节，但是会存在一种急切的情绪感受。这两种梦逻辑上都是正常的，持续的时间也比较短，相比于快速眼动时期做的梦，很难给我们留下深刻的印象。但是无论如何，科学家们总算得到了真相，那就是人在睡眠的所有时期都会做梦。

人类到底为什么会做梦呢？不同的研究者会给你不同的答案。比如有的学者认为，梦的主要功能是调节情绪；有的人认为，梦是一种精神治疗；对进化感兴趣的科学家们提出，梦可以让生物在睡觉的时候顺便复习一下生存技能。还有一个比较有名的理论，认为梦的作用是巩固和整合记忆，按照这种观点，梦的内容只是在记忆巩固的过程中一种光怪陆离的副产物，没有什么特别的含义，也不需要去解释。这些说法可能都对，但没有人知道最完整的答案，梦还需要我们继续研究。