读书笔记 · 2026年 5月 26日 0

神经元 – day 137

我们知道,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。那重点来了,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。

所以你看,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%。有一个比喻特别地恰当:大脑就是一台拼装电脑,虽然每一个处理器的功能都不怎么样,但最后大量相互关联的处理器,还是能合作解决很复杂的问题。