Hans Neleman/Stone/Getty Images När du jämför hjärnans detektiver, neurovetenskapare, till andra detektiver, neurovetenskapsmännen verkar misslyckas med att lösa mysterier. Trots allt, Agatha Christies Hercule Poirot och Miss Marple behövde bara cirka 250 sidor vardera för att komma till botten med sina ärenden. Ditto för Nancy Drew. På tv, Jessica Fletcher och Kojak kunde alla hitta sina svar på en timme eller mindre, medan Veronica Mars bara behövde ungefär tv -säsongens längd. Till och med södra Floridas stolthet, Encyclopedia Brown, kunde lösa sina ärenden med lite mer än en handbok, hans pålitliga sneakers och en mängd olika factoids. Om Encyclopedia Brown bara krävde 25 cent per dag (plus utgifter) för att lösa sina ärenden, vad är det då som tar neurovetenskapsmän så lång tid att avslöja hjärnans mysterier?
OK, så hjärnan är lite mer komplex än Encyclopedia Browns nemesis, Buggar Meany. Men med hjärnan bara väger 1,4 kg, du kan bli förlåten för att du undrar om neurovetenskapare bara är stora slackers. Som det är, Mysterier i överflöd i dessa 3 pund, och tills ganska nyligen, forskare saknade utrustning för att noggrant studera hjärnan. Med tillkomsten av hjärnbildningsteknik, det är möjligt att de kommer att fortsätta att lära sig mer.
Hjärnans funktion, dock, bestämma sådana grundläggande frågor om personlighet att vi kanske aldrig vet allt om vad som händer. Det betyder inte att vi inte kan spekulera, fastän. Även om vi kanske inte kan lösa dessa kapris med ledtrådar som pekar på överste senap i biblioteket med en revolver, vi kan dyka in i det nuvarande tänkandet om några av hjärnans berömda olösta mysterier. Gör din casebook redo och gå till nästa sida för vår första pussel.
Innehåll
Dessa pojkdetektiver försöker ta reda på hur stor inverkan deras föräldrar kommer att ha på dem. Bildkälla/Getty Images Tvillingar - när Brad Pitt och Angelina Jolie har dem, det är fascinerande. När de dyker upp för Jack Nicholson i korridorerna på Overlook Hotel i filmen "The Shining, "det är galet. När Arnold Schwarzenegger och Danny DeVito påstår sig vara dem, det är komikguld. Och medan flerfödslar representerar ett av livets stora underverk i sig, de ger viktiga ledtrådar i det mystiska fallet med natur mot natur .
Detta fall handlar om hur mycket av vår personlighet som beror på vad vi kom till världen med - våra gener. Bestämmer våra gener hur smarta vi ska vara? Vem kommer vi att älska? Vad ska vi helst äta till middag? Eller gör det som händer när du väl är i världen en större skillnad? Kommer föräldrar eller kamrater eller popstjärnor i slutändan att forma den du blir? Ett sätt för forskare att ta reda på var gener slutar och var miljön börjar är i studiet av enäggstvillingar, som delar samma gener. Forskare har studerat tvillingar för att ta reda på hur gener påverkar allt från matematisk förmåga till predisposition för bröstcancer. Tvillingar representerar ett så rikt forskningsminefält för neurovetenskapare att en årlig festival i Twinsburg, Ohio fungerar som ett slags rekryteringsparti [källa:Revill, Asthana].
Separationen av tvillingar är när forskare verkligen kan undersöka naturen kontra vård. Än så länge, dock, bara en studie har någonsin tittat på separerade tvillingar från spädbarn till vuxen ålder, och vi vet inte resultaten av den studien förrän 2066. På 1960 -talet, 1970- och 1980 -talet, barnpsykiatern Peter Neubauer och barnpsykologen Viola Bernard ledde en studie där tvillingar och trillingar som gavs upp för adoption på en viss adoptionsbyrå i New York separerades och studerades under hela deras liv [källa:Wright].
När syskonen placerades hos sina respektive familjer, föräldrarna fick veta att barnet var en del av en pågående forskningsstudie som skulle kräva regelbundna intervjuer och utvärderingar. Ingen, dock, fick veta att barnet var en tvilling eller trilling, eller att studien involverade naturens inflytande kontra vård. 1981, delstaten New York började kräva att syskon skulle hållas ihop i adoptionsprocessen, och Neubauer insåg att allmänheten kanske inte var mottaglig för en studie som använde denna separationsmetod [källa:Richman]. Resultaten förseglades och placerades vid Yale University fram till 2066.
Memoiren "Identical Strangers" är historien om Paula Bernstein och Elyse Schein, som var en del av studien. Systrarna återförenades när de båda var 35 år; alla utom fyra ämnen i 13-barnstudien har hittat sitt saknade syskon [källa:Richman]. När man marknadsför boken, Bernstein och Schein kan ge en smygtitt på Neubauer och Bernards resultat. Bernstein och Schein säger att det är obestridligt att genetik spelar en stor roll; Bernstein sätter siffran på mer än 50 procent [källa:Sunday Herald Sun]. Kvinnorna upptäckte att de hade saker gemensamt som inkluderade en vana att suga på samma fingrar och samma major på college [källa:Sunday Herald Sun]. När det gäller andra frågor, kvinnorna rapporterar att de är, som Bernstein uttryckte det i en intervju med National Public Radio, "olika människor med olika livshistorier" [källa:Richman].
Tills vidare, det verkar som att vi står stilla, så gå till nästa sida för att se om vi kan lösa "Pusslet om varför hjärnan slutar fungera."
Den störda hjärnan berättar inga berättelser. Daniel Day/Stone+/Getty Images När en mördare är på fri fot i romaner eller på silverduken, Det finns en särskild brådska för detektiven i ärendet. Det är en tävling mot tiden för att fånga den skyldige innan han eller hon slår igen. Mysteriet om hur hjärnceller dödas av degenerativa neurologiska sjukdomar är inte annorlunda. Som miljontals individer och deras familjer kan intyga, en hjärnstörning eller skada kan vara skrämmande, frustrerande och i slutändan dödlig.
En sak som gör dessa störningar särskilt skrämmande är hur lite man vet om varför de händer eller vad man kan göra åt dem. Ta, till exempel, fallet med Alzheimers. Denna sjukdom lämnar efter sig två mycket viktiga ledtrådar:amyloidplack och neurofibrillära trassel. Men vad betyder dessa ledtrådar? Börjar deras närvaro processen med Alzheimers, eller utvecklas de som ett resultat? Och om dessa två funktioner är fördelarna, vad kan man göra för att hålla dem borta från hjärnans scen? Hittills, det finns ingen magisk kula som kan återställa hjärnans funktion eller återväxa hjärnceller efter att de gått förlorade.
År 1990, President George H.W. Bush förklarade att 1900 -talets sista decennium skulle kallas "hjärnans decennium". Bushs kungörelse angående det hjärntrevna decenniet erkände de framsteg som hade gjorts för att förstå hur hjärnan fungerar samtidigt som han påpekade hur mycket mer som behövde läras om vad som händer där uppe [källa:Bush]. Presidenten citerade ett antal neurologiska störningar som han hoppades kunna förstå vidare, inklusive Alzheimers sjukdom, stroke, schizofreni, autism, Parkinsons sjukdom, Huntingtons sjukdom och muskeldystrofi.
Som ni kanske gissar, bara ett decennium av hjärnan var inte tillräckligt för att lösa alla problem som plågar klumpen ovanpå vår ryggmärg. För att förstå hur hjärnan slutar fungera, forskare måste göra mer arbete med hur hjärnan faktiskt fungerar. Medan forskare känner till den allmänna funktionen hos olika delar av hjärnan, det finns bara en mycket grundläggande känsla för hur hjärnans system fungerar tillsammans, särskilt med alla funktioner som en person kräver av det på en enda dag. Hur fungerar det så snabbt? Vilka andra system i kroppen använder den eller förlitar den sig på?
Alla dessa frågor kan göra dig trött, och du är mer än välkommen att ta en tupplur, men ställ in en väckarklocka så att du inte sover genom nästa mysterium på vår lista.
Varför behöver barn så mycket sömn? Ännu ett mysterium! Ben Bloom/Stone/Getty Images "Söta drömmar är gjorda av det här, "sjöng Annie Lennox under hennes tid i Eurythmics på 1980 -talet. Men du kanske märker att Lennox är lagom otydlig om vad exakt" detta "är. Och egentligen, ingen vet vad söta drömmar är gjorda av, varför vi har dem eller till och med vad vi håller på att sova bort vårt liv ändå.
Kan du tro det? Varje kväll huggar vi ut några timmars blöta ögon, och vetenskapsmän vet inte ens varför! De vet att det är extremt skadligt om en person inte får tillräckligt med sömn, och det är möjligt att sömn en gång tjänade någon form av evolutionär fördel. Sömn skulle vara en extremt fördelaktig distraktion om den tidiga mannen hade velat ta en midnattspromenad vid tiden då sabeltandstigrar var på jakt [källa:BBC]. Å andra sidan, det är inte ett särskilt fördelaktigt drag att fortsätta i denna elålder eftersom processen tar mycket tid (ungefär en tredjedel av vårt liv) och gör drömmaren försvarslös mot rovdjur [källa:Eagleman].
Det finns några teorier om varför vi behöver så mycket sömn. En idé är att sömn är återställande för kroppen, ger det en möjlighet att vila. Men om vila är målet, varför förblir vår hjärna hård på jobbet? Det är möjligt att medan vi sover, hjärnan tränar och kör problemlösande övningar innan handlingar genomförs i den verkliga världen. Det finns flera studier som visar att lärande inte kan ske utan sömn för att förstärka kunskapen [källa:Schaffer].
Några av dessa studier kan ha verkliga konsekvenser för studenter. En forskare hävdar att det skulle vara bättre för studenter att granska information tills de var trötta, sov sedan, i motsats till att dra en all-nighter [källa:BBC]. Vissa skolor har ändrat tiden för den första klockan så att elever i mellan- och gymnasieskolan kan få lite mer snooze -tid [källa:Boyce, Rand].
Så låt oss säga att dessa elever faktiskt somnar, i motsats till att engagera sig i mer elaka beteenden. Vad händer då? När det drömmande tillståndet för REM -sömn upptäcktes 1951, den beskrevs som en "ny kontinent i hjärnan" [källa:Schaffer]. Även om forskare har försökt göra inhopp på denna okända kontinent, mysterier kvarstår om dess topografi. Som sömn, att drömma kan representera någon form av personlig gymtid för hjärnan, med drömmar som låter en person utarbeta känslomässiga problem och stelna tankar och minnen.
Eller, det är möjligt att livet bara är en dröm, som låten "Row, Rad, Row Your Boat "lärde oss. När du sover, du upplever massor av visuella stimuli som hjärnan på något sätt bearbetar. I ett vaken tillstånd, det kan finnas ytterligare stimuli för olika sinnen, men hjärnan kanske gör samma sak med dem. Om hjärnan arbetar lika hårt som att sova som när vi är vakna, då kanske livet är en vakande dröm [källa:Eagleman].
Låt oss ro vår båt över till nästa sida och undersöka det mystiska fallet med mänskligt minne.
Den här detektiven skriver ner alla sina ledtrådar så att hon inte glömmer dem. Henrik Sorensen/Stone/Getty Images I filmen 2004 "Eternal Sunshine of the Spotless Mind, "karaktärerna som spelas av Jim Carrey och Kate Winslet genomgår en process för att radera alla minnen av deras förhållande från deras sinnen. Filmen använder en mängd olika metoder för att visa hur minnena sönderfaller och försvinner, och det blir en tävling mot tiden när Carreys karaktär bestämmer att han inte vill slutföra processen. Han försöker skydda sina minnen om Winslets karaktär genom att gömma dem i orelaterade minnen.
Lycka till, Jim. Inte ens forskare är helt säkra på hur minnen bildas, hur vi hämtar dem eller hur de försvinner. Det finns många typer av minne; vi människor är packråttor som tar bort information, allt från hur man gör vår mormors favoritpaj till hur man löser algebraekvationer. Men vilka saker bestämmer hjärnan sig för att spara? Var lägger den denna information, och varför kan vi inte komma till den informationen när vi verkligen vill ha den?
Forskare har kunnat hitta var vissa typer av minne lagras. De har också upptäckt hur neuroner eld och synapser stärks när man lagrar dessa minnen. Men de vet inte exakt vad som går in i den neuronen för att lagra minnet, eller hur man löser den synaptiska anslutningen om du vill glömma något. I september 2008, nya ledtrådar om minne kom fram som så småningom kan hjälpa oss att knäcka detta kalla fall. I en studie, forskare fann att de neuroner som aktiveras vid återkallelsen av ett minne sannolikt är de som avlossades när händelsen ursprungligen inträffade [källa:Carey]. Så när du pratar om att återuppleva gamla minnen, det är du faktiskt, eftersom hjärnan gör exakt samma sak som den gjorde första gången.
Men tänk om det inte var en första gång? Ett av problemen med att komma till botten av minnet är att det verkar spela trick på hjärnan ibland. Till exempel, vi skapar ofta falska minnen. Den 7 juli, 2005, London upplevde en rad bombningar. En uppföljningsstudie visade att fyra av tio personer har falska minnen från händelsen eftersom de påstod att de inte hade sett existerande tv-bilder [källa:Randerson]. Om vi lagrar saker som är opålitliga, tjänar minnet något syfte alls? Enligt tänkare så gamla som Aristoteles, vi kanske bara behöver minnen som ett sätt att förutsäga och förutse framtiden [källa:Eagleman].
Frågan om vad vi har upplevt och hur vi upplevt det leder in i vårt nästa olösta hjärnmysterium-den åldersgamla medvetenhetsfrågan. Läs mer om denna hjärnans gåta på nästa sida.
Baby Sherlock Holmes försöker avgöra om han har uppnått medvetandet ännu. Lambert/Hulton Archive/Getty Images Det här avsnittet kan bara "blåsa dig, "för att använda ett vanligt uttryck. Men har du ens ett sinne? Vetenskapsmän vet inte var hjärnan slutar och sinnet börjar. Är det samma sak? Hur är det med själar? Finns dessa i våra hjärnor? Vad ansvarar för alla unika tankar och känslor som gör oss till de vi är? Alla från filosofer till fysiker har tagit upp denna medvetenhetsfråga och kommit upp tomma.
Under en lång tid, studien av medvetandet ansågs vara för långt ute för att studera. Hur studerar du vetenskapligt något så subjektivt? Hur kan det som en person känner bli något som en annan person kan kvantifiera? Men nu, i deras obevekliga strävan efter att förstå varenda sak om världen, forskare försöker ta reda på vad som händer med medvetandet.
Även om det är djupa metafysiska frågor om själens natur, ett sinne och hjärna lämnar frågor om huruvida denna fråga är inom vetenskapernas rike, hjärnan är sannolikt involverad på något sätt i våra medvetna tankar. Med hjälp av hjärnbildning, forskare kan se olika delar av hjärnan lysa upp, och de vet att de kan förändra hjärnan och vårt medvetande med operationer eller kemikalier [källor:Eagleman, Pinker]. Men vad forskare inte vet är i vilket skede av processen en avfyrande neuron blir en medveten tanke. De saker som utgör medvetandet kan vara spridda över hela hjärnan, med olika kraniala delar ansvariga för olika delar av en person. Men, som vi har nämnt, det finns massor av andra hjärnmysterier om hur dessa delar kan fungera tillsammans.
Forskare försöker också ta reda på sambandet mellan medvetna och omedvetna upplevelser. Det finns vissa saker - som att andas och upprätthålla en vanlig hjärtslag - som vi inte behöver tänka på. Hur är dessa omedvetna handlingar kopplade annorlunda än de medvetna? Är det någon skillnad alls? Vi tycker om att vi fattar våra egna beslut, men en ny studie visar att vi kanske inte ens gör det. Denna studie visade att genom att använda hjärnskannrar, forskare kunde förutsäga hur en person skulle agera hela sju sekunder innan personen visste att ett beslut hade fattats [källa Keim]. Vårt medvetande kan bara vara en illusion.
Det är möjligt att något som fri vilja kan komma in i ekvationen i det sista möjliga ögonblicket, överstyr det beslut som hjärnan fattat. Forskarna i studien medgav också att detta test var bäst lämpat för ett enkelt laboratorietest som involverade att trycka på en knapp, i motsats till ett viktigare beslut som att ta ett jobb [källa:Keim].
Kommer vi någonsin att lösa dessa hjärnmysterier? Vem vet - vårt instrument för att göra det är just det vi försöker lista ut. Men du kan börja kamma scenen för förbisedda ledtrådar genom att läsa berättelserna och länkarna på nästa sida.
