色。神经元轴突的另一端通常与一个下游神经元的树突相接触。(若用电子显微镜仔细看,你将看到在两个神经元间的窄小的缝隙,称为突触。)上游神经元释放微量的神经递质至突触这片“无人之境”,然后扩散至下游神经元的膜,打开某些膜上的通道。(虽然也存在某些逆行性神经递质,但一个突触通常是单向交通,因此称为“上游”和“下游”神经元。)
从总体上来看,单个神经元看起来很像灌木或草本植物(如姜)的根须。它是典型的计算单元,能把几千个输入的影响综合起来,这些输入大部分是兴奋性的,有一些是抑制性的——很像银行帐号中的存款和取款,然后用一个声音对其成千上万的听者(下游神经元)说话。从这个“活期帐号”中送出的信息主要是关于其“帐号余额”的情况,以及余额递增得有多快。除非余款超过某一阈值,否则不会有信息送出。大的存款产生大的信息,就像付利息带着红利。但是,正如只有你敲击钢琴键足够重,键才会发出声音一样,除非输入信号合适,皮层神经元通常是安静的,它们的输出则与它们为“帐号余额”所刺激的程度成正比。(过于简化的二进位模型通常把一个神经元当作拨弦古钢琴的键,有一个阈值,但敲击得更重时音量并无分级型变化。)
虽然短轴突的神经元的信息可能是较简单的,但轴突长于约0.5毫米的神经元总是采用一种信号放大装置;冲动,即一种标准大小的短暂的电压的变化(像拨弦古钢琴键的响度)。把冲动放大,并送入扬声器,听起来就是“咋”的一声,我们称之为神经元“放电”。为了避免标准大小变化的局限性,冲动常以与“帐号余额”成正比的速率重复。有时,特别是在大脑皮层,在成千上万的输入中只要有几个便能协同起来触发一个冲动。
真正有意思的是大脑皮层的灰质,因为大多数新奇的联想是在那里产生的,正是在那里,一把梳子的样子与你对手中一把梳子的感觉相匹配起来。大脑对于视觉和触觉的密码是不同的,但是在皮层中它们以某种方式关联起来,也和听到梳子这个读音或听到拨弄梳齿时所产生的声音的大脑密码相关联起来。不管是以上述形式中的哪一种出现,你总是能确定这是一把流子。因此,已假设在皮层中可能有一些特化的部位,我们称之为联想性记忆汇聚区,来自不同感觉模态的信号在那里汇聚起来。在产生信号这一方,在发“梳子”这个词的音和用梳子梳理头发时,你也已经把这两者的大脑密码关联起来了。这样,在词“梳子”所引起的感觉和各种运动表现之间也就联系起来了,我们可以指望发现十几种与梳子关联的不同的皮层密码。
实现所有这些关联功能的皮层区域,是白质这块蛋糕上的薄薄的一层糖霜。大脑皮层只有2毫米厚,但它具有深深的皱褶。新皮层有极均匀的神经元密度(除了初级视皮层的一层外)。不管是语言皮层还是运动皮层,如果你在皮层表面做一个网格,每平方毫米的新皮层约有148000个神经元。但是,若从侧面看,在2毫米深度的各层,可见某些区域上的差异。
具有分层结构的并非白质这块蛋糕本身,而是蛋糕上的糖霜,这很像多层馅饼的那个由新月形片层组成的外壳。新皮层最深的几层像是个“发信箱”,其纤维自皮层引出,走向远处的皮层下结构,如丘脑或脊髓。中层是一个“收信箱”,纤维由丘脑等处到达这里。浅表的几层很像部门间的联络信箱(“内部信箱”),与邻近区和远处的浅表各层形成连接。它们的轴突穿过济肌体至脑的另一侧,但大多数“内部信箱”的邮件是在几毫米的局部范围内分送的。这样的轴突分支向侧方伸展,而不是像较长的“U形纤维”分支还回通过白质。
某些区域有大的“收信箱”和小的“发信箱”,就像在编辑部处理读者来信的书桌上所见的信箱一样。除了这