思维的速度有多快？——西娜·马修

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你的死敌抓住了你，并且把你连到了一个怪异的实验装置上。他用一条非常长的神经元，把你的神经系统延伸到了一个约 70 米以外的靶子上。在某一时刻，他将射出一支箭。如果你的思维可以在箭之前击中靶子，他就会放了你。那么，谁会在比赛中获胜呢？西娜·马修对思维的速度进行了研究。

课程由西娜·马修主讲，安德鲁·福斯特（Andrew Foerster）执导。

你的死敌抓住了你，并且把你
连到了一个怪异的实验装置上。

他用一条非常长的神经元
把你的神经系统延伸到了

一个约 70 米以外的靶子上。

在某一时刻，他将射出一支箭。

如果你的思维
可以在箭之前击中靶子，

他就会放了你。

那么，谁会在比赛中获胜呢？

为了回答这个问题，我们必须
研究一下思维的硬件：神经元。

人类大脑中大约有
860 亿个这样的细胞。

它们通过电子脉冲或动作电位
把信号向下传递给

神经轴突。

此后，一个神经元可以把信号
传递到下一个神经元的神经突触。

传递通过化学神经递质实现。

信号被下一个神经元的
神经树突接收，

下传到它的神经轴突，
然后接着传递下去。

所以，决定你思考速度的关键因素

包括最初产生动作电位，

以及将它一路下传到轴突，
再通过突触来进行传输的时间。

我们还必须把神经元的数量和

信号传输的距离等因素考虑进去。

一起来看一看这一过程
在膝跳反射这一简单途径中是怎样的。

敲击你的髌骨肌腱
会触发电子脉冲。

该脉冲将沿着感觉神经元
上传到你的脊椎。

在那里，信号分散开来。
为了简单起见，

我们将考虑跳入运动神经元，

又下行回到腿部的那部分信号。

这条途径中的神经元的总长，

就身高为 5 英尺 5 英寸的人而言，
大约是 1 米。

从敲击到膝跳，
平均需要 15 至 30 毫秒。

速度是距离除以时间，

所以这一信号的传递速度
是每小时120 到 240 公里。

产生最初的运动电位
占用了 1 到 5 毫秒，

突触传播仅需 1 至 5 毫秒，

所以大块时间用在了神经轴突上。

该数据与研究发现相一致，

即平均每个单一神经元发送信号的
速度在每小时 180 公里左右。

但是速度可以因髓鞘化和
增加轴突直径而得到提升。

髓鞘质是一种脂肪鞘，
它把轴突隔绝起来，

以防止电波泄漏。

同时，直径较长的轴突
拥有较小的内部阻力。

这些复合因素
可以将动作电位提速至

每小时 432 公里。

这里有很多差异：有些人的
思维速度比其他人快，

你的思维速度也
会在一生中发生变化。

特别是，当你年纪大了以后，

包裹轴突的髓鞘质会发生磨损，

其它的神经元结构也会衰退。

回到那个歹毒的实验。

由反曲弓射出的箭平均飞行速度

大约是每小时 240 公里。

这就意味着，只要神经元足够长，
且被髓鞘化或有较长直径的话，

你的思维实际上可以赢得比赛。

但是，这里有一个小问题。

箭与思维并不同时出发；

首先箭被发射出去，
之后，一旦你看到了它，

信号就可以开始沿着它的途径传递。

处理图像或音乐，参与内心独白，

进行回忆都需要复杂的神经通路，

它与线性的膝跳反射截然不同。

这些思维的产生速度
大体上是一致的，

其间的区别主要基于
髓鞘化和轴突直径。

但是，思维的持续时间却会
出现很大变化，取决于它的路径，

中途站点，和目的地。

在这个例子里，当你察觉到
具有威胁性的刺激时，

你会触发恐惧惊吓反应。

类似于膝跳反射，

惊吓可以是非自主的，
而且发生得非常快。

如果弦声足够大的话，

你可能会在不到
65 毫秒内做出反应。

但是，更有可能的是，你的
惊吓反应将基于你的视觉。

我们的眼睛处理一幅图像的
速度可以快至 13 毫秒，

但是，估算你所看到的东西，
并决定它的危险性

则会需要长达 180
至 200 毫秒的时间。

到那时，箭就已经
领先了大约 13 米。

靶子足够远，

你正好有足够的机会赶上，

如果你能切实地
快速“想”出你的出路来。