作爲一個人工智能工作者，雖然經常用人工神經網絡，但對生物神經網絡並沒有多大興趣，直到半年前，我那年紀並不大的老爹因爲高血壓發生急性腦梗塞，有一些腦組織被損傷了，我覺得是時候學點腦科知識了。
我們習慣把我們的腦稱作大腦，人的腦組織中大腦佔了很大部分，但也有很多別的部分，例如，小腦、腦幹。在關注這塊之前，對於笨妞來說，這些總體稱爲大腦。但是，腦科學界貌似並不這麼認爲。大腦是人腦的高級進化區域，小腦和腦幹是相對原始的區域。然而，並不是所有動物都有高級進化腦組織的，像魚，它們的大腦部分很少很少，幾乎只有原始腦組織，怪不得養魚時，得由人來控制餵食，不控制的話，它們就會把自己撐死。進化到“鳥腦”，小鳥就會控制自己的食量了。這或許就是大腦的進化過程吧。小腦、腦幹這樣的腦組織通常管理人或動物非自主的功能，而人自主控制的功能很大程度受大腦的控制，那麼在完成例如踢足球、辨別朋友等任務時，腦是怎麼工作的呢？這些在經過了很淺的學習後，笨妞會在本文做總結，僅僅是總結，還暫時沒有能力展開。
本文主要分腦的進化、腦的結構、大腦的機構，以及大腦的功能框架這幾部分。算是開篇吧
- 腦的進化過程
現在的腦包含數百億神經元，雖然阿爾法狗在圍棋上所向披靡，但，以大型計算中心爲大腦的機器依然有很多功能完全無法達到人的高度。這其實很正常，因爲人類對腦科學的研究都還有很多很多未解之謎。並且，人工智能一直在不斷髮展，人腦其實也在不斷的發展。我們常常感嘆，我們的孩子比當年的我們聰明多了，這也是人腦進化的佐證。
腦進入的過程大概是這樣的：
從魚腦開始，腦的體積越來越大，更主要的是大腦的進化相對來說要多得多。魚腦的基本結構是小腦和腦幹，這基本是最原始的大腦結構。
到人腦，大腦佔據絕對主導位置了。
- 腦結構
整個神經系統是這樣的：
小腦和腦幹的結構：
腦幹負責基本的生命活動，如心跳、呼吸等自動行爲，是基本生命活動中樞，同時腦幹是大腦與肢體的信使，負責感覺的傳入和行動命令的傳出。
小腦維持人身體的平衡和運動的協調。
- 大腦結構
大腦結構是這樣的：
對應到各功能是這樣的：
大腦最重要的區域是大腦皮層，大腦皮層是一個6層的神經網絡（如果神經元假說成立的話），將大腦皮層展開，能展出一平方米左右的面積，可見大腦皮層的摺疊和溝回很複雜。
分辨大腦前後的座標是中央溝，中央溝前面是前額葉，負責執行控制；後面是枕葉，負責視覺、空間、聽覺等各種感覺。胼胝體作爲大腦的左右區分座標，它將大腦分爲左半球和右半球。胼胝體本身是連接左右半球，傳遞信息的神經纖維束。
大腦神經元的激活和抑制由化學神經遞質來完成，相當於人工神經網絡中的激活函數。
- 大腦的功能框架
大腦功能框架是這樣的：
這個框架是本系列文章的縮影。
從框架上看，一共五塊：輸入模塊（鍵盤、攝像頭、耳麥等）、緩存和存儲提取模塊（內存）、控制單元（CPU、DMA）、輸出單元（顯示器、揚聲器等）。
類比人工神經網絡，生物神經網絡的功能差不多，除了物質促進大腦的發育，學習也是很重要的過程。大腦發育類似於神經網絡的設計和構建；學習類似於網絡的訓練；存儲下來的各種功能的記憶類似於訓練後的模型。只是，大腦更像是監督學習、無監督學習、強化學習的綜合體。
與人工神經網絡不通的是，大腦有很強大的“內部感覺”，如內部語言複述，即我們心裏默默說的話，又如我們心中總是摸摸預演第二天很重要的活動安排。這些“內部感覺”促進大腦對“很重要”事情的分析和發展，也能促進對這件事情的記憶。
記憶分短時記憶和永久記憶，語言、語義、運動技能等，經過從小反覆的演練學習，會變成永久記憶，而像“昨天回家路上看到一隻流浪狗”這樣的事件，通常只在大腦中經過一次或少數次的活動，只能是短暫記憶，沒有別的因素激發，基本不會被想起，即是重複想起，也不過是幾天的記憶。記憶一開始都是短時記憶，只是有的經過不斷重複，被大腦的以及系統逐步推到永久記憶區，有的對我們來說完全不重要，停留在短時記憶區，不會被髮展，成了真正的短記憶。
短時已經的空間有限，因此，很多經歷一兩次的事情很快被忘掉，而永久記憶的空間卻很大，如同內存比硬盤小很多一樣。上帝在造人的時候是不是也考慮了“成本”的呢。
框架中的各個功能，都會落實到大腦的某個區域中，如短時記憶涉及到內側顳葉，中央執行單元涉及到前額葉。後續，會逐步學習各塊功能以及與它們相關的區域。
我們在看到某個熟人時，處理馬上辨別出他是某某某之外，還會主動上前打招呼，並和他聊起一些事情，甚至想和他一起喫一頓都覺得好喫的飯，這說明各塊功能並不是獨立工作的，視覺、語言、聽覺、甚至嗅味覺可能同時被調動，怎樣調動由中央單元控制，然後由穿越胼胝體，縱貫左右半球、上下頁的纖維束傳遞。後續，也將學習各個功能之間的關聯，儘管它們如下圖般複雜。
同時，對於建立在各功能之上的認知、意識、心智以及情緒，也會逐步涉獵。
雜事繁多，希望今年可以把在入門“腦”。