当大脑状态最佳时会发生什么？当饥饿感来袭时 ， 我们的大脑就会变得朦胧 ， 思维变得模糊 ， 甚至会出现把袜子放进洗碗机的极端情况 。 这也就不足为奇了 ， 大脑只占身体质量的不到2% ， 但每天消耗的能量却高达20% 。 所以如果有哪个器官需要节省能量 ， 那一定是大脑了 。 要想节省能量 ， 最好的办法就是让神经元变得更不活跃 ， 因为大脑消耗大量能量是在发送和接收尖峰信号时实现的 。 Nathalie Rochefort和他的实验室提出了这样一个问题：饥饿会改变大脑的处理方式吗？
答案是肯定的 。 他们拿了一些饥饿的老鼠 ， 和一些饱腹的开心老鼠 ， 记录下他们的视觉皮层神经元对同一角度的乏味直线图片的反应 。 这些皮层中的神经元通常会对特定角度(比如30度或170度)的线条发送最多的尖峰信号 ， 而与这个期望角度越远 ， 它们发送的信号就越少 。 在饱腹的开心老鼠身上 ， 这意味着一个神经元对远离它期望角度的线条根本不会有反应；但在饥饿的老鼠身上 ， 它们却会反应 。 这就意味着它们发送的信息确实变得模糊了 。
你可能会想 ， 模糊的神经元是怎么节省能量的呢？似乎发生的情况是 ， 饥饿的老鼠的神经元在接收到每一个输入信号时都会减少电流的流动 ， 从而节省了大量在它们大而代谢昂贵的树突上的能量 。 但同时 ， 神经元也会增加膜的阻力 ， 从而增加输入电流引起的电压变化 。 结果就是神经元身体处的电压变得更嘈杂——而嘈杂的电压意味着在不该发出的时候也很可能发出尖峰信号 。 因此：神经元会发出尖峰信号去响应它们本不该响应的线路 。
有趣的一点是：这是否与高效编码理论直接矛盾？这些理论认为 ， 大脑将神经元放电之间的冗余最小化 ， 以最大化可用能量的信息传输 。 换句话说 ， 要尽可能少的神经元发出同样的信息 。 这似乎预示着 ， 可用能量减少时 ， 神经元激活会变得更加稀疏 。 但Rochefort实验室的论文显示 ， 当能量减少时 ， 神经元激活并不会变得更加稀疏 ， 而是更加嘈杂 ， 因为他们的调谐变得更加宽泛 。 这意味着 ， 对于任何给定的图片 ， 更多的神经元同时激活 ， 而不是更少！
有三种可能性：我错了(似乎很可能)；大脑已经处于高效编码的极限 ， 因此可用能量的减少会导致编码效率的下降(也许)；或者高效编码理论(大部分)集中在神经元的错误端——如何使它们的输出更高效 ， 当它是使用最多能量的输入时 ， 因此它是需要优化的输入 。 现在轮到理论家们了 。
真正次优的大脑一个饥饿的大脑可能是次优的 ， 但失去一半更糟糕 。 正如你所知 ， 识别书面文字主要由左脑皮层处理；右脑皮层倾向于处理识别人脸 。 目前的假设是 ， 面部识别最初是由双侧处理的 ， 但学习读写会带来皮层空间的竞争 ， 因此单词识别最终会出现在左侧(语言所在的地方) ， 而面部主要出现在右侧(语言不在的地方) 。 这表明单词和面孔的左右分割是预定的 。 要测试这一点 ， 你想问一下如果只有一个脑半球 ， 会发生什么：大脑是否有足够的可塑性来应对？
Marlene Behrmann和团队能够提出这个问题 ， 通过研究一组在童年时期就失去一个有足够的半球的人来进行研究 。 这听起来可能很激进 ， 确实如此——这是治疗顽固、严重的癫痫的最后一招 ， 通过切除产生癫痫的所有组织来恢复一些生活质量 。 Behrmann等人可以问他们：他们对先前呈现的单词或面孔的识别能力有多好？如果单词和面孔真的被预定要在左右半球 ， 那么如果缺失一个 ， 识别能力肯定很糟糕 。 但事实并非如此 。
当然 ， 失去一半的皮层的人无法与完整皮层的人相比 ， 但他们的正确率仍然达到平均80％以上 。 无论缺失的是哪个半球 ， 都可以在面部和单词识别中取得成功 。 因此 ， 单词或面部识别不是预先定下的左右半球映射 。 面部和单词识别都可以发生 ， 并且只需要一个半球就可以取得良好的效果 。 大脑真是了不起的东西 。
还有很多要赶上的 。 我们已经拥有了关于人类寿命的大脑图表 ， 关于它如何成长、演变和随着年龄减少 ， 这篇论文以第一作者们为获取必要数据所付出的非凡努力而著称 。 你可能还记得我不断强调的“暗”神经元 ， 大脑皮层中的一类似乎没有任何作用的神经元 。 现在 ， 结果表明 ， 氯胺酮会导致不活跃的神经元变得活跃 ， 反之亦然 。 因此 ， 特殊K的奇怪解联效应可能只是暗神经元苏醒 ， 发出关于外界不存在的东西的尖峰信号 。 而且 ， 结果表明 ， 北美城市居民在欧洲城市迷路的原因是他们是在网格城市中长大的——因此他们的大脑无法应对街道弯曲或汇合在任何不是90度的角度的概念 。
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