正文 第2章 認識大腦,從簡單說起(1 / 3)

本篇各章題目

第一章認識大腦,從簡單說起

第二章大腦裏的一些差異

大腦是使我們正常生活的命令和控製中心,完全參與你所做的每一件事。大腦決定我們如何思考、如何感知、如何行動以及如何與其他人和平相處。你的大腦甚至決定你是哪種人,它決定我們如何深思熟慮、如何禮貌或如何粗魯,它決定我們能夠多好地獨立思考。大腦影響著我們的一切。

“腦”其實不等於“大腦”

就像我們常說的,腦的結構像核桃一樣,表麵布滿了深淺不一的褶皺,曲折回轉,好像立體的迷宮。這個“迷宮”的成分有80%都是水,但它並非液狀,而是柔軟的球形。細膩、柔軟,如同上好的豆腐,隻不過不是平滑的方形。

腦可以劃分為大腦、小腦和腦幹,其中大腦又可細化為端腦、間腦、中腦和腦橋及延髓。也就是說,我們常常掛在嘴邊的“大腦”其實並不是“腦”的全部,而是它的一部分,亦是最大、最高級的一部分。大腦是控製運動、產生感覺及實現高級腦功能的高級神經中樞。

大腦分為“古大腦”和“新大腦”。在其表麵覆蓋著一層約1.3-1.4毫米厚的灰質,也就是“大腦皮層”,它是大腦的主要構成成分,因其處於發展階梯的最上層,所以又被稱為“新大腦”。而“古大腦”就是大腦的中心部分,相當於現在所說的“大腦髓質”部分和“脊髓神經”,是生命中樞所在地,是人類沒有成為人類以前就存在的大腦。

新大腦的表麵積可達2200平方厘米,是神經元胞體集中的地方。雖然是“新的”,但它在地球上也至少產生500萬年了,雖然這500萬年使它發生了巨大的變化,但並不是沒有章法的隨意進行,而是遵循著古大腦的某些特征,也就是說它是古大腦的一種功能上的擴大。這樣就可以解釋為什麼現在的鳥類智商不是很高,卻可以發出節律優美的鳴叫聲,因為這種鳴叫是在古大腦產生時就已經產生的功能。

如果將大腦翻轉過來,我們可以發現它是被一個由約2億根神經纖維所組成的大腦半球中最大的連合纖維——“胼胝體”的組織分成了左、右兩個部分——這個部分大腦最大的白質帶,左、右兩半球間的通信多數是通過胼胝體進行的,但較為低級的脊椎動物,例如單孔目和有袋類的動物是沒有胼胝體的。

在大腦的內部有一些腔隙,它們稱為腦室。在大腦兩個半球內有“側腦室”,間腦內有“第三腦室”;小腦和延腦及腦橋之間有“第四腦室”,各腦室之間有小孔和管道相通。腦室中的脈絡叢產生腦脊液。

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大腦的顏色

由於組成大腦的結構當中含有灰質和白質,所以我們常常會誤認為它是灰色或是白色的,但是這些名稱僅僅是類比,並非對大腦真實顏色的確切描述。其實,大腦是由一種稱為“髓磷脂”(神經元外側的脂質,起到保護和絕緣的作用。如果人類中樞神經係統出現故障,這一絕緣脂質就會降解,喪失功效,損害主體的感官、行為、認知以及其他一些功能,使得神經元遭受侵襲)的白色脂肪蛋白和含有神經元的灰色大腦皮層構成。所以,大腦本身的顏色是乳白的,但由於血液的流通,使它呈現出粉紅色。不過,大腦也會在某種情況下變成灰色——當人死亡時,血液循環停止而出現的暗灰色。

眾所周知,大腦的表麵可謂“千溝萬回”,地勢險阻。這些溝、回的形成緣於大腦皮層的各區域發展速度的不同,快者為“溝”,慢者為“回”。其中幾個比較明顯,有特殊意義者分別是“外側裂”(是大腦半球上外側麵上的自前下行向後上的一條深裂,並延續至大腦半球的下麵)、“中央溝”(在外側裂的上方,自半球上緣中點的稍後方,斜行前下,幾乎到達外側裂,溝的上端還延續至半球的內側麵)和“頂枕裂”(自半球內側麵,胼胝體後端的稍後方斜向後上方,略延伸至半球上外側麵)。它們將大腦半球劃分成位於中央溝之前,外側裂的上方的“額葉”;在中央溝和頂枕裂之間的“頂葉”;

位於頂枕裂後方的部分的“枕葉”;位於外側裂的下方,枕葉的前方的“顳葉”。除此之外還有隱於溝的深麵略呈三角形的“島葉”。(它們的發育順序為:顳葉→枕葉→頂葉→額葉)這是解剖學上的分區,根據大家公認影響最大也最為常用的“布洛德曼皮層分區”還可將大腦皮層劃分為初級感覺區、初級運動區、語言區、聯合區。這是1909年由德國神經科醫生科比尼安·布洛德曼(Korbinian Brodmann)最早提出的。他的分區係統將每個半球的化為52個區域。其中一些區域今天已經被細分,例如23區被分為23a和23b區等。還要提到的就是從物種間差異來講,同一分區號碼在不同的物種間並不一定代表相似的區域。

初級感覺區接受來自各種感覺器官的神經衝動,並將這些信息整合加工。它包括了聽覺區、視覺區和軀體感覺區。其中,視覺區為布洛德曼17區,可以產生初級形式的視覺;聽覺區為布洛德曼41、42區,所產生的聽覺也是初級的;軀體感覺區包括了布洛德曼1-3區,可以產生觸壓覺、溫覺、痛覺、運動覺和內髒覺。有趣的是,整個軀體感覺區呈現了倒置分布,按下肢、上肢、頭麵部的順序排列,而其中頭麵部在感覺區的投射又是正立的。

身體各部分的重要程度決定了它在感覺區的投射麵積,也就是越是常用、越是精細的感覺器官就會得到越多的區域。所以手、舌、唇的投射麵積是最大的。

對於大多數人(即右利手的人)來說,語言區主要位於左半球,一般分為控製說話時舌和顎運動的“運動性語言中樞”,位於布洛德曼44、45區(布羅卡區);與聽覺中樞配合理解口頭語言的“聽覺性運動中樞”(威爾尼克區);與視覺中樞配合理解書麵語言的“視覺性語言中樞”(同屬威爾尼克區,這兩個中樞間沒有明顯的界限)以及與運動中樞的某些部分配合書寫文字的“書寫中樞”。

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那些以人物命名的大腦區域

“布羅卡區”是大腦皮層的一個重要語言區域,有著控製語言表達的機能。它是1861年法國神經學家兼外科醫生保羅·布羅卡(Paul Broca)對一些失語症患者進行研究及治療時發現的一個區域。當布羅卡區受到損傷時,病人無法製造符合文法的流暢句子,隻能以短而間斷的句子表達其思想,出現“電報式的話語”。病人可以知道自己說話並不流暢,而且其對於語言的理解能力也是正常的。所以這樣的症狀被稱為表達型失語症(Expressive aphasia)、運動型失語症或不流暢型失語症。

1874年一個叫卡爾·威爾尼克(Carl Wernicke)的德國年輕學者發現了左半球還有另一個重要的語言區域,有著控製語言理解的技能。它的主要功能是分辨語音,形成語義,和語言的接受有密切的關係。自此,該區域就被命名做“威爾尼克區”。當這一區域受到損傷將會引起接受性失語症,也可稱作印入性失語症,這是一種語言失認症。主要出現語音辨別喪失,導致感覺性失語症和聽覺記憶的喪失。說話時,語音與語法均正常,不能分辨語音和理解語義。所以也有人把這種症狀叫做“語聾症”。因為威爾尼克區也含納了“視覺性語言中樞”,所以其損傷還可能造成“失讀症”,又稱誦讀障礙或閱讀障礙。患者由於不能識別視覺信號的語言含義將導致不能認識和理解書寫的或印刷的字詞、符號、字母或色彩。

人類的大腦皮層上範圍更廣,具有整合成聯合功能的一些區域稱為“皮質聯合區”。它的發育較晚,而且所占麵積越來越大,目前研究結果表明,人類的皮質聯合區是動物界中所占比例最大的。聯合區並不接受任何信息的直接輸入,也很少直接支配身體運動,它的主要功能就是信息的整合加工,而且大腦所接收到的信息的高級階段大概都是在此進行的。

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電腦失寫症

如果我們的“書寫中樞”受到損害時,同樣也會造成特殊的症狀——失寫症。其臨床表現為手的運動功能正常,但寫字、繪圖等精細動作發生障礙。信息時代高速發展,“失寫症”也在進化,改變麵貌。現如今“電腦失寫症”已經成為了世界性流行病,在中國也開始廣泛流傳。據最近中國的一項調查顯示:相當數量的辦公室工作人員用筆書寫漢字存在障礙困難,一些不算生僻的常用漢字也會使他們陷入“提筆忘字”的窘境。

美國是電腦和網絡普及最廣的國家,以至於90%以上的大中小學生的書寫一塌糊塗。由於從兒童起就學習電腦,美國青少年習慣了發電子郵件、電子賀卡和在電腦上寫各種作業、報告直至論文。他們手書的字已變得難以閱讀,甚至錯別字、錯拚、錯寫及語法錯誤比比皆是,以致人們把這種情況稱為電腦時代的“失寫症”——“電腦失寫症”。據專家的研究表明,這種電腦失寫症就是由於經常在電腦上操作文字輸入而缺少筆跡的書寫感和印痕感,對大腦的語言中樞產生不了刺激作用,從而造成了失寫現象。主要表現在電腦的使用者由於長期連續地麵對電腦打字,單調且重複地刺激大腦皮層造成了對手寫漢字的暫時性失憶。如對大量常用漢字的“失寫”,手寫的文字潦草、難以辨認,用錯別字、網絡語言或網絡符號代替一般的文字,甚至提筆寫字時首先想到的是簡單的漢語拚音和各種代碼。

心理學和生理學研究表明,書寫訓練對培養思維、形成良好的行為方式十分關鍵,這些都是電腦無法取代的。一筆一畫地手寫文字,可在大腦的語言中樞係統形成特殊印記。而且對人的意誌、耐力、毅力和神經係統穩定功能也是必不可少的訓練。而在電腦上錄入文字,則無法形成這種印記,於是造成一種辨識抽象意義的困難。盡管許多人在敲電腦時得心應手,但大腦中缺少必要的抽象思維能力,使得邏輯性和語言功能產生某種障礙。

“電腦失寫症”現象在美國人中引起了反思和激烈討論,不僅教師、教育專家和家長們擔憂,就連青少年和兒童自己也擔心將來還會不會用筆寫字。為了使自己免於被這種恐慌所煩惱,我們需要注意有序地安排作息時間,不要長時間在電腦前工作;其次要養成定期閱讀和手寫的習慣,多閱讀文章,強化對漢字形狀的記憶。

在解剖學上,大腦的左、右兩半球似乎是完全一樣的,有如一對雙生子相對而臥,而就功能言,它們卻是如此的不同。大腦左、右兩半球通過胼胝體相連,在正常情況下,半球間有大量的信息交流,已達到整體協調的水平,所以完整的大腦是一個整體。由於感覺傳入及運動傳出都是左、右交叉的,加之兩半球形態大體相當,所以大腦“鏡像對稱”(即認為大腦兩半球的形態如實物與其鏡像一樣對稱)的觀點在生物學及醫學領域一直保留到1861年。“優勢半球”的概念是在布羅卡發現語言中樞位於利手對側大腦半球才被提出的。雖然美國心理學家斯佩裏(R。W。Sperry)在1945年發表了有關兩側半球聯係裏端,即“割裂腦”動物研究實驗報告,但直到1981年他榮獲諾貝爾醫學獎之後,腦功能偏向一側半球的“偏側化”問題才被人們所重視。

19世紀中開始,人類大腦兩半球分區掌管功能的事情已有了大致了解。雖然兩半球上的神經組織呈左右對稱形式,左右半球各部位因神經組織功能的不同各自分為感覺區、運動區、視覺區及聽覺區,但是控製語言的語言區則隻在左半球(對絕大多數人而言)。左右兩半球各區位的神經組織所控製的身體活動,遵循左右交叉的法則,左半球控製右半身,右半球控製左半身(但是視覺和聽覺並非完全如此)。由於語言區隻在左半球,而且絕大多數人又都是右利手,因此一般相信左半球較為優勢。經過多年來研究發現,左半球是控製數學邏輯思維及語言表現的神經中樞,而左半球上語言區病變或受到傷害時,即失卻語言能力。有關空間方位識別和技能性活動等,主要是由右半球控製。大腦兩半球此種組織對稱卻又功能相異的現象便被稱為腦半球偏側性。