脑的结构与功能(下)

大榕树下的五条板凳儿2018-05-15 03:31:20


(续上篇)

上一篇讲到前脑包含边缘系统和大脑皮质。边缘系统已经介绍完毕,现在介绍大脑皮质。

左脑和右脑

大脑皮层从外观上明显可以分为左脑和右脑。很多人想必已经清楚,左右脑有各自独特的优势。左脑关注细节,擅长逻辑和分析,顺序加工信息,95%的成年人用左半脑处理语言性工作,如说话、写作和言语理解,它在数学、时间节奏判断和协调复杂运动顺序(如说话)的方面能力更强。

右脑则关注整体,知觉能力很强,擅长识别面孔、模式、旋律、拼图、绘画,并帮助我们表达情绪、理解他人的情绪和潜台词。

但左右脑并非完全独立工作,多数任务都在左右脑同时参与、相互交流情况下完成。左右脑只是完成自己擅长的部分工作。

那么,假如左右脑之间的联系被切断了呢?会发生什么?

人脑中负责左右脑之间通讯的结构叫做胼胝体(corpus callosum)。有严重癫痫的病人,会通过手术切断胼胝体来控制病情,手术后的病人被称为裂脑人。他们的左脑和右脑之间的通讯随着胼胝体切断而终止。

大多数情况下,裂脑人跟正常人的表现无异。但有时候会遭遇一些窘境。有裂脑人报告穿衣服时,有时会出现一只手穿衣、另一只手脱衣;还有的报告看电视剧正起劲儿时,左手却突然把电视机给关掉。裂脑人能够左手画圆右手画正方形;裂脑人用右手拿球(不让眼睛看到),信息传递到左脑,左脑具有语言功能,裂脑人就能说出物体的名字;然而如果左手拿球,信息传递到右脑,由于右脑没有口头语言功能,裂脑人便说不出物体的名字,但他能通过触摸辨别出这个物体。

大脑皮质的左右脑还可进一步分为不同的脑区,按照皮质表面较大的沟裂划分,可分为额叶、顶叶、颞叶和枕叶。

额叶

1848年,25岁的铁路工人Phineas Gage头部被炸药炸飞的一根铁棍戳穿头部,幸运的是他活了下来,不幸的是,他的工友们说,他不再是从前那个值得信赖的、受欢迎的Phineas Gage,而变成了一个不负责任、粗暴无礼、智商低下的人。Phineas Gage受伤的脑部区域正是额叶,这表明额叶里存在着人格、气质和自我意识的生物学基础。去世后,他的前额叶皮质和头颅被神经学家留下来做研究。


额叶同时还承担着高级心理功能,如设定和跟踪目标、预测未来和决策。

这个区域还负责运动控制。额叶的后部有一条狭长的特殊狭长皮层区,叫做初级运动皮层。它让大脑的想法变为行动成为可能。如果用电流刺激运动皮层,会引起身体抽搐或者运动:因为运动皮层将信息先后传递给运动神经和随意肌来控制身体的动作。

十几年前,神经科学家在实验中偶然发现了一类新的神经元:镜像神经元,在额叶的运动皮层特别集中。当我们看到别人喝水、疼痛、吃东西时,镜像神经元便开始放电,就跟自己在做这些事情一样活跃。我看到别人的伤口或者电视剧里令人恐惧的画面时就会很难受,从前一直以为是太善良了,现在才明白原来是镜像神经元太发达了,以至于能强烈的感同身受。

镜像神经元能解释观察学习、以及用心理意象练习的作用,还能解释共情,有的研究者认为自闭症可能与镜像神经元不足相关。

对大部分人来说,左侧额叶还有另一项重要功能:产生口语。这个区域受伤会让人失去说话的能力。这个区域被命名为布洛卡区


顶叶

顶叶位于大脑顶部,位于两侧额叶的后面,专门负责感觉。水温、衣服的质感、身体疼痛等躯体感觉都与它相联系。顶叶上有一条特殊地带被称为初级躯体感觉皮层。它与额叶的运动皮层位置相邻,负责加工触觉、温度、疼痛和压力感觉信息。并将这些信息与身体地图对应,确定感觉来源。

顶叶的其他地图给身体各部分定位,防止人咬到自己的舌头或踩到自己的脚。右侧顶叶帮我们在三维空间中定位,所以我们一般不会把衣服穿反、不会撞到墙、也不会走错去学校或者公司的路。左侧顶叶专门负责数学推理,也会定位声音的源头位置,它还能与颞叶合作,从语言文字中提取意义。

颞叶

颞叶位于大脑两侧,是听觉信息最先到达的大脑皮质区域,它帮助我们理解声音。如果用电极刺激该区域,人会在没有外界声音时“听到”一系列声音。


左侧颞叶中有一个特殊区域,叫做威尔尼克区,负责加工语言的意义,无论是口语还是手语。如果这块区域受损,人就不能正常理解意义。给威尔尼克失语症病人看一张椅子的图片辨认,他们会流畅的说出“卡车”。而如果是给布洛克失语症病人看,他们能够理解图片,但不能用口语正确表达出来。

颞叶的某些区域还参与了视觉皮层识别人脸的工作,还有些区域与海马合作,储存长时记忆,另有一块专门负责感受人的身体。右侧颞叶在理解语言的情绪背景上起重要作用。

枕叶

枕叶位于大脑的后部,它接收眼睛传来信息,负责视觉加工。枕叶联合区受损导致视觉失认症。如果让视觉失认症患者看一根蜡烛的图片,患者会描述为“一个又长又窄顶端有烛芯的东西”,而说不出它的名称,但是如果她触摸蜡烛,就会迅速命名。面孔失认症患者仅靠视觉认不出自己的亲人,但如果亲人开口说话,她就能认出来。

枕叶与顶叶中相邻的区域协作,确定视野中物体的空间位置;与颞叶中一些区域合作,形成视觉记忆。

以上叙述中的“初级皮层”是指加工来自感觉器官的原始数据,“联合皮层”指需要与其他皮层共同协作的皮层。

吉尔.泰勒的故事

吉尔.泰勒是哈弗大学医学院的神经解剖学家,1996年她大概37岁,事业一帆风顺。12月的一天早上,她醒来后感到头痛难忍。但她并未在意,继续例行跑步、淋浴。淋浴后她的感觉发生了一些奇妙的变化:她感觉自己与周围世界融为了一体,独立的自我消失了,她沉浸在一片和谐宁静的海洋中。


手术后的吉尔和她母亲,图片来源:视频My stroke of insight | Jill Bolte Taylor | TED

突然,有个声音告诉她说,这有问题!要赶紧采取行动!她想要动作时,却发现一只手已经麻痹了。这时她意识到自己中风了。当时她心想:哇!太酷了!有几个神经学家能够在自己身上研究大脑的?然后她开始想办法自救。移动到电话旁边后,她拿起一打卡片,发现她已经不认识卡片上的字了。于是她只好跟电话上的数字图像对比,找到了办公室的电话。

当她好不容易拨通电话,却听到对方发出一串呜呜呜呜的声音。她说听起来像一只汪汪叫的金毛猎犬。接着她开始说话求救,却发现自己也发出了呜呜呜呜的声音。然而吉尔从语调里听出来对方一定会过来帮助她。

我们用刚学过的知识解释下吉尔中风的过程:失去独立的自我意识,体会到与宇宙融为一体,说明是左脑受伤,右脑正常工作。这个体验与冥想巅峰状态的脑部活动相似:此时左脑血流减慢,左脑顶叶活性降低。

手开始麻痹,说明额叶的运动皮层已受损伤,接着不认识卡片上的字,听到同事说话呜呜呜呜,说明已经不能理解口语,说明左侧颞叶的威尔尼克区受损;自己说话也是呜呜呜呜,说明左侧额叶的布洛卡区受损;能够从同事的语调中感受到对方会过来帮助自己,说明右脑理解语境的功能正常。

吉尔被送到医院检查后发现她的左脑出血。幸运的是,吉尔最后获救了,康复了,她在TED上就她的中风经历做了演讲:《MY stroke of insight》。

结语

下篇介绍了左脑和右脑各自独特的优势,也分别介绍了额叶、顶叶、颞叶和枕叶的相关功能。现在来复习下人脑的结构和功能:脑由后脑(脑干)、丘脑、小脑、中脑、前脑组成;脑干包括延髓、脑桥和网状结构,负责心率、呼吸、吞咽、睡眠、唤醒等基础生命过程和本能反应;丘脑相当于前后脑之间的中转站;小脑负责身体平衡和动作协调。

前脑包括边缘系统和大脑皮质;边缘系统由下丘脑、部分丘脑、杏仁核、海马及其他结构组成,主管情绪和动机;大脑皮层则是人类心智力量的中心,负责视、听、运动、思维以及言语功能,它加工所有的感觉、储存记忆、做出决定。左脑和右脑加工信息有着截然不同的风格。

人脑的结构和功能远比这里讲述的更加复杂和迷人,但是中文资料中脑的资料远远少于英文资料,我在搜索脑的配图时就充分体会到这一点。智者说,了解你自己。所以,为了更深入准确的了解自己,了解我们的大脑,也要学好英语呀。很推荐大家在YouTube搜索brain观看相关视频,从生命中拨出一两个小时,专门了解大脑,了解自己。

情绪激动或者低落时,单是想象一下自己大脑当时哪些地方被点亮了,神经元之间正在建立什么样的联结,就能够恢复不少理性;学习时,知道如何刺激大脑建立联结,也能让学习不那么效率低下和无趣;阅读或者沟通时,想象下别人的大脑正在点亮的区域,也很有意思。这些就是了解大脑结构和功能后至少能得到的一点点好处,希望你不虚此行,并能挖掘出更多的好处。

参考资料

  • 《心理学导论》第13版,Dennis Coon, John O. Mitterer著,郑钢等译。
  • 《津巴多普通心理学》,Philip G. Zimbardo, Robert L. Johnson, Vivian McCann著。

  • My stroke of insight | Jill Bolte Taylor | TED

  • 维基百科。

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