大脑是涉及意识、思想、情感、动机、学习、记忆、判断、基本生物功能控制以及几乎所有使人成为人的其他方面的主要器官。从结构上讲,它比迄今发现的任何其他自然物体都要复杂;甚至很难接近大脑中连接的复杂性和绝对数量,这是创造人工智能的主要障碍之一。
出于讨论结构和功能的目的,思考部分中的大脑可能有用:后脑(或脑干),中脑和前脑。这些术语基于脊椎动物生物学,而不是对人类的特定,这就是为什么最低部分称为后脑(因为在没有行走的生物中,它比大脑的其余部分更进一步,而不是它)。
后脑(脑干)——脑干是大脑最古老、最原始的部分,主要负责身体的自动生存功能。在它的底部,它只是进入头骨的脊髓的一个肿胀。这里有三个重要的结构:延髓,网状结构和小脑。延髓负责有时被称为植物人的功能,即保持身体存活所需的不自觉行为。髓质完全控制心率,并在很大程度上控制呼吸、吞咽和消化。虽然可以对呼吸进行一些控制,但这种控制是相当有限的。除非有严重的呼吸问题,例如,一个人可以憋气,但不能无限期地憋气。最终人会失去意识,这时髓质会继续它的工作,重新开始呼吸。延髓也是来自身体右侧的神经元穿过大脑左侧的地方,这是众所周知的对侧性现象。由于这种交叉,来自身体左侧的感觉信息在大脑皮层的右半球(在前脑)处理,反之亦然; and the two sides are controlled by contralateral signals from the brain as well.
网状结构(或称网状激活系统)是一个神经元网络,从脊髓一直延伸到丘脑。它的主要功能是调节大脑活动的总体水平,因此它也在一定程度上参与了睡眠和清醒的调节。
小脑的意思是“小大脑”,灵感来源于小脑与整个大脑的相似之处。它的主要功能是协调随意运动和大运动功能,特别是自动完成的事情。任何精细协调的动作,如运动、跳舞或演奏乐器,都需要小脑的帮助。小脑损伤会导致行走困难、平衡困难、手不抖就不能使用等问题。
中脑 - 中脑是脑干高于脑干之上的区域,但在前脑之下,它是一些核,细胞体簇的家,控制重新流动的行为。这里有两个重要的结构:优越和劣等的Colliculi。每个半球有两个,一个在较低的Colliculi顶部的上部Colliculi。
劣质Icoliculi涉及与自动运动集成听觉输入;他们负责在突然意外的噪音方向上自动抽搐头部的趋势。
卓越的Colliculi提供了类似的功能,与视觉输入相关联。它们是响应突然光线或视觉灯节角的突然光线或运动而迅速转动的原因。
前脑——前脑包括大脑皮层和位于其下面的一些非常重要的小结构,统称为边缘系统。边缘系统的各种元素都与情绪、动机、学习和记忆形成的调节有关。边缘系统的关键结构是:
- 海马——之所以命名,是因为一个早期的解剖者觉得它很像海马(这个名字的希腊语意思)。像所有边缘系统结构一样,海马体是成对的,每个半球对应一个。它们在巩固新记忆方面起着至关重要的作用。海马体的损伤或手术会导致永久性的顺行性失忆症,患者无法形成任何新的长期记忆。
- 杏仁核-每个半球下的杏仁状神经元簇,杏仁核似乎主要参与愤怒、攻击和恐惧的调节。早期用猫做的动物研究表明,电刺激杏仁核的一个区域会让猫做好攻击的准备。当把这只猫和老鼠关在一个笼子里时,对同一结构的一个稍微不同的区域的刺激会导致这只猫因为害怕而畏缩。
- 丘脑——丘脑极其重要的主要工作包括将感觉输入传递到皮层正确的区域进行处理。例如,来自内耳的信息必须被发送到处理听觉信息的皮质区域,而视觉输入必须被发送到负责视觉处理的皮质区域。当它停止正常工作时,这种功能的重要性就变得非常明显,这有时会发生在致幻剂的影响下。服用迷幻药的人声称“看到”声音或“听到”颜色是很平常的事。奇怪的是,在某种意义上,它们确实是因为丘脑把感觉信息传递到了错误的地方,这种现象被称为“联觉”。“闻”声音或颜色从来没有报告过,因为嗅觉并不通过丘脑。
- 下丘脑——它的名字意思是“在丘脑下面”,这就是它的位置。尽管这个结构很小,但它参与了人类的广泛活动,部分原因是它靠近支配着身体所有激素系统活动的脑下垂体。通过选择性损伤,科学家已经确定了影响或调节饥饿、口渴、体温、性行为、情绪反应以及疼痛和快乐的神经簇。
在肢体系统之上是大脑的重卷曲的外表面,称为皮质。如果大脑的任何区域都可以说是真正区分人类从所有其他人区分人类脑的部分,它将是皮质(也称为大脑,新态道或脑皮质)。所有被认为是从皮层中散发出较高的心理功能,推理,记忆,语言处理,音乐能力,判断等,这占大脑总组织质量的80%。普遍公众广泛认为,这是人类大脑的大小,使我们如此先进,但实际上它是允许我们高度智力的卷积。大脑尺寸与体型紧密结合在一起,所以肯定有大脑比男人更大(例如,考虑一个蓝色鲸鱼);但没有更复杂。卷积允许比人类头部的大小相比,允许比其他可能的表面积更大。从进化的角度来看,随着人类的大脑变得更加复杂,鉴于头骨仍然通过骨盆出生的骨盆仍然存在,他们有多大的上边界。因此,脑皮层变得更加皱纹,允许更多的表面积进入相同的空间,与一大堆折叠足够小的衬衫袋中仍然具有相同数量的书面形式正如之前所做的那样。
皮质有时被称为灰质,因为构成它的大部分的细胞体就是灰质。由于覆盖在神经元轴突上的髓鞘,许多其他脑组织以及身体中的神经系统组织看起来都是白色的。
灰质物质被分成两个单独的半球,通过称为胼callosum的厚束彼此连通。每个半球进一步细分为四个裂片:
- 额叶似乎是判断,推理,动机和决策的主要席位;它们也是主要电机皮层或电机条的位置。这是控制电机运动的所有方面的皮质区域。
- 顶叶,直接位于额叶后面,是初级躯体感觉皮层的所在地,它代表来自身体各个部位的触觉。与不那么敏感的部位相比,身体更敏感的部位有更多的皮层。
- 颞叶直接位于顶叶叶片下方,是听觉处理的家园,以及大量的口头长期内存存储。颞叶也负责调制恐惧,侵略和性(以及肢体系统)的调节。
- 枕叶位于顶叶后面,是处理视觉信息的地方,因此也是视觉思想和记忆发生和存储的地方。对枕叶特定区域的损害会导致视觉失认症,即不能识别熟悉的物体。在某些情况下,还会出现一种更具体的面孔失认症(prosopagnosia),患者失去辨认或分辨面孔的能力。
左脑和右脑在功能上有一些明显的区别,首先是语言功能,主要局限于左脑。例如,语言的产生(说话的能力)是由布洛卡区(Broca’s area)控制的,这是左额叶的一个小区域,毗邻初级运动皮层。语言理解和单词意义的记忆很大程度上局限于左颞叶。左脑半球除了唱歌和写作,似乎还负责逻辑思维。视觉和空间处理,以及对节奏和抽象思维的感知,似乎主要是右脑的功能。许多流行书籍认为,有些人主要使用右脑(“右脑”),而有些人主要使用左脑(“左脑”),与之相反,所有人的两个大脑半球一直都是活跃的,除非头部严重受伤。大脑两个半球之间的顺畅交流是胼胝体(参见分裂脑手术)。
流行心理学概念大脑中存在性别差异确实有一些真相。例如,已经观察到男性的大脑往往会略大,例如,差异,即十九世纪和二十世纪的思想家指出了人类明显的智力优势。事实上,差异可以完全由男性身体的较大平均大小而完全占据。然而,当所有其他因素都被核对时,研究人员发现了证据表明,在雄性大脑中往往涉及空间加工和数学的榫叶的小面积趋于更大。其他最近记录的差异往往是远的子集合,涉及与类似刺激的不同总体反应模式。例如,当男性视觉刺激时,例如,当女性观看相同的图像时,杏仁达拉中的情绪中心被激活。疼痛反应还涉及激活两种性别的不同皮质区域。这种研究,通过宠物和MRI扫描的可用性使得(见脑成像技术),仍处于起步阶段;关于大脑及其功能还有很多需要了解的洗脑;化学不平衡;前额叶切断术)。
引用:
- Johnson, K. A., Becker, J. A.(2004)。全大脑图谱。http://www.med.harvard.edu/aanlib/, 2017年。