第二节　脑功能基础

脑是个体一切活动的生理基础，其结构与功能关系密切，不同部位脑组织与人类精神和认知存在密切的关系。

一、人脑与精神

最早关于脑功能定位的起源可能在公元前3000～公元前2500年。1796年Gall提出他的学说，将各个心理功能与脑的各个部位联系起来，强调皮质的作用，将功能器官定位于皮质。大脑皮质包括感觉皮质、运动皮质以及联合皮质。其中与人类行为联系最为密切的是联合皮质，它将感觉皮质传递来的信息进行整合，然后再将其传递到运动皮质，从而控制行为。联合皮质又包括顶叶联合皮质、颞叶联合皮质和前额叶联合皮质三个部分。

（一）前额叶皮质与人的行为学

大脑额叶包括前区、中区和后区，是人体最重要的神经组织区域。前区就是脑前额叶，因为有着广泛的神经联系和复杂的结构图式，以及丰富的、复杂的双向性联系，是大脑中最重要的区域之一，控制着人的性格、聪明的程度等。

前额叶皮质（prefrontal cortex，PFC）是最高级别的联合皮质，在个体发育过程中，前额叶皮质是中枢神经系统最晚成熟的结构。前额叶皮质与人类的注意、知觉、能动性、计划性、持续性、工作记忆、语言、控制干扰以及执行功能等方面有着重要的联系，同时也是情绪中枢通路的重要环节之一。前额叶功能包括：记忆、判断、分析、思考、操作。从脑前额叶的功能可以看出，它对人的思维活动与行为表现有十分突出的作用，是与智力密切相关的重要脑区，还有平衡激素水平的功能。

人的大脑从出生之后就开始急速的发育，2～3岁时前额叶才正式开始发育，一直持续到6岁达到高峰，6岁后发育就会趋缓。在3～6岁的急速发展时期，对脑前额叶的正确的训练，对于孩子以后的成长和人格健全是一件极其重要的事情。记忆、判断、分析、思考、操作是大脑前额叶控制下表现出来的五项基本能力。在儿童3～6岁期间，通过对记忆、判断、分析、思考、操作能力的锻炼能有效开发脑前额叶。

前额叶受损导致的症状主要有以下几种表现：①认知方面：注意力障碍、低觉醒、分心、视觉搜索和视觉控制障碍等；②能动性方面：运动减少或过多；③前额叶皮质损伤导致工作记忆受损，产生记忆障碍；④前额叶受损患者不完善的记忆导致晚近期经验不能使用，缺乏制订和执行力；⑤前额叶病变后患者常出现活动不灵活，却在要求改变的情况下，仍旧坚持旧的不当的行为；⑥前额叶皮质受损后可能出现失语症或语言减少；⑦对情绪表现为淡漠或欣快；⑧前额叶病变通常会引起欣快，本能的驱力释放或加剧、易丧失道德约束。通过对某些前额叶损伤的病例进行的研究表明，前额叶在双语言语产生的词汇通达过程中和双语言语理解的词汇通达过程中也发挥着重要的抑制作用。

（二）颞叶与人的行为学

颞叶位于外侧裂下方，由颞上沟和颞下沟分为颞上回、颞中回、颞下回。隐在外侧裂内的是颞横回。在颞叶的侧面和底面，在颞下沟和侧副裂间为梭状回，侧副裂与海马裂之间为海马回，围绕海马裂前端的钩状部分称为海马钩回。负责处理听觉信息，也与记忆和情感有关。

功能：颞上回的41区和42区及颞横回为听觉皮质区，颞上回的后部在优势半球为听觉言语中枢，称为Wernicke区，还包括颞中回后部及顶上小叶的缘上回和角回。海马钩回为嗅味觉中枢。颞叶的前部为精神皮质，人类的情绪和精神活动不但与眶额皮质有关，与颞叶也大有关系，海马与记忆有关。

颞叶的新皮质与额顶枕叶的新皮质有纤维相联系，海马与基底节及边缘系统有联系，两侧颞叶之间也有联系。听觉皮质区接受来自内侧膝状体的冲动，通过胼胝体接受来自对侧颞叶的冲动。钩束绕过外侧裂联系颞极和额极。扣带束有纤维至海马回，扣带束前部与钩束相连，同时也接受来自丘脑前核及背侧核、脑干网状核来的冲动。颞叶的传出纤维有皮质膝状体束和皮质中脑顶盖束。

颞叶受损的症状表现：①视觉（颜色、物体和相貌认知）障碍；②记忆障碍；③颞叶癫痫发作包括意识障碍、梦样状态、突然情绪改变、错觉和结构性幻觉，以及在意识朦胧状态下的无意识的协调动作等。

（三）边缘系统与人的行为学

边缘系统是指高等脊椎动物中枢神经系统中由古皮层、旧皮层演化成的大脑组织以及和这些组织有密切联系的神经结构和核团的总称。古皮层和旧皮层是被新皮层分隔开的基础结构。边缘系统的重要组成包括，海马结构、海马旁回及内嗅区、齿状回、扣带回、乳头体以及杏仁核。上述结构通过帕帕兹环（Papez环）路相互联系，并与其他脑结构（新皮层、丘脑、脑干）有广泛联系，所以边缘系统的作用是使中脑、间脑和新皮层结构之间发生信息交换。通过与下丘脑及自主神经系统的联系，边缘系统参与调解本能和情感行为，其作用是自身生存和物种延续。此外，海马结构还对学习过程和记忆发挥着突出的作用。如果海马结构或与之功能联系的结构受损，易导致遗忘综合征。其病变部位不同，产生的记忆障碍形式也不同。

边缘系统的功能主要有以下几个方面：①调节内脏活动；②调节中枢神经系统内的感觉信息；③影响或产生情绪；④引起睡眠活动；⑤参与学习和记忆活动。边缘系统不同部位损伤出现相应的行为障碍，最常见的是保持个体生存的防御反应与获食行为、生殖等相关联的动机、情绪、记忆、内脏功能及运动功能的异常。

二、人脑与认知

认知是指人脑在对客观事物的认识过程中对感觉输入信息的获取、编码、操作和使用的过程，是输入、输出之间发生的内部心理过程，这一过程包括知觉、注意、记忆及思维等。认知过程是高级脑功能活动，是通过人脑这一特殊物质实现的。

大脑是中枢神经系统的最高级部分，也是脑的主要部分。分为左右两个大脑半球，两者由神经纤维构成的胼胝体相连。被覆在大脑半球表面的灰质叫大脑皮层。其中含有许多锥体形神经细胞和其他各型的神经细胞及神经纤维。皮质的深面是髓质，髓质内含有神经纤维束与核团。在髓质中，大脑内的室腔是侧脑室，内含透明的脑脊液。埋在髓质中的灰质核团是基底神经节。大脑半球的表面有许多深浅不同的沟裂（凸处为回，凹处为沟）。其中主要的有中央沟、大脑外侧裂、顶枕裂。人的大脑半球高度发展。成人的大脑皮质表面积约为0.25m2，约含有140亿个神经元胞体，它们之间有广泛复杂的联系，是高级神经活动的中枢。大脑皮层通过髓质的内囊与下级中枢相联系。脑的外部包有结缔组织的被膜、脑脊液充满于脑的腔、室、管内，有保护和营养作用。脑的血液供应从椎动脉和颈内动脉获得。

一百多年来，神经生理学家和解剖学家一直按机能定位的指导思想试图寻找各种认知功能的特异脑中枢。20世纪60年代在治疗顽固癫痫的脑手术患者中，发现了大脑两半认知风格的差异和海马的记忆功能，曾极大地鼓舞了高级功能定位论的研究，认为海马是特异的记忆中枢，左半球负责抽象思维，右半球负责形象思维等。然而，即使这类研究的奠基人和大脑半分工说的创始人，也很快陷入迷惘之中。因为总是存在大量矛盾的科学事实。还在20世纪70年代中期，人们就试图以“功能模块”的概念取代定位论或分工说。经过十多年的努力，神经病学家和心理学家们终于采用双分离方法学原则，发现了人脑功能模块性或多重功能系统，主要突破表现在多重记忆模块和复杂的认知功能系统。神经生理学家在猴等动物的实验研究中，也积累了大量科学事实，证明视觉功能存在着背、腹侧系统，至少是枕、顶、颞、额的30多个脑皮层区动态活动。

人的大脑每天能记录生活中大约8600万条信息。据估计，人的一生能凭记忆储存30000亿条信息。

三、神经递质

神经递质是一种经突触前膜释放后立即与相应的突出后膜受体相结合，继而产生突触去极化电位或超极化电位，导致突出后神经兴奋性升高或降低的化学物质。它们对运动控制、记忆、情绪、动机等许多脑功能都是非常重要的。

神经递质与人的行为：神经递质对运动控制、记忆、情绪、动机等许多脑功能都非常的重要。自主神经中的递质有乙酰胆碱和去甲肾上腺素；中枢神经内的递质主要有：乙酰胆碱、单胺类、氨基酸类和肽类。

乙酰胆碱存在脑内许多部位，主要起兴奋神经元的作用。研究表明由基底前脑投射至皮层和海马区胆碱能神经元在学习和记忆中发挥至关重要的作用。乙酰胆碱和多巴胺动态失衡会导致帕金森病。乙酰胆碱在药物依赖中发挥着重要作用。多巴胺有两个通路：黑质-纹状体系统和中脑-皮层-边缘多巴胺系统。多巴胺能够影响大脑的精神、情绪状态，对行为的管理有重要作用。

临床研究显示，使多巴胺亢进的甲基苯丙胺（新型毒品麻古的主要成分）能使人产生精神病性症状，出现大量的幻觉、妄想，并伴有认知功能受损；而抑制多巴胺亢进的抗精神药物能使患者镇静，并阻断甲基苯丙胺引起的精神病性症状。5-羟色胺是一种抑制性神经递质，主要分布在松果体和下丘脑，参与痛觉、睡眠和体温等生理功能的调节。静脉注射5-羟色胺可使血压波动，引起血小板凝集，胃肠道平滑肌收缩，张力增加，肠蠕动加快。抑郁患者的烦躁不安、食欲下降、性欲减退、自杀观念、激越行为（言语或躯体）和易激惹等症状主要与5-羟色胺神经递质的功能失常有关。

去甲肾上腺素大量存在于中枢神经系统，合成去甲肾上腺素的主要胞体是位于第四脑室底的蓝斑。去甲肾上腺素在觉醒、认知功能、调节血压等行为中起重要作用。研究发现，抑郁患者的注意力不集中、思维或行为减慢、精神缺乏和乏力等症状与去甲肾上腺素神经递质功能降低有关，具有选择性地抑制。5-羟色胺和去甲肾上腺素再摄取作用的抗抑郁药物在某些抗抑郁方面具有独特作用。