大脑简史（3）－大脑的结构

前两篇文章，笔者和大家简短的介绍了一下大脑历史上的大事件和研究大脑的常用手段，这篇文章，想和大家分享一下：大脑的结构，也就是说：我们的大脑内究竟有什么。

1967年．美国国家精神健康研究院的医生保罗麦克莱恩为了了解看似随机的大脑结构，将查尔斯达尔文的进化论应用到大脑。他把大脑分为三个部分。虽然这个模型在笔者看来存在着一些问题，但我们仍然可以用它作为一个粗略的组织原则来解释所有的大脑结构。

他首先注意到我们大脑中心的一部分，包括脑干，小脑和基底核，与爬行类动物的大脑几乎相同。被称为“爬虫类大脑”这是大脑最古老的形式，控制动物的基本功能。如平衡，消化，呼吸，心跳，血压等。它们还在控制争斗，狩猎，交配和霸占地盘，这是生存和繁殖必须的。爬行动物的大脑可追溯到5亿年前。

脑干：位于大脑下方，是大脑和脊髓之间的较小部分，呈不规则的柱状形。脑干自下而上由延髓、脑桥、中脑三部分组成。延髓部分下连脊髓。脑干内的白质由上、下行的传导束，以及脑干各部所发出的神经纤维所构成。是大脑、小脑与脊髓相互联系的重要通路。脑干内的灰质分散成大小不等的灰质块，叫“神经核”。神经核与接受外围的传入冲动和传出冲动支配器官的活动，以及上行下行传导束的传导有关。此外，在延髓和脑桥里有调节心血管运动、呼吸、吞咽、呕吐等重要生理活动的反射中枢。若这些中枢受损伤，将引起心搏、血压的严重障碍，甚至危及生命。脑干的功能主要是维持个体生命，包括心跳、呼吸、消化等重要生理功能，均与脑干的功能有关。

小脑：小脑位于大脑半球后方，覆盖在脑桥及延髓之上，横跨在中脑和延髓之间。它由胚胎早期的菱脑分化而来，小脑通过它与大脑、脑干和脊髓之间丰富的传入和传出联系，参与躯体平衡和肌肉张力（肌紧张）的调节，以及随意运动的协调。

但随着我们的逐步进化，大脑为了适应周围环境的变化也变得越来越复杂，向周边发展和产生全新的结构。在这里，我们遇到了“哺乳动物大脑”，或称“边缘系统”。哺乳脑（又称为情绪脑）位于大脑的中心附近，在爬行动物大脑部分的周围，在以社会群体方式生活的动物中，如猿类，这个边缘系统就是突出的，它包含了涉及情感的结构。在群体性动物中，边缘系统是辨别潜在的敌人，盟友和竞争对手所必需的。

下面我们主要介绍一下重要的几个部位。

杏仁核：又名杏仁体，位于前颞叶背内侧部，海马体和侧脑室下角顶端稍前处。主要通过外侧嗅纹、终纹和腹侧杏仁传出通路，与额叶内侧、眶额回、隔区、无名质、视前区、海马体、下丘脑、丘脑、纹状体、颞盖皮质、岛盖皮质、顶盖皮质、颞极、运动皮质及脑干网状结构等有双向交互联系。刺激清醒动物的杏仁核，动物出现“停顿反应”，显得“高度注意”，表现迷惑、焦虑、恐惧、退缩反应或发怒、攻击反应。刺激杏仁首端引起逃避和恐惧，刺激杏仁尾端引起防御和攻击反应。目前科学家认为情绪反应的产生机制存在两条反射通路。（1）刺激—丘脑—扣带回—大脑各区域相应皮质（长通路）；（2）刺激—丘脑—杏仁核（短通路）。长通路的刺激信息经过皮质的精细加工，利于对情绪的控制和采取适当的应对方式，短通路的刺激信息未经皮质的精细加工，速度更快，保证对恐惧刺激作出迅速反应，这对包括人在内的所有生物的生存十分重要。由此可见，杏仁核的主要功能为产生各种情绪，以达到传入大脑新皮质的各种外界信息相适应。

海马：又名海马回、海马区。海马体主要负责记忆和学习，日常生活中的短期记忆都储存在海马体中。

海马区在记忆的过程中，充当转换站的功能。当大脑皮质中的神经元接收到各种感官或知觉讯息时，它们会把讯息传递给海马区。假如海马区有所反应，神经元就会开始形成持久的网络，但如果没有通过这种认可的模式，那么脑部接收到的经验就自动消逝无踪。海马区的机能是主管人类正接触或已接触时间不长的主要记忆，有点像是计算机的内存，将几周内或几个月内的记忆鲜明暂留，以便快速存取。如果一个记忆片段，比如一个电话号码或者一个人在短时间内被重复提及的话海马体就会将其转存入大脑皮层，成为永久记忆。所以海马区比较发达的人，记忆力相对会比较强一些。

海马体是哺乳类动物的中枢神经系统中的脑的部分(大脑皮质)中被最为详细研究过的一个部位。海马区可分为：齿状回、海马、下托、前下托、傍下托、内嗅皮质。

许多人对海马区与癫痫发作的关系有很浓厚的兴趣。海马区在脑中为发作阈值低的部位。因为几乎所有癫痫患者的发作皆由海马区所起始，像这类以海马区为主的发作，有许多的情形是很难以药物治疗的。而且，海马区中有一部分，尤其是内嗅皮质，为阿尔兹海默氏症最先产生病变的地方，海马区也显示出容易因贫血、缺氧状态而受伤害。

20世纪初，开始有科学家认识到海马对于某些记忆以及学习有着基本的作用。特别是1957年Scoville和Milner报告了神经心理学中很重要的一个病例。H.M.要算是神经心理学的领域之中被检查得最详细的人物之一。由于长期的癫痫症状，医生决定为他进行手术，切除了颞叶皮层下一部份的边缘系统组织，其中包括了两侧的海马区，手术后癫痫的症状被有效控制，但自此以后H.M.失去了形成新的陈述性长时记忆的能力。

丘脑：丘脑是间脑中最大的卵圆形灰质核团，位于第三脑室的两侧，左、右丘脑借灰质团块（称中间块）相连。

丘脑在大脑皮层不发达的动物脑内，是感觉的最高级中枢；在大脑皮层发达的动物脑内，是最重要的感觉传导接替站。来自全身各种感觉的传导通路（除嗅觉外），均在丘脑内更换神经元，然后投射到大脑皮质。在丘脑内只对感觉进行粗略的分析与综合，丘脑与下丘脑、纹状体之间有纤维互相联系，三者成为许多复杂的非条件反射的皮层下中枢。

下丘脑：又称丘脑下部。位于大脑腹面、丘脑的下方，是调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢所在。通常将下丘脑从前向后分为三个区：视上部位于视交叉上方，由视上核和室旁核所组成；结节部位于漏斗的后方；乳头部位于乳头体。下丘脑面积虽小，但接受很多神经冲动，故为内分泌系统和神经系统的中心。它们能调节垂体前叶功能，合成神经垂体激素及控制自主神经和植物神经功能。

我们的大脑继续进化，最后，我们有哺乳动物大脑的第三个和最新的区域－大脑皮层，这是大脑的外层。大脑皮层内的最新的进化结构是新大脑皮层，它控制者我们的高级认知行为。这是人类最高度发达的部分：占我们大脑质量高达80%。但只有一张餐巾纸那么厚。在老鼠中新皮层是光滑的，但是在人类中它是高度盘旋的，非常复杂，它允许大量的表面面积被塞进到人类的头骨中。

大脑皮层主体分为4部分：额叶，顶叶，枕叶，颞叶。

额叶：是大脑发育中最高级的部分，它包括初级运动区前运动区和前额叶。位于中央沟以前。额叶在有组织、有方向的活动中，有使活动服从于坚定意图和动机的作用。前额叶与丘脑背内侧核共同构成觉察系统，是精神活动的最主要场所。

顶叶：大脑皮层的一部份，位在额叶、枕叶和颞叶之间而其与额叶的分界线为中央沟，另外顶枕沟为顶叶和枕叶的分界线。该区域与响应疼痛、触摸、品尝、温度、压力的感觉相关。有研究表明，人的顶叶的大小在一定程度下与数学和逻辑方面能力的大小有关，一般成正比，即顶叶后区体积越大，一个人在数学，逻辑思维，发散思维等方面的能力越强。顶叶前区越大，人的身体协调性，感觉等越发达。顶叶大小也与一个人的寿命长度和躯体平衡、协调性在一定程度上有关。

枕叶：枕叶是大脑皮层的一个区域。其已知的主要功能包括处理视觉信息，例如初级视皮层V1就位于枕叶。枕叶位于半球后部，在枕顶沟的后方。

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。颞叶负责处理听觉信息，也与记忆和情感有关。颞上回的后部在优势半球为听觉言语中枢，称为Wernicke区（大脑简史（一）中已经介绍）。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。

从某种意义上说，人类的大脑就像一个博物馆在尺寸和功能上向外，向前迅速扩大。

在显微镜下，大家可以看到大脑的复杂结构。大脑中的灰质由数十亿个微小的，被称为神经元的脑细胞组成。神经元通过树突接受其它神经元的信息，而轴突的主要功能是将神经冲动由胞体传至其他神经元或效应细胞。突触是一个神经元的冲动传到另一个神经元或传到另一细胞间的相互接触的结构。突触是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位。在光学显微镜下观察，可以看到一个神经元的轴突末梢经过多次分支，最后每一小支的末端膨大呈杯状或球状，叫做突触小体。这些突触小体可以与多个神经元的细胞体或树突相接触，形成突触。从电子显微镜下观察可以看到，突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。被称为神经递质的特殊化学成分能够进入到突触改变信号流。因为如多巴胺，去甲肾上腺素和血清张力素，有助于控制穿过大脑的各种各样的信息流，所以它们对我们的情绪，情感，思想和精神状态有巨大的影响。

出于篇幅的考虑，很多重要的大脑部位没有详细列出，也请大家见谅。