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连载| 周博士带您探秘大脑之【脑世界的地图】

 神外小白 2015-12-17



导言
我们对大脑的了解还远远不够,人类对自身的记忆、知觉和智能是“怎么产生和实践的”,都是未知领域。最早从古埃及时代,人类就对大脑(这个器官中的圣杯)开始了探秘之旅。自即日起,神外资讯将通过周博士带您进入大脑的探秘之旅


我们对大脑功能的了解,即使是最粗浅的,也花了几个世纪的时间。直至现在,对于大脑和神经系统,我们仍有大量的未知领域。先贤们拨开了云雾,我们看到了曙光——最基本的解剖结构及其相应功能。


在这曙光的指引下,我来带您进入脑世界,探秘地图。


脑干


脑干是什么?它位于脊髓顶端和大脑之间,约占整个中枢神经系统的10%。它也被称之为“爬虫类脑(reptilian brain)”,我们利用它享受着基本的生活。脑干从颅底开始,向上延伸,进入大脑的中央部分,其顶端与眼球水平大概平齐。


脑干能干什么?它掌控着身体最、最、最重要的功能--生命功能。如此重要的结构是由三部分构成。


脑干的第一部分:延髓。这是人体最基本的神经中枢--生命中枢,管理着非自主功能(呼吸、消化、心率和血压都属于非自主功能),所以这是我们的生命中枢。从延髓往上突然肿胀,形状类似一个熟透的樱桃,这就是脑干的第二部分——“桥脑”。它除了延续一部分延髓的功能外,还管理着与运动相关的信息,涵盖了大脑皮层和小脑之间相互传递的所有信息(小脑的信息更多一些)。从桥脑再往上,逐渐变细,变成弧形,这就是脑干的第三部分——中脑。


顾名思义,中脑的位置就是位于整个脑袋的中心。它的主要功能则是控制和协调身体的感觉和运动功能,比如眼球的运动。


小脑


在脑干的后面有一个巨大的“核桃”--这就是小脑,它是大脑中最早发生进化的部位。只不过,其他动物的小脑比人类更为复杂一些,这就是为什么人类的运动能力远不如动物。


虽然小脑只占有大脑容积的1/10,但是却拥有大脑几乎一半的神经元,它最基本的功能就是运动和平衡。我们很想知道这种功能是怎么实现的?小脑接收从眼睛、耳朵、平衡系统和大脑皮层传递过来的各种信息,然后进行处理整合,形成指令,再经过脑干,传回至大脑的其他区域。


间脑


间脑位于大脑半球和中脑之间,包含了几个非常重要的神经结构——丘脑和下丘脑。


丘脑的形态像个鸡蛋,门控、加工处理和传递几乎所有的进入大脑的感觉信息(但鼻子除外)。丘脑远不是一个简单的中继器,它决定哪些信号可以优先传送至大脑皮层,为有意识的思考提供数据。从小脑发出的信息也被送至丘脑,同来自于其他脑区的运动信息一起被加工处理。


下丘脑——顾名思义,就是位于丘脑的下方。它可不得了,很多极为重要的人体功能都是下丘脑来进行控制和调节的。大脑内几乎所有的结构都和下丘脑攀高接贵,这可是个中枢衙门,任何行为和思想的动机都来源于此。打个比方,人们在寻找一个能满足个人欲望(奖赏)的活动时(如性爱、听音乐甚或是吸毒),其动机产生的源泉就在于下丘脑。此外,下丘脑协调着体内激素的释放,但不仅限于此,它还掌控着更多的事,从维持体内平衡态、饮食到母性行为,甚至还管理着人体的日循环——昼夜节律。


基底节、杏仁核和海马


除了上面介绍的,在大脑的深部还有三个结构不容忽视。


有一个神经组织,在大脑皮层和丘脑之间起着沟通连接作用,形态上略显臃肿,和一些凶猛野兽的后獠犄角很相似——这就是基底节。来自于大脑皮层的大多数传出信号都途径基底节,在精细运动的协调中起着至关重要的作用。我们所熟知的帕金森病,就是因基底节损伤而导致的


在这个基底神经节“犄角”的末端,就是杏仁核,它位于下丘脑的下方。“杏仁核”这个名词来源于古希腊语中的“扁桃仁”,故而可知其形态相似。杏仁核充分表达了“浓缩才是精华”,其在情绪反应中扮演着极为重要的角色,比如恐惧、渴望。杏仁核同时还影响着我们对周围环境和世界变化的反应态度。


情绪和记忆是相互编织在一起的。靠近杏仁核的地方有一个神经组织叫“海马”。从形态上看,它和大海中的生物海马长得真的很像。在这里,锻造着我们的记忆。海马可以将我们在生活、工作、学习中的体验转变成新的神经通路,并储存起来,以备将来使用


我们将基底节、杏仁核、海马以及其他结构组合起来,构成了人体的“边缘系统”,这是我们大脑处理情绪和动机的关键神经结构。


大脑皮层


毫不夸张的讲,脑皮层是大脑进化的皇冠。大脑表面这些波纹状的皮层结构赋予了人类鲜明而又独特的力量。


大脑皮层在一个相对短暂的时间内迅速生长。为了适应这种极为快速的生长方式,进化指挥部提供了一种方法,让皮层相互折叠,形成了波纹一样的皱褶(其实,依我看更像树皮)。假如,我们将一个人类的大脑皮层展平、铺开,大概有1.5平方米大,而厚度约2-4mm——和野餐用的毛毯相当。


大脑皮层的表面是灰质,这是由独特的神经元形成的一个巨大的神经网络,从表面向下有六层结构,然后到达白质。在这里,神经元之间相互连接的数量,令人惊愕。这种庞大而又和谐的基质使得神经元之间相互沟通交流变得极为畅快,使我们的思维更为强劲有力。


大脑皮层被鲜明的分为两个半球、四个主要的“脑叶”:额叶、顶叶、枕叶和颞叶。


“额叶”位于大脑皮层的前部,掌管着人类的“高级功能”:注意力、计划能力、语言和运动。它像个司令部,帮助整合信息,控制着大脑其他部位的活动。在额叶的后方,大脑的最顶端,就是“顶叶”——负责感觉信息的处理,使我们能够感知这个世界。也是通过“顶叶”,让我们知道自己身处于其中的位置。


再往后,就是“枕叶”——负责视觉原始信息的处理。从眼睛接收的信号就是在这里转变成有用的视觉陈述。


最后介绍的是“颞叶”,它让我们能够听到这个世界、表述这个世界。颞叶和海马之间是相互关联的,通过这种方式,构成我们的记忆世界,并且还能够随时随地的进行记忆检索。


胼胝体


两个相互独立的大脑半球是靠“胼胝体”连接在一起的。这是人体内最大的神经纤维传导束,也是信息数据流从一侧大脑向另一侧大脑传输的最主要通道。它使得整个大脑能够按照一个合理的频率、合理的方式来“讲故事”。假如胼胝体损伤了,就会出现一些奇怪的症状,比如分裂脑,使得人的意识状态分离破碎。


周岩 博士

空军总医院神经外科副主任医师


周岩,医学博士,空军总医院神经外科副主任医师。2002年-2008年师从国内著名神经外科专家解放军总医院(301医院)神经外科余新光教授。2014年以高级访问学者身份赴德国Greifswald大学医学院神经外科中心、芬兰赫尔辛基医学中心神经外科学习,师从国际顶尖神经外科大师Henry H.W. Schroeder教授和Juha Hernesniemi教授。擅长脑肿瘤、脊柱脊髓疾病、三叉神经痛、面肌痉挛以及脑出血显微外科治疗。2007年获全军医疗成果二等奖,获奖题目:“颅底中央区脑膜瘤的显微外科治疗及其相关基础研究”


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