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大脑为什么长成两半

 大科技杂志社 2019-11-08

众所周知,人的大脑有两个半球,右半脑擅长空间思维,想象丰富,而左半脑擅长逻辑思维,负责语言中枢。这种认识被广泛接受,有时候感觉人似乎有两个脑子一样。可是,你知道为什么人的大脑要长成两半吗?

大脑两半有分工

古时候,人类已经发现大脑是分两半的,但是从外观上看,没有发现这两半大脑有什么差别,自然也没有引起人们注意。直到19世纪,一名法国外科医生才开始关注大脑两半球之间的差异。

这名医生就是布罗卡,也是一位神经病理学家,他当时正在研究有语言障碍之人的大脑,结果发现这些患者的大脑有一个共同之处,就是大脑左半球有损伤迹象。后来,他又发现若大脑右半球的同一区域发生损伤,却不会发生语言障碍。这时人们才意识到大脑两半球有分工,左右两侧的功能不一样。后人为纪念布罗卡的伟大发现,就把大脑左半球负责语言中枢的皮层称为“布罗卡区”。

从此,科学家才真正开始研究大脑的奥秘,分析左右半球到底是怎样控制人体,以及它们之间怎样相互作用。

布罗卡最先发现大脑两半球有差异

具体研究首先是从动物开始的。研究表明,大多数动物也有类似的大脑分工,只是分工的程度不同。比如,一些鸟类和鱼类主要用一只眼睛寻找食物,而另一只则用来巡视周围,警惕是否出现天敌。

在鸽子的实验中,右眼的特定任务表现得非常明显。观察发现,鸽子常常用右眼分辨人类的图像,而左眼的分辨能力则很差。这表明鸽子大脑左右两侧对视觉信息的处理是不一样的。

斑马鱼虽是一种热带条纹鱼,但由于其基因序列与人类的相似度很高,它常常作为人类的“替身”参与各种实验。对斑马鱼大脑的实验观察到,斑马鱼从受精卵开始,就呈现出大脑不对称发育,这种差异影响到成年后的性格特征,如胆小与勇敢,遇到同类对手的挑战会选择战斗,还是逃跑?在研究人员的干涉下,也就是改变斑马鱼大脑不对称发育的状况,这种性格差异可以被“逆转”,由胆小变成勇敢,由右眼搜捕猎物变成左眼搜捕。

大脑分工有利于专业化

大脑两个半球出现分工,意味着对身体的“指挥控制”更精细、更专业化,对动物是这样,对人类也是这样。

人的左腿、左手等左侧身体由右侧大脑控制,而右侧身体则由左侧大脑控制。大脑长成两半不仅分工明确,而且还有各种不同的分区,如布罗卡区为运动语言中枢,韦尼克区为感觉理解语言中枢,还有听觉区、视觉区、味觉区,等等。

这种精细的分化,可以使身体完成某项任务时,保证各个部位相互配合,同时不耽误整个身体正常运转;在此基础上,还可以使人体在某方面更快、更强。科学家对人类和动物进行了大量研究,结果也表明当大脑某侧、某区域经常被使用时,它就会越来越擅长相应的任务,越来越专业化,反过来又使完成任务的效率更高。

最常见也是最明显的分工,就是人的左右利手(即左右撇子)。虽然右利手(右撇子)占人口大多数,约为85%,其余15%的少数为左利手(左撇子),但没有研究数据能证明左利手有什么缺点。相反,有时候反倒是优势。比如棒球投手、拳击手,在比赛中左撇子常常会带来出乎意料的结果逆转。

据科学家推测,布罗卡区一般都处于大脑左侧半球上,是因为左侧大脑控制右手,所以导致大多数人是右利手(如用右手写字)。而对左撇子来说,研究表明其中约1/3的语言功能更多依赖大脑右侧半球,其布罗卡区可能不在左侧大脑。

环境塑造人体

在身体与大脑的分工合作中,人类对右侧身体(左侧大脑)有明显的偏好,不仅表现在右利手上,还表现在许多方面,如两人相拥亲吻时,大多数人会把头转向右边;婴儿躺下时也常常把头转向右边,还常常吮吸右手大拇指。

大脑的侧向不对称发育,并非由某个单一基因所决定。几十年遗传学研究表明,一个人是左利手还是右利手,与大约40个基因密切相关,而且环境因素也起着重要作用。以哪只手为利手的决定因素中,基因仅占大约25%的比重,其余75%都是由环境因素决定。

在现实生活中,环境因素包括两方面。一是自己的人身安全,由于身体构造的原因(心脏在左胸),保护心脏的任务常常落到左手上。就像少林拳经常出现的招式就是左手在前右手在后,在后可以蓄势并提高突然出击的攻击力,在前可以格挡对方攻击。因此历史发展下来,人类在冲突与争战中为了取胜,自然偏好右手攻击,右利手在所难免。

另一方面的环境因素是文化规范。中国传统文化常以右为尊,比如书写习惯是从上到下,再从右到左,还有成语“无出其右”即没有能超过的意思。西方基督教文化里,上帝的右手常代表公义、慈爱和神的大能。东西方文化都推崇右手所代表的象征意义,那么在这种文化规范之下,人们自然以右手为尊,以右手从事日常主要事务了。

因此为了生存和发展,功能部位(如右手)不断发挥作用,完成各种任务,而控制部位(左侧大脑及其分区)就会不断精细化。反之亦然,控制部位越精细化,功能部位的能力就越强,完成的任务就越复杂。人类就是在这样不断循环的演化过程中,走到今天,获得了长足进步。

本文源自大科技<百科新说> 2017年第8期杂志文章 欢迎读者们关注大科技官微:hdkj1997

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