大腦聯(lián)合皮層和功能一側(cè)化

大腦聯(lián)合皮層和功能一側(cè)化第1頁/共49頁

大腦皮層的組成：感覺皮層：視皮層（17、18、19區(qū)等），聽覺皮層（41、42區(qū)），軀體感覺皮層（1、2、3區(qū)），味覺皮層（43區(qū)），嗅覺皮層（28區(qū)）

運動皮層：初級運動皮層（4區(qū)），運動前區(qū)和輔助運動區(qū)（6區(qū)）聯(lián)合皮層：頂葉聯(lián)合皮層，顳葉聯(lián)合皮層，前額葉聯(lián)合皮層聯(lián)合皮層的功能：在感覺輸入與運動輸出之間起聯(lián)系作用。在系統(tǒng)發(fā)生上，聯(lián)合皮層出現(xiàn)最晚。在個體發(fā)生中，聯(lián)合皮層是CNS中成熟最晚的結(jié)構(gòu)。在腦的高級功能中起著關(guān)鍵作用。第2頁/共49頁第3頁/共49頁一、頂葉聯(lián)合皮層包括Brodmann5，7，39，40區(qū)。不參與純感覺或運動功能，而是接受來自感覺皮層的信息并對其進行調(diào)整，將信息傳遞至運動皮層，從而控制行為。第4頁/共49頁1、人頂葉聯(lián)合皮層功能的神經(jīng)心理學(xué)研究頂葉聯(lián)合皮層受損或病變后，病人在觸知覺及空間知覺方面出現(xiàn)異常觸知覺：喪失通過觸覺來識別物體形狀和大小的能力?？臻g知覺：右側(cè)頂葉聯(lián)合皮層受損的患者出現(xiàn)下列：地理概念喪失：不能識別日常生活中經(jīng)常經(jīng)歷的道路或場所；衣著失行：不能正確穿衣服，出現(xiàn)前后左右不分；半側(cè)空間忽視：日常生活中無視對側(cè)空間中的要素或事實；空間構(gòu)成失行：不能通過正確的空間搭配把個別部件或要素構(gòu)成整體的結(jié)構(gòu)。第5頁/共49頁第6頁/共49頁第7頁/共49頁2、猴頂葉聯(lián)合皮層功能的切除毀損研究切除毀損研究表明：猴頂葉聯(lián)合皮層在精細(xì)觸知覺、空間知覺及視覺－運動控制方面起關(guān)鍵作用。

5區(qū)主要參與軀體感覺信息的整合

7區(qū)主要參與空間視覺信息的整合第8頁/共49頁3、猴頂葉聯(lián)合皮層功能的神經(jīng)生理學(xué)研究第9頁/共49頁二、顳葉聯(lián)合皮層與聽覺信息處理相關(guān)的顳上回（22區(qū)）與視覺信息處理相關(guān)的顳下回（20，21，37區(qū)）與記憶和情感相關(guān)的內(nèi)側(cè)顳葉（海馬，海馬旁回，杏仁核等）。第10頁/共49頁1、人的顳下回功能的神經(jīng)心理學(xué)研究顳下回?fù)p傷或切除，病人表現(xiàn)為視知覺（顏色、物體、相貌認(rèn)知）障礙和記憶障礙?；颊邔︻伾?、熟悉的物體或面孔的識別或分辨能力受損，對具有相同或類似特征、性質(zhì)的物體進行組織和分類的能力受損，對視覺刺激產(chǎn)生解釋性錯誤。顳下回或內(nèi)側(cè)顳葉受損的患者，出現(xiàn)記憶障礙。第11頁/共49頁20區(qū)、21區(qū)切除后，猴對復(fù)雜圖形的分辨學(xué)習(xí)能力受損。2、猴顳下回功能的切除毀損研究第12頁/共49頁3、猴顳下回功能的神經(jīng)生理學(xué)研究猴顳下回20區(qū)和21區(qū)存在對復(fù)雜圖形或物體進行識別、分類及記憶的神經(jīng)元第13頁/共49頁第14頁/共49頁第15頁/共49頁三、前額葉聯(lián)合皮層位于大腦的最前端，包括Brodmann9～11，45～47區(qū)，是最高級別的聯(lián)合皮層。前額葉皮層在腦的高級功能中起著重要作用：注意力調(diào)控、學(xué)習(xí)和記憶、行為抑制、行為的計劃和策略、思維與推理等。第16頁/共49頁解剖學(xué)特征：人類的前額葉皮層占整個大腦皮層面積的29％。具有顯著發(fā)達(dá)的Ⅳ層；接受丘腦背內(nèi)側(cè)核的直接投射；具有廣泛的傳入傳出纖維聯(lián)系。第17頁/共49頁1、前額葉皮層的注意力調(diào)控功能大腦在選擇要處理的信息時，注意機制起著關(guān)鍵作用猴的前額葉皮層具有與視覺選擇性注意相關(guān)的神經(jīng)元，廣泛存在于主溝區(qū)及附近，與頂葉和顳葉后部形成廣泛纖維投射。前額葉損傷病人的注意力低下，不易把注意力集中到被特別暗示或提示的事情上，容易受無關(guān)刺激的干擾。第18頁/共49頁第19頁/共49頁Stroop干擾任務(wù)Stroop干擾任務(wù)（Stroopinterferencetask）通常用于檢測注意力調(diào)控能力實驗原則：將描述顏色的單詞用不同的顏色打印，給被試呈現(xiàn)這些單詞，要求被試說出單詞表示什么顏色或單詞是用什么顏色打印的。Redblackgreen第20頁/共49頁2、前額葉皮層的學(xué)習(xí)和記憶功能規(guī)則學(xué)習(xí)（rulelearning）是指人和動物能夠根據(jù)經(jīng)驗對不同的環(huán)境刺激作出不同的行為反應(yīng)，即人和動物能夠?qū)W會不同的規(guī)則。依賴于在不同的、但行為上相關(guān)的信息之間形成聯(lián)合關(guān)系，屬于聯(lián)合學(xué)習(xí)。前額葉皮層受損時，聯(lián)合學(xué)習(xí)和工作記憶能力低下Asaad等人訓(xùn)練猴的特定視覺刺激與特定運動反應(yīng)之間的聯(lián)合A——右B——左2.1前額葉皮層與規(guī)則學(xué)習(xí)A——左B——右第21頁/共49頁由認(rèn)知心理學(xué)家Baddeley和Hitch在20世紀(jì)70年代中期提出的通常指為了完成某一種操作任務(wù)，腦內(nèi)需要主動保留或復(fù)述某種有用的信息，使即時記憶在時間上得到延續(xù)工作記憶系統(tǒng)的模式

中央執(zhí)行機構(gòu)（centralexecutive）：注意調(diào)控系統(tǒng)視覺空間速寫板：保存和處理視空間映象語音回路：保存和處理言語關(guān)聯(lián)信息中央執(zhí)行機構(gòu)視覺空間速寫板語音回路2.1前額葉皮層與工作記憶第22頁/共49頁第23頁/共49頁暗示期延緩期反應(yīng)期猴操作眼動延緩反應(yīng)任務(wù)第24頁/共49頁3、前額葉皮層的行為抑制功能前額葉皮層具有抑制性功能，使得我們知道不該做的事情（如社會道德、規(guī)則和法律禁止的事情）不能去做?；颊咴谏鐣扒楦行袨楸憩F(xiàn)異常，出現(xiàn)反社會行為。病人常常不能根據(jù)暗示信號調(diào)整自身的行為。第25頁/共49頁4、前額葉皮層的行為計劃和策略形成每一個人都能夠總結(jié)過去，規(guī)劃未來，這種能力源于我們高度發(fā)達(dá)的前額葉皮層。人與動物的區(qū)別在于人能夠?qū)ξ磥淼男袨榛顒邮孪冗M行嚴(yán)密的規(guī)劃患者策略形成能力受損，缺乏有條不紊的計劃第26頁/共49頁威斯康辛卡片分類測試（Wisconsincard-sortingTest，WCST任務(wù)）第27頁/共49頁5、前額葉皮層的發(fā)散性思維能力人類具有強大的思維和邏輯推理能力，也與我們高度發(fā)達(dá)的前額葉皮層有關(guān)發(fā)散性思維是指腦內(nèi)枚舉具有相同或相似特征的事物的能力第28頁/共49頁四、優(yōu)勢半球與大腦的不對稱性通常認(rèn)為，人類的左右大腦半球具有同樣的大小、重量和表面積；主要腦葉看起來也是對稱的；近百年來，人們發(fā)現(xiàn)單側(cè)腦損傷顯示出一些重要功能存在差異；最重要的例子是左半球損害影響語言功能（1861年，Broca），首次證明大腦左右半球的功能存在不對稱性；1864年，HughlingsJackson提出人類大腦半球不是完全對稱的，在右利手的人，左半球是語言優(yōu)勢半球，右半球是非優(yōu)勢半球。第29頁/共49頁從上世紀(jì)開始，科學(xué)家逐漸發(fā)現(xiàn)，人類的一些行為更多地受左半球控制，而另一些行為則更多地受右半球控制。20世紀(jì)50～60年代，Zangwill、Hecaen、Milner等發(fā)現(xiàn)，右半球更多地參與空間視覺信息的處理。斯佩里（Sperry，美國人）通過裂腦實驗，證實了大腦不對稱性的“左右腦分工理論”，并因此榮獲1981年度的諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。

第30頁/共49頁在單側(cè)半球部分或全部受損的情況下觀察病人的行為變化。Wada實驗：單側(cè)頸動脈注射sodiumamytal（戊巴比妥鈉），選擇性使同側(cè)半球短暫失活，觀察受試者的行為變化。裂腦實驗（Sperry等）：切斷胼胝體，檢測兩半球的功能。功能成像技術(shù)，觀察正常人在進行某種認(rèn)知任務(wù)時大腦半球的活動。1、大腦半球功能不對稱性的研究方法第31頁/共49頁第32頁/共49頁Split-brainsurgeryinahuman裂腦實驗（SplittingtheBrain）第33頁/共49頁Testingthedividedbrain第34頁/共49頁“Lookatthedot.”Twowordsseparatedbyreddotappearprojectedinfrontofperson.“Whatworddidyousee?”“Pointwithyourlefthandtothewordyousaw.”or第35頁/共49頁2、大腦兩半球功能對稱性實驗發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)情況下，左右兩側(cè)半球都具有獨立的知覺、判斷和感覺－運動整合功能，即左右兩半球能夠分別對視覺經(jīng)驗和觸覺經(jīng)驗進行整合，說明左右半球在功能上具有完整性和獨立性。第36頁/共49頁3、大腦兩半球功能不對稱性實驗也發(fā)現(xiàn)，左右兩半球在某些功能上具有明顯的不對稱性，尤其在語言功能方面（語言表達(dá)）更為突出左半球：語言文字，數(shù)學(xué)技巧，分析思維右半球：音樂，圖形，情緒，時空概念，整體思維96％的右利手的語言優(yōu)勢在左半球，70％的左利手的語言優(yōu)勢也在左半球，15％的左利手的語言優(yōu)勢在右半球，15％的左利手沒有明顯的語言優(yōu)勢半球。同性戀患者腦不對稱性減弱女性腦不對稱性不如男性明顯第37頁/共49頁第38頁/共49頁4、功能不對稱性與結(jié)構(gòu)不對稱性相互聯(lián)系第39頁/共49頁外側(cè)裂的不對稱性第40頁/共49頁顳平面的不對稱性第41頁/共49頁第42頁/共49頁5、功能一側(cè)化的生物學(xué)意義從種系發(fā)生看，腦的不對稱性并不局限于人類，但腦的不對稱性在人類明顯。人類大腦功能為什么會出現(xiàn)一側(cè)化？個體發(fā)育中，大腦功能一側(cè)化是如何產(chǎn)生的？是否與遺傳有關(guān)還不清楚。大腦功能一側(cè)化帶來什么好處？第43頁/共49頁個體發(fā)育中，大腦功能一側(cè)化是如何產(chǎn)生的？腦形態(tài)上的不對稱性在胚胎4~6月開始，在出生前，與語言相關(guān)的大腦皮層結(jié)構(gòu)已經(jīng)存在左右不對稱，即嬰兒在學(xué)習(xí)語言表達(dá)前，左半球的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢已經(jīng)存在。在嬰兒期或兒童期，左半球受損時，右半球會取代左半球行使語言功能。嬰兒期已經(jīng)存在的左半球結(jié)構(gòu)優(yōu)勢使得語言功能優(yōu)先在左半球發(fā)育，而語言的發(fā)育促使左半球語言區(qū)變得比右半球相應(yīng)區(qū)更發(fā)達(dá)。第44頁/共49頁腦不對稱性與遺傳和環(huán)境的關(guān)系？

Turner綜合癥時尚性染色體為非整數(shù)倍，同時存在腦結(jié)構(gòu)和功能的不對稱性。在生命早期，男性激素（睪丸酮）能減慢左半球的發(fā)育（1987，Geschwind&Galaburda）第45頁/共49頁

Alzheimer病出現(xiàn)臨床和病理學(xué)的不對稱性。Schizophrenia（精神分裂癥）與正常腦的結(jié)構(gòu)與功能的不對稱性發(fā)育不良有關(guān)，在病理學(xué)上表現(xiàn)為左半球比右半球較易受累，可能與管理腦的不對稱性的基因缺陷有關(guān)。神經(jīng)發(fā)育性疾?。╠yslexia,朗讀困難；autism）也存在腦不對稱性異常。其他：癲癇……疾病與腦不對稱性的關(guān)系？第46頁/共49頁大腦功能一側(cè)化帶來什么好處？連接大腦左右半球的主要通路是胼胝體，兩側(cè)半球通過胼胝體協(xié)調(diào)各自的功能。假如每一種功能都需要左右半球來共同實現(xiàn)，胼胝體將變得越來越大，以至顱內(nèi)空間無法容納