大脑

来自中文百科专业版
跳转至: 导航搜索

  大脑汉语拼音:Dɑnao;英语:cerebrum),脊椎动物高级脑结构的主要部分,由左右两半球组成,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的神经中枢,又称端脑。

  主要包括大脑皮层和基底核两部。大脑皮层是被覆在端脑表面的灰质、主要由神经元的胞体构成。皮层的深部由神经纤维形成的髓质(即白质)构成。髓质下面的灰质团块即基底核,纹状体是其中的主要部分。广义的大脑指小脑幕以上的全部脑结构,包括端脑、间脑和部分中脑(见中枢神经系统)。

大脑皮层的分区[编辑 | 编辑源代码]

  各种细胞层的厚度、细胞的排列、型式等叫做细胞结构;纤维、血管、化学构成等的特点分别叫做纤维结构、血管结构和化学结构。

  不同作者根据大脑皮层各区的细胞构筑不同,把大脑皮层分为若干区,K.布罗德曼把人的大脑皮层分成52个区叫做布罗德曼氏皮层区。这种分区虽然带有一些人为的性质,但它一方面给出了脑区的具体编号,便于研究和描述;另一方面细胞构筑的不同也多少反映皮层功能的特点,如17区与视觉关系密切,也叫视觉皮层,4区与身体各部的运动功能有密切关系,所以也叫运动区皮层等。

大脑皮层的感觉和运动功能[编辑 | 编辑源代码]

  大脑皮层具有控制运动和分析感觉信号的功能。这方面的知识大都是通过刺激或损毁实验和临床观察等方法获得的。如用电刺激动物皮层的一定部位,观察动物的反应,从而了解这一部位的功能。或者用物理化学的方法破坏皮层某一局部组织,观察是否引起某一特定功能的消失。在感觉投射的研究中,特别是大脑皮层感觉区的定位中,常用诱发电位的方法。所谓诱发电位一般是指感觉系统受到刺激时,在中枢神经系统内引起的电变化。大脑皮层的诱发电位,则是指感觉传入系统受到刺激时,在皮层上某一局部区域所引出的电变化。用微电极技术,可以记录单个神经细胞的活动。利用抗原、抗体特异反应的原理发展起来的放射免疫、免疫组织化学、免疫酶标等技术,为脑中化学物质、神经连接等方面的研究开辟了新的途径。

  感觉皮层

  大脑的感觉皮层是指接受丘脑特异转换核传入投射的大脑皮层区域,如视区、听区、体感区等。内脏感觉区的丘脑传入投射不如上述几区那样清楚,一般不叫做内脏感觉区皮层。

  ①体表感觉区皮层(中央后回第3,1及2区)。全身体表感觉的主要投射区。通过灵长类动物皮层诱发电位的研究,发现向中央后回的感觉投射有以下特点;体表感觉传向皮层的投射是交叉的,即一侧的体表感觉传到对侧皮层的相应区,但头面部感觉的投射是双侧性的;投射区有一定的空间分布,下肢代表区在顶部,上肢代表区在中间部,头面部代表区在底部,因此,总的排列是倒置的;投射区的大小与不同体表部位感觉灵敏程度有关,例如拇指和食指的代表面积要比胸部十二根脊神经传入的代表区总面积大几倍,这种结构特点有利于精细的感觉分析。脑外科手术保持病人在清醒状态下,用适宜强度的电流刺激病人大脑皮层,观察到刺激中央后回顶部可以引起似乎来自下肢刺激的主观感觉,刺激中央后回底部可以引起似乎来自面部的主观感觉。

  除中央后回第1感觉区外,在、猴等动物以及人还发现有第2感觉区。人的第2感觉区位于中央前后回的最下部。体表感觉在第2感觉区的投射也有一定空间分布,但这种分布属于正立的而不是倒置的。在人脑,刺激第2感觉区可引起体表一定部位的麻木感,这种感觉具有双侧性。从种系发生上看,第2感觉区似较原始,只能对感觉作粗糙的分析。人在切除第2感觉区后,并不产生显著的感觉障碍。

  ②肌肉本体感觉区。中央前回是运动区,也是肌肉本体感觉投射的代表区。切除动物的运动区,由本体感觉刺激作为条件刺激所建立的条件反射就发生障碍。刺激人体中央前回,也会引起受试者企图发动肢体运动的那种主观感觉。

  ③视觉区皮层。枕叶皮层是视觉的投射区,左侧枕叶皮层接受左眼颞侧视网膜和右眼鼻侧视网膜的传入纤维投射,右侧枕叶皮层接受右眼颞侧和左眼鼻侧视网膜的传入纤维投射。枕叶皮层的视觉代表区和具体位置在皮层内侧面的距状裂(距状沟)上、下缘。视网膜上半部投射到距状裂上缘,下半部投射到下缘;视网膜中央凹的黄斑区投射到距状裂前部。电刺激人脑距状裂上、下缘,可以使受试者产生简单的主观光感觉,但不能引起完整的视觉形象。

  ④听觉区皮层。颞叶皮层是听觉的投射区域。听觉的投射是双侧性的,即一侧皮层代表区与双侧耳蜗感受器的传入有关。猫的听觉皮层代表区位于外雪氏回,耳蜗一定部位的感觉传入投射到听觉代表区的相应点。人的听觉皮层代表区位于颞横回和颞上回(第41、42区),电刺激上述区域,能引起受试者产生铃声样或风吹样的主观音感觉,在第41区还有不同音频感觉投射的分野;高音感受区在此区的后内侧,低音感受区在此区的前外侧。

  运动区皮层

  大脑皮层与运动有关的区域有:中央前回运动区、辅助运动区和第2运动区。中央前回运动区叫做运动区皮层,包括布罗德曼氏皮层区第4区和第6区。第4区主要与远端关节如手指、脚趾等精巧的动作,乃至个别肌肉的动作有关。第6区主要与近端关节如肩、髋等关节运动有关。

  运动区皮层有下列功能特点:

  ①对躯体运动的管理是对侧性的,即一侧运动区皮层控制另一侧躯体的肌肉运动,但头面部肌肉的运动,如咀嚼、喉及脸上部运动的支配都是双侧性的。

  ②具有精细的功能定位,即皮层的一定区域支配身体一定部位的肌肉呈倒立的“小人”样分布。这种情况叫做躯体定位。

  ③身体不同部位在皮层的代表区,其大小与肌肉的大小无关,而与肌肉运动的精细和复杂程度有关。如拇指所占的皮层面积差不多是大腿所占皮层面积的10倍。运动区皮层最重要的功能是控制随意运动。某些复杂的运动反射必须有运动区皮层参加。另外,在中央前回与岛叶之间有第二运动区,在大脑皮层额上回沟内侧面(两半球纵裂的侧面)有辅助运动区。目前,这两区的生理功能还不很清楚,刺激一侧辅助运动区及第二运动区,能引起两侧躯体运动反应,但需用较强电刺激。

大脑皮层的联络区[编辑 | 编辑源代码]

  联络区是指那些在刺激、损毁及电生理实验中未能发现明显的运动、感觉或自主性功能变化的那些大脑皮层区。这些区在高等动物更为发达,灵长类的皮层联络区主要指位于顶叶、颞叶、枕叶之间的顶-枕前区皮层以及位于运动区之前的前额叶皮层。从神经联系上看,这些脑区不接受丘脑中继核的投射,而只接受那些丘脑联络核的传入投射。丘脑联络核由于主要接受丘脑内部相互的连接,而不接受丘脑以外来的传入投射,因而得名。所以这些相应的大脑皮层也就被命名为联络区皮层,也叫内源性皮层。

  对人类及高级灵长类动物联络区的损伤和刺激实验说明,联络区的功能一方面与其邻近的初级感觉区皮层功能有较密切的关系,如顶-枕叶皮层与体感的知觉及行动关系较密切,颞中区与听觉的关系较密切,下颞区与视觉功能较密切。另一方面联络区的功能已经超出了特异感觉的范围。例如顶- 枕联络区的作用似乎是将事物的空间排列与机体本身的形状和位置加以比较,根据身体的内部状态所处的条件来确定外界事物的意义,顶叶损伤病人的症状有半边身体不复存在的感觉。有的可能与短期记忆功能有关。

  大脑皮层功能两侧不对称性和人类的语言功能 人大脑皮层的一定部位受伤时,会出现语言障碍。损坏左侧额下回的布罗卡氏区(第44区)可出现运动失语症。这种病人有关发音的肌肉运动并无障碍,但不会说话。损坏左侧颞上区的韦尼克氏区(第22区)时,会出现感觉失语症。W.G.彭菲尔德等在给病人做手术时刺激其大脑皮层,发现也正是这些区的刺激可以使清醒病人的言语停顿或发生障碍,证实了过去临床的观察结果。

  左侧或右侧大脑皮层受伤对于语言功能的影响是完全不同的。J.N.杰克逊1869年最先提出“领导半球”的看法。他注意到一个惯用右手(右利)的人,如右侧偏瘫,会出现失语症;左侧偏瘫则不出现。于是就有人把右利者的左侧大脑半球叫做优势半球或主要半球,而其右侧半球为次要半球。以后发现,哪个半球与语言有关,完全是遗传因素所决定的。至于用手的右利或左利除遗传因素外,还有后天因素。一个左利者发生右侧偏瘫时,同样会产生失语症。多数人的左侧大脑半球在语言、抽象思维等方面占优势,而右侧大脑半球在非语言功能、空间辨认等方面占优势。说明大脑两半球的功能不完全对称而有所分化。

基底神经节[编辑 | 编辑源代码]

  鱼类及两栖类动物的端脑的腹外侧壁是纹状体。到了爬行动物才分成古纹状体和旧纹状体。哺乳动物的杏仁、苍白球属于古、旧纹状体,而尾核、壳核则属于新纹状体,这些结构的全部统称基底核(基底神经节)。底丘脑核、黑质、红核等在功能上与纹状体有密切关系。

  大脑皮层不发达动物的基底神经节是控制运动的主要中枢。在皮层高度发达以后,基底神经节的功能主要与运动调节有关,是锥体外系的主要组成部分。人基底神经节的病变,常伴有运动障碍,如震颤麻痹的损害在纹状体或黑质,其主要症状是面部表情木呆、步态死板、肌肉僵直等。基底神经节本身并不直接发出下传通路,它对运动的调节与下述环路有关。