大脑是家大公司
说到大脑的外观,相信不用多介绍,大家眼前都会浮现出一个凹凹凸凸、沟沟壑壑、一劈为二的半球状。
我们大脑的结构大致可以分为以下六个部分:前脑、小脑、脑干、脊髓、边缘系统、丘脑。
主体部分,我们管它叫前脑(forebrain),就是体积最大的那一块、和核桃仁非常像的那个部分。它是人脑中最大的区域,分为左右两个半球,它外面包裹的那一层叫大脑皮层(cerebralcortex)。
在前脑的后下方是小脑(cerebellum),它和我们的运动平衡有关。小脑就像一个很大的调节器,喝醉酒的人走路摇摇晃晃,就是因为酒精麻痹了小脑。虽然小脑的名字中有一个“小”字,可它并不小,虽然总体积只占整个脑袋的10%,神经元的数量却超过了全部脑神经总数的一半。
小脑的功能非常重要,它和我们的运动控制有关。手和眼的协调、维持人体姿态、学习运动技能,比如拉小提琴、打网球、骑自行车,都离不开小脑。人类和其他脊椎动物最大的区别就是,人类的小脑体积特别大,这样才能完成那些精密细致复杂的任务,比如书写、操控精密仪器。
前脑和小脑中间有一个连接的部分,叫作脑干(brainstem)。脑干可以理解为脊髓的延伸,主要负责头部的感觉信号输入以及头部运动指令输出,脑干下面连接的就是我们的脊髓。
脊髓(spinalcord)主要负责我们的身体和四肢,包括身体感觉以及四肢运动的肌肉收缩等。脊髓负责身体,脑干负责头部。所以在医学上,判断一个人是否脑死亡,标准就是脑干是否还能发挥正常功能。因为脑干坏了,大脑就没办法正常工作了。
在前脑里面,有一个很重要的部分叫“边缘系统”(limbicsystem),它就是给我们带来恐惧情绪的杏仁核(amygdala)和负责记忆的海马体(hippocampus)所在的位置。为什么叫边缘系统呢?因为它们和身体的调控功能的关系并不紧密。但有意思的是,它的位置恰恰在大脑的中心。
在边缘系统内侧,有一个叫作丘脑(thalamus)的地方,它是感觉信号的中转站,负责收集我们的视觉、听觉等等各种感觉信号,然后把这些信号投射到大脑皮层的各个对应区域,好比一个“传送门”。除了嗅觉,所有的感觉信号都要经过丘脑进行中转。
我们“大脑地图”里的52个区
我们能够感知外部世界,是因为大脑皮层起了重要作用。大脑皮层就是大脑最外面那一层,我们所有的感觉器官接收到的刺激在大脑皮层都有对应的区域。比如,视觉皮层在后脑勺,体感觉皮层和运动皮层都在头顶的位置。
大脑就像一张地图,不同的功能区就相当于地图上不同的省份。如果要去画这张地图,我们首先要划定省份的边界。
事实上,把大脑按照功能区分,这个概念在很早以前就有了。在很早以前有一门学问叫作“颅相学”,号称可以通过一个人头盖骨的形状,比如说哪个部位比较突出,来判断此人的行为方式和个性。在19世纪,颅相学非常流行,就连两个人能不能结婚很多人也要借由颅相学来判断。
现在我们知道,颅相学是不科学的,但是,将大脑按照功能来分区,这个概念并非完全错误。我们现在把大脑皮层分成52个区,这是1909年由德国神经学家布罗德曼绘制的。布罗德曼是如何划分的呢?他根据的是细胞形态的不同,以及细胞在大脑皮层上的分布状态。在波罗德曼的“大脑地图”中,第17区就是我们后来认为的视觉皮层区,而第1区、第2区、第3区则是本体感觉区。
大脑皮层有6层楼
人类大脑皮层的平均厚度在2.3~2.8毫米,不算很薄,里面却分了六层。我们可以把它想象成一栋六层的办公楼,每一层楼都有不同的分工。只不过,楼层数是倒过来编号的。
