大腦皮層功能區(qū)簡介

1、腦結(jié)構(gòu)與認(rèn)知功能,神 經(jīng) 元,神經(jīng)元組成：神經(jīng)細(xì)胞體、樹突和軸突神經(jīng)元學(xué)說：神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生、形態(tài)、營養(yǎng)和功能的基本單位,Neurons -Soma,Chapter 2. The nervous system,Principle of Neural Science,,軸丘,滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),高爾基器,多核糖蛋白質(zhì),線 粒 體,細(xì)胞膜,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),核糖體,微管,細(xì)胞核,神經(jīng)元的分類,Neurons can be classified ac

2、cording to the total number of neurites (axons and dendrites) that extend from the soma. A neuron that has a single neurite is said to be unipolar. If there are two neurites, the cell is bipolar, and if there are three

3、 or more, the cell is multipolar. Most neurons in the brain are multipolar.,軸突 – 突觸,神經(jīng)遞質(zhì),,突觸間隙,線 粒 體,受 體,突觸前膜,突觸后膜,突 觸,突 觸囊 泡,神 經(jīng) 系 統(tǒng),中樞神經(jīng)系統(tǒng)大腦 ( Cerebrum )小腦 (Cerebellum)腦干 (Brain Stem)脊髓 (Spinal Cord)周圍神經(jīng)系

4、統(tǒng)軀體神經(jīng)（ Somatic PNS ）植物神經(jīng)（ Visceral PNS ）,解 剖 術(shù) 語,解剖面矢狀面水平面冠狀面,大腦外側(cè)面,腦的結(jié)構(gòu)分區(qū),大 腦 分 區(qū),大腦內(nèi)側(cè)面,腦 成 像,大腦底面,大腦冠狀面,大腦結(jié)構(gòu)與功能,額葉運(yùn)動(dòng)區(qū),頂葉體感區(qū),V1,V2,V2,V3,V4,V5MT,頂葉,顳下回,,,,,,,,,,,,,,,,,What通路——Where通路,§1 大腦聯(lián)合皮層的組織結(jié)構(gòu)§2

5、 大腦聯(lián)合皮層的工作原理 §3 大腦聯(lián)合皮層的功能§4 大腦兩半球的功能不對稱性,大腦聯(lián)合皮層與認(rèn)知,,Primary sensory cortex (sematosensory, visual, auditory……)Primary motor cortexUnimodal sensory association areasMultimodal sensory association areasM

6、otor association cortex,§1 大腦聯(lián)合皮層的組織結(jié)構(gòu),頂葉聯(lián)合皮層（5，7，39，40區(qū)）顳葉聯(lián)合皮層（20，21，22，37區(qū)）前額葉聯(lián)合皮層（9－14，45－47區(qū)）,Understanding the function of the three association areas is based on:,Observing the patients with damage to

7、cortex (trauma, tumor, stroke, or surgery)“no-invasive” imaging studies of normal and brain damaged individuals.(PET scan and fMRI)Recording the activity of cortical neurons in freely behaving animals,Three Principles

8、Govern the Function of the Association Areas,Sensory information is processed both sequentially and in parallel.Sensory information unimodal areas of cortex converges in multimodal areas.The sequence of information pro

9、cessing is reversed in the motor system.,,,隨著進(jìn)化，動(dòng)物前額葉聯(lián)合皮層面積也相應(yīng)地變得越來越大。在人類，前額葉聯(lián)合皮層占整個(gè)大腦皮層面積約29％。,前額葉聯(lián)合皮層,,小結(jié)前額葉聯(lián)合皮層參與注意力調(diào)控及反應(yīng)抑制；前額葉聯(lián)合皮層在空間和物體工作記憶中起關(guān)鍵作用；前額葉聯(lián)合皮層與性格、情感及社會(huì)行為調(diào)控密切相關(guān)。在人類，左側(cè)前額葉聯(lián)合皮層45區(qū)與運(yùn)動(dòng)性語言功能有關(guān)。,頂葉聯(lián)合皮層,

10、7;1 語言是人類獨(dú)有的能力§2 語言信息處理的神經(jīng)模型§3 語言障礙具有多種表現(xiàn)形式 §4 閱讀與書寫障礙的腦區(qū)定位,語言與語言障礙,1、語言是人類獨(dú)有的能力,語言的創(chuàng)造性語言的形式語言的內(nèi)容語言的用途,現(xiàn)代人類大腦皮層與語言相關(guān)的區(qū)域在形態(tài)學(xué)上是左右不對稱的。由于大腦皮層重要的溝回常常在顱骨內(nèi)側(cè)面留下壓跡，因此，在顱骨內(nèi)側(cè)面可以找到大腦皮層左右不對稱的痕跡。LeMay搜尋了這種不對稱

11、性的化石記載，發(fā)現(xiàn)這種不對稱性存在于Neanderthal （距今3萬至5萬年前）和北京人（距今30萬至50萬年前）。,語 言 的 起 源,用磁共振成像技術(shù)對20只黑猩猩、5只倭黑猩猩和2只大猩猩的腦部進(jìn)行了掃描，結(jié)果表明與人類相似，所有這3個(gè)物種的左半腦Brodmann 44區(qū)都比較大。,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)和人類語言有關(guān)的基因FOXP2,自然語言和手語都是定位的。語言在左半球的定位似乎與兩半球間的解剖差異有關(guān)。顳平面的這一解剖學(xué)不對

12、稱性在發(fā)育早期（妊娠31周）即已存在，提示這種不對稱性并非由于后天經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來，實(shí)為先天所有。嬰兒出生時(shí)對各種聲音的差別具有廣泛的敏感性，這種能力對于理解任何一種人類語言都是必不可少的。語言的習(xí)得有著普遍規(guī)律。,語言能力是先天決定的,1885年，布洛卡把自己的論文《我們用大腦左半球說話》公諸于世。這篇論文揭示腦是語言的生成和指揮器官，指出語言中樞在哪里，表明大腦皮層的不同部位有不同的分工，為大腦皮層機(jī)能定位學(xué)說奠定了基礎(chǔ)，成為腦科

13、學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。,語言腦區(qū)的定位,1874年，德國神經(jīng)學(xué)家卡爾·韋尼克在大腦皮層發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與理解語言有關(guān)的區(qū)域，是語言感受中樞。,語言腦區(qū)的定位,用正電子發(fā)射斷層掃描術(shù)（PET）顯示正在完成與單詞有關(guān)的一系列訓(xùn)練時(shí)的人腦,Wernicke-Geschwind模型中強(qiáng)調(diào)的Wernicke區(qū)和Broca區(qū)在語言接受與表達(dá)方面的重要性實(shí)際上是基于范圍大的多的損傷。Wernicke-Geschwind模型強(qiáng)調(diào)皮層區(qū)域的重要性

14、。而現(xiàn)有的證據(jù)表明，皮層下結(jié)構(gòu)對語言也是非常重要的。聽覺輸入的語言信息的確由聽皮層傳至角回，然后至Wernicke區(qū)，再傳遞至Broca區(qū)。然而，視覺輸入的語言信息并不經(jīng)過Wernicke區(qū)，而是從視覺聯(lián)合皮層直接傳至Broca區(qū)。因此通過眼睛看到的詞并不轉(zhuǎn)化為聽覺表象。事實(shí)上，對一個(gè)詞的視知覺和聽知覺是由感覺模式特異的通路相互獨(dú)立地處理的。這些通路各自獨(dú)立地到達(dá)Broca區(qū)以及與語言含義和語言表達(dá)相關(guān)的更高級區(qū)域。,Wernicke

15、-Geschwind模型的不足之處,語言障礙,失語癥是由于特定腦區(qū)損傷（通常是大腦皮層區(qū)域損傷，如血管破壞、創(chuàng)傷或腫瘤）所致的語言障礙。特定腦區(qū)的損傷并不導(dǎo)致語言能力的全面衰退，而是不同腦區(qū)的損傷引起不同形式的語言障礙。如某些失語癥患者理解說和寫的語言均有困難（Wernicke 失語），另一些則難以通過寫字和說話來表達(dá)思想（Broca 失語）。特定腦區(qū)的破壞導(dǎo)致特定的語言障礙提供了深入了解大腦語言組織的良機(jī)。,Wernicke 失語

16、 Wernicke 失語的特征是語言理解力的顯著缺陷。語言輸出是流暢的。言語錯(cuò)亂paraphasia語詞創(chuàng)新，neologisms多語癥，logorrhea言語空洞另外，Wernicke 失語患者有嚴(yán)重的閱讀和書寫障礙。,Wernicke 失語,Broca 失語癥的主要特征是語言理解能力部分的保留，但語言的生成不流暢。Broca 失語癥患者只使用關(guān)鍵詞。Broca 失語癥無法將幾個(gè)短語組分協(xié)調(diào)地構(gòu)建成一個(gè)句子。與W

17、ernicke失語癥不同，Broca 失語癥患者一般都有能意識到自己地語言錯(cuò)誤。Broca 失語癥患者雖然在語言地生成上有嚴(yán)重障礙，但對口頭和書寫語言的理解正常。因?yàn)樗麄兊腤ernicke語言區(qū)未受損。然而，Broca 失語癥患者朗讀困難，寫字也像說話一樣困難。,Broca 失語,失語癥的臨床癥狀,人類語言還具有重要的情感成分。語言的某些情感成分依賴于右半球的專門處理。與右半球損傷相關(guān)的語言情感成分喪失稱為語韻缺失。右半球前部損傷的患者

18、無論是悲還是喜，講話時(shí)語調(diào)總是平板的；右半球后部損傷的患者則不能理解別人語言中的情感成分。,大腦右半球也有語言功能,失讀癥（dyslexia，閱讀能力受到破壞）和失寫癥（agraphia，書寫能力受到破壞）是成年人大腦皮層小范圍損傷導(dǎo)致的閱讀或書寫能力被選擇性地破壞，而說話及其他認(rèn)知功能不受傷害的語言障礙。失讀癥伴失寫癥：患者能說話，也能聽懂別人說話，但失去了閱讀和書寫的能力。失讀癥伴失寫癥通常與頂－顳－枕聯(lián)合皮層的角回或緣上回的損

19、傷有聯(lián)系。頂－顳－枕聯(lián)合皮層區(qū)從事視覺、聽覺和觸覺信息的整合。經(jīng)過整合后，信息被傳送至顳葉Wernicke語言區(qū)，而后傳送至額葉Broca語言區(qū)?；颊邿o法將視覺符號與視覺符號所代表的聲音聯(lián)系起來。同樣地，患者不能識認(rèn)大聲拼讀出來的詞，自己葉不會(huì)拼讀?；颊卟荒芡ㄟ^觸摸識認(rèn)浮凸的字母，因?yàn)槠つw觸覺信息通過角回和緣上回向Wernicke語言區(qū)傳遞的通路被中斷。,利用高空間分辨率的功能磁共振成像(fMRI)這一腦科學(xué)研究新興技術(shù)，發(fā)現(xiàn)支配中國人

20、閱讀中文的大腦部位與支配英美等國人閱讀英文的大腦區(qū)域在空間位置上明顯不同。,,語言是人類特有的通訊手段。語言在本質(zhì)上是一套符號系統(tǒng)。人類借助語言交流思想，借助語言進(jìn)行思維和推理。,語言功能定位于大腦左半球。語言功能相關(guān)的大腦半球結(jié)構(gòu)不對稱在人類進(jìn)化史上早在30萬年前就已出現(xiàn)。人的語言潛能似乎在出生時(shí)就已存在。語言的普遍特征被認(rèn)為部分起源于左半球語言相關(guān)皮層區(qū)域的特殊結(jié)構(gòu)。從生物學(xué)意義上講，語言不是單一能力，而是一組能力，理解和表