大腦皮質(zhì)上的隱形“哈哈鏡”

如果我們把家兔麻醉，打開它的腦顱骨，暴露出大腦皮質(zhì)，用電極刺激大腦皮質(zhì)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，電刺激皮質(zhì)不同的區(qū)域會(huì)引起家兔產(chǎn)生不同的軀體運(yùn)動(dòng)。這說(shuō)明大腦皮質(zhì)的不同部位具有不同的管理職能。

早在1861年，法國(guó)有一個(gè)叫布洛卡的醫(yī)生在解剖尸體時(shí)發(fā)現(xiàn)，死者生前身體右邊癱瘓的，病變的部位往往發(fā)生在左側(cè)大腦半球額葉上，患者同時(shí)患有失語(yǔ)癥（不能說(shuō)話）。布洛卡確認(rèn)，人的語(yǔ)言中樞位于大腦左半球的額葉。

布洛卡的發(fā)現(xiàn)引起了許多科學(xué)家的注意。后來(lái)許多科學(xué)家在動(dòng)物身上采用不同的研究手段進(jìn)行了大量精細(xì)的研究。1869年，英國(guó)科學(xué)家杰克遜通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)做出了如下的推測(cè)：大腦半球的中央溝前半球管理運(yùn)動(dòng)，后半球與感覺功能有關(guān)。

而德國(guó)青年醫(yī)生弗里茨和希奇希并不滿足于對(duì)腦功能的簡(jiǎn)單推測(cè)，他們認(rèn)為只有讓實(shí)驗(yàn)證據(jù)說(shuō)話才最有說(shuō)服力。于是在1870年，他們用微細(xì)的電極插入到狗的大腦皮質(zhì)，當(dāng)刺激狗大腦右半球的前額區(qū)時(shí)，狗的左側(cè)腿肌肉發(fā)生了活動(dòng)；但是當(dāng)刺激腦的后側(cè)時(shí)就不出現(xiàn)任何肌肉活動(dòng)。他們的實(shí)驗(yàn)有力地證實(shí)了杰克遜的推測(cè)。因此，他們首次提出了大腦皮質(zhì)“運(yùn)動(dòng)區(qū)”的概念。這兩位杰出的醫(yī)學(xué)家所開創(chuàng)的研究大腦皮質(zhì)機(jī)能定位的方法，一直到現(xiàn)在還被人們普遍采用。

在眾多科學(xué)家多年的共同努力下，大腦不同區(qū)域職能分工的秘密終于被揭開了。目前，人們已經(jīng)搞清楚的大腦皮質(zhì)機(jī)能區(qū)域有：位于中央溝前方的中央前回，是管理軀體骨骼肌運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)域，被稱為“軀體運(yùn)動(dòng)區(qū)”（軀體運(yùn)動(dòng)中樞）。位于中央溝后方的中央后回，是主管體表感覺的重要區(qū)域，被稱為“體表感覺區(qū)”（體表感覺中樞）。位于大腦半球后部的枕葉，是管理視覺的區(qū)域，被稱為“視覺中樞”。大腦半球的顳葉是產(chǎn)生聽覺的區(qū)域，被稱為“聽覺中樞”。位于大腦半球內(nèi)側(cè)面胼胝體上方的扣帶回，是產(chǎn)生嗅覺的區(qū)域，被稱為“嗅覺中樞”。另外，在人類的大腦半球上還存在著一個(gè)動(dòng)物所不具有的重要中樞，這就是語(yǔ)言中樞。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，如果重復(fù)電刺激大腦皮質(zhì)中央前回某一個(gè)區(qū)域時(shí)，可以反復(fù)引起軀體對(duì)側(cè)的某一部位的肌肉收縮；如果刺激另一區(qū)域時(shí)，可引起軀體對(duì)側(cè)另一部位的肌肉收縮；當(dāng)刺激中央前回下方的某些部位時(shí)，可引起雙側(cè)頭面部肌肉的收縮。

原來(lái)，軀體運(yùn)動(dòng)區(qū)的不同部位在固定管理著身體不同部位的肌肉活動(dòng)！科學(xué)家們經(jīng)過精細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究，終于繪制出了一幅中央前回管理全身運(yùn)動(dòng)的“機(jī)能地圖”。這幅地圖實(shí)際上是整個(gè)人體在中央前回上的縮影。但這個(gè)縮影是通過“哈哈鏡”鏡頭拍出來(lái)的，它把整個(gè)人體扭曲得簡(jiǎn)直不成樣子。中央前回上管理某一運(yùn)動(dòng)的區(qū)域大小，與被管理的軀體部位的實(shí)際大小竟然沒有任何關(guān)系！所以，全身各個(gè)部位就在中央前回上形成了一個(gè)畸形的身體縮影。

大腦皮質(zhì)的主要神經(jīng)中樞

看到這樣一個(gè)大頭、大嘴、大手，小身軀、小腿腳的奇怪身體投影，你一定會(huì)覺得很可笑。那為什么會(huì)是這樣一幅怪體形呢？

原來(lái)，不管我們身體的某個(gè)部位大小如何，如果這個(gè)部位的肌肉運(yùn)動(dòng)越是精細(xì)、靈巧，中央前回運(yùn)動(dòng)區(qū)管理它的神經(jīng)元數(shù)量就越多，所占的區(qū)域就越大。所以，運(yùn)動(dòng)區(qū)的大小是與其管理部位運(yùn)動(dòng)的精細(xì)復(fù)雜程度相關(guān)的。我們?nèi)祟愲p手長(zhǎng)期從事各種勞動(dòng)，靈巧無(wú)比，精細(xì)靈活得可以在顯微鏡下制作微雕作品，所以它的運(yùn)動(dòng)區(qū)特別得大。

我們?nèi)祟惥哂歇?dú)特的語(yǔ)言活動(dòng)，說(shuō)話口齒伶俐，唱歌委婉動(dòng)聽，這需要口、舌、齒、唇等部位靈巧地協(xié)調(diào)配合。我們?nèi)祟愂亲罡挥诿娌勘砬榈?，喜、怒、哀、樂的?fù)雜感情都通過面部準(zhǔn)確地反映出來(lái)并與他人交流，所以人類頭面部的運(yùn)動(dòng)區(qū)格外大。

中央前回管理運(yùn)動(dòng)還有另外一些特點(diǎn)：整個(gè)身體的投影是倒置的，即上半身的運(yùn)動(dòng)由中央前回的下方管理；下半身的運(yùn)動(dòng)由中央前回的上方管理。對(duì)于軀干和四肢來(lái)說(shuō)，都分別由對(duì)側(cè)的中央前回來(lái)管理；而頭面部的肌肉活動(dòng)，是由兩側(cè)的中央前回共同管理的。

為什么頭面部的肌肉活動(dòng)需要大腦皮質(zhì)的雙側(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)管理呢？你想，我們的四肢是完全可以單側(cè)活動(dòng)的。但是我們說(shuō)話、吃東西能夠只靠單側(cè)面部的肌肉活動(dòng)嗎？這樣看來(lái)，在大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)上的身體“怪影”是非常合乎情理的。

加拿大的醫(yī)生潘費(fèi)爾德博士，為揭開人類大腦皮質(zhì)感覺區(qū)的秘密做出了突出的貢獻(xiàn)。由于潘費(fèi)爾德職業(yè)上的便利，他能夠在病人身上直接進(jìn)行大腦皮質(zhì)機(jī)能定位的研究。

1936年的一天，潘費(fèi)爾德博士對(duì)一位局部麻醉少女的大腦皮質(zhì)進(jìn)行微弱的電流刺激。突然，這個(gè)少女驚叫起來(lái)：“有一個(gè)人正向我走過來(lái)！”當(dāng)電刺激大腦皮質(zhì)的另一部位時(shí)，竟然喚起了這個(gè)少女對(duì)往事的回憶。后來(lái)他把全身軀體感覺在中央后回上的投影圖描繪了出來(lái)，發(fā)現(xiàn)在中央后回上，我們?nèi)说娜砭谷皇且环恢饬说?、十足的“丑八怪”?/p>

全身感覺在中央后回上的定位特點(diǎn)與前面提到的運(yùn)動(dòng)區(qū)定位特點(diǎn)很相似：左半側(cè)軀體的感覺，上傳到右側(cè)大腦半球的中央后回；右半側(cè)軀體的感覺，上傳到左側(cè)大腦半球的中央后回；頭面部的感覺，同時(shí)上傳到兩側(cè)的中央后回，由雙側(cè)大腦半球共同管理；下半身的感覺傳到中央后回的上部，上半身的感覺傳到中央后回的下部，總體上呈一種倒置的投影關(guān)系；但是，頭面部的感覺還是正立位置的。潘費(fèi)爾德博士還發(fā)現(xiàn)，投影區(qū)的大小與身體感覺部位的大小毫無(wú)關(guān)系，而是與這個(gè)部位的感覺精細(xì)、敏感程度成正比。

我們?nèi)梭w在中央后回上的感覺投影，表現(xiàn)為手大、嘴大。手指的觸覺分辨能力十分精細(xì)；嘴唇對(duì)物體的精細(xì)分辨能力也很強(qiáng)；舌的觸覺和味覺極為發(fā)達(dá)。這些感覺靈敏的部位，其相應(yīng)的感受裝置比較多、密度大，大腦皮質(zhì)感覺區(qū)與其聯(lián)系的神經(jīng)元數(shù)量必然要多、區(qū)域要大，這樣就有助于大腦對(duì)這些感覺進(jìn)行細(xì)致精密地分析。這就是我們?nèi)砀杏X在中央后回上形成“丑八怪”感覺投影的道理。