大脑皮质功能
大脑功能结构详解
大脑(Brain)包括左、右两个半球及连接两个半球的中间部分，即第三脑室前端的终板。大脑半球被覆灰质，称大脑皮质，其深方为白质，称为髓质。髓质内的灰质核团为基底神经节。在大脑两半球间由巨束纤维—相连。
具体内容有大脑半球各脑叶、大脑皮质功能定位、大脑半球深部结构、大脑半球内白质、嗅脑和边缘系统五大部
分。
大脑半球表面凹凸不平，布满深浅不同的沟，沟间的隆凸部分称脑回。大脑半球的背侧面，各有一条斜向的沟，称为侧裂( lateral fissure )。侧裂的上方，约当半球的中央处，有一由上走向前下方的脑沟，称为中央沟( central fissure )。每一半球又
分为四个叶( lobe )。在中央沟之前与侧裂之上的部位，成为额叶( frontal lobe )，为四个脑叶中之最大者，约占大脑半球的三
分之一；侧裂以下的部位，称为颞叶( temporal lobe )；中央沟之后与侧裂之上
的部分，称为顶叶( parietal lobe )；顶叶与颞叶之后，在小脑之上大脑后端的部分，称为枕叶( occipital lobe )。以上各脑叶，均向半球的内侧面和底面延伸，而在各脑叶区域内，各有许多小的脑沟，其中蕴藏着各种神经中枢，分担不同的任务，形成了大脑皮质的分区专司功能。
各叶的位置、结构和主要功能如下：
1、额叶：也叫前额叶。位于中央沟以前。在中央沟和中央前沟之间为中央前回。在其前方有额上沟和饿下沟，被两沟相间的是额上回、额中回和额下回。额下回的后部有外侧裂的升支和水平分支分为眶部、三角部和盖部。额叶前端为额极。额叶底面有眶沟界出的直回和眶回，其最内方的深沟为嗅束沟，容纳嗅束和嗅球。嗅束向后分为内侧和外侧嗅纹，其分叉界出的三角区称为嗅三角，也称为前穿质，前部脑底动脉环的许多穿支血管由此入脑。在额叶的内侧面，中央前、后回延续的部分，称为旁中央小叶。负责思维、计划，与个体的需求和情感相关。
2、顶叶：位于中央沟之后，顶枕裂于枕前切迹连线之前。在中央沟和中央后沟之间为中央后回。横行的顶间沟将顶叶余部分为顶上小叶和顶下小叶。顶下小叶又包括缘上回和角回。响应疼痛、触摸、品尝、温度、压力的感觉，该区域也与数学和逻辑相关。
3、颞叶：位于外侧裂下方，由颞上、中、下三条沟分为颞上回、颞中回、颞下回。隐在外侧裂内的是颞横回。在颞叶的侧面和底面，在颞下沟和侧副裂间为梭状回，，侧副裂与海马裂之间为海马回，围绕海马裂前端的钩状部分称为海马钩回。负责处理听觉信息，也与记忆和情感有关。
4、枕叶位于枕顶裂和枕前切迹连线之后。在内侧面，，距状裂和顶枕裂之间为楔叶，与侧副裂候补之间为舌回。负责处理视觉信息。
5、岛叶：位于外侧裂的深方，其表面的斜行中央钩分为长回和短回。
6、边缘系统：与记忆有关，在行为方面与情感有关。在正常情形之下，大脑两半球的功能是分工合作的，胼胝体是两半球信息交流的桥梁，完成各功能区的分工合作。
对大脑半球的功能，可归纳为以下几点认识：大脑分左右两个半球，每一半球上分别有运动区、体觉区、视觉区、听觉区、联合区等神经中枢。由此可见，大脑两半球是对称的。
在神经传导的运作上，两半球相对的神经中枢，彼此配合，发生交叉作用：两半球的运动区对身体部位的管理，是左右交叉、上下倒置的；两半球的视觉区与两眼的关系是：左半球视觉区管理两眼视网膜的左半，右半球视觉区管理两眼视网膜的右半；两半球的听觉区共同分担管理两耳传入的听觉信息。
两半球的联合区，分别发挥左右半球相关各区的联合功能。
在整个大脑功能上，两半球并不是各自独立的，两者之间仍具有交互作用；而交互作用的发挥，乃是靠胼胝体的连接，得以完成。
在正常情形之下，大脑两半球的功能是分工合作的，在两半球之间，由神经纤维构成的胼胝体，负责沟通两半球的信息。如果将胼胝体切断，大脑两半球被分割开来，各半球的功能陷入孤立，缺少相应的合作，在行为上会失去统合作用。
人类大脑的两半球，在功能划分上，大体上是左半球管右半身，右半球管左半身。每一半球的纵面，在功能上也
有层次之分，原则上是上层管下肢，中层管躯干，下层管头部。如此形成上下倒置，左右分叉的微妙构造。在每一半
球上，有各自分区为数个神经中枢，每一中枢各有其固定的区域，分区专司形成大脑分化而又统合的复杂功能。在区
域的分布上，两半球并不完全相同：其中布氏语言区与威氏语言区，只分布在左脑半球，其他各区则两半球都有。
运动区( motor area ) 运动区是管理身体运动的神经中枢，其部位在中央沟之前的皮质内，身体内外所有随意肌的运动，均受此中枢的支配。运动中枢发出的神经冲动，呈左右交叉上下倒置的方式进行。
体觉区( somatosensory area ) 体觉区是管理身体上各种感觉的神经中枢。身体上所有热觉、冷觉、压觉、触觉、痛觉等，均受此中枢的管理。
体觉区位于顶叶的皮质内，隔中央沟与运动区相对。体觉区的功能与身体各部位的关系，也是上下颠倒与左右交叉的。视觉区( visual area ) 视觉区是管理视觉的神经中枢。视觉区位于两个半球枕叶的皮质内，交叉控制两只眼睛。由视神经通路( neural pathway )可以看出：每只眼球内视网膜( retina )的左半边，均经由视神经通路，与左半球的视觉区连接。这说明左半球的视觉区，同时控制左右两只眼睛。同样，右半球的视觉区也同时控制左右两只眼睛。视野( visual field )是指在眼不转头不摇的情形下目光所见及的广阔面；只有出现在视野之内的东西，才有可能看见。视网膜是光线刺激的
感受器，其功用相当于照相用的软片。视神经(optic nerve )是传导视觉神经冲动的神经元。视交叉(optic chiasma )
位于视丘之下，是视神经通路的交会点。视神经( optic tract )是两眼视神经冲动会合后通往视觉中枢的通路。
听觉区( auditory area ) 听觉区是管理两耳听觉的神经中枢。位于两半球的外侧，属于颞叶的区域。每一半球的听觉区均与两耳的听觉神经连接，但与视觉区的特征又不相同。每一半球的听觉区，均具有管理两耳听觉的功能，其中一半球的听觉区受到伤害时，对个体的听觉能力只有轻微的影响。
联合区( association area ) 联合区是具有多种功能的神经中枢。在每一半球上均有两个联合区。其一是从额叶一直延伸到运动区的一大片区域，成为前联合区( frontal association area )。它的功能主要是于解决问题的记忆思考有关。其二是后联合区( posterior association area )，分散在各主要感觉区附近。如：额叶的下部就与视觉区有关，此区域受伤会减低视觉的辨识力，对物体的不同形状，就不容易辨识。
大脑皮质为中枢神经系统的最高级中枢，各皮质的功能复杂，不仅与躯体的各种感觉和运动有关，也与语言、文字等密切相关。根据大脑皮质的细胞成分、排列、构筑等特点，将皮质分为若干区。
现在按Brodmann 提出的机能区定位简述如下：皮质运动区：位于中央前回( 4 区)，是支配对侧躯体随意运动的中枢。它主要接受来自对侧骨骼肌、肌腱和关节的本体感觉冲动，以感受身体的位置、姿势和运动感觉，并发出纤维，即锥体束控制对侧骨骼肌的随意运动。返回
皮质运动前区：位于中央前回之前( 6 区)，为锥体外系皮质区。它发出纤维至丘脑、基底神经节、红核、黑质等。与联合运动和姿势动作协调有关，也具有植物神经皮质中枢的部分功能。
皮质眼球运动区：位于额叶的8 枢和枕叶19 区，为眼球运动同向凝视中枢，管理两眼球同时向对侧注视。皮质一般感觉区：位于中央后回( 1、2、3 区)，接受身体对侧的痛、温、触和本体感觉冲动，并形成相应的感
觉。顶上小叶( 5、7)为精细触觉和实体觉的皮质区。
额叶联合区：为额叶前部的9、10、11 区，与智力和精神活动有密切关系。视觉皮质区：在枕叶的距状裂上、下唇与楔叶、舌回的相邻区( 17 区)。每一侧的上述区域皮质都接受来自两眼对侧视野的视觉冲动，并形成视觉。返回听觉皮区：位于颞横回中部( 41、42 区)，又称Heschl 氏回。每侧皮质均按来自双耳的听觉冲动产生听觉。嗅觉皮质区：位于嗅区、钩回和海马回的前部( 25、28、34)和35 区的大部分)。每侧皮质均接受双侧嗅神经传
入的冲动。
内脏皮质区：该区定位不太集中，主要分布在扣带回前部、颞叶前部、眶回后部、岛叶、海马及海马钩回等区域。
语言运用中枢：人类的语言及使用工具等特殊活动在一侧皮层上也有较集中的代表区（优势半球），也称为语言运用中枢。它们分别是：
①运动语言中枢：位于额下回后部（44、45区，又称Broca区）。
②听觉语言中枢：位于颞上回42、22区皮质，该区具有能够听到声音并将声音理解成语言的一系列过程的功能。
③视觉语言中枢：位于顶下小叶的角回，即39区。该区具有理解看到的符号和文字意义的功能。④运用中枢：位于顶
下小叶的缘上回，即40 区。此区主管精细的协调功能。
⑤书写中枢：位于额中回后部8、6区，即中央前回手区的前方。返回
大脑半球深部结构基底神经节：基底神经节是大脑皮质下的一组神经细胞核团，它包括纹状体、杏仁核和屏状核（带状
核）。纹状体又包括尾状核、豆状核两部分。纹状体是丘脑锥体外系重经结构之一，是运动整合中枢的一部分。它主要接受大脑皮质、丘脑、丘脑底核和黑质的传入冲动，并与红核、网状结构等形成广泛的联系，以维持肌张力和肌肉活动的协调。
内囊：内囊位于豆状核、尾状核和丘脑之间，是大脑皮层与下级中枢之间联系的重要神经束的必经之路，形似宽厚的白质纤维带。内囊可分三部，额部称前肢，枕部称后肢，两部的汇合区为膝部。
大脑半球内的白质为有髓纤维所组成，也称为髓质。它分为三类。连合系：即两侧大脑半球之间或两侧的其他结构之间的纤维束。主要的有3个连合纤维：胼胝体、前连合、海马
连合。
固有连合系：固有连合系为大脑半球同侧各部皮质之间互相联合的纤维。投射系：投射系是指大脑皮质、基底神经节、间脑、脑干、脊髓等结构之间的连接纤维，如内囊的纤维，视放射的纤维等。
嗅脑：位于脑的底面，包括嗅球、嗅束和梨状皮质。边缘系统：由皮质结构和皮质下结构两部分组成。皮质结构包括海马结构（海马和齿状回）、边缘叶（扣带回、海马回和海马回钩）、脑岛和额叶眶后部等。边缘系统不是一个独立的解剖学和功能性实体，它是管理着学习经验、整合新近与既往经验，同时为启动和调节种种行为和情感反应的复杂神经环路中重要的一部分。
大脑皮质cerebral cortex 是覆盖在大脑半球表面的灰质，也是中枢神经系发育最为复杂和完善的部位。据估计，人类大脑皮质约有26 亿个神经细胞（Pakkenberg ，1966），它们依照一定的规律分层排列并组成一个整体。原皮质（海马和齿状回）和旧皮质（嗅脑）为3层结构，新皮质基本为6层结构。大脑皮质的神经细胞可分为两类：①传出神经
元（包括大锥体细胞、梭形细胞和大星状细胞；②联络神经元，包括小锥体细胞、短轴星状细胞、水平细胞和Martinotti 细胞。
（2）大脑皮质的分区：大脑皮质的构筑虽以6层为基本型式，但各处并不完全相同，甚至有很大差别。为了便于
进行形态研究和机能分析，学者们根据细胞构筑和神经纤维的配布对大脑皮质进行分区。各家分区的标准和数目很不一致，较常用的是Brodmann的52区，按此分区法，第I运动区为4区，第I感觉区为3，l，2区，第1视区为17 区，听区为41 、42 区。
（4）大脑皮质的机能定位：大量的实验和临床资料表明，随着大脑皮质的发育和分化，不同的皮质区具有不同的功能。一般，将这些具有一定功能的脑区称为“中枢”。必须指出，这些中枢只是管理某种功能的核心部分，皮质的相邻或其他部分也可有类似的功能。当某一中枢损伤后，其他有关脑区可在一定程度上代偿该项功能。因此，大脑皮质机能定位的概念是相对的。而且，除了一些具有特定功能的中枢外，还存在着广泛的脑区，它们不局限于某种功能，而是对各种信息进行加工和整合，完成更高级的神经精神活动，称为联络区
1 ）第1躯体运动区：位于中央前回和中央旁小叶前部，包括Brodmann第4区和第6区。身体各部在此区的投影
特点为：①上下颠倒，但头部是正的。中央前回最上部和中央旁小叶前部与下肢运动有关，中部与躯干和上肢的运动有关，下部与面、舌、咽、喉的运动有关。②左右交叉，即一侧运动区支配对侧肢体的运动。但一些与联合运动有关的肌则受两侧运动区的支配，如面上部肌、眼球外肌、咽喉肌、咀嚼肌、呼吸肌和躯干、会阴肌，故在一侧运动区受损后这些肌不出现瘫痪。③身体各部投影区的大小与各部形体大小无关，而取决于功能的重要性和复杂程度。例如，手的代表区比足的大得多。第I躯体运动区接受中央后回、背侧丘脑腹前核、腹中间核和腹后外侧核的纤维，发出纤维组成锥体束，至脑干运动核和脊髓别角。
2）第1 躯体感觉区：位于中央后回和中央旁小叶后部，包括3、l 、2 区。接受背侧丘脑腹后核传来的对侧半身痛、温、触、压以及位置党和运动党。身体各部在此区的投射特点是：①上下颠倒，但头部也是正的。中央旁小叶的后部与小腿和会阴部的感觉有关，中央后回的最下方与咽、舌的感觉有关。②左右交叉，一侧躯体感觉区管理对侧半身的感觉。③身体各部在该区投射范围的大小也与形体的大小无关，而取决于该部感觉的敏感程度。例如，手指和唇的感受器最密，在感觉区的投射范围就最大。
3）视区：位于枕叶内侧面距状沟两侧的皮质（17 区）。一侧视区接受同侧视网膜颞侧半和对侧视网膜鼻侧半的
纤维经外侧膝状体中继传来的视觉信息。损伤一侧视区，可引起双眼视野同向性偏盲。? ?
4）听区：位于大脑外侧沟下壁的颞横回上（41、42 区）。每侧听区接受自内侧膝状体传来的两耳听觉冲动。因此，一侧听区受损，不致引起全聋。
5）平衡觉区：在中央后回下端头面部代表区附近。
6）味觉区：可能位于中央后回下方的岛盖部。
7）嗅觉区：位于海马旁回的钩附近。人类大脑皮质与动物的本质区别是能进行思维、意识等高级神经活动，并用语言进行表达。因此，人的大脑皮质
还存在特有的语言中枢。一般认为，语言中枢在一侧半球发展起来，即善用右手（右利）者在左侧半球，善用左手（左
利）者其语言中枢也在左侧半球，只有一部分人在右侧半球。故左半球被认为是语言区的“优势半球”。临床观察证明，90％以上的失语症都是左侧大脑半球受损伤的结果。语言区包括说话、听话、书写和阅读 4 个区。
8）运动性语言中枢：位于额下回的后部（44、45区），又称Broca 区。此区受损，产生运动性失语症，即丧失了说话能力，但仍能发音。
9）听觉性语言中枢：位于颞上回后部（22 区）。此区受损，患者虽听觉正常，但听不懂别人讲话的意思，也不能理解自己讲话的意义，称感觉性失语症。
10）书写中枢：位于额中回后部（8 区），靠近中央前回的上肢代表区。此区受损，虽然手的运动正常，但不能写出正确的文字，称失写症。
11）视觉性语言中枢：位于角回（39 区），靠近视区。此区受损时，视觉正常，但不能理解文字面孔失认症
据报道，在过去，医学界认为面孔失认症是一种非常罕见的症状，而且主要是由于患者脑部缺损造成。直至最近几年，医学界有记录的面孔失认症个案也不过是一百人左右。
但是在今年 6 月，德国科学家通过研究发现，面孔失认症远比人们想象的更加普遍存在，而且这种病症的遗传几率非
常高。德国明斯特人类基因研究所博士托马斯?格鲁特表示，新的研究结果显示，每50个人当中就有1人患面孔失认
症。
格鲁特说：“这意味着单在美国就有超过500万面孔失认症患者。这是一个非常高的比例。”格鲁特是专门研究面孔失认症的专家，他本人就是一名面孔失认症患者。
格鲁特的最新研究报告发表在最新一期的《美国医学基因期刊》上，在医学界引起强烈反响。在研究中，格鲁特对689 名德国中学生进行调查，结果发现了17 名面孔失认症患者，其中14 名患者至少有 1 名近亲有同样的问题。格鲁特怀疑面孔失认症是由一种单一的显性基因引起的，因此如果父母中有 1 人患病，那么孩子有50％的机会患病。
据报道，面孔失认症患者的具体情况互不相同。对于大部分患者来说，问题不在于对面孔的观察——患者能够和正常人一样清晰地看见别人的眼睛、鼻子和嘴巴，但问题是当他们再次看到这张脸时，他们不能认出来。
因此，面孔失认症给患者生活带来的烦恼可想而知。他们可能没法看完一部电影，因为他们弄不清里面的角色；他们也无法从集体大合照中找出特定的某个人。
病情比较轻的患者可以通过训练强迫自己记住数目有限的几张脸（有研究称对于患者来说，这个过程就象要区分不同
的石头一样），而病情比较严重的患者只能认出自己的家人，情况最严重的患者只认得自己。一名患者表示，她曾经在一间人很多的公共卫生间里，对着镜子做了个鬼脸，这样她才能分辨出镜子里哪个是自己。
面孔认知障碍分两种类型：熟人面孔失认症和陌生人面孔分辨障碍
前者对站在面前的两个陌生人可知觉或分辨，也能根据单人面孔照片，指出该人在集体照片中的位置。但病人不能单
凭面孔确认亲人，却可凭借亲人的语声或熟悉的衣着加以确认。陌生人面孔分辨障碍的患者，对熟人确认正确无误，但对面前的陌生人却无法分辨。
面孔失认症的常见表现：靠认发型、体形识人
大部分面孔失认症患者从很早的时候便开始用各种各样的方法来解决无法辨识面孔的问题。
例如，他们依靠人的发型、声音、体形或者走路姿态来认人；他们尽量避免去一些可能会碰到熟人的地方；他们走在大街上的时候装出一副正在专心致志想事情的样子；他们对任何人都一概表现出很友好（或者很不友好）的态度。
科学家一直没有弄清楚人的大脑究竟是如何感知面孔的，只知道这种感知能力有一部分是与生俱来的，而且牵涉大脑
的多个部分。例如，婴儿更喜欢看妈妈的脸而不是陌生人的脸，而且他们很快能学会区分男性和女性的脸。科学家通过研究发现面孔失认症患者的脑部有所缺损。
［扩展阅读］面孔失认症是失认症其中之一
失认是对人或物认识能力的缺失，它包括视觉、听觉触觉及身体部位的认识能力，是脑卒中的症状之一。
1. 触觉性失认症: 主要为实体感觉缺失，患者触觉、温度觉、本体感觉等基本感觉存在，但闭目后不能凭触觉辨别物品
2. 视觉性失认症: 包括物体失认症、相貌失认症、同时失认症、色彩失认症、视空间失认症等。
（1）物体失认症: 病人不能认识所清楚看到的普通物品，如帽子、手套、钢笔等。
（2）相貌失认症: 病人对熟悉的人（可包括妻子儿女等最亲近的人）的相貌不认识。
（3）同时失认症: 又名综合失认症。病人能认识事物的各个局部，但不能认识事物的全貌。如一幅画上两个人进行棒球练习，却识别不了两个人谁投给谁球。
（4）色彩失认症: 不能识别颜色的名称及区别。
（5）视空间失认症: 不能识别物体空间位置和物体间的空间关系。
3. 听觉性失认症: 能听到各种声音，但不能识别声音的种类。如闭目后不能识别熟悉的钟声、动物鸣叫声等。
4. 体象病觉缺失症: 包括病觉失认症、自身感觉失认症和Gerst-mann 综合征。
（1）病觉失认症: 又称Anoton—Babinskin 综合征。患者对自身病情存在缺乏自知，否认躯体疾病的事实。例如否认面瘫、失明的存在。
（2）自身感觉失认症: 典型表现为否定其病灶对侧一半身体的存在。别人将其对侧上肢给他看时，他会否认是属于自己的。
（3）Gerstmann 综合征: 又名两侧性身体失认症。病人有手指失认症、左右定向失认症、失算症、失写症等。但以上症状不一定全部出现，也可有色彩失认症、视空间失认症等。