静息电位与动作电位

大脑的解剖 

大脑功能的偏侧化及裂脑人研究

为防止癫病病的恶化，防止病变从脑的一侧扩散到另一侧，医生切断连接大脑两半球之间的纤维束——胼胝体，从而使左右半球形成各自独立活动的脑，这时的脑称为割裂脑。胼胝体切断后，由于视神经和大脑之间神经传导的特点，左右视野的信息分别被投射到右半球和左半球，左右半球之间也不能彼此交换信息。因此，研究者可以利用割裂脑研究左右半球功能的偏侧化优势。

1967年，斯佩里（Sperry）等人对割裂脑的病人进行了研究，他们让一位被切断胼胝体的病人坐在屏幕的前面，从屏幕的另一面用幻灯机向屏幕上投射物体，要求病人注视屏幕中央的一个点，然后分别向这个点的左侧（病人的左侧视野）或右侧（病人的右侧视野）投射字词或实物图形。由于投射的时间很短，病人来不及转动眼睛，图形便消失了。这样投射在左侧视野的刺激，通过视觉神经传导到右半球进行加工；投射在右侧视野的物体在左半球进行加工。研究发现，如果把一个单词投射到病人的右侧视野，即由左半球来加工，病人可以立刻说出单词是什么。但如果把单词投射在病人的左侧视野，即由右半球来加工，病人说不出看到了什么，但可以从屏幕前面摆放的物体中用手拿出看到的物体。实验结果说明，大脑左右半球的功能是不同的，左侧半球可以说出事物的名称，而右侧大脑半球能识别该物体，但说不出来。

割裂脑的研究发现，大脑左右半球具有不同的功能，左半球主要负责言语、阅读、书写、数学运算和逻辑推理等，右半球主要负责知觉物体的空间关系、情绪、音乐和艺术欣赏、舞蹈、雕塑等。正常情况下，两半球既分工又合作，完成复杂的活动。但是应该注意的是，大脑两个半球功能偏侧化不是绝对的，两个半球功能上的差异只是程度上有所不同，正如斯佩里自己所言“大脑左右半球功能独立说是一种很危险的想法”。

对脑的机能学说的认识

脑的机能系统学说由苏联著名的心理学家鲁利亚提出。第二次世界大战期间，鲁利亚帮助脑损伤的病人进行康复训练，积累了大量的临床经验，并在临床和脑机能恢复训练的基础上提出了脑的机能系统学说。

机能系统学说反对把心理机能直接定位在脑的某一特定部位的狭隘定位理论，也反对把脑看作不分化的、整体活动的脑功能学说。该学说认为，心理是复杂的机能系统，它依赖于大脑不同部位的协同活动、其中每个部位执行相对特殊的功能，并对整个机能系统的运作做出特殊的贡献。

脑是一个动态的结构，是一个复杂的机能系统。在机能系统的个别环节受到损伤时，高级心理机能会受到影响，大脑皮层的机能定位是一种动态的和系统的机能定位。

该理论认为，脑可以分成三个互相紧密联系的机能系统。第一机能系统：调节激活和维持觉醒状态的激活系统。其基本功能是保持大脑皮层的觉醒状态。该系统定位在网状结构和边缘系统。当它损伤时，大脑的激活水平下降，影响到对外界信息的加工和调节。

第二机能系统：信息接收、加工和储存的系统。该系统接收来自内外环境的感觉信息，对它们进行加工、储存。这些机能定位在皮层的枕叶、颞叶和顶叶以及相应的皮下组织。这些皮层组织区域又可以分为三个亚区域：一级区是刺激的直接投射区，具有高度特异化的功能，即这些区域只对特定的刺激起反应。二级区是对信息进行综合的脑区，对一级区加工过的信息进行综合，反映事物的整体特性。三级区是对信息进行空间和时间的整合，反映事物之间的关系，位于枕叶、颞叶和顶叶的交界处。

第三机能系统：负责编制行为的程序、调节和控制行为的系统。该系统定位在大脑皮层前部，主要是前额叶。这些皮层组织区域又可以分为三个亚区域：一级区位是初级运动区，位于中央前回，是运动的直接投射区。大脑的指令通过这个区域调节身体运动。二级区位于运动区的前面，实现对运动的组织，制定运动的程序。三级区位于前额叶，主要作用是产生活动的意图，实现对复杂行为的调节和控制。

脑的三个机能系统的作用虽然不同，但是它们并不是孤立地起作用的，因为心理活动是一种复杂的机能系统，每一种机能并不是定位在狭隘孤立的区域之中，心理活动是三个系统相互作用、协调活动的结果。

机能系统学说主要的贡献在于：①改变了人们对心理机能的理解。传统的脑功能定位理论把心理机能与大脑严格限定的部位联系起来。鲁利亚认为，任何的心理活动都应理解为复杂的动态的机能系统，这种机能系统的实现靠大脑不同部位的协同活动来完成。②可用于定位诊断和机能恢复，即找出与特定心理或行为障碍有关的脑损伤部位，借助机能改造的方法使被破坏的机能得以恢复。

总之，机能系统学说更进一步揭示了心理活动的生理机制，丰富和发展了脑功能的理论，受到了心理学家和生理学家的普遍重视。

脑的功能模块化学说与脑的定位说有何区别？

功能模块化学说是20世纪80年代位中期在认知科学和认知神经科学中出现的一种重要的理论。主要观点是，人脑在结构和功能上是由高度专门化并相对独立的功能模块组成的，这些功能模块负责加工不同类型的刺激。例如，有的功能模块负责加工面孔，有的功能模块负责加工物体，有些功能模块负责加工非动物范畴的概念，有些模块负责加工动物范畴的概念。例如，在视觉功能上存在着背侧和腹侧通路，分别完成物体的空间位置确认和识别物体等。

功能模块化学说与定位说不同。定位说强调某种脑的功能定位在某个脑区，是对脑功能的一种静态的、局部的描述。而功能模块化学说的观点认为，任何一个功能模块其功能并不仅仅局限于单一的功能，它还要和其他的模块相结合完成其他的认知活动。因此，脑功能模块化学说，是有关脑功能如何发挥作用的一种动态的、全局的描述。各功能模块的相互结合保证着认知功能的完成。

后天经验与脑结构和功能的可塑性

所谓脑的可塑性，是指在后天经验的影响下，脑的结构、功能等方面发生一定程度的变化。大量的研究表明，后天的经验影响大脑的可塑性。

在罗兹维格等人的研究中，他们把出生后不久的同一胎雄鼠饲养在三种不同环境中（Rosenzweig，Benneet＆Dia-mond，1972）。第一种是普通的环境，即实验室的标准笼子，有较大的空间，有适量的水和食物；第二种是刺激贫乏的环境，即小笼子被放置在单独隔离的空间里，有适量的水和环境；第三种是刺激丰富的环境，即大笼子里面有各种玩具，还有水和食物等。

经过一段时间的饲养，他们对老鼠的大脑进行解剖。结果发现，相对于普通环境和贫乏环境，生活在丰富环境中的老鼠，大脑皮层更重，灰质厚，皮层在脑中比重大，乙酰胆碱（能使神经冲动传导更有效的神经递质）的活性更高等。这一研究结果说明，后天的经验影响了大脑的结构和功能。

语言作为人类特有的功能，具有非常复杂的脑机制。对不同语言经验脑机制的研究，为脑的可塑性提供了更多的证据。例如，通过双语者与单语者的比较，聋、哑、盲人与正常被试的比较，或者通过对个体进行语言训练，并比较训练前后脑结构和功能的变化，我们可以研究后天经验对大脑可塑性的影响。例如，王等人（Wang, Sereno ＆ Jongman, et al., 2003）的研究训练了8位美国被试学习汉语普通话的声调。在经过两个星期的训练发现，训练前未激活的两个脑区——左半球BA42（左侧颞上回处）和右半球BA44区（右侧额下回处），训练后得到激活。她们认为，这是由于声调学习使大脑皮层的功能进行了重新组织。另外，其他脑成像的研究也表明，经验能够引起大脑皮层功能的重组：例如，盲人触摸盲文的手指，其大脑皮层支配它的面积比常人要大。这些研究均说明，某种程度上，后天经验塑造了大脑结构或者功能。