脑结构与认知PPT课件

1、神神 经经 元元 神经元组成：神经细胞体、树突和轴突神经元组成：神经细胞体、树突和轴突 神经元学说：神经元是神经系统发生、形态、神经元学说：神经元是神经系统发生、形态、营养和功能的基本单位营养和功能的基本单位第1页/共65页Neurons -Soma轴丘轴丘滑面内质网滑面内质网 高尔基器高尔基器 多核糖蛋白质多核糖蛋白质 线线 粒粒 体体 细胞膜细胞膜 粗面内质网粗面内质网核糖体核糖体微管微管 细胞核细胞核 第2页/共65页神经元的分类神经元的分类 Neurons can be classified according to the total number of neurites (axon

2、s 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 or more, the cell is multipolar. Most neurons in the brain are multipolar. 第3页/共65页轴突 突触第4页/共65页神神 经经 系系 统统 中枢神经系统中枢神经系统 大脑大脑

3、( Cerebrum ) 小脑小脑 (Cerebellum) 脑干脑干 (Brain Stem) 脊髓脊髓 (Spinal Cord) 周围神经系统周围神经系统 躯体神经躯体神经（ Somatic PNS ） 植物神经植物神经（ Visceral PNS ）第5页/共65页解解 剖剖 术术 语语 解剖面解剖面 矢状面矢状面 水平面水平面 冠状面冠状面第6页/共65页大脑外侧面大脑外侧面第7页/共65页脑的结构分区脑的结构分区第8页/共65页大大 脑脑 分分 区区第9页/共65页大脑内侧面大脑内侧面第10页/共65页脑脑 成成 像像第11页/共65页大脑底面大脑底面第12页/共65页大脑大脑冠状

4、面冠状面第13页/共65页大脑结构与功能大脑结构与功能第14页/共65页额叶运动区额叶运动区第15页/共65页顶叶体感区顶叶体感区第16页/共65页第17页/共65页第18页/共65页第19页/共65页第20页/共65页V1V1V2V2V2V2V3V3V4V4V5V5MTMT顶叶颞下回What通路通路Where通路通路第21页/共65页第22页/共65页第23页/共65页第24页/共65页第25页/共65页第26页/共65页1 1 大脑联合皮层的组织结构大脑联合皮层的组织结构2 2 大脑联合皮层的工作原理大脑联合皮层的工作原理 3 3 大脑联合皮层的功能大脑联合皮层的功能4 4 大脑两半球的功

5、能不对称性大脑两半球的功能不对称性大脑联合皮层与认知大脑联合皮层与认知第27页/共65页Primary sensory cortex (sematosensory, visual, auditory)Primary motor cortexUnimodal sensory association areasMultimodal sensory association areasMotor association cortex第28页/共65页1 大脑联合皮层的组织结构 顶叶联合皮层顶叶联合皮层（5，7，39，40区）区） 颞叶联合皮层颞叶联合皮层（20，21，22，37区）区） 前额叶联合皮层

6、前额叶联合皮层（914，4547区）区）第29页/共65页Understanding the function of the three association areas is based on: Observing the patients with damage to cortex (trauma, tumor, stroke, or surgery) “no-invasive” imaging studies of normal and brain damaged individuals.(PET scan and fMRI) Recording the activity of cor

7、tical neurons in freely behaving animals第30页/共65页Three Principles 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 processing is rev

8、ersed in the motor system.第31页/共65页随着进化，动物前额叶联合皮层面积也相应地变得越来越大。在人类，前额叶联合皮层占整个大脑皮层面积约29。 第32页/共65页第33页/共65页小结 前额叶联合皮层参与注意力调控及反应抑前额叶联合皮层参与注意力调控及反应抑制；制； 前额叶联合皮层在空间和物体工作记忆中前额叶联合皮层在空间和物体工作记忆中起关键作用；起关键作用； 前额叶联合皮层与性格、情感及社会行为前额叶联合皮层与性格、情感及社会行为调控密切相关。调控密切相关。 在人类，左侧前额叶联合皮层在人类，左侧前额叶联合皮层4545区与运动区与运动性语言功能有关。性语言功能

9、有关。第34页/共65页第35页/共65页第36页/共65页1 语言是人类独有的能力2 语言信息处理的神经模型3 语言障碍具有多种表现形式 4 阅读与书写障碍的脑区定位语言与语言障碍语言与语言障碍第37页/共65页 1、语言语言是人类独有的能力是人类独有的能力 语言的创造性语言的创造性 语言的形式语言的形式 语言的内容语言的内容 语言的用途语言的用途第38页/共65页现代人类大脑皮层与语言相关现代人类大脑皮层与语言相关的区域在形态学上是左右不对的区域在形态学上是左右不对称的。由于大脑皮层重要的沟称的。由于大脑皮层重要的沟回常常在颅骨内侧面留下压迹，回常常在颅骨内侧面留下压迹，因此，在颅骨内侧面

10、可以找到因此，在颅骨内侧面可以找到大脑皮层左右不对称的痕迹。大脑皮层左右不对称的痕迹。LeMay搜寻了这种不对称性的搜寻了这种不对称性的化石记载，发现这种不对称性化石记载，发现这种不对称性存在于存在于Neanderthal （距今（距今3万万至至5万年前）和北京人（距今万年前）和北京人（距今30万至万至50万年前）。万年前）。语 言 的 起 源 第39页/共65页用磁共振成像技术对20只黑猩猩、5只倭黑猩猩和2只大猩猩的脑部进行了扫描，结果表明与人类相似，所有这3个物种的左半脑Brodmann 44区都比较大。 第40页/共65页科学家发现了一个和人类语言有关的基因FOXP2第41页/共65页

11、1.1. 自然语言和手语都是定位的。自然语言和手语都是定位的。2.2. 语言在左半球的定位似乎与两半球间的解剖差异有语言在左半球的定位似乎与两半球间的解剖差异有关。关。3.3. 颞平面的这一解剖学不对称性在发育早期（妊娠颞平面的这一解剖学不对称性在发育早期（妊娠3131周）即已存在，提示这种不对称性并非由于后天经周）即已存在，提示这种不对称性并非由于后天经验而发展起来，实为先天所有。验而发展起来，实为先天所有。4.4. 婴儿出生时对各种声音的差别具有广泛的敏感性，婴儿出生时对各种声音的差别具有广泛的敏感性，这种能力对于理解任何一种人类语言都是必不可少这种能力对于理解任何一种人类语言都是必不可少

12、的。的。5.5. 语言的习得有着普遍规律。语言的习得有着普遍规律。语言能力是先天决定的语言能力是先天决定的第42页/共65页18851885年，布洛卡把自己的论年，布洛卡把自己的论文文我们用大脑左半球说话我们用大脑左半球说话公诸于世。这篇论文揭示脑公诸于世。这篇论文揭示脑是语言的生成和指挥器官，是语言的生成和指挥器官，指出语言中枢在哪里，表明指出语言中枢在哪里，表明大脑皮层的不同部位有不同大脑皮层的不同部位有不同的分工，为大脑皮层机能定的分工，为大脑皮层机能定位学说奠定了基础，成为脑位学说奠定了基础，成为脑科学发展史上的一个里程碑。科学发展史上的一个里程碑。语言脑区的定位语言脑区的定位第43页

13、/共65页18741874年，德国神经学家卡年，德国神经学家卡尔尔韦尼克在大脑皮层发现了韦尼克在大脑皮层发现了一个与理解语言有关的区域，一个与理解语言有关的区域，是语言感受中枢。是语言感受中枢。 语言脑区的定位语言脑区的定位第44页/共65页第45页/共65页第46页/共65页第47页/共65页第48页/共65页用正电子发射断层扫描术（用正电子发射断层扫描术（PETPET）显示正在）显示正在完成与单词有关的一系列训练时的人脑完成与单词有关的一系列训练时的人脑第49页/共65页1. Wernicke-Geschwind模型中强调的模型中强调的Wernicke区和区和Broca区在语言接受与表达方

14、面的重要性实际上是基于范围大的区在语言接受与表达方面的重要性实际上是基于范围大的多的损伤。多的损伤。2. Wernicke-Geschwind模型强调皮层区域的重要性。而现模型强调皮层区域的重要性。而现有的证据表明，皮层下结构对语言也是非常重要的。有的证据表明，皮层下结构对语言也是非常重要的。3. 听觉输入的语言信息的确由听皮层传至角回，然后至听觉输入的语言信息的确由听皮层传至角回，然后至Wernicke区，再传递至区，再传递至Broca区。然而，视觉输入的语言区。然而，视觉输入的语言信息并不经过信息并不经过Wernicke区，而是从视觉联合皮层直接传至区，而是从视觉联合皮层直接传至Broca

15、区。因此通过眼睛看到的词并不转化为听觉表象。区。因此通过眼睛看到的词并不转化为听觉表象。事实上，对一个词的视知觉和听知觉是由感觉模式特异的事实上，对一个词的视知觉和听知觉是由感觉模式特异的通路相互独立地处理的。这些通路各自独立地到达通路相互独立地处理的。这些通路各自独立地到达Broca区以及与语言含义和语言表达相关的更高级区域。区以及与语言含义和语言表达相关的更高级区域。Wernicke-Geschwind模型的不足之处模型的不足之处 第50页/共65页第51页/共65页语言障碍语言障碍 失语症是由于特定脑区损伤（通常是大脑皮失语症是由于特定脑区损伤（通常是大脑皮层区域损伤，如血管破坏、创伤或

16、肿瘤）所层区域损伤，如血管破坏、创伤或肿瘤）所致的语言障碍。致的语言障碍。 特定脑区的损伤并不导致语言能力的全面衰特定脑区的损伤并不导致语言能力的全面衰退，而是不同脑区的损伤引起不同形式的语退，而是不同脑区的损伤引起不同形式的语言障碍。如某些失语症患者理解说和写的语言障碍。如某些失语症患者理解说和写的语言均有困难（言均有困难（Wernicke Wernicke 失语），另一些则失语），另一些则难以通过写字和说话来表达思想（难以通过写字和说话来表达思想（Broca Broca 失失语）。语）。 特定脑区的破坏导致特定的语言障碍提供了特定脑区的破坏导致特定的语言障碍提供了深入了解大脑语言组织的良机

17、。深入了解大脑语言组织的良机。 第52页/共65页Wernicke Wernicke 失语失语 Wernicke Wernicke 失语的特征是语言失语的特征是语言理解力的显著缺陷。语言输出是流畅的。理解力的显著缺陷。语言输出是流畅的。言语错乱言语错乱paraphasiaparaphasia语词创新，语词创新，neologismsneologisms多语症，多语症，logorrhealogorrhea言语空洞言语空洞另外，另外，Wernicke Wernicke 失语患者有严重的阅读和书写失语患者有严重的阅读和书写障碍。障碍。Wernicke 失语失语第53页/共65页 Broca Broca

18、 失语症的主要特征是语言理解能力部分的失语症的主要特征是语言理解能力部分的保留，但语言的生成不流畅。保留，但语言的生成不流畅。 Broca Broca 失语症患者只使用关键词。失语症患者只使用关键词。 Broca Broca 失语症无法将几个短语组分协调地构建成失语症无法将几个短语组分协调地构建成一个句子。一个句子。 与与WernickeWernicke失语症不同，失语症不同，Broca Broca 失语症患者一般失语症患者一般都有能意识到自己地语言错误。都有能意识到自己地语言错误。Broca Broca 失语症患失语症患者虽然在语言地生成上有严重障碍，但对口头和者虽然在语言地生成上有严重障碍

19、，但对口头和书写语言的理解正常。因为他们的书写语言的理解正常。因为他们的WernickeWernicke语言语言区未受损。然而，区未受损。然而，Broca Broca 失语症患者朗读困难，失语症患者朗读困难，写字也像说话一样困难。写字也像说话一样困难。Broca 失语失语第54页/共65页失语症的临床症状失语症的临床症状第55页/共65页人类语言还具有重要的情感成分。语言的某人类语言还具有重要的情感成分。语言的某些情感成分依赖于右半球的专门处理。与右些情感成分依赖于右半球的专门处理。与右半球损伤相关的语言情感成分丧失称为语韵半球损伤相关的语言情感成分丧失称为语韵缺失。右半球前部损伤的患者无论是

20、悲还是缺失。右半球前部损伤的患者无论是悲还是喜，讲话时语调总是平板的；右半球后部损喜，讲话时语调总是平板的；右半球后部损伤的患者则不能理解别人语言中的情感成分。伤的患者则不能理解别人语言中的情感成分。大脑右半球也有语言功能大脑右半球也有语言功能第56页/共65页失读症失读症（dyslexiadyslexia，阅读能力受到破坏）和，阅读能力受到破坏）和失写症失写症（agraphiaagraphia，书写能力受到破坏）是成年人大脑皮层，书写能力受到破坏）是成年人大脑皮层小范围损伤导致的阅读或书写能力被选择性地破坏，小范围损伤导致的阅读或书写能力被选择性地破坏，而说话及其他认知功能不受伤害的语言障碍

21、。而说话及其他认知功能不受伤害的语言障碍。失读症伴失写症：患者能说话，也能听懂别人说话，失读症伴失写症：患者能说话，也能听懂别人说话，但失去了阅读和书写的能力。失读症伴失写症通常与但失去了阅读和书写的能力。失读症伴失写症通常与顶颞枕联合皮层的角回或缘上回的损伤有联系。顶颞枕联合皮层的角回或缘上回的损伤有联系。顶颞枕联合皮层区从事视觉、听觉和触觉信息的顶颞枕联合皮层区从事视觉、听觉和触觉信息的整合。经过整合后，信息被传送至颞叶整合。经过整合后，信息被传送至颞叶WernickeWernicke语言语言区，而后传送至额叶区，而后传送至额叶BrocaBroca语言区。患者无法将视觉语言区。患者无法将视

22、觉符号与视觉符号所代表的声音联系起来。同样地，患符号与视觉符号所代表的声音联系起来。同样地，患者不能识认大声拼读出来的词，自己叶不会拼读。患者不能识认大声拼读出来的词，自己叶不会拼读。患者不能通过触摸识认浮凸的字母，因为皮肤触觉信息者不能通过触摸识认浮凸的字母，因为皮肤触觉信息通过角回和缘上回向通过角回和缘上回向WernickeWernicke语言区传递的通路被中语言区传递的通路被中断。断。第57页/共65页利用高空间分辨率的功能磁共振成像利用高空间分辨率的功能磁共振成像(fMRI)(fMRI)这一脑科学研究新兴技术，发这一脑科学研究新兴技术，发现支配中国人阅读中文的大脑部位与现支配中国人阅读中文的大脑部位与支配英美等国人阅读英文的大