语言和思维的脑机制

第六章语言和思维的脑机制知识结构学习要求•掌握言语活动的脑结构基础•运用言语活动的脑模型解释言语活动过程•理解言语活动的遗传性•理解额、顶叶的思维功能•掌握思维互补说的主要内容•应用思维的神经元回路说解释某些思维类型的机制语言与思维的关系•语言是思维的物质外衣，是交流思想、传递信息的工具。•思维的间接性和概括性来自于语言。•语言和思维活动联系起来，看作人脑皮层的高级整合功能。第一节语言活动的神经基碣-sM内特化的语言区V1861年SimonAlexanderErnestAubeitin发现在病人正说着话时用压舌板压住他裸露的额叶，病人立刻停止说话，并且直到解除压力才能重新开始说话。-V同一时期，Broca通过解剖学证明了语言区的存在。语言中枢：存在优势半球（左半球）-运动性语言中枢（说话中枢）：布洛卡区，额下回后部一运动性失语症运动性失语症：能够理解他人语言，构音器官无障碍，发音困难或虽发音但不能构成语言。运动性失语症不同程度的表现：-完全的运动性失语症：完全不语。-不完全的运动失语症：发出个别语音，但不能构成完整句子，词序错乱让人无法理解；-轻度运动性失语症：电报式语言，语言重复症：-听性语言中枢（听讲中枢）：威尔尼克区，额上回后部一感觉性失语症感觉性失语症：听觉正常，但不能理解他人的语言：可以说话，但讲话内容亳无意义：•视运动性语言中枢（书写中枢）：额中回后部一视运动性失语症，失写症•视性语言中枢（阅读中枢）：角回，顶枕额叶交界处一意义性失语症，失读症意义性失语症：不能读出文字也不知其意：对于语法结构复杂的句子不能理解，不能理解词与词之间的关系（李新旺）。传导性失语症：弓状束发生病变，说话和阅读都没有困难，但不能复述。（一）布洛卡区布洛卡（Broca,1824-1880）,19世纪法国著名的外科医生、神经学家和人类学家。他从17岁就开始行医，1860年开始从事大脑功能及人脑定位说的研究，并于1861年发表了他的第一篇重要论文《通过对一例失语症患者的观察看言语产生的部位》。布洛卡的失语症研究该病人患有癫痫病，能听懂别人的语言并且能做出适当的反应，而且听力极佳，还可以通过非语言交际方式设法使人知道自己的要求。30岁时几乎丧失了全部的语言表达能力：病人说话困难，呈打电报样；常有语法错误——运动性失语症：能理解语言，但不能用语言同别人说话。布洛卡对这位患者进行检査，发现该患者大脑的左前叶出现损伤。在患者去世后，布洛卡马上对尸体进行解剖，并在此解剖结果的基础上撰写了他第一篇著名的论文。Broca区的位置•位于左半球额叶（额下回后部/中央前回前卞方），损伤后产生语言障碍，该区被称为Broca区（言语运动区）。布洛卡区受损伤不完全的运动失语症：一般能发出个别的语音，但不能把语音构成词句，也不会把词句按语法结构进行排列。因而发出的个别语音也是杂乱无章，不能使人理解。•语言重复症：一个词或音节说出之后，强制性的自动的反复再说，使这个词或音节不由自主地传入到下一个词或语言的产生过程中。“饭……饭……饭……饭喝喝……喝水……水……”（轻度运动性失语症）•完全不语，甚至连个别的字、词或者音节都不能发出。Broca失语症——运动性失语症的特点•能理解语言但不能用语言同别人对话。•虽能发音但不能组成语言，语言呈打电报样。•往往只能理解读到或听到的简单语言。运动性失语症与口吃•失语症是由于脑部受创引起的，说不出话，发不出音。I】吃大部分是心理作用造成的。口吃和失语症是两码事•不紧张时，唱歌时，不会出现II吃。（二）威尔尼克区（Wernicke区）1874年，CarlWernicke描述了中风后有II语理解障碍的感觉性失语症病人情况。•这种病症的特点是：听觉正常，但不能听懂别人和自己的话。经常答非所问，别人无法真正了解他讲话的内容。•患者也能十分正确地摹仿任何一个词句，却不了解它的意义。对于患者来说，词句变成了无意义的一组音节。感觉性失语症：理解语言困难，接受语言信息时就出了问题。Wernicke失语症感觉性失语症特点•理解语言困难•听不懂问题或指令，也看不明白文字。Wernicke区位置Wernicke对一个病人进行了尸体解剖，发现颗上回的后部区域有损伤。推论这一区域是对词的听觉记忆区。这一区域后来被称为Wernicke区。（三）角回（angulargyius）位于顶、枕、额交界区（联络区/联合区）角回的功能•对听觉、视觉语言信息进行整合，产生语义以及可以表达语义的语言符号和句法编码。角回受损伤——意义性失语症•位于顶、枕、额交界区的角回和缘上回的病变造成意义性失语症。•特点：病人对于语法结构比较复杂的句子，丧失了理解其意义的能力，也不能理解词与词的关系。•病人不知道“兄弟的父亲”和“父亲的兄弟”有何区别。•对他说“麦子被牛吃了”，弄不清谁吃了谁。•仅仅单纯的以词的排列位置来认识事情的发生顺序，若让他“饭前洗手”，他就先吃饭，后洗手。二、语言活动习大师助能一剧化•语言性刺激的听觉能力以左半球（右耳）为优势的人居多：右半球（左耳）对音乐性刺激的分辨能力为优势者居多。运动中枢：第一运动区，主要位于中央前回，中央旁小叶前部感觉中枢：主要位于中央后回和中央旁小叶后部躯体运动感觉具有以下特点：・呈倒立，但头面部正立•躯干四肢交叉投射，但头面部呈双侧投射•投射对应的脑区与感觉的灵活程度和精细程度成正比选择性麻痹实验（也叫Wada实验）：将麻醉剂选择性注入一侧人脑，迅速麻痹一侧人脑，70%的人言语功能以左半球为优势半球；15%的人麻痹右半球言语功能受到严重损害而麻痹左半球则几乎不受影响：还有15%的人无论麻痹哪一侧半球，言语功能都受影响但影响都不大。双耳分听实验：语言性听觉能力，左半球为优势者居多；音乐性听觉能力，右半球为优势者居多。速示实验：控制刺激呈现时间（200ms）,固定头部，被试不能转动眼球，信息只能到达对侧。文字材料感知，左半球为优势者居多；图片材料感知，右半球为优势者居多。正电子发射层描技术研究完成语词被动（语言词汇）感知任务（光听，光看）时，两侧人脑的视觉或听觉初级和次级皮层血流量分别增加，而且视、听皮层的血流量增加没有重叠现象。在词语读出任务中，两侧大脑的面部感觉区、运动区和辅助语言运动区皮层的脑血流量增加。在语言联想（复杂任务）功能中大脑额叶皮层，特别是左侧额下回（47区）和两半球祈扣带回血流童增加。这些芋实表明，语言信息加工过程的初级阶段并没有明显的大脑半球一侧化现象，只有

在商级的.复杂的联想功能中，左额皮层的优势效应才较为显著。HxM内培言系筑脑内存在着三套用来处理语言活动的机构：脑内语言系统形成语言系统介导系统第一套系统——脑内语言系统形成语言系统介导系统第二套系统——形成语言系统=第三套系统一导系统概念系统•第一套机构定位在两捌顼叶诉部和中间部分，其功能是表达人与外界接触时的所做、所见.所思.所感，并能对此进行归纳分类。人们通过这种方式把扬体.爭件及其相互联系组织了起来，成为抽象和隐喻的基础，因而该机构称为槪念系统。•第二套机构分布在左半球外侧裂附近，包括Broca区和Wernicke区。其功能是表达音素、音素组合以及将词进行组合的句法规则。该结构受到来自大脑的刺激时，能把单词组合起来形成要说或写的句子：受到外部听觉语言或视觉语言刺激时，就对这些语言信号进行初步处理。所以，该机构被称为形成语言系统。•第三套机构被具体定位在左半球枕-颍轴线上，其功能是接受概念，刺激脑內选择使用词语；或者接受词语，使大脑形成相应概念。四、语言信息处理的神经模型一粗糙的模型Weimcke-Geschwind模型•组成这个模型的脑区域包括Broca区、Wernicke区、连接上述两区的纤维——弓状

束（arcuatefasciculus）和角回，还包括接受和加工语言的皮质感觉区和运动区。•具体应用与不足之处：修改后的语言处理模型复述的过程：听觉信息经过第8对脑神经进入额叶的额横回，然后经过神经纤维传递进入到角回，角回进行加工理解，把信息传递到威尔尼克区，威尔尼克区发出神经纤维，沿弓状束把信息传递到布洛卡区，布洛卡区把原电码转换成肓语运动电码，从而肓语信息传递到中央前回下方，支配头而部神经的运动，产生阅读活动。听觉信息今…今初级听觉中枢（额横回）T角回T听觉语言中枢（威尔尼克区）弓状束.—言语运动中枢（布洛卡区）今中央前回下方朗读的过程：视觉信息今…今角回今威尔尼克区T初级听觉中枢（额横回）T言语运动中枢（布洛卡区）9中央前回下方研究表明，在阅读时，视觉信息也可以不经过角回。现病变也会影响言语功能。现病变也会影响言语功能。•威尔尼克区和角回损伤后的失语症：角回损伤后，病人可以复述别人的话；威尔尼克区损伤后则不能复述。因为从听神经传来的信息在威尔尼克区已经发生了损伤，在传到布洛卡区已经不能正确做出反应了。五、语言能力的遗传性语言学家和心理学家认为，语言习得中普遍性的机制是由人脑的结构决定的。根据这种观点，人脑的发育使人们准备好了学习和运用语言的能力，而人们所讲的具体语种、方言等则是在社会环境中通过学习获得的。•语言在皮层水平有语言中枢存在•左半球额叶平面长于右半球在发育早期，左侧皮层的发育小于右侧；到发育晚期，左侧皮层迅速发育并超过右侧，后来者居上。•左半球语言中枢所在的脑回大于右半球•新生儿对各种声音的差别具有敏感性：对声音的辨别能力是先天的。•语言的习得具有普遍规律第二节思维的生理机制一、思维的解制学基碣•一般认为，思维活动在大脑皮层上占有广泛的区域，包括颍叶的绝大部分和除了负资运动和感觉以外的所有大脑皮质。•顶枕叶损伤能使思维能力下降，证明思维与这些部位有关。在多数学者看来，顶叶控制着对外部世界的感知，并告诉额叶注意什么，因此，可以把顶叶看作是应付外来刺激的关键部位。•通过脑区域血流图（PET技术原理：同位素量的变化）研究能够揭示额叶与思维的关系。在心算时，前额叶和运动前区的血流量增多。•额叶损伤造成数学能力下降。额叶病变破坏了对心理计划执行程序的控制。WisconsinCardSortingTask威斯康星卡片分类任务：按照不同的维度进行卡片分类。对于额叶损伤的病人，让其按一个单一维度进行分类，如颜邑，可以正确完成：但是，如果先让被试进行一个维度的分类，再要求他按照另一标准进行分类，则被试不能正确完成：即不能进行规则转换。更难的任务：颜色4数字大小4形状4要求被试拿出四张卡片，他们在三个维度上都不能重复。被试不能完成。前额叶的思维功能有两个方面：1、防止精神错乱、保证智力功能，在完成有目标的活动中具有重要作用。2、形成思维。具体说来，前额叶在思维过程中的作用是：制定计划；对感觉信息发生反应，从而使人对这些信息有充分的时间进行分析处理，直到做出一个最好的反应决定为止：考虑和预料运动的后果；（如河内塔任务，不能很好地规划每一步，不考虑后果）解决复杂的数学、哲学或法律问题：控制个人行动，使其符合道徳准则；综合信息进行判断推理前额叶的计划功能在动物实验中找到了相关的神经基础：前额皮质双侧受到损伤，动物的延迟反应能力就会缺失。关于前额叶皮层与学习记忆的关系问题，1935年Jacobson的延缓反应实验一直彼誉为经典研究的范例。1让猴子观察眼前的两个食盘，其中一盘内有食物，然后将两食盘盖起来再用幕布将它们遮是以避免猴子盯视食盘。几秒或几分钟后将幕布拿开，观察猴子子首先打开哪个食盘盖。如果猴子打开原先放好食物的食盘盖，它就会得到食物奖励。这种行为模式称为2对实验程序稍加修改，只有当猴子记住前一次获得奖励食盘的位置（左或右），下一次打开另一位置食盘的盖，才能再次得到奖励。这种行为模式称为延缓反应和交替延缓反应既是空间辨别学习模式，又是短时记忆的行为模型，即是时间、空间相结合的学习模式。正常猴子对于不同延缓时间的延缓反应，甚至是几分钟的延缓反应，也很容易建立起来。但是，对双侧前额叶损伤的猴子即使是建立几秒钟的延缓反应，也十分困难。前额叶损伤引起短时记忆障碍，是导致延缓反应或交替延缓反应困难的主要原因。仔细分析延缓反应的行为模式，可归纳为两个不同的因素：空间辨别反应和时间延迟反应。只有两个因素同时存在，前额叶损伤行为障碍才能表现出来。1）如果仅仅要求动物进行空间辨别，则旃额叶损伤并不影响这种行为模式的训练：2）对动物仅进行延缓条件反应而不伴有空间辨别，则这种行为模式也不受祈额叶损伤的影响。由此可以认为，前额叶联络区皮层与时间和空间关系的复杂综合功能有关。延缓反应和交替延缓反应的经典实验及其结论，虽各国教科书仍在引用，但许多新发现不断冲击这一结论，例如应用镇静药、降低环境温度、降低环境照明、食物剥夺和过度训练等许多措施均可能改基双侧祈额叶受损猴子的延缓反应。此外，前额叶损伤的动物对新异刺激朝向及射过度亢进且难以消退。前额叶主沟两边的神经元专门对延迟起反应。也就是说该部位的神经元在延迟期（Delay期）内活动最强。这些神经元的活动代表了短时记忆和计划，而不是实际运动的本身。这些计划神经元也在执行其它延迟作业反应时活动。二、大腑左右半球的思维功能勻思维互补说•人脑两半球不仅都具有思维能力，而且在功能上有明显的分工。左半球——抽象思维右半球——形象思维左右半脑的两种思维功能互补。•美国著名神经生理学家、诺贝尔奖金获得者Speny以精确的实验证实：左半球同抽象思维、彖征性关系以及对细节的逻辑分析有关。它具有语言（包拾书写）的、理念的、分析的、连续的和计算的能力。右半球则与知觉和空间定位有关，它对事物进行单项处理而不是数理的排列。腓月氐体连接着左右脑，它是白质，由神经纤维束构成。右脑的思维实验：将一些问题选择性地输入右脑而不让左脑知道，要求被试做按键反应。说明右脑也可以进行思维活动，可以表达情感、爱好，判断时间及自我意识。触摸实验：Sperry蒙上患者的眼睛，然后把一个东西放在患者的左手叫他感觉一下，患者的左手能准确地从一堆随意摆放的东西里再次拣出没过的东西：而与此同时，他的右手只能是随机地去抓取。这个实验表