脑功能认知研究的历史与发展Eduwest.doc
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1、脑功能认知研究的历史与开展设想一个放在你手中的奶油色物体,这是一个看起来象由两个半球组成的椭球状粘稠物,坐落在一根粗壮的茎上,在它的外表,有着各种各样深浅不一的皱褶,还可以区分出有着特定的颜色,形状与纹理的不同区域,这些区域以一定的方式互相交连折叠在一起。这个外表奇怪的东西就是我们的大脑,那根粗壮的茎是脑干,皱褶是大脑的沟回,而彼此连接的区域是大脑的各种功能区构造。确定这些脑区之间的连接方式与与之相应的心理功能,提醒大脑的工作机制,了解人类精神与智力的奥秘,正是千百年来人类最富吸引力也最具挑战意义的问题。可喜的是,在今天我们终于开场有能力涉足于这个领域,尽管只是一小步小步地困难探索,智慧女神的
2、真实面貌还是正逐渐地呈现在我们面前。其实,早在18世纪前叶,意大利医生与生物学家佛洛恩斯Flourens就已经通过观察与实验来研究脑。他通过一定的方式,在不同的动物身上越来越多地摘除它们的脑区域,然后观察产生的结果。他发现,摘除不同的脑区之后,并不是脑的特定功能受到损害,而是所有功能都逐渐减弱。这样的事实清楚地说明,将不同的功能选择性地完全定位于脑的某一特定区域是不可能的。于是,这种认为脑是均一的,没有专一功能区域的设想,就导致了脑的整体性活动概念出现。与这种整体性脑功能活动想法相反,18世纪后期德国医生加尔Gall鼓吹的另一种鲜明对照的观点却久负盛名。这种观点认为脑能够被分隔成假设干固定的小
3、室,各自有高度专一的功能。加尔通过研究死后的人颅骨的物理特征,再与死者生前的性格特征匹配,开展出一套理论。他与他的信徒检测颅骨的外表隆凸作为脑的特征,将头骨分成39个区域,相应地将人类复杂的心智功能也分成39种,包括“繁衍的本能、“爱、“友谊、“慎重、“仁慈、“希望、 “记忆“数学概念、“文字知觉、“推理、“比拟、“空间方位感、“因果关系、“时间知觉、“大小知觉等等,建立了曾经在西方广泛流传的颅相学Phrenology。这种观点在当时的技术水平下,看似符合客观的科学测量标准,因此曾经在很长的一段时间里独领风骚。但是,到19世纪后叶,对脑部损伤病人的临床观察有了很多新的发现。法国医生布洛卡Bro
4、ca检查了一个不会说话的病人,他可以理解语言,但在说话时只能发音“Tan,不会发别的音。几天后他去世,对他的大脑研究发现他大脑的损伤区域在左侧大脑半球前部,也就是脑功能构造中著名的布洛卡区。这种病变现在被称为运动性失语症Aphasia。对另一种语言障碍感觉性失语症病人大脑的研究那么发现,病人能够完全正确地发音,但说出的话语无伦次,语言的理解能力有障碍,损伤的区域在大脑下部的颞横回语言感觉区韦尼克Wernicke区。这些与颅相学预言完全不同的实际观察结果,逐渐提醒了把颅骨的外表隆凸作为衡量脑功能指标的荒唐无稽。脑损伤的临床观察虽然把简单浅薄的颅相学从科学的研究中清理出去,对大脑功能的“狭隘的定位
5、论观点却没有得到什么改变。很短的时间内,“概念中枢、“阅读中枢、 “书写中枢、“空间定向中枢等等分别在大脑皮层中确定了位置。尤其是在20世纪初,具有挖苦意味的是,人类自己发动的世界大战为人类观察研究自身的大脑提供了许多优秀的病例大脑受弹伤的士兵。在对这些病例的观察研究得到的大量资料加工整理后,1934年,德国精神病学家克雷斯特Kleist甚至绘出了详细的大脑皮质机能定位图。然而,从本质上而言,这些图与加尔他们的颅相学图并没有很大的差异。到20世纪三四十年代,把心理过程直接定位在大脑特定区域的机械论观点正在把心理活动的脑功能根底研究引入歧途。事实上,正是对这种“狭隘的定位论的疑心使得象Sherr
6、ington1934,1942这样的出色神经科学家在晚年不得不承受把心理过程与脑的基质割裂开来,成认它们特殊的“精神本性。而一直以来,反对“狭隘的定位论的代表英国著名的神经学家Jackson的假设:对于心理过程的复杂形式的脑组织来说,从它们的构造水平立场出发,要比从大脑有限局部的立场出发更为适当,那么被Monakow、Goldstein等出色研究者继承与开展。20世纪的第二次世界大战,又为脑损伤的研究提供了大量研究的时机。一门新兴的独立学科神经心理学,就是在二次大战伤亡最大的两个国家前苏联与德国的摇篮中产生的。前苏联出色学者Luria在1973年发表的专著:?神经心理学原理?,就是这一学科产生
7、的标志。神经心理学诞生早期的研究仍然集中在脑损伤病人的心理功能障碍与脑损伤的定位与性质上。直到80年代中期以前,研究的方法范式主要还是临床的神经病学或神经外科检查,神经心理测验与病人死后的脑病理解剖学检查。在这个时期,神经心理测验是神经科学家们异常重视的研究方法,因为通过它能够相当满意地探测脑损伤的定位问题。在80年代后期,由于技术的迅速开展,成熟的脑CT技术computerized tommography计算机断层扫描术开场在临床医学诊断与研究中普遍应用,这种可以对病人产生很少损害的成像技术,可以更加方便与准确地确定脑损伤的位置与性质,传统的神经心理学开场吸收认知心理学的精细实验方法,技术与
8、理论概念,逐渐从临床医学的轨道中脱离,转向认知神经科学的方向。然而,脑CT技术是基于各种脑组织对X射线吸收程度的差异而成像的技术,它测量的只能是脑的构造像信息,因而只能通过结合病人的脑损伤定位观察与行为上的心理功能障碍测量来研究脑功能,对正常人的脑功能活动的研究探索有很大的困难。这个时候,另外两种新技术的出现与开展,为脑功能定位认知研究开拓出崭新的方向。这两种技术就是现在应用广泛的PET技术(positron emission tommography, 正电子发射断层扫描术)与fMRI技术functional megnetic resonance imaging 功能核磁共振成像。在身体的所有
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