人類大腦功能區並非一成不變

2020-12-14 科學網
人類大腦功能區並非一成不變
先天盲人的部分視覺皮層可以處理語言

 

早起沏上一杯濃香咖啡,滿屋飄香,讓你的心情相當愉快。然而這時突然傳來的一聲汽車長笛,卻又確實可以起到「一鳴驚人」的效果。不過,這些不同的刺激都會輸入到大腦的相應區域來分析處理。咖啡濃香由嗅覺皮層專職,而一聲長笛則是聽覺皮層負責。科學研究證明,大腦特定功能源於大腦的某一區域,因此大腦被劃分為不同的功能區域,如感覺區、記憶區、語言區、識字區和運動區等。無疑,大腦分工是由基因預先確定的。然而,越來越多的證據表明,大腦的功能區並不是一成不變的,有時它們也會不顧其基因決定,接管一些本不由其負責的功能。

 

1996年一項針對盲人早年生活的研究發現,視覺皮層可以擁有讀盲文這一非視覺功能,這一發現具有裡程碑意義。據美國物理學家組織網近日報導,麻省理工學院的神經科學家研究表明,先天盲人的部分視覺皮層可以處理語言。這一發現表明,視覺皮層可以顯著地改變其功能,從處理視覺的功能轉變為處理語言,這也推翻了語言處理只能出現在由基因編碼的高度專業化的大腦功能區的看法。該研究發表在近日出版的美國《國家科學院院刊》(PNAS)上。

 

腦功能的靈活性

 

一個多世紀以來,神經學家已經了解到,人類的語言中樞分為布洛卡中心和韋尼克中心,負責產生和理解語言。這些區域被認為具有內在屬性,其特定的細胞及其與大腦其他功能區的連接關係使得它們特別適合處理語言。當布洛卡中心損傷時,人仍然能說出有意義的語句,但不符合語法規則;如果損傷了韋尼克中心,人能說出近於正確的語句,但毫無意義。

 

感覺區內也有負責視覺和聽覺功能的處理中心。不過,大腦在分配功能時似乎還有一定的靈活性。此前對動物的研究表明,大腦感覺區可以處理來自不同器官的信息。如果在生命早期實施手術,比如將眼睛與大腦聽覺皮層連接,聽覺皮層區域將處理圖像而不是聲音。

 

到目前為止,還沒有證據表明大腦語言中樞具有同樣的靈活性。此前,對先天性盲人的研究顯示,在執行閱讀盲文等語言任務時,左側視覺皮層有活躍跡象,但這卻無法證明這是一種完全正式的語言處理功能。

 

麻省理工學院腦認知科學系博士後瑪麗娜·貝德尼及其同事開始著手調查盲人的大腦視覺區是否能參與處理句子結構和進行語義分析等複雜的語言任務。研究人員利用功能性磁共振成像技術在盲人執行語句理解任務時對其進行掃描。研究人員推測,如果視覺皮層擁有語言處理能力,那麼在接觸語言信息時,將會表現出如布洛卡中心和韋尼克中心等經典大腦語言區的相同敏感性。

 

結果他們發現,大腦視覺區對句子結構和詞義表現敏感。這表明,大腦功能的分區並不十分嚴格。貝德尼特別指出,這一研究並不意味在處理語言時人類大腦不需要布洛卡區和韋尼克區,也沒有證明視覺皮層可以處理任何語言現象,而只是表明大腦某些其他部位也可以參與語言處理。

 

大腦功能重新分配

 

研究人員還有一個很大的疑團有待解決,那就是在先天性盲人語言中樞發揮正常功能的條件下,為什麼視覺皮層會參與語言處理。貝德尼認為,這可能是大腦發育過程中一種自然的任務重新分配的結果。在大腦的發育過程中,各區域的功能逐漸確定,而先天性盲人的視覺皮層由於沒有獲得其典型的視覺功能,導致其視覺皮層競爭其他功能。

 

結合其他相關研究表明,視覺皮層的不同部位在發育過程中獲得了不同的功能,左視覺區的一部分(包括左初級視覺皮層)獲得了語言處理功能。研究人員推測,這種大腦功能的重新分配將使盲人在處理語言方面產生優勢。他們將在後續工作中研究盲人是否在分析複雜句子或進行語言測試時佔有優勢,以及研究視覺皮層在語言處理中的精確作用,並研究盲童的視覺皮層會在發育的哪個階段開始產生處理語言的能力。(來源:科技日報 何屹)

 

 

 

 

特別聲明:本文轉載僅僅是出於傳播信息的需要,並不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性;如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用,須保留本網站註明的「來源」,並自負版權等法律責任;作者如果不希望被轉載或者聯繫轉載稿費等事宜,請與我們接洽。

相關焦點

  • 科學家發現人類大腦中的一個新區域 擁有獨特功能
    Michio Kaku 將大腦稱作「宇宙中已知最複雜的物體」。即便已有大量的研究,科學家們還是不時有新發現。經過對人類及其它哺乳動物大腦持續數十年的深入研究,發表過不少期刊文章(以及出版了大量主題書籍)的 George Paxinos 教授,再一次宣布了他的新發現。
  • 人類並非起源地球
    尤其是伴隨著時間的發展,許多學者對於達爾文的進化論提出了質疑,甚至諸多的證據也在表明,達爾文的進化論是一個不完善的體系,只是當諸多科學家在研究人類的起源之時,一些科學家卻認為人類並非起源於地球,而是起源於宇宙,因為諸多的因素停留在了地球,並且繁衍壯大,同時這一理論也受到了許多科學家的認可。
  • 烏龜與蜥蜴的大腦揭示人類大腦進化奧秘
    它由海馬體一類的「古老」腦區和「新生」腦區共同組成,「新生」腦區包含了一個具有六層結構的「新皮質」,新皮質僅出現在哺乳動物,尤其是人類之中。但是,大腦皮質的組成區域是何時又是如何進化出來的?在法蘭克福的馬克斯普朗克大腦研究所(Max Planck Institute for Brain Research)的科學家們研究了烏龜和蜥蜴的大腦皮質的基因表達,發現它們和哺乳動物的大腦皮質之間有意想不到的相似點和差異。這些結果是重建脊椎動物大腦進化過程的裡程碑。從很多方面來說,我們就是我們的大腦皮質。
  • TED演講:人類大腦最特別的地方在哪裡?
    對於人類的大腦來說,什麼是最特別的?我們為什麼要研究其他的動物?有沒有什麼是人類大腦可以做而其他動物的大腦不能做的?如果我們說神經元是大腦功能信息處理的單位,那麼兩個大腦各自的擁有者應該有的相近的認知能力。比如,其中一個是黑猩猩,而另一個大腦屬於一頭母牛。也許牛有很豐富的精神生活,並且很聰明,他們選擇不會讓我們意識到這一點,但我想大多數人會同意,相比於牛來說,黑猩猩具有更加複雜以及靈活的行為。
  • 人類臍帶血讓衰老大腦「重返青春」
    他們懷疑這些變化可能會影響大腦中的海馬體,該部位在小鼠和人體中都對長時程記憶的產生至關重要,包括對空間信息和個人所經歷事件的記憶。▲海馬體在大腦中的位置(圖片來源:medscape)由於某些未知的原因,海馬體特別容易受到衰老過程的影響。隨著年齡的增長,海馬體會發生退化,出現萎縮和神經元減少,造成學習和記憶能力下降。
  • 科學家發現人類95%的大腦功能被限制,是誰給我們上了枷鎖?
    雖然人類已經擁有了一定的宇宙探索的能力了,但到目前為止,地球都還是人們所知道的唯一存在生命體的星球。好在地球上的生物有很多種,這倒不會讓人類感到多孤獨。但是擁有智慧,能夠進行自主思考就只有人類。對於人類的由來,目前大多數是支持進化論的,也就是人類是從遠古猿猴慢慢進化而來。所以人類並不是一開始就誕生在地球上,也不是一開始就擁有了智慧的,而是隨著外形的進化逐漸擁有了智慧,也就是說最初的人類和別的生物在智商上沒什麼差別。那為什麼偏偏就是人類在進化的過程中有了智慧呢?
  • 人類的大腦有沒有天生的缺陷? 大腦有哪些局限?
    人類的大腦有沒有天生的缺陷? 大腦有哪些局限?時間:2017-07-10 13:22   來源:快樂六點半   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:人類的大腦有沒有天生的缺陷? 大腦有哪些局限? 我覺得缺陷這個詞用在這裡不太合適,尤其是形容大腦的時候。
  • 記憶一連串單詞是使人類大腦獨一無二的關鍵嗎?
    只有醫學上的偶然事件,比如需要對難治性癲癇患者進行顱內記錄時,才能為科學家提供窺視人類大腦的難得機會。基羅加在2012年發表於《自然-評論》的一篇神經科學論文中指出:「這些神經元的表徵具有稀疏、明確和抽象的特點,對於記憶功能至關重要,比如產生聯想,以及導致情節記憶和意識流的相關概念之間的轉換。」
  • 人類祖先或起源於水猿 而後直立行走大腦進化
    科學家們表示如果在飲食中沒有攝入源自海產食物的DHA,人類便不會長出發達的大腦。    【搜狐科學消息】據國外媒體報導,包括著名生物學家大衛-艾登堡(David Attenborough)在內的一些科學家們支持人類發源於水生猿的理論,這些科學家們認為,猿生活於水中,毛髮逐漸脫落,而後開始直立行走,逐漸長出了發達的大腦。
  • 果蠅大腦暗藏人類睡眠「玄機」
    劉暢研究員告訴深圳商報記者,它並沒有其他科學功能,而是發揮其原有作用:煮粥,煮出來的食物用來培育做實驗用的果蠅。「果蠅的基因組與人類有85%相似度,其研究成果可以借鑑給高等動物及人類。」
  • 人類大腦3D圖譜成功製作
    據加拿大環球郵報6月21日報導,包括加拿大麥吉爾大學在內的科學家成功研製出在細胞水平上的人類大腦3D圖譜。    這項成果被譽為神經科學發展的裡程碑,它第一次從細胞水平上剖析了人類的大腦。這項成果可以革命性地提高我們對人腦內部結構的了解。這張名位大腦(BigBrain)的圖譜以20微米的尺度展現了人類大腦的情況,這樣的尺度比單個人發還細,比現存大腦資料還精細50倍。    該圖譜允許科學家像Google地圖可以搜索某條街上的一棟樓房那樣,審視各種細胞。
  • 科學家揭示人類大腦奧秘(圖)
    科學家揭示人類大腦奧秘    據科技日報報導,2002年,張達人教授等與美國有關大學的研究人員合作,在中國科大和美國明尼蘇達大學分別完成了下圍棋和下西洋棋時的腦功能核磁成像實驗,對兩者的腦活動情況進行了分析與比較。研究發現:下圍棋時,位於大腦額葉、頂葉、枕葉、後顳葉 的多個腦區被激活,而且右側頂葉的激活強度高於左側,顯示出右腦優勢。下西洋棋時,「出力」更多的則是左側頂葉。
  • 大腦只開發10%是騙局?背後真相,是人類已開發到了100%?
    這部電影講述了大腦利用率的故事,女主角因為一場意外,使大腦開發到了100%,變成一個無所不能的女英雄。這也讓很多人覺得大腦的完全開發,可以使人類進入更高一級的文明。大家好,這裡是揭秘大BOSS,今天由我帶你們探尋關於大腦的秘密。一、大腦僅開發10%?
  • 「中醫大腦」系統應用場景及功能
    中醫大腦是由問止中醫聯合創始人暨首席醫療官林大棟博士領導數十名中醫學專家與計算機專家,在中美兩地歷時十餘年研發,擁有海量名醫智慧經驗和上千萬有效數據案例,並不斷從臨床中實時學習現代最新的診療方法的中醫人工智慧輔助診療系統。  中醫大腦功能強大,能夠輔助中醫師精確使用8000多首方劑,治療3000多種病症。並有問診提示、誤診提示,輔助中醫師精準辨證。
  • 科學家已成功複製大腦部分功能:藉助納米材料
    人類大腦需要驚人少的能量就能適應環境、學習知識和進行模糊識別,而且大腦擁有較高的識別能力和智力,而且能夠執行複雜的信息處理工作。大腦神經迴路的兩個關鍵特徵就是「突觸的學習能力」和「神經脈衝」。
  • 《超能查派》科幻機器人警察:鋼鐵包裹人類大腦
    《超能查派》科幻機器人警察:鋼鐵包裹人類大腦 2015-04-21 11:21:10海報以科技感十足的黑藍色作主調,宛如一張X光片——冰冷的科技與機器人查派頭部透視可見的暖橙色人腦組織,形成強烈的對比,展現著機械鋼鐵身軀中包裹的人性溫情,配合「5月8日人類進化進化轉折點」的宣傳標語,令人產生無限遐想——一場關於人類進化的純粹科幻盛宴即將拉開帷幕。
  • 並非人類「專利」,食蟹猴也會罹患帕金森病
    並非人類「專利」,食蟹猴也會罹患帕金森病  非人靈長類動物或將助力精準治療神經系統頑疾  第二看臺  眾所周知,面對自身的疾病,人類還有太多未知的奧秘等待著去探究。但因醫學倫理學的限制,許多基礎與臨床研究的前沿探索不能直接從患者開展,目前最好的途徑是藉助實驗動物模型。  戰勝帕金森病,是長期以來人類的夢想之一。
  • 棋類競技如何影響了人類的大腦認知?
    當我看著貝斯如痴如醉地把注意力集中在她想像中的西洋棋棋盤上,模擬其他走棋的可能性時,我想到的是,這一切塑造了她的大腦,尤其是負責計劃和決策的部分——前額葉皮質。與其他區域相比,它具有獨特的延展性和可塑性。史丹福大學行為內分泌學家羅伯特·薩波爾斯基稱其為「大腦可塑性的熱點」。當然,我們的大腦在不斷變化,形成新的神經連接,並在不斷切斷其他一些連接。
  • 關於大腦五個常見的誤區
    圖片來源:Kiyoshi Takahase segundo誤區:人類只使用了大腦的10%事實:人類只使用了大腦的10%的誤區(有時被提升到20%)僅僅是2011年電影《永無止境》的劇情導致的一個都市傳奇(不同的人講述的都市傳奇往往有不同的變化),該電影情節圍繞著一種特效藥,這種特效藥賦予主角超乎常人的記憶力和分析能力。
  • 如果人的大腦被浸泡在營養液中,人類是否可以活在虛擬世界裡呢?
    比如,休克,有的人可能短暫地心臟停止了跳動,但是他的大腦尚未死亡,這時候的他算死亡嗎?當然也有那種心臟還在跳動,但是大腦已經死亡了的。那麼大腦和心臟,誰才是老大呢?現代的醫學是以腦死亡作為標準來進行判斷的,呼吸功能是人體生命的重要表徵,而控制呼吸的神經中樞又位於腦幹。畢竟隨著人類科學技術的發展,呼吸機和心臟起搏器都能夠用來恢復,但是腦死亡卻是不可逆轉的。