发布时间:2011-04-25 09:32 原文链接: 研究发现:大脑功能区并不专一

  早起沏上一杯浓香咖啡,满屋飘香,让你的心情相当愉快。然而这时突然传来的一声汽车长笛,却又确实可以起到“一鸣惊人”的效果。不过,这些不同的刺激都会输入到大脑的相应区域来分析处理。咖啡浓香由嗅觉皮层专职,而一声长笛则是听觉皮层负责。科学研究证明,大脑特定功能源于大脑的某一区域,因此大脑被划分为不同的功能区域,如感觉区、记忆区、语言区、识字区和运动区等。无疑,大脑分工是由基因预先确定的。然而,越来越多的证据表明,大脑的功能区并不是一成不变的,有时它们也会不顾其基因决定,接管一些本不由其负责的功能。

  1996年一项针对盲人早年生活的研究发现,视觉皮层可以拥有读盲文这一非视觉功能,这一发现具有里程碑意义。据美国物理学家组织网近日报道,麻省理工学院的神经科学家研究表明,先天盲人的部分视觉皮层可以处理语言。这一发现表明,视觉皮层可以显著地改变其功能,从处理视觉的功能转变为处理语言,这也推翻了语言处理只能出现在由基因编码的高度专业化的大脑功能区的看法。该研究发表在近日出版的《美国国家科学院院刊》上。

  脑功能的灵活性

  一个多世纪以来,神经学家已经了解到,人类的语言中枢分为布洛卡中心和韦尼克中心,负责产生和理解语言。这些区域被认为具有内在属性,其特定的细胞及其与大脑其他功能区的连接关系使得它们特别适合处理语言。当布洛卡中心损伤时,人仍然能说出有意义的语句,但不符合语法规则;如果损伤了韦尼克中心,人能说出近于正确的语句,但毫无意义。

  感觉区内也有负责视觉和听觉功能的处理中心。不过,大脑在分配功能时似乎还有一定的灵活性。此前对动物的研究表明,大脑感觉区可以处理来自不同器官的信息。如果在生命早期实施手术,比如将眼睛与大脑听觉皮层连接,听觉皮层区域将处理图像而不是声音。

  到目前为止,还没有证据表明大脑语言中枢具有同样的灵活性。此前,对先天性盲人的研究显示,在执行阅读盲文等语言任务时,左侧视觉皮层有活跃迹象,但这却无法证明这是一种完全正式的语言处理功能。

  麻省理工学院脑认知科学系博士后玛丽娜·贝德尼及其同事开始着手调查盲人的大脑视觉区是否能参与处理句子结构和进行语义分析等复杂的语言任务。研究人员利用功能性磁共振成像技术在盲人执行语句理解任务时对其进行扫描。研究人员推测,如果视觉皮层拥有语言处理能力,那么在接触语言信息时,将会表现出如布洛卡中心和韦尼克中心等经典大脑语言区的相同敏感性。

  结果他们发现,大脑视觉区对句子结构和词义表现敏感。这表明,大脑功能的分区并不十分严格。贝德尼特别指出,这一研究并不意味在处理语言时人类大脑不需要布洛卡区和韦尼克区,也没有证明视觉皮层可以处理任何语言现象,而只是表明大脑某些其他部位也可以参与语言处理。

  大脑功能重新分配

  研究人员还有一个很大的疑团有待解决,那就是在先天性盲人语言中枢发挥正常功能的条件下,为什么视觉皮层会参与语言处理。贝德尼认为,这可能是大脑发育过程中一种自然的任务重新分配的结果。在大脑的发育过程中,各区域的功能逐渐确定,而先天性盲人的视觉皮层由于没有获得其典型的视觉功能,导致其视觉皮层竞争其他功能。

  结合其他相关研究表明,视觉皮层的不同部位在发育过程中获得了不同的功能,左视觉区的一部分(包括左初级视觉皮层)获得了语言处理功能。研究人员推测,这种大脑功能的重新分配将使盲人在处理语言方面产生优势。他们将在后续工作中研究盲人是否在分析复杂句子或进行语言测试时占有优势,以及研究视觉皮层在语言处理中的精确作用,并研究盲童的视觉皮层会在发育的哪个阶段开始产生处理语言的能力。

相关文章

7种健康生活方式可减半抑郁风险

复旦大学类脑智能科学与技术研究院特聘教授冯建峰等人领导的一项研究发现,生活方式健康的人患抑郁症的几率是生活方式不健康的人的一半。这表明改变生活方式,如定期锻炼和社交,可以降低患抑郁症的风险。相关研究结......

近4成科研人抑郁!Nature:情况很糟糕

目前,科学界普遍存在心理健康危机。学术新人境况尤其让人担忧:工资微薄,过度劳累,压力山大……。但在学术界跌打滚爬多年的“学术老人”,情况也并没有比学术新人好多少。他们面临着资金支持竞争、发表文章,以及......

美国国立卫生研究院研究人员组建首个工会

6月1日,大约150名研究人员聚集在美国国立卫生研究院(NIH),庆祝他们向美国联邦劳工关系管理局(FLRA)提交了工会请愿书,他们希望最终能得到美国政府和NIH的正式承认。NIH的动员正值美国各地学......

科学家在太阳大气波动研究方面获进展

中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地研究人员利用一米新真空太阳望远镜(NVST)并结合其他地面和空间望远镜的数据,针对太阳大气中准周期快摸波列的产生过程以及运动学特征进行研究,进一步揭示了准周......

苏州医工所等提出儿童良性癫痫的脑功能异常评估方法

癫痫,俗称羊癫疯,是一种严重影响患者身体健康的神经系统疾病,且50%以上患者起病于儿童阶段,有效治疗癫痫可避免脑功能发育不良等远期严重影响。传统观点认为,癫痫起源于局部病灶的异常放电,但是随着脑科学相......

情绪辅导联合认知策略训练提升老年人记忆等获进展

老年人在认知下降的过程中,常伴随情绪问题的困扰。焦虑和抑郁情绪广泛存在于老年人中。有焦虑和抑郁情绪的老年人的认知衰退更严重,痴呆风险更高。焦虑和抑郁情绪对记忆有负面影响。动物研究显示,心理应激导致包括......

新研发:人脑三维全景快速扫描光声层析成像仪

脑科学是21世纪最具挑战性的重大科学问题,其意义在于促进人类理解认知、思维、意识和语言机理,帮助诊断和治疗脑疾病,被视为未来新的经济增长点和引领新科技革命的潜在引擎。开展脑科学研究离不开先进的脑功能成......

我国参与研发人员达712.9万规模世界首位强度差距缩小

2019年,我国R&D人员总量继续增长,达到480.1万人年,万名就业人员中R&D人员为62.0人年/万人。R&D研究人员总量达到210.9万人年,万名就业人员中R&D......

在死亡4小时后,猪大脑中的循环和细胞活性可得以恢复

在一项新的研究中,来自美国耶鲁大学的研究人员报道,在死亡4小时后,猪大脑中的循环和细胞活性可得以恢复,这一发现挑战了长期以来关于死亡后某些脑功能停止的时间和不可逆转性质的假设。相关研究结果发表在201......

迄今最大规模的基因组测序和分析,揭示基因与生育联系

中国研究人员领导的一个国际研究团队4日说,他们完成了迄今最大规模的中国人基因组测序和分析,有助于揭示基因与生育的联系以及了解中国人口基因结构。这项发表在新一期美国《细胞》杂志上的研究显示,深圳华大基因......