◊Day44◊認知能力來源於“額頭”?

2017/04/14
◊Day44◊認知能力來源於“額頭”?
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今天這條音頻向你介紹人腦中一個重要部位,它就位於人的額頭後面。


古代人喜歡講面相學,有一句話是“天庭飽滿,地閣方圓。”所謂天庭飽滿,就是指人的額頭圓潤、突出,古人認為額頭飽滿的人更聰明。雖然根據目前的研究,這純粹是一種迷信的說法,頭骨的形狀沒法決定人的智力,但是,額頭這個部位跟人的認知能力還真有關係。最近,著名神經科學家魯白在1915年創刊的上海《科學》雜誌中發表了一篇文章,告訴我們,人的額頭後面的那部分大腦皮層區域是怎樣影響大腦的認知功能的,下面跟你說說。


魯白說的那個重要部位叫做“大腦前額葉”,前面的前、額頭的額、樹葉的葉。人類的大腦概括來說有五大方面的功能:感覺、運動、記憶、情感和認知功能,認知功能指的是進行邏輯思維、判斷、計劃和決策等等,根據目前的研究,大腦前額葉跟人的認知能力關係非常密切。

魯白給我們打了個比方:人腦跟電腦其實挺像的,買電腦往往要考慮兩個指標,硬盤和內存。電腦硬盤的作用是儲存信息,對應到人腦上就是記憶功能;電腦內存的作用是暫時儲存信息數據,用於CPU的計算,一個電腦的性能很大程度上取決於它的內存質量和大小,對於人腦來說,發揮內存功能的就是大腦前額葉。在靈長類生物進化中,大腦前額葉是變化最大的部分,從靈長類進化到人,大腦容量增加了一倍,主要就體現在大腦前額葉變得越來越大。


大腦前額葉到底有什麼作用呢?它的基本功能是負責工作記憶,就是對信息進行短暫儲存和加工後,用來指導下一步行動的記憶。

舉個例子,你在一隻猴子麵前放兩個托盤,在左邊托盤裡放一顆葡萄乾,然後再用蓋子把托盤蓋住,讓猴子等個十幾秒再打開。這時候猴子的工作記憶就發揮作用了,之前看到“左邊托盤有葡萄乾”的信息已經在猴子的大腦前額葉中進行了儲存和處理,猴子就會準確地打開有葡萄乾的托盤。

別看這個實驗裡體現的工作記憶好像很簡單,工作記憶是前額葉認知功能的基本單元,以它為基礎,可以構建很多其他的認知功能,比如預期功能和對規則的學習:如果告訴你A等於B、B等於C,你就會利用工作記憶的原理做出A等於C的邏輯推理,下次你看到A出現了、B出現了,就可以預期到C也可能要出現了,以此類推。


前額葉的第二個功能是糾錯功能或者叫做翻轉學習功能,這個功能對於人類適應外界變化非常重要。正常人知道一個做法是錯的,就會換一種方法,比如,開車時發現前面堵車,我們會很快決定繞行;再比如做一個項目,試了好幾次都不成功,就會嘗試改變做法。但如果前額葉受到損害,人就會一直重複錯誤的嘗試,精神分裂症患者往往就會這樣。


第三個功能是信息整合。大腦前額葉可以把來自不同腦區的不同信息進行整合,最後形成全面信息,這是前額葉很重要的高級功能。比如你以前去過美國的金門大橋,有人再跟你談起金門大橋的時候,你大腦的不同部位會顯示不同的信息:一塊顯示大橋的地理位置,一塊顯示大橋顏色,還有一塊顯示橋的形狀等等,大腦前額葉就負責將這些信息整合起來,組成一個完整的金門大橋的信息。


第四個功能是規劃目標。如果把完成一件事作為一個大目標,正常人會通過規劃把它分解成幾個子目標逐一完成,但假如前額葉出現問題,人就不知道怎麼來安排子目標了。比如遠處有一串香蕉,一隻猴子會用竹竿把香蕉鉤過來吃;假如香蕉太遠了,給猴子兩根竹竿,它也想不到把兩根竹竿接起來去鉤香蕉,但是猩猩就能想到。人在面對複雜目標時,就懂得用更複雜的方式分解成小目標,這就是前額葉的規劃目標功能。


如果一個人的大腦前額葉被損毀,會發生什麼事情呢?神經科學研究史上有一個經典案例,美國一位鐵路工人在一次事故中受了很嚴重的傷,一根鐵棍穿透了他的臉頰,他奇蹟般地活了下來,感覺功能、運動功能、記憶功能都沒有問題,能說話能走路,但是情緒和脾氣變化特別大,已經完全不能像正常人一樣對事物進行判斷和分析了,原因就是這根鐵棍恰巧損毀了他的大腦前額葉。


總結一下,人的額頭後面那部分大腦皮層區域叫做大腦前額葉,它和人的認知能力關係密切,相當於人腦的內存。如果它被損壞了,人就沒法正常地認知和判斷、整合信息了,人的糾錯能力和目標規劃能力也會受到影響。以上內容,供你參考。


本文源自:上海《科學》雜誌2017年第2期,原標題為《大腦前額葉與工作記憶》,微信公眾號:賽先生(ID:iscientists)
音頻稿:楊霽琳
講述:成亞

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安康順心