人脑的机能与思想、行为的关系

  人脑是自然物质进化到最高端的尖端产品,它不仅使生命物质具有灵性,如一些动物那样活灵活现可爱,而且还产生了意识,使人的主体与其它的一切自然物质,包括动物在内等分离开来,人能认识其它的一切自然物质,也能认识自己;人还能凭意识自觉地改变许多自然物质,包括改变自己。因此,人脑是种十分特殊的物质现象。它的最大的特性就是它能产生意识,使人具有能动性。发生这些现象,这都是因为它自身具有这样一种机能。

  人脑不是一个孤立的现象,它是建立在人这个生命的主体的基础之上的,离开了人的生命的存在,也就无所谓人脑的存在。因此,研究人脑和它的机能,都不能离开人的生命主体的存在,不能孤立地研究人脑,要结合起来一起研究。本课题打算从下面两大部分来进行研究:第一部分,人脑的基本结构和机能;第二部分,人脑与人的主体生命的关系。

第一部分 人脑的基本结构和机能

  我们所指的人脑并非狭义的概念,而是广义的,它包括有大脑为主在内的全身神经系统。人脑为什么会产生意识?这就需要我们首先必须大致弄清人脑的基本结构,弄清人脑的这种结构的基本机能,由此,我们才可以知道这种结构产生意识的可能性,以及人脑和意识的关系。

  人脑的基本结构可以这样简要的概括:神经系统的三大块组织和神经纤维网络回路系统。三大块组织包括有神经中枢组织、神经功能团组织和神经功能基本单位等。纤维网络回路系统包括有脑神经纤维网络回路系统、脊髓神经纤维网络回路系统、内脏神经纤维网络回路系统。按传统的认识,前三大块组织即所谓中枢神经系统,后者神经纤维网络回路系统,即所谓周围神经系统。至于它们的机能和运作,在认识它们的结构同时,概要地也会进行分析与认识。

  一、中枢神经系统

  1、神经中枢组织包括有端脑、间脑、小脑、脑干、脊髓。

  人类脑神经中枢组织结构就如电脑中的高级芯片一样,它是十分有序,又有规律的,又可控可操作的精密机能组织。这些“高级芯片”性能的组合,又是符合客观世界系统模式中的有序化、层级化的结构,就如金字塔一样,一层一层地排列着,由多而广的最底层,有序地上升至少而精的最高层,塔尖就是指挥部,首脑机关,下面就是各个层面,如一个机关或公司的行政机构一样,从上到下,级别递减,层层叠叠。人脑的最高层为端脑,顺次而下有间脑、小脑、脑干、脊髓等。

  端脑:皮层、边缘叶、基底核、内囊。

  神经科学告诉我们,端脑是脑的最高级部位,为整个神经系统的最高级的神经中枢。它是由两侧大脑半球借胼胝体连接而成。其主要组成是由皮层和皮层下的边缘叶、基底核等几大部分组成。从种系发生上看,端脑从鱼类就已开始,如嗅囊和纹状体等,管理鱼的感觉与运动。随着动物向高级发展,从爬行类开始,端脑就具有更多的功能。人类的端脑皮质,是由原皮质、旧皮质进化而来,产生了新的皮质。原皮质和旧皮质与嗅觉等感觉和内脏活动有关,现已构成边缘叶。新皮质高度发展,占大脑半球皮质的96%以上,成为人类生命活动的最高指挥机构,意识产生和发生的所在地。

  皮层为灰质,灰质下为众多纤维传导构成的白质,又叫髓质,在髓质中又有一些细胞核团,其中较大的与运动有关的纹状体之类,就形成端脑底部的基底核,与感觉、记忆和内脏神经有关的,就形成端脑深处的边缘叶等。

  皮层

  皮层是端脑中的主体部分,是人的意识发生、编码、储存、输出和输入的地方,为最高级神经中枢,指挥中心所在地。这是人与动物,高级动物在生理和心理的基础上,只所以有区别的主要原因。

  人的大脑皮质表面有隆起和和凹下的现象,由此构成皮层的沟与回。据称,如将整个皮层摊平,足有四张打印纸那么大,容有26亿个神经细胞。皮层中又有大的沟裂穿过,将其分为五叶,即额叶、顶叶、枕叶、颞叶和岛叶等。各叶的功能为,额叶与躯体运动、发音、语言及高级思维活动有关;顶叶与躯体感觉、味觉、语言等有关;枕叶与视觉信息的整合有关;颞叶与听觉、语言记忆功能有关;岛叶与内脏感觉有关。如按Brodmann的分区论来看,整个皮层又可划分52区。区的功能,如第I运动区为4区,第I感觉区为3,l,2区,第1视区为17区,听区为 41、42区等等。皮层主要由灰质和白质两大部分构成,共分为六个精密构成的层面。灰质主要为多种神经细胞组成的团块,为神经中枢组织;而白质为绝缘性较强的传导纤维束所占有。

  前苏联神经科学家鲁利亚在研究中发现,大脑皮层有高级的整合产生意识的功能,所谓整合,当然是指对身体中包括内部与外部的各种感觉、各种运动等的整合。为了这个整合,在这个皮层中,又有初级、较高级和最高级的区别。所谓初级是指初级的运动与感觉的皮层;较高级是指较高级的运动与感觉的皮层;最高级是指皮层的联合区。皮层的联合区,又有三大不同功能区,其一是前额联合皮质功能区,其主要功能为认知、运动、注意、语言和个性等;其二为边缘联合皮质功能区,其主要功能为情感与记忆等;其三是顶-颞-枕联合皮质功能区,其主要功能为各种感觉和语言等。另外,两个半球也有相对的功能的差异,如左半球在理智、词语和抽象思维等方面占有优势;而右半球则在知觉、情感、非词语、艺术思维等方面占有优势。

  总之,皮层与人类意识发生密切相关,也是人与动物有区别的主要地方。正因为人类有这个皮层,所以人类才有人的知觉、情感、意志、思维、个性等;有科学、艺术、宗教、道德等;有政治、经济、文化、军事等一切行为现象的发生。

  边缘叶

  隔区(包括胼胝体下区和终板旁回)、杏仁核、扣带回、海马旁回、海马和齿状回等,它们属于原皮质和旧皮质进化而来,共同构成边缘叶。这部分和动物有相似处,主要与人类的情绪、学习与记忆、内脏功能调节和睡眠等有关。

  基底核

  基底核又称基底神经节,它位于端脑的底部,是一个灰质大核团。其中包括有尾状核、壳和苍白球。前两者又称纹状体,与苍白球一起又叫苍白体。除此之外,还加上黑质和底丘脑核等。在生命进化中,纹状体主要是动物的运动神经中枢。至人类时,发展成基底核,它的功能主要也是调节人的身体运动,其中包括有运动的开始与结束,还有运动中的控制等。

  内囊  主要功能为神经传导的通道。

  间脑:背侧丘脑、上丘脑、下丘脑、后丘脑和底丘脑。

  间脑位于脑干和端脑之间,也是从动物进化而来。它虽然体积不到中枢神经系的2%,但结构和功能却十分复杂,仅次于大脑皮质。其结构可分为5部:背侧丘脑、上丘脑、下丘脑、后丘脑和底丘脑。其功能主要为植物神经调节中枢和皮层下感觉与运动神经的中枢,有的又是神经传导的中继站等,还与人的内分泌调节、体温调节、盐水平衡调节,还有摄食、生殖等多方面有关,直接参与人的神经与体液的调节机能,与人的情绪发生与变化有直接关系。它与端脑中的边缘叶在功能上有密切关系,所以有人将它与间脑中的下丘脑等共同称为边缘系统。

  小脑

  小脑也是进化而来,所以小脑的结构也有原小脑、古小脑与新小脑之分。小脑的体积不大,只占整个脑的十分之一左右,但其神经元数却远远超过于大脑,是全脑神经元的总量一半以上。小脑表面为一层灰质,叫小脑皮质,其下有大量纤维组成的小白质,为髓质,在髓质内也有灰质细胞核团。小脑的功能主要与人体的运动有关,如控制眼球的运动,人体姿势的调节,躯体平衡调节等。

  脑干

  脑干的结构在一些初等级的脊椎动物就有,到了人类就变得更复杂了,它自下而上包括有延髓、脑桥及中脑。脑干的功能与它所处的位置和它与中枢神经系统各部分的联系是密切相关的,因此,它的内部结构中,除有较多的传导纤维外,还有许多脑神经核和非脑神经核团。这些特有的神经纤维和核团,就使脑干在整个脑的神经系统中发挥着独特的作用。它的功能有:脑干首先是许多上、下行神经通路的中转站,例如脊髓到小脑、间脑、大脑等的许多神经回路都要经过脑干。其次是脑干控制头面部许多感觉与运动功能,这与它发出的第Ⅲ~Ⅻ颅神经有关。再次它是许多重要的功能中枢所在地,例如呼吸、心搏、血压的维持,都受脑干中有关中枢的控制。更为重要的是,在脑干中还有一个与人的意识的发生直接相关的网状系统。网状系统居于脑干的中央,是由许多错综复杂又有序的神经元集合成网状结构细胞团块组成。它的主要功能是控制觉醒、注意、睡眠等不同层次的意识状态。

  脊髓

  脊髓在人体的脊椎管中,约半米长,大致贯穿上半身。它是从脊椎动物开始进化而来。其内部结构也是由灰质与白质构成。灰质中有前角、后角和中间地带,布满了大量大小形态和功能不同的多极神经元,还有更多的神经胶质细胞等。白质中有前、后和侧等三个索,中有许多上行、下行或传入、传出的神经传导纤维,还植物神经等。脊髓的主要功能是在中枢神经系统与周围神经系统之间起着信息传递的作用,如脑与躯体的感觉与运动信息的传递;还有脑与内脏器官的感觉与运动信息的传递。除此之外,脊髓还是一些低级运动,即不随意运动的反射中枢,如如牵张反射、屈肌反射和对侧伸肌反射等。

  2、神经功能团组织

  构成神经组织,并非是单一和单个的神经元一个个拼成的,而是由一群群具有相同功能的神经元组成团块,并由此结合而成,我这里称它们为神经功能团组织。因为各种神经组织都是一个相对独立的系统,其内部结构和功能也是相对较复杂的,因而必须有相应的各种不同功能的神经元来组成,同时,某一种同功能的神经元,也必须抱成团,形成神经元团块,形成一定的合力,才能发挥更有效的作用。关于这一方面,目前的脑神经研究有进展,但还是处于起步的阶段。

  神经功能团组织,也叫神经模块,现代神经学有人称为神经核,就因为它成核状而得名。如皮层下的基底核,其中又有尾状核、苍白球等;边缘叶中的杏仁核、扣带回和海马等;有的造型成柱状,如皮层中就有各种各样的功能柱有序地排列着,从而形成不同的神经功能区,如感觉区、运动区、语言区、思维区等。在脊髓中也是这样,各种相同类型的神经元往往聚集成簇或成层。这些细胞群在有些地方则形成界线较分明的神经团块,有些细胞群往往还沿脊髓的纵轴排列,形成占据不同节段、长度不一的神经元功能柱。

  神经功能团组织是形成某一类神经组织,或是某一神经组织的某一区域的功能单位的群体组织,它比起基本的功能单位神经元又要更高一级。它就如电脑中某一类较小一级的芯片一样,这些神经团块,由于组成的神经元的功能的差异,因而形成各自不同功能的神经组织。每一个神经功能团块包括它的结构就是一个独特功能的神经小组织,在神经系统中发挥着它们特有的功能单位作用。

  关于神经功能团块的研究,目前还没有像神经元那样研究得那么深入,但已有人在这方面进行研究,如在20世纪60年代末,美国科学家Hubel和Wiesel(1982年诺贝尔生理-医学奖得主)发现,在大脑视觉皮层中,具有相同图像特征选择性和相同感受野位置的众多神经细胞,并以垂直于大脑表面的方式排列成柱状结构,这就是上面所言的神经元功能柱。

  神经功能团块,无论是核状还柱状,或者还有其它形状等,它们的功能还会随着团块的结构的差异,又有不同的功能,其功能的大小,而且还会有层级的差异。关于这方面,中科院上海生命科学研究院神经科学研究所李朝义实验室通过对猫的视皮层的研究,发现在初级视皮层中存在一种与处理大范围复杂图形特征有关的功能结构。据说这种结构已不是柱状,而是许许多多直径约300微米的小球,分散地镶嵌在已知的垂直功能柱中,带有球状的结构了。它是我们人类只所以能分清大自然界中景物的图底关系,或者说分清前景与背景关系的重要神经机制。这一发现,扩大了我们对神经模块的认识。说明神经模块随着结构的差异,在功能上不仅有类别的差异,而且还有层级的差异等。

  由此可见,人类只所以在感觉中有如此多的图景或图象,人类能够凭感觉分清世界上如此多的事物,而且还能从深度上感知每样事物的不同层次中的内容,就因为在神经系统中具备有这种多样的、多层级的神经功能团块。神经功能团块之多,可以这样讲,它与我们人类的种类感觉,各类运动程序是一一对应的。反过来说,我们有那种感觉或运动程序,在神经系统中就必有相应的神经功能团块。用形象一点的语言来描述,大脑神经系统就如一个巨型图书馆,神经功能团块就如一册册的图书,按其纲目和子目,层层分类,又按神经固有的自控管理程序有序地排列在各个部位。神经功能团块的进出,就如图书管理员操作那样,调出和归还后的存入;神经功能团块的新增就等于购进了新书;神经功能团块的衰老和死亡,就如图书被损坏和报废。

  一个图书馆的建立,并发展到一定规模,都是按照图书管理系统的规律,从小到大、从小规模开始,逐渐地建立起来的。人的脑神经系统的建立也同样是如此,随着人的年龄的增大,知识和经验逐步的丰富,相应的神经功能团块会自然增多,人脑的神经系统才逐步复杂完善起来,才形成人脑固有的规模。当然,任何比喻都是有局限的,这仅是一种有助于理解的借鉴。

  3、神经功能基本单位——神经元与突触

  神经元

  神经元是构成神经功能团块的基本功能单位,同样也是神经组织和神经系统的最基本的功能单位,它比神经功能团块处于更为基层地方,因此它是整个神经系统发生、发展、发育、起动、运转工作的基础。

  神经元的胞体是由细胞核、细胞质和细胞膜等组成。核为细胞的的遗传信息储存、复制和表达的主要场所,即是遗传基因分子和DNA和RNA的存在和活动的地方,因此它是生命充满活力的部位;质为细胞内蛋白质合成和机能代谢的地方,因此它是生命体奈以存在不断获得物质补充的重要来源地;膜为细胞内外信息传递、营养物质和代谢物质调控与传送的通道,又是神经冲动发生和传导的主要功能单位。

  在细胞的胞体上还长有长长的抽突与树状的树突,它们是胞体与其他神经元胞体联系的主要途径。

    神经细胞的功能,它是一切神经组织发生、繁殖、生长、新陈代谢等的最基本的功能单位,同时,它又因结构的原因,因不同的细胞结构,而具有不同的功能。如一般神经学书籍上讲的,神经的种类,因功能的不同,可分为感觉、运动和中间(联络用)等神经元。其实,神经系统的复杂性,使神经元的种类远不止于这些。从主要方面说,除了上面这些如感觉、运动和中间神经元外,应当还有人和动物均有的联合神经元。所谓联合神经元,是指包括人和动物产生感情、意志和简单的认知活动的神经元,再就是人类所独有的高级思维认知活动神经元等。除此之外,就是为上面这些主要功能神经元服务的,应当还有一些特殊功能神经元,如从现在一些神经科学理论书籍中我们所看到有:神经胶质细胞、还有各类神经递质、神经调质、神经营养物质等细胞。

  突触

  突触是指一个神经元与另一个神经元联接中间的一个神经信息传导组织。它的基本结构为突触前膜与后膜,还有间隙等。它的功能不仅仅是各类相应的信息物质的传导,而且神经元冲动所引起的兴奋与抑制也发生在这里,是它管理神经元的兴奋与抑制。突触的信息传导一般都为化学信息物传导,通过化学反应而引起的兴奋与抑制。除此之外,还有一种是电突触形式,即主要是电信号所引起的反应;除此之外,还有一种非突触传递方式,即细胞与细胞直接传递化学信息,引起细胞间的联锁反应。

  二、周围神经系统

  周围神经系统也就是我所说的神经纤维网络回路系统。它是中枢神经组织与机体中感受器与效应器之间相互联系的神经传导组织,是使机体神经组织一体化的关键组织,没有它,各个神经组织,身体各个部位的生理组织都是孤立的,疲此没有联系,机体就不可能成为统一的整体,中枢神经组织也失去中枢的指挥和调节的作用。因此,周围神经系统也是神经组织中一个十分重要的系统。它的构成也主要有三大部分组成,即脑神经纤维网络回路系统、脊髓神经纤维网络回路系统、内脏神经纤维网络回路系统等。在分别认识这三个方面前,还必须要弄清神经纤维这一概念。

  1、神经纤维

  人脑的神经是一个巨系统,在这个系统中,神经元与神经元;神经组织与神经组织;高级层次与低级层次,整个系统相互间的联系,就靠神经纤维从中联络,使其相互发生功能性的关系,就如社会中的电信系统与运输系统一样,彼此交流信息,相互交换各自所必须的物质等。

  神经纤维是由神经元的轴突或树突、髓鞘和神经膜组成。其中神经元的突起细长如纤维,故叫神经纤维,髓鞘是神经元抽或树突离开细胞体若干距离后才开始有,它是由髓磷脂和蛋白质组成,包在轴突或树突的外面,有绝缘作用。神经膜是一种神经胶质细胞,呈薄膜状,包在神经纤维外面,具有保护和再生的作用。习惯上把神经纤维分为有髓纤维与无髓纤维两种,实际上所谓无髓纤维也有一薄层髓鞘,并非完全无髓鞘。

  众多有相同功能,如上行或下行;或是某类信息物的专用传送通道等,由此组成一束束的神经专用传导束,在一些躯体部位还形成神经丛,如颈、臂、腰等处的神经丛。这些神经纤维束和丛等,分别在人体的中枢神经系统和周围神经系统相关的器官和组织间隙中,起着某一类神经元功能体冲动时所发出的信息的传导作用,还有神经组织与神经组织之间的联系,神经组织与非神经组织之间物质运输的联系作用。现在的神经科学已认识到神经纤维的传导通路,已不是原来认识那样简单的线形来往,而是整个神经系统彼此交织又复杂又有序的发生联系,形成许多有层次的回路,如大回路、小回路与微回路等,彼此交织,错综复杂,统一有序的网络系统。神经纤维的传导速度很快,为2-120米/每秒。其传导方式为生物电形式进行。

  2、脑神经纤维网络回路系统

  脑神经纤维网络回路系统为中枢神经与脑部中的各类器官组织,还有躯体和内脏等相互联系的周围神经系统。现公认的有12对神经纤维组织,其中包括有嗅神经、眼神经、动眼神经、滑车神经、三叉神经、展神经、面神经、前庭蜗神经、迷走神经、舌神经、舌下神经、副神经等。脑神经纤维的主要功能在于解决脑部一些特有的感觉与神经中枢间的联系与反馈,如视觉、听觉、嗅觉、味觉等它们在中枢神经调节下的运动与感觉的联络反馈问题。除此外,还有面部的肌肉的感觉与运动的联络与反馈,还有内脏的运动与感觉的联络与反馈等。内脏的运动与感觉和神经中枢的联系主要通过迷走神经、三叉神经等来解决,如迷走神经是作为内脏的副交感神经在与神经中躯发生作用。

  3、脊髓神经纤维网络回路系统

  脊神经纤维网络回路系统为中枢神经与躯体的手、腿、腰、胝的皮肤、肌肉等组织相互联系的周围神经系统,现公认为有31对神经纤维组织。每对脊神经借前根和后根与脊髓相连。前、后根均由许多神经纤维束组成的根丝所构成,前根属运动性,下传或传出;后根属感觉性,上传或传入。后根较前根略粗,二者在椎间孔处合成一条脊神经干,感觉和运动纤维在干中混合。31对脊神经中包括8对颈神经,12对胸神经,5对腰神经,5对骶神经,一对尾神经。它们主要是担负着在中枢神经调节下躯体的感觉与运动的联络和反馈的任务。

  4、内脏神经纤维网络回路系统

  内脏神经纤维网络回路系统,主要分布于内脏、心血管和腺体中,经脊髓神经通道,上行至脑的中枢,如下丘脑、边缘叶,乃至皮层等,接受中枢神经的调控。内脏神经和脊神经一样,也含有感觉和运动两种纤维成分。内脏运动神经纤维又分交感和副交感两类,各自发挥不同的功能,调节着内脏、心血管的运动和一些腺体的分泌,促使机体产生各种内在的需要和情绪活动。一般而言,由交感和副交感神经纤维所带来的体内信息的剌激和反应,通常不受人的意志控制,是不随意的,与大脑皮层无关,故有人称它们为自主神经系,又称之为植物神经系。既于内脏的感觉神经纤维,也如同脊神经的感觉一样,将其内脏和心血管等处的内感觉器所发出的信息,通过脊髓神经传递通道,传递到各级中枢,有的也可到达大脑皮质,如感受到肠胃的饥饿,或是内脏某处痛疼等。不仅如此,内脏感觉神经传来的信息经相关中枢整合后,会产生一种体内生理条件和环境的内在需要,这是一种不自觉的,无意识的。但在内脏交感神经和副交感神经的紧密调节下,从而能自主地解决这些问题,维持机体内、外环境的动态平衡,保持机体正常生命活动的进行。如果这一生理机能某一部分失效,造成机体内外环境动态平衡的破坏,就必是某一内脏器官或是内脏相关的神经系统受到损害,出现病理状态。与此同时,内脏的感觉神经系统也会发出相应的痛疼信息,传至大脑,使从感受到某一部分内脏的痛疼。

  三、神经系统的基本运作体系

  神经系统的基本运作包括有:神经元受剌激后的基本反应模式;神经系统的普遍反射作用;神经系统的普遍网络化的联系等。

  1、神经元受剌激后的基本反应模式

  一般而言,在神经组织内均存在有大量的离子,其中主要有与神经元受剌激后引起反应的Na+、K+和Cl-等。当Na+、K+、Cl-等离子在膜内外的化学梯度和电梯度处于平衡时,其神经元的电位为静息电位,即神经元处于相对静态的状况,此时,神经处于常态,没有什么反应;当神经元受到剌激激化后,神经元膜内外的Na+、K+、Cl-等,其化学梯度和电梯度均发生相应变化,引起Na+离子由外向里扩散,而K+离子则由里向外扩散,因此打破了原有神经元的静息电位时的平衡状态,由此引起动作电位的产生。这时的神经元产生的神经冲动,处于运动阶段,并通过抽突与树突,还有突触的关系,经神经纤维向其它更多的神经元、神经组织传导与扩散,这叫神经兴奋或冲动,导致身体内外运动的反应等。

  因突触有兴奋与抑制的功能,具有兴奋的突触的作用,就使神经元的兴奋保存下来并传达下去;而具有抑制功能的突触,就使某些神经元因这类突触的关系,而被抑制住,不受这类冲动的影响,仍处于静息电位状态,这就是身体内外为什么会产生运动,或是停止运动的原因。

  2、神经系统的普遍反射作用

  反射是指在神经元反应的基础上,在中枢神经系统调节控制下,人体对内外环境剌激神经元所带来的有规律的应答反应,它是神经组织在更高一级级别上的神经兴奋与抑制活动。这种反射在人体中有低位级的反射,即无条件反射,还有高位级的反射,即条件反射。前者为先天的,固有的,如防御、食物和性等类反射;后者为后天训练所得,因而是可建立,又可消退,以适应外部复杂多变的环境和人类意识的建立,如各类语言符号所引起的反射。

  神经系统反射的最基本规律为反射弧的作用。反射弧是由感受器、传入神经、中枢神经、传出神经和效应器组成。反射的基本过程是,剌激作用于特定的感受器中神经元产生兴奋,由兴奋引起的神经冲动经由传入神经传导至中枢组织,经中枢组织的分析和综合等,其加工过后的兴奋又经传出神经传达至效应器,由此产生活动。如若神经冲动在中枢受到抑制,该冲动就会因此减弱或终止。

  3、神经系统普遍化的网络联系

  神经系统中的神经元和由神经元所组成的反射弧等,它们都不是孤立存在的单位,而是通过神经纤维束和突触等,组成各种既是简单又是复杂的神经元、神经团块、神经组织的神经链,彼此相互联系,进行信息传递,完成各类低层次的或是高层次的反射活动。这种神经链,在现在的神经理论上又称为神经回路,概括说,又叫神经网络。神经网络理论已比原先的神经传导反射理论已大大地前进了一步。

  原先的反射弧概念,仅是讲了从感觉器到运动的效应器之间的单一关系,原先的传导关系,也只是讲了从脊椎与脑神经的上行和下行的传导通路,认识到小脑与基底核等与运动的关系,因而认识到大脑皮质中运动区与基底核中黑质和纹状体的回路关系;认识到脑与小脑的往返回路关系等。现在人们认识到:神经系统中的任何一种功能的完成,都必须通过大网络中,处于不同水平、层级的多级神经团块和组织所构成的局部回路、局部网络,甚至包括有微回路与微网络来整合。整个神经系统是完全网络化的,它的层次有微回路、局部回路、大回路,到整个网络化系统。

第二部分 人脑与人的主体生命的关系

  人脑是人体组成的一个重要部分,对于一个活体而言,它与人的生命活动的表现是不可分的。整个人脑需要人的整个躯体生命的支撑;整个人的生命活动种种表现也需要人脑神经的调节,它们是一个不可分的整体。可以这样概括,脑是生命活动的脑,有什么样的脑的神经结构,就会有什么样的人的主体和主体的生命活动的表现。为了说明这一问题,下面拟从以下三个方面阐述:一、人脑与人体生理结构上的统一性;二、人脑发育过程与人体发育过程的一致性;三、人脑结构与社会人意识的关联性和互动性。

  一、人脑与人体生理结构上的统一性

  1、人脑是建立在人体生命的基础之上

  人脑和人体在生理上是一个整体,除死人外,头和躯体是不可分的。首先,大脑需要躯体源源不断地供给养份,如血和氧气等许多营养物质。血液是脑组织须臾不可离的物质,据说,脑部缺血数十秒,可造成脑组织不可治愈的严重后果,乃至丧失意识。如缺氧,会造成头昏,也同样会损害脑组织。

  基于以上原因,所脑神经组织也有一个适合生存的内外环境。总的来说,神经系统的内外环境是神经元和神经组织的生态环境,它不仅可供神经元和神经组织一个生存的场所,而且还是它们新陈代谢、发挥功能、进行各类化学和电反应作用所需要的物质来源地。

  如神经元就有细胞内液与细胞外液之分,通过一膜将它们分开。细胞内液有细胞固有的水分、蛋白质、糖类和无机盐K、Na、还新发现的抽浆流等。细胞外液为胶质细胞等。现代人已发现胶质细胞与神经元的比例为10∽50:1,从数量上看,大大超过神经元。在功效上,现代人也认识到神经胶质细胞不仅仅起构筑支撑神经元细胞的结缔组织作用,而且还认识到它在神经系统中,因特有物理化学反应,因而在发育、突触传递、神经组织修复与再生、神经免疫、以及多种神经疾病中的病理机制等方面,都起着十分重要的作用。

  再如脑和脊髓等中枢神经系统外有脑脊髓液,通过脑与脊髓表面的被膜将其隔开。脑脊液是充满于脑室系统、脊髓中央管和蛛网膜下隙内的无色透明液体,内含无机离子、葡萄糖和少量蛋白,细胞很少,主要为单核细胞和淋巴细胞,其功能相当于外周组织中的淋巴,对中枢神经系统起缓冲、保护、营养、运输代谢产物以及维持正常颅内压的作用。

  无论是神经系统的内环境还是外环境,都是相对恒定的,在变化中,随时会被神经组织的相应生理机能给予一定的调节,使其保持相对的平衡。

  能够确保以上神经系统内外环境保持相对平衡的动力和物质基础,就是以心脏和血管为主要的循环系统。这个循环系统的运输管道,即在脑神经系统周围所形成的血管和毛细血管的布局,就是由它们给脑神经组织源源不断地输送新鲜血液、氧气、各类有益于脑神经组织的营养液体。脑神经的一切活动,就是建立在这个须臾都不可离开的血液基础之上的。因此,从病理学和健康学上讲,心脑血管循环系统管道运输的通畅与否,是保证脑神经组织内外环境稳定,脑的健康与否的重要基础保证,没有它的基础保证,就无所谓神经系统的存在,所以心与脑的生理关系是极其紧密的。从人的意识活动现象来说,也同样是如此,心脑血管健康的营运,是意识产生的基础,血的奔腾涌流,就是人的神彩飞扬,精神焕发,意识活动最积极的时候;而当血液平和之时,也是人的意识活动平和之时;当血液缓慢或是枯竭之时,也就是人的意识活动停止,或是人的死亡的来临。因此,在中国的传统文化中,以心代脑,将心与神联系起来认识,并非是完全没有一点道理。

  2、人体生命的一切活动都离不开脑神经的调节

  人体生命的最基本活动,就是感觉和运动。无论是那类感觉和运动,都需要经过脑部神经的调节,没有脑神经的参与,机体是不会自动产生各类活动的。因此,从生成上说,人脑的生理结构与人体的生理结构是统一的,我们先将大脑皮层除外再说,人脑中的其它结构中的每一部分,都是因有用于人体生理结构而生成的,绝没有什么多余的东西。如人有眼睛要看事物,在大脑的丘脑部就有相应的视觉中枢;人要呼吸,在延髓处就有相应的呼吸中枢;人有新陈代谢,在大脑的下丘脑和边缘叶就有相应的各类调节中枢;人的四肢躯体要运动,在基底核、小脑和脊髓等处,分别就有许多相关的运动中枢等等。人有意识活动,就有相关产生意识的活动中枢存在。现已发现在皮层中有三个皮质联合区与人的意识产生和调节有关,一个是前额联合皮质区,与人的复杂的思维和行为意志有关;另一个是顶、颞、枕联合皮质区,与人的感觉功能整合和语言活动有关;再一个是边缘皮质区,与人的记忆、情欲活动有关。这些都是人的最高级的神经活动中枢,由于有了它们,所以人能清楚地感知到周围的世界和自己的行为;能支配自己的行为;能说话和写字等等。现代生理学已充分地证明,人体内外的一切有意或无意的运动都是受制于大脑神经的调节,当然还有一个内分泌,但神经调节在有意识的运动中是主要的。

  现代医学从病理学也有许多事实充分地证明了这一点,许多精神上的病人的病因病理,都是出自于相应的脑神经的损坏。据说,早在1861年法国神经解剖学家布罗卡曾检查过一个不会说话的人,后此人死亡,布罗卡即对此人进行了脑结构的研究,发现了此人就是因为脑神经的语言中枢完全受损。后又有一名奥地利医生韦尼克又在另一病例中发现一个另一类语言障碍型,病人能讲一些话,但语无伦次,胡言乱语,该医生称此为失语症。这一现象,可能只是整个语言中枢部分的受损。

  现代医学发现因脑神经受损而产生的病例还有很多,如植物人,可能是除植物神经完好外,皮层下的许多神经都受到了严重的损害;失意症,可能是海马之类的记忆神经受损,因而没有记忆活动;中风,可能是因脑内血管的阻塞,从而阻止了携带氧气的血液进入大脑,或是因为血管变窄而造成血流量减少,造成供血不足,氧气缺少而至使部分皮层中感觉和运动神经中枢受损,造成部分肢体瘫痪;还有一个老年人的痴呆症和帕金森病。据说帕金森病是因中脑中的黑质类神经细胞死亡,造成脑中多巴胺类神经递质缺乏,以至于部分脑神经对躯体调节失灵失控,致使无意摇头,手无意地颤动等。还有顶叶损伤的病人,可能感觉和运动的输入和输出都有问题,导致感觉紊乱,手脚不灵的失用症等等。

  二、人脑发育过程与人体发育过程的一致性

  人的生命开始于父亲的精子进入母亲的子宫内后,并与母体内的卵子相遇并结合而产生的,为期为一天,这叫受精。卵子受到精子的剌激后,很快就会发生一系列细胞分裂的卵裂现象,由于原来一个卵子,分裂成许多裂球。约三天后,就有16个左右的裂球组成为一个早期的生命实体,名叫桑葚胚。后因在子宫内液体的养育下,形成为一个有胚胎细胞群、胚胞腔和滋养层的胚泡,至一周左右,胚泡就植入子宫内膜皮的浅层上。

  至第2周,在子宫的环境和滋养层的养育下,胚胎细胞群开始分化成为上胚层和下胚层的双层胚的胚盘,牢牢的扎根于子宫内。

  至第3周,通常为15天左右时间,由胚盘的上胚层开始形成一条长的增厚带,称为原条。这条原条逐渐延长增大,并形成一个有中轴、头、尾、腹、背和左右侧的胚体,还有三个最为基本的胚层,即外、中、内胚层,这是胚胎的最早原型。在这个原型中,最早出现的生理组织是原始的神经系统脊索和神经管,还有循环系统,即原始的心血管系统。

  从第4周至第8周为胚胎的发育期。在这个发育期中,胎儿的全部生理组织结构就是由三个胚层,即外、中、内胚层分别形成的。其中外胚层可分化发育成为中枢神经组织和周围神经组织,与这脑神经组织控制调节相关的其它生理机能组织,在包括外胚层在内的三个胚层中都一一分化发育出来。

  三个胚层分化完后,子宫内的胚胎就成为正式的胎儿了,即从第9周开始,至出生为止,都是胎儿的生长发育期。在这段时间内,胎儿的各级生理组织,包括神经组织在内,都是在母体内随着胎儿的发育成长而不断完善的时期。但是有一点,脑神经组织与其它的生理组织相比,其完善的程度,其保留性,有更大的空间,如皮层区,海马的记忆区等,因胎儿期内还并没有形成意识活动,因此就没有这类的神经元和神经模块的存在。但是,脑组织在这部分空间中具有较大的发展潜力,它们具有产生意识的潜在机制和机能。等到胎儿出生后,在母亲、家庭和社会的教育下,从婴幼儿,到儿童,到少年、青年,再进入成人阶段时,随着人的各类感觉,还有四肢和躯体的运动的生理机能发育逐渐成熟时;还有相应的社会生活经验相对丰富的时;还有人的文化知识相对丰富的时,在这些时候,在皮层中,在海马记忆库中,伴随着各类器官组织不断地发育成熟,伴随着这些丰富的经验和文化知识和积累,同时也会逐渐地产生出许多相应的神经元和神经模块,使皮层区和海马记忆区也同样地发育成熟完美起来。这时,人脑的机制,才会有真正意义上的完善,也只有在这个时候,人脑才会具有人的意识活动。总之,人脑的发育过程与人体的发育过程是相互联系,完全一致的,只有等到人脑产生意识机制具备一定的条件时,即人出生来到这个世界时,在必然经历的社会实践中,人脑和人的其它组织器官都在同时的发育成长,人脑中的意识,它就会自然而然地产生出来。

  三、人脑结构与社会人意识的关联性与互动性

  人,一个个的个体,他们既不是抽象的人,也不完全是自然的人,而是每一个人都是与社会息息相关的社会人。

  人类在社会中成长,社会关系是复杂的,所以社会人的人性也同样是复杂的。人的复杂性不仅表现在自然人生理成长上的差异,如高矮、胖瘦、面相的差异等,更主要表现在社会人所形成的民族、种族、阶级、地域、文化、审美、语言、风俗习惯等意识上的差异,还有因种种生理和社会原因所形成的个性和爱好上的差异等等。

  人的这诸多意识上的差异与人脑有没有关系呢?从现在我所掌握到的一些资讯来看,除自然人生理上的差异外,属于社会人的差异,大多都基本与人大脑神经结构上的差异有直接的关联性和互动性。这种关系又可从以下两个方面来说明,即1、长期的不同社会生活实践形成不同人的大脑神经结构;2、大脑神经结构突然的改变,也可突然改变人的一生。

  1、长期的不同社会生活实践形成不同人的大脑神经结构

  每个人一生下来,都会因社会中的各种原因,如政治、经济、军事、文化地域的原因,还有各人的家庭的原因等,走着不同的成长道路,因而从事不同的社会职业,如工、农、商、学、兵等。在这长期的社会生活实践中,就会相应地形成每个人不同的大脑神经结构,如工人与农民和知识分子,就走着完全不相同的成长道路,从事完全不相同的职业,因而就有完全不相同的神经结构层面。前者为体力劳动型的,而后者则为脑力劳动型的。前者皮层中的运动和感觉神经中枢要较发达一些,实践意识较强,而前额联合区中的最高级别神经中枢中的理性思维、概念推理之类的神经模块组织就较少,顶、颞、枕联合区也没有发达的书写中枢和语言中枢等;而后者相反,皮层中的运动与感觉神经中枢就欠发达,实践意识较弱,但前额联合区中的最高级别神经中枢中的理性思维、概念推理之类的神经模块组织较多,顶、颞、枕联合区中有发达的书写中枢和语言中枢等。

  同样是知识分子,脑力劳动者,但思维类型的差异,知识结构的差异,其脑神经组织结构也同样存在差异。如一个科学家与艺术家相比,前者逻辑思维发达,左脑比右脑更活跃,而后者为形象思维发达,右脑比左脑具有活性。艺术家更富有审美和激情,因而皮层下的边缘系统更易兴奋,易与形象思维发生联系;而科学家更理智冷静,因而前额的理智中枢占主导地位,边缘系统不易兴奋。

  总之,社会人的差异,是由于文化水平的差异;是由于社会生活实践经验的差异;还有审美风俗习惯上的差异等等,许多心理上的差异而使社会人千差万别。这些心理上的差异,归结到一点,又与大脑神经结构上的差异直接有关。大脑神经结构上的差异,乃至极细微的差异,都会使许多人个性差异千差万别。就以人的兴趣爱好为例,世界上的任何人,在社会生活里都有各自不同的偏爱,有的人爱科学事业;有的酷爱艺术事业;有的人爱钱、爱女人、爱吃喝玩乐;有的人爱烟酒等等,成为烟酒的瘾君子,各有各的成瘾成性的不同心理习惯。这些偏爱,或是成瘾成性的心理,在生理上,只要我们去研究,都必然会在大脑神经支配中找到结果。

  2、大脑神经结构突然的改变,也可突然改变人的一生。

  一般而言,人的大脑神经结构都是长期在社会实践中逐渐形成的,发生突然性的改变是较少有的事情,但一旦发生了,人的意识也将随即改变,如意识的全部或部分丧失、意识的絮乱、个性的改变、智力障碍、注意力和兴奋点的改变等等。这些,对于一个人而言,就将是此人悲剧人生的开始。

  人的一生中,大脑神经结构突然改变有以下几类情况:其一是大脑主要部位受到严重创伤;其二是老年人脑血管受损;其三是吸毒自残;其四是精神生活受到严重的剌激等。

  其一、大脑主要部位受到严重创伤,可因受伤程度分别有各种不同的状态,最严重的有人人成为植物人;有的偏瘫失语;有的智力受损,还有的改变人的个性等等。这里列举一个发生在1848年美国佛蒙特州的一个偶然事件。据说当时美国正在大规模地修建铁路。其中有一个工头名叫菲尼亚斯·盖奇,在一天当班中,他用铁夯把甘油炸药填塞到孔中时,一起悲剧性事故发生了。一颗火星意外地点燃了甘油炸药,使它提早爆炸了。虽然这场爆炸非常严重,菲尼亚斯却活了下来,只是受了伤。爆炸时,铁夯上推,捅穿了他的左侧颅骨。铁棒穿透颅骨直到前脑,严重地损伤了他的前额叶皮层。通过医治好后,似乎人恢复了原来的模样,但随着时间的推移,人们又开始注意到了差异。以前,菲尼亚斯是个愿意合作而友善的人,而现在他却变得专横、优柔寡断、傲慢、顽固、对旁人漠不关心。最终,他离开了在铁路上的工作,到处游荡,最终成为集市上一个行为怪诞的人而了却了他的余生。

  其二、老年人随着生理机能的衰老,脑部血管硬化或者瘀塞,极易造成血管堵塞不通畅,而致使中风之病态发生。稍轻者,治好后就是偏瘫和语言障碍,智力减退等。

  其三、吸毒自残是人类社会最大的悲剧。为什么说吸毒者为自残呢?故然吸毒者有受诱惑的一面,但更要是自己贪欲、意志薄弱、精神萎靡不振有关,主要是自找的,自食其果。

  吸毒对脑神经结构的破坏不同于前面两者,它的破坏不是摧毁性,而是干扰性,它没有像受伤那样破坏脑组织结构,也不是脑血管的堵塞,而是整个脑神经信息系统的受到干扰后的絮乱,就如电视吸收天线受到干扰后造成屏幕图象不清一样,吸毒者的脑神经也是一片混乱,不能自制,被新的信息——毒瘾药物左右。

  我看了些有关治疗毒瘾和戒毒的资料,从中可以断定,吸毒者的脑组织中原有的信息系统受到了干扰破坏,一些原有的神经递质、调质等,被鸦片、可卡因、海洛因等毒品中的吗啡、罂粟碱、可待因等所替代,人为地造成神经中枢中的神经信息系统的絮乱,而且还难以复原。

  现代脑神经分子生物学告诉我们,在人的神经系统中活跃着三大类化学信息物质,它们分别是神经递质、神经调质和神经营养物质等。这些物质包括有乙酰胆碱类、单胺类、氨基酸类和肽类等。

  据现有一些资料介绍,吸毒者毒瘾的生理原因,就是单胺类中的多巴胺类和神经肽类中的内腓肽等化学信息物质在脑神经中枢的分泌发生了变化所致。有资料介绍说,吸鸦片成瘾,就是因体内不能自然产生类似于鸦片的物质的内啡肽,迫使他们不断地使用鸦片来弥补这种物质的不足。

  多巴胺是调节包括神经系统的许多生理机能的重要物质,如对中枢神经的调节,包括有对运动功能、精神活动、脑垂体激素的分泌、脑血管的调节等。如对外周神经系统的调节,包括有对心脏、血压、肾脏和胃肠道的调节等。多巴胺是体内自己产生出来的,它在人体内每天应是多少,都应有一个常量。但目前尚未研究出它的固有参数,据说不能太少,少了就会产生帕金森症,太多又会产生精神分裂症。多巴胺主要在皮层下的边缘叶中伏隔核、杏仁核、嗅结节、膈区集聚,因而与调节人的情绪等行为活动相关。又据说伏隔核可能就是人的愉快中枢,可能吸毒者的毒素进入人体后,破坏了原有多巴胺分泌的常态,毒素剌激某些受体,又新形成了一些化学激素,致使脑内多巴胺大量地产生,特别是在伏隔核区集聚,使人产生一种非正常的快感。通过愉快中枢这一确认,于是人类就产生了对毒品的依赖和不可抑制渴望。每当体内多巴胺缺乏的时候,因记忆中枢毒素物质唤醒的条件反射,就必会引起生理上一些非常态的反应,如生理上的哈欠连连、鼻涕眼泪、咳嗽喷嚏一起来,同时还吃不下饭、喝不下水。重者还发冷出汗、浑身颤抖、难以成眠。在心理上出现焦虑、恐慌、畏惧,强烈地产生要吸毒品的渴望心理。更为严重的是,人的意识心理发生大的改变,对个人的前途、社会和家庭的责任等都将漠不关心,唯一关爱的就是自己的兴奋点,及时地解决毒瘾问题,为了达到这一目的,吸毒者会不择手段,因而给社会和家庭都会带来破坏。

  吸毒的生理原因,现在虽然已弄明白了一些,但远远还没有从根本上彻底弄清楚。但有一点是明确的,这就是神经系统中化学信息物质受到了干扰和破坏。

  其四,精神生活受到严重的剌激。如家庭突如其来的破产;男女之间的情变和婚变;个人名誉受到了不勘忍受的打击等等,造成精神的崩溃,思想极度的混乱不安,由此也会形成神经联系的断裂、絮乱,神经信息物质分泌的失常,如多巴胺分泌的无序,致使某些人精神产生分裂,或出现狂燥,或出现抑郁等,以至一辈子精神疾病缠身,意识处于长期的混乱之中。

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