心理学研究(4)：脑和行为的生物学基础(下)

    不知道大家对于不凡君的心理学系列文章是否感兴趣呢？

    就我而言，是蛮喜欢的，特别是关于大脑的这一部分。心理学可以解答那些生活中感觉好奇却找不到答案的问题；可以帮助你了解自己和他人；更可以帮你克服各种消极和麻木的线索。

    如今，我已深陷它的囹圄，期待着去窥见更深邃的奥秘！

    首先，让我们来提出几个问题：

1. 我们是怎样研究我们的大脑的，用什么方式呢？

2. 科幻电影中大反派通过“电磁波”控制人们的思想并奴役他们可能发生吗？
   

3. 人与某些动物的大脑体积和重量都不相上下，为何智力却远胜它们呢？

4. 脑体积更大的人是否更聪明呢？

5. 情绪和动机是由一个葡萄大小的东西控制的，你知道是什么吗？

6. 甲状腺、肾上腺和生殖器官激素的分泌其实是受大脑中的一个豌豆大小的结构控制的，你知道是什么吗？

7. 如何判断一个人的优势脑半球是左半球还是右半球呢？
   

    这些问题都可以从下面的内容中找到答案，不信就来看看吧~

1、研究大脑的方法

    首先介绍一下生物心理学(Biopsychology)，它是一门研究大脑活动的生物过程的科学，重点研究的是行为的生物过程和涉及行为的神经系统。

    生物心理学的研究方式主要以临床研究为主，主要有两种方法：

1. 脑组织切除法。

2. 电刺激法。
   

    脑组织切除法，顾名思义，就是通过外科手术移去大脑的某些部分，通过观察人在行为或能力上的改变来了解各部分的作用。

    电刺激法，是用一个很小的电极刺激大脑表面，让病人描述刺激对他们产生的影响。关键在于大脑感受不到痛觉，因为大脑内部没有痛觉感受器，所以可以在外科手术时对病人进行电刺激，从而进行观察研究。

    需要指出的是，刺激或去除脑组织的方法不仅限于大脑表面，也可以应用到大脑的内部结构。例如：

1. 深层损伤法。

2. 大脑电刺激法(ESB)。

    下图就是ESB法中常用的治疗抽动障碍的脑深部电刺激法(DBS)。

    表面上看，ESB可以对人进行控制，但实际上在对人进行大脑电刺激时，所引起的情绪和行为反应都会受到一个人的人格和当时情景的制约。因此，文章开头的问题b的答案是否定的。

    如果想要了解单个神经元的活动，普通电极就不行了，需要使用微电极，它是一根极为细小的、内含盐分和导电液体的玻璃管，顶端部位小的足以探测到单个神经元的活动。正因为有了微电极，我们才得以了解单个神经元的活动机理，进而了解行为的真正源头。

2、脑成像技术

    上面列举的对大脑的研究方法都是局部的，那有没有一种可以实时监测的，对大脑的整体活动进行研究的方法呢？

    当然有！那就是计算机辅助脑成像技术！它包括如下几种常见的技术：

1. 计算机断层扫描技术(CT)。

2. 磁共振成像技术(MRI)。

3. 正电子发射断层扫描技术(PET)。

    CT扫描技术即计算机辅助X射线成像技术，可以由计算机将收集到的X射线信息形成一个图像，从而显示出脑创伤后遗症、损伤、脑瘤和其他大脑病灶的位置，从而能够与一个人的行为变化联系起来。

    MRI即运用磁场原理来产生体内活动的图像。在MRI扫描中，一个探测器负责记录体内氢原子对磁场的反应，然后通过计算机程序产生一个三维的大脑或躯体的图像。功能性磁共振成像技术(fMRI)的功能更强，甚至可以使大脑的活动可视化。下图就是MRI技术的应用范例：

    另外，回到心理学系列(1)篇提出的那个问题，人类大脑只被开发使用了10%，是这样吗？

    借助fMRI技术呈现的大脑皮层活动的高清图像，我们知道了答案。脑扫描显示，当我们醒着的时候所有的脑区都是活动的，很明显，有一部分人比另一部分人更好的使用了大脑。不过，对于一个功能正常的大脑来说，隐藏起来的或预留而没有被使用的能力并不多。

    最后，介绍一下PET扫描，它也许是目前脑成像技术中应用最多的方法之一。当含有微弱放射元素的葡萄糖进入大脑后，PET能检测到这种葡萄糖发射的正电子。而大脑工作时需要消耗能量——消耗葡萄糖，PET扫描因此可以显示大脑中的哪个区域在消耗更多的葡萄糖，能量消耗越多的地方，也就是大脑活动越多的地方。

3、大脑皮层

（Cerebral cortex）

    人类的脑是最大的吗？

    答案让人大跌眼镜。人脑只有1.4千克重，而大象的脑重5.9千克，鲸鱼的脑重8.6千克。但如果换个思路，计算一下脑的重量与身体重量的比例，就会发现人脑的优势——大象的脑只有体重的1/1000，鲸鱼的脑是体重的1/10000，而人脑则是体重的1/60！

    其实，人脑的许多部分都与低等动物脑的对应部分非常相似。然而，人类却在智慧上远远胜出，原因就在于大脑皮层的形成，它包括更大的面积和更多的沟回。

    大脑皮层只有3毫米厚，但却是中枢神经系统中70%的神经元的所在之处。人类能够使用语言、制造工具、学会复杂的技能和群体生活，在很大程度上都是由于大脑皮层的存在(Gibson，2002)。

    在构造上，大脑皮层看起来有点像褶皱的大核桃。在脑的大部分可见成分上面覆盖着一层由神经细胞组成的灰质。在低等动物中，大脑皮层所占的比例很小，皮层也显得很平，而人脑中的皮层却是脑组织中最大的部分，皮质厚，并有着许多沟回。这也是人类比其他动物更聪明的原因——皮质化的形成。

    最后回到文章开头的问题d，近年来的研究表明，智力与脑高级组织部分的大小成正相关关系(Flashman et al.，1997；Wickett, Vernon & Lee，2000)。但是，脑的大小本身并不能决定智力。

    心理学家Richard J. Haier等发现，智力测验中得分低者的脑耗能量高，而得分高者的脑耗能量低。另外，通过PET扫描也发现了同样的事实。

    最聪明的大脑一定是最勤奋的大脑吗？

    不！越聪明的大脑消耗的能量越少。这表明了智力与脑的活动效率之间的关系——低效率的脑在工作中能量消耗大但完成任务少。

    当不凡君写到这里的时候，不由得为自己捏了好大一把汉，原来不凡君总是感觉肚子饿是因为智商低的关系！哎，啥都不说了！

4、大脑半球

    大脑皮层是由两个大脑半球组成的，两个半球通过一条厚厚的叫做胼胝体的纤维带连接起来，如上节图所示"Corpus callosum"。

   每个半球都控制对侧的躯体，左脑控制躯体的右半边，右脑控制躯体的左半部分。当向大脑供血的动脉阻塞，一部分脑组织因此而死亡时，就会出现脑卒中。

    那如何测定大脑一侧半球的功能呢？

    一条途径是通过观察做过割裂脑手术的病人。一些病人会通过使用外科手术切断胼胝体，从而对严重的癫痫进行控制。但需要指出的是，两个半球被切断联系之后，每个半球都能产生独立的知觉、概念和行为冲动。

    那割裂脑的人在术后如何行动呢？左右脑不会产生冲突吗？

    这类情况发生的并不多，那是因为大脑两半球在同一时间内的感知经验基本是相同的，并且，即使冲突发生，总是由占主导的一个半球控制行为。

    那左右脑的差异主要表现在哪些方面呢？例如：

1. 大约95%的成年人用左半球处理语言性工作。

2. 左半球在数学、时间节奏判断和协调复杂运动顺序等方面更强。

3. 右脑虽然语言能力非常弱，但知觉能力更强。

4. 右脑可以帮助我们表达和识别情绪。
   

    通过上述功能可以总结出左右脑的分工：

1. 左半球擅长分析信息和按顺序加工，更关注细节。

2. 右半球主要处理同时性的和整体性的信息，即将碎片进行整合，找到模式和普遍的联系。
   

    那人们在说话或者作画的时候只有一个半球在工作吗？

    不！尽管许多任务可能会更多的使用到其中一侧半球，但在大多数任务中，两个半球必须共同参与，每个半球负责完成自己最擅长的一部分，同时不断与对侧大脑进行信息交流。

    如何判断一个人的优势半球在哪一侧呢？

    不凡君今天来教一下大家，那就是看他（她）写字的姿势！

    另一个可以参照的线索是手势，如果说话时习惯右手打手势，那么加工语言的地方可能就在左半球；反之，如果用左手打手势，语言加工可能就在右半球(Hellige，1993)。

    要想确切知道脑优势半球在哪一侧，唯一的方法是进行医学检查，在脑半球局部麻醉的条件下做测试。

5、大脑皮层的不同区域

    大脑皮层除了可以分成左右两个半球以外，还可以按照皮层的沟裂或不同的功能分成一些小的区域，称为脑叶，如图所示：

    脑叶包括的各部分功能介绍如下：

1. 枕叶，位于脑的后部，是皮层上的初级视觉区。

2. 顶叶，位于枕叶的上部，躯体感觉区的所在。

3. 颞叶，位于大脑的两侧，听觉中枢位于这里。

4. 额叶，在大脑的顶部，有着更高级的心理功能和运动控制中枢。

5. 联合区，除了上述部分，剩下的大片区域叫做联合皮层，负责对来自各个感觉器官的信息进行综合处理。
   

    关于上述部位，有几个关键的疑问来为大家解答一下：

1. 枕叶部分的视觉区域直接对应于看到的事物吗？

   答：视觉图像虽然能够被直接投射到皮层视觉区，但已经被改变或扭曲了。视觉信息产生于神经元活动的复杂模式。

2. 身体部位的大小与其在顶叶部分所占的面积对应吗？

   答：与身体部位的大小无关，一个躯体部位在感觉区中所占的部分越大，感觉得敏感程度就越高。

3. 身体部位的实际大小对应着它在额叶的运动皮层上面积的大小吗？

   答：同样是否定的，一个部位在运动皮层上面积的大小只反映了这个部位运动的重要性。

    了解上述问题后，来看一下大脑皮层运动区对应的躯体部位，就会有个大致的了解：

   最后，来看一下大脑皮层的各个功能区：

6、皮层下结构——脑的核心

    为什么说大脑皮层下的结构是脑的核心呢？

    如果一个人的大部分大脑皮层丧失，他依然可以存活，但如果皮层下结构收到损伤，生命必将受到威胁。因为皮层下的大部分脑组织都是不可或缺的，控制着饥饿、渴、睡眠、注意力、性、呼吸和其他生命功能。

    简单来说，皮下结构完全被大脑皮层覆盖着，可分为前脑、中脑和后脑。前脑在概念上也包括大脑皮层，中脑是前脑和后脑的连接部分。后脑又称脑干。

    关于大脑皮层下的结构，可以参照下图来理解：

    关于皮下结构的几个有趣的问题，为大家解答一下：

1. 经验和阅历可以塑造大脑吗？

   答：是的！小脑主要负责调整姿势、肌肉的紧张程度和协调肌肉的运动。一些专业人士，例如运动员和音乐家，他们的小脑会比一般人的更大。

2. 如果丘脑受到损伤，哪些感觉会丧失呢？

   答：除了嗅觉，视觉、听觉、味觉和触觉都可能丧失。因为嗅觉信息不经过丘脑，而是直接传递到大脑皮层的。

3. 人类对于药物或毒品成瘾是什么原因呢？

   答：大脑内部存在着快乐中枢或者通向大脑其他奖赏中枢的通道。下丘脑中也有一些可以引起快乐或满足感的区域，他们与负责饥饿、渴感和性的区域重叠在一起。可卡因、苯丙胺类、海洛因、尼古丁、大麻和酒精等药物都具有激活“快乐中枢”的功能，因此是一些人对这些药物产生依赖的原因之一。

    最后，需要再次申明的是，人脑永远是以一个完整系统的方式进行运作的，而不是一个个“部分”的独立活动。

7、内分泌系统

    如果神经系统是身体中的第一大信息交互系统，那么内分泌系统则是第二大信息交流系统，因为激素会影响人的一切活动。

    内分泌系统由许多腺体组成，腺体把一些化学物质直接释放到血管或淋巴系统中（如下图所示），那些被释放的化学物质就是激素。激素被传送到身体的每一个部位，影响我们的内部活动和外部行为。激素和神经递质一样，能够激活那些带有激素受体的细胞。

    其实，激素与我们的日常息息相关，例如：

1. 在压力情境中，人的肾上腺分泌会增加；

2. 雄性激素的分泌会影响男性和女性的性欲；

3. 一些青春期的情绪问题与激素水平的升高有关；

4. 在情绪高度紧张和记忆形成时，激素的分泌量会增加；

5. 愤怒和害怕与不同的激素分泌有关。
   

     最后，为大家介绍一个非常重要的腺体，即本文开头的问题 f 的答案——脑垂体。

    脑垂体是一个豌豆状的结构，垂在脑的下部，它的重要作用之一是调节人的生长。除此之外，它还具有调节其他腺体的功能。由于脑垂体分泌的激素影响着其他内分泌腺，人们常称其为“主腺体”

    脑垂体由位于其上的下丘脑直接控制。因此，下丘脑是神经系统与内分泌系统的主要衔接处，也是整个身体中腺体的控制中心。

    最后，列举几个激素分泌异常的例子：

1. 脑垂体分泌一种生长激素，如果分泌不足，就会产生侏儒症状。

2. 甲状腺调节人体的新陈代谢，分泌不足会使儿童神经系统的发育受到严重影响，甚至产生智力落后。

3. 肾上腺性激素的过度分泌会导致过度男性化。
   

参考文献：

Dennis Coon, John O. Mitterer[美]. 心理学导论--思想与行为的认识之路(第11版)[M]. 中国轻工业出版社, 2008.

        小八卦：为什么这几天不凡君文章发表的比较晚呢？

        答：不凡君任性呗！哈哈哈！玩笑啦，因为文章内容是不凡君一个字一个字敲得，太费时间了，所以发表晚了些，还望各位小伙伴多多见谅哈~

更多资源，点击二维码，订阅啃生活（Mrbufan）