大腦皮質層區(qū)域活動圖
《自然·人類行為》雜志（《自然》子刊）上日前發(fā)表的一篇論文透露，美國加州大學伯克利分校的神經科學家已經成功追蹤了大腦思維的過程，其實驗結果清楚地顯示了位于大腦前部的前額葉皮質層，是如何協(xié)調大腦其它部分的活動來幫助我們對知覺做出反應的。
在16名癲癇病患者的幫助下，研究人員利用腦皮層電圖描記法（ECoG），成功追蹤了大腦在發(fā)現(xiàn)、解讀、做出響應以及激活大腦皮質層運動區(qū)域時的一系列腦活動。研究結果表明，大腦很早就做好了對知覺反應的準備，甚至在我們知道應當如何做出反應之前就已經準備好了。
科學家們通過直接記錄大腦表面神經元的電活動發(fā)現(xiàn)，對于一項簡單的任務而言，比如在看到或聽到一個詞語后重復它，掌管視覺和聽覺的皮質層區(qū)域會首先做出反應來感知這個詞語。然后前額葉皮質層就加入進來對這個詞語的意思進行解讀，緊接著運動皮質層區(qū)域被激活，為做出反應做好準備。在大腦受到刺激和做出反應的半秒之間，前額葉皮質層一直保持活躍，發(fā)揮著協(xié)調大腦所有其它區(qū)域的功能。
對于一項特別困難的任務，比如確定一個詞語的反義詞，大腦需要幾秒鐘的反應時間，在此期間，前額皮質層會調動大腦的其它區(qū)域，甚至還可能包括肉眼不可見的記憶網絡區(qū)域。只有到這一步時，前額皮質層才會將控制權交給運動皮質層，從而讓人做出反應動作。大腦的切換越快，人們的反應也就越快。
有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，大腦在最初受到刺激時，很早就開始讓運動皮質層區(qū)域做好反應的準備了，換句話說，這就表明我們的大腦在確定如何反應之前就已經準備好做出反應了。“這或許可以解釋為什么人們有時會在想都沒想之前就說話。”加州大學伯克利分校海倫·威爾斯神經科學研究所的高級研究員奧夫古斯塔·西斯特亞克（Avgusta Shestyuk）說。他是該論文的第一作者。這一系列發(fā)現(xiàn)，包括前額皮質層在協(xié)調大腦所有活躍區(qū)域中所起的關鍵作用，與神經學家過去幾十年研究猴子和人類時拼湊而成的推測結論相一致。
“這些非常有針對性的研究發(fā)現(xiàn)，額葉皮質層是整個大腦的協(xié)調者，它將各部分聯(lián)系在一起，最終輸出思維結果?！闭撐暮现吡_伯特·奈特（Robert Knight）說，他是加州大學伯克利分校的心理學和神經科學教授，同時也是加州大學舊金山分校的神經學和神經外科教授?！拔覀冏隽?個不同的實驗，有些需要病人說話，有些需要他們按下按鈕，有些依賴視覺，有些依賴聽覺。所有人的實驗結果都發(fā)現(xiàn)了一個大腦活動的普遍特征，而活動的中心是前額葉皮質層，是它把知覺和行動關聯(lián)起來。換句話說，它就是大腦認知功能的粘合劑。
當其他的神經學家還在使用功能性磁共振成像（fMRI）和腦電圖（EEG）記錄大腦的思維活動時，加州大學伯克利分校的科學家們卻使用一種更為精確的技術——
腦皮層電圖描記法（ECoG），它通過數(shù)百個放置在大腦皮質表面的電極來記錄大腦外部淺層——大腦皮質層的活動，而這里也就是人類思維的誕生地。腦皮層電圖描記法提供了比功能性磁共振成像更好的時間分辨率，而又提供了比腦電圖更好的空間分辨率，但是唯一的麻煩是，需要獲得癲癇病患者的允許,
對其大腦進行高難度的手術，包括打開顱骨來確定癲癇發(fā)作的位置。
編譯：朱明逸 編輯：張夢
