大脑皮质的结构和功能联系

一、大脑皮质的结构和功能联系

(一)大脑皮质的结构

人类大脑皮质的面积约为1400cm2,有1/3露在表面,2/3在沟裂的底或壁上。皮质是由各种神经细胞及神经胶质细胞构成的,神经细胞(neuron)总量约为140亿个,神经胶质细胞(neuroglial cell)的数量为神经细胞的10~50倍,对神经细胞起支持、保护、营养、绝缘和信息传递等作用。神经细胞的功能必须在胶质细胞的配合下才能完成。

神经细胞间联系极为复杂,在皮质以分层的方式排列,形态上相似的神经细胞聚成一定的层次。大部分皮质有共同的基本结构,从表层到深层分为六层:①主要由锥体细胞顶树突末梢组成的分子丛或丛状层;②由大量小锥体细胞和星状细胞组成的外颗粒层;③大、中型锥体细胞组成的锥体细胞层,锥体细胞的突起组成连合纤维,在皮质各层、各部以及左右半球之间起综合联络作用;④大量短轴突星状细胞组成的内颗粒层;⑤大锥体细胞层;⑥梭形细胞层,梭形细胞的轴突进入邻近的白质。

在形态上,绝大部分皮质基本上都是六层,但各部皮质又有其特点,有的区域少一层或几层,有些区域的某一层又可分为几层。这种共性与个性的矛盾统一关系,集中反映在皮质各部相互配合形成一个统一整体的基础上,各个部分在功能上又有不同的分工。(https://www.daowen.com)

(二)大脑皮质各层间的功能联系和皮质功能网络

机体受到的各种刺激,通过不同的传导束,经丘脑感觉特异性投射纤维上行抵达皮质,这些纤维主要进入第四层,与星状细胞形成突触。星状细胞的轴突又与其他细胞进行广泛的联系,从而对进入皮质的各种信息进行分配、综合,在产生特定感觉的同时激发皮质发出运动性冲动。丘脑感觉的非特异性投射纤维上行,在皮质各层中都有分支,并与各层神经细胞形成突触联系,以维持和改变大脑皮质的兴奋状态。近年研究表明,具有相同功能特征的皮质细胞,按照有规则的空间排列成柱状结构。在感觉区,皮质细胞的纵向柱状排列构成皮质的感觉柱(sensory column);在运动区的细胞和纤维纵向柱状排列组成皮质运动柱(motor column)。功能柱与皮质表面垂直,贯穿整个六层,高度即为皮质灰质的厚度,为2~3mm,直径0.1~0.5mm。柱内不同种类的神经细胞,通过相互之间兴奋性和抑制性的突触连接形成的功能网络,对不同的传入信息进行处理。故每个柱可视为一个功能网络,通过其内部存在的神经细胞连接,使传入冲动能在柱内进行放大、调制和整合。传入冲动先进入第四层,并由第四层和第二层细胞在柱内垂直分布,然后由三、五层锥体细胞发放冲动,将信息传递到中枢神经系统的其他部位,同时还能对邻近的其他柱的活动产生抑制作用,故每个柱实质上是一个对传入和传出信息进行整合处理的功能网络。

估计整个大脑皮质总共约由200万个功能网络构成,相互间存在着复杂的结构和功能联系,由此构成整个大脑皮质活动的基础。

这里要指出的是,尽管大脑皮质的结构是同遗传因素相关的,但出生后,个体所处的环境和从中所受的刺激以及自身主动的学习和训练等,对皮质的进一步发育完善有重要的作用。如研究发现,爱因斯坦的大脑皮质中每一个神经细胞周围有更多的胶质细胞,同神经细胞的树突和轴突形成的神经环路较一般人要多,且更为精细。由此可见,大脑皮质及其功能是遗传因素和后天所处环境因素二者互动的结果。