“他們越看越驚訝，他知道得那麼多，那小小的腦瓜怎能容得下。”
——奧利佛·戈德史密斯的田園詩《荒蕪的村莊》
（oliver goldsmith，the deserted village)
從老鼠到人類，所有的哺
動物的神經系統猶如按照同樣的設計圖構建的一樣，盡管它們在尺寸上有極大的差別，比如，老鼠和大象，它們腦的大小不同，各個部分的比例也不盡相同。爬行動物、鳥類、兩棲類和魚類的腦與哺動物的腦存在著極爲明顯的差別，但它們畢竟還有
緣關系的。在此我將不多討論。我也不打算描述在胎兒期及幼年期腦的發育過程。當然，這些都是有助于我們了解成熟腦的重要課題。一般說來，基因（以及正在發育中由基因控製的後天過程）似乎規定著神經系統主要的結構，但是還需要靠經驗不斷調整、精煉該結構的許多部件，這是要貫穿整個生命過程的。
身
的其他部分怎樣附屬于腦，又如何與之通訊的，這是一個極爲明顯的事實，卻很少有人問津。神經系統就是接收來自身上各種不同的傳感器的信息。所謂傳感器就是把化學或物理的影響，如光、聲或壓力，轉換爲電信號。
有些傳感器對大量來自外的信息有響應，像眼睛作爲光感受器就是對光産生響應。它們對外界的環境起著監視作用。還有一些傳感器對內的活動有響應，比如：對你患有胃痛或是血液的酸
改變都很敏感。因此，它們也對內變化起著監視作用，神經系統的運動輸出就對身的肌肉産生控製，腦還影響機各種化學物質的釋放，比如：某些激素。直接同所有的輸入和輸出有關的外周細胞僅僅占神經細胞總數的很少部分，因此，大量的神經細胞只參與系統內部的信息
理。
中樞神經系統有各種不同的分區方法，一種簡單的方法是把它分爲三部分：脊髓、腦幹（在脊髓的頂端）以及在其上面的前腦。脊髓接受來自身的感覺信息，並且把指令傳輸到肌肉。由于我們關心的是視覺，所以就不進一步討論脊髓及腦幹以下部分。我們主要的興趣是前腦，特別是新皮層，它是大腦皮層最大的那一部分。
大腦皮層（通常簡稱爲皮層）分爲兩片分離的細胞層，分別位于腦的兩側，對人腦來說，這兩片神經細胞層總的面積比手帕稍大一點，因此需要充分地折疊後才能容納在頭骨內，神經細胞層的厚度略有變化，一般有2-5毫米厚，它就構成了皮層的灰質。灰質主要由神經元、細胞和分枝構成，也包括許多稱爲“神經膠質細胞”的輔助細胞。皮層中每平方毫米約有1
0個神經元。①因此，人腦的新皮層中約有幾百億個神經元，它可以與銀河系中星星的數目相比較。
神經元之間有些連接是局域的，一般延伸不到一個毫米，最多也只有幾個毫米；但有些連接可以離開皮層的某個區域，延伸一段距離，到達皮層的另一些區域或者皮層外的地方。這些長距離的連接表面覆蓋著脂肪鞘，它是由一種稱爲髓鞘質的物質構成。脂肪鞘能夠加快信號的傳遞速度，同時它還呈現出白
爍光的表面，因此被稱爲白質。腦中大約有40%是白質，也就是這些長程的連接，這生動而又簡明他說明了腦中的相互連接與通訊是如此之多。
新皮層是皮層中最複雜的部分。舊皮層（paleocorex）爲一個薄片，主要與嗅覺功能有關。海馬（有時也稱爲古皮層）是一個令人感興趣的高層次結構（這意味著它與感覺系統的輸入相距較遠）。在信息被傳送到新皮層之前，對于一些新的、長程的、系列事件中一個事件的記憶編碼要在海馬中儲存約幾個星期。
在腦前部還有幾個亞皮層結構與皮層有聯系，見圖23所示。這裏面最重要的一部分叫丘腦，②有時也稱之爲皮層的入口。因爲通向皮層的主要輸入必須通過此，③見圖24所示。丘腦通常被分爲二十四個區域，每個區域與新皮層的一些特定子區域相聯系。丘腦的每個區域與皮層區域有大量連接，並且接受由那裏傳來的信息。這種反饋連接的真正目的還沒有弄清楚。來自新皮層的許多其他連接並不都經過丘腦，這些連接還可以直接通往腦的其他部分。丘腦跨在皮層的重要入口，但不是在主要出口上。
丘腦不遠有一個發育完善的結構，通常統稱爲紋狀，見圖25所示。盡管它們確切的功能尚不清楚，但這些區域在運動控製中起著重要作用。丘腦的一些特殊區域（統稱爲層內核）主要投射到紋狀，並且更廣泛地投射到新皮層。
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在過去的一百多年來，有關不同精神功能在新皮質上的定位一直存在著爭論。一種極端的觀點是整論，認爲皮層所有區域的功能大致是一樣的，而另一種相反的觀點則認爲皮層每一小塊區域執行著相當不同的任務。
19世紀的早期，維也納的解剖學家弗朗茲·約瑟夫·加爾（franz joseph gall）相信腦功能的定位，他用各種富于奇異的屬來標記頭骨的各部分（例如：崇尚、仁愛、尊敬等），而這些屬在皮層均被認爲是定位的，見圖26所示，帶有這些標記的像陶器的人腦模型現在依然存在。加爾認爲通過研究頭骨的隆起，就能推導出一個人的許多特。當我還是一個小孩時，當地的一個算命先生爲騙取我母的錢而要相我頭骨的隆起。他宣稱我的頭骨隆起非常有意思，但還需要付額外的錢，他便可以更詳細地研究它們。但我從未發現他推演出的有關特。
雖然加爾是第一個重要的腦功能定位的鼓吹者，但其具的思想是完全錯誤的，結果使皮層定位在醫學界留下了一個很壞的名聲。現在，通過對猕猴皮層詳細的研究，同時也來自人腦資料的支持，我們認爲皮層存在著某種程度上的功能定位，但具有明顯不同質的皮層區域共同參與大多數精神活動，因此，不能把定位的思想極端化。
用一個小的有機分子的特，比如糖或維生素c，作個可能有用的類比。每個原子的定位都與其他原子有關，每個不同的原子都有其本身的特——例如，氧原子就極不同于氫原子。盡管有些原子通常比另一些原子更重要，而分子的整特又依賴于構成該分子的那些原子之間的相互作用，有時鏈接原子的那些電子是完全地被定位的。有些情況下，例如像苯之類的芳香族化合物，一些電子分布在許許多多原子上。
因此我們可以繪製一幅新皮層的略圖，並根據它們主要的功能標記在不同的區域上，見圖27所示。視覺區域定位在頭的後部，見圖23所示，聽……
靈魂的科學探索第7章 人腦的概述未完，請進入下一小節繼續閱讀..