第三节 有关心理(行为)与脑关系的理论
古代有关心理(行为)与脑关系的学说已在 第一节中作了介绍，至十八世纪以后，以加尔的支持者为一方和弗卢龙的支持者为另一方的两种对立的心脑关系思想进行了长期的论战。到十九世纪中叶Broca证实一例表达性失语症病人，其左脑额下回后三分之一遭到破坏，被认为是第一个用科学事实把人的高级心理机能-言语表达定位于左脑额叶。本节重点讨论从他开始至今的有关心理与脑的理论。
Broca的贡献是证明了心理过程中最复杂形式之一的言语也象感觉、运动等初级机能那样定位于脑皮层的某一特定部分，使“机能定位”的思想又占了上风。然而随着研究的深入，不少学者反对这种狭隘的定位主义。H.Jackson就认为，对于具有心理过程复杂形式的脑组织来说，从它的结构水平出发要比从它的部分定位出发更为恰当。杰克逊的论点到二十世纪初被C.Monakow(1914)、H.Head (1926)和K.Goldstein(1927、1934、1948)等杰出的神经学家所继承和发展。他们都承认基本的感觉(皮肤感觉、听觉、视觉)和运动机能是有定位的，但高级的心理机能是很复杂的，不能局限在皮层哪一区域。Head认为“象征性”机能是脑的整个机能。Goldstein在讨论各种失语障碍和局部脑损伤的关系时，坚持认为高级心理机能如“抽象态度”是属于整个大脑的。在大脑损伤的病人中，病人只是比正常人更具体地考虑而不是抽象地考虑问题而已。“抽象态度”是大脑活动的最高级水平，这种水平与其说是依赖于大脑皮层的某些部分参加，不如说在更大程度上依赖于参加工作的脑的质量。
在动物研究中，对由于切除或损毁动物的脑组织，虽然在尸体解剖中能检验出受损伤的正确部位，但却不能获得动物实验的报告。直到1898年桑戴克在哥伦比亚创始实验动物心理学，才提供了测验动物的学习、智慧和感觉辨别的方法。之后，还有巴甫洛夫的条件反射法。所以进入二十世纪在动物研究上有了许多新的方法。I.Franz,(1874～1933)利用新技术以测验学习和辨别，建立了新的动物实验的心理生理学。他当时在华盛顿圣伊丽莎白医院工作，用切除猫和猴子部分大脑(额叶)的方法来研究脑的机能和动物的行为。他发现如果额叶组织破坏不大，并不丧失习得行为，只降低习惯效能；如果额叶组织破坏过大，导致新的习惯丧失，但旧的习惯依然保留。而丧失的习得行为或习惯还可重新学习。由于机能丧失后往往得到恢复，可见“机能定位”非但有欠精确，而且易受情况变化的干扰。1917年Lashley开始与Franz合作，用大白鼠进行脑损伤下动物学习、视觉和动物行为的观察，进一步推动了实验性神经心理学的研究。他根据动物实验的资料来阐述大脑机能和各种行为的关系，建立了脑和行为的基本理论。1924年提出了运动习惯的保存并不以“运动”区的完整为转移。老鼠在迷津走路，发生不发生障碍主要取决于切除多少脑皮层组织。1929年出版了专著《大脑机能和智慧》(Brain Machanisms and Intelligence)总结了他的研究。他根据脑组织的损毁量和迷津的难度图示了迷津学习时的错误。就易走的迷津而言，有效的脑皮层组织愈少，则错误愈多，但所有白鼠都学会了迷津。在较难走的迷津中，随脑损毁量加大而错误增多。在一个最难的迷津中脑组织损毁达百分之五十，白鼠犯了极多的错误后最终仍学会了迷津，因而他提出“总体活动定律”(laws of mass action)，即指行为障碍和切除脑组织的总体多少成正比。就学习和记忆而言，其效率与脑组织受损害的面积大小成反比，而与其损坏的部位无关，所以大脑是以总体来进行活动的，皮层中缺乏精细或持久的机能定位。同时他还提出脑皮层组织的等势原则，即学习有赖于有效的皮层组织数量，而不是哪一种皮层组织，即皮层各个部分几乎都以等势的程度对学习发生作用。例如白鼠进行辨别三角形与图形的学习后，只要保存其皮层视区任何部位的1/60，对它的辨别行为就不产生影响。他还提出脑皮层组织的多相等势学说(multipotentiality)，即每一部分皮层组织参与了多种的机能。
不管定位学说还是等势学说并不能充分解释已经收集到的科学资料和临床上观察。等势学说不能说明脑的某一部分损伤和高级认知机能障碍的一致性，所以必须寻求其他模式的学说。Jackson认为更高一级的心理机能不是单一、整体的能力，而是由一些比较简单的更为基本的技能(Skill)组成的。并不存在所谓“言语中枢”，而是某些基本技能如听、语言的辨别、言语装置的精细运动和动觉的控制等组合而形成更为复杂、高一级的技能。所以言语的丧失可以追溯到这些基本技能中任何一个机能的破坏。如运动控制的破坏或缺足够的从舌头和口腔来的信息反馈，或者是理解和应用言语的基本部分存在缺陷，或者丧失说话的能力等。大脑某一特定部位的损伤将导致需要依赖这一部位的所有较高一级的技能障碍。Jackson认为言语的局部损伤和局部言语定位是两码事，使言语丧失的损伤部位并不意味着发现了言语中枢。一个行为在神经系统里存在不同的水平或层次。例如要病人跟着大夫说“不”字，病人可能重复不了这个“不”字，但是却会向大夫说：“不，大夫我不能说‘不’字。”在一句中接连说了两个“不”字，在前一个场合，病人不能有意说个“不”字，而在后一个场合，在自动化言语中却能说了带有“不”的句子。似乎有意的说一个字，和自动化地说一个句子是两种不同的技能，其中一个技能的损害并不影响另一个，可采用这一种“交替”(alternative)方式来完成一种作业。所以Jackson认为大脑所有各个部分的相互作用形成了某一行为，如最简单的运动也是由神经系统所有的不同水平或层次的合作，即从周围神经、脊髓直到大脑半球的合作来完成的。所以一个行为是很少完全丧失的，从这点出发，Jackson倾向一个整体的脑机能等势的观点。但是Jackson又认为神经系统中每一部分或区域有它独特的机能，从这一点出发，他又倾向定位的观点。所以Jackson的观点是与前面两种不一样，可称为机能交替学说。
Jackson的观点对二十世纪初期的英国神经病学界有一定的影响，上述的Head等人就是。 第二次世界大战以后许多主要理论家的观点都与Jackson的见解有一致之处。1962年D.Krech总结了很多文献，得出了两点结论：第一，没有一个学习过程或学习机能是完全取决于皮层任何一个部分或区域。第二，大脑每一部分或区域在不同种类的机能中起着不均等的作用。持这种见解的还有L.F.Chapmann、H.Wolff(1961)，他们都与杰克逊的观点相符。但最详细接受Jackson学说这些原则的应该是鲁利亚。鲁利亚是在L.S.Vygotsdy工作的基础上建立了他的大脑三个基本机能联合区的学说，把大脑区分为三大块基本机能单元：一个是调节大脑觉醒水平和维持适当紧张度的；一个是接受、加工和分析来自外部和内部环境环境感觉信息的；第三个计划、调节和执行不同复杂活动的，所有的行为都需要这三个基本机能单元的相互作用，因而所有的行为都反映了“脑”是作为一个整体来活动的，同时脑中的每一部分或区域都在每一种行为中起到了独特的作用。脑的任何一部分的重要性都取决于所要进行的行为。例如在电话中和别人谈话这一行为，如果涉及这一行为的脑的部位或区域受损伤，当听到电话铃响时，病人就拿起电话，这是一个简单而习惯了的动作，没有多少觉醒、计划和评价，这一行为可能不受多少影响。但若与来电话的人谈话，告诉他下星期一早上要作什么事情，这就是一个复杂的动作，需要注意、觉醒、计划和评价。病人就很难于完成。鲁利亚从大量脑损伤病人观察中建立的理论，能够解释临床上很多现象，对脑损伤病人的治疗和康复具有现实意义。
斯佩里的裂脑人研究使人们对脑的高级心理机能与脑组织结构的关系有了更深入的认识。裂脑人的左、右大脑半球相对独立地接收外界信息，因而每一个半球都能独立的理解、学习和记忆，并可被训练执行同时发生相互矛盾的任务，因而“裂脑产生两个意识和精神，或者在一个头脑中产生两个意识和精神”(斯佩里，1977)。大脑左右半球各有分工却各有优势，提出了大脑半球的“双势理论”。特别是发现非优势半球-右半球也存语言机能。虽然它不能像左半球那样用口语说出或描述投射到右半球的物体名称，但能辨认名词，理解所看到的词汇，并且有辨认发音、语句和语义的能力。这样就修正了六十年代初期“优势半球”的概念。此外，神经生理学权威，1963年诺贝尔医学奖金获得者之一-J.C.Eccles 曾认为右半球是没有意识的，而斯佩里的裂脑人研究却证明了右半球具有意识，而且具有与左半球类似的高水平的自我意识和社会意识。同时，在神经组织结构方面已探明大脑神经元组成的神经环路据估计约有1014～1015个结点，由于G.M.Shepherd,(1978)发现大脑神经元中还存在另一形式的突触，即树突-树突性的突触，这种途径较短的神经环路(称为微环路)的大量存在，从生理上说明了大脑的思维容量不仅是无限的，而且各种回路的构成方式也为多种多样的思维形式的加工提供了基地。
近十年来，不仅在国外(1977)而且在国内(1981)也报道了一侧半球(右半球)切除而存活的半脑人。对半脑的检查结果发现，左半球代偿了右半球的许多机能，除去语言形式的认知和空间关系呈现一定程度的障碍外，半脑人具有正常的思维和记忆，能和正常人一样的工作和生活。这一发现对裂脑人的“双势理论”提出了修正和补充。
校对时间：00-09-19 12:00:4420 Mar 2001 21:17:20 +0800 陈卫
第四节 脑的三个基本机能联合区
脑的三个基本机能联合区的理论是鲁利亚通过他长期的临床观察，特别是对大量脑损伤病人的深入分析而创立的，认为人们心理过程是个复杂的功能系统，它是由三个基本的(或脑器官)联合区构成。每一个基本联合区都有着分层次的结构，至少是由彼此重叠的三种类型的皮层区组成：
一级皮层区(又称投射区)：从外周来的冲动达到这里，或是冲动由这里走向外周。
二经皮层区(又称投射-联络区)：在这里，对所有的信息进行加工，或者准备相应的程序。
三级皮层区(又称重叠区)：它是大脑两半球最后发展起来的器官，这里综合许多皮层区域的协同活动，以保证形成心理活动的最复杂形式。
三个基本机能联合区的结构和功能如下：
一、脑的第一基本机能联合区
位于脑干网状结构、间脑和大脑皮层内侧部，是按照“非特异性”神经网的形式构成的，兴奋不是以个别的神经冲动扩散，也不按照“全或无”的规律，而是分阶段、逐步地改变自己的兴奋水平，从而调节整个神经器官的状态。它是通过上行网状系统和下行网状系统发挥作用的，而网状结构器官的工作又受皮层高级部位的调节和控制。为了保证心理活动的正常进行，人应当处于觉醒的状态，只有在觉醒的状态下，才能使心理过程完全合乎要求地进行。觉醒状态主要靠大脑皮层适当的紧张度或兴奋来维持，而皮层最适宜的紧张度则不仅由皮层下脑干中的一群特殊的神经细胞来保证和调节，而且也由接受外界各种刺激的皮层调节。
二、脑的第二基本机能联合区
位于两半球靠后部分，包括视觉区(枕叶)、听觉区(颞叶)和一般感觉区(顶叶)以及相应的皮层下组织，是由皮层和皮层下神经元组成。它们接受个别神经冲动，不是根据分阶段逐步变化的原则，而是根据“全或无”的规律来工作。它们将外周的信息分别传递到适宜于接受某一类信息(如视觉、听觉或一般感觉信息)的许多细小的组织，因而具有高度的模式特异性。这一联合区以一级皮层区为基础，并在二级皮层区进行信息加工和编码。在三级皮层区进行高级抽象和经验储存。它们按照模式特异性递减和功能渐进性偏侧化的原则分层次地工作。例如枕叶的一级皮层区就存在对视觉刺激的某一特性起反应的专门神经元，如有的只对颜色的色调起反应，有的只对线条起反应。它的神经组织结构的特点是第Ⅳ层神经元的高度发展，具有对不同感觉信息的高度特异性。在二级皮层区起主导作用的是第Ⅱ、Ⅲ层带有短轴突的联合神经元。他们把来自一级皮层区所处理过的感觉信息联络在一起并进行加工和编码，综合成一种复合的视觉形象，并达三级皮层区和其他听觉的、躯体觉的信息进行整合。同时它还对外界环境中的复杂标志起反应(如某一物体在空间中的位置、状态和数量)，并将直接的直观知觉转变为以内部图式为中介的抽象思维，将有组织的经验储存于记忆中。
三、脑的第三基本机能联合区
位于脑半球前部，中央沟的前方，按照与 第二联合区一样的原则分层地工作，所不同的是与第二联合区相反，神经冲动由三级皮层区传至二级皮层区，再传至一级皮层区。三级皮层区位于额叶的前额区，其第Ⅱ、Ⅲ层中存在大量的颗粒小细胞，有着极为丰富的联系系统，不仅与丘脑和网状结构相联系，而且与皮层所有其余部分(颞、顶、枕、边缘)都有双向联系(能进行信息反馈)，可将皮层各叶三级区的信息进行第二次加工，形成自己的行动、计划与程序，调节自己的行为，使之符合原初的意图。这种有意识、有目的的调节活动是在言语的直接参与下实现的，因而进行了具有抽象思维和记忆的智力活动。二级皮层区接受三级皮层区传达的信息，即把将执行某种行为的指令进行有组织的运动整合，激活该皮层区的大小锥体细胞，使眼睛、头颈部、手、足和整个躯干的肌肉运动处于行动前的准备状态，然后再将指令传达到一级皮质区的中央前回运动区，将实现精细、准确行为的神经冲动发往外周。
鲁利亚认为：意识活动的每一种形式总是依靠脑的三个基本机能联合区的协同工作来实现的。其中，每一个机能联合区都对整个心理过程的实现作出自己的贡献。同时，他还指出，基本机能联合区的皮层结构活动具有三个规律：第一是皮层区的分层次结构规律。第二是皮层区特异性递减规律：一级皮层区存在大量高度分化的神经元，具有最大限度的模式特性机能；二级区的细胞专门化程度明显减少，多模式神经元开始占优势；三级皮层区模式特异性更小，其机能具有超模式性质。第三是机能渐进性偏侧化规律，由于言语的产生，右手活动占优势的人的左半球成为言语优势的半球，某些机能向一侧半球发展。
鲁利亚的脑的三个基本机能联合区的理论对心理与脑的关系作了较全面、完整的神经心理学解释，为探讨意识的奥秘予以很大的启迪(图25-2)
表25-1 大脑在个联合区与三级皮层的关
图25-2 鲁亚利的三个基本机能联合区
(李心天)
校对时间：00-09-19 15:16:3520 Mar 2001 21:17:20 +0800 陈卫 (作者:李心天)
第二十六章 神经心理的研究和评定方法
第一节 神经心理的研究方法
揭示脑与心理(行为)关系的研究方法有以下十种：
一、比较解剖法
1.从种族发生和进化的各个阶段来比较脑和心理的发展，从低等脊椎动物到灵长类和人类的各个阶段脑的相对重量比较、外周感觉神经纤维与皮层神经元联系的数量、两半球皮层各区比例的变化，以及皮层各区组织结构的变化来看它们心理(行为)的发展。也可从猿到人的演变过程即从南方古猿(人猿)、原始人(直立猿人、北京猿人)，古人到新人，比较他们的颅骨容量、颅骨内皮层模型来看大脑各区的发展，并联系他们留下的文化遗迹看他们的心理(行为)发展。
2.个体发育不同阶段的比较，即比较新生儿、6个月、1岁、2岁、4岁、7岁、12岁到成人的大脑各叶的发展、各级皮层区的面积扩大顺序和比例看其心理的发展。
二、皮层刺激法
1.直接刺激法 打开颅骨(动物实验或人的颅脑外手术)，用机械的或弱电流直接刺激大脑皮层各个点以获得其机能的知识。其中潘菲尔德及其同事在本世纪四十年代以后所做的工作最为出色。他们发现刺激一级皮层区能引起病人最简单的感觉，而刺激二级皮层区则引起复杂的、在过去经验中所形成的完整的知觉映象。
2.间接刺激法 外界声、光信号通过巴浦洛夫的条件反射法“间接”刺激脑皮层来观察动物与人的行为变化，或记录脑的诱发电位来分析大脑各皮层区是如何接收外界简单或复杂刺激信号的，即观察在外界信号所引起的较为复杂的积极心理过程中，通过诱发电位在大脑皮层各部分参与活动的广泛过程和程度。
3.微电极刺激个别神经元法 用微电极插入动物皮层和皮层下不同的组织，引出个别神经元的电位，从而发现各个神经元对刺激物所起的反应是不同的。皮层一级区和二级区中各个神经元对刺激信号的反应具有高度的特异性。
三、毁损皮层法
观察切除动物脑的某一部分或由于外伤、出血、缺血或肿瘤而使人脑皮层下某一部分损害后引起的心理(行为)变化。这一古老的研究方法业已证明：动物进化的程度愈高，其行为受皮层调节的程度就愈大。
四、斯佩里的“割裂脑”法
用外科手术将联结大脑两半球的胼胝体、前连合、海马连合以及视交叉纤维切断，以研究两侧半球各自独立地接受外界刺激以及引起的心理现象和行为。
五、一侧麻醉法
又称瓦达技术(Wada technique)：1949年由瓦达创立的技术，将一种迅速起作用的麻醉剂-异戊巴比妥钠注入颈内动脉，使一侧半球处于暂时麻醉状态，导致该侧机能丧失，以判定该侧是否为语言优势半球。亦可应用此法研究两半球各自的机能。故又称阿米妥部分切除技术(amytal ablation technique)。
六、一侧电休克法
一侧电休克法(unilateral electrical shock technique,UEST)是对传统治疗精神病人的电休克法的改进，即把原来电极放置头部两额侧，改成放在一侧，以减轻治疗后明显的记忆障碍，Frost和Lancaster(1958)。临床上对右利手病将电极放置在右侧非优势半球，可大大缩短治疗后精神恍惚的时间，记忆也不受影响。之后，不少学者用此法研究优势半球和非优势半球的机能影响。
七、速视器半边视野刺激法
速视器半边视野刺激法(tachistoscopic visual half-field technique)是1952年Mishkin和Forgays 依据人的视觉系统的解剖生理特点，在不切断大脑胼胝体连合纤维即大脑机能完整的情况下，用速视器技术向人的半边视野呈现刺激物，将时间传至一侧半球，以研究左、右半球的不同机能的一种技术。此技术操作简便，只要时间控制精确，可在无伤害条件下，研究正常人或病人一侧半球对信号刺激物的反应，因而成为神经心理学中一项被广泛采用的研究技术。
八、双听技术
虽然听觉纤维自一耳投射至两侧半球皮层，但主要投射到对侧，在同时双听技术(dichotic listening technique)下到同侧半球听纤维的机能往往被掩蔽。B.E.Broadbent建立的并由D.Kimura修订的“同时给人的两耳呈现不同的声音信息的技术”，发现将不同的语音(词、数字)同时输送给两耳，被试者往往能比较准确地说出右耳所听到的词；如果同时输送不同的乐调，则被试者往往说出左耳听到的乐调。可利用此技术检查左、右两半球各自的功能。
九、正电子闪射脑扫描
正电子闪射脑扫描(positrum emission tomograph,PET)是利用放射性同位素葡萄糖H3探测脑细胞的活动情况，用电子计算机控制的三维摄影机扫描，显示人在某种思维活动中同位素在脑内相应区域的分布图。
十、神经心理学测验
临床神经心理学家将在传统心理学中常用的基本心理能力如感知、注意、记忆、思维、语言和智力等测验移植过来并加以修订，用来研究大脑左、右半球在完整或损伤条件下所表现的差异，并可作为大脑某些疾病的诊断和治疗依据。这些神经心理的测验技术已成为神经病学临床检查的重要方法之一。
临床常用的神经心理学检查方法请参看 第二篇第十四章。
校对时间：00-09-19 15:18:1420 Mar 2001 21:17:21 +0800 陈卫