大腦皮層是調(diào)節(jié)軀體運(yùn)動或者說控制軀體運(yùn)動的最高級中樞。
是覆蓋在大腦半球表面的一層灰質(zhì)結(jié)構(gòu)。
在認(rèn)知、情感、感覺和運(yùn)動等眾多復(fù)雜的腦功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
大腦皮層位于端腦的表面,覆蓋著大腦半球的大部分區(qū)域,包括額葉、頂葉、顳葉和枕葉等各個腦葉的表面部分。
大腦皮層分為神經(jīng)元分層、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等。
大腦皮層從外到內(nèi)可以分為6層,分別是分子層、外顆粒層、外錐體細(xì)胞層、內(nèi)顆粒層、內(nèi)錐體細(xì)胞層和多形細(xì)胞層。各層神經(jīng)元的形態(tài)、大小和連接方式有所不同,這種分層結(jié)構(gòu)有助于信息的有序處理。例如,外錐體細(xì)胞層主要負(fù)責(zé)傳出信息,而內(nèi)顆粒層主要參與信息的整合。
在大腦皮層中還存在大量的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,它們?yōu)樯窠?jīng)元提供支持、營養(yǎng)、絕緣等多種功能,維持大腦皮層的正常生理環(huán)境。
大腦皮層具有感覺功能、運(yùn)動功能、認(rèn)知功能、情感和社會行為功能等。
軀體感覺
位于頂葉的軀體感覺皮層能夠接收來自身體各部位的感覺信息,包括觸覺、痛覺、溫度覺等,并對這些信息進(jìn)行精細(xì)的分析和定位。例如,當(dāng)我們用手觸摸一個物體時,手部皮膚的感受器將觸覺信息通過神經(jīng)傳導(dǎo)通路傳遞到大腦皮層的軀體感覺區(qū),從而使我們能夠感知物體的質(zhì)地、形狀等特性。
視覺
枕葉的視覺皮層主要負(fù)責(zé)處理視覺信息,如對顏色、形狀、運(yùn)動方向等視覺特征進(jìn)行識別和分析。當(dāng)光線進(jìn)入眼睛后,視網(wǎng)膜上的光感受器將光信號轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動,經(jīng)過視神經(jīng)等傳導(dǎo)通路傳遞到大腦皮層的視覺區(qū),使我們能夠看到周圍的世界。
聽覺
顳葉的聽覺皮層負(fù)責(zé)處理聽覺信息,對聲音的頻率、強(qiáng)度、音色以及聲音的來源方向等進(jìn)行感知和辨別。例如,當(dāng)我們聽到一段音樂時,耳部的感受器將聲音信號轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動,傳至大腦皮層的聽覺區(qū),使我們能夠欣賞音樂的旋律和節(jié)奏。
隨意運(yùn)動控制
額葉的運(yùn)動皮層主要負(fù)責(zé)發(fā)起和控制隨意運(yùn)動。它通過神經(jīng)纖維與脊髓和腦干的運(yùn)動神經(jīng)元相連,將運(yùn)動指令傳遞到肌肉,使我們能夠完成各種復(fù)雜的動作,如寫字、跳舞、跑步等。
語言
主要涉及布洛卡區(qū)位于額葉和韋尼克區(qū)位于顳葉。布洛卡區(qū)主要與語言的產(chǎn)生有關(guān),韋尼克區(qū)主要參與語言的理解。當(dāng)我們說話時,布洛卡區(qū)產(chǎn)生語言的運(yùn)動指令,通過神經(jīng)傳導(dǎo)控制口腔、喉部等肌肉的運(yùn)動;而在理解他人講話時,聽覺信息在韋尼克區(qū)進(jìn)行分析和理解。
記憶
大腦皮層的多個區(qū)域參與記憶的形成、存儲和提取過程。海馬體(位于內(nèi)側(cè)顳葉)在記憶的鞏固過程中起到關(guān)鍵作用,它與大腦皮層的廣泛聯(lián)系有助于將短期記憶轉(zhuǎn)化為長期記憶。例如,當(dāng)我們學(xué)習(xí)新知識時,大腦皮層的感覺區(qū)接收信息,然后通過與海馬體的相互作用,將這些信息整合存儲到大腦皮層的相應(yīng)區(qū)域,以便日后提取。
注意力
大腦皮層能夠調(diào)節(jié)注意力的指向和集中程度。例如,當(dāng)我們在嘈雜的環(huán)境中專注于某一聲音時,大腦皮層會通過調(diào)節(jié)神經(jīng)活動,使聽覺皮層對目標(biāo)聲音的反應(yīng)增強(qiáng),而對其他無關(guān)聲音的反應(yīng)減弱。
大腦皮層與邊緣系統(tǒng)相互協(xié)作,參與情緒的調(diào)節(jié)和表達(dá)。例如,額葉在情緒的控制和社會行為規(guī)范方面發(fā)揮重要作用。當(dāng)我們抑制憤怒情緒或者遵守社會禮儀時,額葉的部分區(qū)域會參與其中。
如深海魚類、核桃等。Omega-3脂肪酸有助于大腦皮層神經(jīng)元細(xì)胞膜的構(gòu)建和維護(hù),能夠改善大腦的認(rèn)知功能,增強(qiáng)記憶力和注意力。藍(lán)莓、菠菜等富含抗氧化劑的食物可以清除大腦皮層中的自由基,減少氧化應(yīng)激對神經(jīng)元的損傷。自由基會干擾神經(jīng)元的正常代謝和信號傳遞,抗氧化食物能夠在一定程度上預(yù)防大腦皮層功能的衰退。谷物、肉類、豆類等食物含有豐富的B族維生素,它們在大腦皮層的神經(jīng)遞質(zhì)合成過程中發(fā)揮重要作用。例如,維生素B6、B12和葉酸參與合成多巴胺、血清素等神經(jīng)遞質(zhì),這些神經(jīng)遞質(zhì)對于情緒調(diào)節(jié)、認(rèn)知功能等都非常重要。
像跑步、游泳、騎自行車這類有氧運(yùn)動可以增加大腦皮層的血液供應(yīng),為神經(jīng)元提供充足的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)。同時,有氧運(yùn)動還能刺激大腦分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子,如腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子,促進(jìn)大腦皮層神經(jīng)元的生長和修復(fù)。學(xué)習(xí)新的運(yùn)動技能,如舞蹈、瑜伽、武術(shù)等,能夠刺激大腦皮層的多個區(qū)域,包括運(yùn)動皮層、感覺皮層和認(rèn)知相關(guān)區(qū)域。這有助于提高大腦皮層的可塑性,增強(qiáng)大腦的協(xié)調(diào)性和靈活性。
睡眠是大腦皮層進(jìn)行自我修復(fù)和信息整合的重要時段。在睡眠過程中,大腦皮層會清除代謝廢物,鞏固記憶。缺乏充足的睡眠會導(dǎo)致大腦皮層功能紊亂,影響認(rèn)知、情緒和運(yùn)動等功能。長期的高壓力狀態(tài)會對大腦皮層產(chǎn)生負(fù)面影響,如導(dǎo)致皮質(zhì)醇水平升高,損害神經(jīng)元??梢酝ㄟ^冥想、深呼吸等放松技巧來減輕壓力,維護(hù)大腦皮層的健康。
正常大腦皮層表面呈現(xiàn)出許多褶皺,這些褶皺包括隆起的腦回和凹陷的腦溝。腦回和腦溝的存在大大增加了大腦皮層的表面積,使得有限的顱腔內(nèi)能夠容納更多的神經(jīng)元,從而提高了大腦的信息處理能力。
正常大腦皮層
正常情況下,大腦皮層的厚度、神經(jīng)元密度、分層結(jié)構(gòu)以及神經(jīng)元之間的連接等都處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。各個腦區(qū)之間能夠協(xié)同工作,有效地完成感覺、運(yùn)動、認(rèn)知等多種功能。
異常大腦皮層
可能出現(xiàn)皮層厚度改變?nèi)缭龊窕蜃儽?、神?jīng)元丟失、神經(jīng)元排列紊亂、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生或減少等情況。這些異??梢允窍忍煨缘模缒承┻z傳性腦疾病導(dǎo)致的大腦皮層發(fā)育異常;也可以是后天因素引起的,如腦外傷、腦血管疾病、腦部感染等。
大腦皮層的異常癥狀有認(rèn)知障礙、運(yùn)動障礙、感覺異常、情緒和行為異常等。
當(dāng)大腦皮層異常時,可能出現(xiàn)記憶力減退、注意力不集中、語言障礙如失語癥、學(xué)習(xí)能力下降等認(rèn)知方面的癥狀。例如,在阿爾茨海默病患者中,大腦皮層特別是海馬體和顳葉等區(qū)域的神經(jīng)元大量丟失,導(dǎo)致嚴(yán)重的記憶障礙。
包括肌肉無力、運(yùn)動不協(xié)調(diào)、震顫等。如果額葉的運(yùn)動皮層或者其與下級運(yùn)動中樞的連接受損,可能會出現(xiàn)肢體運(yùn)動失控的情況,如帕金森病患者由于大腦皮層-基底節(jié)通路的病變,出現(xiàn)手部震顫、肢體僵硬等運(yùn)動癥狀。
如感覺減退對觸覺、痛覺等感覺不敏感或感覺過敏對輕微的刺激產(chǎn)生過度強(qiáng)烈的感覺反應(yīng)。當(dāng)頂葉的軀體感覺皮層出現(xiàn)病變時,可能會導(dǎo)致身體相應(yīng)部位的感覺異常。
可能表現(xiàn)為情緒低落、焦慮、易怒、沖動行為等。例如,額葉損傷可能導(dǎo)致人格改變和情緒控制障礙。
影響大腦皮層的因素有遺傳因素、環(huán)境因素、生活方式因素等?! ?/p>
基因的突變或異常表達(dá)可能影響大腦皮層的發(fā)育和功能。例如,一些遺傳性神經(jīng)退行性疾病,如亨廷頓病,是由特定基因缺陷引起的,這些基因的異常會導(dǎo)致大腦皮層神經(jīng)元的變性死亡。
毒素暴露
長期接觸重金屬如鉛、汞等、有機(jī)溶劑等有毒物質(zhì),可能損害大腦皮層神經(jīng)元。這些毒素可以通過血液循環(huán)進(jìn)入大腦,干擾神經(jīng)元的代謝過程,破壞神經(jīng)元細(xì)胞膜或者影響神經(jīng)遞質(zhì)的平衡。
腦部感染
病毒如單純皰疹病毒、細(xì)菌如腦膜炎雙球菌、真菌等病原體感染腦部,可能引起大腦皮層的炎癥反應(yīng),對神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞造成損傷。
頭部外傷
嚴(yán)重的頭部撞擊等外傷可能直接損傷大腦皮層,導(dǎo)致腦挫傷、腦出血等病變,進(jìn)而影響大腦皮層的正常功能。
如長期酗酒、吸煙、缺乏運(yùn)動、睡眠不足等不良生活方式,會對大腦皮層產(chǎn)生不良影響。酗酒會影響大腦皮層的代謝和神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng),吸煙中的尼古丁等有害物質(zhì)會減少大腦皮層的血液供應(yīng),而缺乏運(yùn)動和睡眠不足會影響大腦皮層的自我修復(fù)和功能維持。
可以通過簡單的記憶測試,如回憶一串?dāng)?shù)字或者物品清單;注意力測試,如在規(guī)定時間內(nèi)完成數(shù)字搜索任務(wù)等方式來初步評估大腦皮層的認(rèn)知功能。觀察自己的肢體協(xié)調(diào)性,如能否順利完成雙手交替動作如左手握拳、右手伸展,然后交替進(jìn)行、單腳站立的時間等來判斷運(yùn)動功能是否正常。
大腦皮層的常用檢查有體格檢查、影像學(xué)檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查、其他檢查等?!?/p>
醫(yī)生會檢查反射如膝跳反射、跟腱反射等、肌肉力量、感覺等方面。異常的反射、肌肉無力或者感覺異??赡芴崾敬竽X皮層或者其傳導(dǎo)通路出現(xiàn)問題。例如,一側(cè)肢體的淺感覺減退可能提示對側(cè)大腦皮層軀體感覺區(qū)或者其感覺傳導(dǎo)通路的病變。
磁共振成像(MRI)
能夠清晰地顯示大腦皮層的結(jié)構(gòu),包括腦回、腦溝的形態(tài),皮層厚度等??梢园l(fā)現(xiàn)大腦皮層的發(fā)育異常、腫瘤、腦梗死、腦出血等病變。例如,在多發(fā)性硬化患者中,MRI可以顯示大腦皮層白質(zhì)內(nèi)的脫髓鞘斑塊。
計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)
對檢測大腦皮層的出血、骨折等病變有較高的價值。在頭部外傷患者中,CT能夠快速發(fā)現(xiàn)顱骨骨折以及大腦皮層周圍的血腫情況。
血液檢查
可以檢測血液中的一些標(biāo)志物,如炎癥標(biāo)志物如白細(xì)胞計(jì)數(shù)、C-反應(yīng)蛋白等,在腦部感染時這些指標(biāo)可能升高;還可以檢測神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)代謝產(chǎn)物的水平,如血清中多巴胺代謝產(chǎn)物高香草酸(HVA)的含量,有助于了解大腦皮層神經(jīng)遞質(zhì)的代謝情況。
腦脊液檢查
通過腰椎穿刺獲取腦脊液,檢查其中的細(xì)胞成分(如是否有炎性細(xì)胞)、蛋白質(zhì)含量、葡萄糖含量等。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染或者某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病(如吉蘭-巴雷綜合征)時,腦脊液的成分會發(fā)生改變。
腦電圖(EEG)
可以記錄大腦皮層的電活動,對于診斷癲癇等大腦皮層神經(jīng)元異常放電的疾病有重要價值。在癲癇發(fā)作時,腦電圖會出現(xiàn)特征性的癲癇樣放電波形,如棘波、尖波等。
腦磁圖(MEG)
通過檢測大腦皮層神經(jīng)元活動產(chǎn)生的磁場,能夠提供大腦皮層功能活動的信息,在癲癇病灶定位、認(rèn)知功能研究等方面有一定的應(yīng)用。