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洛嘉通过对尸体脑部的刻苦钻研，发现失语症（不能说话，或不能
听懂语言）患者往往是左大脑某一特定部位受到过损伤，这一区域
因此被称做白洛嘉氏脑回。
接着，在
1870年，两位德国科学家弗里茨和希齐格开始详细
分析脑子各部位的管理功能，他们采取的办法是刺激脑子的各个
部位并观察这些刺激会引起哪些肌肉的反应。半个世纪以后，瑞
士生理学家
W。 R。赫斯大大改进了这种研究技术，使之更加精巧，
他因此获得了
1949年的诺贝尔医学与生理学奖。
通过这种方法，人们发现大脑皮质中某一特定的带状区域集
中负责向全身各随意肌发出运动的信号。于是这一带状区域便被
称为运动区。这个区域似乎与身体各部位间有着一种大致反向的
联系。运动区最上面的部位靠近大脑顶部，并负责控制腿最下部
的动作。如果从上到下逐渐刺激运动区，则腿上部、接着是躯干
部、臂、手，最后是颈部和头部的肌肉会逐渐有所反应。
运动区后面的一块脑皮质区负责接收多种感觉信号，并被称
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为感觉区。和运动区的情况一样，大脑皮质中的感觉区似乎也能
分成与身体各部位有反向关系的许多区段。脚部的感觉由感觉区
的顶部接收，从感觉区顶部向下的各个部位依次负责腿部、臀部、
躯干、颈部、臂、手以及手指的感觉，直到感觉区的最下部负责舌的
感觉。感觉区负责唇、舌和手的部位在感觉区所占的比例比起这
些器官在人体中所占的比例要大，这一点也是人们早就意料到的。
除去运动区、感觉区以及主要负责接收从主要感觉器官如眼、
耳等传来的印象的大脑皮质区域，还有一大部分大脑皮质没有任
何确定的和明显的功能。
正是由于大部分大脑皮质没有明显的任务，才出现了有关一
个人“只用了他
1/5的脑子”的说法。这种说法当然是不正确的，我
们充其量只能说人脑只有
1/5的部分具有明显的功能。如果一家
建筑公司在建造一座摩天大楼时只派出
1/5的雇员去竖起钢梁、埋
设电缆、运送设备等等，我们很可能会以为该公司仅有
1/5的人在
工作。这种假定忽略了经理、秘书、档案员、监督员等等。同样地，
脑子的主要部分也是从事一些我们可以称为白领工作的活动，包
括汇集并分析感觉数据，决定对哪些可以不予理会，对哪些需要有
所反应以及具体该做什么反应等等。大脑皮质里有一些不同的联
合区——有的用来处理听觉，有的用来处理视觉，还有的用来做其
他事情。
在考虑过所有这些联合区以后，大脑中还剩下一个区域。这
个区域没有特定的或容易解释的功能，叫做额前叶。由于没有明
显的功能，所以有时也被称为哑区。为治疗脑瘤而进行的大面积
切除额前叶的手术一般不会给患者带来任何特别重大的影响；然
而额前叶肯定不会仅仅是一团无用的神经组织。
人们甚至可以设想额前叶是脑中最重要的部分，因为在人类
神经系统的发展过程中，各种复杂结构一直是在脑的前端不断积
第十七章 头 脑
第十七章 头 脑
累着。这样额前叶很可能是脑中最新进化出来的区域，也就是脑
中最具人类特点的区域。
到了
20世纪
30年代，葡萄牙的外科医生莫尼兹想到，当一个
精神病患者已是山穷水尽的时候，采取切断其额前叶与脑子其他
部位联系的办法可能会对他有所帮助。这样做了以后，患者可能
会失去他以前积累的一部分心理联系（看起来这些心理联系是他
患病的因素），并利用他剩下的那部分脑子重新开始更好的生活。
这项手术称做额前叶切断术，首次临床实践是在
1935年；在一些
应用实例中，它似乎确实对患者有所帮助。莫尼兹因在这方面的
工作与
W。 R。赫斯分享了
1949年的诺贝尔医学与生理学奖。但
是，这项手术从未得到广泛的应用，而且现在更是很少有人愿意
做。在很多情况下，用这个办法治疗还不如不治。
大脑实际上分成两个大脑半球。两个半球间由一段坚韧的白
质桥梁联结起来，这段白质叫做胼胝体。在功效上，两个半球是两
个单独的器官，它们通过胼胝体中的神经纤维达到步调一致。这
些神经纤维穿过胼胝体并负责协调两个半球。但是，两个半球本
身依然具备独立行动的能力。
这情况有些像我们的眼睛。在正常情况下，我们的双眼协调
一致地工作。但如果失去了一只眼睛，剩下的一只依然能满足我
们的需要。同样地，切除实验动物的一个大脑半球并不会使它陷
入无脑状态，它的另一个大脑半球会学会独自继续工作下去。
一般来说，每一个大脑半球大体上负责控制身体的一侧：左大
脑半球负责右半边身体，右大脑半球负责左半边身体。如果不损
坏两个大脑半球而切断胼胝体，协调会受到破坏。这时身体两半
边受到两个半球大体上相互独立的控制。可以说这样就会出现所
谓双脑的情况。
有人用猴子做这种实验，并进而对其视神经进行手术以确保
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每只眼睛仅与一侧的大脑半球相连。做过这种处理以后，人们可
以分别训练每只眼睛做特定的事情。比方说，人们可以通过训练
让猴子记住圆圈上加个十字是有食物的记号。如果在训练期间蒙
上猴子的右眼，那么只有左眼能用来通过这种记号寻找食物。如
果此时遮上左眼，放开右眼，猴子会完全不记得训练的过程而只能
用试探摸索的办法寻找食物。如果分别对两眼做相互矛盾的训
练，然后将它们打开，猴子会交替做两种事情，这时它的两个大脑
半球彬彬有礼地轮流值班。
当然，在任何这类“一国两君”的情况下都会有出现矛盾和混
乱的危险。为避免这种危险，在两侧大脑半球正常地联接在一起
时，往往有一侧的大脑半球（对人类成员来说几乎总是左侧半球）
占支配地位。例如，控制语言的白洛嘉氏脑回就在左半球内。知
识区是一个全面的联合区，它在脑中起一种类似最高上诉法院之
类的作用；它也在左半球内。由于大脑左半球负责控制身体右侧
的运动功能，所以大多数人自然惯用右手，这一点毫不奇怪（即使
是惯用左手的人也大都是左侧大脑半球占支配地位）。如果左右
两侧大脑半球谁也不占有明确的支配地位，则会出现两手均运用
自如的情况，而不是明确的惯用左手或惯用右手。这种情况往往
伴有语言障碍，或者还可能有双手动作笨拙不灵的毛病。
近年来流行这样的假设，即脑部两个半球有不同的思考方式。
显然是控制语言的左半球在思考时具有逻辑性、数学性，一步一步
地推导。而右半球则善于直觉、艺术构思和整体思维。
大脑并不是脑的全部。在大脑皮层的下面还埋藏着其他一些
灰质区。这些区域称做基底神经节，其中包括一块称做丘脑的区
域。丘脑（见图
17…2）是各种感觉的接收中心，比较剧烈的感
觉——如疼痛、极热或极冷、或是猛烈的接触——会被过滤掉。而
来自肌肉的比较柔和的感觉——如轻柔的接触和适度的温度——
第十七章 头 脑
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则会通过丘脑传到大脑皮质的感觉区去。就好像可以把柔和的感
觉信号托付给皮质，在那里它们能够得到审慎的考虑。经过一段
或长或短的考虑时间后，皮质会发出反应的信号。但是，对剧烈的
感觉必须迅速做出反应，没有时间考虑。这类感觉大体上是由丘
脑自动处理的。
丘脑下面是下丘脑，它是控制身体用的各种设施的中心。身
体的食欲中枢就在下丘脑内，在本书第十五章里提到过食欲中枢
是控制食欲的；身体的温度控制机构也在下丘脑内。另外，脑对脑
下垂体的工作至少能施加一些影响，而这也是通过下丘脑进行的
（见第十五章）；这正好表明，通过这种方式身体的神经控制机构和
化学控制机构（激素）可以联合起来形成一个总的监控势力。
1954年，生理学家
J。 奥尔兹发现了下丘脑的另一个相当惊人
的功能。当下丘脑中的某一区域受到刺激时，似乎能引起一种强
烈的快感。如果在一只大白鼠的快感中枢里植入一只电极并使大
白鼠自己能够激发这只电极，大白鼠将会以每小时
8 000次的频
率连续激发电极，每次持续许多小时甚至许多天，不进食、不交配、
不睡觉。显然，生活中一切美好的事情之所以合心合意都是因为
它们能对快感中枢引起刺激。如果能对快感中枢直接进行刺激则
一切其他事情都变得没有意思了。
下丘脑内还有一个区域与清醒…睡眠周期有关，因为如果动物
的这个区域部分受损会引起类似睡眠的状态。目前尚未弄清下丘
脑是通过什么机制完成它这项功能的。有一种理论认为，它向大
脑皮质发出信号，而皮质接到信号后再发回来，如此两者互相刺
激。经过一段持续的清醒以后，两者间会变得不协调，信号的振荡
变得不均匀，这时产生睡意。一个剧烈的刺激（强烈的噪声，持续
摇动睡觉人的肩膀，或是一个连续的噪声突然中断等）会使人醒
来。如果没有这类刺激，下丘脑和皮质间的协调最终会逐渐恢复、
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而睡眠会自动停止。也可能睡眠会变得很浅，以至于周围环境中
无处不在的很普通的刺激也足以使人醒来。
睡眠过程中，人会做梦。梦是由一些大体上与现实脱离的感
觉材料组成的。做梦似乎是一种普遍的现象。那些自称睡觉时没
有做梦的人只不过是没能记住他们所做的梦罢了。美国生理学家
德门特在
1952年研究人的睡眠期间，注意到了在睡眠中有眼球快
速移动的阶段。这种眼球快速移动有时会持续许多分钟（快速眼
动睡眠）。在快速眼动睡眠期间，人的呼吸、心跳和血压都上升到
清醒时的水平。这种睡眠状态大约占总睡眠时间的
1/4。如果在
快速眼动睡眠期间将睡眠者叫醒，他一般都会说刚才他正在做梦。
另外，如果一个人总是在快速眼动睡眠期间被吵醒，他就会逐渐开
始出现心理紊乱的症状。如果睡眠连续多夜受到干扰，则他心理
紊乱的时间会成倍增加，就像是要补回失去的做梦时间一样。
这样看来，做梦对于脑的工作有重要功能。有人认为，脑在做
梦时一一整理白天发生的事情，将不重要的和重复性的东西除去，
以免这些东西把脑子搞乱并降低脑子的工作效率。睡眠时间最适
于完成这种工作，因为这时脑子不用去执行清醒时所承担的许多
任务。如果由于中途被打断而没能完成这项工作，则有可能阻塞
脑子的正常运转，以至于脑子在不睡眠时也要试图进行清理工作，
结果产生幻觉（也可以说就是醒着做梦）和其他不适的症状。自
然，人们很可能会想到也许这正是睡眠的主要原因，因为从睡眠中
得到的肉体上的休息几乎都可以通过在清醒状态下安静地歇着的
方法来获得。甚至婴儿也有快速眼动睡眠。虽然婴儿想来不会有
什么梦可做，他们还是有一半的睡眠时间是花在快速眼动睡眠上。
快速眼动睡眠可能对神经系统的发育有所帮助。（除人类以外，在
其他的哺乳动物中也曾观察到快速眼动睡眠的现象。）
第十七章 头 脑
第十七章 头 脑
脊髓
大脑下面是尺寸较小的小脑（也分成两个小脑半球）和脑干，
脑干向下逐渐变细并平滑过渡到脊髓。脊髓在脊柱的空心中向下
延伸，共长约
460毫米。
脊髓是由中间的灰质和它周围的白质所组成的；它上面连结
着一系列的神经。这些神经大都与内脏有关——如心脏、肺、消化
系统等等，这类内脏器官大体上都不受随意控制。
通常，如果由于疾病或创伤脊髓被切断，则处在截断的那一段
脊髓以下的身体部分可以说就失去联络了。这部分身体不再有知
觉，而且还会瘫痪。如果脊髓在颈部断开，则会引起死亡。因为此
时胸部瘫痪，肺部停止活动。正是由于这个原因，脖子断了人就会
死；也是由于这个原因，绞刑成了一种快速致死的刑法。致死的原
因是脊髓断了，而不是骨折。
中枢神经系统由大脑、小脑、脑干和脊髓组成，它的整个结构
严密协调。脊髓的白质由成束的神经纤维组成，这些神经纤维束
从上到下贯穿整个脊髓，将全部脊髓联成一个整体。从脑子向下
传导神经脉冲的纤维束称做下行纤维束，而负责将神经脉冲向上
传到脑子的纤维束则称做上行纤维束。
1964年，克利夫兰都市综合医院的研究专家们报告说，他们
将恒河猴的脑与身体其他部分分离开，然后设法使分离下来的猴
脑独立存活最长达
18个小时之久。这样，通过比较进入分离下来
的脑血管的营养液体和从脑血管中流出的液体，就有可能详细而
具体地研究脑的新陈代谢。
1965年，研究专家们将狗头移植到其他狗的脖子上，接上血
管，使移植来的狗头能接受寄主的血液供应。这样移植的狗头中
的脑子，最长的存活并持续工作了两天。到了
1966年，专家们又
将狗脑冷冻使其温度降到接近冰点，然后再使它们恢复到明确显
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示正常的化学活性和电活性的地步。显然，脑子不像一般人所想
象的那么脆弱。
神经活动
由神经连结在一起的不仅仅是中枢神经系统的各个部分，整
个身体都通过这种方式受该系统的控制。神经在肌肉、腺体和皮
肤中纵横交错；甚至连齿髓里面也有神经（每次牙痛都提醒我们这
一点）。古时候人们就已经观察到神经了，但是它们的结构和功能
却一直为人们所误解。人们一直以为它们是中空的，功能是作为
一种微妙的流体的通道，这种看法一直持续到近代。加伦所创立
的相当复杂的理论认为，人体中共有三种各不相同的流体，分别在
静脉、动脉和神经中流动。神经中的流体一般称做元气（或血气），
它是三种流体中最纯净的一种。伽伐尼发现可以用放电的方法刺
激神经和肌肉，这一发现为以后的一系列研究奠定了基础。这些
研究最终证明了神经活动与电有关——电可真是一种微妙的流
体，比加伦所想象的还要微妙得多。
在
19世纪初，德国生理学家
J。 P。弥勒第一个进行了有关神
经作用的具体研究。他的诸多贡献包括证明不论刺激的性质如
何，感觉神经总是制造出它们自己专管的感觉信号。这样，不论刺
激是来自实际光源还是来自对眼睛的一记机械击打，视神经都会
记录下一道闪光。（眼睛被击打后，人会感到“眼冒金星”。）这就是
说我们和外界之间的联系根本不是与现实的直接接触，而是通过
一些特化的刺激完成的。我们的脑子在一般情况下对这些刺激会
做出有用的解释，但也有可能对它们做出无用的解释。
第十七章 头 脑
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对神经的研究在
1873年有了重大的进展。当时意大利生理
学家戈尔吉发明了一种含有银盐的细胞染色剂。这种染色剂很适
合与神经细胞反应，因而能清晰展示神经细胞的细微结构。通过
这种方式，他观察到神经是由单独的、分立的细胞所组成的。一个
细胞的突起可能会非常接近另一个细胞的突起，但是它们并不完
全融合在一起。在它们之间还有突触的微小间隔。这样，戈尔吉
的观察证实了德国解剖学家瓦尔德尔有关整个神经系统都是由诸
多单独的神经细胞或神经元所组成的主张（这一主张称做神经元
学说）。
但是，戈尔吉本人并不赞成神经元学说。进一步证实这个学
说的工作是由西班牙神经病学家拉蒙…卡哈尔完成的。
1889年，
拉蒙…卡哈尔采用一种改进的戈尔吉染色剂搞清了脑和脊髓中灰
质细胞之间的联系，并完全建立了神经元学说，虽然戈尔吉和拉
蒙…卡哈尔对于各人发现中的一些细节问题互有争论，他们还是因
各自的贡献分享了
1906年的诺贝尔医学与生理学奖。
这些神经组成了两个系统，即交感神经系统和副交感神经系
统。（这些名词来源于很早以前加伦半神话的模糊概念）。这两个
系统几乎对所有内脏器官都有影响，并对这些器官起着截然相反
的作用。例如，交感神经的作用使心跳加快，而副交感神经则使之
变缓；交感神经使消化液分泌减慢，而副交感神经则刺激消化液的
分泌，等等。这样，脊髓和脑部大脑以下的部分一道自动地调节各
器官的工作。英国生理学家
J。 N。 兰利在
19世纪
90年代详细研
究了这一套不随意的调节系统，并将其命名为自主神经系统。
反射作用
19世纪
30年代，英国生理学家
M。 霍尔对另外一种行为进行
了研究。这种行为表面上看来有随意的方面，但最终证明实际上
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是相当不随意的。当你的手不慎碰到一个烫的东西时，会马上缩
回来，如果这种灼热的感觉必须送到脑部，在那里经过思考和解
释，然后才能向手发出适当的命令，那么当手收到这个命令时恐怕
已被烧得很惨了。不会思考的脊髓能完全自动地处理这个问题，
这就快得多了。霍尔第一个将这种过程称做反射。
反射是由两个或更多的神经协调完成的，这些神经形成了一
个反射弧（图 17…3）。最简单的反射弧由两个神经元组成：一个
是感觉神经元（它将感觉信号传到神经中枢里某个反射中枢那里，
一般来说反射中枢大都分布在脊髓中）；另一个是运动神经元（其
作用是从中枢神经系统向外传递运动的指令）。这两个神经元有
可能是通过一个或多个中间神经元连接起