关于大脑工作模式的猜想

经过前面的阅读，大家已经具备了关于神经系统进化、解剖、生理、发育方面的基本知识，我们可以开始对脑的工作模式进行猜想了。有人会说还没有具备关于神经系统的分子生物方面的知识以及更微观的知识，这个我们不需要深究，那是科学家们的专业知识范围了。我们更应该从宏观的角度进行思索，假设脑的更为宏观的工作模型，以便于理解有关脑的各种我们已经熟知的生理功能。

一、信息的收集

我们的脑首先是一个应对人体更加适应环境、以利生存的进化结构。本书再来回顾一下脑的发生，这个脑泡可以分为四个部分：前脑、中脑、后脑、末脑，前脑分化为大脑、间脑，而后脑又分化为脑桥、小脑，继续看看皮质的分化，属于原皮质的海马、齿状回最后位居大脑的底部内侧，而相对原皮质较新的旧皮质最后定居于原皮质的外围，当然在旧皮质的基础上，在其广大的外围空间覆盖的就是新皮质，而在新皮质中最新的部分——前额叶皮质，又在原有的新皮质的基础上继续向外围扩张。同样的故事也发生在小脑，小脑的皮质可以分为三部分，原小脑——位于小脑蚓附近，从这里开始向外周扩张，形成了旧小脑，而在旧小脑的外围向上、向后、向两侧又形成更为庞大的新小脑皮质。同时，在脑皮质细胞的发生和迁移过程中也是以原皮质→旧皮质→新皮质的时间顺序产生的。而在整个中枢神经系统，从下至上，脊髓→脑干→间脑→大脑；脊髓→脑干→小脑，也是这两条进化路径在重复演绎着神经系统的生物进化历程。

由于以上的原因，美国的脑科学家戴维·林登博士，在《进化的大脑：赋予我们爱情、记忆和美梦》一书中提出自己的观点：“大脑犹如一个甜筒冰淇淋(而你是最上面的一勺冰淇淋)”。在进化过程中，更高级的功能的增加，就像甜筒顶部又加了一勺冰淇淋，而下面的冰淇淋还留在原处，基本没有改变。也因为这种方式，我们人类的脑干、小脑和中脑与青蛙的这些结构并没有多大的区别。只是青蛙增加的仅仅是最基本的高级区域(不会多于1勺)。对于人和大鼠(2勺)来说，所有这些结构以及下丘脑、丘脑，还有边缘系统，并没有很大区别，只是大鼠的皮层小且简单，而人除了具有这些结构之外，还拥有巨大而精细的皮层(3勺)。当更高级的功能加入时，并不会使整个大脑结构重新组装；新的一勺冰淇淋只是加在了甜筒的顶部。因此，在精确拼装的潮流中，我们的大脑还保留着进化过程中的功能性残留区域，如中脑视觉中枢。在此书中作者列举了大量例证来证明这样一个观点：大脑类似一台进化拼装的组装电脑。我们该如何看待大脑是一个进化拼装产物的观点呢?可以把大脑看做一座城市。城市根据发展的需要，在城市的原有区域周缘开始新的建设，随着新的区域建设成功，又根据发展中的新需求，继续在新区的外围进行最新区域的建设。似此类推，旧的区域并没有丢去，新的区域不断扩建，城市越来越大(脑的体积同样不断增长)。随着城市不断地增大，功能越来越多，交通网络越来越复杂，城市中枢区域不断的迁移(从旧的区域不断向新的区域迁移)。新区域与旧区域不断进行整合，旧区域可能保有其原先的部分功能，而大部分主要的功能都将转移到新的城区。如此，我们可得出这样一个推论，大脑是进化的产物，但大脑绝对不是简单的拼接组装，而是在不断扩张过程中不断进行整合，而一些重要的、新的功能区就迁移到新的脑区，然后新的脑区除了完善本脑区的功能整合外，还加强与旧脑区之间的整合联系。因此，笔者认为：“人脑是在进化的过程中，由于新功能的需要，不断扩张不断整合的产物。”

由于人类的大脑经过不断的进化，不再仅仅是通过对外界环境的感知，进行与之相适应的调节，促使自身被动的适应环境，以此获得生存的机会，而是将更多的功能用于认识自然，了解自然，并最终改造自然环境。所以，大脑需要更完备的信息采集系统。从前面的章节中可以看到，在新的大脑皮层上，有很大的区域都是信息的采集区，第一躯体感觉区、视区、听区、嗅区、味区、平衡区，这些区域经过自己的途径收集与之相关的信息，并加以初步的融合整理。这些区域与分布在外周的感受器之间都应该存在相当精确的点对点的投射关系。让我们回过头来看看它们是怎样进行精确联系的。

威尔德·潘菲尔德(Wilder Penfield)是出生于美国华盛顿州的加拿大神经外科学家。在20世纪30—50年代，他和外科医生、神经病理学家合作，其中主要是与著名的神经生理学家、脑电图学家贾斯珀(Jasper)合作，出于诊断和治疗目的，同时也为了进行人类大脑的临床实验研究，用电刺激人类大脑皮层，记录脑电图，让患者报告其主观感受并观察患者的行为表现，获得了大脑皮层功能定位方面极有价值的认识。潘菲尔德先后分析了一千多名癫痫患者，最后绘制了著名的“小人图”(图3-22)。

图3-22　潘菲尔德绘制的第1躯体感觉区投射小人图

潘菲尔德用电刺激患者，如果有反应，就在裸露的大脑表面贴上标签，根据标签与患者的感觉、运动、语言等对应。接下来我们来看一例潘菲尔德的实验记录：

在病例G.C.中，受到刺激的一些阳性反应被记录下来(图3-23)。

图3-23　病例G.C.有阳性刺激结果的点用数字标记

(A、B两点在脑电图上显示异常，在这两点之间发现有小肿瘤)

4(1V)——麻刺感，左腿上部。

7(1V)——病人说：“我左侧手和臂收缩。”(双引号内文字为患者原话，以下同此)病人的手合拢，前臂旋前。

8(1V)——手轻微屈曲。当向他提问时，他说他不知道为什么动手。

10(1V)——左前臂旋前。

11(1V)——左足背曲。

12(1V)——同上。

13(1V)——背部感觉，沿左侧至臀部。

14(1V)——脸部感觉，进一步询问时，他指向脸颊和太阳穴。

15(1V)——前臂感觉，拇指轻度运动。

22(1V)——食指和拇指的感觉。

24(1V)——拇指感觉。

25(1V)——舌尖感觉。

27(1V)——舌左侧感觉。

28(1V)——左下唇感觉。

30(1V)——左侧大脚趾感觉。

32(1V)——被试者报告左腿收缩，有类似癫痫发作的感觉。但未观察到收缩。

33(1V)——腿有一点感觉，就像快要收缩了。

34(1.5V)——左前臂和手运动。问他是否像发作，他说“是”，但称没有抽击的感觉。

37(1.5V)——左腿收缩并伴有缓慢运动。

G.C.患者早年即存在一种特殊的血管瘤。手术切除后中央前回的前缘暴露。在此处进一步刺激，引起了左手的运动。在刺激的最后，外科人员习惯性地使用灭菌的纸和铅笔在标准脑图上画出数字标识的位置并指出异常的部位。在标准脑图上这些数字的位置主要参考了它们与中央沟和外侧裂的相对位置关系(图3-24)。在后期的数据分析中，标准脑图具有相当重要的价值，这是因为它们包含了外科人员对这些数字解剖位置的观察。

图3-24　病例G.C.手术者对患者大脑所作手绘图

(数字所标位置与手术时中央沟和外侧裂位置相关)

通过潘菲尔德的实验，我们应该明白大脑对机体外环境信息的收集存在明显的对应关系，当然这里存在着以下问题，我们机体内部的信息表达非常模糊，比如我们的腹部器官发生病变，往往疼痛的区域泛化，定位不够明确。在实际的解剖中，我们发现分布到内脏器官的神经纤维同样少得可怜，这是为什。?感觉像是我们的大脑并不怎么关心自身的内部器官。我们可以从进化的角度来思考这个问题，内部器官的活动比较原始，对于没有大脑或大脑不发达的动物而言，其他的脑结构就能进行成熟的调控。人体在进行脑功能重新分布的时候，皮质下结构司管内部脏器的功能相当成熟，所以内部器官的感觉以及活动主要交予皮质下结构实施完成。只有在皮质下结构无法完成时，才需要大脑的干预。比如，心脏正常时，安静得好像自身不知道它存在一样，而这时心脏传导的感觉信息在皮质下结构就直接处理并实施对其调控。但是一旦心脏发生严重的病变，这时皮质下中枢已经无法调控，强烈的信息(如压榨性的心绞痛)就传导到大脑并形成意识，由经验行为来进行调控。严重的心脏受损，剧烈的活动会加重呼吸困难、晕厥等，这就迫使大脑做出决定，通过减少活动来降低机体的氧耗以减轻心的负荷。所以在这里可以得出结论：①一些原始的成熟的不需要精确调控的机体活动，主要由皮质下结构进行处理调控，在皮质下结构无法完全调控时，才由大脑进一步调控。反过来，我们看到机体对外环境的刺激却可以通过其数目庞大的感受器，直接与大脑进行相当精确的投射，这与大脑的主要功能是认识、了解自然并改变自然的是相适应的。②通过“小人模型”，我们可以明显看到外周感受器的分布密度是不相同的，同样与之对应的大脑皮质上神经元数目也不一样。比如，外周的手部感觉敏锐，是由于手部拥有的感受器数目庞大，感受器的分布密度相当的大，与之相对应的位于大脑第1躯体感觉区的神经元数目也同样庞大。根据上面的分析，我们可以得出以下两个结论：

(1)大脑皮质上参与信息接收的神经元(这里更为准确的说法应该是前面提到的皮质感觉功能柱)，它们对应某一区域的特定感受器。比如，针刺右手的某个手指，会引起与之相对应大脑感觉区的皮质功能柱的兴奋，这些皮质功能柱的功能就是该手指的针刺部位的疼痛信息的表达。这样直接点对点的投射关系有利于信息的编码。

例如，在我们的一侧眼视网膜上大约有1.2×108个视杆细胞和6×106个视锥细胞，而负责传导视觉信息的一侧视神经中仅有1.2×106根视神经纤维。因此，感光细胞通过双极细胞到神经节细胞总的会聚程度为105∶1，而在视网膜周边区可见多达250个视杆细胞经少数几个双极细胞会聚于一个神经节细胞；这里大家就应该明白了，视杆细胞在视网膜周边区域有可能就是250个视杆细胞通过一条自己独立拥有传导视觉信息的视神经纤维主要投射到对应的一个视皮质功能柱，这个皮质功能柱如果兴奋就会表达出这250个视杆细胞所接受的光波信息；同理，在中央凹处常见一个视锥细胞仅与一个双极细胞相联系，然后又只与一个神经节细胞相连接，那么，在中央凹处的单个视锥细胞就可以通过自己独立拥有的视神经纤维主要投射到相应的视皮质功能柱，相应表达视锥细胞所接受的光信息。每种视细胞通过自己独有受体接受不同波长的可见光信号的刺激，其中视杆细胞的外段膜盘上主要是视紫红质，主要接受暗光的刺激，在强光下视紫红质几乎耗竭，失去感光能力，而在越暗的情况下视紫红质合成越多，感光能力越强，加上刺激的总和，单个视杆细胞甚至能够因单个光量子强度的刺激而兴奋。在强光时视杆细胞由于视紫红质数目急剧减少，失去对光刺激作出反应的能力，所以在强光时起作用的其实只有视锥系统，而视锥细胞绝大部分都位于中央凹处，越靠近视网膜的边缘视锥细胞的密度越小，所以大家平时觉得看到的画面中央部分清晰，越远离视野中心越模糊。视锥细胞有三种，分别是感绿光视锥细胞、感红光视锥细胞、感蓝光视锥细胞，通过三种不同视锥细胞的不同数目的组合呈现绚丽多姿、色彩斑斓的彩色画面，与之相对应的视觉皮质柱的兴奋，就可以表达视野的画面信息。当然，视觉信息的编码，不仅仅是在视细胞的层面那么简单，但是我们可以得出结论的是，整个视皮质上同一时间兴奋的不同皮质柱的组合，就是我们的视野画面。

(2)在大脑皮质感觉区的皮质功能柱采集的是躯体某一局部区域的某一对应的刺激信号，这个躯体局部区域所接受的刺激量在生理学上称为感受野，感受野越大，信息数越少也就越模糊，反之感受野越小，信息数越多当然也就越清晰。我们仍然用上面的例子做进一步的阐述，从上面的例子我们反过来就可以看到，在视皮质的感觉功能柱，其中如果是与中央凹区域的视锥细胞相对应的，那么它的信息只是单个视锥细胞的信息，对于同样一幅图片，假设它只使250个视锥细胞兴奋，那么同理，在视皮质上就有相对应的250个功能柱兴奋，而这幅图片就有250像素大小。我们再看如果在暗视野情况下是怎么样的呢?同样一幅图片，它们此时同样引起250个视杆细胞兴奋，但这250个视杆细胞却只能使一个皮质功能柱兴奋，这幅图片就变成了一个点，它只有1像素。我们理一下关系图，250个与视锥细胞相关的皮质柱的信息总和是这幅图，每个皮质柱只是参与传递了这幅图像1/250的信息，所以此皮质柱的感受野就小，反过来，与视杆细胞相关的皮质柱只有一个，它参与了整幅图片的信息的传递，它的感受野是视锥细胞关联皮质柱的250倍，整幅图像也就由250像素变成了1像素。当然大家在这里还要理解，这个与视杆细胞关联的皮质柱反应的信息其实是对250个视杆细胞传来的信息整合后形成的综合信息。

于是，我们通过潘菲尔德的实验以及现在的各种实验研究对各种感受器的生理原理的阐述，位于大脑皮质各区的感觉功能柱，主要通过关联感受器采集外环境的各种适宜刺激(当然还有内环境的一些适宜刺激，如内源性的疼痛刺激、某些深感受器的适宜刺激、内部器官强烈的物理、化学刺激)而产生信息。所以，这些感觉功能柱与感受器之间存在对应关联，关联感受器又通过自身的特异受体接受某区域段(如光量子的波长、数目，声音的波长、强度，气味分子的浓度，味质的浓度，温度范围，触觉的压力、压强范围，致痛物质的浓度等)的刺激源的刺激。所以某一物质的物理、化学性质的刺激源刺激身体不同部位的同一感受器或(和)不同感受器引起大脑同一皮质感觉区不同部位的同一功能柱兴奋或(和)不同皮质功能区的不同功能柱兴奋，完成对该物质的信息采集。

故此，大家应该明白，大脑皮质对同一信息的采集编码完全与电脑相同，都是点对点的原理，其实就是像素原理。任何的图像和立体物质都是由点构成的。所以大脑皮质的这种信息采集的像素编码就不足为奇了。

二、信息的整合

前面已经提到，大脑功能已经从简单的保证机体适应环境以求生存上升到认识和了解自然环境并改造自然环境的高度，所以大脑皮质仅靠初级感觉区负责环境物质的各种理化信息的收集是远远不够的，在大脑的初级感觉区的附近还存在对初级皮质区所采集信息的整合功能区，它们负责对收集到的信息进行综合、整理，然后得出相应的感觉。还是让我们一起来看看潘菲尔德的实验。

图3-25　A电刺激枕叶外侧部，能够诱发视觉反应

虽然只出现在右边B展示枕叶外侧部的结构

(1)布罗德曼17区(图3-25A、B)。

还有另一些病例，在刺激视觉区时引发了病人的视觉，简要介绍于后。布罗德曼17区的刺激产生的感觉如下(E.Bn.等是患者名字首字缩写；a、b、c、d等表示不同部位上的刺激)：

(2)布罗德曼18区、19区。

布罗德曼18区、19区的刺激产生的感觉如下(C.P.等是患者的名字首字缩写；a、b、c、d等表示不同部位上的刺激)：

从上述潘菲尔德关于视觉有关的皮质区域的电刺激实验，患者关于视觉的各种描述，我们看到，在布劳德曼17区——视觉初级皮质区，由于此区直接接受来自外侧膝状体传来的视觉投射纤维，主要是描述颜色、方位等相关的视觉信息；而在布劳德曼18、19区，主要是关于物体的移动、颜色的变化、形态的改变等关于图像变化的信息。我们是否就可以做出如下的推断呢?17区主要是接受的视觉信息，并且这些信息是以像素的形式来表达的，即有些功能柱是直接参与信息的接受，而有些功能柱是代表信息的方位，有些功能柱是代表信息的颜色，这些在同一时期兴奋的功能柱在17区上是散在分布的，这些功能柱之间有可能相互之间并没有连结通路，因为在人类的大脑感觉初级皮质上的实验已经证实，当某一功能柱兴奋的时候，其周边的功能柱往往受到抑制。由此我们可以想想，如果仅有初级皮质区域，虽然在同一时间段初级皮质区上有许多不同的功能柱兴奋，但它们之间的联系却很少，并不能形成完整的意识，那么它们应该如联系呢?它们与18区、19区进行联系，而18区、19区对17区的信息进行综合、加工，由此产生完整的图像信息。由于17区所接受的信息在时间的延续上表现为不同的时间有不同的功能柱的兴奋组合，由此18区、19区就不断产生随时间而变换的图像信息，于是形成了物体的形状变化、颜色变化、空间位置变化的时间总和体，由此形成意识性视觉。用一个例子来加以说明，17区就像电影的拷贝胶片的一小段胶片，每一个小段胶片记录一幅图像，而18区、19区相当于电影的放映机，不断的读取17区的随时间顺序产生的图像记录，产生视觉意识，并随时间推移产生视觉的变化意识。

当然，在大脑皮质的不同感觉区，它们的功能分区并不像视觉皮质区这样明显，但是，都离不开这两个环节，一是感觉信息的采集区，二是感觉信息的整合区。这两者应该是相辅相成的，如果离开整合区，虽然能够接受信息，但并不能产生意识性感觉，这与皮质下结构所接受的信息是一样的，皮质下某些结构同样可以就收信息，但并不产生意识性感觉；反过来，没有初级感觉的信息收集，感觉的整合区同样失去功能性的支持，于是，同样不可能产生意识性的感觉。

三、信息的扩散

上面我们分析了信息的采集、信息的整合及至产生意识性感觉，其实这只是基础感觉的产生。而这些经过整合后的信息，还要继续向其他的功能脑区传播。当然，其中有向更为高级脑区的传播，也有与平行脑区的传播，还有向皮质下功能区结构的传播。举个例子，比如，在18区、19区产生的意识性图像信息，会把这个信息传给视觉性的语言区，通过图像比较产生相应的视觉语言，如一幅图像信息中出现了一个直线型的结构，这个信息传送到视觉性语言中枢，通过图像比较，认为符合1的形状，所以很快会在视觉性语言区产生1的意识；同样，18区、19区还会把信息传递给前额叶皮质，前额叶皮质对传来的信息，会进行思维，产生许多问题，如图像中那个红色的物体是什么?它为什么会发出红色的光呢?它是不是与某个物体相像?它怎么会动呢?同样，18区、19区的信息还向其平行区域传递，如与运动区，听区以及其他的平行区，通过意识性图像信息，进行姿势和运动的改变，让听区对其声音进行收集等；同样，它还会产生意识性的反馈信息传递给皮质下功能区，如传递给外侧膝状体，通过它调节眼球的运动；也会把信息传递给杏仁核，产生情绪，传递给海马，进行记忆的关联等等。

通过图3-26我们可以清晰地看到视觉信息流的传播路径，双眼右侧半视野的视觉信息通过视神经传到左侧外侧膝状体，然后再传到初级视皮质(17区)，继而传到高级视皮质(18区)，在这里产生意识性视觉，接着信息传到角回(39区)，经过辨别产生视觉性语言信息，通过Wernicke区(22区)整合，确定该语言的语音表达方式信息，其后把信息传给Broca区(44区)决定表达该语音信息的肌肉组合，再把信息传给位于4区的面部肌肉支配区，最后，通过面部肌肉运动的组合，产生该与视觉性语言相关的语音。

图3-26　语言中枢传送和处理视觉传入信息的有关脑区和纤维联系示意图

看见某一物体后到能说出其名称时的语言信息传送路径(按图中1→6的顺序进行)

在图3-26中，我们可以看到两个著名的语言区，一是Wernicke区，该区主要整合视觉和听觉性语言信息包含视觉性语言区——角回(39区)、听觉性语言区——颞上回后部(22区)和其周围相连的皮质；二是布洛卡区(Broca)(44区)，该区是运动性语言区，负责产生各种声音的肌肉组合。

在这里，我们着重不是探讨语言的传导路径，主要是推导，关于在大脑皮质上的初级感觉皮质区，它们产生初步的特异感觉信息后都会将信息向语言区传导，使其进一步形成意识性的语言感觉。当然，有人会觉得，你只说视觉、听觉信息，其他的感觉信息怎么会形成语言信息呢?

让我们来看看一些实际的例子：儿童间经常玩的一个游戏，叫一个小伙伴闭上眼睛，然后在他的掌心画图，让他猜猜画的什么?他如果对该图案熟悉，而画图的小伙伴画的速度不是太快和比较正规，那么被画的人会立即回答出是什么。同样，到医院去看病，医生问病人，是什么性质的疼痛?病人会回答诸如刀割样、火烧样、针刺样、钝痛等感觉。当我们一出生，在学习语言的过程中，就已经让我们的各种感觉(是指投射到大脑皮质的意识性感觉)与语言区建立联系，通过语言的来表达我们的感觉信息。我们已经习惯用语言来表达我们的感觉信息，所以有人就可以用语言来表达虚假的感觉信息，也就是大家常说的撒谎。而我们有关感觉信息的真实的身体反应好像在意识的控制下变得越来越弱，所以有时候致使大家无法根据身体反应来判断别人的真实的感觉。下面我摘录一个病例，进一步可以例证意识性感觉区与语言区的联系。

汪洁在2012年的《临床研究》上对一例视觉性失语患者进行了分析，让我们来看看这例患者的临床病例：患者男性，47岁，右利手，高中。患者于检查前3个月晨起时被家人发现摔倒在地，右侧肢体活动不利，说话吐字不清，语速慢，伴反应迟钝，精神萎靡，无意识丧失及抽搐。3天后头部CT检查显示：左颞、枕叶脑梗死。复查MRI示：左颞枕叶及侧脑室旁胼胝体压部脑梗死(图3-27)。发病1个月后，言语╚，复述好，错语较少，听理解可，可进行日常生活交流，但不认识字，对图命名困难。发病3个月后神经系统检查未见面孔失认症、颜色失认症。诊断：脑梗死、右侧偏瘫、右侧视野同向偏盲、失语症伴失读。

图3-27　MRI示：患者左侧颞枕叶及侧脑室旁胼胝体压部脑梗死

从病历分析：患者病变部位在左侧枕颞叶及胼胝体压部。从MRI结果示梗死区包括：左侧的初级视皮质、高级视皮质、视觉性语言区，以及双侧视皮质与视觉性语言区的联系部位、左侧的内囊区、左侧颞叶的部分Wernicke区以及联系双侧视皮质的胼胝体压部等。患者由于左侧视皮质区域及左侧内囊受损出现右侧偏瘫、偏身感觉障碍和双眼的右侧视野的同向性偏盲——这就是典型的“三偏”症状。由于患者的右侧视皮质完好无损，故能够识别图像信息，而患者的Wernicke区周边部分受损，导致患者听觉、触觉性语言部分减弱，而患者由于视觉性语言区几乎完全受损导致视觉性语言失语。从对患者进行的语言测试结果(见表3-1)可以进一步验证，患者在基本知觉的图-图匹配、字-字匹配以及视觉结构表征的不同视点物体匹配的测试中其视觉感知基本正常，而在视觉输入的图-图联系、词-图匹配、图命名、高表象词的朗读、看图书写等与视觉性语言区相关的功能都会有不同程度的损害。

表3-1　患者的语言测试结果表

P值为听觉/触觉/运动觉输入检查结果与视觉输入检查结果比较

让我们再来看看所谓的“裂脑人”实例。临床上对于患有顽固性癫痫发作的病人，为了控制其癫痫在两半球之间传布发作，常将患者的连合纤维(胼胝体)切断；手术后患者对出现在左侧视野中的物体(视觉投射到右侧半球)不能用语词说出物体的名称，而对出现在右侧视野中的物体(视觉投射到左侧半球)就能说出物体的名称。但是，患者右侧半球的视觉认知功能是良好的。比如，先给患者的左侧视野看一支香烟，他不能用语词说出这一物体是香烟；但是患者能够认识这一物体是香烟，因为他可以闭着眼睛借助于触觉，把许多有关香烟的信息收集起来以表示他对这一物体的认识。

还有人通过实验观察到，先在狗的身体一侧皮肤上给予某种机械刺激，同时给予食物和酸性物质引发唾液分泌反射，时间一长，狗的条件反射建立，在狗的另一侧皮肤相应部位的给予机械刺激也同样产生阳性的条件反射效应。但是如果事先将该动物的胼胝体切断，则这种现象就不能出现。还有人事先切断猫视交叉的交叉纤维，致使一侧眼睛的视网膜传入冲动仅向同侧皮层投射，然后将猫一眼遮蔽(比如右眼)，用另一侧未被蒙蔽的眼(左眼)学习对图案的鉴别能力；待其学会后将该眼(左眼)蒙蔽，测定先前被蒙蔽眼(右眼)，也同样具有这种图案鉴别能力。而如果事先切断猫的胼胝体，则这种现象就不能出现。

由以上的实验可以看到：

第一，在两侧的大脑半球之间存在ī的信息传导路径，负责联系两侧大脑半球的纤维结构主要是胼胝体。进化越高等的动物胼胝体愈发达，人类的胼胝体估计含有100万根纤维。而两侧的大脑半球在形成意识性的感觉时，糅合了两侧大脑皮质的初级感觉区的信息，进而形成整合信息的意识表达。

第二，如果某功能区只是位于一侧大脑半球，它将接受双侧大脑半球与之相关联的意识性感觉信息。如语言区绝大多数人位于左侧大脑半球，但它除了接受左侧大脑半球的意识性感觉信息的传导外，同样接受来自右侧大脑半球的意识性感觉信息的投射。

四、大脑的工作模式

由于以上的分析，我们可以推断出大脑的工作模式，即从信息的采集到意识性感觉的形成，再到更高级的脑功能区，通过反馈不断调节下一级中枢的活动，也通过大脑自己的效应器控制区控制效应器的活动(图3-28)。

图3-28　大脑的工作模型图

实线箭头代表信息的传递方向，双箭头代表两者之间信息的互换，空心箭头代表信息的反馈控制其下层脑区的活动。

大脑的工作模式其实是非常复杂的，上图是笔者精心绘制为大脑工作模式图，我把在大脑上的语言区、思维区、以及其他工作的高级脑区(如有可能的音乐艺术区、空间架构区，等等)。可能其他的高级脑区，还不像语言区那样分化明显，这与人类的进化人密切相关的。在人类的进化中，语言已经成为人类必不可少的交流和记载的工具，所以它会在大脑上划出一块区域来专门管理我们的语言，这是大脑成熟的表现。反过来，对于艺术、音乐，还没有完全成为人类生活、生存的必需，所以在大脑上也许还没有划出一块区域来专门进行管理，而有可能只是散在的分布于某些大脑皮质上。随着人类的进化，当音乐、艺术越来越成为人类生活必需时，我们的大脑可能历经千万年之后就会规划出一个固定的区域来进行专门的管理。而思维区在人脑漫长的进化中已经基本形成区域化，主要集中在前额叶皮质，这一块是大脑皮质中最为晚近的部分，它正在逐渐占据把控大脑全局的地位。所以，笔者在这里运用进化发展的观点推测，人类是先有语言，其后才有思维的。可能成为有人反对：文字出现大约也就是一万年时间，在这之前人类早就在思考某些问题了，比如太阳为什么会东升西落、天空为什么会下雨?语言产生较早，如听觉性语言、视觉性语言、运动性语言，而书写性语言产生较晚。当人类使用简单工具的时候，就应该可以在地上、沙滩上进行简单的线条性的刻绘，及至后来的图案刻绘。思维的生成要晚一些，思维不是对物体的认识，对物体的认识那是意识性感觉，比如狗知道那是一块骨头，上面有肉。思维应该是了解物体背后的因素，比如为什么这块骨头上有肉。思维是源于语言的产生，晚于语言的出现。语言的产生最初只是对物体的意识性感觉层面上升为语言表达的层面。我们可以这样理解，语言的产生是意识性感觉的需求，而思维的产生是语言的需求。

现在，个别英国的科学家推断人类的大脑，体积会越来越小，理由随着智能手机和计算机等高科技产品应用日渐ī，以后的人类越来越不需要大脑来思维了，可以只依赖机器的帮助。其实这种说法，是站不住脚的，现在的人们，虽然物质条件越来越丰富，有越来越多的机器给予我们帮助，但是我们的思维是增加了，还是减少了呢?恰恰相反，人类面临的问题越来越多了，思考越来越频繁了。在生活穷苦的时候，可能思考的就是两个问题——吃、住，而我们现在思考的东西五花八门，因为人们的需求随着不断的满足而不断膨胀。让我们来看看下面的故事：

曾经有一位非常博学的人，在别人眼里就没有他不知道的事，所以大家如果遇到什么解决不了的问题都会来请教他。可是有一天他的一个学生却发现他独自唉声叹气，不知为何事发愁，于是就问他为什么不高兴。

他说：“你们有问题就来问我，其实只有我自己知道自己多么无知。”

学生感到很奇怪：“老师，大家都知道你是最博学多识的人，你怎么说自己无知呢?要是连你也是无知的，那我们不是更一无所知了吗?”

老师随手在地上画了两个圆，一个大，一个小。他说：“大圆里面是我的知识，小圆里面是你的知识。我的知识的确比你多，可是你知道圆外面是什么吗?”

那位学生说：“圆的外面?什么都不是呀。”

老师略微笑了一下说：“其实外边就是我们不知道的事物，你看哪个圆的周长大?”

“当然是大圆了。”

“没错，你看，它接触的未知事物是不是更多?”

“啊，对呀，可是我还是不太明白，为什么知道得越多反而越无知了呢?”

从上面的故事可以看到，人的欲望是无穷的，对未知的探索也是无止境的。笔者预测，人类的大脑会越来越完善，思维区将会扩大，而一些现在定位不够明朗的散在的功能脑区将会得以固定。

在大脑工作模式中，我们还应该明白，各个脑区之间都有往返的神经纤维来进行联系，每一个脑区都不是孤立存在，它们往往进行信息的交换，这也是大脑复杂性的体现。在前面已经提及，大脑在进化的过程中，就像城市的扩张，一个新的功能区域的出现，当然会对原有的功能区进行重新的整合，使得原有的功能区地位下降和功能更为单一化，而随着功能区数目的增加，功能区之间的网络结构就会更加复杂。