Part 1 神經(jīng)解剖

神經(jīng)解剖學是研究神經(jīng)系統(tǒng)各部分的結構，并描述這些結構之間的關系的科學。神經(jīng)解剖學主要是從兩個層次來研究：一是大體解剖（研究用肉眼進行區(qū)分的結構），二是精細解剖（也叫做顯微解剖，關注神經(jīng)元甚至亞細胞結構之間的組織關聯(lián)）。

大體解剖中的一些發(fā)現(xiàn)：

硬腦膜——對腦有保護作用的專門化結構；

腦回——腦的表面突出而曲折的部分；

腦溝——較小的陷入的褶皺區(qū)域；

裂——那些較大較深的陷入?yún)^(qū)域；

灰質——包裹在白質外圍的灰色物質（但在活體腦中，由于血管的作用，灰質多呈現(xiàn)粉色或紅色），由神經(jīng)元細胞體及神經(jīng)膠質組成（其結構是通過精細解剖獲知的）；

白質——被灰質包裹著的白色物質（通過精細解剖可以發(fā)現(xiàn)，白質由軸突束組成）。

精細解剖中，多是以組織學（運用顯微技術對組織結構進行分析的研究領域）的形式進行研究，具體會用到細胞染色和束路追蹤技術。細胞染色用一些能夠被神經(jīng)結構的某些成分吸收的染料進行試驗，觀察染料在腦中的分布來進行研究。而束路追蹤技術是一種新的方法，采用關鍵物質辣根過氧化酶HRP進行逆行性追蹤或順行性追蹤（逆行性追蹤是注入軸突末梢讓軸突吸收，沿著軸突逆行到胞體；順行性追蹤是讓樹突或胞體吸收沿著軸突進行擴散）。

 

Part2 神經(jīng)系統(tǒng)大體解剖與功能分區(qū)

神經(jīng)系統(tǒng)可以分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system，CNS）和外周神經(jīng)系統(tǒng)（peripheral nervous system，PNS）。中樞神經(jīng)系統(tǒng)是神經(jīng)系統(tǒng)中進行命令和控制的部分，外周神經(jīng)系統(tǒng)則是負責傳遞信息。兩個系統(tǒng)是這樣運轉的：感覺信息傳被外周神經(jīng)系統(tǒng)傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并將CNS發(fā)出的運動指令傳遞到肌肉，從而對肌肉的自主運動、平滑肌、心臟和腺體的非自主運動進行控制。

 

大腦皮質：

大腦皮質位于端腦表面，在一部分邊緣系統(tǒng)和基底神經(jīng)節(jié)等核心結構上方，并包圍著間腦（大腦皮質、基底神經(jīng)節(jié)和間腦共同組成前腦）。大腦表面的皮質是褶皺的（凹陷部分為溝，凸起部分稱為回），褶皺對于功能有很多特殊的意義，如可以使顱骨中存下盡可能多的皮質，使得神經(jīng)元之間形成非常緊密的聯(lián)系、軸突長度縮短，神經(jīng)傳導速度加快。

 

從大體解剖看，大腦兩個半球主要可以分為四個葉：額葉、頂葉、顳葉和枕葉（加上邊緣系統(tǒng)就是五個葉）。兩個半球之間的聯(lián)系是由發(fā)源于皮質神經(jīng)元并橫穿胼胝體的軸突完成的（胼胝體是神經(jīng)系統(tǒng)中最大的一個白質聯(lián)合，白質是軸突束組成的）。

從細胞結構學出發(fā)，即以細胞的類型和組織方式為標準進行腦部區(qū)分，如Brodmann將大腦皮質大致分為的52個區(qū)（根據(jù)細胞形態(tài)和組織之間的差異進行的）。另外，也可以按照不同的分層模式對大腦皮質進行分區(qū)：大腦皮質的90%都是新皮質（由6層細胞組成且神經(jīng)元組織方式有高度特異性），新皮質包括初幾感覺皮質、運動皮質和聯(lián)合皮質；中間皮質為旁邊緣區(qū)皮質，是位于新皮質和異質皮質之間的六層結構；異質皮質通常只含有一層到四層神經(jīng)元，包括海馬回和初級嗅皮質。

 

從大腦在神經(jīng)加工過程的作用進行區(qū)分，叫做“功能分區(qū)”。在功能分區(qū)中，簡單介紹皮質的幾個部分。

額葉的運動區(qū)：額葉在運動中的部分主要有運動皮質和前額葉皮質。運動皮質中含有運動神經(jīng)元，它的軸突沿著腦干和脊髓下行，與脊髓中的運動神經(jīng)元形成突觸；前額葉皮質在計劃和執(zhí)行上發(fā)揮著重要的作用。

頂葉中的軀體感覺區(qū)：接受來自丘腦軀體感覺中繼的輸入，包括觸覺、溫度感覺和本體感覺。

枕葉中的視覺加工區(qū)域：初級視皮質接受來自丘腦外側膝狀體（外側膝狀體是視覺信息，內側膝狀體是聽覺信息）中的視覺輸入。

顳葉中的聽覺加工區(qū)域：來自耳蝸的投射從皮質下中繼到丘腦的內側膝狀體，繼而傳至上顳葉皮質的顳橫回。

聯(lián)合皮質：將不能被簡單劃分為感覺或運動的部分定義為聯(lián)合皮質。聯(lián)合皮質的區(qū)域接受來自許多皮質區(qū)域的輸入。

 

邊緣系統(tǒng)：扣帶回、下丘腦。丘腦前核以及海馬共同構成“經(jīng)典”邊緣葉。邊緣系統(tǒng)參與情緒、學習和記憶的加工。

 

基底神經(jīng)節(jié)：位于側腦室前段下放，由蒼白球、尾狀核和殼核組成（尾狀核和殼核被被統(tǒng)稱為“新紋狀體”）?；咨窠?jīng)節(jié)屬于皮質-皮質下運動環(huán)路，這一環(huán)路同時監(jiān)控運動及非運動活動的進程。

 

丘腦：丘腦和下丘腦共同構成“間腦”。丘腦是皮質的把關口，除了嗅覺信息的輸入不需要經(jīng)過丘腦，其它感覺通道的信息在到達初級皮質感覺接受區(qū)域前都需要經(jīng)過丘腦。視覺信息（視網(wǎng)膜上神經(jīng)節(jié)細胞的信息）需要通過外側膝狀體核團加工，聽覺信息（內耳的信息）由內側膝狀體核團負責加工，軀體感覺信息由腹后側核團加工。

下丘腦：下丘腦對自主神經(jīng)系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)來說非常重要，下丘腦產(chǎn)生的激素會調控大部分的內分泌系統(tǒng)，下丘腦還接收其他腦區(qū)的輸入以調節(jié)生理周期節(jié)律。另外，下丘腦還參與到一些情緒過程并控制與其底部相連的垂體。

 

腦干。

腦干有三個部分：中腦、腦橋和脊髓。腦干包括運動及感覺核團，分布廣泛的調節(jié)性神經(jīng)遞質系統(tǒng)核團以及負責傳送上行感覺信息和下行運動信號的白紙神經(jīng)束。另外，腦干的損傷對于生命的威脅是極其嚴重的。

中腦：位于間腦尾部，腦橋前部，包圍在大腦導水管周圍，與第三、第四腦室相連。中腦的大部分都是由中腦網(wǎng)狀結構占據(jù)，網(wǎng)狀結構是腦干中一系列運動和感覺核團的集合，它們參與喚醒、呼吸、心血管調節(jié)、節(jié)段水平上（如四肢）肌肉反射活動的調節(jié)及疼痛的調節(jié)。

腦橋：主要由大量的神經(jīng)束以及其中散布的腦橋核團組成。腦橋水平的很多核團具有聽覺和前庭覺的功能。

延髓：與脊髓相連，延髓腹側面有兩對非常重要的雙側核團（薄束核及楔束核），它們是從脊髓上行的軀體感覺信息的最主要中繼站。延髓水平上到脊髓的運動性軸突部分交叉，從而將信息傳遞到對側脊髓。

 

小腦：小腦覆蓋于腦干結構上部，其輸出始于深層核團。小腦在維持姿態(tài)、行走以及運動過程中都很重要。

 

脊髓：脊髓主要負責將最終的運動指令下達給肌肉，同時從身體的外周感受器中接收感覺信息并傳導至腦部。脊髓的大體解剖結構包括傳遞感覺、運動信息的白質神經(jīng)束，以及中心部分的灰質（神經(jīng)元胞體組成）?；屹|有兩個角，前角包括向肌肉投射的大型運動神經(jīng)元，后角包括感覺神經(jīng)元和中間神經(jīng)元。

 

自主神經(jīng)系統(tǒng)：自主神經(jīng)系統(tǒng)是外周神經(jīng)系統(tǒng)的一部分，參與對平滑肌、心臟以及各種腺體運動的控制。自主神經(jīng)系統(tǒng)分為交感神經(jīng)系統(tǒng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)，交感神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質是去甲腎上腺素，而副交感神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質是乙酰膽堿，前者激活使人心跳加速，學業(yè)從消化道流向軀體肌肉，讓身體做好準備，后者會減慢心率，刺激消化。

 

Part 3 神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育

在大腦皮質的發(fā)生中，聯(lián)系特異化的潛在機制有：神經(jīng)元增殖、神經(jīng)元遷移、神經(jīng)元決定和分化、突觸生成和突觸削減。

靈長類的大腦皮質發(fā)生在懷孕后一周便開始了，出生時所具有的皮質神經(jīng)元都是在孕期的中間三分之一時間段內產(chǎn)生的。皮質和前體細胞（未分化的細胞，產(chǎn)生神經(jīng)元或膠質細胞）會沿著放射型膠質細胞移動遷出。

皮質是從里到外構成的，第一批神經(jīng)元到達發(fā)育的皮質表面（皮質板），之后遷來的神經(jīng)元跨過原先那些細胞的終止處，停留在更表面的位置。由于皮質神經(jīng)發(fā)生的時間軸決定了皮質分層結構的最終形式，因此任何影響皮質神經(jīng)發(fā)生的因素都可能導致皮質結構病變（如孕婦長期酒精濫用會眼中擾亂胎兒的神經(jīng)元遷移過程，引起皮質病變，并導致認知、情感和身體不健全的多血癥）。

 

關于神經(jīng)元決定和分化。所有皮質細胞，都會通過腦室區(qū)前體細胞的分裂和分化完成。在研究中發(fā)現(xiàn)，細胞形成的時間才是關鍵，而不是遷移時間，它們已經(jīng)閾限決定成為某種特定類型的神經(jīng)元類型。

 

突觸生成。新神經(jīng)元的數(shù)量與我們的學習和經(jīng)驗的豐富程度（物理環(huán)境中更多的社會接觸與挑戰(zhàn)）成正相關，而與壓力成負相關。

突觸削減。突觸削減是神經(jīng)系統(tǒng)對神經(jīng)連接進行微調的一種方式，清楚掉不再其作用的神經(jīng)連接。

 

白質的體積隨著年齡線性增長，并且不同皮質區(qū)域的時間進程相同。而灰質體積的增長是非線性的?？偟膩碚f，出生后大腦皮質的發(fā)育變化在不同皮質區(qū)域的時間進程可能不盡相同。

 

Part 4 神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性

學習所涉及到的大腦改變就是大腦回路中神經(jīng)元之間突觸強度的變化，在我們學習時，那些對習得的行動或行為很關鍵的聯(lián)結被加強了，而沒有用上的聯(lián)結會被削弱。

身體表征與大腦皮質的對應關系，有研究者做出了“拓撲地形圖”（不同身體部位所牽涉的大腦位置）。在縫合了人的中指和無名指的實驗中發(fā)現(xiàn)，當人的兩指被“縫合”后，由于控制二指的皮質是相鄰的，而被阻滯運動的手指所對應的腦區(qū)功能會被周圍的皮質填充。再比如，出現(xiàn)幻肢感覺的個體，往往就是某個身體部位被截掉后，控制被截掉區(qū)域的皮質區(qū)域被一旁的皮質給激活，便出現(xiàn)“沒有肢體卻有感覺”的現(xiàn)象（比如表征面部的區(qū)域與表征手和手臂的皮質區(qū)域相鄰，那些失去手臂的人，在日后，被觸碰到面龐時，會報告出手臂出現(xiàn)了感覺，就好像手臂還存在一樣）。

這些都是大腦可塑性的表現(xiàn)。還有的例子，如“補償”：當成人的視覺輸入被剝奪后（如蒙上眼罩），成人的視覺系統(tǒng)在很短的時間內就可以進行觸覺分析；聽覺刺激也會激活蒙眼被試的視皮質（即失去視覺后，個體聽到聲音也能夠激活處理視覺信息的皮質）。

這些即時效應（如截止后出現(xiàn)的現(xiàn)象）的產(chǎn)生，或許是因為皮質抑制性突觸活動的突然減弱（正常情況下，它會抑制那些來自原感受野意外的感受器向皮質的微弱輸入，如聽覺信息輸入到視覺皮層中會被視皮質抑制，而異常狀態(tài)下，這種抑制會被減弱）。這種可塑性還的發(fā)生還可能是基于已有回路效能的改變（但還沒有證據(jù)）。