第7章-语言和思维的脑机制

第七章语言与思维的脑机制教学内容一、概述二、言语知觉的认知理论三、语言活动的神经基础四、言语思维和大脑两半球功能一侧化五、思维的神经机制六、脑与语言障碍一、概述语言活动是脑的最高级的神经活动动物其实没有语言，但可以利用声音作为联络信号。这种联络信号，称为动物的“语言”。一、概述动物发出声音只是一些固定的程式,不能随机变化只有人类有真正的语言，语言是人类的创造人类才会把无意义的语音按照各种方式组合起来，成为有意义的语素，再把为数众多的语素按照各种方式组合成话语，用无穷变化的形式来表示变化无穷的意义。文字是语言的视觉形式。文字突破了口语所受空间和时间的限制，能够发挥更大的作用。语言是客观事物抽象概括，对事物本质的认识，即具有积极的认知功能言语的出现使得人与人之间在交往中相互了解、沟通思想，并且由于言语具有间接性和概括性，大大推动了人类认识世界和改造世界的过程，促进了人类社会发展。同时，言语同劳动一起反过来又促进了人脑和感官的发展，于是，产生了思维。言语和思维的关系言语与思维是密不可分的，言语是思维活动的外部表现，思维是言语在脑内的形成和活动过程，或者说是加工或处理言语信息的过程。思维是操纵一些由言语符号所唤起的、比实际的刺激物(听觉的、视觉的、动觉的)所兴奋的神经线路更为整合的线路从而进行抽象概括的过程。所以，思维常常通过言语来表达明确几个概念语言：由词和语法规则组成的符号系统言语：运用语言表达思想进行交际的过程思维：利用语言表达的概念进行判断、推理和解决问题的过程，也可以说是一种内部语言的运用过程二、言语知觉的认知理论定位派认为，脑内存在语言功能特殊部位，言语感觉与颞叶有关，诵读及书写则主要与顶下叶和枕叶有关，从而正式提出了言语中枢的概念。反定位派认为，言语同思维一样是整个大脑的功能而不能仅限于局部。言语的发生是大脑皮质各个部分所发生的信息整合的结果，不可能是由一个个独立存在的“言语中枢的功能”，语言思维障碍与大脑病变范围大小有关。语言思维活动既与脑的特定部位有关又是整个大脑皮层协同活动(整合作用)的结果。语言产生的三个阶段感受阶段脑内言语阶段语言表达阶段（一）感受阶段听觉感受：在颞横回进行①精确地鉴别，选择言语性信号②将言语性听觉电码更新组合、抽象和概括，转变为言语电码③将言语电码进行分析存贮（听觉记忆）视觉感受：枕叶外侧联络区（W17区）摹仿文字图形及口形产生视觉电码（二）脑内言语阶段指言语在被说出或书写之前脑内言语形成过程。这种脑内言语与思维密切相关，可以看作是思维的一部分。脑内言语阶段主要发生在大脑皮质各个言语中枢及联络区。其神经活动主要是将言语电码进行编排，形成文字符号和概念。包括三步：语电码译解：把言语电码的语言特征转变为音素以及各个音素序列，并编译成可以表达的信号。信息整合：把词与词、词与所视物体联系起来并获得命名功能，以形成表达语义的语言符号和句法编码言语运动命令的产生：把整合后一系列言语命令，音韵顺序也同时被编排，从而使发出的声音从一个音素平滑地而连续地向另一个音素过渡，构成复合读音，获得韵律特征。（三）语言表达阶段指脑内言语运动信号转变为音波并以言语的形式表达出来。呼吸器活动：先是吸气，在呼气时发出声音。发声器活动：呼气时由于声门裂的作用，使气流不均匀地呼出引起声带振动和发音调声器活动：即软颚、舌、齿、唇等调节音色。三、语言活动的神经基础1、发现两个著名的语言功能区Braca区Wernicke区Broca’sarea1861年，法国神经病学家Broca左额叶额下回后部靠近运动皮质的嘴唇代表区Broca失语症主要是语言产出困难，表现为说话困难，但能够理解读到或听到的简单语言Wernicke’sarea1875年，德国神经病学家位于听皮质和角回之间的额横回Wernicke失语症主要表现为语言理解困难病人听不懂问题或指令，也看不明白文字。但是，病人常常能相对流利地讲话，但是其内容往往没有意义比较二者以记忆Braca’sarea：左额下回语言运动区。受损伤出现语言产出障碍Wernicke’sarea：额横回的语言感觉区。受损伤发生语言理解障碍2、语言中枢言语运动中枢言语书写中枢言语听觉中枢言语视觉中枢大脑皮质功能区听觉中枢听觉性语言中枢视觉性语言中枢视觉中枢躯体运动中枢感觉中枢眼球协同运动中枢书写中枢运动语言中枢大脑的言语功能是多个脑区共同承担的布罗卡区威尔尼克区联络区皮层：视觉联络区、听觉联络区、缘上回和角回皮层下结构：基底神经节和丘脑底部这些中枢之间有大量N纤维联系,同时也把这些中枢同其它皮质联系起来。角回和缘上回在这些中枢中占有重要地位，二者正好位于视、听和一般躯体感觉区之间，这一特点有利于它们对不同类型的感觉信息进行分析综合。四、言语思维和大脑两半球功能一侧化1、正常人类被试的实验分析大脑两半球功能一侧化：人脑两半球功能的不对称性介绍三个实验：证明了不同言语功能的大脑一侧化韦达试验1949年Wada运用单侧注射法将异戊巴比妥注入左侧或右侧脑动脉，选择性暂时麻痹左脑或右脑，研究左右半球的语言功能表明：左脑麻痹，言语表达能力短时间内全部丧失，言语理解能力基本完好；右脑麻痹，言语表达和理解能力几乎不受影响2、割裂脑病人的实验分析在人类的认知活动中，大脑两半球间主要通过胼胝体进行着信息交换和协同工作美国加利福尼亚技术学院心理学教授司派利是进行这类割裂脑研究的先驱，并因此而获得1981年诺贝尔医学奖对割裂脑人在下面三方面研究两半球功能的差异：言语功能形象思维能力伴有情感性成分的认知活动结果：言语功能：左大于右在形象思维能力方面：右大于左在伴有情感性成分的认知活动方面：情感性信息右半球为优势总之，无论是对正常被试还是对割裂脑病人的研究都表明，大脑两半球在人类认知活动中的功能是不对称的言语功能、抽象思维功能：左》右空间形象思维、情感处理：右》左3、应用现代构像技术的实验研究正电子发射层描技术（ＰＥＴ）脑区域性血流量脑区域性脑糖代谢率实验：Ｓ.Ｅ.Ｐｅｔｅｒｓｅｎ，１９８８，ＰＥＴ技术，减法的实验设计方案，研究正常人言语感知、运动和联想功能时，脑区域性血流量的变化规律。减法实验设计就是让被试者完成复杂程度不同的言语功能，将其区域性脑血流量根据认知任务复杂程度依次相减结论：语言感觉、运动功能不仅限于经典的威尔尼克区和布洛卡区，事实上视、听皮层、面部感觉和运动区皮层，乃至扣带回皮层都与语言过程有关语言信息加工过程的初级阶段，并没有明显的半球一侧化现象，在复杂联想功能中，左额皮层的优势效应才较为显著五、思维的神经机制思维的概念人脑对客观事物概括和间接反映，它反映事物本质特征和内在联系，是借助言语实现的理性认识过程。利用语言表达的概念进行判断，推理和解决问题的过程，也可以说是一种内部语言的运用过程恩格斯曾经把思维赞誉为：“地球上最美丽的花朵”（一）人类的思维活动包括思维过程、思维形式和思维内容等相互制约的3个侧面。思维过程：由概念形成、判断推理和问题解决等阶段构成，其中问题解决是最普通的思维过程。是在概念形成和判断推理过程基础上进行的。思维内容：是思维过程的结果或产物。概念、观念、思想都是具体的思维内容思维形式：用书面或口头语言表达出来正常人的思维活动是思维过程、思维内容和思维形式三者的统一体。（二）思维的神经回路N回路：大脑神经元数量多，N元之间功能联系错综复杂，一个N元可通过其纤维分支与多个N元建立突触而传递信息，不同部位和区域的N元末梢也可汇聚在一个N元上而将信息集中起来，同时，N元之间复杂的网络联系构成了复杂的神经回路。大脑回路大脑回路：脑内数以亿计的N元通过突触形成了复杂网络式的N回路，每个N回路与某一思维内容相应，而产生了人无限的思维容量、思维方式及思维类型或灵感众多的N回路是人无限思维的基础。（三）思维的解剖学基础①大脑皮层的广泛区域参与了思维活动。临床发现，损伤大脑的不同部位，导致不同的思维障碍，说明脑的不同部位在思维过程中具有各自功能。②其中额叶更为重要。人类前额叶特别发达被认为是高级智能活动部位，也是和猴脑主要区别所在。例如损伤额叶，患者丧失了解决复杂问题的思维能力，明显表现为在解决数学问题方面的障碍。③大脑皮层在思维中的主要作用是：制定计划对感觉信息发生反应；使人对信息有充分的分析处理时间；考虑和预料运动动作的后果；解决复杂的数学、哲学或法律问题，综合信息进行判断推理等④大脑左右半球都具有思维功能左半球主抽象思维：语言、计算能力右半球主形象思维：空间定位、图象识别、色彩欣赏左右半球各有优势：左的言语和抽象思维优于右；右的空间和形象思维和情感性信息处理功能优于左半球（四）思维的形成机制首先，一些非言语活动区接触外部事物产生知觉，作为形成概念的基础。其次，语言功能区或概念形成区是位于额、颞叶皮层、基底神经节和间脑某些结构间的复杂网络。这一功能结构可分为名词、概念区、构词与句子执行区和动词调节区。最后，言语、思维调节的高级功能区，不仅在言语、思维功能间发生调节作用，也在言语思维和情感意志间发挥调节作用。六、脑与语言障碍1861年和1875年，布罗卡和维尔尼克分别总结出大脑额叶的语言运动区和颞横回的语言感觉区。因此，这两个大脑的语言功能区分别以两个学者的名字命名。标志着对脑和言语障碍的经典研究。经过一百多年的实验研究，生理心理学发现，大脑的言语功能并非如此简单，除了布罗卡区和维尔尼克区外，联络区皮层、皮层下结构，特别是基底神经节和丘脑底部都与言语功能有关。失语症研究失语症是一类由于脑局部损伤而出现的语言理解和产出障碍。这类病人意识清晰、智能正常、与语言有关的外周感觉和运动系统结构和功能无恙。失语症不同于智能障碍、意识障碍和外周神经系统的感觉或运动障碍，它是语言中枢局部损伤所造成的一类疾病。语言障碍分类：语词发音、用语、语法和书写功能障碍，以及口头语言的流畅性和韵律异常。⑴运动性失语症，语言产出障碍。除失写症是左额叶中回受损伤所致，其他类型语言产出障碍均被看成是左额下回语言运动区(Braca区)受损伤所致。这类病人说话很慢，似乎好象初用外语讲话的人，边说边寻找单词，句子结构错乱或用词不当，常常用一些零散的名词作为主题词，缺乏谓语的正常表达方式。⑵感觉性失语症：病人主动性语言产出功能基本正常，但，①听觉性失语症，指听不懂别人的口头言语，是维尔尼克区受损所致。②失读症（又叫视觉失语症），看不懂书面语言，是顶叶皮层受损。⑶传导性失语症：能听懂别人的话，但不能重复别人的话，也不能按着别人的命令作出相应反应。这类传导性失语症被认为是布罗卡区和维尔尼克区间的联络纤维—弓形束受损所致，是语言理解与语言产出功能之间联系的障碍。随着研究的深入，除上述经典失语症外，又发现了另外3种失语症及其与脑损伤部位的关系。⑷皮层间失语症（意义性）：病人对于语法结构比较复杂的句子，丧失了理解其意义的能力，也不能理解词与词的关系。主要是位于顶枕颞交界区的角回和缘上回病变，不能对视听觉等感觉信息进行整合。使语言理解和产出功能与其他认知活动间的功能联系遭到破坏。⑸命名性失语症：病人理解产出语言正常，但往往不能正确叫出物体的名称，只能用语言描述该物体的属性或功能，这是由于两种信号系统活动分离引起的，病灶可能是发生在枕叶和颞叶（视听中枢）交界区。⑹完全型失语症：即有语言理解障碍，又有语言运动障碍，还有传导性失语症的症状．是大面积的皮层损伤所致。对语言、思维的脑机制总结由于言语和思维活动是复杂的高级心理过程，因此，脑机制也是最复杂。现在一般认为言语、思维功能由三个功能和结构单元组成。首先由感知觉功能区形成知觉，然后是颞、颞叶皮层和一些皮层下结构组成的语言功能区形成词汇和概念，最后进行言语和思维调节的高级功能区，主要是在旁海马回附近的颞叶和额叶。作业1、用正常人证明言语思维的大脑两半球功能一侧化的实验？2、什么是失语症?失语症类别（至少列举3类）及脑结构基础是