你对大脑的印象可能和下图展示的差不多。
图中所示的大脑区域——大脑(cerebrum),被认为是人类完成所有重要活动的地方:意识、执行功能、感知、运动控制、大部分记忆,以及著名的与“恐惧”相关的杏仁核。大脑(尤其是大脑皮层)相对于大脑其他部分的巨大尺寸,被普遍认为是人类比动物更聪明的原因。
事实上,在大多数对话中,用“大脑”代替“cerebrum”,几乎没人会质疑你的措辞。“cerebral”一词在日常语言中甚至等同于“聪明”。然而,这里有一个问题:人类大脑中的神经元总数约为1000亿个,而大脑仅包含其中不到20%的神经元[1,2]。如果按照耶鲁大学神经科学家Robert Williams和Karl Herrup的说法[3],一个脑区的神经元数量反映了该区域对行为的重要性,那么我们是不是应该更多地关注那个拥有超过80%神经元的单一脑区呢?这个区域到底是什么?
被忽视的脑结构
上述问题的答案分别是“是”和“小脑”(cerebellum)。小脑是一个足球形状的小结构,位于大脑后方,几乎像是事后添加的部分。你可以从下图中看到它。
图源:Eric Haseltine DallE
小脑如此不起眼,以至于如果将其从大脑图像中移除,大多数人可能都不会注意到。实际上,“cerebellum”在拉丁语中的意思是“小脑”,暗示它的重要性相对较低。
当我学习神经解剖学并后来在医学院教授这一课程时,神经科学家们通常告诉学生,天生没有小脑的人(一种罕见的情况称为小脑发育不全)可以过上相对正常的生活,这一点可以通过一些案例研究证明[11]。然而,根据神经解剖学家Herculano-Houzel博士的研究,人类小脑中包含了80.2%的神经元,而大脑仅占18.6%(剩余1.2%分布在脑干、中脑及其他皮层下结构,如下丘脑)[1,2]。
那么,这些小脑细胞到底在做什么?
传统观点认为,小脑主要是一个运动结构,对精细动作、平衡和眼球运动至关重要[4]。
最近的研究揭示了小脑在语言(特别是舌头、嘴唇、下颌和咽喉肌肉复杂协调的发声过程)、情绪调节、记忆、认知功能以及预测和规划方面的重要性[5-10]。小脑认知情感综合症(CCAS)是一种由小脑中风、肿瘤或创伤引发的病症,进一步强调了小脑在非运动功能中的作用,表现为执行功能(如计划)、语言(语法缺陷、选词不当、语气平淡)、空间能力(定向与迷失方向)和情绪(情感淡漠)等方面的缺陷[6]。
小脑与我们的无意识
小脑之所以得不到足够的重视,可能是因为它的许多功能是在快速、自动且无需意识参与的情况下完成的。
当我们说话时,我们并不会有意去规划舌头在每个音节中的位置。事实上,大多数人甚至不知道自己接下来要说哪个词,直到听见自己说出。我们也不会注意到小脑如何精确预测当我们的目光移动时,外界景象在视网膜上的位移程度,从而让我们能够抵消这种移动,避免世界看起来在眼前跳动。
原因在于,小脑的设计追求速度和精度,而非深思熟虑。小脑的主要细胞类型是颗粒细胞,它们体积小、密集排列,每个神经元的突触数量较少(<10个),整体上作为超快的并行处理器运作。相比之下,大脑皮层的主要细胞类型——锥体细胞分布较松散,每个神经元通常有数万个突触,运行更为缓慢,与意识体验(感知、记忆、思维)相关联。
尽管许多无意识过程也发生在大脑皮层[11]以及皮层下和脑干区域(心率调节、血压、饥饿感、体温调节)[12-16],但我们通常所称的“无意识”有很大一部分是由那80%未受重视的脑细胞完成的。
你的小脑早已知道这一点;现在,你的大脑也知道。
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