河北师大教科院心理研究所 大脑皮层顶叶和方位知觉

大脑皮层顶叶和方位知觉

阎克乐

早些时侯人们认为, 大脑皮层的感觉区是专门管感觉的, 运动区是专门管运动的, 后来的研
究表明, 感觉区和运动区并不是截然分开的, 感觉区也有运动的功能,相反, 运动区也有感觉的
功能, 不过主次有所不同而已。目前对大脑顶叶研究得较少, 但已知道它与多种功能有关, 是一
个复杂的联络区, 它与空间方位知觉的关系更为密切。

就人来说, 如果大脑皮层顶叶靠后的那个区域受到了损害, 就会产生一种显著的缺陷, 这种
缺陷被称为感觉疏忽症 (sensory neglect), 患有这种病的人虽然视力很好, 但却往往忽略对侧
视野中出现的东西, 比如说, 如果要求病人把一条水平线分为两段, 他们不能把这条线从正中间
分割开来。他们对自己身体的某一侧也常常产生忽视现象, 比如在数九寒天外出时, 他们可能只
戴一只手套。有些科学家们认为, 大脑皮层顶叶在对视觉、躯体感觉和行为信息进行加工, 进
一步进行高级分析方面起着重要作用, 人们倾向于认为, 顶叶所执行的功能, 是由几个脑区共同
活动的结果, 是单一脑区所难以胜任的。

研究者们认为, 顶叶的重要作用就在于, 将视觉信息和躯体感觉信息联合起来进行空间定向
。 1973 年有一位名叫波尔 (pohl) 的人提出, 有两种类型的空间定向, 一种叫做以自我为中心
的空间定向, 这指的是以观察者为参照点, 来判定外界事物的位置; 另一种叫异我为中心的空间
定向, 这指的是以另外一个物体作参照点,确定外界物体的方位。 他发现顶叶损伤之后, 会损害
异我中心的空间定向, 而对自我中心的空间定向却无影响。

为了研究大脑不同部位在空间定向、方位分辨方面的作用, (pohl) 对猴子的颞叶和额叶分
别进行了损毁, 然后让猴子完成三种不同的任务, 以检查这些损毁各有什么影响。 一种任务叫
做标记颠倒, 具体做法是: 把两个等大的方块分别盖在两个食物槽上, 如图所示

图 长 生心 503

在其中一个方块的旁边放一个园柱体, 该方块下面的食物槽内有食物吃, 远离园柱体的那个
方块下面的食物槽内没有食物, 训练猴子使之学会在靠近园柱体的那个方块下面的食物槽内找食
物吃。 一旦猴子学会之后, 就改变实验条件, 把食物放在远离园柱体的那个方块下面的食物槽
内, 靠近园柱体的那个食物槽内无食物。该实验设计的目的是, 测量猴子异我中心的空间定向
能力; 第二项任务叫做物体颠倒, 在该项实验中, 先训练猴子只对一个物体, 或者对园柱体或者
对方块进行反应, 比如说它去拿园柱体时就给它吃东西, 而拿方块时就不给东西吃,一旦它学会
之后, 将实验条件加以改变, 只强化另一个物体不强化原来那个物体, 也就是说猴子去拿方块时
, 就给它吃东西而拿园柱体时就不给东西吃; 第三项学习任务叫做位置颠倒, 其做法是: 在猴子
的左右两侧各放一个物体, 物体下面可以放食物, 可是每次都把食物放在左侧物体之下, 多次重
复之后猴子便 "知道" 左侧物体下面有食物吃,当猴子学会以后, 就把食物放在右侧物体之下,
让它学会从右边物体下面找食物吃。前两项实验是以外界事物为标志 (为中心) 而得到食物的,
后一项实验是以猴子的 "自我" 为中心的, 根据左或右的方位来得到食物的。

实验结果表明, 如果猴子的顶叶受到损伤, 那么它在完成标记颠倒的任务方面发生很大困难
, 换句话说, 如果你把一个标记放在甲处, 使之学会这里有东西吃,当它 "明白" 之后, 你又把
标记物移到乙处, 使之学会乙处有东西吃, 甲处没有东西吃, 顶叶受损伤的猴子完成此项任务便
感到困难, 但是在完成其它两项任务时,却同正常猴子一样; 如果猴子的颞叶受到损伤, 那么猴
子根据物体进行分辨的能力则大受影响, 也就是说, 如果先是学会在一个园柱形物体之下找到东
西吃, 后来实验者把食物放在一个方形物体之下, 让猴子重新学习在方形物体之下找食物吃,颞
叶受伤的猴子是很难完成这一任务的; 最后, 如果猴子的额叶受到损伤, 那么它就不能以自身为
参照点对左右进行分辨, 也就是说如果猴子起先学会从左侧的食物槽里获得食物, 当它学会之后
, 再让它学习从右边那个槽里获得食物, 额叶受伤的动物对完成该项任务也十分困难。

后来的一些研究表明, 顶叶皮层的活动并不是孤立发生的, 而是同大脑皮层其它部位的活动
密切联系在一起的。 1973 年蒙特卡斯特 (Mountcastle) 等人做了这样一个实验, 他们把一个
微电极插到顶叶的一个单细胞里去, 记录这个细胞的放电活动, 他们发现, 当视觉受到刺激时,
这个细胞便活跃起来, 研究者们发现顶叶有许多细胞的活动与视觉刺激有关, 但也有些细胞与
运动活动有关。 蒙特卡斯特还发现, 当一个人眼 "看着" 他的手伸向某一物体时, 顶叶的细胞
也发生密集的放电现象, 据此他推测说, 当我们利用视觉或躯体感觉对外在事物进行探查时, 大
脑皮层顶叶的细胞对手和眼的运动起着指挥作用。

1978 年罗宾森 (Robinson) 及其同事发现, 在手和眼不动的情况下, 顶叶的一些细胞也对
感觉刺激起反应, 因此他们认为, 大脑皮层顶叶执行着感觉的功能,当一个运动着的物体作为一
个靶目标为我们所注视着时, 顶叶的这些细胞处于最佳活动状态。 为此他们认为, 顶叶的这些
细胞起着信息联络作用, 它们把来自视觉和躯体感觉的信息同一个人的内部材料联系起来, 这也
就是一般人常说的视觉注意。