在哺乳动物的大脑中,前额叶是四大主要脑叶中最大的部分,位于每个大脑半球的前端。前额叶由中央沟与顶叶相隔,并与颞叶之间有一个更深的沟纵向划分。这种独特的解剖结构让前额叶成为大脑最为重要的一区,负责多种人类无法忽视的功能。
前额叶的前端圆滑部分被称为前极,也是大脑三个极之一,并包含着许多与行动和计划有关的重要神经结构。
前额叶占据每个半球约三分之一的表面面积,其结构的划分可以为我们对于神经的功能有更深的理解。前额叶的侧面由中央沟与顶叶分开,并且由侧沟与颞叶分隔。前额叶可以进一步划分为侧部、极部、眼眶部和内侧部,每个部分都有其特定的脑回。
例如,侧部分包含上前额回、中前额回和下前额回。极部有前额极皮质和前额边缘脑回,眼眶部包含多个脑回。
人类的前额叶在20多岁时才会完全成熟,这与成年期所具备的认知成熟度密切相关。随着年龄增长,正常范围内的小范围萎缩是不可避免的。研究指出,60到91岁之间的健康参与者与阿兹海默症患者有着显著的区别,他们在前额叶的体积损失方面表现出更小幅度的变化。
整个前额皮质被认为是一种「行动皮质」,主要专注于各种动作,包括骨骼运动、眼球运动、语音控制和情感表达。最大的前额皮质部分,即前额皮质,对于内在的有目的心理行动负有主要责任,包括合理推理和计划未来的后果。前额皮质也负责抑制社会上不适当的反应,并帮助我们整合不同来源的长期记忆。
心理测试通常用以评估前额叶功能,包括指尖敲击测试、威斯康辛卡片分类测试等,这些都表现出前额叶的执行功能。
前额叶损伤可以通过多种途径发生,且会导致多种不同后果。老年人常见的因素包括短暂性缺血发作(TIA)和中风,这些因素都可能导致对前额叶的损伤。此外,创伤性脑损伤或神经退行性疾病如阿兹海默症和帕金森病也都是潜在的危险因素。由于酒精的胎儿暴露,患有这些疾病的个体视乎布显示出前额叶的不同损伤特果。
前额叶受到损伤后,患者可能在行为表现上出现不恰当的反应。例如,某人明白在特定情况下应有的适当反应,但在现实中的表现却不相符。常见的情绪表达会出现不一致,且有时候会出现过度情绪化的情况。失去动机和抑郁症状在这些患者中也相当普遍,这使得他们难以完成正常的日常活动。
在40岁以上的人群中,前额皮质中的一组基因会减少表达,在70岁以上的个体中尤为明显。这些基因在学习和记忆、突触可塑性等方面的功能至关重要。年龄增长伴随着DNA损伤大幅增加,这与前额叶的功能衰退有密切关系。
在20世纪初,透过心理外科手术如前额叶切除术,医疗人员试图治疗精神疾病。尽管这种手术能在短期内减轻疾病症状,但却可能导致对患者情感、人格的长期损害。然而,目前的研究已经显示,前额叶的功能并不是简单的单一过程,而是由多个相互作用的系统组成的。这种多元性的看法促使科学家持续探索更为全面的理论,以理解前额叶的独特功能。
虽然早期的科学家认为人类的前额叶相对于其他灵长类动物过度膨胀,但后来的神经影像学研究挑战了这一观点,发现人类的前额皮质与其他大猩猩相对比例并不特别。当前,科学家更重视神经连接的复杂性,这是人类高于其他灵长类的认知能力的关键因素之一。
前额叶如此庞大且复杂的结构与功能,又是如何影响我们的思维和行为的呢?