在哺乳動物的大腦中,前額葉是四大主要腦葉中最大的部分,位於每個大腦半球的前端。前額葉由中央溝與頂葉相隔,並與顳葉之間有一個更深的溝縱向劃分。這種獨特的解剖結構讓前額葉成為大腦最為重要的一區,負責多種人類無法忽視的功能。
前額葉的前端圓滑部分被稱為前極,也是大腦三個極之一,並包含著許多與行動和計劃有關的重要神經結構。
前額葉佔據每個半球約三分之一的表面面積,其結構的劃分可以為我們對於神經的功能有更深的理解。前額葉的側面由中央溝與頂葉分開,並且由側溝與顳葉分隔。前額葉可以進一步劃分為側部、極部、眼眶部和內側部,每個部分都有其特定的腦回。
例如,側部分包含上前額回、中前額回和下前額回。極部有前額極皮質和前額邊緣腦回,眼眶部包含多個腦回。
人類的前額葉在20多歲時才會完全成熟,這與成年期所具備的認知成熟度密切相關。隨著年齡增長,正常範圍內的小範圍萎縮是不可避免的。研究指出,60到91歲之間的健康參與者與阿茲海默症患者有著顯著的區別,他們在前額葉的體積損失方面表現出更小幅度的變化。
整個前額皮質被認為是一種「行動皮質」,主要專注於各種動作,包括骨骼運動、眼球運動、語音控制和情感表達。最大的前額皮質部分,即前額皮質,對於內在的有目的心理行動負有主要責任,包括合理推理和計劃未來的後果。前額皮質也負責抑制社會上不適當的反應,並幫助我們整合不同來源的長期記憶。
心理測試通常用以評估前額葉功能,包括指尖敲擊測試、威斯康辛卡片分類測試等,這些都表現出前額葉的執行功能。
前額葉損傷可以通過多種途徑發生,且會導致多種不同後果。老年人常見的因素包括短暫性缺血發作(TIA)和中風,這些因素都可能導致對前額葉的損傷。此外,創傷性腦損傷或神經退行性疾病如阿茲海默症和帕金森病也都是潛在的危險因素。由於酒精的胎兒暴露,患有這些疾病的個體視乎布顯示出前額葉的不同損傷特果。
前額葉受到損傷後,患者可能在行為表現上出現不恰當的反應。例如,某人明白在特定情況下應有的適當反應,但在現實中的表現卻不相符。常見的情緒表達會出現不一致,且有時候會出現過度情緒化的情況。失去動機和抑鬱症狀在這些患者中也相當普遍,這使得他們難以完成正常的日常活動。
在40歲以上的人群中,前額皮質中的一組基因會減少表達,在70歲以上的個體中尤為明顯。這些基因在學習和記憶、突觸可塑性等方面的功能至關重要。年齡增長伴隨著DNA損傷大幅增加,這與前額葉的功能衰退有密切關係。
在20世紀初,透過心理外科手術如前額葉切除術,醫療人員試圖治療精神疾病。儘管這種手術能在短期內減輕疾病症狀,但卻可能導致對患者情感、人格的長期損害。然而,目前的研究已經顯示,前額葉的功能並不是簡單的單一過程,而是由多個相互作用的系統組成的。這種多元性的看法促使科學家持續探索更為全面的理論,以理解前額葉的獨特功能。
雖然早期的科學家認為人類的前額葉相對於其他靈長類動物過度膨脹,但後來的神經影像學研究挑戰了這一觀點,發現人類的前額皮質與其他大猩猩相對比例並不特別。當前,科學家更重視神經連接的複雜性,這是人類高於其他靈長類的認知能力的關鍵因素之一。
前額葉如此龐大且複雜的結構與功能,又是如何影響我們的思維和行為的呢?