[NE-A]脑组织与脑可塑性

脑组织

• 大脑时间尺度为毫秒 $mm$

• 大脑空间尺度为微米 $\mu m$

• 大脑在人一生中都是可塑的（学习、记忆、自发性恢复、神经康复）

灰质和白质

• 灰质：神经元细胞体和树突

• 白质：有髓轴突

• 白质纤维束成像(White matter tractography)：基于扩散张量成像的体内程序（DTI）

• 胼胝体(Corpus callosum)：白质，脑半球之间的信息高速公路

大脑皮层

• 占身体总重量的 1.5%

• 占15%的总血流量（整个大脑占20%总血流量）

• 在有限的体积下，折叠以增加皮层面积

• 脑回和沟（沟占 2/3 表面积）

皮层组成

• 六个垂直层，严格互相连接

• 神经元被组织成柱状（0.5mm直径）

• 垂直于皮质表面

• 相同的行为来响应相同的刺激

不同的神经元连接

• 前馈或自上而下的：直接从第一个处理阶段的区域指向后边区域

• 横向：连接相同阶段的区域

• 反馈或自下而上的：从高级阶段回到先前阶段

• 主要连接是横向的，所有连接都是兴奋或抑制性的

脑叶

额叶 Frontal Lobe ：执行下列功能的控制中心：

• 推理

• 决策

• 表达语言

• 更高层次的认知过程

• 环境判定（人、地、时间、感觉信息的情境整合）

• 运动的计划和执行

顶叶 Parietal Lobe

• 原发性和二次性躯体感觉皮层

• 空间导航

• 感知触觉、压力、温度和疼痛

枕叶 Occipital Lobe

• 初级视皮层

• 视觉信息的处理和解释

颞叶 Temporal Lobe

• 听觉皮层

• 接受语言的中心

• 海马体：记忆的形成和情感

布罗德曼分区

• 分区基于细胞结构（神经细胞类型和组织），后来与功能相关

• 多个区域/组织类型可以参与相同的功能：例如，区域3、1和2都包括感觉皮层

皮层下区域

丘脑 Thalamus

脑干 Brainstem

基底核 Basal ganglia

小脑 Cerebellum

丘脑控制从外围到皮层的交通

脑可塑性

• 关键期 0-2岁最大限度的大脑重组，不可逆转的变化

• 大脑可塑性的证据：

  • 学习

  • 记忆

  • 脑损伤后的重组

  • 神经康复的有效性

突触可塑性

突触的连接强度可以调节，突触的形态和功能可发生较为持久的改变的特性或现象

轴突发芽

轴突受伤被破坏后，旁边的轴突会发出新的枝丫来代替受伤的轴突

轴突再生

成年人不常见这个现象

潜在的轴突连接

潜在的轴突，会替换原来被破坏后的轴突

自测小问题

• 1、大脑在什么时间尺度上运作？ 毫秒

• 2、在什么空间尺度上我们可以看到它的功能？ 微米级

• 3、将不同层次的皮层组织按从大到小的层次结构顺序排列：皮质层 - 皮质圆柱 - 脑叶 - 布罗德曼分区 - 脑部电路

• 4、哪个脑叶控制视觉功能？ 枕叶

• 5、短期突触可塑性涉及？突触间隙释放神经递质的量