我们的大脑是怎样工作的？1861年，法国著名外科医生布洛卡发现人体左脑上特定区域的损伤会导致语言表达出现障碍。大脑各区域有分工，不同的区域分工不同这一观点被广泛接受。这之后，许多科学家开始寻找负责特定功能的大脑区域。我们每天拿起手机时，大脑中的某个区域也会发号施令，让肌肉行动起来。

    故事先从癫痫说起。癫痫俗称“羊癫疯”，病人发作时常见症状有四肢抽搐、短暂失去意识、口吐白沫。19世纪60年代，英国神经内科医生杰克逊，被一个现象深深吸引：一些癫痫病人发作时，抽搐的症状沿着手、手腕、手臂上升到面部。他天才地猜想这背后的原因可能是引起癫痫异常放电在脑中传播，传播到不同区域时就会引起身体不同部位的抽搐。由此，他提出了一个天才的假说，大脑特定的区域控制着特定的身体部位的运动。

    1870年，德国生理学家古斯塔夫·弗里奇和爱德华·希茨格的实验验证了杰克逊的假说。他们打开狗的颅骨，让灰白色的脑组织显露出来，用带有微弱的电流的铂丝直接刺激狗的大脑皮层。实验发现，当小狗的大脑前侧被电刺激时某些部位的肌肉会抽搐，而且哪个部位抽搐是可以预测的，刺激特定的位置会导致身体特定部位的运动。他们把刺激位点和对应的身体部位标记到狗脑上，得到了第一张运动功能定位图谱。

    弗里奇和希茨格电刺激实验之后，许多科学家对其他动物的大脑进行了电刺激，并且对电刺激的强度有了更精细的控制。比如，英国生理学家查尔斯·斯科特·谢灵顿于1901年用电极刺激黑猩猩的大脑，绘制了黑猩猩运动功能定位图谱。

    谢灵顿发现，绝大多数能引起躯体运动的刺激位点位于中央沟前侧，提出控制躯体运动的脑区在中央沟前。中央沟是皮层上一道很明显的褶皱。人脑上也有中央沟，女生戴发箍时把发箍往头顶方向移一些，发箍下方就是中央沟的大致位置。

    人脑的运动区也在中央沟前吗？电刺激大脑的方法帮助科学家找到了黑猩猩的运动区，但由于伦理的限制，不能为了定位脑区而将这一方法应用于人脑。要定位人脑的运动区，似乎只能想其他办法。

    20世纪30年代，医生开始通过外科手术切除病灶来治疗癫痫。但手术有个关键问题，怎么精确地定位要切除的癫痫病灶？医生切多了脑组织，患者受到的伤害太大，切少了癫痫可能复发。加拿大神经外科医生怀尔德·彭菲尔德的解决办法是用电极刺激大脑的不同区域，直到找到引起癫痫反应的区域，那个区域就是需要切除的病灶。

    为了治疗疾病，彭菲尔德和他的团队在一些手术中对患者的大脑进行了电刺激。他们观察到，刺激中央沟附近的脑组织时，有时患者身体某个部位会不自主地动起来，有时患者会说身体某个部位有感觉。开颅手术时，病人还能开口说话，这是因为脑组织中没有痛觉感受器，手术是局部麻醉，患者意识清醒。医生刺激某个位点后，患者可能会开口说无名指和小指有感觉。

    1937年，彭菲尔德分析了1928年以来团队实施的163例手术的数据，把电刺激位置和对应的身体部位对应起来，总结了人脑上的躯体感觉和运动功能的定位。他发现，控制躯体运动的脑区位于中央沟前，产生躯体感觉的脑区在中央沟后，现在人们将这两个脑区分别命名为初级运动皮层和初级躯体感觉皮层。而无论是在感觉区还是运动区，身体各部位按一定顺序对应到皮层上，沿着中央沟从头顶往下，大致顺序是脚、躯干、手、嘴。

    人们每天拿起手机时，是大脑中哪个地方在发号施令，调动身体各部分的肌肉？看完文章后，你也许可以比划一下了。但只靠文中介绍的初级运动皮层，拿起手机这样简单的动作也是完成不了的。

    要拿起手机，我们要先用眼睛看到或者用手触摸到手机，这需要视觉区和感觉区参与，而要用合适的力气稳稳地拿住手机，这需要持续地接收和处理肌肉的感觉信息，在初级运动皮层之外，还有许多脑区也参与运动的调控。

（作者系中国科学院大学博士研究生）

来源：科普时报