论文大脑两半球功能的最新研究

1861年Broca医生在对运动性失语症病人尸检中，发现脑左半球下额回受损，后来左半球这一区就称为语言运动区。然而关于大脑两半球功能一侧化的理论问题，却是100年后由美国的Sperry,Gazzaniga等学者所提出。1961年，年轻的脑外科医生Gazzaniga在Sperry领导下，对Bogen医生手术的裂脑病人进行神经心理检査，病人对右侧视野的刺激物能正确说出名称，而对左侧视野刺激物只能作出反应，却说不出名称。这使他们得到两半球认知对象不同的观点，并于1962年发表左右脑分工之说的论文。这篇论文的观点在当时引起了极大轰动，脑“左、右”半球分工不同的理论十分盛行。然而他们通过大量病例研究发现，脑两半球认知分工现象因人而异。所以Gazzaniga1995年回顾说：“每一半球具有不同认知对象，这种观点在脑科学界没有流行很久，但却长久地流传在大众之中。”科学家们在过去三十多年的研究中，尝试过许多对大脑认知功能的归纳途径，如语言半球与非语言半球，抽象思维与形象思维，细节加工与全息加工等。然而，这些研究结果都会在几年以后出现反例的报告结果。90年代以来，利用多种脑成像技术研究表明，大量脑功能系统不是唯一按左右分工原则分配，更多是皮层与皮层下、额叶与枕叶等多种形式分配。同样，日本的脑科学研究者在研究额叶前区中也证实左右脑的功能并不是完全独立的。 从大脑组织图片中我们可以看到，人的额叶前区覆盖了人的左右脑额叶的一部分，那么，额叶前区覆盖下的右脑在人脑活动中起什么样的作用呢？最新的研究结果证明：它与非语言性的交流有关。这里所说的非语言性并不包括图像。而是语言的音调抑扬顿挫、表情、手势等。表情、手势是视觉性的东西，而音调的抑扬顿挫不是视觉性的。在处理图像信息时，大脑是同步使用右脑和左脑的，左右脑的分工并不严格。在自然状态下，我们都在使用两侧的大脑。大脑不是以左右为单位来活动的。 经常可以在社会中听到一个说法：有人主张通过锻炼人们的左手功能而锻炼“右脑”，达到提高人们抽象思维及创造能力的目的。但要是说“锻炼右脑”，而不提要锻炼右脑的哪一部分，就会让真正了解脑科学知识的人感到莫名其妙。希望大家能够走出左右脑认识的误区，“锻炼右脑”这种说法自身就毫无意义。那些提倡锻炼右脑的人，应该指出如何锻炼、锻炼右脑的哪一部分。构成大脑组织的额叶、顶叶、颉叶、枕叶等在大脑中所属的区域不同，它们的作用也不一样。一个人如果想锻炼脑的顶叶功能，那可以给他一个空间性的想象；如果想锻炼脑颞叶或枕叶功能，那么就可以听大量的有声的语言资料，让脑的颞叶和枕叶进行听觉信息处理。研究者已经证实了额叶前区的重要功能，所以认为通过锻炼额叶的额叶前区部位，可以达到灵活大脑的目的。 所以，只有了解了大脑的工作原理，才能确定科学的健脑方法，从现代脑科学的知识来看，如果有人主张想要使大脑更好地发挥作用，要“锻炼大脑”，但却不具体地提及锻炼大脑的哪一个部分的话，那这种说法就没有可信度。 过去，一些心理学家根据血型把人分为“A型人、“B型人”、“O型人”，又根据日本人和德国人中A型血者较多，结合日本及德国民族性格，把整个日本和德国称为“A型血民族”，但随着科学的进步，这种说法被归入到不科学的认识之列；现代脑科学已经证明人的左右脑分工并不完全独立，因而左脑、右脑这种分法在国际上是不通用的。所以，“左脑人”、“右脑人”之分，在现代脑科学看来，没有任何意义。

大脑两半球功能上的不对称，或者说脑的不同功能向一侧半球集中是人脑结构和认知的主要特征，生理学上称之为大脑半球一侧优势，或简称大脑优势。在98%以上的成年右利手者中，左半球专管对语言的处理和语法表达，如词语、句法、命名、阅读、写作、学习记忆等。而空间技巧与右半球相关，如对三维形状的感知、空间定位、自身打扮能力、音乐欣赏及歌唱等。右半球还可理解一些口语及印刷的词。可以认为左半球是科学性的，而右半球是艺术性的。大脑半球一侧优势在成人有，儿童有，婴儿也有，甚至某些动物也有。 1863年，法国外科医生皮埃尔·布罗卡(PierreBroca)指出两个大脑半球的功能有差别，左额叶可能是控制言语的皮层区。而除了左半球言语功能占优势外，人们认为两个半球在感觉和运动功能方面全是对等的。左半球接受身体右半侧的感觉传入，并支配右半侧肌肉运动；右半球接受身体左半侧的感觉传入，并支配左半侧肌肉运动。20世纪50年代，美国加利福尼亚州技术研究院教授斯佩里真正确立了左右脑分工的观念，他与学生尝试把猫，猴子左右脑连接的神经线全部切断后，这些动物仍然生活得正常，并且可以训练两个脑半球以相反的方式去完成同一项任务。研究结果显示，左脑同样具有右脑的功能，右脑也同样具有左脑的功能，只是分工和侧重点不同。 对大脑优势的临床研究，最先始于对裂脑人的实验观察。自然脑损伤可造成裂脑，在脑损伤病人身上观察到，左侧脑损伤导致右侧脑功能丧失，主要是语言功能的丧失，但不影响右侧脑功能；同样，右侧脑损伤导致左侧脑功能丧失，患者可表现穿衣失用症，因分不清左右侧而穿倒衣服，不能绘制图表，视觉认识出现障碍，说明左右大脑半球是独立活动的或功能分离的。裂脑人的主要来源是癫痫病人，为防止发病时左右两半球间的传播发作，减弱癫痫发病强度，常采取切断病人胼胝体的方法，术后病人便成为裂脑人。将图片在裂脑人的左半视野闪过，病人不能说出图片上物体的名称，因为视觉形象投射到了右半球而右半球是不具有说话功能的，但病人可用一些非言语形式表明他们已感知到了物体，比如用手收集和图片上一样的物体。说明病人的右侧视觉是良好的，更重要的是说明了语言中枢位于左半球。而在正常人，由于胼胝体的作用，使两侧半球功能得以联系，因此不论物体出现在哪侧视野，都可用词语说出物体的名称。以正常人为实验对象，则主要通过对那些与左右侧大脑认知神经生理学相关的正常行为进行研究来阐明大脑优势的存在，如侧面呈现刺激物的感知实验，实验结果提示，当脑的一侧对某一认知活动参与越多时，其注意力偏向对侧感受野的活动就越大，从而引起感觉不对称的增加。最近还采用在特殊感知活动期间进行观察的脑成象技术，如脑局部血流图和正电子发射断层扫描术等。这些技术可以指示认知期间神经活动增强的部位，但神经活动增强标志着什么至今仍不清楚。研究正常个体，对象易得，个体间的差异如性别、年龄、认知水平、家族史、手偏利等的研究可行，左右大脑差异定量打分使研究半球不对称的程度成为可能。 结构上来说，人脑右半球略重于左半球，但左半球灰质多于右半球；左右颞叶有明显不对称性；颞叶的不对称性和丘脑的左右不对称性相关；各种神经递质的分布，左右半球也是不平衡的。从功能上来说，在正常情况下，大脑两半球是协同活动的，进入大脑任何一侧的信息会迅速通过胼胝体传达到另一侧，做出统一的反应。割裂脑研究表明大脑两半球可能具有不同的功能。语言功能主要定位在左半球，负责语言、阅读、书写、数学运算、和逻辑推理等。而知觉物体的空间关系、情绪、欣赏音乐和艺术则定位于右半球。大脑的功能存在单侧优势，但不是绝对分离的。近年来许多研究发现，右半球在语言理解中同样也起重要作用。在加工复杂程度不同的句子时，右半球上与左半球经典语言区对应的部分也得到激活，只是激活的强度低于左半球。本段总结自《普通心理学》(修订版) 彭聃龄 2001 脑功能不对称的理论：大脑一侧优势与遗传有一定关系，但主要是在后天生活实践中逐步形成的。在2～3岁时，左右侧脑损伤的结果相差不多，因为那时尚未建立一侧优势；10～12岁时，如左半球损伤，可在右侧半球建立语言中枢；在成年人，左侧语言优势已建立，左半球的损伤导致不可补偿的语言障碍。另外，早期脑损伤的功能恢复比晚期脑损伤的功能恢复快，因为在生命早期神经系统的可塑性大，那时大脑半球还未特化或特化不明显。从解剖学图形上看，大脑两半球并不是镜映的，这是功能不对称的基础。在第一颞回上的表面后部即颞面有着最可靠的形态学不对称，而这儿正是语言综合必需的核心部位。左颞面较大，超过右颞面约40%。其他不对称的部位如左侧大脑外侧裂较长，仰角水平低，后额顶区较大，枕叶后端较宽等。左右半球功能不对称的本质是什么呢？一开始人们用言语-非言语或言语-视觉来区别左右半球的功能分离。这种分类不能解释一些较新的资料，如在某些具有空间特征的刺激中，对英文手写体的识别与右半球的功能相关，而对印刷体和东方国家的表意文字的识别则与左半球相关。再如，感觉那些具有序列和时间顺序的非言语刺激更依赖于左半球而不是右半球，而对某些听刺激如音乐旋律的感觉更多地依赖于右半球。因此，两半球不对称的本质差异更准确地被描述为分解-合成或时间-图形的功能分离。即左半球对不同条目根据时间顺序安排的分解刺激加工的信息是特化的，如语言、语法技巧；右半球则对合成刺激加工的信息是特化的，并继续形成统一的图象，如对旋律、三维物体的感知。当然，左右半球的功能不对称存在个体差异，比如在缺乏音乐素养的个体中，旋律感觉往往取决于右半球的作用，但在音乐家中则包括左半球的作用，反映出音乐家能较大地利用大脑的分析过程。 两半球间的差异是绝对的或是相对的？即不清楚每个半球是否具有另一半球所特化的加工信息的能力。虽然两半球都有处理语言刺激的能力，但并不意味着处理方式完全相同。左半球可能以分析模式进行加工，右半球则以整体模式进行加工。我们只能辩证地认为两半球间的差异是相对的而不是绝对的，但缺乏充分的实验证据。另外，我们也不清楚大脑功能不对称究竟在神经系统的什么水平存在。动物脑是否具有功能不对称性？按传统概念，语言被认为是大脑功能不对称的基础，动物没有明显的语言，因此没有脑功能不对称。但近年研究表明，动物大脑存在功能不对称，灵长类的左右半球间存在解剖学和功能上的不对称。如黑猩猩的左侧外侧裂比右侧裂要长，但二者差异比人类的要小。在发声动物金丝雀中，左半球损伤对鸣叫的影响比右半球损伤大得多。除灵长类及鸟类外，其它动物如猫、兔、大鼠、小鼠都有脑功能不对称效应。在猴及鼠还存在爪偏利，与人类手偏利的不同在于其右利及左利的个体数量基本相等，而在人类，右利手者明显居多。这些观察对以语言为大脑功能不对称基础的传统理论提出了挑战。可见，对脑功能不对称的神经生物学基础的阐明还仅仅是个开始。

脑科学的研究表明：人的大脑在结构上分为左右两半球，它是结构复杂、功能极其完备的物质。大脑左、右两半球的功能是不对称的，对人体运动和感觉的管理是交叉的。即左半球管理右侧半身的运动和感觉，右半球管理左侧半身的运动和感觉。而且大脑左半球的功能侧重于抽象思维，如语言、逻辑、数学、分析、判断等，它是以线性方式处理输入信息的；脑的右半球侧重于形象思维，如空间关系、艺术等，它是以视觉空间、非线性方式处理输入信息的。也就是说：左半球为逻辑半球，右半球为情感半球。

大脑左右两半球之所以能密切地协同活动，是因为两半球之间有许多神经纤维相联合，其中最主要的联系桥梁是胼胝体。胼胝体是由两亿条神经纤维组成的。大脑皮层的每一部位都有神经纤维进入胼胝体，以每秒40亿个神经冲动的速度在左、右两半球之间传递信息，起着联结左、右脑的联络网作用。这就使得左右两半球总是息息相通高度统一协调。它们互为补充，既各司其职，又密切配合，相辅相成，构成了一个统一的控制系统。

大脑的每一半球都具有自己独立的意识思想链和自己的记忆，它们基本上是以不同方式进行思维的。

左脑运用语言的逻辑性思维，掌握着分析性思考，顺序性（时间性）强，属于线性思维，它的记忆是以语言方式储存的，即通过读、写、算为基础的方式来摄取记忆。而右脑则用表象进行思维，它是形象描绘的感性思维，是直观判断统摄全面的思考，属于面型思维。它不是靠语言记忆，而是以情景、片断方式储存，它的记忆是无逻辑性的。

荣获1981年诺贝尔生理学、医学奖的美国神经生理学者斯佩里，通过大量的科学试验表明：大脑的左半球和右半球具有不同的功能，同时通过实验也证明：胼胝体“缺失”会阻碍大脑右半球中专门化的非语言和空间定位的正常能力，同时，左半球的言语和意志活动能力也会受到极大的影响。斯佩里认为大脑左、右两半球是处于“共生”的整体之中的。在正常状态下，它们结合得如同一个单位并进行工作的，而不是一个开动着，另一个闲置着。人的创造力是大脑左、右两半球协调活动的整合功能的结果。

脑科学的研究还表明：大脑在完成一个特定任务时，只有一个半球产生优势兴奋中心，如果右脑受到抑制，右脑半球功能将会减退，因此将会阻碍人潜在创造性功能的发挥。这个研究成果为我们教育儿童提供了脑科学的依据。

从大脑左右两半球的功能来看，对儿童不能过早地教授知识技能。因为如果仅仅教授知识、技能，而缺乏形象生动的情感教育，就会影响儿童大脑右半球的激活和兴奋，那么其右脑半球必然会受压抑，甚至损伤儿童创造才能的发挥。从心理学的角度来说，所谓儿童的早期教育，主要是提供良好的有益的刺激，促进儿童智力的发展。所谓良好的有益的刺激，可以采取做游戏，观察自然和社会环境，唱歌、跳舞和做手工等等形式，不一定仅仅是读、写、算等文化课程的学习。

我国思维科学的开拓者钱学森先生认为，人类思维可以分为三种：抽象（逻辑）思维、形象直感思维和灵 感（顿悟）思维。并建议把形象思维作为思维科学研究的突破口。什么是形象思维呢？所谓形象思维就是运用 头脑中积累起来的表象进行的思维。表象是我们以前知觉过的，而在头脑中再现的那些对象现象的映象。形象 思维具有间接性和概括性的特点。形象思维同抽象思维一样，是认识的高级形式——理性认识。 为什么要培养学生的形象思维能力呢？按照现代科学研究的最新成果，人的大脑左右两半球各有不同功能 ，左半球是语言中枢，主管语言和抽象思维，右半球主管音乐，绘画等形象思维材料的综合活动。两者相互配 合，相辅相成，相互促进，才能使个体得到和谐发展。 从儿童思维特点来看：小学生的思维是从具体形象思维为主要形式逐步向抽象逻辑思维过渡，但这时的逻 辑思维是初步的，且在很大程度上仍具有具体形象性。因此，培养学生的形象思维能力，既是儿童本身的需要 ，又是他们学习抽象数学知识的需要。 那么在小学数学教学中，如何培养学生的形象思维能力呢？ 一、充分感知，丰富表象，为培养形象思维积累材料 儿童能够敏锐感知鲜明的、富有色彩、色调和声音的形象，善于用形象色彩和声音触发思维。表象是形象 思维的细胞，形象思维要依靠表象来进行思维，要发展学生的形象思维，必须打好基础，丰富表象材料的积累 。 1.动手操作，丰富表象 动手操作，使学生各种感官都参与到学习中来，从多方面，多角度观察事物。例如：教学余数概念，先让 学生动手分小棒：（1）9根小棒每2根为一份，可以分几份，还剩几根？（2）13根小棒，平均分给5 个人，每 个同学可以分几根，还剩几根？操作完毕，引导学生用语言表达操作过程，说说是怎样分小棒的，从而形成表 象，然后再让学生闭上眼睛，想想下面题目应该怎样分？①有7块饼干，每人分3块，可以分给几个人，还剩几 块？②有12支铅笔，平均分给5个人，每人可以分几支，还剩几支等。这样让学生在操作中思维，在思维中操作 ，理解了被除数是总数，除数和商分别是要分的份数和每份数，余数是不够一份而多出的数，余数要比除数小 的道理。在头脑中形成了正确清晰的表象，正确的思维才有牢固的基础。 2.直观演示，丰富表象 小学生无意注意占重要地位，任何新鲜事物的出现都会引发学生积极参与学习过程的兴趣。在教学过程中 ，用图片、教具或电教手段组织教学，把抽象知识形象化，让学生充分感知所学材料，有了定量的感性材料， 才能在脑中留下鲜明的映象。 例如：教学“长方体认识”，教师可以先出示学生日常生活中熟悉的长方体实物，如：火柴盒、粉笔盒、 砖头等，这些物体都是长方体。然后让学生自己列举长方体实物（书柜、木箱、厚书、铅笔盒……），通过感 知实物，学生对什么样的物体是长方体获得了初步的感性认识。在此基础上，教师再引导学生边观察模型，边 看书本，从不同的位置和方向认识长方体的六个面及相对的面的面积相等，十二条棱及互相平行的棱长相等的 特点；通过观察长方体的一个顶点和相交于这个顶点的三条棱长，认识长方体的长、宽、高；通过模型的平放 、侧放、直立三种形态，来说明长、宽、高相对说来是固定不变的，把知识讲“活”，这样学生在动口、动脑 的学习过程中建立了清晰深刻的表象，为思维的理性化提供了条件。 电教手段引入课堂，可变静为动，化近为远，并以它丰富多彩、灵活多样的教学形式，为学生提供反映思 维过程的演示，能充分调动学生的心理因素，取得较好的效果。例如：在教“求另一个加数的减法应用题”时 ，通过幻灯片的演示，使学生形象地理解总数与部分的关系，即总数－部分＝另一部分。 教学中，要利用各种教学手段，让学生充分感知，在脑中建立清晰的数学表象，为提高学生的数学想象力 积累素材。 二、引导想象，发展形象思维 现代认知心理学认为，表象不但可以储存，而且可以对储存的表象痕迹（信息）进行加工改组，形成新的 表象，即想象表象，它也是进行形象思维的重要方式。所以，教师要善于创设课堂教学中的问题情景，如图示 情景、语言情景，激发学生参与探索的欲望，充分发挥学生丰富的想象力。 如：教完梯形知识后，可引导学生想象：“当梯形的一个底逐渐缩短，直到为0，梯形会变成什么形？当梯 形短底延长， 直到与另一底边相等时，它又变成什么形？”借助表象，能有机地把看上去似乎无联系的三角形 、平行四边形、梯形结合起来。还可以根据梯形面积公式记忆三角形和平行四边形的面积公式： 1 S[,梯形]＝—（a＋b）h 2 1 当a＝0时，变成三角形，面积公式为：S＝——ah 2 当a＝b时，变成平行四边形，面积公式为：S＝ah 三、数形结合，培养形象思维能力 数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的学科，从总的来说，数学是数与形结合的学科。不同类型的 数学图形，提供了大脑形象思维的表象材料，调动了右脑思维的积极性和主动性，提高了形象思维能力，促进 了个体左右脑的协调发展，使人变得更聪明。 例如：课本中配合应用题的具体情节而设计的插图，开阔了学生形象思维的天地，增强了刻苦学习的意志 。又如课本中出示的例题和复习题，表示数量关系时，运用了绚丽色彩和各种小动物、植物、大河、山川，现 代的飞机、汽车、轮船、卫星、建筑，古代的文物、书籍、大脑后难以形成清晰的表象。如果采用数形结合的方法画出线段图，便可帮助学生建立正确的表象，使隐蔽 复杂的数量关系变得明朗。例如：“小亮的储蓄箱中有18元，小华储蓄的钱是小亮的5／6，小新储蓄的是小华 的2／3，小新储蓄了多少元？”这题学生往往难以确立单位“1”的量。教学时， 可引导学生画出如下线段图 来分析数量关系： 根据线段图，同学可以很快列出算式：18×5／6×2／3－10（元） 所以说线段图具有半抽象半具体的特点，它既能舍弃应用题的具体情节，又能形象地揭示条件与条件、条 件与问题之间的关系，把数转化为形，明确显示出已知与未知的内在联系，激活学生的解题思路。这里线段图 的运用、数与形的结合，较好地激发了学生的再造性想象，不仅发展了学生的形象思维，而且实现了形象思维 与抽象思维的互补。