顶叶的功能

2024年11月20日 | 阅读9分钟

顶叶是哺乳动物大脑四种主要皮层之一,是该器官的重要组成部分。 顶叶位于额叶和中央沟后方,颞叶上方,对于感觉的整合至关重要。它接收来自视觉系统的腹侧通路、触觉(通过体感皮层)以及空间感知和导航(本体感觉)的信息。皮肤感官信息,包括触觉、温度和疼痛,通过丘脑传递到顶叶进行处理。

Functions of the Parietal Lobe

值得注意的是,顶叶的某些区域在语言处理中起着重要作用。我们可以通过体感皮层的“皮层肌占位图”来可视化它,这是一个扭曲的人形图,代表着体感皮层。每个身体部位的大小对应于负责处理该区域感觉的皮层特定区域。对于身体感知和空间意识,顶叶上部和下部小叶至关重要。累及这些区域,尤其是右半球的病变,通常会导致一种称为忽略症的疾病。

顶叶下方的顶骨因拉丁语“paries”一词得名,意为“墙”。

顶叶:简介

顶叶是人类大脑皮层的四种主要皮层之一,位于头骨后上方,紧邻顶骨。 额叶后方的中央沟标志着这两个区域之间的边界。外侧沟,也称为 Sylvian 裂,在上方将顶叶与颞叶分开。顶枕沟将位于相对后方和略下方枕叶和顶叶分开。与整个大脑一样,中央沟(也称为内纵裂)将顶叶分为两个半球。

顶叶接收来自身体许多不同结构的信息。有趣的是,皮肤和输送到顶叶的神经对于检测感官数据至关重要。然后,顶叶将这些数据传输到大脑的其他区域进行分析。顶叶是大脑协同工作以执行许多日常功能的部分之一。

顶叶的功能

顶叶是整合各种感官输入和功能的重要组成部分。它对于处理与触觉相关的信息至关重要,例如图触觉(识别绘制在皮肤上的字母或形状的能力)和两点辨别(区分两个不同触点的能力)。 顶叶还在触觉定位中起作用,这使我们能够识别身体上触摸的确切位置,即使在两侧同时受到刺激时也是如此。

顶叶对于数学推理至关重要,因为它整合了关于数字及其关系(超越触觉)的知识。它还通过协调运动指令与感官输入来促进物体操作。值得注意的是,顶叶的称为顶叶后皮层(PPC)的区域专门负责视觉空间处理。 该区域接收控制我们的手、手臂和眼睛运动的运动信号。它还处理来自触觉和视觉的感官数据。视觉科学家通常将这种视觉空间处理流称为“腹侧通路”,以区别于位于颞叶的“腹侧通路”。腹侧通路还有一个额外的描述,即它处理空间信息,即物体“在哪里”,并指导我们的运动或“如何”与视觉世界互动。

20 世纪 90 年代进行的研究揭示了猕猴顶叶后皮层中令人惊叹的结构。众所周知,大脑的这一区域对于处理空间信息和结合不同的感官输入来指导行为至关重要。 研究得出结论,猕猴顶叶后皮层中的不同区域代表空间的特定部分,例如 LIP、VIP、MIP 和 AIP。

  • 在顶叶后皮层内,研究确定了离散的亚区域,每个亚区域都有一个与空间表示相关的独特功能。例如,顶叶后皮层(LIP)区域的神经元图谱以视网膜otopic 的方式编码空间位置,这意味着其组织反映了眼睛固定时视网膜看到的视野。该图谱指出了哪些空间位置很重要,并且眼动系统可以利用它来引导眼球运动到感兴趣的物体。
  • 另一方面,来自各种感官模式(如视觉、体感、听觉和前庭输入)的信息被整合到腹侧顶叶内(VIP)区域。有趣的是,该区域的神经元创建了一个以头部为中心的参考系,其中触觉感受野编码与头部相关的空间信息。一些具有视觉感受野的 VIP 神经元也似乎使用以头部为中心的参考系,尽管它们可能使用以眼睛为中心的参考系的假设不能完全排除。
  • 处理与眼球运动相关的空间信息是内侧顶叶(MIP)区域的明确专业领域。该区域的神经元专门以眼动为中心的坐标编码到达目标位置,这对于精确的目标导向到达至关重要。
  • 最后,前顶叶(AIP)区域在物体操作和处理中的作用值得注意。该区域的神经元对对抓握至关重要的物体的尺寸、形状和方向做出反应。AIP 还参与与物体操作相关的运动;它整合运动和视觉线索来指导这些动作。重要的是,AIP 将关于物体的视觉信息转化为运动指令,从而与腹侧前运动皮层协同工作以抓握和操作它们。

简而言之,猕猴顶叶后皮层是一个高度专业化的空间处理中心。它具有离散的亚区域,这些亚区域相对于不同的感官模式表示空间,并指导不同的行为,如到达、眼球运动和物体操作。

人类大脑的功能结构,特别是在顶枕交界处和顶叶内沟,已通过最近的功能磁共振成像(fMRI)研究得到阐明。这些研究表明,负责到达和注视控制的大脑区域的组织在人类和猴子之间是相似的。 人类的“顶叶到达区域”和“顶叶眼区”,被认为与猴子的 LIP 和 MIP 区域相似,似乎是根据注视中心坐标排列的。这表明这些区域的目标相关活动会根据眼球运动动态地“重新映射”。

独立研究已显示出陈述性记忆功能与顶叶下叶之间的联系。该区域的双侧损伤会明显损害记忆功能,尽管它不会导致完全遗忘。患有此类损伤的人发现难以回忆复杂情况的具体细节,并表现出主观记忆信心度明显下降。这种现象已被多种方式解释。它可能是支持用于根据内部表征做出决策的证据的计算问题,主观记忆状态的缺陷,或内部注意机制的缺陷。

日常使用顶叶执行的任务

顶叶极大地增强了我们吸收和处理来自环境的感官数据的能力。这包括基本的感觉,如味觉、听觉、视觉、触觉和嗅觉。它作为处理来自身体不同部位的感官数据的中央枢纽,对其进行解释和整合。 有趣的是,特定身体部位提供的感官信息量与顶叶中分配给该输入的皮层空间量之间存在直接相关性。例如,与背部等其他区域相比,顶叶对不断受到触觉信息轰击的手指和指尖有更大的代表性。这种特定的资源分配确保了对感官数据的仔细处理和解释,这对于我们与环境的互动至关重要。

  • 对于许多感官和认知过程,顶叶至关重要。体感定位,使我们能够感知身体接触点的精确位置,是其主要功能之一。由于这种复杂的处理,我们无法感知身体任何部位的触觉,也无法感知大脑的触觉。顶叶通过整合来自身体不同部位的感官数据,整合我们对身体状态的感知。
  • 顶叶的另一个重要领域是视觉空间处理。它对于保持平衡和避免障碍物,以及使用地图和方向进行导航至关重要。本体感觉,即我们对身体在空间中的位置的意识,包括我们肢体的相对排列,也依赖于这个叶。触摸手指到鼻子的能力,而无需视觉线索,可以最好地证明这种惊人的功能。
  • 在某些视觉任务中,枕叶和顶叶协同工作。理解数值关系,例如我们眼睛可以检测到的物体数量,是必要的。它还评估我们记忆中存储的物体尺寸、形状和方向以及视觉刺激。根据最近的研究,顶叶的某些部分甚至可能充当视觉环境的地图。
  • 此外,顶叶通过协调手、手臂和眼睛的运动来帮助我们完成运动技能。它还影响注意力和语言处理的协调。总之,顶叶作为处理和解释感官数据的复杂枢纽,使我们能够有效地与周围环境互动。

与大脑的其他区域一样,顶叶仍然是一个了解不多的区域。研究人员正在通过持续的发现过程,不断发现这个大脑区域功能的新维度。顶叶功能的全部范围远远超出了我们迄今为止的发现。

顶叶功能障碍造成的严重后果

许多疾病可能导致大脑的重要组成部分——顶叶功能障碍。最值得注意的是,触觉感知丧失通常是该区域损伤的结果。

顶叶损伤可能由多种情况引起,包括创伤性脑损伤、肿瘤、感染、中风、血管疾病和其他类型的脑损伤。根据受影响的半球不同,这种损伤会产生不同的影响。左顶叶病变会影响语言、数学推理和书面沟通等象征性功能。另一方面,右顶叶的损伤会损害运动功能、空间意识、视觉处理以及创造和可视化能力。

在接下来的部分中,我们将更详细地讨论与顶叶功能障碍相关的具体病症。

Gerstmann 综合征

Gerstmann 综合征是一种神经系统疾病,由顶叶损伤引起,特别是其外侧区域。这种损伤会扰乱顶叶内的关键功能,导致在运动和定位方面难以区分左右。 因此,患有 Gerstmann 综合征的人可能难以辨认自己的手指,并且在尝试区分自己身体的左侧和右侧或周围环境时感到困惑。

此外,阅读理解、写作和数学计算困难都可能是该综合征的迹象。这是由于解读符号表示的能力下降。

顶叶供血不足可能是 Gerstmann 综合征的原因。潜在原因包括中风和其他严重限制血流的大脑血管疾病。此外,Gerstmann 综合征可能模仿其他类型的脑损伤或顶叶肿瘤的症状。

对侧忽略

对侧忽略是一种神经系统疾病,由顶叶损伤引起,通常影响非优势半球。对于右撇子来说,这通常指的是右顶叶。 这种损伤的主要影响是患者对受伤叶对侧身体和周围环境的意识降低。例如,忽视左侧的右撇子对他们的左侧意识会降低。这可能导致烧伤、瘀伤和其他伤害等并发症,并且可能以各种方式表现出来,从轻度到重度不等。不同的人可能会以不同程度的严重程度和独特的症状体验对侧忽略。

顶叶综合征

大脑顶叶之一的损伤会导致一种称为顶叶综合征的神经系统疾病。各种对侧症状可能表明该叶有损伤,表明身体受影响的一侧将出现功能障碍。