大脑有多大？图解全知道

作者序　　X-3


Part 0 我們的腦了解自己嗎？ 1

眼睛為靈魂之窗　　2

盲點之謎：看見看不到的物體？　　2

錯覺：這個人和那個人，誰比較大？　　4

反轉三稜鏡：顛倒的世界　　6

會想了解的腦部功能　　7

觀察腦部的功能　　7

看見心理的功能：最新穎的影像化裝置　　9


Part 1 腦的構造為何？ 13

1 .1 頭腦裡面裝滿皺摺區塊　　14

1 .1 .1　腦是偏食的大胃王　　14

1 .1 .2　腦由三個部分構成　　16

1 .1 .3　指揮中心與聯絡網：中樞與周邊神經系統　　16

1 .2 腦是無數個神經細胞的集合體　　18

1 .2 .1　呈現各種形狀的神經細胞　　18

1 .2 .2　神經細胞的支持者：神經膠質細胞　　21

1 .2 .3　大腦皮質為層狀構造　　22

1 .2 .4　大腦皮質的畫分：布德曼方位圖　　22


Part 2 腦由電訊號與化學物質傳遞訊息25

2 .1 可承受千萬伏特的神經細胞膜　　26

2 .1 .1　神經細胞利用電傳送訊號：膜電位　　26

2 .1 .2　離子通過的途徑：離子通道　　27

2 .1 .3　細胞膜的離子通透性決定膜電位　　29

2 .2 動作電位：千分之一秒的快感　　31

2 .2 .1　何謂動作電位？　　31

2 .2 .2　動作電位為數字訊號　　33

2 .2 .3　如何因應電壓衰減　　33

2 .2 .4　更快些！有髓鞘神經纖維與巨大軸突　　36

2 .2 .5　主動輸送：動作電位發生的背後功臣　　37

2 .3 突觸傳送：神經細胞的傳話遊戲　　37

2 .3 .1　透過突觸傳送：從這個神經元到下個神經元　　37

2 .3 .2　突觸有前部與後部之分　　39

2 .3 .3　訊息的接收站：傳導物質接受體　　40

2 .3 .4　突觸後細胞的膜電位變化：突觸後電位　　42

2 .3 .5　個別利用各種傳導物質與接受體　　44

2 .3 .6　「延遲、單向通行、疲勞」為突觸傳導的特徵　　45

2 .3 .7　突觸結合的集合與發散　　47


Part 3 有感覺的腦：腦如何接收外界的訊息？49

3 .1 感覺接受的構造：人為何會有感覺？　　50

3 .1 .1　感覺的種類　　50

3 .1 .2　接受器將刺激轉換為神經活動　　51

3 .1 .3　將刺激強度轉換為周波數：接受器電位　　52

3 .1 .4　感覺會產生「習慣」　　54

3 .1 .5　五個十元硬幣孰重孰輕　　54

3 .1 .6　大腦一級感覺區： 最早接收感覺訊息的部位　　56

3 .1 .7　右側向左，左側向右的交叉感覺訊息　　58

3 .1 .8　大腦表面烙印著外界的地圖　　58

3 .2 80％來自視覺的感覺訊息　　61

3 .2 .1　從視網膜到腦部　　61

3 .2 .2　視網膜神經節細胞的守備範圍：接受區　　63

3 .2 .3　同心圓狀的接受區有何作用？　　66

3 .2 .4　從同心圓到四角形　　67

3 .2 .5　越來越複雜的視覺區細胞其反應選擇性　　68

3 .2 .6　機能性圓柱：處理訊息的模組　　71

3 .2 .7　雙眼視覺與立體視覺的構造　　74

3 .3 眼球活動的構造　　76

3 .3 .1　中心與周邊視野：只要注視就能看見　　76

3 .3 .2　眼球運動：眼睛與嘴巴一樣靈活　　76

3 .3 .3　可馬上察覺眼球運動之差異性的實驗　　78

3 .4 處理形態、空間與色彩的高級視覺中樞　　80

3 .4 .1　視覺訊息的處理流程分為不同路徑　　80

3 .4 .2　「 什麼」的路徑：送往顳葉的色彩或形態訊息　　81

3 .4 .3　「 何處」的路徑：送往頂葉的位置或動作訊息　　82

3 .4 .4　認知細胞假設說：誰找到歐巴桑　　82

3 .5 視覺構造出現可塑性的變化　　83

3 .5 .1　看得見是與生俱來的本能　　83

3 .5 .2　修伯和溫塞爾的實驗：何謂感受期？　　85

3 .5 .3　成人的腦部也會出現可塑性的變化　　87


Part 4 支配運動的腦：充當外界與內在的溝通橋梁89

4 .1 帶動控制系統以活動身體的「運動系統」　　90

4 .1 .1　只有「sports」並非運動　　90

4 .1 .2　運動系統的構成與層級性控制　　91

4 .2 反射的構造：不用透過腦部的快速反應　　94

4 .2 .1　何謂反射？　　94

4 .2 .2　反射種類眾多　　94

4 .2 .3　脊髓反射的構造　　95

4 .2 .4　牽張反射：一拉扯就縮回來？　　97

4 .2 .5　梭內肌、協同肌與拮抗肌的作用　　98

4 .2 .6　相反性神經支配的機制為何？　　100

4 .2 .7　誤踩圖釘產生的反應　　102

4 .2 .8　為何我們可以一心二用？　　102

4 .3 流暢的運動需要「小腦」發揮作用　　104

4 .3 .1　為何就算你閉上眼睛也能摸到鼻子？　　104

4 .3 .2　小腦擁有千億個神經細胞　　105

4 .3 .3　反轉三稜鏡的適應性從何來　　108

4 .3 .4　老師嚴厲才能有效地學習　　110

4 .3 .5　小腦是計算運動指令的「電腦」　　111

4 .4 由「大腦基底核」引導運動　　113

4 .4 .1　大腦基底核為抑制神經細胞的集中地　　113

4 .4 .2　藉由脫離抑制「準備，出發！」　　115

4 .4 .3　黑質體發生病變引起帕金森氏症　　116

4 .4 .4　多巴胺神經元發生退化的原因　　117

4 .4 .5　獲得獎賞的學習：強化學習與基底核　　118

4 .5 大腦皮質「運動區」所產生的精細運動　　119

4 .5 .1　大腦運動區與錐體路徑　　119

4 .5 .2　大腦運動區的精細結構與機能　　121

4 .5 .3　運動區神經元的活動與運動的關聯　　121

4 .5 .4　運動前區以感覺訊息為基礎操控運動　　123

4 .5 .5　補足運動區以內部訊息為基礎操控運動　　124

4 .5 .6　有關姿勢操控：你如何站起來　　124


Part 5 人類腦部的高層次機能與記憶、學習 129

5 .1 大腦邊緣系統為情緒、價值判斷、記憶的中樞　　130

5 .1 .1　掌管情緒的舊腦　　130

5 .1 .2　與情緒表現或本能行動有關的下視丘　　132

5 .1 .3　杏仁核為情緒的中樞　　134

5 .2 「海馬回」與學習、記憶有密切的關係　　139

5 .2 .1　無法記住新事物的H. M. 先生　　139

5 .2 .2　所謂的記憶是什麼？　　139

5 .2 .3　與海馬回有關的記憶類型　　143

5 .2 .4　探索記憶與學習的機制　　144

5 .2 .5　長期增益作用的發現分子機制　　147

5 .3 人之所以為人的高層次腦機能　　148

5 .3 .1　占據大腦達75％的「聯合區」非常重要　　148

5 .3 .2　可認知「在何處」的頂葉聯合區　　150

5 .3 .3　可認知「有什麼」的顳葉聯合區　　153

5 .3 .4　與人格關係密切的額葉聯合區　　154

5 .3 .5　額葉聯合區也是決定意志的部位　　156

5 .4 語言機能與右腦、左腦　　158

5 .4 .1　操控語彙的語言區與失語症　　158

5 .4 .2　右腦與左腦的功能不同　　159

5 .4 .3　透過「裂斷症」測試左右腦的差異性　　160

5 .5 腦部的發展與可塑性　　163

5 .5 .1　神經迴路的形成　　163

5 .5 .2　可塑性有多重要　　165

5 .5 .3　為何會有「感受期」？　　166

5 .5 .4　可塑性奇妙的副產物：幻覺肢　　167

後記　　170

參考文獻　　172

索引　　174