大脑地图

- 导言

在之前的两节课程中，我们从微观角度了解神经元是怎么回事，又从宏观层面上知道了大脑是什么样子。这一讲，我们的主题是「大脑地图」。

为什么要了解大脑地图呢？因为在我们平时谈论大脑的时候，包括后面的课程中，每每提到大脑的特定区域和结构时，都会说到大脑的具体位置。就像我们在谈论城市中某个好吃的餐厅一样，我们需要地图，才能准确的和别人描述出餐厅的位置。要想讨论大脑，我们也需要大脑地图。

想要描述好大脑的位置分布，我选择了三种地图模式，分别是区划图、道路图和功能地图。

区划图，就是行政地图，像是北京有东城区、西城区、海淀区、朝阳区等等，我会像介绍地理方位一样，给你介绍大脑是如何分区的。

道路图，就是地形图，之前讲过，咱们的大脑沟壑纵横，就像是交通道路一样，我会给你介绍，大脑中的中央大街在哪，以及如何精准描述大脑中的相对方位；

功能地图，就好比你拿到了一个城市的区划图和道路图以后，虽然知道路怎么走了，但是你还是不知道，住宿在哪里？电影院在哪里？好吃的东西又在哪里。所以，我们还需要这座城市的酒店地图、休闲娱乐地图、美食地图等等。

有了这些具备城市功能的地图之后，你就可以先到达你想去的行政区，沿着道路图上标注好的街道前进，之后你就能找到你要去的地方啦。

- 行政地图：脑叶

首先，我来介绍一下大脑的行政地图，也就是最宏观的一个空间划分：脑叶。

我们最常说的脑叶有四个，分别是额叶、顶叶、枕叶和颞叶。额叶，就是额头部位的这部分脑区；顶叶，就是头顶的区域；枕叶，就是我们睡觉的时候，后脑勺枕枕头的区域；颞叶，就是我们耳朵上方的区域。

除了这四个脑叶以外，还有一个没有露在大脑表面、而是藏在下面的一个脑叶，叫做岛叶，也被称作脑岛。

就像我们在划分城市大区一样，不同的区域承载着不同的城市功能。以北京为例，就像朝阳区和东城区的金融业特别发达，海淀区的科技和教育比较发达。大脑中的脑叶也是如此，额叶擅长进行信息的深度加工和预测；顶叶擅长把不同的感觉信息整合在一起；枕叶擅长加工视觉信息；颞叶擅长获取听觉信息；岛叶擅长的是我们的一些内部信息管理。

那么，这些脑叶的边界是怎么划分的呢？在我们的城市里，各个区的划分，往往是以某条路作为界限，路的这边是海淀区，路的那边是朝阳区。大脑的脑叶也类似这样，脑叶和脑叶之间，是以一些显著的结构地标来进行划分的。这些结构地标就像城市地图上的道路一样，也是我们谈论大脑时经常会用到的。

- 大脑地形图：沟回

在上一讲中我们讲到，大脑表面是凹凸不平的，这种凹凸主要是由于脑皮层褶皱造成的。人们把凹进去的地方叫做脑沟，凸起来的地方叫做脑回。我们的大脑皮层中，布满了各种沟回，这些沟回就像是城市中的道路一样，也是有名字的。那么，这些沟回都是如何被命名的呢？

平常我们在命名道路的时候，经常会使用方位，比如海淀南大街、海淀中街、海淀北大街，大脑的沟回也是像这样，用方位和大区来进行命名。但是在大脑中，用东西南北作为方位显然是不靠谱的，我们经常用特定的三个维度，来描述大脑中的相对方位：

第一个维度是「上下」，靠近头顶的就是上，靠近脖子的就是下；

第二个维度是「前后」，靠近额头方向的是前，靠近后脑勺方向的是后；

第三个维度是「内外」，越靠近我们大脑的中心轴、也就是鼻子这个方向的，就是内侧，而越向耳朵那个方向的，就是外侧。

除此之外，偶尔我们也会用腹侧和背侧来描述相对方位，腹侧就是靠近我们肚子所在的一侧，背侧就是靠近后背的一侧。

现在，你掌握了上下、前后和内外，基本上你在大脑里就不会迷路了，因为大脑里面的沟回，基本上就是所属的脑叶，加上方位命名出来的。

我给大家举几个例子，大家可以想象一下：比如，前额叶，就是额叶里面最靠前、最靠近脑门的区域；比如，颞叶是横着的，它的三条脑回分别叫「颞上回」、「颞中回」和「颞下回」。

现在，你知道了人脑的行政区域划分，还知道了如何描述大脑中的相对方位，我就可以为你隆重介绍一下，人脑中最著名的一条分界线：中央沟。

中央沟几乎是纵贯在我们的大脑两侧最中间的，是额叶和顶叶的分界线，中央沟前面的脑区是额叶，后面的脑区是顶叶。

大家还记得吗？之前讲过，脑沟是凹下去的，中央沟也是凹下去的，所以中央沟的两边自然就是凸起来的，凸起来的部分我们称之为脑回。中央沟两边的脑回，一边是靠前的，叫做「中央前回」，另一边是靠后的，叫做「中央后回」。

这两条脑回，对我们平时的正常生活特别重要。「中央前回」是我们的初级运动皮层，每当你想要抬个手、伸个脚、动动大拇指，所有这些对身体不同部位运动的控制，都是由「中央前回」参与完成的，这个「中央前回」上面的不同区域，就对应着我们身体的不同部位。

而「中央后回」则对应着我们的躯体触觉、或者说感觉皮层。换句话说，如果你的头被打了一下，你的脚不小心磕了一下，所有这些身体上的感觉，都要这部分感觉皮层来完成处理。和「中央前回」一样，在中央后回，也是不同的区域对应着身体不同的部位。

大家可能都见过一些脑梗或者脑溢血的病人，他们会出现偏瘫、或者身体某些部位动不了、麻木、没有感觉的情况，这就是「中央前回」所在的脑区，因为疾病而受到了影响，产生了功能障碍。

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- 大脑功能地图

我们知道，人脑有许许多多功能，能够处理来自视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，这些不同感觉的信息；能够有情绪和情感；能够进行语言、思维、推理、决策等各种各样复杂的认知加工；还能让人产生复杂多变的行为活动。而不同的心理体验以及行为背后，它们对应的大脑活动也是不同的。这些不同的大脑活动，光靠大脑的结构图是不能够描绘的，所以我们还需要一张很重要的大脑功能地图。

人类尝试去绘制大脑功能地图，已经有一百多年时间了，哪怕是现在，这个绘制活动还在进行中。在整理大脑的功能时，科学家们逐渐发现了大脑功能的几个最基本的规律：

第一个规律是，即使是一个最基本、最简单的大脑功能，也不是单独一个神经元就能搞定的，往往需要多个神经元一起来做同一件事情。这也不难理解，因为大脑如果把这么基本的功能放在单独一个神经元上，那这个系统就太脆弱、太不稳定了，万一这个神经元出点事情，它所承载的整个功能就都没有了。所以，即使是最简单的功能，大脑里面也是有许多神经元一起参与进行的；

第二个规律是，承载着相同或类似功能的神经元，以及神经元群，往往扎堆、挨在一起。我在第一讲的最后，曾经给大家提过一个问题，如果你把大脑想象成一个超大规模的公司，有 1000 亿名员工，你会怎样安排这些员工的组织架构呢？事实上，大脑中虽然每个神经元都有自己的一份工作，但是，做着相同工作的神经元，它们会彼此离得特别近，因为从空间上来说，挨得近可以让这些神经元的信息交换效率更高，因此也就产生了「功能脑区」这样的概念。

所谓功能脑区，就是大脑的一小片区域，与某个脑功能有着密切的联系。之前咱们讲过，到现在，人们已经基本上发现了大脑的一些重要功能区，比如位于枕叶的视觉功能区、位于颞叶的听觉功能区等等。

除了这些最笼统的脑功能区以外，我们其实还有很多更精细的脑功能分区图，就好比我们先是笼统地知道了城市里哪里有餐馆，再垂直细化，还能知道哪里有火锅一条街，哪里有小吃一条街。人类的心理活动和行为千变万化，脑功能分区图也非常复杂，所以，绘制更精细的脑功能区图谱，是现在脑科学领域不断追求的目标之一。

大脑功能的第三个规律，也是近几年越来越被重视的一条，就是，大脑比较复杂的功能，是由几个小的功能区之间协作完成的。这种几个脑功能区之间的协作，就像公司里的跨部门合作一样，每个脑功能区不仅要完成自己的工作，还要不停地和其他脑功能区交换信息、沟通工作进展、分享工作成果。

这些不同的脑功能区，就形成了一个脑功能的网络，而这个脑网络中每一个脑功能区，就是这个网络中的一个节点。我们在上一讲中提到的大脑白质纤维，实际上就充当了脑功能网络的连接介质和桥梁作用。

正因为在脑皮层不同的功能区之间，存在这种白质纤维连接，才能够让脑网络中的一个节点信息，迅速和其他节点进行沟通与分享。在升级大脑的时候，针对一个你想要升级的脑功能，如果我们了解它所对应的功能网络，有时候只需要抓住脑网络中的关键要素、或者关键节点的功能，进行有针对性地升级，就能产生非常强大的效果。

- 总结

这节课程的信息量真的还挺大，为了不在复杂的大脑中迷失，我一共介绍了三种大脑地图。首先，是大脑的区划图，大脑分成额叶、颞叶、顶叶、枕叶和岛叶，这 5 个大的脑叶；然后我们介绍了大脑中的道路图，凹进去的是脑沟，凸出来的是脑回，以及命名大脑沟回的方位维度；最后，我们介绍了大脑功能地图，谈到了大脑功能的三个规律，以及脑网络这个概念。

- 互动

为了帮助大家理解和想象，我们在本集课程页面上的「查看文稿」中，上传了一张精心手绘的大脑图，上面基本包括了我们这节课的主要内容。这张图恰好还是一张填色图，大家可以一边放松地涂涂画画，一边就把这节课的知识点巩固好啦。

咱们下节课见~

- 导言

对我们每个人来说，这个世界似乎都是真实存在的。

金色的阳光穿过嫩绿色的枝丫，洒在你的身上，暖洋洋的；挖一勺蜂蜜送入你的口腔，甜蜜的滋味萦绕在唇间，醇厚芬芳。不管清醒与否，你几乎每时每刻都在被各种声音环绕，地铁进站的隆隆轰鸣、耳机里慵懒的清澈歌声、或是公园里啾啾的鸟鸣，哪怕是在睡梦中，你依然会被手机的铃声吵醒。

不光是我们躯体外部的这个世界，还有我们皮肤包裹下的、这具身心所能体验到的万种感受，腰酸、头痛、蚊子叮的很痒痒的包、篮球场上帅气扣篮的身体姿态，看见喜欢的人之后，心跳加速、呼吸急促的奇特反应，等等等等。

尽管这个世界如此丰富多彩，对于人类而言，世界的存在，几乎全部仰仗于我们的大脑，这坨只有三斤重的「大果冻」。

在这一讲中，我会带着你从大脑的角度来看一看世界，然后简单了解一下，人脑对世界的几种感知方式，最后，我会给大家总结几点大脑感知世界的规律。

- 大脑能感知哪些信息

这个世界充斥着各种各样的信息，而我们的大脑，目前公认能解读的信息，有两个大类。

第一类是物理信息，比如，我们视觉能感受到的光的波动、听觉能感受到的声音的波动、触觉能感受到压力和温度，这些都属于对物理信息的感知；第二类是化学信息，包括味觉，酸甜苦咸，还有嗅觉。

除此之外，我们自身也会有本体感觉。关于这个本体感觉，你可能不太熟悉。我记得小时候，晚上家里吃饭，吃着吃着突然停电了，我就很害怕很担心，在黑乎乎的环境里吃饭，勺子会不会戳到鼻子里呀？但是其实你试一试就会发现，这个担心是没有必要的。包括如果我让你闭着眼睛鼓掌，你应该可以很准确的把左右手碰到一起，这种我们对自己身体所处位置的内在感觉，就是本体感觉。

- 大脑是如何感知信息的

那么，大脑是如何感知这些信息的呢？感与知，其实是分离的。

在「感」，也就是感受这一步，大脑有一套自己的扩展系统。这个过程就是，一系列特定的感受器，接收到了特定范围和维度的物理或化学信息，然后将这些物理化学信号转码成神经信号，再传送给大脑。

什么叫物理化学信号到神经信号的转码呢？我在第一讲里说过，大脑的员工们，也就是神经元之间的交流，用的是一套特殊的语言，我们就暂且把这种语言称之为神经元语言吧。在大脑内，神经元用神经元语言进行交流，可是外部的世界是纯物理语言或者纯化学语言，如果直接让大脑接受这些纯物理化学的语言，大脑内部其实是不能理解的。

我们的五官，实际上就扮演了翻译官的角色。眼睛、耳朵、口舌、鼻子，还有我们的整个身体，就是我们大脑的几大翻译官。眼睛帮助大脑翻译了能量的纵波，耳朵帮大脑翻译了能量的横波，口舌还有鼻子翻译了一些对我们很重要的化学成分，而我们的整个躯体，都在翻译着压强、压力、温度等等这些信息。

感是第一步，然后眼耳鼻舌身这几大翻译官，把已经翻译好的神经语言纷纷传入大脑，再由大脑进行感知的「知」这个阶段，对这些信息进行进一步的解读和整合。大脑就是在这个过程中，起到了塑造我们整个世界的角色。

- 大脑感知世界的重要规律

下面，我就把大脑感知世界的几个最重要的规律，给你简单介绍一下：

第一个规律是，人脑对世界的感知，是有特定范围和特定维度的。

要知道，世界的信息量太大了，光是从物理角度出发，就可以有小到原子的变化，大到天体的变化。我们的大脑处于这样一个丰富多彩的世界中，是否需要对世界上的所有信息都有所感知呢？显然是不需要的，也是不可能的。在课程开始，我就鼓励大家从大脑设计师的角度思考，如果要让大脑对全部信息都有所反应，这对系统的要求是非常非常非常高的，而且成本巨大，毕竟你感知到的大部分信息，可能都是没用的。

因此，我们的大脑对这个世界的感知，是有特定范围和特定维度的。在对光的感知上，我们人类感受的只是整个光谱中的一小段，波长一般从 390 纳米到 700 纳米，也就是我们所谓的「可见光」的波段；在对声音的感知上，人类所能感受的也是频谱中的一小段，大约从 20 赫兹的低音到 赫兹的高音。这些工作范围，基本上是由我们的感受器决定的，超过这个范围的信息，我们目前已知的感受器，也就是大脑的翻译官，我们的眼睛和耳朵，就不会有反应了。

还有一些信息维度，是我们几乎不去感知的。比如，鸟类对磁场的感知、电鳗对电场的感知，这些感知的信息维度目前都不在我们公认的人脑感知维度里。

此外，对于人脑来说，既然有了眼耳鼻舌身这些扩展出来的感受器，那么这些感受器也有自己的灵敏度。换句话说，信息的强度和量级必须达到一定程度，这些感受器才能感受得到，从而有所响应。

比如，太小、太远的物体，我们哪怕眯起眼睛也看不清看不到，就像细菌，它们是存在的，可是你睁大了眼睛，也看不见它们；而太小的声音我们也听不到，太轻微的触碰我们也没感觉。这一系列的灵敏度，在心理学中被称为「阈限」（ threhold ），我们在此就不展开说了。

因此，第一个规律告诉我们，人脑对世界信息的感知是有特定维度、特定范围，并且有自己的灵敏度的。

第二个规律是，我们所感知到的世界，是我们的大脑重建出来的。

要知道，我们的眼耳鼻舌身这些感受器，把翻译过来的信息传给大脑，是传入了大脑不同的基层脑区之中，不是在皮层上面。这些基层脑区会对信息进行初级加工，再传给下一级脑区。大脑面对这些信息，要做的工作其实相当多。

我以视觉感受器来举两个例子。我们的眼睛，通过眼球的玻璃体，形成了一个「凸透镜」，外界成像到眼底的视网膜上，通过凸透镜，这个成像是倒立的、上下颠倒的，这些倒立的信息会一直传到我们的大脑里。换句话说，我们的眼睛感受到的世界信息完全是上下颠倒的，可是我们看到的世界却是正立的，这个上下颠倒的像，就是被我们的大脑给转了过来。

再比如，我们的视觉是靠眼底的视网膜，把看到的世界传入大脑。可是这个视网膜，它只是一块凸透镜后面的幕布，因此视网膜呈现出来的信息是二维的，并不包括所见场景和物体的深度。大脑接收到了这个二维信息之后，又是通过一番工作，依靠双眼视差以及一系列线索，才把我们视觉的第三维信息补上，让我们看到了眼前事物的深度和远近，这也是我们现在看 3D 电影的基本原理。

所以，正是因为大脑在感知世界的「知觉」过程中做了一系列工作，我们才尽可能地还原重建了我们所在的世界。

我们之前说，眼耳鼻舌身这些不同的感受器，是在感受这个世界不同维度的信息，但很多时候，我们对一个东西的感知，需要几个不同的感官来分别完成。比如，你拿着一个苹果，然后吃了一口。你的眼睛看到了一个红色的球形物体，手上感受到了它光滑的表皮和重量，你的耳朵在咬苹果的时候听到了「咔哧」一声，然后嘴里尝到了酸酸甜甜的味道，鼻子也闻到了一股清香。所有这些感受，都是不同的感官分别完成的，它们几乎是独立地向大脑传送各自的信息，可你却并不会觉得同时发生了好几件事情。

这是因为，你的大脑把所有这些感知觉信息都整合了起来，它把不同盲人摸到的大象拼凑在了一起，组合成一个完整的东西，那就是「你啃了一口苹果」。在大脑重建世界的过程中，你可以想象出，它要在有限的输入数据中，充分提取计算有用的信息。

有时，大脑的算法也会有些偏颇，这些偏颇就是我们人类许多知觉上的「错觉」的来源。你在网上搜索「错觉图片」，就能冒出来一大堆案例。这些「错觉」的存在，提醒着大家，我们所感知到的世界，是我们的大脑重建出来的、专门搭出来给我们的一个世界。

第三个规律，我要说的稍微具体一点了，就是大脑在处理感知觉信息的时候，是左右反转的，左边的信息到右半脑去，右边的信息到左半脑去。

大脑分成左右两半，看起来几乎是对称的，在脑科学中，我们一般将左右脑称为左半球和右半球。分割大脑左右半球的中间那条缝，叫做「大脑纵裂」。听到「大脑纵裂」这个名字，你应该就能 get 到这样一个信息：左右半球之间虽然距离不远，但中间这条鸿沟是很深很深的。左右半球的神经元之间，如果想要互通信息，没有别的办法，只能通过两半球之间唯一的一座桥梁。这座桥梁叫做「胼胝体」，是由许许多多的白质纤维束穿过而构成的。

我们对世界、还有我们自身感知到的信息，都是左右反转着在大脑中加工的。你身体左半边的触觉、运动，都是在大脑右半球进行的；你身体右半边的触觉和运动，则是在大脑左半球进行的。所以，如果你看到了一个脑中风的病人，他的身体左边偏瘫了，你就知道，他的中风应该是在大脑右半球发生的。

当然，这个并不是说，我们左眼看到的东西传入右脑，右眼看到的东西传入左脑，不是这样的。在对外部世界的感知中，是我们左视野的东西传入右脑，右视野的东西传入左脑。这个左视野和右视野，并不是靠左右眼来区分。当你目视前方的时候，以你的身体中轴线区分，中线左边的东西是左视野，右边的是右视野。听觉和嗅觉也是类似这样，都是以我们感受范围内的中轴线，来分别用左右脑感知对侧的世界，大脑再将整个世界无缝拼接起来。

我妈妈有个老朋友，已经 60 多岁了，前一阵她打电话给我妈，说她前几天跟人聊天的时候，忽然发现眼前的这个人，半边身子都看不清了。我跟我妈说，赶紧叫这个阿姨去医院检查一下吧，扫一扫 MRI ，估计是局部脑区病变了。

这种左右脑对世界的拼接工作，我们的大脑从小到大一直在做，它做的如此之好，让你几乎察觉不到这项工作的存在。直到这个脑网络里，哪个小脑区出现了问题，你才意识到，人脑这个系统是多么精密，又是多么默默无闻，做着这么重要的工作。

- 总结

今天，我给大家简要介绍了一下，大脑是如何感知世界的。可能大家听下来，觉得内容已经很多很多了。实际上，视听触味嗅，这其中任何一个领域内的一个小问题，都可以让脑科学家们研究许多年。今天咱们讲的这些，只能算是脑科学的一点皮毛。

- 互动

最后，我来提一个问题，你说，我们的大脑干嘛要分成两半呢？还有，我们为什么要有两个眼睛、两只耳朵、两个鼻孔呢？结合咱们今天讲的这些东西思考一下，活动活动你的灰色脑细胞吧！欢迎在留言中写下你的看法，咱们下一讲见~