上週文章的最後有談到大腦的功能分區,不知道各位讀者還記不記得在額葉的前半部沒有談到它的功能,起初許多科學家也認為那是無用的腦區,直到1848年9月13日Phineas Gage負責炸開掉在鐵軌上擋著去路的大石頭。工人們因為分心,未鋪上防炸的泥土,蓋吉無意用自己隨身攜帶的長110公分、半徑3公厘的鐵棒點燃引線,因為缺少了防炸,導致鐵棒直接炸出,貫穿蓋吉的左臉頰,從頭頂貫穿飛出,鐵棒掉落於25公尺外。原本被以為會命喪當場的蓋吉,在兩分鐘後竟還可做出動作,被同事送去小鎮醫院。醫生使用大黃和蓖麻油醫治,三週之後即可以自由行動。
雖然撿回一條命,但由於長鐵棍由左下臉頰刺入,穿越左眼後方,再由額頭上方頭頂處穿出腦殼。導致Phineas Gage性情大變,由一個原本是認真負責,做事有始有終,人緣良好的工頭。意外受傷之後雖然康復很快但他已經不是大家認識的蓋吉了,粗魯不雅,不聽勸導,自以為是,虎頭蛇尾。變成有如小孩子般的人。
前額葉的重要性
上述提及的腦區科學家稱之為前額葉,而前額葉其實就是人類與其他哺乳動物最大的關鍵差異所在,佔據了大約1/3的人類大腦皮質,在人腦中所佔的比例也高於其他靈長類。
它負責抽象思考,並讓我們能專注於眼前的事物,同時也負責工作記憶的儲存。這個記憶的暫時儲存區域可以「記住」一些臨時資訊,像是加法時的進位運算。前額葉皮質也是心智控制中樞,能抑制不恰當的想法和行為。
而這個神經管理中樞透過密集的神經網絡來收發指令,而網絡則是由許多三角形神經元錐狀細胞所構成。這些神經元也可以連結到其他負責控制情緒、慾望和習慣的較遠腦區。沒有壓力時,該網絡中的迴路可以穩定運作。工作記憶會提醒我們開始著手下星期要完成的事情,其他迴路送出訊息給較原始的腦區,要我們別再喝酒。同時,也會傳送訊息到腦部深處的杏仁核(情緒反應中心),要我們不必擔心路上朝我們移動的龐然巨物會撞過來。
也因此前額葉實際上負責這麼多工作,同時也接收新皮質其他部分與邊緣系統傳遞而來的訊息並加以統整,最後再做出決策,也被稱為總裁腦。
而前額葉也容易受到壓力影響,壓力來臨時,神經系統中的化學發生任何細微改變,都可能立即削弱網絡的連結。為了回應壓力,大腦分泌出大量化學物質,例如正腎上腺素和多巴胺,這些化學物質的來源是腦幹中的神經元,它們可以連結到大腦的許多區域。當這些物質的濃度上升,前額葉皮質的神經元會停止活動,原因之一是這些化學物質暫時使神經元之間的連結(突觸)減弱了。網絡的活性下降後,調控行為的能力跟著衰退。當下視丘傳出指令要腎臟上方的腎上腺分泌壓力激素皮質醇到血液中時,情況就更惡化了。在這種狀況下,自制力就處於崩潰的邊緣,在這種情況下,前額葉皮質的神經元接觸到大量的神經傳遞物或情緒激素之後,就會中斷連結並且停止活動。
相對的,壓力會讓大腦深處的腦區對行為有更強大的掌控力。多巴胺會抵達一些位於腦部深處的基底核),那是控制渴望、習慣性情緒和運動反應的部位。基底核不只控制我們騎車時不會摔倒,還包括我們沉溺的癮頭(例如想偷抽菸的念頭)。
人類大腦到二十多歲才算發育完成
過往學界認為大腦大概在童年期就會發育完畢,然而近來研究發現到進入青少年階段時基本上大腦後部與邊緣系統已發育完畢,而身為煞車系統的前額葉卻要到二十歲甚至二十五歲以後才算發育完成,也因此為何青少年不時會有暴衝行為其原因便在此。
腦部系列到此算告一個段落了,也謝謝各位讀者的支持,筆者也會持續努力寫作,將更多科學經濟與歷史等相關知識及訊息分享給各位。