米乐M6_m6米乐在线入口

视频专区
行业资讯
您当前所在位置:首页 > m6米乐在线入口 > 行业资讯 > 正文

【神经科学】大脑和小脑回路的功能连接

更新时间:2023-03-03 21:26:43点击次数:1514次字号:T|T

大脑皮层是覆盖在大脑上的一层薄薄的灰色物质。

小脑隐藏在大脑下面,是 "肌肉记忆 "的所在地。它还负责协调流畅性运动。

大脑-小脑回路在大脑和小脑之间形成了一个双向的交流回路。

强大的大脑-小脑连接也许能够协调流体认知。

古往今来,人类的小脑一直被看作是一个只负责协调运动的大脑区域。大多数神经科学家认为,小脑没有促进非运动的认知功能。但在1998年左右,也就是21世纪初,这种对小脑仅有运动功能的观点开始转变。如今,大多数神经科学家都同意,我们所谓的 "小脑 "在认知方面也发挥着重要作用

在这篇文章中,我将带你一起走进我和我的神经科学家父亲在21世纪初创建的 "上脑-下脑 "模型,给读者们仔细讲讲大脑-小脑的功能连接”。


大脑-小脑环路协调流体运动

在20世纪70年代,作为一名网球新秀,我的榜样是阿瑟·阿什(Arthur Ashe)和比约恩·博格(Björn Borg)。

博格因其冷静(甚至冷酷)的瑞典人气质和高压下仍保持优雅的姿态而名誉四海。阿什则是一位开拓者,他的经典名言是:"体育界有一种东西叫'分析性瘫痪'"。

我的父亲是一名神经外科医生,他曾写了《心灵的结构》一书,在书里他通过脑科学分析了这两人的比赛风格。

在指导我像博格那样打球时,我的父亲告诉我要在每次发球前深吸一口气,然后长长地、缓慢地呼出一口气,以此来攻击迷走神经。这种呼吸技巧能够帮助我激活副交感神经系统,平息"战或逃(fight-or-flight)"系统的压力。在指导我像阿什那样打球时,父亲则会注重教导我不要 "过度思考",要学会解除来自大脑皮层的束缚,依靠小脑的肌肉记忆。

在2000年代中期,我写了《运动员之路》这本书。从神经科学的角度来看,这本书的目标是为读者提供一个新的分脑模型,帮助他们优化心流状态,体验运动时的超流畅性,并实现巅峰表现。

由于人们早就知道小脑在协调肌肉运动方面起着核心作用,所以我们假设运动员肢体协调的流畅性是由于他们习惯于自下而上处理信息达成的。反过来说,过多的自上而下的大脑处理会扰乱认知流程,很可能导致一个过度思考的运动员因 "分析性瘫痪 "而无法正常发挥。

Via:instagram

值得注意的是,大脑有两个脑半球,而小脑也有两个小脑半球。在协调流畅性运动时,右小脑和左大脑一起工作,协调身体右侧的运动技能,另一侧也是如此。

纵横交错的 "上脑-下脑 "功能连接是在运动中创造超级流畅度的关键。有趣的是,左脑思维也得益于与右小脑半球的有力连接,全脑思维则得益于所有四个大脑半球的同步工作。例如,在众多右撇子中,他们的大部分语言功能都位于左脑半球,右小脑半球的微区则负责协调语言任务。在涉及左脑半球的语言任务中,右小脑半球的区域(如第六小叶、第一和第二小叶)作为小脑-小脑回路的一部分被激活。

小脑环路可能协调超常的认知过程

作为一名运动员,我对优化四个大脑半球的功能连接十分有兴趣,因为我相信通过促进完美协调的无摩擦流畅性(即超流畅性)能够提高我的运动成绩。

作为一名作家,我意识到,当我使用我在高中打字课上习得的小脑肌肉记忆,每分钟能打100多个字的时候,我随时都能体验到心流状态,我的思维也会感到十分流畅。

作为一个退休的超级马拉松运动员,我仍然喜欢慢跑。我的创造性思维和写作过程都受益于我的有氧运动经历。当我在慢跑时,新鲜的想法似乎不断从我的潜意识中涌现出来,而且在我进行中度至剧烈的体育活动时,那些看似不相关的想法更容易被自然而然地联系起来。

2009年的一天,当我从健身房回家的时候,我碰到了一个叫玛丽亚的老朋友,她是个诗人,也刚健身完。我们随后展开了一段讨论,我们都认为有氧运动似乎可以提高我们的语言创作能力。玛丽亚说:"每当我在椭圆机上时,诗歌就会从我身上涌出。"说话的同时,她模仿着在椭圆机运动时的肢体状态。

一瞬间,当玛丽亚模仿在椭圆机上的前后运动时,我想象到了所有四个大脑半球之间的双向反馈回路,形成了一个看起来像8字形的小脑回路。我想象着这个回路是如何促进语言的流畅性的。我急忙赶回家,画了一张初级的 "超级8 "脑图(如下图)。

"超级8 "脑图

在1999年为《纽约时报》艺术版撰写的一篇文章《为了振奋文学的头脑,开始移动文学的脚步》中,欧茨(Joyce Carol Oates)阐明了跑步是如何扩展她的意识,使她能够 "把我正在写的东西设想成一部电影或一个梦想"。她在文章中描述道:

"在跑步中,我的思想与身体一起飞翔。跃跃欲出的语言似乎在大脑中跳动,与我的脚和手臂的摆动形成节奏。例如,当我在上午的写作中遭遇了结构性问题,我通常可以在下午通过跑步解开。

小脑功能障碍可导致不协调的思维小脑-小脑环路协调流体运动

杰里米·施马曼(Jeremy Schmahmann)是哈佛医学院麻省总医院的神经科医生和小脑共济失调专家,他提出的思维障碍假说(Dysmetria of Thought hypothesis)认为,功能良好的小脑可以协调思维,就像它协调运动一样。相反,功能失调的小脑会导致不协调的运动,或者在某些情况下导致思维混乱。

在20世纪末,施马曼注意到一些小脑特定微区受损的病人没有表现出身体上的共济失调,但似乎在协调他们的思想认知上遇到了困难。

Via:instagram.com

1998年,施马曼创造了 "思维障碍 "这一术语。同年,他发表了一篇里程碑式的论文,描述了小脑认知情感综合征(CCAS)。在当时,推测小脑参与非运动功能,如认知,是一个十分激进的概念。

转眼我们已经步入了2022年,现在有越来越多的证据表明小脑在协调认知过程中发挥着重要作用。展望未来,我们需要更多的研究来更好地了解小脑如何协调流畅性思维的。

参考文献(点击滑动查看)

1. Yanyan Li, Lihao Yang, Lihua Li, Yuanjun Xi, Peng Fang. "The Resting-State Cerebro-Cerebellar Function Connectivity and Associations With Verbal Working Memory Performance." Behavioural Brain Research (First published: January 24, 2022) DOI: 10.1016/j.bbr.2021.113586

2. Samuel S. McAfee, Yu Liu, Roy V. Sillitoe, and Detlef H. Heck. "Cerebellar Coordination of Neuronal Communication in Cerebral Cortex." Frontiers in Systems Neuroscience (First published: January 11, 2022) DOI: 10.3389/fnsys.2021.781527

3. Jeremy D. Schmahmann. "Dysmetria of Thought: Clinical Consequences of Cerebellar Dysfunction on Cognition and Affect." Trends in Cognitive Sciences (First published: September 01, 1998) DOI: 10.1016/S1364-6613(98)01218-2

相关新闻