額葉

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額葉
Frontal lobe animation.gif
一個人類左腦嘅立體想像圖;
紅色嗰笪係額葉。
生理
屬於 大腦, cerebral hemisphere[*]
識別碼
UBERON ID 0016525
TA A14.1.09.110

額葉粵拼:ngaak6 jip6英文frontal lobe)係哺乳類動物嘅四大腦葉當中最大嗰個-額葉霸咗成個大腦皮層面積嘅差唔多三分之一[1][2]。額葉位於大腦皮層最近額頭嗰一忽,喺正頂葉(parietal lobe)同顳葉(temporal lobe)前面,佢同頂葉之間嗰條溝係所謂嘅中央溝(central sulcus),而佢同顳葉之間嗰條溝就係所謂嘅外側溝(lateral sulcus)[1]。額葉最前側嗰一忽係額葉端前區(frontal pole)[1],嗰度係成個當中最前最近額頭嗰個區,而額葉仲有前額葉皮質(prefrontal cortex)、前運動區(premotor cortex)、同埋主要運動皮質(primary motor cortex)等嘅區域。

額葉有四大腦回(gyrus),包括咗喺正中央溝前面嘅中央前回(precentral gyrus),中央前回包含咗負責控制身體各部份郁動嘅主要運動皮質;而上額回(superior frontal gyrus)、中額回(middle frontal gyrus)、同下額回(inferior frontal gyrus)呢三條打橫嘅腦回就喺中央前回嘅前面[3]

額葉係大腦皮層嘅腦葉當中多巴胺(dopamine)神經細胞最多嘅地方。個腦嘅多巴胺系統扮演咗多種功能,同犒賞專注力短期記憶計劃、同埋動機呢啲嘢相關[4],而且仲會幫手控制感官訊息裏面邊一啲可以由丘腦(thalamus)傳上去大腦皮層嗰度[5]。有份研究顯示,有一款基因會令前額葉皮層多巴胺活動少咗,而呢款基因會間接令個人喺工作記憶上嘅表現差,亦都會係噉咦提高嗰個人患精神分裂(schizophrenia)嘅機會率[6]

細分結構[編輯]

額葉可以再細分做外側(lateral)、腹側(ventral)、內側(medial)、同極側(polar)等多部份,而呢啲部份每一個都包含咗一條腦回(gyrus):

  • 外側:上額回外側、中額回、同下額回;
  • 極側:額側腦回(frontomarginal gyrus);
  • 腹側眼窩回(orbital gyrus)、直回(gyrus rectus);
  • 內側:上額回內側、扣帶回(cingulate gyrus)。

功能[編輯]

額葉嘅各部份扮演咗多種重要嘅功能。喺心理學神經科學嘅研究上,研究者有好多方法可以探知額葉嘅功能[7]:佢哋可以去揾一啲額葉有病變嘅病人返嚟,再研究吓佢哋喺行為上同正常人有乜嘢唔同;又或者運用腦電圖等嘅方法,睇吓額葉嗰一帶嘅腦活動同個人嘅行為有乜嘢相關;再唔係佢哋又可以特登用一啲電方法刺激受試者嘅額葉,跟手再睇吓個刺激會點樣影響個人嘅行為。根據呢啲研究,額葉嘅功能包括咗[1][2]

  • 額葉包含咗主要運動皮質(primary motor cortex),呢個區域管制行路等自主性嘅活動。
  • 額葉能夠根據自身現時嘅行動嚟預測將來嘅結果,亦都曉幫手壓抑一啲喺社交上唔受接納嘅行為[8][9][10],例如係當一個人喺社交場合嗰時,佢塊額葉嘅活動會幫手壓抑嗰個人當眾𢯎籮柚(一種社交上唔禮貌嘅行為)嘅衝動。額葉有病變嘅病人或者有過度活躍症(會令額葉活動過低[10])嘅人好多時會唔識得喺社交場合做適當嘅行為。
  • 額葉亦都幫手結合儲咗喺個腦唔同部份嘅長期記憶[11],呢啲記憶好多時都係由邊緣系統(limbic system)所啟動嘅情緒性記憶,額葉會幫手將呢啲情緒引起嘅行動調制成一啲受社會接納嘅行動,例如係當個人諗返起啲令佢覺得嬲嘅記憶嗰陣,佢塊額葉會幫手調整佢嘅行為,令到佢唔係(例如)郁手打人,而係文明噉話俾人聽佢好嬲。

臨床研究[編輯]

Phineas Gage 嘅傷勢圖解;條鋼條插穿咗佢塊額葉左側。

受損[編輯]

有好多嘢都可以損害個人嘅額葉。喺年紀大啲(65 歲或者以上)嘅人當中,短暫性腦缺血發作中風等嘅狀況都涉及個腦因為爆血管而血流受阻,搞到個腦某啲細胞因為攞唔到氧氣而死亡,而如果呢啲狀況所整死嘅細胞當中包括咗額葉嘅細胞嘅話,就會搞到塊額葉受損。除咗噉,就算係年紀後生啲嘅人,都可以因為意外造成嘅外傷性腦受傷(traumatic brain injury;包括扻親個頭等等)、腦退化、或者柏金遜症等嘅原因而額葉受損[12]

症狀[編輯]

額葉受損可以造成好多唔同種類嘅影響。

  • 額葉嘅各種功能對個人嘅人格嚟講好有影響力。頭先提到,額葉嘅功能包括咗幫個人壓抑一啲社交上唔適當嘅行為,所以額葉受損可能會令到個人明知某啲行為唔恰當都照做,例如個人可能明知當眾𢯎籮柚喺社交上唔恰當都照樣忍唔住做;額葉受損又可以令到個人喺表達情緒上異常,例:個人可能變到開心都唔識笑或者用正常方法表達,又或者係失控笑得異常噉勁;額葉受損又可能會影響個病人嘅動機,例:個人可能會變到冇心機做嘢,放棄嗮佢不嬲鍾意開嘅嗜好[12][13]
  • 一個因為額葉受傷而性情大變嘅出名例子有 19 世紀嘅一個美國工人 Phineas Gage,佢喺做嘢嗰陣出意外,搞到有條鋼條插穿咗佢左腦塊額葉,佢冇死,但係好返之後性情大變,仲俾屋企人同朋友話佢「經已唔再係 Phineas Gage」[14][15]
  • 要注意嘅係,額葉嘅各部份有唔同功能,所以額葉受損有乜症狀視乎受損嘅係邊一忽而定[16][17]

DNA 受損[編輯]

喺人類當中有一款基因喺 40 歲打後會表達得少咗[18]。呢款基因喺突觸可塑性(synaptic plasticity)上扮演咗重要嘅角色,突觸可塑性指個腦啲神經細胞之間嘅突觸(sypnapse)曉按照隻動物所經歷嘅嘢嚟改變自己,令到隻動物能夠喺下次再撞到同類嘅嘢嗰陣用唔同嘅方式反應-係學習嘅基礎。隨住一個人老化,佢嘅 DNA 會受損,搞到呢款基因冇噉表達到出嚟,亦都間接搞到個人喺學習上嘅表現變差。除咗噉,某啲同 HIV 相關嘅神經認知障礙都會對 DNA 造成損害,長遠噉影響額葉嘅運作[19]

萎縮[編輯]

喺人類當中,額葉大約喺 20 歲近 30 歲嗰時會完全成熟,表示個人完完全全變成一個大人[20]。但隨住個人老化,佢塊額葉會係噉咦萎縮吓。喺 2009 年做嘅一份研究就噉做過[21]:份研究睇咗 60 至 91 歲嘅人嘅腦,用磁力共振造影(MRI)嚟掃瞄 142 個健康嘅受試者嘅腦同埋 122 個差唔多年紀但有腦退化嘅病人嘅腦,並且喺一年之後再跟進佢哋嘅狀況;結果發現,兩班人嘅腦嘅容量都跌咗,但腦退化患者嘅腦容量跌幅好大,閒閒地跌成 1 至 2%(當中額葉各部份嘅容量跌幅都大過 1%),而相比之下,健康嘅人嘅額葉容量平均跌幅得嗰 0.5% 左右。同類嘅研究顯示,一個老化緊嘅人平均每年腦容量會下跌 0.5 至 1%[22]。額葉隨老化嘅萎縮相信同老化所引起嘅認知退化相關。

精神外科[編輯]

睇埋:腦白質切除術

喺廿世紀早期,一種常見嘅醫心理病嘅方法係開刀,特登整壞額葉同邊緣系統之間嘅連繫,呢種做法叫做腦白質切除術(lobotomy),係由葡萄牙神經內科專家 Egas Moniz 發明嘅。當時嘅研究發現,做額葉腦白質切除術(frontal lobotomy)通常一開始嗰陣會成功噉幫手減低個病人嘅受苦,但會搞到佢情緒同人格上消退咗。因為呢啲噉嘅副作用(外加 7.4 至 17% 嘅高死亡率),搞到當時嘅精神外科學界開始唔鍾意呢種做法,最後仲全盤放棄咗佢[23]。到咗今日,精確啲嘅腦白質切除術仲會有人用嚟處理一啲嚴重啲嘅強迫症或者抑鬱症,但係經已少咗好多。

比較研究[編輯]

睇埋:比較神經心理學

大細問題[編輯]

喺廿世紀後期嗰時,一般科學家都認為人類之所以醒過第啲動物噉多,係因為佢哋進化到額葉零舍大嘅緣故,但打後嘅神經造影研究就挑戰呢個諗法:有神經科學家用磁力共振造影去掃吓人同動物嘅腦,再比較吓額葉嘅大細,發現人類嘅額葉比例上同第啲人科動物嘅差唔多大細,不過的確大過長臂猿馬騮[24]。到咗家陣,學界一般認為人類之所以醒啲係因為有大量相連嘅神經束嘅緣故,而呢啲神經束之間嘅連繫唔會點影響皮層嘅容量[25]

睇埋[編輯]

額葉各橛[編輯]

[編輯]

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 Muzio, Bruno Di. "Frontal pole | Radiology Reference Article | Radiopaedia.org". radiopaedia.org.
  2. 2.0 2.1 Frontal Lobe. healthline.
  3. Carpenter, Malcolm (1985). Core text of neuroanatomy (3rd ed.). Williams & Wilkins. pp. 22–23.
  4. Stuss, D. T., & Knight, R. T. (Eds.). (2002). Principles of frontal lobe function. Oxford University Press.
  5. Sánchez-González, M. Á., García-Cabezas, M. Á., Rico, B., & Cavada, C. (2005). The primate thalamus is a key target for brain dopamine. Journal of Neuroscience, 25(26), 6076-6083.
  6. Gene Slows Frontal Lobes, Boosts Schizophrenia Risk.
  7. Kimberg DY, Farah MJ (December 1993). "A unified account of cognitive impairments following frontal lobe damage: the role of working memory in complex, organized behavior". Journal of Experimental Psychology. General. 122 (4): 411–28.
  8. Rolls, E. T., Hornak, J., Wade, D., & McGrath, J. (1994). Emotion-related learning in patients with social and emotional changes associated with frontal lobe damage. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry, 57(12), 1518-1524.
  9. Niedermeyer, E. (2001). Frontal lobe disinhibition, Rett syndrome and attention deficit hyperactivity disorder. Clinical Electroencephalography, 32(1), 20-23.
  10. 10.0 10.1 Chelune, G. J., Ferguson, W., Koon, R., & Dickey, T. O. (1986). Frontal lobe disinhibition in attention deficit disorder. Child Psychiatry and Human Development, 16(4), 221-234.
  11. Porrino, L. J., Crane, A. M., & Goldman‐Rakic, P. S. (1981). Direct and indirect pathways from the amygdala to the frontal lobe in rhesus monkeys. Journal of Comparative Neurology, 198(1), 121-136.
  12. 12.0 12.1 Stuss DT, Gow CA, Hetherington CR (June 1992). "'No longer Gage': frontal lobe dysfunction and emotional changes". Journal of Consulting and Clinical Psychology. 60 (3): 349–59.
  13. Rowe AD, Bullock PR, Polkey CE, Morris RG (March 2001). "'Theory of mind' impairments and their relationship to executive functioning following frontal lobe excisions". Brain. 124 (Pt 3): 600–16.
  14. Phineas Gage's Brain Injury. Verywellmind.
  15. Phineas Gage: Neuroscience’s Most Famous Patient. Smithsonianmag.
  16. Robinson RG, Kubos KL, Starr LB, Rao K, Price TR (March 1984). "Mood disorders in stroke patients. Importance of location of lesion". Brain. 107 (1): 81–93.
  17. Durani, Shiban K.; Ford, Rodney; Sajjad, S. H. (September 1991). "Capgras syndrome associated with a frontal lobe tumour". Irish Journal of Psychological Medicine. 8 (2): 135–6.
  18. Lu T, Pan Y, Kao SY, Li C, Kohane I, Chan J, Yankner BA (June 2004). "Gene regulation and DNA damage in the ageing human brain". Nature. 429 (6994): 883–91.
  19. Zhang Y, Wang M, Li H, Zhang H, Shi Y, Wei F, Liu D, Liu K, Chen D (June 2012). "Accumulation of nuclear and mitochondrial DNA damage in the frontal cortex cells of patients with HIV-associated neurocognitive disorders". Brain Res. 1458: 1–11.
  20. Giedd JN, Blumenthal J, Jeffries NO, et al. (October 1999). "Brain development during childhood and adolescence: a longitudinal MRI study". Nature Neuroscience. 2 (10): 861–3.
  21. Fjell AM, Walhovd KB, Fennema-Notestine C, et al. (December 2009). "One-year brain atrophy evident in healthy aging". The Journal of Neuroscience. 29 (48): 15223–31.
  22. Coffey CE, Wilkinson WE, Parashos IA, et al. (March 1992). "Quantitative cerebral anatomy of the aging human brain: a cross-sectional study using magnetic resonance imaging". Neurology. 42 (3 Pt 1): 527–36.
  23. Ogren K, Sandlund M (2007). "Lobotomy at a state mental hospital in Sweden. A survey of patients operated on during the period 1947-1958". Nordic Journal of Psychiatry. 61 (5): 355–62.
  24. Semendeferi, K; Lu, A; Schenker, N; Damasio, H (March 2002). "Humans and great apes share a large frontal cortex". Nature Neuroscience. 5 (3): 272–6.
  25. Friederici, AD (April 2009). "Pathways to language: fiber tracts in the human brain". Trends in Cognitive Sciences. 13 (4): 175–81.

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