互动科普

前额叶有什么功能？

人的大脑有一个叫做“前额叶”的区域特别发达。据研究，前额叶负责监视整个大脑的功能，对它们进行控制。换句话说，前额叶就像是大脑的司令部。

关于前额叶的功能以前一直不大清楚，是在最近的研究中才揭示出来的。前额叶有两个主要功能。

第一个功能是“工作记忆”。例如暂时记住别人告诉你的电话号码，将感知到的多个事物在头脑中按照它们的顺序组织起来，都要用到这个功能。

第二个功能是“自我抑制”。丧失这个功能，就会控制不住自己的情绪，而且会囿于旧习惯而不能适应新的环境。

同其他动物相比，人脑的位于前额叶最前端的那个“额叶前端”（布洛德曼10区）显得更加特别发达。这个部分，黑猩猩、大猩猩和红毛猩猩这些灵长类动物还不到3立方厘米，而人类却很大，有约14立方厘米。用占到全部脑体积的比例进行比较，人脑额叶前端的这个比例是类人猿的1.5〜2倍。

据认为，在前额叶中，额叶前端进行的是最为复杂的信息处理活动。这方面活动的一个具有代表性的例子是进行“推理”。所谓进行推理，也就是观察到若干个事例之后，找出隐藏在它们背后的某种规律，然后根据这种规律推测出其他类似事物的答案的那种能力。在一种对智商的测试中得到的数据表明，智商得分越高的人，其大脑额叶前端的皮质厚度也越厚。

人类正是运用前额叶的这些能力来制定战略，克服面临的各种各样困难。具备了这种“解决问题的能力”，人类才能够发展出文明，并将其推进到一个又一个新的阶段。

图1. 前额叶承担高级脑功能

图解显示了前额叶所承担几种高级脑功能（推理、工作记忆和自我抑制）。其中任何一种功能都是其他动物无法比拟的。

推理：左图中应该排列9张卡片，但是在右下角“？”位置缺少一张。请在下图A～F6张卡片中选择一张补上那个空缺。这是一个叫做“模式矩阵”的智商测试游戏，用来测试一个人的“推理”能力，以此估计额叶前端功能的情况。在测评一个人的智商（IQ）时常常会用到这种方法。（答案：画有两个红方块的卡片E）

工作记忆：请改变上图中英语单词“EARTH”（地球）中字母的排列顺序组成另一个有意义的英语单词。回答这道智商测试题，需要在头脑中暂时记住5个字母，然后试着改变它们的排列顺序。进行思考时用到的这种短期记忆就是“工作记忆”。（答案：HEART（心））

自我抑制：把右上图中列出的英语单词翻译成汉语，并尽可能快地用汉语读出声来。例如将“BLUE”读作“蓝”，将“GREEN”读作“绿”。你是否会不自觉地受到印出单词的颜色的影响而读错呢？在这个测试中需要“自我抑制”，避免不自觉地按照印出单词的颜色朗读。这就是前额叶的功能在起作用。

觉察对方的想法难道是人与人进行交流必不可少的能力?

大脑分为“左半球”和“右半球”。两者被一条深沟分隔开来。在这条深沟前段侧壁位置有一个叫做“带状前回”的区域。根据研究，这个带状前回与人类的社会性密切相关。

正是脑的这种功能使一个人具有“站在他人的立场进行思考”的能力。在人与人进行交流的过程中，不用说，通过观察对方的表情、动作和行为举止来揣摩对方的意图和情感是一件非常重要的事情。觉察到别人的想法，或者同情，或者加以利用进行欺骗，这样的动物惟有人。

下图解显示的是一个叫做“萨莉和安妮”的情景测试游戏。能够站在别人的立场“设身处地地想问题”才算测试合格。这样一种脑功能，人类在4〜5岁时便已经发育形成。这种脑功能有障碍就会患自闭症。

图2. “萨莉和安妮”的情景测试游戏

1. 左侧是女孩安妮，右侧是女孩萨莉。

2. 安妮把一只球放入筐子，用布遮盖住。站在一旁的萨利看见了这一切。

3. 安妮走出房间。

4. 当安妮不在的时候，萨莉取出筐子里的球，把它藏在旁边的箱子里。

5. 过一会，安妮回到房间。安妮若想取回球，你认为她会打开筐子还是打开箱子？

正确解答：打开筐子。安妮不知道萨莉已经把球转移到箱子，她会到她自己原来放球的筐子里取球。

5岁的孩子在上述测试中能够做出正确解答的占到约80%。4岁的孩子能够做出正确解答的低于约50%。“心理理论”发育不好的人，看到萨莉已经把球转移到箱子中，以为安妮会到箱子里取球。

站在别人的立场进行思考的这种脑功能有一个专门名称，叫做“心理理论”（Theory of Mind）。黑猩猩和红毛猩猩这些类人猿只有不健全的“心理理论”。类人猿之外的其他猿猴则根本不具有“心理理论”。

这种“心理理论”的脑功能，据认为与近年发现的一种叫做“镜像神经元”的神经细胞有密切关系。

（本文发表于《科学世界》2011年第5期）