4.2 髓脑
髓脑,是指在脊索头前端发育的、集中处理感觉信息的、拥有综合结构的神经组织。
该定义的第一道“鸿沟”是神经组织,髓脑主要由神经细胞构成。对照可知电脑不是髓脑,因为电脑不是神经组织。
该定义的第二道“鸿沟”是脊索,脊索是髓脑的发育原基,没有脊索就不可能有髓脑(见上图)。比如昆虫的头很发达但却不是髓脑,因为昆虫走上了外骨骼化的演化分岔路,昆虫体内没有骨骼更没有脊索。
该定义的第三道“鸿沟”是集中性和综合性,这是中枢神经系统(见下图)的功能,脊髓和脑一起展现着这个功能。
髓脑是什么时候出现的呢?
由于演化时间比较晚,化石证据保存得比较好、比较多,生物考古学为我们揭开了脉络清晰的答案。
最迟是4亿年前,海洋脊椎动物演化出了髓脑。一开始髓脑的综合结构只有三部,分别是前脑泡、中脑和菱脑泡。随后髓脑的综合结构进一步发展为五部,即大脑、间脑、中脑、小脑和延脑。五部脑的排列结构方式,也从掌式、平面排列向拳式、网团状排列发展。各部脑之间的连接体逐渐形成。脑神经对数,也不断增加。对照下图,简述如下。
圆口纲开始出现五部脑,但五部脑依次掌式排列在一个平面上;小脑不发达;脑神经10对;大脑不是神经中枢。
鱼类五部脑清晰;脑神经10对;大脑仍不是神经中枢,中脑是综合各部感觉的神经中枢;鱼类有古脑皮。
两栖类五部脑分化程度不高,仍掌式分布在同一平面;中脑仍是最高中枢;较为进步的是出现原脑皮并演化出了植物性神经系统。
爬行类的脑较两栖类发达,大脑开始有新脑皮出现,纹状体增大使大脑体积增大;但中脑仍是高级中枢;脑神经增加至12对。
鸟类的脑,突出的一点是小脑很发达且相对体积大;另一特点是大脑的纹状体极为发达,增加了上纹状体;脑神经12对。
相较于其他脊椎动物,哺乳类的髓脑明显较为发达。主要表现是:
1.大脑由皮质、髓质和基底神经节组成,高度发达,成为高级神经中枢。
2.新脑皮高度发展,大脑表面形成沟回——俗称“脑花”,极大增加了脑皮面积,神经细胞数量大增。
3.大脑两半球还可以进一步划分为额叶、顶叶、枕叶、颞叶与岛叶等,各有一定的机能分工,蕴含着持续演化的潜力。
4.大脑两半球间,出现了相互联系的横向神经中枢即胼胝体(单孔目和有袋类除外)。脑神经12对。
哺乳纲中灵长目(见上图)的髓脑更为发达,而人科人属的脑则是迄今为止最为发达的髓脑。
与一般哺乳动物相比,人类的脑又有一些新的演化。第一,人类的脑重与体重比进一步加大,相对来说脑容量进一步扩充了,增加的容量主要是新脑皮部分。第二,人类脑的大脑出现功能区分,左右半脑形成特定优势,专业术语称为一侧优势。一侧优势现象,仅见于人类的脑。第三,人类的脑,皮质化程度更高,这一点肉眼可见。
下篇见识髓脑的厉害。
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