第十章 灵长类的初级视觉系统
层下的附属于皮层的核团,并通向脑的中部。第5层是皮层中很特别的一层,只有这层的神经元完全投射到皮层以外的地方,也就是说,它们不投射到丘脑和屏状核,尽管也有一些神经元投射到其他的皮层区。因此,从某种意义上讲,第5层把在皮层中处理完的信息传送到大脑其他部分和脊髓。所有这些远离皮层的连接,甚至包括反向的连接都是兴奋性的。
当然,皮层也具有许多抑制性的细胞。但在数量上占多数的是产生兴奋性的锥体细胞,用GABA作为神经递质的抑制性细胞大约占了整体的五分之一,剩下的主要是刺星状细胞。这些可产生兴奋的刺星状细胞的轴突相当短(约100-200微米),仅仅能够与水平方向上相近的细胞联系。所有抑制性细胞都具有这种特性,但也有些例外。①
有一类抑制性的细胞好像不存在。锥体细胞的轴突经常向下延伸到离皮层相当远的区域。在此之前,它通常会伸出几个分枝,这称为侧枝。在某些情况下,这些侧枝又形成许多局部分叉,而且它们就在同一皮层区域内沿水平方向伸展相当长的距离,约几个毫米。
如果我们认为皮层能够实现计算功能,它就应该具有一种类似quot;门;的特殊类型的抑制性突触。在把结果沿主要轴突的分枝传送到其他区域的目的地之前,它要能够允许信息通过轴突离开胞体,并在皮层区域内循环好几次,也就是说,它需要实现几次循环计算。为此,我们需要一个强抑制的突触集合,但它不在该轴突的起始端,而是位于轴突就要离开皮层之前的地方。尽管有一位理论家为了使他的模型能够工作,需要构建这样一类突触,但实际上还没有证据说明它们的存在。在轴突各个分叉点上也没有发现。
这些却显示出皮层区总像是没有做任何循环的处理就急急忙忙地将信息发送出去。这也意味着,当大脑需要通过反复迭代运算建立一种活动的共同体时,各个皮层区的连接与单皮层区内的连接是同样重要的。
信息究竟在皮层的各层之间是怎样传递的?这是一个极其复杂的问题,然而我们可以从下面粗略的框图获得一些了解(见图43)。
进入皮层区的主要的,但不是唯一的入口位于它的第4层。但当它很小或不存在时,就直接进入第3层的下部。第4层主要连接到上部的第2J层,然后,又依次与第5层形成一个很大的局域连接,一直到达位于它下面的第6层。第6层又依次通过短的垂直联系返回到第4层。第1层还接收来自其他皮层的一些主要的输入。这些与来自低层的高锥体细胞的树突末梢相联系。
关于小片皮层中的许多轴突连接的复杂性质,特别是某一层到其本身的许多连接是惊人的长,以上这些都未作介绍。很显然,在所有这些规律性的后面也还存在着一些必然的联系。然而,在我们对皮层有较深了解之前,要讲清楚这些规律是太困难了。新皮层可能是人类无上的荣耀,故它不会轻易地将其秘密公诸于世。
最后将谈到大脑的分区。最初,皮层的分区是根据在高倍光学显微镜下,观察切片染色后的形状(这类学术研究称为结构学)。纹状皮层正是由于它具有着明显的水平方向纹理而得名,这些纹理是从大的轴突末端沿各个方向水平伸展出而形成的。这些纹状足够的大,可以从染色的显微镜切片中,用肉眼观察到纹理,见图44所示。这些纹理突然在一大片皮层区域的边缘上消失了。因此,很自然地,把这样一块相当一致的区域给它起个名字或排个序号。皮层其他区域稍微有些不同。例如,纹状皮层具有很厚的第4层,而初级运动皮层即便有的话也是很少的。遗憾的是,相邻的区域的差别如此细微,以至于神经解剖学家们之间也无法达成一致的见解。20世纪初,德国的解剖学家科比尼安·波罗德曼(Korbinian Brodma