大脑两半球功能的最新研究成果
左右大脑半球不对称性问题(2009-08-28 11:12:10)
2007年12月26日的《美国科学院院刊》（PNAS）发表了陈霖领导的关于人类左右大脑半球不对称性研究的最新成果，并在为突出每期特别有意义的论文而设的“In This Issue”（“本期中”）的专栏所介绍。
左右大脑半球不对称性问题是心理学和认知科学领域已有上百年研究历史的问题，也是备受关注的一个关于人脑认知功能的基本问题，然而究竟左、右大脑半球功能的差别是什么仍然是当前认知科学领域最有争议的问题之一。长期以来，研究左右大脑半球不对称性的科学目标就在于发现一种基本的功能划分，揭示大脑两半球差别的根本机制，从而对左右大脑半球不对称性的大量实验现象给与统一的科学描述。这样的问题本质上涉及到我们的大脑究竟是如何工作的更为普遍的问题。对于视知觉而言，我们要揭示大脑两半球视觉相关的差别的基本功能划分，必须首先回答视知觉研究的一个最基本的问题“视知觉过程处理的基本单元是什么？”或者说，“ 视知觉过程是从哪里开始的？”。陈霖领导的认知科学和脑成像团队就这一根本问题，创立了“大范围首先”的拓扑性质知觉理论，向半个世纪以来近代知觉研究中占统治地位的“局部首先”的理论路线提出挑战，强调知觉过程是由大范围拓扑不变性质开始的，以大范围拓扑不变性质为基础的各级几何不变性质才是图形知觉的基本表达单元。这样的视知觉拓扑结构和功能层次的系统理论，为左右大脑半球不对称性的研究，特别是为 “大范围”和“局部”的科学定义，提供了一个创新的、系统的理论框架。

陈霖、王波等人把“大范围首先”的拓扑性质知觉理论应用到左右大脑半球不对称性的研究。研究结果表明：右利手人的大脑左半球对大范围拓扑性质的知觉占优势。一系列实验把各种拓扑不变性质（包括：洞的个数、内外关系等）和各种不同的局部几何性质（包括：朝向、距离、面积大小、对称性、平行性、直线性等）进行了广泛比较，对照排除各种可能的局部性质的解释，得到大脑左半球对大范围拓扑性质的知觉占优势的普遍结论。他们进一步利用功能磁共振成像方法发现：拓扑性质分辨的任务产生大脑左半球颞叶的兴奋，提示了拓扑性质知觉的脑机制，强有力地支持了行为实验的结果。这一“左半球拓扑性质知觉占优势、右半球局部几何性质知觉占优势"的一致、清晰的结论，对目前在视觉大脑不对称性研究领域存在的主要争论问题，提供了一个统一的解决。

《美国科学院院刊》的审稿者评论说：“这（指左右大脑半球不对称性）是一个被广泛地观察了很多年（数十年）的既重要又混乱的研究领域”；“Chen和他的群体提供了有力的证据，通过用在几乎所有的变换下保持不变的拓扑性质来重新定义大范围的整体，能够即便不是完全地、也是充分地澄清了这样的混乱”；“总之，这是一件漂亮的工作，是一个杰出的例子：收敛一致的实验能澄清一个重要问题的棘手的研究领域”。

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