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当我们说特定的脑区或结构各自发挥不同的特定作用时（如提及记忆或注意时），你会怀疑这样说的依据何在。即，认知科学家是如何知道某个脑区在做什么呢？回答就在功能定位研究之中，这是一种映射大脑的方法。
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） [:1701568026]
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 2.2.1 官能心理学和颅相学
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功能定位的原初思想可以追溯至奥地利解剖学家加尔（Franz Gall，1758—1828）提出的定位理论。加尔相信所谓官能心理学（faculty psychology），当然这一术语与你的大学老师为什么疯了或者没疯没有任何关系。官能心理学的理论认为，阅读或计算这样不同的心理能力是独立和自主运作的，分别在大脑不同的部分执行（Fodor，1983）。加尔认为，大脑中不同的位置与父母之爱、好斗性、占有欲、守密性等此处只略指一二的官能相联系。此后，加尔的学生施普尔茨海姆（Johan Spurzheim）根据老师的教诲，发展了颅相学（phrenology）研究，声言心理方面的强和弱可以与大脑不同区域的相对尺寸精确相关。当然，现在这样的思想早已不再为人们所接受。下图的塑像上显示的是根据该理论，不同官能位于大脑的位置。
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颅相学头像头颅上的不同位置对应着特定的功能。
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颅相学的主要问题不在于其大脑不同部位控制不同功能的假设，而在于两个附加的假设：①大脑某一部分的大小与其相对的能力相对应；②不同官能之间是完全独立的。现在我们知道，不同的心理活动（例如知觉和注意）并不是完全相互区别独立，而是以很多不同的方式相互作用。同样，大脑或脑区的整体大小并不能作为该区域功能的指征。因此，大脑内部凹凸深浅的结构不能决定也更不能预测个体在认知或社会方面将如何运作。
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 2.2.2 失语症研究和其他映射技术
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更为现代的大脑定位功能方法可以追溯到保罗·布洛卡（Paul Broca，1824—1880），他在19世纪60年代早期的一次医学会议上报告，损伤左额叶的特定部位（图2-3所示额叶的后部与下部区域）会导致一种特别的失语症，或表达性语言的破坏（Springer & Deutsch，1998）。从此该脑区就被称为布洛卡区，而该区受损导致的失语症则被称为布洛卡或迟滞型失语症，患者的语词贫乏，或者不能非常流畅地说话。
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在布洛卡的发现10多年之后，卡尔·威尼克（Carl Wernicke，1848—1904）宣告发现了大脑中的第二个“语言中枢”，该区域控制语言的理解（与语言的生成相对）。这一脑区现已被命名为威尼克区，位于颞叶后侧的上方，在左半球更为典型，可参见图2-3。威尼克失语症（也称流畅型失语症或空洞型失语症）患者说起话来乍一听其音高和节奏的轮廓似乎也很流畅，但是言语往往没有任何意思且包含很多乱语。同时，此类病人理解言语的能力也会有所损害（Pritchard & Alloway，1999）。
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其他一些神经心理学家开始在特殊脑区损伤与丧失特定运动控制和感觉接收上建立联系。运用动物研究或作为解决诸如癫痫这样问题的神经外科手术的一部分，科学家开始在额叶“标画”出运动皮质区的部分，参见图2-3。
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另外，神经心理学家也标画出第二块脑区，位于顶叶紧靠运动皮层的后方，称为初级躯体感觉皮质区（primary somatosensory cortex，见图2-3）。与运动皮质区一样，初级躯体感觉皮质区的组织构成也是每一部分都分别接收身体特定部位的信息。与运动皮质区相同，身体某个特定区域对应在大脑的“居住面积”并不与该身体部位的大小成比例。例如，身体中像腿这样大片的区域，对应在主要皮质区上却只占很小的一部分。而更为敏感的身体部位，如手指或嘴唇，对应在大脑中的相应区域就显得很大。
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前面的讨论会给读者这样的印象，即大脑中的每一个部分都可以对应于某种特定的感觉、行为、思想、记忆或其他的认知加工。然而，这种观点是错误的。尽管运动和感觉接收具有图2-3所示的某种映射，但更多所谓的高级认知加工，如思维和回忆，其实并不如此。
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多数神经科学家倾向于这样的观点，即高级认知加工太过复杂而且彼此相互联系，在大脑中不会只局限于任何单一的区域（Pritchard & Alloway，1999）。这一观点得到了卡尔·拉什利（Karl Lashley，1890—1958）研究工作的支持。他进行了一些堪称神经科学里程碑式的研究，测评大脑切除术（ablation，摘除大脑的某些部分）对白鼠走迷宫能力产生的影响效应。拉什利（1929）报告，走迷宫能力的损伤与被切除的大脑皮质的总量有关，而不是特定的部位。
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使既有的关于大脑的图景复杂化的是大脑可塑性（plasticity）的概念（Black，2004）。根据损伤和所包含的功能，有些脑区可以适应性地“接管”受损区域的功能。一般来说，患者越是年轻，损伤越不是广泛性的，重获这一机能的可能性就越大。
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认知心理学：认知科学与你的生活（原书第5版） 2.3 功能偏侧优势
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保罗·布洛卡报告其病人的“语言中枢”远不只是为了证明功能的定位。从那时起，他和许多神经心理学家都发现，涉及一些认知功能，尤其是涉及语言时，两个大脑半球似乎发挥着不同的作用。我们将这一现象称为功能偏侧优势（lateralization）或功能偏侧化。
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绝大多数个体（大约95%）的语言特异化半球都是左半球。此类人的左半球显得更大，尤其是在语言功能所在区（Springer & Deutsch，1998）。我们称此类人具有语言的左脑优势。一小部分人群没有这样的特异化，而是两个半球都具有语言功能（他们被称为双侧化个体），更少一部分人的语言中枢是在右半球。
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如果语言优势在左半球，那么右半球又起到什么作用呢？从结构上看，右半球的顶叶和颞叶区往往较大，以此推测，右半球相比左半球而言，对视觉与听觉的信息整合更好，对于空间的加工也更佳。右半球与几何拼图、在熟悉的空间导航，甚至还与音乐能力相关（Springer & Deutsch，1998）。
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在大脑两侧半球功能的区分上，有人将左半球称为分析脑，而将右半球称为合成脑（N. R. Carlson，2013）。其观点是左半球尤其擅长对信息进行系列化的加工，即关于事件的信息依次出现。如果是加工一个句子，单个的词就按照顺序依次被说出或读出。相反，右脑更具整合性，是将个别的信息聚拢形成一个整体。右脑加工更多的是构建地图或其他空间结构，画素描以及在迷宫中寻求出路等。