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大脑的表层部分叫大脑皮层，人类的大脑皮层平均厚度为～毫米，皮层表面高度扩展、卷曲，形成许多的沟和裂。下凹的叫沟，凸出的叫回、如果把皮层剥离下来并全部展平，形成的灰色物质层有四张A4打印纸大小。而黑猩猩的大脑皮层只有一张A4打印纸那么大，猴子的像明信片那么大，老鼠的只有邮票那么大。大脑皮层上面密密麻麻地分布着大约120亿个神经细胞，在这些神经细胞的周围还有1000多亿个胶质细胞。大脑皮层是神经元胞体集中的的地方，是构成大脑两半球沟回的表层灰质。人的大脑皮层分为6个层次。根据各层神经元的成分和特征，以及机能上，可以分为许多区。从机能上可以分为：大脑中央后回称躯体感觉区；中央前回称为运动区；枕极和矩状裂周围皮层称为视觉区；颞横回称为听觉区；额叶皮层大部，顶、枕和颞叶皮层的其他部分都称为联合区，它们都收受多通道的感觉信息，汇通各个功能特异区的神经活动。大脑皮层细胞除了在水平方向分层外，在整个皮层厚度内，神经元在与表面垂直的方向呈链状排列成细胞柱。柱或称模是一些具有大致相同特性的神经元集合形成的。它是皮层最基本的机能单位。人的大脑皮层约含有1—2百万个柱，每一个柱内有10，000左右的神经元。用微电极插入皮层，“感觉柱”(与感觉机能有关的细柱)引导电位的方法，证明了同一个柱内的细胞相同的感觉型式，并有相同的感受野。
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W区为书写中枢，V区为视觉性语言中枢，S区为说话中枢，H区为听觉性语言中枢；故人类的大脑皮层中有四个言语区：W区、V区、S区和H区分别对应的语言功能是写字、阅读、说话、听。
额叶 ，位于中央沟前，具有推理和决策等复杂的心理功能。由于运动区位于该部分，因此也负责计划与执行随意运动。
顶叶 ，位于中央沟后，躯体感觉区位于顶叶内，负责处理身体的触觉信息。同时，顶叶负责整合不同类型的感觉信息，以产生空间意识，主要指对身体在空间内所处的意识。
颞叶 ，在脑的两侧，与耳朵齐平，负责听觉和短时记忆，外侧含有专门负责言语理解的区域。其内侧的海马体，是记忆形成的关键，且与其周围区域共同在空间导航方面发挥着重要作用。
枕叶， 位于脑部后端，含有许多专门负责处理和解读视觉信息的不同区域。
人脑含有上千亿个排列极为有序的细胞，常被视作已知世界中最复杂的结构，但它却仅重千克左右。
人脑分左右两个半球，每个半球分别控制着对侧身体，并接收对侧身体的信息。每个半球的大脑皮质分为四种不同的叶——额叶、顶叶、颞叶、枕叶，各个叶之间由深沟状的裂隙隔开，且彼此功能不同。
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大脑半球的重要功能中枢包括：运动中枢、感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢、前庭感觉中枢、锥体外运动中枢、内脏活动中枢、听性语言中枢、运动性语言中枢、视性语言中枢、视运动性语言中枢。
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大脑由左右两个半球组成，其外层是密集的神经细胞体，即大脑皮层；其内部是髓鞘化了的神经纤维，称为大脑白质。从表面来看，大脑有几个裂缝，也有许多沟。把两半球分开的裂缝叫中央裂，大脑和小脑之间的裂缝叫横裂，大脑左右两侧的裂缝叫外侧裂。沟是由大脑皮层的褶皱形成，褶皱增大了大脑皮层的面积，在有限的颅腔内可以容纳更多的神经细胞。以沟和裂为界线，可把大脑皮层分为额叶、顶叶、枕叶和颞叶四个部分。外侧裂以上，中央沟以前是额叶；中央沟之后，枕顶沟之前是顶叶；枕顶沟之后是枕叶；外侧裂之下是颞叶。大脑皮层的不同区域有不同的机能。大脑大致可分为3个机能区，即皮层感觉区、皮层运动区和皮层联合区。皮层感觉区又分为视觉区（枕叶后端）、听觉区（颞叶的颞上回）和躯体感觉区（顶叶的中央后回）。皮层运动区位于额叶的中央前回。皮层联合区并不直接与感觉过程和运动过程相联系，而是起着联络、综合作用的结构和机能系统，它在大脑皮层中执行着高级的心理功能。图1—3是大脑皮层感觉区和运动区的示意图。从图中可以看到，不论感觉和运动，身体各部位在大脑皮层上的代表区域都是倒置的，即脚在上，头在下。而且身体敏感的部位和灵敏的部位，在大脑皮层上所占的区域比较大；迟钝的、活动少的部位在大脑皮层上所占的区域比较小。由于延脑的椎体交叉，大脑两半球和身体两侧是对侧传导的关系。
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