前额叶皮质
来源:互联网

前额叶皮质(外文名:prefrontal cortex,PFC),又称前额叶皮层,是位于大脑额叶最前部、初级运动皮质前方的区域,被称为大脑的高级联合中枢,负责决策、推理、人格表达、社交得体性调控,以及其他复杂认知行为。

前额叶皮质约占成年人大脑皮质面积的29%,根据功能特性,可分为背外侧前额叶皮质(DLPFC)、眶额皮质(OFC)、内侧前额叶皮质(MPFC)3个区域,它们分别与联络纤维相连,或投射到大脑基底核、边缘系统并发挥作用。背外侧前额叶皮质作为工作记忆中枢,与信息的储存和处理等环境依赖性行为的控制有关,并且调控注意的功能。眶额皮质承担社会性行为的选择与情绪控制的任务,也被称为社会脑。内侧前额叶皮质是皮质及皮质下结构网络的重要部位,参与了各种高级脑功能,它将来自皮质、丘脑和边缘区域接收到的信号输入,与杏仁核、海马等结构存在广泛投射,并依靠神经元直接或间接的作用,调控焦虑、恐惧等情绪的产生。

人类的前额叶皮质最发达,但额叶的广泛损伤也会影响皮质运动区、眼球运动、说话能力和排尿控制。前额叶皮质功能受损广泛见于神经退行性疾病、精神疾病和发育障碍中,精神刺激剂和非兴奋剂有助于治疗这些疾病。北京师范大学吴倩团队揭示了人类与食蟹猕猴前额叶皮质出生后发育特点和关键差异,相关研究成果于2025年12月发表于《Nature Neuroscience》杂志上,为深入理解人类高级认知功能的进化及神经/精神疾病的易感性提供了新的视角,具有重要的科学价值。

定义

前额叶皮质,又称前额叶皮层,是位于大脑中央前回内部、初级运动皮质前方的区域,被称为大脑的高级联合中枢,负责决策、推理、人格表达、社交得体性调控,以及其他复杂认知行为,是进化上出现最晚、发育历程最长的脑区,是中枢神经系统的最高级调控中心,被视为人类卓越认知能力的结构基础。

结构

前额叶皮质位于大脑皮层最前端,约占成年人大脑皮质面积的29%。根据功能特性,前额叶皮质可分为背外侧前额叶皮质(DLPFC)、眶额皮质(OFC)、内侧前额叶皮质(MPFC)3个区域。内侧前额叶皮质在垂直方向上可以分为6层,层与层之间在结构上具有丰富的环路连接,每一层都有着独特的功能。

作用

前额叶皮质的3个区域分别与联络纤维相连,或投射到大脑基底核、边缘系统并发挥作用。

背外侧前额叶皮质(DLPFC)

背外侧前额叶皮质作为工作记忆中枢,与信息的储存和处理等环境依赖性行为的控制有关,并且调控注意的功能。左侧的DLPFC与注意的分配性有关,而右侧的DLPFC连接来自顶叶的联络纤维(上纵束),与能动的注意有关。

眶额皮质(OFC)

眶额皮质承担社会性行为的选择与情绪控制的任务,也被称为社会脑。在尾状核与壳核的腹侧部存在很强的输入,与颞上回区域和以杏仁体为中心的脑区共同构成社会认知神经网络。

内侧前额叶皮质(MPFC)

内侧前额叶皮质是皮质及皮质下结构网络的重要部位,参与了各种高级脑功能,包括注意力、意识转换和信息整合,被认为既是自下而上逐层传递信息模式的终点,又是从上至下整合信息传递的起点,可能是全身麻醉药发挥意识调控作用的核心区域。它将来自皮质、丘脑和边缘区域接收到的信号输入,与杏仁核、海马等结构存在广泛投射,并依靠神经元直接或间接的作用,调控焦虑、恐惧等情绪的产生。内侧前额叶皮质的病变则会导致如抑郁症、焦虑症、精神分裂症阿尔兹海默症等疾病的产生。

与其他功能区联系

前额叶皮质是运动和思考的最高级中枢,负责行为的选择和执行以及目标的决定。在这样的作用背景下,前额叶皮质通过联络纤维与各高级联合区进行联系,这些信息最终由额叶进行统合和选择,从而控制行动,其与其他大脑皮质和皮质下结构具有广泛的神经投射联系。例如,前额叶皮质与纹状前视区、颞叶、顶叶有着交互纤维联系,与基底前脑、扣带回及海马有直接或间接的纤维联系;前额叶皮质发出纤维能够投射到基底神经节;前额叶皮质是唯一向下丘脑有直接投射的新皮质。

损伤表现

前额叶皮质的损伤会导致动物的注意力的分散,引起工作记忆相应的缺陷(保持信息超过几秒钟的能力),以及运动活动和情绪反应的改变。前额叶运动区损伤的患者会出现一个特征性的无洞察力综合征,如额叶变异性额颞叶痴呆(FTD)。人类的前额叶皮质最发达,通常会依赖临床症状学来描述前额叶皮质的功能。然而,额叶的广泛损伤也会影响皮质运动区、眼球运动、说话能力(表达性语言障碍)和排尿控制。神经影像学和神经心理学研究表明,前额叶皮质功能受损广泛见于神经退行性疾病、精神疾病(精神分裂症抑郁症)和发育障碍(注意缺陷多动障碍、孤独症)中。通常认为治疗ADHD的精神刺激剂(哌甲酯、安非他明)和非兴奋剂(阿托莫西汀、去甲肾上腺素再摄取抑制剂)有助于治疗这些疾病。

前额叶损伤患者往往是不受抑制的,这会导致他(她)的行为不典型,通常是幼稚的;注意力很差,很容易被干扰,无法保留信息,有时无法形成新的记忆,甚至在环境变化的情况下也有坚持(重复语言或短语和行动)和追求旧的行为模式的倾向;无法制订、追求目标和计划,无法概括和推断,在判断风险方面可能有困难;语言输出明显减少,这也反映在运动行为上,如缺乏自发运动;食物偏好有所改变,通常偏爱甜味、咸味食物;可能会变得冷漠,情绪反应严重迟钝,甚至在某些情况下,患者会变得咄咄逼人;性格整体发生变化,因为患者常否认存在任何问题(没有洞察力),而是由其他人将患者送医。

相关研究

张毅等利用空转技术绘制小鼠PFC全新细胞图谱,并解析疼痛相关细胞

2023年10月16日,来自哈佛大学医学院和波士顿儿童医院的张毅教授及Jeffrey Moffitt教授的研究团队在《Nature Neuroscience》杂志上发表了题为《Spatial transcriptomics reveal distinct organization of mouse prefrontal cortex and neuronal subtypes regulating chronic pain》的文章 ,使用MERFISH (multiplexed error-robust FISH) 空间转录组技术构建了小鼠前额叶皮质和其附近皮层的细胞图谱,系统的研究了不同神经细胞亚型的分布特征和分子组成,并且解析了参与疼痛响应的细胞亚型。

北京师范大学吴倩团队揭示人类与食蟹猕猴前额叶皮质出生后发育特点和关键差异

2025年12月11日,北师大吴倩教授团队及合作者在《Nature Neuroscience》上发表文章《Single-cell spatiotemporal transcriptomic and chromatin accessibility profiling in developing postnatal human and macaque prefrontal cortex》,系统揭示了灵长目前额叶皮质在出生后发育过程中细胞类型与基因调控的保守性与物种特异性,阐明了人类前额叶皮质在漫长而精细的成熟过程中神经元与胶质细胞协同发育的独特机制,为深入理解人类高级认知功能的进化及神经/精神疾病的易感性提供了新的视角,具有重要的科学价值。

参考资料 >

StatPearls.National Library of Medicine.2026-03-11

Nat Neurosci:北师大吴倩团队揭示人类与食蟹猴前额叶皮层出生后发育特点和关键差异.中国实验动物学会.2026-03-06

生活家百科家居网