白质 (英语:White matter ,拉丁语 :substantia alba ),是指中枢神经系统 中主要由被髓鞘 包覆的神经轴突 (可形成神经束 )所组成的区域。
大脑 剖面中的白质组织是由大量的髓磷脂 (脂质 )组成,在裸视观察下呈现粉红白。
白质控制著神经元 共享的讯号,协调脑区之间的正常运作。人类到了约二十岁时,白质才会在不同脑区逐渐发育完全,而其生长的时机与成熟程度,会影响到学习、自我控制 与精神疾病 ,例如精神分裂 、自闭症 与病态性说谎 ,青少年的“年少轻狂”的原因之一也是由于白质未发育完全[ 1] 。
现在科学家利用一种新的造影技术观察人类的脑部,其中白质几乎填满了半个大脑。白质由数百万条“沟通管线”组成,管线里包覆著一根长长的轴突 (又称突起),管线外包覆著称为髓磷脂 的白色脂质,而这些“白色缆线”的功能是负责沟通不同脑区的灰质(神经元)、在神经元间传递动作电位 。髓磷脂几乎包覆了整个神经纤维 ,功能是作为神经传导的“绝缘体 ”,根据研究,当绝缘层厚度与其包覆的神经纤维粗细成一定比例--3:5时,可以达到最快的传导速度[ 1] 。
如果以长途电话 比喻灰质,白质就是将其彼此相连结的海底电缆线 ,而髓磷脂就是防止海底电缆线因接触海水而漏电的绝缘材料。
髓鞘 发育不全或萎缩可能是造成许多疾病的原因,也可能是神经元间沟通不良的结果。
白质异常的相关疾病非常多,已知的疾病包括多发性硬化症 [ 2] 、脑性麻痹 [ 3] 、亚历山大症 [ 4] ,其他仍在研究的则有阅读障碍 [ 5] 、音痴 、精神分裂症 [ 6] 、注意力不足过动症 、躁郁症 [ 7] 、语言障碍 、自闭症 [ 8] 等,其也与因老化、阿兹海默症 、甚至罹患病态性说谎 而认知衰退的患者有关[ 1] 。
以音痴(tone deafness)为例,是分析声音的高层次皮质中枢出错所致,加拿大 麦吉尔大学(McGill University) 的心理学家 海德(Kristi L. Hyde)发现,音痴的人右前脑特定神经纤维束的白质比一般人少。美国 耶鲁大学 贾可布森(Leslie K. Jacobsen)进一步指出,在胚胎发育末期或青春期,这条神经纤维束正在形成髓鞘,此时若暴露于吸烟环境,则会干扰白质的形成,而脑扫描的新技术扩散张量照影 (DTI)观察到,这个结构与听觉测式的表现有直接关联。调节寡突细胞发育的受体,已知会受到尼古丁 的影响;髓鞘形成关键时期暴露于环境因子,可造成终生的影响[ 1] 。
2005年,名钢琴家 乌兰(Fredrik Ullén)与同事利用DTI来研究职业钢琴家的脑部,发现职业钢琴家的某些白质区远比非音乐家来得发达,而这些白质区所连结的大脑皮质部位,是那些协调手指运动的重要脑区,以及与创造音乐有关的其他认知脑区。乌兰还发现,每日练琴时间越长的钢琴家,这些白质束的DTI讯号就越强,轴突髓鞘越厚越紧密[ 1] 。
辛辛那提 儿童医院的神经 科学家 许密得霍斯特(Vincent J. Schmithorst)进行的另一项DTI研究似乎也与上述研究相呼应。他比较5~18岁孩童的白质之后,发现高度发展的白质构造与高IQ 有直接关系[ 1] 。
乌兰的研究还有另一项发现:越早学习乐器的人,整个脑子的白质构造越是高度发展。 [来源请求] 青春期之后才学习乐器的人,只会增加前脑白质的发育程度,因为只剩前脑还在形成髓鞘。这个发现意味著,在某种程度上,神经纤维的髓鞘绝缘,限定了学习新技巧的年龄,这是进行或起码是轻易进行某种学习的机会之窗或关键期[ 1] 。
^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 R. Douglas Fields,〈大脑白质有价值〉,黄荣棋译,《科学人 》第74期2008年4月号,第44-54页,2009-4-19查阅。
^ 中枢神经系统 退化
^ 肌肉控制严重受损
^ 中枢神经系统受损
^ 拼字、阅读或更一般性的语言障碍
^ 妄想、幻觉
^ 周期交替躁狂症状与忧郁症状
^ 沟通障碍与情绪疏离