1、第二章 心理的神经生理基础,主要内容,神经系统的基本单位神经元 神经系统 大脑的结构和功能 内分泌系统和神经体液调节 神经系统的进化,第一节 神经系统的基本单位,神经元(neuron,神经细胞)是神经系统的基本结构单位和功能单位。基本作用:接受和传递信息。人脑中有100亿个以上神经元。,神经元的结构,胞体(cell body) 圆形、锤体形、梭形、星形等 细胞膜、细胞核、细胞质(神经原纤维、尼氏体、线粒体等)树突(dentrites) 树的分枝,比较短,几百微米 负责接收刺激,将神经冲动传向胞体轴突(axon) 比较长,几十微米到1米 每个神经元只有一个轴突 将神经冲动从胞体传出,到达与其联系
2、的其它细胞,神经元的分类,突起的数目 单极细胞:由细胞体发出一个突起,在一定距离又分为两支 双极细胞:一个树突,一个轴突 多极细胞:一个轴突和多个树突神经元的功能 感觉神经元(传入神经元):多为假单极神经元,胞体主要位于脑脊神经节内,其周围突(树突)的末梢分布在皮肤和肌肉等处,接受刺激,将刺激传向中枢。 运动神经元(传出神经元):多为多极神经元,胞体主要位于脑、脊髓和植物神经节内,它把神经冲动传给肌肉或腺体,产生效应。 中间神经元:介于前两种神经元之间,多为多极神经元。动物越进化,中间神经元越多,人神经系统中的中间神经元约占神经元总数的99,构成中枢神经系统内的复杂网络。,神经胶质细胞(gli
3、al cells),神经元与神经元之间,1000亿以上作用 为神经元的生长提供线路 在神经元周围形成绝缘层(髓鞘),使神经冲动快速传递 为神经元输送营养,清除神经元间过多的神经递质,神经冲动的传导(细胞内的电传导),神经冲动 刺激(机械的、化学的、热的)作用于神经时,神经元就由比较静息的状态转化为活动的状态,即神经冲动(nerve impulse)。 静息电位(resting potential) 当神经元处于静息状态时测到的电位变化 膜内为负,膜外为正,相差70毫伏(mV),静息电位的产生 细胞膜内外存在大量离子,膜外主要是带正电荷的纳离子(Na+)和负电荷的氯离子(Cl-),膜内主要是带正
4、电荷的钾离子(K+)和负电荷的大分子有机物 离子通过离子通道出入细胞膜 静息状态下,细胞膜对K+的通透性大( K+ 外流),对Na+的通透性差( Na+ 挡在膜外),致使膜内比膜外略带负电荷,产生静息电位,动作电位(active potential)的产生 神经细胞受到刺激,细胞膜的通透性迅速变化 钠离子通道打开,钠离子内流,膜内电位迅速上升,并高于膜外电位,“去极化”过程。 去极化瞬间之后,钠离子通透性下降,钾离子通透性上升,细胞膜又恢复极化 一次去极化和一次恢复极化,构成动作电位,动作电位可分为三个时相 峰电位,持续0.5ms 负后电位,峰电位下降到基线前的一段时间,强度约为峰电位的5%,
5、持续12-20ms 正后电位,持续80ms或更长,神经冲动的电传导 神经纤维受刺激的部位产生动作电位 邻近未受刺激的部位仍处于静息电位 兴奋部位和静息部位之间出现电位差,膜表面未兴奋部位的正电荷流向兴奋部位,膜内兴奋部位的正电荷流向未兴奋部位,形成回路 使未受刺激的部位产生去极化,形成动作电位 依次传导,动作电位传导的特点 传导速度120米几米/秒 有髓神经纤维神经冲动从一个郎飞氏节到另一个郎飞氏节跳跃传导 神经兴奋传导遵循全或无法则,动作电位传导时不会减弱 相对不疲劳性,突触及突触传递(神经冲动的化学传导),突触(synapse):一个神经元与另一个神经元相互接触的部位,是神经元间信息传递和
6、整合的关键部位。 突触联系有:轴突胞体型、轴突轴突型、轴突树突型、树突胞体等,突触包括三个部分 突触前成分:轴突末梢膨大的突触小体,内含突触小泡,突触小泡内有神经递质;前端膜为突触前膜 突触后成分:与突触小体邻近的神经元的某一部位,突触后膜,上面有突触受体 突触间隙:前膜和后膜间的空隙,约200埃,突触传递 动作电位到达突触小体,细胞膜钙离子通道开放(钙离子流入膜内),突触小泡移向突触前膜并融合破裂,向突触间隙释放神经递质。 神经递质与突触后膜上的受体分子结合,改变突触后膜对离子的通透性,引起突触后神经元电位变化,实现神经兴奋的传递。 神经递质可被突触前膜重新吸收利用。 突触后电位分兴奋性和抑
7、制性两种,由突触小体释放不同的神经递质与不同的突触受体结合决定;兴奋性突触后电位引起突触后膜去极化,产生神经冲动;抑制性突触后电位引起突触后膜超极化,不易产生神经冲动。,神经递质(neuro-transmitters) 脑内有60多种化学物质作为神经递质,均由突触前成分产生乙酰胆碱(Ach):主要是兴奋性递质;存在于中枢与外周神经系统;阿尔茨海默氏症分泌乙酰胆碱的神经元退行性变化;南美印第安人箭毒,占据乙酰胆碱受体,引起肌肉麻痹 -氨基丁酸(GABA):最普遍的抑制性递质;丘脑、下丘脑、枕叶等;如果其在脑内浓度过低,会体验到过强的神经活动,如焦虑情绪 多巴胺(dopamine):精神分裂症病人
8、脑内多巴胺高于正常水平;帕金森氏病人,脑内制造多巴胺的神经元退行性病变 5-羟色胺(serotonin):抑制性递质;制幻药LSD抑制5-羟色胺神经元产生幻觉,除化学性突触外,还有电性突触,突触间隙只有20埃,一个神经元的电位变化可以直接引起另一个神经元的电位变化。,神经回路,神经元与神经元通过突触建立联系,构成极端复杂的信息传递与加工的神经回路(nerve circuitry)。大脑皮层每个细胞可有30000个突触。 神经回路是脑内信息处理的基本单位。 最简单的神经回路是反射弧(reflex arc),一般由感受器、传入神经、中枢部位、传出神经和效应器五个部分组成。,三种典型的神经回路 辐射
9、式:一个神经元轴突与许多神经元发生联系;一个神经元可以引起多个神经元兴奋或抑制 聚合式:许多神经元的末梢与一个神经元产生突触联系,聚合起来共同决定突触后神经元的状态(时间和空间上的整合) 环式:一个神经元的冲动经过几个中间神经元回到原来的神经元,第二节 神经系统,神经系统:由神经元构成的结构异常复杂的系统包括: 周围神经系统(peripheral nervous system) 中枢神经系统(central nervous system),周围神经系统,脊神经、脑神经、植物性神经脊神经 发自脊髓,共31对,颈神经8对,胸神经12对,腰神经5对,骶神经5对,尾神经1对 由脊髓前根和后根的神经纤维
10、混合而成 四种机能成分 一般躯体感觉纤维:分布于皮肤、骨骼肌、腱和关节 一般内脏感觉纤维:分布于内脏、心血管和腺体 一般躯体运动纤维:支配骨骼肌运动 一般内脏运动纤维:支配平滑肌、心肌和腺体,脑神经 由脑部发出,共12对 3对是感觉神经:传递嗅觉、视觉、听觉和平衡觉的感觉信息 5对是运动神经:支配眼球、颈部、面部的肌肉活动以及舌的运动(动眼、滑车、展、副和舌下神经) 4对是混合神经:如三叉神经负责面部感觉和咀嚼肌的运动;其它包括面神经、舌咽神经、迷走神经,植物性神经(自主神经系统) 控制各种腺体、内脏和血管的神经系统 分为交感神经和副交感神经交感神经 从脊髓的全部胸髓和上三节腰髓的灰质侧角内发
11、出,通过节前纤维与脊髓两侧的交感干联系,由交感干神经节发出节后纤维,支配胸腹部的脏器和血管的活动 副交感神经 发自中脑、桥脑、延脑和脊髓的骶部,由节前纤维、节后纤维至平滑肌、心肌和腺体,交感神经和副交感神经在机能上具有拮抗性质 机体处于强烈的活动或应激状态时,交感神经兴奋占优势,出现心跳加快、血压上升、减缓或停止消化器官的活动等以准备应激 机体处于平静状态时,副交感神经占优势,抑制体内各器官的过度兴奋,使机体获得必要的休息,中枢神经系统,中枢神经系统包括脊髓与脑。脊髓在脊柱内,脑位于颅腔内。,脊髓(spinal cord),中枢神经系统的低级部位,上接延髓,下端终止于细长的终丝。 横切面看,中
12、间是呈“H”型的灰质,灰质外面是白质。灰质主要是神经元的胞体,白质是聚集的神经纤维束。 灰质前端扩大为前角,主要是运动神经元的细胞体,其轴突组成脊髓前根,直接支配骨骼肌的运动;灰质后端形成后角,多为感觉细胞,接受进入脊髓后根的纤维,将信息传递给脑。,脊髓的主要功能 脊髓是脑和周围神经的桥梁。来自躯干和四肢的刺激通过脊髓才能传导到脑,受到更高级的分析与综合;由脑发出的指令,经由脊髓,才能支配效应器官的活动。 脊髓可以完成一些简单的反射活动,如膝跳反射、跟腱反射等。,脑,脑:端脑(大脑)、间脑、小脑、中脑、桥脑(脑桥)、延脑(延髓)6个部分。,脑干(brain stem),脑干:中脑、桥脑、延脑的
13、合称,向下连脊髓,向上与间脑相连,是大脑与小脑、脊髓之间联系的干道。,延脑(medulla) 脊髓上方,背侧覆盖小脑,全长4cm左右 和有机体基本生命活动有密切关系,支配呼吸、排泄、吞咽、肠胃等活动,又称“生命中枢”。 桥脑(pons) 位于延脑和中脑之间 对人的睡眠有调节和控制作用,中脑(midbrain) 位于丘脑底部,小脑和桥脑之间 腹侧有大脑脚,其中有黑质和红核,与调节身体姿势和随意运动有关。 背面是四叠体,其中上丘是视觉反射中枢,下丘是听觉反射中枢脑干各段的广大区域,有一种灰白质交织混杂的结构,称为网状结构(reticular system)。 包括延髓的中央部位、桥脑的被盖和中脑部
14、分 可分为上行系统和下行系统 上行网状系统控制机体的觉醒和意识状态,与保持大脑皮层兴奋性和维持注意有密切关系;受到损伤会使人陷入持续昏迷的状态。 下行网状系统可加强或减弱肌肉紧张状态,对脊髓运动神经元有易化和抑制作用。进化观点来看,脑干是脑最古老的部分,脑干控制的活动大多是反射性的。,间脑(diencephalon),脑干上方,大脑两半球的下部,两个鸡蛋形的神经核图,叫丘脑。正下方有一个更小的组织,叫下丘。丘脑和下丘脑组成间脑。丘脑(thalamus) 是个中继站,皮层下感觉中枢 后部有内、外侧膝状体,分别是视觉和听觉信息传导的中继站;除嗅觉外,外界的感官信息都由丘脑传入大脑皮层(视、听、触、
15、味等),是重要的感觉整合机构 是网状结构的一部分,对控制睡眠和觉醒有重要意义下丘脑(hypothalamus) 是调节植物性神经系统的皮层下中枢 维持体内平衡,控制内分泌腺的活动;如下丘前部对体温的增高敏感,后部对体温的降低敏感 下丘脑对情绪也有重要作用,用微弱电流刺激某些部位可产生快感,刺激另一区域产生痛苦和不愉快的情绪,小脑(cerebellum),位于大脑的后下方,颅后窝内,延髓和脑桥的背面。 分为中间的蚓叶和两侧膨大的小脑半球。表面的灰质为小脑皮层,深部为白质,也称髓质。白质内有数对核团,称中央核。 小脑是运动的重要调节中枢。大脑皮质发向肌肉的运动信息和执行运动时来自肌肉和关节等的信息
16、,都可传入小脑。小脑对这两种传来的神经冲动进行整合,使随意运动保持协调。 此外,小脑在维持身体平衡上也起着重要作用。它接受来自前庭器官的信息,改变躯体不同部分肌肉的张力,使肌体作加速或旋转运动时保持姿势平衡。 动作技能的学习和内隐记忆方面起重要作用。 小脑损伤引起的功能障碍是同侧性的。小脑受损伤后功能障碍主要表现为:肌张力低下,肌肉弛缓,如出现小腿呈钟摆样反射;随意运动发生障碍,如步态失调,动作笨拙;平衡障碍,如躯体不易维持直立姿势,而向受损侧倾斜。,边缘系统(limbic system),大脑内侧面最深处的边缘,一些结构组成一个统一的功能系统,称为边缘系统。 包括扣带回、海马回、海马沟、附近
17、的大脑皮层(额叶眶部、岛叶、颞根)以及丘脑、丘脑下部等。,从进化观点来看,边缘系统出现比脑干和小脑还晚,哺乳动物以下的种类没有边缘系统。功能 与动物的本能活动有关,如觅食、防御、攻击、配偶活动等 与记忆有关,如海马损伤影响到外显记忆 与情绪有关,如杏仁核在情绪控制和情绪记忆形成中起作用 具有调节内脏活动的功能,第三节 大脑的结构和功能,大脑的结构 大脑皮层的分区及机能 大脑两半球的单侧化优势,大脑的结构,大脑分左右两个半球,是中枢神经系统最高级的部分。 两半球表面覆盖灰质,即大脑皮层(cerebral cortex)。总面积约为2200cm2。 皮层有很多凹进的沟或裂,沟裂间隆起的部分称为脑回
18、。有三条大的沟裂,中央沟、外侧裂和顶枕裂,将大脑半球分为额叶、顶叶、枕叶和颞叶。,每一叶内,一些细小的沟裂又将其分成许多回。 如额叶的额上回、额中回、额下回、中央前回等。 颞叶的颞上回、颞中回、颞下回。 顶叶的中央后回、角回、缘上回等。,大脑半球内侧面的主要沟回:胼胝体、胼胝体沟、扣带沟、边缘支、扣带回、旁中央小叶、距状沟、楔叶、舌回,大脑半球底面观:枕颞沟、枕颞内侧回、枕颞外侧回、嗅束、嗅球、嗅三角、前穿质、眶沟、眶回,大脑皮层(灰质)厚薄不一,中央前回最后,约4.5mm,后端距状裂最薄,约1.5mm。 96%为新皮层,新皮质从外到内分为6层:分子层、外颗粒层、外锥体细胞层、内颗粒层、内锥体
19、细胞层、多形细胞层。 原皮层,包括海马和齿状回;旧皮层,如嗅球。发生上较古老,神经元排列成3层,大脑半球内部是白质,由大量神经纤维的髓质组成,负责大脑回间、叶间和半球间以及皮层和皮层下组织的联系。特别重要的联络结构是胼胝体(corpus callosum),位于大脑半球底部,负责传递两半球之间的信息。,大脑皮层的分区及机能,根据外形结构分:额叶、颞叶、顶叶、枕叶等 1909年,布鲁德曼(Brodmann)根据皮层细胞的类型以及纤维的疏密将大脑分为52个区,影响比较大。,根据功能分区:初级感觉区、初级运动区、语言区、联合区等,初级感觉区,初级感觉区:包括视觉区、听觉区和机体感觉区,分别接受来自眼
20、睛的光刺激,来自耳朵的声音刺激,以及来自皮肤表面和内脏的各种刺激等,对其进行整合加工。此外还有味觉和嗅觉中枢。,机体感觉区(躯体感觉中枢,somatosensory areas): 中央后回和中央旁小叶后部,属布鲁德曼的第1、2、3区。 接受由皮肤、肌肉和内脏器官传入的感觉信号,产生触压觉、温度觉、痛觉、运动觉和内脏感觉等。,躯干、四肢在体感区的投射关系是左右交叉、上下倒置的。中央后回的最上端的细胞,主宰下肢和躯干部位的感觉;由上往下的另一些区域主宰上肢的感觉。 头部在感觉区的投射是正直的,即鼻、脸部位投射在上方,唇、舌部位投射在下方等。 身体各部位投射面积的大小取决于它们在功能方面的重要程度
21、。例如,手、舌、唇在机体感觉区的投射面积比较大。,视觉区 位置:距状沟上、下的枕叶皮质(17区) 左侧半球视区接受左眼颞侧视网膜和右眼鼻侧视网膜传来的信息;右侧枕叶接受右眼颞侧与左眼鼻侧视网膜传入纤维的投射。损伤一侧视区,可引起双眼视野对侧同向性偏盲。 若大脑两半球的视觉区受破坏,即使眼睛的功能正常,人也将完全丧失视觉而成为全盲。,听觉区 在颞叶的颞横回处,属布鲁德曼的第41、42区,接受内侧膝状体来的纤维。 特点:每侧听觉区都接受来自两耳的冲动。一侧听觉中枢受损,不会引起全聋。,初级运动区,位置:中央前回和中央旁小叶前部(4、6区),称为躯体运动区 它的主要功能是发出动作指令,支配和调节身体
22、在空间的位置、姿势及身体各部分的运动。,运动区与躯干、四肢运动的关系也是左右交叉、上下倒置的。中央前回最上部的细胞与下肢肌肉的运动有关,其余的细胞区域与上肢肌肉的运动有关。 运动区和头部运动的关系是正且直的,即上部的细胞与额、眼睑和眼球的运动有关;下部的细胞与舌和吞咽运动有关。 同样,身体各部位在运动区的投射面积不取决于各部位的实际大小,而取决于它们在功能方面的重要程度。,语言中枢,对大多数人来说,语言中枢主要定位在大脑左半球。运动性语言中枢,亦称布洛卡区(Brocas area),在左半球额叶的后下方,靠近外侧裂处,即布鲁德曼第44、45区;它通过邻近的运动区控制说话时的舌头和颚的运动。受损
23、会发生运动性失语症:能理解他人语言,构音器官的活动并无障碍,但丧失口语表达能力,有的虽能发音但不能构成语言。听觉性语言中枢(听讲/听话中枢),称为威尔尼克区(Wernickes area),位于颞上回后部(22区)。损伤后产生感觉性失语症:能听到别人讲话的声音,不理解口语单词,不能重复他刚刚听过的句子,也不能完成听写活动。视觉性语言中枢(阅读中枢),位于顶下小叶角回(39区)。损坏这个区域将出现理解书面语言的障碍,病人看不懂文字材料,产生视觉失语症或失读症。视运动性语言中枢(书写中枢),位于额中回后部(8区)。损伤后相应肌肉的运动良好,但不能写字,称之为失写症(视运动性失语症)。,各语言中枢协
24、同运作 如说出一个书面单词“苹果”,联合区,人类的大脑皮质除上述有明显不同功能的区域外,还有范围很广、具有整合或联合功能的一些脑区,称联合区(association areas)。联合区不接受任何感受系统的直接输入,从这个脑区发出的纤维,也很少直接投射到脊髓支配身体各部分的运动。从进化上看,联合区是大脑皮质上发展较晚的一些脑区。它和各种高级心理功能有密切的关系。动物的进化水平越高,联合区在皮质上所占的面积就越大。人类大脑皮质的联合区占4/5左右,比感觉区和运动区要大得多。,依据联合区在皮质上的分布和功能,可分成感觉联合区、运动联合区和前额联合区。感觉联合区:是指与感觉区邻近的广大脑区。它们从感
25、觉区接受大部分输入信息,并提供更高水平的知觉组织。感觉联合区受损将引起各种形式的“不识症”。例如,布鲁德曼的第18、19区是视觉联合区,若这些区域受损,会出现视觉不识症,即病人能看见光线,视敏度正常,但丧失认识和区别不同形状的能力,或者他们能看见物体,但不能称呼它,也不知道它有什么用处。运动联合区:位于运动区的前方,又称前运动区,它负责精细的运动和活动的协调。运动联合区损伤了的提琴家,能够正确地移动他的每个手指,正确完成演奏时的各种基本动作,但不能完成一段乐曲,演奏一个音阶,甚至不能有韵律地弹动自己的手指。前额联合区:位于运动区和运动联合区的前方。本区与动机的产生、行为程序的制订及维持稳定的注
26、意有密切关系。切除前额皮质的病人,不能适时地停止某种不适当的行为。前额联合区受到损伤的动物,在刺激延缓超过1秒钟后,就不能完成正确的选择。前额联合区既与注意、记忆、问题解决等高级认知功能有密切的关系,也与人格的发展有密切的关系。,大脑两半球的单侧化优势,大脑两半球通过大约20亿根神经纤维构成的胼胝体相互联系。正常人的活动是大脑两半球协同运作的结果。进入大脑任何一侧的信息会迅速地经过胼胝体传达到另一侧,做出统一的反应。大脑两半球在结构和功能上都有明显的差异。从结构上说,人的大脑右半球略大和重于左半球,但左半球的灰质多于右半球;左右半球的颞叶具有明显的不对称性;各种神经递质的分布,左右半球也是不平
27、衡的。,20世纪50年代后期,一些严重的癫痫病患者被切除了胼胝体。为单独研究两个半球的不同功能提供了机会(Sperry, 1974)。 割裂脑(split-brain)患者:视力、听力和运动能力都正常,而命名、知觉物体的空间关系、理解语言的能力等都出现选择性的障碍。 如果把一枝铅笔放在病人的左手上,他可以用动作表示铅笔的用途,但不能用语言描述它。如果把铅笔换到右手上,病人马上就能用言语做出报告。(对于大多数人,言语是左半球的功能) 复制三维图形的成绩左手更好。,语言功能主要定位在左半球,该半球主要负责言语、阅读、书写、数学运算和逻辑推理等。而知觉物体的空间关系、情绪、欣赏音乐和艺术等则定位于右
28、半球(Gazzaniga,1967)。,脑功能的几种学说,定位说 德国解剖学家加尔(1758-1828):颅相说 失语症病人的研究:布洛卡区、威尔尼克区整体说 弗罗伦斯(17941867):功能丧失与皮质切除的大小有关,而与特定部位无关。 拉什利(18901958):提出均势原理和总体活动原理。均势原理,大脑皮质各个部位几乎以均等的程度对学习发生作用;总体活动原理,大脑以总体发生作用,学习活动的效率与大脑受损伤的面积大小成正比,而与受损伤部位无关。,机能系统说 鲁利亚(Luria,19021977) 大脑皮质的功能定位是一种动态的和系统的功能定位。鲁利亚把脑分为三个互相紧密联系的机能系统:第一
29、机能系统,调节激活与维持觉醒状态的动力系统。由脑干网状结构和边缘系统等组成。第二机能系统是信息接受、加工和储存系统,位于大脑皮质后部,包括皮质枕叶、颞叶、顶叶及相应的皮质下组织。每个脑区又分为一级区、二级区和三级区几个等级。一级区是外界刺激信息的直接投射区,具有高度特异化的功能;二级区对一级区加工过的信息进行综合,反应刺激物的整体特性,受损会产生各种形式的不识症;三级区位于枕叶、颞叶、顶叶的交界处,是视、听、躯体感觉的重叠区,实现对信息的空间整合和时间整合,反应事物的联系和关系。第三机能系统是行为调节系统,是编制行为程序、调节和控制行为的系统,位于额叶广大脑区。包括一级区(中央前回,运动的直接
30、投射区)、二级区(编制行为程序)和三级区(形成活动意图、实现对复杂行为的调节和控制)。前额皮质受损的病人将丧失计划与组织行动的能力,不能将行为的结果与原有计划、目的进行对照,也不能矫正自己的行为。 人的各种行为和心理活动是三个功能系统相互作用、协同活动的结果,其中每个功能系统又起着各自不同的作用。,第四节 内分泌系统和神经体液调节,主要的内分泌腺有:脑垂体、甲状腺、甲状旁腺、胰岛、肾上腺和性腺。,脑垂体:主腺体,分泌激素多,调节其它内分泌腺的活动;前叶分泌生长激素、促性腺激素、促甲状腺激素等;中叶分泌黑素细胞扩张素;后叶分泌抗利尿素、催产素等。异常症状巨人症、侏儒症 甲状腺:分泌甲状腺素,促进
31、机体代谢和生长发育,提高神经系统兴奋性;异常症状甲状腺机能亢进、呆小症 肾上腺:皮质和髓质;前者分泌肾上腺皮质激素,调节钠、糖、水等代谢;后者分泌肾上腺素和去甲肾上腺素,兴奋交感神经,准备应激,主要腺体及功能,第五节 神经系统的进化,人脑是自然界长期进化的结果。从没有神经系统的单细胞动物,到脊椎动物复杂的神经系统,再到高度复杂的人脑,经过了上亿年的进化。,神经系统的发生,最低等的动物是原生动物,如变形虫,一个细胞,可对外界多种刺激做出反应,如趋向有利刺激(食物),避开有害刺激(玻璃丝)。 多细胞动物的产生,是一个飞跃,逐渐形成专门的感受器和效应器官,出现了协调身体各部分的神经系统,如水螅的网状
32、神经系统,神经元之间没有突触联结,没有神经节和中枢。以泛化的方式对外界刺激进行反应,反应处于感应性阶段。,无脊椎动物的神经系统,环节动物,如蚯蚓的链状神经系统:头部神经节发达,为脑的产生准备了条件,能对多种信号刺激产生反应,如对周围物体的振动和光,可使其避免成为其它动物的牺牲品 昆虫(节肢动物),节状神经系统:神经细胞更集中,有头胸腹三个大的神经节;行为更复杂,如感受不同频率的声音,区分颜色和形状,辨别气味等 动物心理处于感觉阶段,反应刺激物个别属性的信号意义,低等脊椎动物的神经系统,脊椎动物约出现于奥陶纪( 4.8亿年前),一大飞跃。 管状神经系统,脊椎骨内有一条神经管;背式神经系统;神经管
33、前端膨大形成脑泡,逐渐演化为前脑、间脑、中脑、延脑和小脑。 两栖动物的前脑已经演化成两半球;爬行动物开始出现大脑皮层;使脑成为一切活动的调解者和指挥者。 此时可对刺激物的整体属性进行反应,初步具有较为高级的分析综合能力,高等脊椎动物的神经系统,哺乳动物神经系统更加完善,大脑半球开始出现沟回;各部位的机能日趋分化。 灵长类动物出现,类人猿大脑的外形和结构接近于人类。从低等到高等脊椎动物,脑的进化表现为: 脑的相对大小增加(脑指数) 皮层相对大小增加,人类新皮层容积是非人类灵长类的3.2倍 皮层内部结构的变化,如松鼠有4个视觉区,猫有12个,人有20个左右,类人猿不仅具有多种感觉、知觉和情绪反映,
34、而且能根据事物之间的关系解决复杂的问题,有时甚至制造“工具”,已经具有较高级的思维活动。,能够进化到人脑这一极度复杂的物质,有几个关键因素 直立行走:前肢得到解放;有利于脑髓的发展 劳动:制造和使用工具;社会集体性 语言:第二信号系统,间接概括的反映现实,文明得以传承,第六节 研究心理与脑的关系的新工具,以非侵入式(noninvasive)的脑造影技术测量人类进行不同作业时的脑部活动脑功能成像技术:对刺激进行心理加工的同时,记录人脑激活的图像;正电子发射断层扫描术(positron emission tomography, PET);功能性磁共振成像(functional magnetic r
35、esonance imaging, FMRI) 脑电图(electroencephalogram, EEG)和脑磁图(megnetoencephalography, MEG),正电子发射断层扫描术(PET) 20世纪70年代出现 目的是对激活脑区进行定位;脑激活指神经元和神经胶质的生物化学和生物物理学活动的快速增强。 当脑激活时,突触区域的能量需求是最高的,葡萄糖和氧的额外需求导致激活区域血流量的增加;可以通过测量区域葡萄糖和氧的消耗量来测量脑的激活。 PET设备主要由两部分组成:生产放射性物质的回旋加速器;由计算机控制的人体血流及其携带物质的探测系统。 实验前给被试注射定量的放射性物质(如1
36、5O),心理加工时相关脑区血流量增加,血液中所含的示踪物质的数量与周围脑区显示出差异,这种差异可由探测系统描记出来。如注射15O,可以获得脑局部氧代谢的信息。,功能性磁共振成像(FMRI) 设备主要包括磁共振成像装置和射频线圈,前者用来采集和构成图像,后者用于发射电磁波并与脑内化学物质的原子核产生磁共振现象。 原理:人脑加工刺激时局部神经活动兴奋性水平增强,其脑组织血流、血容积及血氧消耗增加。导致激活区静脉中血氧浓度增高,脱氧血红蛋白相对减少。脱氧血红蛋白是顺磁物质,氧合血红蛋白是逆磁物质。将这种磁性物质的相对增减记录下来,就反映了相关脑区的激活状态。 不需要放射性示踪物质,应用上比较方便。,
37、人脑语言区的激活,事件相关电位(event-related potentials, ERP) 无刺激时大脑皮层节律性的电位变化叫自发电位(EEG),如(13Hz)、(47Hz)、(813Hz)、(1430Hz);受刺激时引起的电位变化叫诱发电位(ERP)。 神经元藉由改变其细胞膜对带电离子穿透性的方式传递讯号,而这个过程会沿着细胞膜产生电流。当一大群规则排列的神经元同时活动时,伴随电流所产生的电场变化可以在头皮上加以量测,所得电讯号便是脑电波。 脑的高级功能活动所产生的脑电信号通常比自发电位小,采用计算机叠加技术可以将这种信号从自发电位中提取出来。,PET、FMRI可以提供心理活动相关的脑组织的精确定位,空间分辨率很高(1mm),但是时间分辨率不够高 ERP可以提供心理活动时脑的实时信息,时间分辨率高(可精确至微妙级),但空间分辨率不够高 近年已出现ERP与PET或FMRI同时记录的设备,谢谢!,