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第二章心理的生物学机制 1 第一节神经系统 神经元中枢神经系统和周围神经系统 2 一 神经元 神经元即神经细胞 神经系统主要由神经细胞和神经胶质细胞组成 神经元是神经系统的基本结构单位和功能单位 神经元的基本作用是接受 传送和整合信息 接受和传递神经冲动 神经元可被输入刺激所激活引起神经冲动 进行冲动传导 这种冲动传导就是信息传递 3 神经元的结构 胞体 细胞核 能量中心 树突 输入 轴突 输出 髓鞘 4 5 神经元的类型 感觉神经元 内导神经元 联络神经元 中间神经元 运动神经元 外导神经元 6 二 突触 不同神经元之间的联系是通过突触进行的 突触是两个神经元接触的部位 信息通过突触从一个神经元传递到另一个 突触是控制信息传递的关键部位 决定着信息传递的方向 范围和性质 7 三 神经系统 神经系统可以分为中枢神经系统和周围神经系统中枢神经系统由脑和脊髓组成 其主要功能是传递 存储和加工信息 产生各种心理活动 控制人的全部行为 周围神经系统由神经和神经节组成 8 中枢神经系统和周围神经系统大脑 脊髓 躯体神经 植物性神经 9 一 周围神经系统 周围神经系统可分为躯体神经系统和植物性神经系统躯体神经系统躯体神经系统包括脑神经和脊神经 脑神经共12对 分布在头面部脊神经共31对 主要分布在躯干和四肢它们的主要功能是在神经反射活动中 一方面通过传入神经纤维把来自与感受器的信息传向中枢神经系统 另一方面通过传出神经把中枢神经系统的指令传向效应器官 从而导致骨骼肌肉的运动 躯体神经系统受意识的控制 10 植物性神经系统 植物性神经植物性神经分布于心脏 呼吸器官 血管 胃肠平滑肌和腺体等 它也包含感觉 传入 神经和运动神经 它传入内脏器官的运动变化信息 对机体内的环境起着重要的调节作用 传出神经 保持相对平衡和有节律性的内脏器官的活动 植物性神经可分为交感神经与副交感神经系统交感神经的功能主要表现在提高机体的唤醒水平以适应环境的变化副交感神经的功能是使机体得以恢复或维持安静状态 两者具有拮抗的作用 相互交替处于主导地位 一般来说 植物性神经不受意识的支配 但经过训练可以在一定程度上进行调节 自主神经系统的活动与情绪有密切的关系 11 二 中枢神经系统 中枢神经系统包括脑和脊髓 脑又分为延脑 脑桥 背部为小脑 中脑 间脑和大脑两半球 除大脑半球 小脑 间脑外 其他部分又统称为脑干 脊髓 中枢神经系统最低级的中枢 能完成简单反射 并向高级中枢传递神经冲动 形成复杂的反射 12 1 脊髓及其功能 脊髓是中枢神经的最低部位 脊髓的功能是进行反射活动和传导神经冲动 反射功能是指它能完成简单的反射活动 而传动功能是指它能联系脑和周围神经的桥梁 13 2 脑干 延脑 感觉信息先经过延髓 包含许多生命中枢 中脑连接脑桥与小脑并连于间脑 视觉和听觉的反射中枢 小脑的主要机能是维持平衡 调节和校正肌肉的紧张度 14 脑干 brainstem 15 中脑 中脑连接脑桥与小脑并连于间脑 视觉和听觉的反射中枢 16 网状结构 由贯穿在脑干大部分地区上的许多散在的神经核团和上下行神经行为交织构成的一个神经网络结构 主要机能是调节睡眠与觉醒 使有机体在一定的刺激条件下 保持一定的唤醒水平和清醒状态 维持并激活情绪 对丘脑系统和大脑皮层的激活起着提供兴奋来源和协调的作用 网状结构可以分为上行系统和下行系统 两者的区别在于上行系统维持大脑的兴奋性 而下行系统维持肌肉的紧张程度 网状结构 17 间脑 间脑主要包括丘脑和下丘脑 是重要的整合生命活动的结构 丘脑是来自外周感官的输入信息传至大脑的中继站 除开嗅觉以外 下丘脑有4个功能 调节基本生理需要和过程 情绪的重要中枢 调节自主神经系统 与内分泌系统关系密切 它分泌的激素直接调节整个内分泌系统 18 小脑 表面为灰质 内面为白质功能 与大脑皮层运动区共同控制肌肉运动 调节身体的姿势和平衡 19 边缘系统 从进化的角度看 边缘系统比脑干 丘脑和下丘脑 小脑出现的更晚些 在种系发生的阶梯上 哺乳动物以下的有机体没有边缘系统 边缘系统功能 与个体保存和种族保存有关与记忆有关与情绪有关感觉的整合 20 边缘系统 limbicsystem 在大脑内侧面最深处的边缘 有一些结构组成一个统一的功能系统 包括 扣带回海马回海马沟附近的大脑皮层丘脑丘脑下部中脑内侧被盖 21 四 大脑的结构 大脑由两个半球组成 深沟为纵裂 纵裂底部有胼胝体 中央沟 外侧裂 顶枕裂 额叶 顶叶 颞叶和枕叶 中央前回 中央后回 22 23 大脑皮层的主要机能中枢 大脑皮层的感觉区域 大脑皮层的运动区域 大脑皮层的语言区域 大脑皮层的单侧化优势 24 脑的感觉机能系统特异性传入系统 主要包括皮肤感觉 本体感觉 视觉 听觉 味觉和嗅觉等 它的作用是引起特定的感觉 丘脑是一个重要的转换站或中继站 丘脑对感觉信息进行初步的分析 综合 非特异性传入系统 特异性传入神经束经过脑干时 都发出侧支 与网状结构内的神经元发生突触联系 然后经过丘脑内侧弥散性地投射到大脑皮层的广泛区域 不产生特性的感觉 3 大脑皮层的分区和机能 25 网状结构 由贯穿在脑干大部分地区上的许多散在的神经核团和上下行神经行为交织构成的一个神经网络结构 主要机能是调节睡眠与觉醒 使有机体在一定的刺激条件下 保持一定的唤醒水平和清醒状态 维持并激活情绪 对丘脑系统和大脑皮层的激活起着提供兴奋来源和协调的作用 网状结构分为上行系统和下行系统上行系统对皮质的激活和紧张度的调节起决定性的作用下行系统对效应器官的活动具有激活和抑制作用 网状结构 26 体表感觉代表区 主要是来自皮肤上的触 冷 温 痛等感觉 其代表区在中央后回 特点 感觉输入的投射是交叉的 一侧的感觉投射到对侧的大脑皮层 皮质的投射是倒置的 即下肢的感觉投射在顶部 上肢的在中部 头颈的在下部 皮质代表区的大小与身体不同部位的感觉灵敏度有关 1 大脑皮质的感觉代表区 27 28 初级感觉区包括视觉区 听觉区和机体感觉区视觉代表区 在枕叶距状裂两侧 视觉信息是交叉地投射到该区域 位于顶枕裂后面的枕叶内 属布鲁德曼的第17区接受在光刺激的作用下由眼睛传入的神经冲动 产生初级形式的视觉 听觉代表区 颞叶的颞横回 听觉的投射是双侧性的 一侧皮质区与与两侧耳的感觉器都有关 位于颞叶的颞横回处 属布鲁德曼的第41 42区接受在声音的作用下由耳朵传入的神经冲动 产生初级形式的听觉 本体感觉代表区 指肌肉 关节的运动和位置感觉 在中央前回 位于中央沟后面的一条狭长区域内 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 初级感觉区 29 味觉和嗅觉代表区 味觉投射于中央后回的头面部投射区的下侧 嗅觉投射于海马回勾和海马回前部一带 内脏感觉代表区 一般认为在边缘叶 边缘叶是指大脑内侧面皮质与间脑交接处的边缘及胼胝体旁的环周结构 它与附近的皮质以及有关的皮质下结构 在功能上密切联系 构成边缘系统 与内脏有关 同时与嗅觉 情绪 记忆等心理活动有关 快乐中枢 30 初级运动区或躯体运动区 简称运动区位于中央前回和旁中央小叶的前部 即布鲁德曼第4区 功能 发出动作指令 支配和调节身体在空间的位置 姿势及身体各部分的运动 特征 对侧支配具有精细的定位 同时也是倒立分布运动区大小和运动的精细复杂程度有关刺激该区引起的肌肉运动 主要是少数个别肌肉的收缩 2 脑的运动机能系统 31 32 3 言语区 言语区言语运动区 布鲁德曼第44 45区 亦称布洛卡区 言语听觉中枢 在颞叶上方 靠近枕叶处 与理解口头言语有关 对大多数人来说 言语区主要定位在大脑左半球 若损坏了这些区域将引起各种形式的失语症 33 大脑两半球主要通过胼胝体进行神经冲动 信息 的相互传递 大脑是作为一个统一的整体进行活动的 由于割裂脑的研究 提供了在切断胼胝体的情况下 分别对大脑两半球的功能进行研究的重要资料 手术后大脑两半球分割的病人视力 听力 运动能力都正常命名 知觉物体的空间关系 理解语言的能力等出现选择性的障碍说明 两半球可能具有不同的功能 4 大脑两半球机能的分工和协作 34 分裂脑 35 裂脑人的研究发现 手术后大脑两半球分割的病人 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 如果将 铅笔 两个字分别投射在病人左右眼视野内 铅 在左 笔 在右 那么病人能说出 笔 不能说出 铅 这是因为 笔 投射在左半球 所以能命名 而 铅 投射在右半球 因而不能用言语描述 如果把一支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 如果让病人根据积木的颜色来排列某种图形 那么他可以用左手而不能用右手完成任务 这说明 两半球可能具有不同的功能 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半球 36 脑机能的学说 定位说整体说机能系统说机能模块说 37 定位说 来源于加尔的颅相说 认为颅骨的外部特征与行为的特征有联系 1861年布罗卡区发现以后 认为脑功能有特定的脑区 如记忆在颞叶 杏仁核和海马与记忆有关 下丘脑与生理需要有关 38 整体说 来源于十九世纪的佛罗伦斯和二十世纪的拉什利 脑损伤的动物 其习惯会受到影响 这种影响与部位无关 只与面积有关 均势原理和总体活动原理 均势原里认为大脑皮层任何部位对学习的影响是均等的程度 总体活动原理认为大脑是总体产生影响的 学习与大脑面