神经系统高级机能

1、2、正常脑电图的波形、正常脑电图的波形第2页/共62页（1）波 频率为813Hz，波幅为20100V。 波是成年人处于安静状态时的主要脑电波。波在清醒、安静并闭眼时即现，波幅由小逐渐变大，再由大变小，如此反复而形成梭形形态，每一梭形持续12s。脑电图的波形第3页/共62页 波在枕叶的脑电图记录中最为显著。睁开眼睛或接受其他刺激时，波立即消失而呈现快波，这一现象称为波阻断波阻断（ -block）。当再次安静闭眼时，则波又重现。Alpha Block: Replacement of the alpha rhythm by an asynchronous, low-voltage beta rhyt

2、hm when opening the eyes.第4页/共62页（2）波 频率1430Hz，波幅520uV。于视物、听声、思考时出现。提示大脑皮层处在兴奋兴奋状态。（在额叶和顶叶比较显著）（3）波 频率47Hz，波幅100150uV。婴幼儿或成年人困倦时的波形。大脑皮质处于抑制抑制状态。（4）波 频率为0.53Hz，波幅20200uV。深度睡眠、麻醉状态或极度疲劳时出现。（在枕叶和颞叶比较显著）大脑皮质处于抑制抑制状态。第5页/共62页4、皮质诱发电位皮质诱发电位：人为刺激感受器，在大脑皮层某一区域记录到的较局限的电位变化。意义：1.研究皮质功能空间定位；2.检查脑功能，如临床用于对癫痫病人

3、的检查和诊断。第6页/共62页（二）条件反射条件反射与非条件反射的区别：非条件反射非条件反射 1.在种族进化过程种形成的先天的先天的反射2.主要是脑干和脊髓脑干和脊髓的反射 3.永久的永久的固定的神经联系 4.适应有适应有很大的限制限制条件反射条件反射1.在个体生活过程中建立的获得性获得性反射2.大脑大脑的反射3.暂时的暂时的易变的神经联系4. 适应适应的范围广大广大第7页/共62页1、条件反射的建立、条件反射的建立（1）食物唾液分泌条件反射）食物唾液分泌条件反射食物食物（非条件刺激）（非条件刺激）狗狗唾液唾液铃声铃声（无关刺激）（无关刺激）狗狗唾液唾液铃声铃声（无关刺激）（无关刺激）食物食物

4、（非条件刺激）（非条件刺激）狗狗唾液唾液铃声铃声（条件刺激）（条件刺激）狗狗唾液唾液强化强化第8页/共62页经典条件反射的形成经典条件反射的形成唾液分泌唾液分泌食物中枢兴奋食物中枢兴奋听觉中枢兴奋听觉中枢兴奋 当仅给当仅给唾液分泌。此时，唾液分泌。此时，无关刺激则变成无关刺激则变成条件刺激条件刺激。非条件刺激非条件刺激( (食物食物) )无无 关关 刺刺 激激( (铃声铃声) )先后二者反复结合先后二者反复结合暂时联系暂时联系 无关刺激与非条件刺激在时间上的多次结合的无关刺激与非条件刺激在时间上的多次结合的过程称条件反射的过程称条件反射的强化强化。第9页/共62页第10页/共62页3、条件反射

5、的抑制n消退抑制：条件反射建立后，若反复只给条件刺激而不给非条件刺激进行强化，条件反射会逐渐减弱最终到消失，称为。第11页/共62页三、学习和记忆学习和记忆n学习：学习：n是指人和动物获得关于外界信息的是指人和动物获得关于外界信息的过程。过程。n记忆：记忆：n记忆是将获得的信息进行储存和读记忆是将获得的信息进行储存和读出的过程。出的过程。第12页/共62页关于学习和记忆的研究简史关于学习和记忆的研究简史n1.1.巴甫洛夫的条件反射为学习和记忆的研究纳入了实验神经科学巴甫洛夫的条件反射为学习和记忆的研究纳入了实验神经科学的范畴。的范畴。n2.Cajal2.Cajal认为学习过程可能产生持续性的神

6、经细胞间连接的形态认为学习过程可能产生持续性的神经细胞间连接的形态学变化，这种变化可能是记忆的神经基础。学变化，这种变化可能是记忆的神经基础。n3.Hebb3.Hebb提出突触传递改变理论：他设想在学习过程中有关的突触提出突触传递改变理论：他设想在学习过程中有关的突触发生了某种变化，导致突触连接的增强和传递效能的提高；重复发生了某种变化，导致突触连接的增强和传递效能的提高；重复持续的活动可导致神经细胞间连接的长时程变化，并可以固定下持续的活动可导致神经细胞间连接的长时程变化，并可以固定下来。来。n4.4.近年来认为，学习和记忆是突触发生形态和功能改变的结果。近年来认为，学习和记忆是突触发生形态

7、和功能改变的结果。第13页/共62页丰富环境枯燥环境21天的大鼠分成三组，饲养在不同的生活环境中丰富环境枯燥环境(即隔离环境)标准饲养条件第14页/共62页结果：结果：n丰富环境下：脑皮层较重较厚，特别在枕区，而且皮层比脑其它区域增加的重量，按比例计算较重，脑内神经元大,树突分枝多，脑内乙酰胆碱脂酶和胆碱脂酶的活动水平较高，n标准环境下的大白鼠其特征介于另外两组之间。n在丰富条件下饲养的大鼠在解决问题方面的能力，较其它两组动物为强。第15页/共62页（一）学习的类型1、非联合型学习（nonassociative learning）是人或动物受到一次或多次单一刺激后形成的，并不需要将两个刺激联系

8、起来（1）习惯化：是指人或动物逐渐降低对某一反复出现的温和刺激的反应。（2）敏感化：是指人或动物受到强烈的或伤害性刺激后对其他刺激的反应性敏感。第16页/共62页习惯化第17页/共62页第18页/共62页第19页/共62页第20页/共62页第21页/共62页第22页/共62页l 重复性的无伤害刺激重复性的无伤害刺激 l 感觉神经元每次都产生动作电位感觉神经元每次都产生动作电位l 感觉神经元与运动神经元连接的终末处钙内流减少感觉神经元与运动神经元连接的终末处钙内流减少l 感觉神经元与运动神经元连接的终末递质释放减少感觉神经元与运动神经元连接的终末递质释放减少l 运动神经元反应敏感性降低运动神经元

9、反应敏感性降低l 缩鳃反射出现习惯化缩鳃反射出现习惯化第23页/共62页第24页/共62页第25页/共62页第26页/共62页第27页/共62页海兔缩腮反射敏感化的突触前易化机制第28页/共62页第29页/共62页中间神经元释放中间神经元释放5-HT l 感觉神经元终末质膜上的感觉神经元终末质膜上的5-HT受体受体l l 终末内的终末内的cAMP升高升高l l 激活激活PKAl l 钾离子通道蛋白被磷酸化钾离子通道蛋白被磷酸化l 钾离子通道关闭钾离子通道关闭l AP的时程延长的时程延长l感觉神经末梢释放的递质增多感觉神经末梢释放的递质增多 钙内流增加钙内流增加第30页/共62页2、联合型学习：

10、指人或动物学会 将两个刺激间或刺激与行为间的联系（1）经典条件化学习（2）操作式条件反射第31页/共62页l操作式条件反射是动物通过完成一定的操作所建立起的操作式条件反射是动物通过完成一定的操作所建立起的条件反射。条件反射。l A.A.大鼠在实验箱内走动偶尔踩到杠杆大鼠在实验箱内走动偶尔踩到杠杆 时时即得到食物即得到食物, ,如此重复多次，如此重复多次， 动物即学会自动踩杠杆而得食。动物即学会自动踩杠杆而得食。l l B.B.此基础上训练动物只有当某一特定此基础上训练动物只有当某一特定 信号出现时踩杠信号出现时踩杠杆才能得到食物的杆才能得到食物的 强化。训练完成后强化。训练完成后, ,动物见到

11、特定信动物见到特定信号，才会去踩杠杆而得食。号，才会去踩杠杆而得食。第32页/共62页第33页/共62页l斯金纳箱斯金纳箱第34页/共62页第35页/共62页2 记忆的类型及特征刺刺激激持续时间：持续时间：1 1秒秒感觉性记忆感觉性记忆持续时间：数秒持续时间：数秒第一级记忆第一级记忆持续时间：数分至数年持续时间：数分至数年第二级记忆第二级记忆持续时间：永久（？）持续时间：永久（？）第三级记忆第三级记忆运运用用“信息流信息流”的中断的中断 （由于顺行性遗忘（由于顺行性遗忘）遗遗 忘忘（消退和息灭）（消退和息灭）遗遗 忘忘（新信息的代替）（新信息的代替）遗遗 忘忘（前活动性和（前活动性和后活动性干

12、扰）后活动性干扰）可能不遗忘可能不遗忘长时性记忆长时性记忆短时性记忆短时性记忆第36页/共62页（四）人类高级神经活动的特征 1. 大脑皮层与语言活动的关系一侧优一侧优势势 第37页/共62页l说话中枢（又称运动性语言中枢）说话中枢（又称运动性语言中枢）： 位于中央前回底部前方的Broca三角区（44区）。该区受损，病人可以看懂文字、听懂别人的谈话，但自己却不会说话，不能用语词口头表达自己的思想，而与发音有关的肌肉并不麻痹。这种现象称运动性失语症运动性失语症(motor aphasia) （见上图）。第38页/共62页书写中枢书写中枢： 位于额中回后部接近中央前回手部的肌肉运动区，因为写字必须

13、用手。该区受损，虽然其它的运动功能仍然保存，而写字、绘画等精细运动发生障碍，称失写失写症症（agraphia）。第39页/共62页听觉性语言中枢听觉性语言中枢：位于颞上回后部，它能调整自己的语言和理解别人的语言。 该区受损，病人能讲话但混乱而割裂。能听到别人讲话，但不能理解讲话的意思。因此这样的病人对别人的问话常常是所答非所问。这种现象称感觉性失语症感觉性失语症。第40页/共62页视觉性语言中枢（又称阅读中枢）视觉性语言中枢（又称阅读中枢）： 位于靠近视觉中枢的角回，因为阅读首先要依赖视觉。 该区受损，病人的视觉没有障碍，但原来识字的人变为不能阅读（看不懂文字看不懂文字的含义）的含义），这种现

14、象称失读症失读症（alexia）第41页/共62页lArcuate fasciculus is the bridge from the Wernickes area to the Brocas area第42页/共62页lAngular gyrus is the gateway from visual cortex to Wernickes arealThis is an oversimplification of the issue:not all patients show such predicted behavior (Howard, 1997)第43页/共62页2. 大脑皮层功能的一

15、侧优势一侧优势（阅读材料） 在主要使用右手的成年人，若产生上述各种语言活动功能的障碍，通常是由于其左侧大脑皮左侧大脑皮层的损伤层的损伤所致，而右侧大脑皮层的损伤并不产生明显的语言活动功能障碍。 这种左侧大脑皮层在语言功能上占优势的现左侧大脑皮层在语言功能上占优势的现象象，反映了人类两侧大脑半球功能是不对称的，这种一侧优势的现象一侧优势的现象仅在人类中具有。第44页/共62页人类左侧大脑皮层在语言活动功能上占优势的现象，虽然与一定的遗传因素有关，但主要是主要是在后天生活实践中逐步形成的在后天生活实践中逐步形成的，第45页/共62页 2 23 3岁以前：左侧大脑半球损伤造岁以前：左侧大脑半球损伤造

16、成的语言功能紊乱与右侧大脑半球损伤成的语言功能紊乱与右侧大脑半球损伤无明显差异，说明语言功能与两侧大脑无明显差异，说明语言功能与两侧大脑半球均有关；半球均有关； 10101212岁：左侧优势逐步建立，但岁：左侧优势逐步建立，但左侧大脑半球损伤后，尚可在右侧大脑左侧大脑半球损伤后，尚可在右侧大脑皮层建立语言中枢；皮层建立语言中枢；第46页/共62页 成人后：左侧优势已建立，左侧大脑半球损伤成人后：左侧优势已建立，左侧大脑半球损伤后，很难在右侧大脑皮层建立语言中枢；后，很难在右侧大脑皮层建立语言中枢； 统计表明：统计表明：习惯用手习惯用手 总例数总例数 在左侧者在左侧者 在右侧者在右侧者 左右均有

17、者左右均有者右手者右手者 48 43 548 43 5左手者左手者 51 22 25 451 22 25 4左右手者左右手者 20 12 2 620 12 2 6第47页/共62页The Split Brain StudiesMotorCortexMotorCortexLanguageDominant SideBrocasAreaHow about the Bunny?第48页/共62页The Split Brain StudiesMotorCortexMotorCortexLanguageDominant SideBrocasAreaThe left hand can point to it

18、, but you cant describe it!第49页/共62页 2. 2. 右侧大脑半球在非语词性认知右侧大脑半球在非语词性认知功能上占优势。非语词性认知功能包功能上占优势。非语词性认知功能包括空间的辨认；深度认知；触觉认知；括空间的辨认；深度认知；触觉认知；音乐欣赏分辨等。音乐欣赏分辨等。第50页/共62页右顶叶皮层损害：穿衣失用症；右顶叶皮层损害：穿衣失用症；右顶、枕、颞叶结合处皮层损害：右顶、枕、颞叶结合处皮层损害： 分不清左右，穿衣困难，不能绘分不清左右，穿衣困难，不能绘 制图表；制图表；第51页/共62页五、觉醒和睡眠五、觉醒和睡眠n睡眠与觉醒一样都是生命活动所必需要一种主

19、动的和复杂的生理现象。n觉醒时，机体对外界和内部环境的敏感度增高，并做出有目的的反应。保证大脑正常工作的生理条件。n睡眠时，机体对外界和内部环境刺激的敏感性降低，肌紧张力下降，反射阈提高。促进精神和体力的恢复，是大脑维持正常机能的自律抑制状态。第52页/共62页脑电觉醒脑电觉醒1、觉醒（觉醒（wakefulness）机制：机制：脑干网状结构的上行激动系统（功能单位，非解剖单位。非特异性投射系统的核心部位）紧张性活动的结果。蓝斑蓝斑第53页/共62页2、睡眠（、睡眠（sleep）（1 1）睡眠时相：慢波睡眠；异相睡眠（快波睡眠）。）睡眠时相：慢波睡眠；异相睡眠（快波睡眠）。慢波睡眠慢波睡眠异相睡

20、眠异相睡眠睡眠时相的交替睡眠时相的交替入睡入睡第54页/共62页慢波睡眠(slow wave sleep, SWS)n脑电图特征：脑电图特征：波随睡眠的逐渐加深而渐减少，直到最后完全消失，而代以高振幅同步化慢波高振幅同步化慢波(每秒0.53次的波），故名。n分期：分期：根据睡眠深度情况，将慢波睡眠时相分为4期，即思睡、浅睡、中睡和深睡4期。n生理变化：生理变化：血压下降，呼吸变深、变慢变均匀，心率变慢，感觉减退、全身肌肉松弛等。n意义：意义：有利于促进生长发育和体力的恢复。第55页/共62页睡眠逐渐加深第56页/共62页SWS的四个时相n根据睡眠不同的深度情况又将这个慢相睡眠时相分为1期思睡、

21、 2期浅睡、 3期中睡和4期深睡四个阶段。在思睡和浅睡两个阶段，因为入睡不久，睡眠不深，对外界的环境仍能保持一定的反应，所以容易因外界干扰而醒来，即使不醒来，也能保持一定的反应。第57页/共62页异相睡眠（异相睡眠（paradoxical sleep, PS）快波睡眠（fast wave sleep, FWS）快速眼动睡眠(rapid eye movement sleep, REM)n脑电图特征：脑电图特征：脑电波由慢波转为快波（不规则的 波），与觉醒时很难区别。第58页/共62页生理变化：生理变化：n各种感觉功能比SWS时期进一步减退（唤醒阈提高），肌肉更加松弛，肌腱反射亦随之消失。这些都说

22、明睡眠程度更进一步变深。n但是，此期血压却较SWS时期升高，呼吸也变快且不规则，体温和心率升高、加快。n出现眼球快速运动、部分躯体抽动等阵发性表现。n做梦。意义：意义：n神经细胞活动增强，可能对NS的发育成熟（幼儿）、新突触的建立及记忆活动具有促进作用。第59页/共62页反应反应 慢波睡眠慢波睡眠 快波睡眠快波睡眠脑电图脑电图 慢波慢波 快波快波感觉感觉 (唤醒阈高）唤醒阈高）肌反射及肌紧张肌反射及肌紧张 血压血压 低而稳低而稳 血压升血压升/ 降降呼吸呼吸 慢而均匀慢而均匀 快而不均快而不均眼球运动眼球运动 无快速眼运动无快速眼运动 有快速眼运动有快速眼运动做梦做梦 少少 7-10% 多多8

23、0%生长激素分泌生长激素分泌 多多 少少意意 义义 有利于生长和体力恢复有利于生长和体力恢复 有利于神经发育有利于神经发育第60页/共62页睡眠周期Sleep Stage Cycles A typical sleep pattern alternates between REM and NREM sleepSWS precedes REM sleepREM sleep lengthens over the nightBasic sleep cycle = 90 minutesThe suprachiasmatic and preoptic nuclei of the hypothalamus regulate the sleep cycle第61页/共62页做梦和梦游第62页/共62页（1）波 频率为813Hz，波幅为20100V。 波是成年人处于安静状态时的主要脑电波。波在清醒