本能行为和情绪的神经基础.ppt课件

1、Neural basis of instinctual 1本能行为和情绪的神经基础1本能行为进化过程中形成+遗传固定对个体和种族生存具有重要意义的行为 情绪客观环境刺激 一种特殊的心理体验&某种固定形式的躯体行为情绪反应伴有自主性神经活动激活的表现交感神经系统活动异常增强时，动物处于充分利用自己的代谢及其它资源以应付紧急状态的状态。情绪发作时，人体的代谢活动相应巨变。22本能行为和情绪变化伴有自主神经系统和内分泌系统活动的改变人类的本能行为和情绪与动物有明显区别后天学习&社会因素的影响巨大情绪反应通常伴有面部表情的变化反之面部肌肉的不同收缩也会激起一定的情绪反应.当大脑在指挥某一随意运动时，不

2、但运动皮层发生了活动，而且参与情绪反应的脑回路也参与了活动。本能行为和情绪：主要与下丘脑和边缘系统的活动有关33与本能行为和情绪有关的解剖结构 Papez 1937年最早提出边缘系统内存在参与情感、行为活动的环状神经通路海马环路（hippocampus circuit）海马通过穹隆与下丘脑乳头体相连，再发出乳头体 -丘脑束抵达丘脑前核，丘脑前核发出的纤维投射 到扣带回，扣带回再发出纤维回到海马。杏仁核、下丘脑也是参与情感活动的重要结构杏仁核多个神经核团组成的杏仁复合体纤维与下丘脑和脑干的自主神经系统发生联系感觉系统和情绪行为执行系统之间的解剖学联系44Prefrontal cortex前脑皮层

3、Association cortex联合皮层扣带回穹隆Cingulate gyrusFornicMammillo-thalamic tractAnterior thalamic nuclei丘脑前核Hippocampal formation海马Amygdala杏仁核Mamillary body乳头体Hypothalamus下丘脑乳头-丘脑束情感的可能神经通路海马环路55本能行为的神经基础摄食行为-动物维持个体生存的基本活动摄食行为的调节-调定点：能量摄入和消耗之间基本平衡部位-下丘脑 互相制约有关的神经递质-神经肽Y 纤维投射到室旁核其mRNA于摄食时增加而在饱食后减少 破坏神经肽Y无显著的厌

4、食效应瘦素-含有167个氨基酸的蛋白质类激素存在于循环血液中，可进入脑组织和脑脊液作用与下丘脑减少摄食及增加能量消耗外侧区为摄食中枢腹内侧区为饱食中枢下丘脑边缘系统66杏仁核与摄食行为的调解亦有关下丘脑的上一级中枢破坏杏仁核摄食过多而肥胖刺激杏仁核可抑制摄食活动破坏下丘脑腹内侧核（饱食中枢）动物狼吞虎咽破坏下丘脑外侧区（摄食中枢）动物拒食瘦素（leptin），一种抑制食欲的激素的固有敏感性可以保持体重在一个“设定值”上下浮动。胃口取决于脑神经Scientific American 20048 P1977（ ob，obese； db，diabetes） 8Douglas Coleman8饮水行为

5、的调节饮水也是一种本能行为产生渴觉引起饮水行为 下丘脑前部渗透压感受器-血浆晶体渗透压升高 血管紧张素II含量升高细胞外液量明显减少低血容量 肾素分泌增加 血管紧张素II含量升高 产生渴觉的特殊感受区穹窿下器官&终板血管器血浆晶体渗透压升高细胞外液量明显减少血管升压素合成与释放增加渴99情绪活动的神经基础 1928年Bard提出“假怒”的说法，下丘脑1939年美国的Bucy and Kluver 切除猴两侧的颞叶皮层原来非常凶残的动物变得十分温驯19世纪末，Sherringtong 观察到动物在浅麻醉条件下会出现类似怒的行为Hess采取另一种实验方法。在清醒猫脑中埋置电极当刺激下丘脑的一些部位

6、时，得到类似怒的反应。1949年的诺贝尔生理、医学奖。情绪复杂的行为，不可能由一个点、一个中枢来决定，仍然要用到Papez1937年提出的海马环路。1010怒的行为与个体保存有关为对付敌人所采取的不自主的行为反映a.在下丘脑以下切断脑干， 下丘脑不再与下位脑有联系则动物不会有假怒.b.切在下丘脑与前脑之间，但保留了下丘脑，则当麻醉过去之后，只要轻轻一触动动物，就有一系列类似怒的表现，如血压上升、瞳孔睁大、立毛、伸爪。1111恐惧和焦虑Paul Bucy and Heinrich Kluver 切除猴两侧的颞叶皮层把原来非常凶残的动物变得十分温驯。.焦虑：在人类是一种对可能发生的威胁性事件感到焦

7、急忧虑而又无法妥善处理的情绪活动。发现在焦虑时，两侧颞叶前端疏松部的血流量增加杏仁与动物的攻击行为有非常密切的关系Bucy and Kluver的工作，破坏猴的Papez环路但内侧颞叶的切除也损害了杏仁细致研究杏仁在恐惧反应中的作用因恐惧而形成的条件发射条件刺激声音非条件刺激引起恐惧电刺激足底恐惧反应用客观的指标来度量如血压、蜷缩不动的时间，很像人处于焦虑状态之下的情况。1212听传导通路丘脑内膝体其它投射输入包括躯体感觉出入杏仁躯体运动内脏运动听觉皮层12345听-恐惧性条件反射的通路杏仁的地位决定了它有可能把损伤性信息与听觉信息相互关联在一起，导致新的行为反应。1313愉快和痛苦愉快积极的

8、正性的情绪通常由能够满足机体需要的刺激所引起痛苦消极的负性的情绪一般由伤害机体肉体和精神的刺激或渴望得到的需求得不到满足而产生情绪生理反应情绪活动常伴随一系列生理活动变化 通过自主神经系统和内分泌系统活动的改变引起自我刺激奖赏系统(趋向系统)动物反复进行自我刺激的脑区惩罚系统(回避系统)引起回避反映的脑区 1414激发行为的动机和成瘾激发和抑制行为的动机脑内奖惩系统几乎所有行为都在某种程度上与奖赏或惩罚有一定的关系成瘾不能控制并不顾其消极后果反复将某种物质摄入体内这些物质在脑内产生的影响方式增加脑内的多巴胺多巴胺作用于伏隔核神经元上的D2受体因而促成对脑内奖惩系统的自我刺激成瘾者存在耐受性和依

9、赖性需加大剂量才能达到初期使用的效果1515summary本能行为情绪情绪反应下丘脑和边缘系统与本能行为和情绪有关的解剖结构海马环路杏仁核本能行为的神经基础摄食行为 饮水行为的调节调节-调定点部位-下丘脑有关的神经递质渴觉产生血浆晶体渗透压 细胞外液情绪活动的神经基础恐惧焦虑愉快 痛苦自我刺激 奖赏系统 惩罚系统激发和抑制行为的动机成瘾16161717学习，记忆，判断，语言及其它心理活动功能 阳离子射线断层摄像PET功能性磁共振影像fMRI Higher functions 18脑的高级功能18脑是有思想的器官怎样才能无损伤的研究它的高级功能？历史上通过解剖人的尸体和研究脑局部损伤病人20世纪

10、70年代早期，X光技术活体脑组织成像技术.20世纪60-70年代，CT and MRI近年，阳离子射线断层摄像PET功能性磁共振影像fMRI 1919学习和记忆是两个有联系的神经活动过程学习：人和动物依赖于经验来改变自身行 为以适应环境的神经活动过程。记忆：学习到的信息的储存和读出的神经活动过程。202020世纪初巴甫洛夫提出条件反射的概念为学习记忆的研究奠定了基础2121联合型学习:条件反射两个事件时间上靠近重复发生脑内形成联系非联合型学习:刺激+反应=无明确关系 经典式条件反射操作式条件反射习惯化对弱刺激反应减弱（Ca通道逐渐失活）敏感化强刺激引起的突触对刺激反应的增强（腺苷 酸环化酶激活

11、，递质释放）。巴甫洛夫开创了动物清醒状态下研究大脑皮质功能的方法，创立了高级神经活动学说。2222条件反射的形成食物中枢兴奋唾液分泌铃声(无关刺激)听觉中枢兴奋先铃声后食物反复结合暂时联系食物(非条件刺激)2323两种信号系统学说 巴甫洛夫， 1927词语对人类的条件刺激作用。信号活动是大脑皮层最基本的活动两大类：第一信号（现实的、具体的）第二信号（抽象的）2424巴普洛夫-条件反射定义：在非条件反射的基础上，无关刺激与非条件刺激在时间上的多次结合后，单用无关刺激可引起同样的反射。无关刺激条件刺激（信号刺激）第一信号系统：大脑皮层对第一信号（具体的刺激信号）形成条件反射的功能系统。第二信号系统

12、：大脑皮层对第二信号（现实具体信号各种属性和特征的抽象概括，即语言、文字）形成条件反射的功能系统。2525经典式条件反射-条件刺激 非条件刺激强化：条件刺激与非条件刺激在时间上的结合而建立起来的条件反射 正性强化-愉快性的强化 负性强化-痛苦性的强化条件反射的消退或内抑制：条件反射建立后，如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激强化，条件反射就会减弱，最后完全不出现。条件反射的外抑制：在给动物条件刺激后立即以一外来信号进行扰乱，条件反射不发生。操作式条件反射-条件刺激+动作=建立条件反射趋向性条件反射：奖赏性刺激-条件反射回避性条件刺激：惩罚-抑制性条件刺激-建立条件反射2626记忆的形式：根据

13、记忆的储存和回忆的方式分类： 陈述性记忆：清晰记忆，在海马等脑区滞留非陈述性记忆：含糊记忆，不涉及到在海马的滞留陈述性记忆非陈述性记忆根据记忆保留时间的长短分类：短时程-工作性记忆，几秒到几分钟中间时程-几分钟到几天，可转变为长时程记忆长时程记忆-几天到数年，甚至终生。记忆的过程：感觉性记忆 第一级记忆 第二级记忆 第三级记忆短时程记忆长时程记忆2727感觉性记忆记忆的过程信息刺激一秒第一级记忆表达符号数秒第二级记忆持久储存数分-数年第三级记忆不易遗忘永久？运用短时程记忆长时程记忆遗忘消退或熄灭遗忘新信息代替旧的遗忘可能不遗忘信息流的中断顺行性遗忘脑感觉区感觉系统2828遗忘：部分或完全失去回

14、忆或再认的能力正常的生理现象学习后开始 原因条件刺激久不强化， 久不复习所引起的消退抑制 后来信息的干扰。遗忘不是记忆痕迹的消失复习已经遗忘的比学习新的材料容易记忆障碍或遗忘症：疾病状态下发生的遗忘2929顺行性遗忘症:不能保留新获得的信息，第一级不能转入第二级记忆逆行性遗忘症:第二级记忆紊乱，不能回忆脑功能障碍前的经历顺行性遗忘：近事遗忘不能保留新近获得的信息机制：可能是海马的功能被破坏，信息不能从第一级记忆转入第二级记忆。逆行性遗忘：往事遗忘不能回忆脑功能障碍发生之前的记忆机制：可能是第二级记忆发生了扰乱，第三级记忆不受影响。3030学习和记忆的机制暂时性联系突触的可塑性 结构可塑性学习记

15、忆训练均可诱发与学习记忆相关的脑区产生明显的结构可塑性变化（新突触形成、突触重排等）传递可塑性突触的反复活动导致突触传递效率的变化（LTP）3131学习和记忆的机制脑功能定位：记忆痕迹？ 50年代后，癫痫手术-严重记忆障碍；PET和 fMRI的应用证实学习和记忆在脑内有一定的功能定位从神经生物学角度看：记忆以学习为基础的，两者很难截然区分学习是神经系统获得新的信息记忆是新信息的存储和检出 1.大脑皮层联络区：感觉区、运动区以外的皮层区作用：集中及加工处理信息使之成为记忆痕迹而储存2. 海马，及其邻近结构：海马环路作用：近期记忆功能3. 其它脑区：丘脑：顺行性记忆，不是长时程记忆的储存部位杏仁核

16、：与情绪有关的记忆3232视、听触-压觉 陈述性记忆的机制中短时程的陈述性记忆需要大脑皮层联络区和海马的参与结构基础：海马环路神经通路：味、嗅觉 大脑感觉皮层皮层联络区颞、额叶边缘皮层内侧颞叶边缘系统丘脑内侧核团基底前脑胆碱能系统3333非陈述性记忆的机制：主要中枢结构:大脑皮层-纹状体系统小脑，脑干和脊髓也参与部分活动神经通路 ：感觉冲动感觉皮层皮层联络区纹状体颞叶皮层纹状体黑质通路脑干运动系统在协助锥体系完成已经学会的运动中有重要意义3434学习和记忆的细胞，分子基础突触的可朔性改变长时程记忆与蛋白质的合成有关长时程记忆还可能与建立新的突触联系有关实验：生活在复杂环境中的大鼠皮层厚度大说明

17、大脑皮层发达，突触联系多基因如何知道何时该永久强化某个突触？3535记忆的产生动作电位沿轴突末端传递到另一神经元。突触被短暂和高频刺激激活后，敏感性增强，对新的信号刺激会产生更大的电压变化幅度，突触短时强化过程是短时记忆的基础。永久性强化形成长时记忆需要突触后细胞制造突触强化蛋白，可能增加突触的受体或改变结构。神经递质去极化突触强化蛋白3636基因记忆151.强化或反复刺激短时强化突触，以某种方式向细胞核传递信号使记忆永久保留。2.激活CREB蛋白，才能永久强化突触。3.CREB在细胞核内有选择性的激活基因，使其转录为mRNA，离开胞核。4.细胞器把mRNA翻译为突触强化蛋白，蛋白扩散到整个细

18、胞5.被初始刺激暂时强化的突触，才能受到突触强化蛋白的影响。3723437基因突触强化1.强刺激使细胞膜去极化。2.去极化使细胞发放动作电位。3.电压敏感性钙通道开放。4.钙离子活化蛋白酶，蛋白酶又激活CREB。5.CREB激活调控突触强化蛋白的基因。6.蛋白弥散到整个细胞，只影响已被短暂强化的突触。3838学习和记忆的机制1学习与记忆的脑功能定位2神经生理学机制 环路联和突触的可塑性。3神经生化机制 脑内蛋白质的合成代谢有关。 4神经解剖学机制 新突触联系的建立。39两侧大脑皮层的功能相关一侧皮层的学习活动可以通过联系纤维向另一侧传送胼胝体：两侧大脑皮层间最大的联合纤维刺激一侧皮层某一点，可以加强另一侧皮层对应点的感觉传入冲动引发的诱发电位即易化作用。易化作用通过胼胝体联系纤维完成4040胼胝体海马4141大脑皮层功能的一侧优势人的高级功能向一侧半球集中的现象左侧大脑皮层在语言活动功能上占优势的现象 遗传因素、习惯右手活动、后天逐步形成右侧大脑皮层在非词语性认识功能上占优势的现象。如空间的辨认，音乐的欣赏。 4242人脑的记忆是否有望像电脑一样录入、删除？通过对大鼠和鱼的记忆系统进行研究，发现一个能够指导大脑记忆系统活动的新原理：每一个记忆的获取都要