生理心理学2016(隋南版)

生理心理学

PhysiologicalPsychology

西南交大心理研究与咨询中心杨兴鹏课程要求1.成绩评价：平时成绩（40%）+期末（60%）2.平时成绩构成：作业（40%）+出勤（30%）+课堂表现（30%）3.积极的课外阅读教材：隋南《生理心理学》中国人大出版社参考书：（1）NeilR.Carlson著苏彦捷等译（2）沈政,林庶芝.《生理心理学》.北京大学出版社；（3）生物心理学.詹姆斯.卡拉特著苏彦捷等译NeilR.Carlson詹姆斯.卡拉特著主要内容提要：第一章：导论第二章：生理心理学第三章：心理与生理的神经基础第四章：神经元的活动与信息传导第五章：激素、脑与行为第六章：感觉与知觉第七章：学习与记忆第八章：语言与沟通第九章：情绪调节及神经基础第十章：运动与中枢神经系统第十一章：生殖行为第十二章：基因与行为第十三章：本能行为第十四章：睡眠及其调节第十五章：精神活性药物与行为第十六章：精神依赖行为及其脑机制第十七章：疼痛的生理特性与调节第一讲导论第一节生理心理学的学科性质一、什么是生理心理学属于生物科学是心理学、信息科学以及神经科学之间的交叉性边缘学科生理心理学是一门综合型学科，它与心理学、生理学、解剖学、生物化学、精神病学、遗传学、分子生物学及哲学等有密切的关系，特别是与神经解剖学、神经生理学、神经病理学、精神药物学、心理药理学、神经心理学、行为遗传学、细胞神经生理学、生物医学成像技术密切相关。什么是生理心理学？生理心理学（physiopsychology）是心理学科体系中重要基础理论学科之一，以心身关系为自己的基本命题，力图阐明心理活动的生理机制。

因为他的研究主要涉及行为的生理过程，特别是脑的工作机制，因而又被称为生物心理学或行为神经科学。（一）生理心理学的研究手段1.干预机体2.干预行为3.研究机体与行为的共变关系（二）研究对象和不同层次的分层

生理心理学是宏观行为下的微观探讨，多层次镶嵌的研究模式（三）生理心理学研究的目的

生理心理学研究的根本目的是理解人类自身心理和行为的起源、发展及其机制，并用科学发现去改善人类的生活或造福于其他生物。（四）研究的视角与范围1.行为的结构与功能，区分不同行为的本质差异与联系，以及对生命体的意义2.通过比较行为学的方法了解行为的演化及意义3.从个体发育的角度了解生命过程发生、发展及变化特点4.通过生物学技术与行为整合的研究方法探索特定行为背后的生物机制。裂脑手术现代影像技术二、生理心理学的基本理论观点（一）、自然选择与演化

达尔文的自然选择原则：具有生存优势的遗传特质在群体中变得更普遍的过程进化（二）功能主义功能主义---理解一种生物现象（一种行为或生理学结构）的最好方式，是试图去理解其对有机体的有用功能的原则。选择性优势使机体产生比其物种平均数目更多后代的特征。幼态持续（neoteny）：减缓成熟的过程，允许更多的时间成长，是大脑发展的一个重要因素。人和黑猩猩颅骨的演化（三）、环境的强化学习（四）、基因突变突变（mutation）：可能传递给后代的精子或卵子染色体中包含的遗传信息的改变，提供了遗传的多样性第二节脑与行为的演化与发展一、神经系统的演化与行为生命的演化—50亿年原生动物—无神经网腔肠动物---原始神经网环节动物---神经节扁形动物---脑的出现无脊椎动物—神经系统高度发展，也高度分化脊椎动物---两栖类开始，心理活动的更高结构—

新皮层出现哺乳动物---新皮层高度分化皮层化倾向：在动物神经系统的演化中，古旧核团或皮质的功能逐渐向新皮层转移的过程被称作皮层化倾向。

人类个体在发育的行为变化会重演这种皮层化倾向的演化过程。如婴儿的吸允抓握等动作，都是旧皮层控制的。（一）脑重量与脑-体重比（二）脑的组织结构改变（三）、大脑新皮层的演化三、人类的脑演化与行为灵长类由原始食虫类动物演化而来。最早人种出现在2500w年前的非洲最终演化为四个物种：猩猩、大猩猩、黑猩猩和人类（一）人类起源与演化阶段原始人与黑猩猩的血缘分离，发生在至少500w年前。我们祖先大约370w年前开始两足行走。250w年前学会制造工具170w年，最早离开非洲的直立人诞生10w年前智能人原始人大概经历了南方古猿、能人、直立人、远古智人和现代智人（二）演化与脑容量变化关系从南方古猿到现代人类脑容量的变化持续了200—300w年。物种类别时间脑容量能人2/3百w年600-800cm3直立人150w年800-1000cm3远古智人30w年1100-1300cm3现代智人13-30w年1100-1600cm3与现代人差别不大，但骨骼变化较大（三）行为与演化的同步南方古猿，不会打猎，素食，能够行走，会制作简单的工具200w年前的能人，脑容量剧增，可以长途不行与奔跑，开始争夺动物尸体，制造石球，锐利的石片和骨器。150w年直立人，脑容量是南方古猿的两倍，肉食，与食肉动物激烈竞争，利用火，精致石器。第一次走出非洲的原始人30w远古智人，肌肉发达，善于奔跑，学会用石刀、石矛狩猎，但仍无固定住所。第三节脑发育与行为一、神经的早期发育与行为1.增殖2.迁移3.分化4.突出生长5.凋亡6.突出重建药物、酒精、激素、射线对胚胎发育的不良影响二、脑发育与行为的关键期

视力发育的关键期：大鼠出生后1-2周，猫2-6周

人：5岁前视听、认知脑皮层发育的快速期。三、人脑的发育与行为11个月视皮层迅速增加，1岁达到最大值。听觉皮层4个月达到较高水平，4岁达到最大值。与语言密切相关的前额叶突触密度5岁左右达到最大值。7-13岁之间大脑皮层厚度变化差异是决定智商高低的关键，尤其是前额叶皮层的厚度变化率。

第四节脑与行为关系的探索与发展一、脑中心学说的起源古希腊时代

代表人物：希波克拉底，亚里士多德

“人类应当知道，因为有了脑，我们才有了欢乐、欢笑和运动，才有了悲痛、哀伤、绝望和无尽的忧思；因为有了脑，我们才以一种独特的方式拥有了智慧，获得了知识；我们才看得见、听得到；我们才懂得了美与丑、善与恶；我们才会感受到甜美与无味……同样，因为有了脑，我们才会发狂和神志昏迷……我们之所以会经受这些折磨，是因为脑有了病恙……由于这样一些原因，我认为，脑在一个人的机体中行使了至高无上的权利”——Hippocrates，OntheSacredDisease心脏中心说的“二元论”Aristotole（著名哲学家，公元前384-322）：心脏是智慧之源。脑是“散热器”，被“火热的心”沸腾了的血液在脑中被降温。罗马帝国时代代表人物：

盖仑Galen

解剖生理的贡献

脑室的发现17世纪代表人物：

笛卡儿RDescartes

心脑关系的液压模型

眼睛-——脑

心灵（松果体）——神经——肌肉1662年《人性论》中的木版画二、脑功能的整体论与定位论18世纪末，脑灰质白质的区分，人类神经系统基本结构被逐渐了解，开启了探索大脑的新纪元。整体论大脑的各部分均等地参与了所有的脑功能定位论：

德国生理学家JosephGall：颅相学，脑功能定位论谁对谁错1861，布洛卡PBroca：发现布洛卡区

观察中风损伤的病人行为改变——脑损伤弗里次奇GFritsch和希齐希EHitzig：发现初级运动皮层

脑的电刺激与语言功能有关的皮质区1.运动性语言（说话）中枢Broca区额下回后部44区

失语症2.书写（写字）中枢

额中回后部8区3.视觉性语言中枢

角回39区语义性失语和视听性失语4.听觉性语言中枢，颞上、中回后部22区

缘上回40区说话语义错误，听到但不能理解语言

“优势”半球

失语症三、实验神经科学的产生和发展意大利生理学家迦伐尼（LuigiGalvani）：

电刺激青蛙的神经——肌肉收缩神经电缆论：脊神经

并证明了神经传导的双向性。19世纪：穆勒Muller提出专化神经能量学（Doctrineofspecificnerveenergy）:缪勒认为由于所有神经纤维承载相同类型的讯息，特定类型的感知觉信息一定是通过激活特定神经纤维来传递的。19世纪法国生理学家PierreFlourens：实验性切除，动物实验

脑损伤——行为改变：大脑和小脑功能区别19世纪最伟大贡献之一：赫尔姆霍兹提出了能量守恒定律的数学公式发明了检眼镜（用于检查眼睛的视网膜）提出了有重大影响的颜色视觉和色盲理论测量神经传导速度冯特Wundt：《生理心理学原理Principlesofphysiologicalpsychology》

第一个心理学实验室，首次运用系统实验法研究人类意识

“我们的心理学在分析意识过程之时，

要尽量利用近代生理学所贡献的工具”1879年，心理学成为一门现代科学问题思考：

研究发现，人类与黑猩猩的DNA只有1.2%的不同，但人脑确是黑猩猩的三倍。这说明了什么？？课后作业：查阅资料，了解人脑的发展过程。如何用幼态持续化来理解这种发育现象？第二章生理心理学的研究方法第一节研究方法概述一、生理心理学的研究策略生理心理学实验数据一般分为三类：人类被试的自我报告对人或动物行为的客观观察记录不同层面生物学变化数据行为变量生物学变量生理心理学的研究思路二、动物实验与人类研究的关系第二节行为研究方法一、行为变量的测量与干预动物行为两种可观察的表现形式：1.本能动作模式的变化：惊跳、僵滞、逃避等2.习得行为的变化：经过强化训练导致的行为变化二、行为学建模的原理与方式（一）条件化训练模式※巴甫洛夫条件化

※

操作性条件化

※操作性辨别学习经典条件反射与操作性条件反射有什么不同？（二）仿真学习模式20世纪30年代，美国心理学家拉什利应用迷宫探索研究不同记忆的储存定位。（三）环境模拟模式抑郁模型焦虑模型三、动物行为学模型的评价标准表面效度：体现模型与所要表征的行为现象的相似性结构效度：用来表示动物模型能否反应行为现象的主要特征预测效度：指相应的动物模型对临床治疗药物的有效反应性。四、动物研究的伦理问题3R原则：Reduction（减少）Repalcement（替代）Refinement（优化）第三节脑研究的方法一、脑立体定位手术（stereotaxicsurgery）

是直接干预或观察脑活动的前提条件。如电刺激、局部毁损、单细胞电记录或微透析。立体定位仪立体定位图谱

大鼠立体定位图谱中的某一张图二、脑活动的干预方法（一）局部功能失活（disfunction）

失活是指破坏或干扰大脑某部位组织的功能，这类方法在脑研究中被广泛应用。根据功能是否可以恢复可以分为永久性毁损和暂时性抑制。

脑毁损模型1.永久性毁损：切除或杀死某些脑区的神经组织或细胞射频毁损/电毁损化学毁损（chemitoxiniclesion）：兴奋性毒素神经毒素（海人藻酸、鹅膏覃氨酸）电离或冷冻毁损技术：不同射线准确聚焦目标脑区产生毁损2.暂时性：

生理学方法、药理性失活、物理性失活

假毁损（shamlesion）：对照手术组，除了真正导致脑毁损的步骤外，其余手术操作与损伤手术完全一致。（二）.脑刺激方法电刺激：类似于电毁损，只是选择的电流强度不同。化学刺激：激动剂（agonist）、拮抗剂（antagonist）经颅磁刺激（TMS）：20世纪80年代巴克用磁力线刺激人的运动皮层成为经颅磁刺激的开端。有单脉冲、双脉冲和重复脉冲三种。三、脑活动的观察方法有损伤和无损伤两类：单细胞、多细胞电记录或微透析属于损伤性观察。脑成像技术、脑电记录、事件相关都属于无损伤。（一）脑电记录微电极记录：---单细胞记录---多细胞记录(多通道）•粗电极记录：---脑电图（EEG)---事件相关电位(ERP)EEG是通过精密的电子仪器，从头皮上将脑部的自发性生物电位加以放大记录而获得的图形，是通过电极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动。事件相关电位事件相关电位（ERP）是一种特殊的脑诱发电位，通过有意地赋予刺激以特殊的心理意义，利用多个或多样的刺激所引起的脑的电位。（二）磁信号记录：脑磁图(MEG）：

用超导探测仪(squid）置于被试的头顶。能够检测脑活动时微小的磁场变化。优点：能够精准记录毫秒级的脑活动，能够轻易穿透皮肤和骨骼，能量耗损不大。缺：不能精确定位，价格昂贵。（三）微透析技术：

通过植入脑内的半透膜制成的细管分析细胞间液的化学成分的过程。往往与高效液相色谱(HPLC)联合使用（四）脑功能活动的形态学定位放射自显影技术：追踪标记的化学物沿着整个脑组织的运动

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2-DG（2-脱氧葡萄糖）免疫细胞组织化学技术应用原理：在神经元活动时，细胞核内特定基因启动，产生一些短时特定的反应性蛋白,其中之一就是Fos蛋白（即早基因产生的核蛋白）。可以使这种蛋白质的抗体携带染色剂或辣跟过氧化物酶突出fos蛋白反应区染色效果，从而鉴别被激活脑区的分布。使用方便，不具有放射性

（五）脑成像技术计算机辅助断层成像（computerizedtomography，CT）单光电子发射计算机断层成像（singlephotonemissioncomputedtomography，SPECT）磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）功能性磁共振成像（FunctionalMagneticResonanceImaging，fMRI)正电子发射断层扫描（PET）计算机辅助断层成像（computerizedtomography，CT）

--用X射线以各个角度透射头部，得到大量二维图片或截面，再经计算机处理转化成三维图像单光电子发射计算机断层成像（singlephotonemissioncomputedtomography，SPECT）发射单光子的位素标记脑区位置活动定位优于EEG及MEG时间迟滞20s左右，比EEG及MEG慢得多。不适合认知时间过程的研究。磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）利用射频脉冲和强磁场的相互作用，可以使人体内部精准成像的技术。----既可以水平位、矢状位、冠状位成像。功能性磁共振成像（FunctionalMagneticResonanceImaging，fMRI)无创的；时间差远低于PET；定位活动脑区优于EEG及MEG设备及测量技术仍有待标准化；检测环境较封闭、全身进入需要较大磁场，不能有金属正电子发射断层扫描（PET）被试摄入发射正电子的放射性同位素，当该被试某些脑区被激活，局部血流增多，包含放射性同位素最多，释放射线最多。放射性同位素发射的正电子与电子彼此碰撞，电量中和，生成γ射线，由探测装置测量。经处理生成大脑活动区域的精细影像应用广泛昂贵，滞后几分钟第四节行为遗传学及基因干预方法一、人类案例的分析研究（一）家庭研究（二）双生子研究（三）寄养子研究二、行为遗传学的数据分析分离分析、连锁分析、多变量遗传分析现代基因技术与动物实验转基因靶突变:基因敲除（knockoutmodel）：靶突变第三章心理与行为的神经基础

第一节神经组织的构成一、神经元的形态、功能及分类（一）神经元学说1873意大利组织学家高尔基，铬酸银染色。西班牙神经解剖学家卡哈，应用高尔基染色法将神经元分离，提出神经元学说，卡哈还认为，树突是信息输入端，轴突是信息输出端。1906年高尔基和卡哈获得诺贝尔生理学奖神经元：神经细胞）是神经系统中参与信息处理（轴突）与信息传递（树突）的细胞。神经元的一般结构包括：细胞体(soma)：含有细胞核以及为细胞生命过程提供保障的结构。树突(dendrite)：形状像树，由神经元的胞体发出，负责细胞间信息相互沟通。树突棘(dendritespine)树突上的棘状突起，可塑性强轴突（axon）：是一条又长又细的管道，负责把信息从细胞体传导到终扣。1-25um，轴突终扣：多数轴突在行进过程中多次分支，这些分支末梢的小疙瘩就是轴突终扣(神经末梢）。（三）神经元包体的结构及特征（四）神经元的功能收集信息加工信息传递信息支配效应器活动（五）神经元分类单极神经元双极神经元多极神经元无轴突神经元感觉神经元运动神经元中间神经元（联络神经元）二、神经胶质细胞神经胶质细胞：胶水样的支持细胞，把神经元细胞包裹住，固定在适当的位置，把神经元彼此分开，避免神经元信息传递的短路。还提供给神经元所需要的营养与化学物质。清理并消除因疾病或受伤死亡的神经细胞。终生具有分裂增殖能力星形神经胶质细胞少突神经胶质细胞（80%脂质，20%的蛋白质）：包裹轴突形成髓鞘小神经胶质细胞许旺氏细胞（二）胶质细胞的功能为神经元提供营养与保护代谢物的清除与免疫保护对神经元的功能支持作用对神经系统结构的支持作用第二节神经系统的分类、结构和功能了解相关概念：灰质白质神经核纤维束或传导束（二）脑膜、脑室与脑神经中枢神经系统受骨骼和被膜的保护，脑膜分为三层，由外到内依次为：硬脑膜、蛛网膜和软脑膜；蛛网膜的脉管系统中含有一种液体，叫作脑脊液，它只存在于中枢神经系统中。硬脑膜下腔蛛网膜下腔脑脊液（CSF):源自血液，

主要有侧脑室、第三四脑室脉络丛产生蛛网膜绒毛“单向阀”脑室系统（三）神经活动的基本方式二、中枢神经系统的结构与功能（一）大脑半球及其功能协调（二）大脑皮层分区及功能额叶颞叶顶叶枕叶（二）大脑皮层功能（三）边缘系统及其功能海马杏仁核边缘叶岛叶隔区乳头体中脑被盖下丘脑边缘系统与情绪反应帕佩斯回路：扣带回---海马---穹窿---乳头体---丘脑前核---扣带回海马---杏仁核---下丘脑---前额叶---联合皮层---海马控制与奖赏的动机通路：

前额叶---伏隔核、杏仁核---腹侧被盖---伏隔核以及海马—腹侧被盖---伏隔核（四）脑的结构及功能前脑：哺乳动物大脑中最靠前、最显著的部分。包括端脑与间脑(丘脑和下丘脑)。端脑：主要包括两个对称的大脑半球，包含着边缘神经系统与基底神经节。基底神经节：端脑内的一组皮层下核团包括尾（状）核、壳核、苍白球、丘脑底核、黑质和红核。尾核、壳核和苍白