第二章 心理的生理基础教材

第二章心理的生理基础（心理的脑机制〕脑是如何进化而来的？神经元的构造和功能？大脑结构和功能如何？人们是如何解释脑功能发挥作用的原理？

重点问题：

脑的进化神经元的构造与功能神经系统结构与功能－大脑的结构与功能脑功能的各种学说

第一节脑的进化问题？从进化的角度来看，是否所有的动物都有脑？脑是如何进化来的呢？人脑和动物的脑有何区别呢？

人脑是自然界长期进化过程的产物。其发展历程是（46亿年前产生地球---漫长降温过程、产生岩石水与大气等无机物---又过十几亿年出现生命---几亿年前产生动、植物分化）：从单细胞动物----多细胞动物-----脊椎动物复杂的神经系统-----人脑，经过了上亿年的发展。

一神经系统的发生1.最低等动物的是原生动物——无神经系统

变形虫：单个细胞组成(无专门神经系统、感受器、效应器），由单个细胞执行各种功能。 2.多细胞动物——网状的神经系统（神经系统最初状态） 水螅、水母、海蜇等腔肠动物。开始出现神经系统----网状神经系统。细胞之间没有突触连接，没有中枢，神经的兴奋向任何方向传导；反射弧雏形。二无脊椎动物的神经系统3.环节动物——链状神经系统（头部有神经节）

蚯蚓，能够对周围的振动和光线作出反映。能够建立初步的条件反射。4.节肢动物——节状神经系统－感觉神经系统由三部分组成－头部神经节、胸部神经节和腹部神经节。 节肢动物已经建立稳定的条件反射－心理产生的标志。条件刺激物成为无条件刺激物的信号，有机体对信号进行反应。三低等脊椎动物的神经系统5.由无脊椎动物到脊椎动物，是动物进化史上的重大进步。鱼、青蛙、晰蜴、鸟共同特点是它们的体内背侧有一脊椎，脊椎内有一条神经管－管状神经系统。神经管前端膨大的部分首先形成了脑泡，随后逐渐发展成为五个独立的脑泡：前脑、间脑、中脑、延脑和小脑。 两栖类动物的前脑发展成为两个半球，爬行类动物开始出现的大脑皮层。四高等脊椎动物的神经系统6.高等脊椎动物是指哺乳动物－－啮齿类、食肉类、灵长类动物。神经系统更加完善，大脑半球开始出现了沟、回，扩大了皮层的面积，脑的各部分的机能逐渐分化。出现了高级的心理反映形式－－知觉、思维。白鼠能够区分三角形，黑猩猩会初步的思维。从低等脊椎动物到高等脊椎动物，脑的进化遵循下列的方向：（一〕脑的相对大小的变化

脑指数的大小来衡量脊椎动物脑的相对大小的变化。

脑指数（EQ）是指用脑的实际的大小与预期的脑的大小的比值来表示。

预期大小是指哺乳动物脑的平均值，它考虑了脑重和体重的关系。如猫，脑重与体重的平均比值是1.0，人脑的EQ是猩猩的2.54倍。

（二）皮层相对大小的变化

大脑皮层有新旧之分。大脑的发展初期与动物嗅觉机能的发展有关。两栖类和鱼类的大脑只有嗅觉功能。与嗅觉有关的皮层称为旧皮层。后来发展起来的称为新皮层。新皮层到了哺乳动物才得到巨大发展。新皮层主要是为适应更复杂的生存环境服务的。人的新皮层的面积比其他动物要大

（三）皮层内部结构和功能的变化

人脑和动物脑在结构和功能上的存在巨大的差异。结构上：

小脑：低等动物占比重大，人占的比重小。

新皮层：动物新皮层面积小，人的面积大。

功能上：

大脑皮层的可以分为不同的脑区，分别执行着不同的功能，但不同的进化阶梯上，皮层区的功能发展水平也是不同的。人脑的功能更复杂，更先进。

例如，单就视觉区的数量，松鼠有4个，猫12个，人至少20个。进化之三:结构更复杂,功能更先进.

总结：

从没有神经系统的单细胞动物，到出现高度复杂的大脑经过了上亿年的时间。

人比动物聪明，主要是由于人脑和动物脑的结构和功能等方面的差异造成的。

心理是神经系统发展到一定阶段的产物，神经系统越进化，心理越复杂、高级。心理是人脑的功能。第二节神经元

一、神经元和神经胶质细胞

㈠神经元就是神经细胞，它是神经系统结构和机能的单位，它的基本作用是接受和传送信息。（二）、结构：

神经元由胞体与树突和轴突三部分组成。

胞体：由细胞膜、细胞核、细胞质组成树突：较短，只有几百微米，如树的分枝，负责接受刺激，并把刺激传向胞体。轴突：较长，从十几微米到一米，每个神经元只有一个轴突。作用是传导刺激到它联系的各种细胞（三）、神经元如何传递信息

神经冲动由树突接受

细胞体，在这里进行着维持生命的各种代谢活动， 轴突，轴突通常是被脂肪性的髓鞘（myelinsheath）包住的，经过轴突分枝后，再把冲动传递给其他细胞。(四)、神经元的分类

1、内导神经元（感觉神经元）：收集和传导身体内外的刺激，到达脊髓和大脑。2、外导神经元（运动神经元）：将脊髓和大脑发出的信息传到肌肉和内分泌腺，支配效应器官的活动。3、中间神经元：起联络作用。（五）神经胶质细胞神经元之间有大量的胶质细胞，大约有1000亿个以上。没有树突和轴突之分，无传导神经冲动的功能。作用：1、为神经元的生长提供了支架 2、在神经元的周围形成绝缘层，使神经冲动得以快速传递。绝缘层－髓鞘，由神经胶质细胞组成。 3、给神经元提供营养。

问题:

神经元是通过接收和传递神经冲动来进行信息交换的.大脑加工的也是这种神经冲动.什么是神经冲动,它是如何产生的呢?二、神经冲动的传导

（一）、几个重要概念

1、神经冲动:当任何一种刺激作用于神经元时，神经元就会由比较静息的状态转化为比较活跃的状态，这就是神经冲动。2、静息电位：神经元处于静息状态时，细胞膜内外存在一定的电位差，这种电位差就是静息电位。一般膜内电位低，带负电，膜外电位高，带正电。相差70毫伏。

静息电位是如何产生的呢？产生与神经元细胞膜的通透性有关。

一般情况下，细胞膜外主要是Na+和Cl－；膜内是K+和带负电的大分子有机物。 细胞膜对不同的离子具有不同的通透性。在静息状态下，细胞膜对K+的通透性较大，对

Na+的通透性较差，结果K+外流，致使膜内外出现电位差。膜内比膜外略带负电，出现静息电位。

3、动作电位：

神经受到刺激，细胞膜的通透性发生变化。它使Na＋

比K＋

和Cl－

更容易通过。Na＋进入细胞内部，使膜内正电荷迅速上升，并高于膜外电位。这一电位变化过程叫动作电位。

产生动作电位后，细胞膜对Na＋

的通透性下降，而对K＋

的通透性又上升。细胞膜内外又恢复了原来的状况。动作电位与静息电位的出现是交替进行的。（二）、神经冲动的电传导1.神经兴奋的电传导与动作电位的产生有密切联系。2.当动作电位产生时，神经纤维某一局部就会出现电位变化，细胞膜表面由正电位变为负电位，而膜内由负电位变为正电位。但临近未受刺激的部位，膜外仍为正电，膜内仍为负电。

3.这样，在细胞表面，兴奋部位与静息部位之间便出现电位差，于是就产生了由未兴奋部位的正电荷向兴奋部位的电流。同样，膜内兴奋部位与静息部位间也出现电位差，产生相反方向的电流，构成一个电流的回路，称局部电流。局部电流使临近未兴奋部位的细胞膜的通透性发生了变化，并产生动作电流。这种作用反复进行下去就使兴奋从一处传向另一处。神经兴奋的这种传导称为神经冲动的电传导。

神经冲动电传导的法则

神经兴奋的传导服从于全或无法则。

神经元反应的强弱并不随外界刺激的强弱而改变。只要刺激达到一定的程度，即达到神经细胞激活的阈限，冲动就会传导下去。这种特性使信息在传递途中不会变得越来越微弱。三、神经冲动的化学传导神经冲动在一个神经元内部的传导是生物电的传导；神经元和神经元之间的冲动的传导靠突触是电和化学递质的传导。.

突触：

一个神经元与另一个神经元彼此接触的部分。

突触前成分：轴突末梢的球状小体：突触小泡(神经递质)，突触前膜。

突触

突触间隙：

一个神经元末端与另一个神经 元始端间的缝隙。

突触后部分：临近神经元的树突末梢或胞体内的一定部位。后膜含有分子 受体。（二）神经冲动的化学传导

神经兴奋在突触间的传递，是借助于化学物质（神经递质）来完成的。神经兴奋---轴突末梢，突触小泡内存储的神经递质释放---经过突触间隙作用到突触后膜，化学物质联系在一起，改变了膜的通透性，引起突触后神经元的电位变化，实现了神经兴奋的传递。这种传递方式称为神经冲动的化学传导.神经间也存在少量的电传导。间隙小。

兴奋性突触：突触前神经元兴奋时，由突触小泡释放出具有兴奋作用的神经递质， 例如，乙酰胆碱，去甲肾上腺素等使突触后神经元产生兴奋。

抑制性突触：突触前神经元兴奋时，使突触小泡释放出具有抑制作用的神经递质，使突触后神经元出现抑制性的效应。

四.神经回路

1.

假如我们的神经元的活动，简单地以A－B－C方式连接起来，那么人的行为也相应的简单。但是实际上人脑中任何一个细胞A的树突都可能与1000个以上不同的神经细胞B的轴突形成联系（接受信息），B的轴突又与1000以上的C的树突形成突触(输出信息），所以脑神经元之间的联系是非常复杂的。2.最简单的一种神经回路—反射弧；3.其他典型的联系方式：分散试聚合式环式

人脑中存在着电活动，人们利用仪器就可以测量出这种活动，从而了解大脑的工作。脑电仪：记录人脑中脑电活动的。电极接触头皮不同部位，当电极附近的脑细胞活动时，脑电仪以波形的形式把脑电图记录下来。细胞活动数量少，波峰小；细胞活动数量多，波峰高。借助脑电仪可以了解脑的功能，诊断疾病等。

总结：人脑是由大量的神经元组成的。神经元的功能是接受和传导刺激。神经元内的神经冲动主要通过电传导，神经元之间的传导主要通过化学传导。神经元之间连接和传导都是非常复杂（有反射弧、分散、聚合、环形等形式），脑的活动实际上就是一系列神经元之间信息的相互传导。第三节

神经系统的结构和功能

神经系统：

由神经元构成的复杂的机能系统。周围神经系统和中枢神经系统两部分。

大脑

脑间脑脑干

中枢神经系统

小脑

神经系统脊髓脑神经

躯体神经

周围神经系统

脊神经

交感

植物性神经

副交感

中枢神经系统：脊髓脑

（一）、脊髓的构造与功能

脊髓是中枢神经系统的低级部位，位于脊椎管内，由许多神经元聚集成的柱状构造，包括灰质和白质两种神经纤维。脊髓的两种功能：1、提供躯体与脑部之间神经双向传导的道路：

来自躯干和四肢的刺激，经过脊髓到达大脑，大脑发出的指令，通过脊髓到达效应器。2、简单反射中枢：

感觉神经元将神经冲动传入脊髓后，中间神经元不把它传入大脑，而直接传给运动神经元，至反应器形成反射，例如：膝跳反射、肘反射、跟腱反射等。

（二）脑干：包括延脑、桥脑和中脑。延脑：“‘生命中枢”，它支配呼吸、排泄、吞咽、肠胃等活动。桥脑：是中枢神经和周围神经传递信息的必经之地，对人的睡眠具有调节的作用。

中脑：中脑中存在视觉和听觉的反射中枢。瞳孔、眼球、毛壮肌等均由它控制。

脑干对维持个体的生命非常重要。心跳、呼吸、消化、体温、睡眠等与脑干有关。

网状结构

：上行激活系统和下行激活系统。上行系统维持大脑皮层的觉醒状态，下行系统能加强或者减弱肌肉的活动。（三〕小脑：与大脑皮质运动区共同控制肌肉运动，调节身体姿势与身体平衡。

（四）间脑：非常复杂的中枢，包括：

丘脑：是感觉神经的重要传递站，除嗅觉外的所有输入信息都经过丘脑导向大脑皮层。丘脑是网状结构的一部分，具有控制睡眠、觉醒的功能。

下丘脑：调节植物性神经系统的主要中枢，管制内分泌系统，维持新陈代谢，调节体温，与饥饿、渴、性等生理性动机有密切关系。与情绪有重要的关系。

（五）边缘系统：

在大脑内侧面最深处，有一些结构，它们组成一个统一的功能系统，叫边缘系统。包括扣带回、海马回、海马沟、附近的大脑皮层以及丘脑等组织。 边缘系统与动物的本能行为有关，如捕食行为、攻击行为等。与记忆、情绪有关。三、大脑的结构与机能（一）、大脑的结构

大脑分左右两个半球，体积占中枢神经系统体积的一半以上，重量为脑总重量的60%左右。它可分为左右两半球，由胼胝体连接。大脑是中枢神经系统的最高级部分，是各种心理活动的中枢。

大脑半球是由表面的灰质和深部的白质组成。表面的灰质部分叫大脑皮层。

灰质：由中枢神经系统内的神经元胞体和树突构成，在新鲜标本上呈现灰色。

白质：由各种不同功能的神经纤维聚集而成。由于神经纤维表面的髓鞘含有类脂质，色泽亮白，所以称为白质。

胼胝体:连接两个半求的神经纤维。

大脑半球表面凹凸不平，褶皱。沟、回：中央沟、大脑外侧裂、顶枕裂；中央前回、中央后回。沟和裂把大脑分成四个叶：额叶、颞叶、顶叶和枕叶。大脑皮层从外到内分为六层：由不同类型的神经细胞组成。脑功能研究的方法临床观察法：脑损伤病人。局部切除法：电刺激的方法：生物化学的的方法：脑成像的方法：

EEG（脑电），ERP（事件相关电位），时间分辨率很高（脑电的活动能够实时的反应出来）：

PET（PositronEmissionTomography,正电子断层扫描技术)：测量葡萄糖代谢、脑血流量。

FMRI(功能性核磁共振技术）：测察认知活动时，局部脑血流量的变化，推测认知活动的神经机制。空间定位比较准确。

大脑皮层功能有一个重要的特点：不同的区域出现功能的专门化，那么大脑皮层的不同部位有什么功能呢？（二）大脑皮层的分区及机能布鲁德曼（Brodmann，1909）

1．初级感觉区：包括视觉区、听觉区和机体感觉区。是接受和加工外界信息的区域。

视觉区：枕叶内，17区。接受眼睛输入的神经冲动，产生初级形式的视觉。损伤，视觉受损

听觉区：颞叶内，41、42区。产生初级形式的听觉。

机体感觉区：

位于中央后回，1、2、3区。接受皮肤、内脏等器官的感觉刺激，产生各种不同的感觉。

2、初级运动区:

位于中央前回。4区。功能是发出运动指令,支配和调节身体在空间的位置、姿势及身体各部分的运动。

请思考右脑损伤后，人体哪一侧将会出现？怎样的障碍？问题

3.言语区：

定位于大脑左半球。在左半球额叶的后下方、靠近外侧裂处，布洛卡区。受损会发生运动性失语症。在颞叶上方、靠近枕叶处，有一个言语听觉中枢，与理解口头言语有关。损伤这个区域将会引起听觉性失语症，威尔尼克区。在顶枕叶交界处，还有言语视觉中枢，损伤这个区域将出现理解书面言语的障碍。产生视觉失语症或失读症。脑成像技术研究发现，进行词语的不同加工时，脑的不同部位会被激活。4.联合区:

人类的大脑皮层，还有范围很广、具有整合或联合功能的一些脑区。80%

联合区不接受任何感受系统的刺激的直接输入，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，但和各种高级的心理功能有关。

人类大脑皮层的联合区占4/5左右。

可分成感觉、运动联合区和前额联合区。

感觉联合区：

指邻近感觉区的广大脑区，从感觉区接受大部分的输入信息，并提供更高水平的知觉组织。受损后，产生失认症。不能认识区分物体形状。运动联合区：运动区的前方，负责精细的运动和活动的协调。受损后，精细活动受损。前额联合区（前额叶〕：位于运动区和运动联合区的前方。

进入前额叶的信息是预先经过多次加工处理的，其信息加工是最高层次和最后阶段的加工。前额叶与计划有关。计划是高级的认知活动。前额叶损伤，患者完成任务只能依赖即时的情境。“把蜡烛拿到别处”。与注意、记忆、问题解决等认知功能与人格都有一定的联系。猴子的实验；不能产生延缓反应。

病人人格。

总结：

心理是人脑的功能。

大脑皮层的结构和功能。我们之所以能够看、听、体验饥寒冷暖；能够运动；能够注意、记忆、思维都是因为有一个健康的脑。没有脑，就不可能产生人的心理。

各部分各司其职联合完成活动。

大脑两半球的一侧优势

大脑分左右半球，每一半球都有感觉区、运动区、视觉、听觉、联合区。正常情况下，两半球协调活动，一半球的信息通过胼胝体传到另一半球。但两半球是否具有不同功能？1836年，Dax报告，40位出现语言障碍的病人，全部是左脑损伤。

25年后，Broca的发现。中风后的病人。右侧偏瘫，语言障碍。

右脑损伤：39岁教师，中风。康复后，能重新讲课，但情感表达受到极大的损伤。其他的病人，不能正确地判断他人表达的情感。右脑损伤：对位于身体左侧的事物不关系。穿鞋、刮脸；迷路，找不到熟悉的家。不能完成积木活动。

癫痫病发作、切断胼胝体。切断胼胝体后，大脑两半球的信息就不能相互传递。

割裂脑或裂脑人。

Seprry在60年代对裂脑人进行了系列研究，1981年获得诺贝尔生理学奖。

将杯子呈现在右视野，病人能够报告“杯子”。右视野－左半球。呈现在左视野，不能命名，但能够用左手找出“杯子”。说明语言功能定位于那个半球？后来大量实验均证明，这一事实。对正常人研究的方法与结果Wada测验。给单侧颈动脉注射某种药物，选择性地短暂麻醉脑的左右球。左半球－产生失语症（2分钟〕；不能计数右半球－几秒的失语症，能计数。眼动测量法：通过眼动来推测不同功能。思考、回答情绪问题时，两眼左转－说明右半球活动占优势－情绪主要右半球。

脑电测量法：记录脑电，探查左右半球功能。解决数学问题时，右半球的a波的频率增加，表明右半球休息－左半球工作，搭配彩色图案时，左半球a波的频率增加，左休息－右工作。PET技术

总结：左半球：主要负责言语、阅读、书写、数学运算和逻推理等。右半球：知觉物体的空间关系、情绪、音乐和艺术欣赏、舞蹈雕塑等正常情况下，两半球即分工又联合活动，完成复杂的活动。第四节脑功能的各种学说主要问题：脑是整体发挥作用？还是不同区域负责不同的功能？还是即分工又合作？一定位说 脑的各种机能都是由大脑的一些特定区域负责的。始于加尔的颅相说。“心理表现为许多机能，这些机能在大脑内有其对应的位置”。通过对病人、朋友、犯人、精神病人的头颅检查，画出一张有27个区域的颅骨图，每一个区域有某种特殊的机能。不科学，受到后来实验的否定，但推动了脑功能定位的研究。

真正定位理论的提出始于19世纪60年代失语症的研究。布洛卡区,威尔尼克区。视觉中枢、听觉中枢、机体感觉中枢。20世纪40－50年代，得到进一步发展。记忆与颞叶有关；情绪与边缘系统有关二、整体说

脑的各种机能是由大脑整体负责。19世纪中叶，弗罗伦斯发现，切除动物一部分皮层导致的行为损伤，能恢复。动物行为损伤的程度与切除大脑皮层的大小有关。感觉、知觉在脑中占共同位置 20世纪中叶，拉什利的研究支持整体说。切除大脑皮层的部分，动物的习惯形成受到影响。与部位无关，与面积有关。

大脑皮层活动的重要原理：均势原理和总体活动原理。均势原理：大脑皮层的各部位几乎以均等的程度对学习、记忆发生作用；总体活动原理：大脑是以总体发生作用的，学习活动的效率与大脑损伤的面积大小有关，与损伤特定部位无关。三、机能系统学说

鲁利亚：脑的一定部位损伤，不是导致某一孤立的心理机能丧失，而是导致一系列