人体解剖生理学心理的神经生理机制.ppt

1、2020年9月16日星期三,1,心理的神经生理机制 Biological Bases of Psychology,2,2020年9月16日星期三,本章重点问题： 神经原的构造 神经冲动的传导？ 神经系统的基本构成 大脑结构与功能？ 脑功能的几种理论？,3,2020年9月16日星期三,第一节 神经元,一、神经元（Neuron) 定义：（ Waldeyer,1891）神经元(神经细胞)是神经系统结构和机能的单位，它的基本作用是接受、加工和传送信息。,4,2020年9月16日星期三,（一）结构 胞体（Cell body） ：由细胞膜、细胞核、细胞质组成，在这里进行着维持生命的各种代谢活动. 树突（D

2、endrites ）：较短，负责接受刺激，并把刺激传向胞体。 轴突（ Axon )：较长，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,5,2020年9月16日星期三,6,2020年9月16日星期三,(二)、神经元的分类,按照功能来分类： 1、内导神经元（感觉神经元）： 2、外导神经元（运动神经元）： 3、中间神经元：介于前两者之间，起联络作用。,7,2020年9月16日星期三,二、神经冲动的传导,（一）、几个重要概念 1、神经冲动Neuron impulse : 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。 2、神经冲动的电传导,8,2020年9

3、月16日星期三,9,2020年9月16日星期三,3、神经冲动的化学传导,神经元和神经元之间的冲动的传导靠突触。,10,2020年9月16日星期三,人脑是由大量的神经元组成的。神经元之间连接和传导都是非常复杂，脑的活动实际上就是一系列神经元之间信息的相互传导。,11,2020年9月16日星期三,第二节 神经系统,12,2020年9月16日星期三,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.,13,2020年9月16日星期三,一、周围神经系统,（一）脊神经（颈部以下身体的感觉和运动） 结构 31对:颈神经8对;胸神经

4、12;腰神经5对 骶神经5对;尾神经1对 机能 一般躯体感觉 一般内脏感觉 一般躯体运动 一般内脏运动,14,2020年9月16日星期三,（二）脑神经 结构 12对：嗅、视、动眼、滑车、三叉、外展、面、位听、舌咽、迷走（内脏血管和腺体）、舌下 机能 面部肌肉、粘膜、腺体等 感觉与运动,15,2020年9月16日星期三,（三）植物性神经（自主神经） 交感神经系统The sympathetic nervous system 结构：脊髓的全部胸椎和上三阶段腰椎的灰质发出。 机能：处理麻烦，应付紧急情况的机构。加速心跳、肝脏释放血糖、减缓消化器官的活动。 副交感神经系统The parasympathe

5、tic nervous system 结构：发自中脑、脑桥、延髓和脊髓的骶部。 机能：打理家政 ，抑制体内各器官的过度兴奋，获得必要的休息。：,16,2020年9月16日星期三,17,2020年9月16日星期三,二、中枢神经系统,结构：脊髓、脑干、间脑、小脑、边缘系统、大脑 机能：整合和调谐全身的功能，加工全部传入的神经信息，向身体的不同部位发出指令。,18,2020年9月16日星期三,19,2020年9月16日星期三,（一）脊髓The Spinal Cord,脊髓的结构：脊髓是将脑和周围神经系统联系起来的神经元干线； 灰质是由神经元胞体和神经元树突组成。 白质是由神经元的轴突组成。 脊髓的功

6、能 是躯体与脑部之间神经传导的通路：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。 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，至效应器形成反射。,20,2020年9月16日星期三,21,2020年9月16日星期三,22,2020年9月16日星期三,（二）脑干（Brain stem),脑干结构：脑干上承大脑半球，下连脊髓，呈不规则的柱状型。 延脑（medulla)：“生命中枢”，它支配呼吸、排泄、吞咽、肠胃等活动。 桥脑(pnos)：位于中脑和延髓之间。是中枢和周围神经传递信息的必经之地。脑桥传递身体运动的信息,对

7、注意、睡眠具有调节的作用。 中脑(midbrain)：中脑中存在着视觉和听觉的反射中枢。 网状结构 ：脑干中神经纤维纵横交错，呈网状。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。,23,2020年9月16日星期三,脑干的功能：是维持个体生命，心跳、呼吸、消化、体温、睡眠等重要生理活动,24,2020年9月16日星期三,（三）小脑：(The Cerebellum),小脑的结构：脑干之后，由左右两半球构成，灰质在外部白质在内部。 小脑的功能： 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。 在控制身体运动的运动技能的学习方面，有一定的作

8、用。,25,2020年9月16日星期三,（四）间脑： 丘脑(thalamus)：皮层下高级的感觉中枢，除嗅觉外的各种感觉的中继站。 下丘脑(hypothalamus)： 调节植物性神经系统的主要中枢。主管内分泌系统，维持新陈代谢，调节体温，与饥饿、渴等有关。,26,2020年9月16日星期三,（五）边缘系统： 结构：在大脑内侧面最深处的边缘。包括扣带回、海马回、海马沟、杏仁核，附近的大脑皮层以及下丘脑 等组织。,27,2020年9月16日星期三,边缘系统各部分的功能 下丘脑 由几个神经核团和更小的神经元组成 调解动机行为：摄食、引水、体温调节、性唤起。 维持身体内部的平衡 调节内分泌系统的活动

9、 海马 边缘系统中最大的脑结构 在外显记忆获得中具有重要作用（Eichenbaum, 1999;Squire,1992 ）.例：H.M海马切除病例 杏仁核 在情绪控制和情绪记忆形成中具有一定作用。例：一项PET研究中，要求被试判断威胁词和中性词的书写颜色，结果表明，威胁词比中性词显著地激活了双侧杏仁核。Isenberg，1999。研究表明，杏仁核参与了对令人不愉快的词汇的评价。Tabert，2001。,28,2020年9月16日星期三,科學家曾猜測哺乳動物大腦中具有兩套決策系統，它們用不同的速度應對不同的狀況。英國科學家近日的研究支援了這一觀點，並認為古老、快速但不怎麼精確的大腦區域。產生的進

10、化壓力幫助形成了進化史上新近形成的反應慢但更加精確的大腦皮層。相關論文發表在英國皇家學會學報B(Proceedings of the Royal Society B)上。 核磁共振成像掃描顯示，皮層下區和外皮層均參與了決策。那麼為什麼大腦需要這兩套決策系統？更古老的皮層下系統是否是多餘的？如果真是多餘的，那麼將來人類的大腦是否會因它的萎縮而變小？研究人員建立了模擬理論模型，其中令皮層下系統進行快速但模糊的反應，而外皮層系統廣泛收集資訊，速度較慢。結果顯示，當威脅水準高的時候(比如受到危險動物的攻擊)，擁有雖然不精確但快速的反應系統是非常有用的；而當處理不常出現的狀況或具有許多相互矛盾線索的複雜

11、情節時(如社交情境)，外皮層系統就會顯得更為有用。Trimmer總結說：“隨著生活越來越複雜，決策之前收集資訊的益處對早期大腦產生了一種進化壓力，這可能就導致了哺乳動物中外皮層的快速形成。所以，如果人類生活的世界繼續充滿野獸和飛馳的汽車等危險的話，保留皮層下系統就仍然有進化益處，它在將來人類的大腦中就不太可能萎縮。”,29,2020年9月16日星期三,三、大脑的结构与机能,（一）、大脑的结构 结构： 大脑半球是由表面的灰质和深部的白质组成。 功能：大脑是中枢神经系统的最高级部分（占脑总重量的2/3），是各种心理活动的中枢，调节高级的认知功能和情绪功能。不同的区域出现功能的专门化，,30,202

12、0年9月16日星期三,大脑皮层结构：4.5-1.5毫米 厚度的薄组织，分六层；2200平方厘米，数十亿神经细胞组成。 左右两半球：中间由较厚的神经纤维联系起来。 胼胝体：联系两半球的神经纤维（2亿条）。在两半球之间传送信息。 皮层的沟、回：中央沟、大脑外侧裂、顶枕裂； 中央前回、中央后回.,31,2020年9月16日星期三,皮层的四个分区： 额叶：位于外侧裂之上和中央沟之间。 顶叶：中央沟之后。 颞叶：外侧裂下部。 枕叶,32,2020年9月16日星期三,（二）大脑皮层的分区及机能,感觉区 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

13、眼睛输入的神经冲动，产生初级形式的视觉。例如，光的觉察。 听觉区：颞叶内，41、42区。产生初级形式的听觉。,33,2020年9月16日星期三,机体感觉区： 位于中央后回。接受皮肤、内脏等器官的感觉刺激，产生温度、疼痛等不同的感觉。 躯干、四肢在体感区的投射关系是左右交叉、上下倒置的。 头部在感觉区的投射是正直的。身体各部位投射面积的大小取决于它们在机能方面的重要程度。,34,2020年9月16日星期三,2初级运动区（额叶）,位于中央前回。 支配和调节身体在空间的位置、姿势及身体各部分的运动。 运动区与躯干、四肢运动的关系是左右交叉、上下倒置的。 运动区与头部运动的关系是正直的。 身体各部位在

14、运动区的投射面积取决于它们在机能方面的重要程度。,35,2020年9月16日星期三,3语言区：,布洛卡区：言语运动区。受损会发生运动性失语症。 威尔尼克区：言语理解区。 角回：与词形顺序的编码有关。损伤该区域出现理解书面言语的障碍。产生视觉失语症。,36,2020年9月16日星期三,37,2020年9月16日星期三,4联合区:每个脑区的作用是必要条件但不是充要条件，需要通过联合区将其整合才能对外界刺激做出适当的反应。 结构：人类的大脑皮层联合区面积占总面积的4/5左右。 功能：它们负责解释、整合来自其它部分的信息，因此和各种高级的心理功能有关。,38,2020年9月16日星期三,感觉联合区：

15、邻近感觉区的脑区。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。 前额叶与计划、调节控制、注意、记忆、问题解决、人格有一定的联系。,39,2020年9月16日星期三,总结： 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，各部分各司其职联合完成活动。 所以说人脑是心理的物质基础，心理是人脑的机能。,40,2020年9月16日星期三,（三）、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

16、。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。 那么两半球是否具有不同功能？,41,2020年9月16日星期三,临床上的证据： 1861年，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。康复后情感表达受到损伤。 来自割裂脑的证据：癫痫病发作、切断胼胝体。Seprry在60年代对裂脑人进行了系列研究。把不同的物体，呈现在左、右视野，正常情况下游事业的信息达到左半球，作事业的信息达到右半球，通过胼胝体两半球共享。但裂脑人在左或右侧视野的信息仅停留在右或左半球。,42,2020年9月16日星期三,43,2020年9月16日星期三,来自正常人的证

17、据,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。,44,2020年9月16日星期三,左半球主要功能： 主要负责言语、阅读、书写、数学运算和逻推理等。 右半球主要功能： 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。,45,2020年9月16日星期三,问题？,大脑的结构和功能受后天的因素影响吗？,46,2020年9月16日星期三,（四）脑的可塑性 脑具有一定的可塑性：在后天经验的影响下，脑的结构、形态、功能等方面会发生一定的变化。这种可塑性

18、贯穿一生，但年龄小，可塑性越大。 结构或形态的变化：突触向靶组织的生长；突触的精简 例：老鼠被饲养在不同环境中：1 关在铁丝网笼子里；2 关在不透明的笼子里；3 刺激丰富的笼子里。结果：丰富环境中的老鼠，大脑皮层更重，灰质厚，皮层在脑中比重大。启示：优越的生活环境对脑的发育有一定好的作用。,47,2020年9月16日星期三,功能的变化：一女婴，因病变，切除了右半球。30岁时表现，复杂图形的知觉、空间关系理解、图形识别、音乐绘画等均正常。,48,2020年9月16日星期三,第四节 脑功能的学说,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？,49,2020年9月16日

19、星期三,一、定位说(Localization theory),核心思想：各种机能是由大脑的一些特定区域负责的。定位理论对脑的功能做出静态的、局部的描述。 始于加尔和斯柏滋姆的颅相说（1758-1828）。“心理表现为许多机能，这些机能在大脑内有其对应的位置”。,50,2020年9月16日星期三,真正定位理论的提出始于19世纪60年代失语症的研究。 1825波劳尔提出语言定位于大脑额叶 1861布洛卡区, 1847威尔尼克区。 20世纪4050年代潘菲尔德发现记忆与颞叶有关； 其他研究发现情绪与边缘系统有关,51,2020年9月16日星期三,二、整体说(Wholistic theory),脑的各

20、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。 0世纪中叶，拉什利的脑损毁研究支持整体说。 均势原理：皮层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有关，与损伤的特定部位无关。,52,2020年9月16日星期三,三、三个机能系统学说(Theory of Three functional system ),鲁利亚（1902-1977）提出。 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

21、列心理过程的障碍。 提出大脑皮层定位是动态的、系统的机能，个别环境受到损伤，高级心理机能会受到影响。,53,2020年9月16日星期三,脑分成三个互相紧密联系的机能系统： 第一机能系统 调节激活和维持觉醒状态的激活系统。定位在网状结构和边缘系统。保持大脑皮层的觉醒状态。 第二机能系统：信息接受、加工和储存的系统。定位在皮层的枕叶、颞叶和顶叶以及相应的皮下组织。作用是接受刺激，对它们进行加工，储存。 一级区是刺激的直接投射区，具有高度特异化的功能。 二级区是对信息进行综合的脑区，位于一级区的附近，对一级区加工过的信息进行综合，反映事物的整体特性。 三级区是对信息进行空间和时间的整合，反映事物之间

22、的关系，位于枕叶、颞叶和顶叶的交界处。,54,2020年9月16日星期三,第三机能系统：行为调节系统。定位在大脑皮层前部，主要是前额叶。负责编制行为的程序、调节和控制行为的系统 一级区位是初级运动区，大脑的指令，通过这个区域调节身体运动。 二级区位于运动区的前面，实现对运动的组织，制定运动的程序。 三级区位于额叶的前面，主要作用是产生活动的意图，实现对复杂行为的调节和控制。,55,2020年9月16日星期三,任何一种心理活动是三个系统相互作用，协调活动的结果，既分工又合作。 丰富了脑功能的理论，很受重视的一种理论。,56,2020年9月16日星期三,四、模块说（Module theroy）,2

23、0世纪80年代在认知科学和认知神经科学忠出现的一种新理论。 Gazzaniga(1976)提出。 1 人脑在结构和功能上是由高度专门化并相对独立的功能模块组成的。 2 不同的模块有不同的功能，模块的结合保证着认知功能的完成。 例如模式识别中：面孔识别模块、物体识别模块。 评价：它揭示的是人脑的整体性；它不是对脑功能的静态的、局部的描述，而是对脑运转状态的动态的全局性的描述。,57,2020年9月16日星期三,总结： 定位说：把脑的机能与脑的某一部位严格对应起来。 整体说：大脑是统一的机能整体，脑的各种机能是由 大脑整体负责。 机能系统说：任何一种心理活动是三个系统相互作用，协调活动的结果。 模

24、块说：强调不同的模块执行不同的功能，模块的结合保证认知功能的实现。,58,2020年9月16日星期三,上圖為大腦細胞的主要路徑，下圖為神經連接最繁忙的集線器(紅色),人類大腦皮層接線圖,59,2020年9月16日星期三,美國大眾科學雜誌報道，科學家首次描繪大腦皮層接線圖，從而揭示智力人類背後的基本結構。新研究標誌著人類在理解自身最複雜和最神秘器官上的一大進步，相關論文發表在6月30日出版的公共科學圖書館?生物學(PLoS Biology)上。 1993年沒有這樣的大腦接線圖， 之後的20年研究最終直白地揭示了人類大腦神經系統線路圖，且根本沒有使用解剖刀。此人類大腦神經系統線路圖表明我們有一個大

25、腦細胞連接的中心核心，似乎在協調我們思維和行動。這一高解析度的人類大腦神經系統線路圖來自瑞士和美國研究人員，它的精細程度無與倫比。該圖反映了人類大腦皮層中負責高等思維的數百萬神經纖維，如何相互連接和“交談”。另一張低解析度的人類大腦神經系統線路圖由來自加拿大的研究小組，它們都是通過利用大腦掃描技術擴散光譜成像(DSI)分別獲得的。這二支小組都是針對大腦皮層，即我們大腦的摺皺外殼，此區域正是形成我們人類物種獨特智慧的地方。相對於身體大小，人類在靈長類動物中具有最大的大腦皮層。擴散光譜成像能揭示神經軸突的主要路徑，神經軸突是傳輸脈衝信號到鄰近神經細胞的長突。這種無創成像技術主要依據水分子在腦組織中

26、的擴散來評估神經纖維連接的軌道。而該技術的高敏感度變種擴散光譜成像(diffusion spectrum imaging，簡稱DSI)，則能夠描述通過某一位置的多重神經纖維的定向性。最新研究正是將該技術應用於整個人類大腦皮層，才得到了其中數百萬神經纖維的網路地圖。,60,2020年9月16日星期三,美國哈佛大學和馬薩諸塞州綜合醫院的神經科學家范威德恩率先繪製擴散光譜成像的高解析度大腦皮層接線圖，他解釋說，其工作原理和墨水玷污你的襯衣差不多：墨水沿著襯衣上的纖維向一個主要方向擴散。“此技術類似于魔棒，能在待試物種、器官或組織上揮動。而這是內在邏輯構成，並以數字三維彩色方式顯示出大腦皮層接線圖來。”進一步的計算分析表明，人類大腦皮層中存在著對神經連通性起中樞作用的區域，研究人員形象地將其稱為大腦的“集線器”(hub)。經過利用多位個人的神經軸突圖，科學家能定位大腦區域，甚至可以精確到一個個細胞的連接上。每一支小組發現這些神經“集線器”在大腦皮層中集中成簇，設想將此神經“集線器