人脑的高级活动.doc

第9章脑科学一教学目的和要求介绍脑的基本结构、脑研究方法、脑高级功能的神经机制及脑研究的新进展，要求学生掌握脑的基本结构特点及结构与功能的关系。二教学重点、难点：重点：脑的结构基础及营养机制。难点：思维、情绪等高级功能的神经机制。三教学方法设计：采用图文并茂的讲授式和启发式教学四教具和教学手段：多媒体课件及投影仪五知识点介绍：脑的整合(integration)机能,高度的可塑性（plasticity）。神经科学(neuroscience)，脑科学(brain science)概念。神经科学分为基础神经科学和临床神经科学两大领域，后者以研究神经系统有关的疾病为主，前者侧重基础理论。神经生物学(neurobiology)是基础神经科学的主干。神经科学或称脑科学主要的目标是：认识脑、保护脑和创造脑。认识脑的复杂结构和功能，为脑疾病和改善人类服务，在数学、物理学和计算科学的协助下，设计神经网络，模拟其动态相互作用，设计、开发仿脑计算机和信息处理系统。第一节 脑的结构一保护脑的环境1脑膜(meninges)脑膜是一种特殊化的致密结缔组织，对脑起着机械、化学和生物学等方面的保护作用。 脑膜有硬膜(或称韧膜)、蛛网膜和软膜3层组成。2脑脊液脑脊液是一种比重低而清晰的液体，含有较多的电解质(氯化纳、氯化钾、氯化钙等)，及少量的蛋白质和葡萄糖。脑脊液的成分与血浆成分具有一定的差异，脑脊液的蛋白质含量极微(大部分是白蛋白，球蛋白少于16)，葡萄糖的含量也仅为血糖的60一70，各种离子的浓度也有高、有低。3脑屏障中枢神经系统中存在着3种屏障来保护脑，即血脑屏障，血脑脊液屏障和脑脊液脑屏障。二大脑的结构人的大脑(Brain)包括左、右两个半球及连接两个半球的部分。大脑半球被覆灰质，称大脑皮质，其深部为白质，或称为髓质。大脑两半球间由巨束纤维（胼胝体，corpus callosum）相连。 脑主要包括大脑、间脑、小脑、中脑、脑桥及延髓等六个部分。1脑的表面结构2大脑皮层功能分区皮质运动区：位于中央前回（4区），是支配对侧躯体随意运动的中枢。皮质运动前区：位于中央前回之前（6区），为锥体外系皮质区。皮质眼球运动区：位于额叶的8枢和枕叶19区，为眼球运动同向凝视中枢，管理两眼球同时向对侧注视。皮质一般感觉区：位于中央后回（1、2、3区），接受身体对侧的痛、温、触和本体感觉冲动，并形成相应的感觉。顶上小叶（5、7）为精细触觉和实体觉的皮质区。额叶联合区：为额叶前部的9、10、11区，与智力和精神活动有密切关系。视觉皮质区：在枕叶的距状裂上、下唇与楔叶、舌回的相邻区（17区）。每一侧的上述区域皮质都接受来自两眼对侧视野的视觉冲动，并形成视觉。听觉皮区：位于颞横回中部（41、42区），每侧皮质均接受来自双耳的听觉冲动产生听觉。嗅觉皮质区：位于嗅区、钩回和海马回的前部（25、28、34）和35区的大部分）。每侧皮质均接受双侧嗅神经传入的冲动。内脏皮质区：该区定位不太集中，主要分布在扣带回前部、颞叶前部、眶回后部、岛叶、海马及海马钩回等区域。语言运用中枢：人类的语言及使用工具等特殊活动在一侧皮层上也有较集中的代表区（优势半球），也称为语言运用中枢。它们分别是：运动语言中枢：位于额下回后部（44、45区，又称Broca区）。听觉语言中枢：位于颞上回42、22区皮质，该区具有能够听到声音并将声音理解成语言的一系列过程的功能。视觉语言中枢：位于顶下小叶的角回，即39区。该区具有理解看到的符号和文字意义的功能。运用中枢：位于顶下小叶的缘上回，即40区。此区主管精细的协调功能。书写中枢：位于额中回后部8、6区，即中央前回手区的前方。 3大脑深部结构 第二节 睡眠与觉醒一睡眠的分期慢波睡眠（slow wave sleep, SWS），或称非快速眼动睡眠(non-rapid-eye-movement sleep,NREM)；再转为快波睡眠，或称异相睡眠（paradoxical sleep, PS），这个阶段发生在慢波睡眠之后，常伴有间断性的眼球快速运动，又称快速动眼睡眠 (rapid-eye-movement sleep,REM)。脑电图(Electroencephalography，EEG) 二睡眠的生理意义三睡眠的神经机制表1 睡眠和觉醒神经机制的区别 清醒 熟睡Ach系统活跃Ach系统不活跃感觉丘脑被易化感觉丘脑被抑制 网状核被抑制 网状核被激活丘脑皮质神经元活跃丘脑皮质神经元低节律EEG去同步化EEG同步化四 睡眠的体液调节五 觉醒六睡眠疾病第三节 情绪与动机与生理需要相联系的态度体验，称为情绪，这是人和动物都有的；与精神需要和社会需要相联系的态度体验，称为情感，这是人类特有的，是一种高级、复杂的体验。一情绪与情感1情绪或情感反应2情绪与意识3情绪的脑机制二动机第四节 语言和思维一 语言是人脑的高级神经活动两个最主要的研究方向，一是研究语言和思维活动的脑功能一侧化问题，二是探讨语言和思维的双脑协同机制。 二 思维及脑机制第五节 学习与记忆学习主要是指神经系统接受外界环境信息而影响自身行为的过程。记忆包涵两个方面的含义：一是记，指的是大脑从外界纷繁复杂的信息中，提取部分有用的信息形成感受印记，再从感受印记中选择部分信息形成短时记忆，又同样从短时记忆中选定部分信息形成长时记忆这样的一个过程；二是忆，指的是大脑根据当前外界传入信息的情况，迅速提取大脑贮存的相关的信息经验，结合外界传入信息，生成某种心理行为反应或应答的过程。一学习类型 学习可分为简单学习、联合学习和复合学习三类(见下表)。表 学习的主要类型简单学习 如习惯化、敏感化等联合学习 如经典条件反射、操作式条件反射等复合学习 如潜伏学习、替代学习、铭记学习等二记忆的类型按照记忆时程的长短来划分, 分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆和永久记忆。前三种记忆依次又称为感觉记忆、初级记忆和次级记忆,各类记忆的脑内神经机制不同。记忆形成的多阶段理论已得到许多动物实验结果的支持。 按记忆内容不同可以分为4类:形象记忆以事物外部形象为内容的记忆;逻辑记忆一一关于事物的意义、性质、变化规律等方面或抽象概念、判断推理等方面的记忆;情感记忆涉及情感体验及情绪变化方面的记忆;运动记忆技巧和技能性操作或运动以及习惯性动作等方面的记忆。陈述性记忆(declarative memory)和程序性记忆(procedural memory)。工作记忆(working memory), 三记忆的机制1学习和记忆的结构基础2 学习与记忆的细胞学基础四体液因素对学习记忆的影响1神经递质对学习和记忆的作用2 核酸、蛋白质与学习记忆的关系3 脑肽与学习记忆的关系4Ca2+的化学性突触传递五学习障碍与遗忘第六节 脑疾病与脑功能退化一、阿尔茨海默病二帕金森病(parkinson disease, PD)又叫震颤麻痹(paralysis agitans)。三、亨廷顿病第七节脑功能研究技术一脑电图二脑成像技术1电子计算机断层扫描（CT）2正电子发射型计算机断层显像(PET)3核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)三人脑数字化“地图集”四“脑机接口”（Brain Computer Interface，BCI）第八节人类脑计划和神经信息学本章小结：脑是人类一切智慧的物质基础，了解脑及其全部功能是本世纪重大挑战之一。为此本章介绍了神经科学的一些基本概念，内容概况及前沿研究概貌，利于学习者了解有关脑科学研究内容。本章简单介绍了脑的解剖结构及生活所需环境；对脑的高级功能如睡眠与觉醒、情绪与动机、语言和思维、学习与记忆做了详细阐明，并对其脑机制进行了探讨；也介绍了一些脑疾病及病理变化，脑研究技术等内容；最后简单介绍了