第二章心理的生理机制

1、 第二章第二章 心理的神经生理机制心理的神经生理机制本章教学目标：1了解神经元和神经系统的基本构造和功能；2了解神经信号的传导过程；3了解脑功能的各种学说；4了解内分泌腺和神经-体液调节对心理现象的影响。重点与难点：1重点为神经系统的结构、功能以及脑功能的各种学说。2难点为神经冲动的传导的机制、神经冲动化学传导的机制；大脑皮层的结构与功能。所需教学辅助设备与材料：计算机、投影仪等多媒体教学设备 科学家德尔盖多（科学家德尔盖多（Jose Delgado）进入斗牛场，身披斗牛）进入斗牛场，身披斗牛士的斗篷，手里拿着一个无线电遥控器。公牛朝德尔盖多士的斗篷，手里拿着一个无线电遥控器。公牛朝德尔盖多冲

2、过来了！他后退了两步，站了下来，正对着狂奔而来的冲过来了！他后退了两步，站了下来，正对着狂奔而来的公牛，没有躲避，而公牛则在就要定到德尔盖多之前的霎公牛，没有躲避，而公牛则在就要定到德尔盖多之前的霎那间停住了！这是为什么？因为德尔盖多手中的遥控器发那间停住了！这是为什么？因为德尔盖多手中的遥控器发出了信号，使深埋在公牛大脑里的电极给脑特定的控制中出了信号，使深埋在公牛大脑里的电极给脑特定的控制中枢施以刺激，大脑发出的指令使公牛骤然停住。枢施以刺激，大脑发出的指令使公牛骤然停住。 主要的问题：主要的问题： 脑的进化脑的进化 神经元神经元 神经系统神经系统 脑功能的各种学说脑功能的各种学说 脑的高

3、级神经活动脑的高级神经活动第一节 脑的进化问题问题从进化的角度来看，是否所有的动从进化的角度来看，是否所有的动物都有脑？物都有脑？脑是如何进化来的呢脑是如何进化来的呢？人脑和动物的脑有何区别呢人脑和动物的脑有何区别呢？研究脑的进化，对揭示人脑的秘密，研究脑的进化，对揭示人脑的秘密，对于了解脑与心理的关系有重要的对于了解脑与心理的关系有重要的意义。意义。 一 神经系统的发生原生动物无神经系统 变形虫：单个细胞组成，由单个细胞执行着各种功能。多细胞动物网状的神经系统 水螅、水母、海蜇。网状神经系统中，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。二二 无脊椎动物的神经系统无脊椎动物的神

4、经系统 环节动物链状神经系统 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。节肢动物节状神经系统 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，但只能对刺激物的个别属性进行反映，心理的发展属于感觉阶段。三 低等脊椎动物的神经系统由无脊椎动物到脊椎动物，在动物进化史上是一个重大的进步。脊椎动物的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大脑皮层。四四 高等脊椎动物的

5、神经系统高等脊椎动物的神经系统高等脊椎动物是指哺乳动物啮齿类、食肉高等脊椎动物是指哺乳动物啮齿类、食肉类、灵长类动物。类、灵长类动物。神经系统更加完善，大脑半球开始出现了沟、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回，扩大了皮层的面积，脑的各部分的机能逐渐分化。渐分化。出现了高级的心理反映形式知觉、思维。出现了高级的心理反映形式知觉、思维。从低等脊椎动物到高等脊椎动物，脑的进化遵循下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：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。 脑指数是指用脑的实际的大小与预期的脑的

6、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. 物种物种脑容积（毫升）脑容积（毫升）脑指数脑指数鼠鼠猫猫罗猴罗猴猩猩猩猩人人2.325.3106.4440.01350.00.401.012.092.486.30常见的几个物种脑的大小的比较常见的几个物种脑的大小的比较（二）皮层相对大小的变化大脑皮层有新旧之分大脑皮层有新旧之分。大脑的发展初期。大脑的发展初期与动物嗅觉机能的发展有关。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。把两栖类和鱼类的大脑只有嗅觉功能。把大脑先发展起来的，大脑先发展起来的，与嗅觉有关的皮层称为与嗅觉有关的皮层称为旧皮层旧皮层

7、。后来发展起来的称为新皮层后来发展起来的称为新皮层。新皮。新皮层到了哺乳动物才得到巨大发展。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新皮层主要是为适应更复杂的生存环境服务的服务的。（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存在巨大的人脑和动物脑在结构和功能上存在巨大的差异。差异。 结构上：结构上： 小脑：小脑： 低等动物占比重大低等动物占比重大 人占的比重小。人占的比重小。 新皮层：动物新皮层面积小新皮层：动物新皮层面积小 人的面积大。人的面积大。功能上：功能上： 大脑皮层可以分为不同的脑区，分大脑皮层可以分为不同的脑区，分别执行着不同的功能，但不同的

8、进化阶梯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。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。人脑的功能更复杂，更先进。 例如，单就视觉区的数量，松鼠有例如，单就视觉区的数量，松鼠有4 4个，猫个，猫1212个，人至少个，人至少2020个。个。问题：问题： 脑是复杂的系统，它控制着我们的行脑是复杂的系统，它控制着我们的行为。人脑中有大约为。人脑中有大约100亿个神经细胞（神亿个神经细胞（神经元，那么神经细胞是怎样工作的呢？经元，那么神经细胞是怎样工作的呢？第二节第二节 神经元神经元 一、神经元和神经胶质细胞 神经元就是神经细胞，它是神经系统结构和

9、机能的单位，它的基本作用是接受和传送信息。 瓦尔岱耶（waldeyer，1891）提出神经 元的名称。 神经元由胞体与树突和轴突三部分组成。 如图2-6所示（一）结构：胞体胞体：由细胞膜、细胞核、细胞质组成：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。作用是传导刺激到与它联系的各种细胞（二）神经元如何传递信息 神经冲动由树突接受 细胞体，在这里也不断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包住的，再把冲动传递给其他细胞。( (三三) ) 神经元的分类神经元的分类 1

10、、内导神经元（感觉神经元、传入神经元）：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、传出神经元）：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。 （四）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。二、神经冲动的传导二、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时，神经元就会由比较静息的状

11、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。 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。产生与神经元细胞膜的通透性有关。 细胞膜细胞膜对不同的离子具有不同的通透性，细胞内外化对不同的离子具有不同的通透性，细胞内外化学物质分布不同。在静息状态下，细胞膜对学物质分布不同。在静息状态下，细胞膜对K+ 的通透性较大，对的通透性较大，对 Na+的通透性较差，结果的通透性较差，结果K+外流，致使膜内外出现电位差。膜内比膜外略外流，致使膜内外出现电位差。膜内比膜外略

12、带负电，出现带负电，出现静息电位静息电位。 3、动作电位： 神经受到刺激，细胞膜的通透性迅速发神经受到刺激，细胞膜的通透性迅速发生变化。它使生变化。它使NaNa 更容易通过。更容易通过。NaNa进入细胞进入细胞内部，使膜内电位（正电荷）迅速上升，并内部，使膜内电位（正电荷）迅速上升，并高于膜外电位。这一电位变化过程叫高于膜外电位。这一电位变化过程叫动作电动作电位位。 （二）神经冲动的电传导（二）神经冲动的电传导是指神经冲动在同一细胞内的传导。是指神经冲动在同一细胞内的传导。神经冲动电传导的法则神经冲动电传导的法则 全或无法则全或无法则 神经元反应的强弱并不随外界刺激的强神经元反应的强弱并不随外

13、界刺激的强弱而改变。只要刺激达到一定的程度，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。不会变得越来越微弱。 神经冲动的电传导是神经细胞在神经冲动的电传导是神经细胞在同一细胞内的传导同一细胞内的传导,但是一个神经元但是一个神经元无法单独执行神经系统的机能无法单独执行神经系统的机能,各神各神经元之间必须联合行动经元之间必须联合行动,那么神经细那么神经细胞间神经冲动是靠什么部位来传导胞间神经冲动是靠什么部位来传导?又是怎样传导的呢又是怎样传导的呢?思考三

14、、神经冲动的化学传导三、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 突触突触 突触： 一个神经元与另一个神经元彼此接触的一个神经元与另一个神经元彼此接触的部分，部分，叫突触。 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

15、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. 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。 第三节第三节 神经系统的结构和功能神经系统的结构和功能 神经系统神经系统：由神经元构成的复杂的机能系由神经元构成的复杂的机能系统。统。 分为周围神经系统和中枢神经系统两部分。分为周围神经系统和中枢神经系统两部分。 大脑 间脑 脑 脑干 中枢神经系统 小脑 脊髓神经系统 脑神经 躯体神经

16、 周围神经系统 脊神经 交感神经 植物性神经 副交感神经一、周围神经系统 （一）躯体神经系统 1、 脊神经 脊神经：31对。 2、 脑神经：12对 （二）植物性神经系统 德国学者莱尔最先提出 交感神经和副交感神经两部分。兰格莱 交感神经通常在个体紧张而警觉时发生作用，是应付紧急情况的机构。 副交感神经则常使个体在松弛状态下发生作用，抑制各器官的过度兴奋，使它们获得必要的休息。交感神经与副交感神经在机能上具有拮抗性质。二、中枢神经系统： 脑脑 脊髓脊髓（一）脊髓的构造与功能 脊髓是中枢神经系统的低级部位，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位于脊椎管内，由许多神经元聚

17、集成的柱状构造，包括灰质和白质两种神经纤柱状构造，包括灰质和白质两种神经纤维。维。脊髓的两种功能：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：来自躯干和四肢的各种刺激，经过脊髓到达来自躯干和四肢的各种刺激，经过脊髓到达大脑，大脑发出的指令，也要通过脊髓才能大脑，大脑发出的指令，也要通过脊髓才能到达效应器到达效应器。 2 2、简单反射中枢：、简单反射中枢：感觉神经元将神经冲动传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，直接传给运动神经元，至反应器形成反

18、射，例如：膝跳反射等。例如：膝跳反射等。 （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。 所以，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。 （三（三）间脑：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。也具有控制睡眠、觉醒的功能。 下丘脑：是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，并与生理

19、活动中饥饿、渴、性等生理性动机有密切关系。与情绪有重要的关系。（四）小脑 位于脑干背面，分左右两半球，表面积1000平方厘米 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。 （五）边缘系统 大脑内侧最深处的边缘组成的功能系统。 它与动物的本能活动有关 影响人的记忆、情绪三、大脑的结构与机能三、大脑的结构与机能（一）大脑的结构 大脑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。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。大脑半球表面凹凸不平，褶皱。沟、裂、回：中

20、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。见下图（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。双侧性 听觉区：颞叶内，41、42区。产生初级形式的听觉。双侧性 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。颈部以下对侧性，左右交叉、上下倒置，头部的投射是正直的。2 2、初级运动区初级运动区: : 位于中央前回。位于中央

21、前回。4区。功能是区。功能是发出运动指发出运动指令令, , 支配和调节身体在空间的位置、姿支配和调节身体在空间的位置、姿势及身体各部分的运动。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感觉、运动障碍？问题 3. 3. 言语区：言语区： 定位于大脑左半球。在左半球额叶的后下方、靠近外定位于大脑左半球。在左半球额叶的后下方、靠近外侧裂处，侧裂处，布洛卡区布洛卡区。受损会发生运动性失语症。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理解口头言语有关。损伤这个区域将

22、会引起听觉性失语症，症，威尔尼克区威尔尼克区。 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。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。不同部位会被激活。 4. 4. 联合区联合区: : 人类的大脑皮层，还有范围很广、具有整合或联人类的大脑皮层，还有范围很广、具有整合或联合功能的一些脑区。合功能的一些脑区。 联合区不接受任何感受系统的刺激的直接输入，联合区不接受任何感受系统的刺激的

23、直接输入，从这个脑区发出的纤维，也很少直接投射到脊髓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，但它和各种高级的心理支配身体各部分的运动，但它和各种高级的心理功能有关。功能有关。 人类大脑皮层的联合区占人类大脑皮层的联合区占4/54/5左右。左右。 联合区可分成感觉联合区、运动联合区和前联合区可分成感觉联合区、运动联合区和前额联合区。额联合区。感觉联合区：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

24、区(前额叶)： 位于运动区和运动联合区的前方。 前额叶与中枢神经系统有着广泛的神经联前额叶与中枢神经系统有着广泛的神经联系，进入前额叶的信息是预先经过多次加工处系，进入前额叶的信息是预先经过多次加工处理的，前额叶的信息加工是理的，前额叶的信息加工是最高层次和最后阶最高层次和最后阶段的加工段的加工。 前额叶与计划有关前额叶与计划有关。计划是高级的认知活动。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前额叶损伤，患者完成任务只能依赖即时的情境。境。 与注意、记忆、问题解决等认知功能与人格与注意、记忆、问题解决等认知功能与人格都有一定的联系都有一定的联系。 问题：人有一个头颅，但却

25、有“两个脑”左脑和右脑。为什么人有“两个脑”，他们的功能一样吗？人们是采用什么方法来研究左右半球的功能的？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？ 割裂脑人的行为割裂脑人的行为 穿衣服、打妻子穿衣服、打妻子 斯佩里（Roger Sperry，1914-1994）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。左半球：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：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

26、况下，两半球既分工又联合活动，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？还是既分工又合作？一 定位说定位说开始于加尔的颅相说。虽然有错误的地方，但推动了脑功能定位的研究。真正定位理论的提出开始于19世纪60年代失语症的研究。布洛卡区。威尔尼克区。20世纪4050年代，得到进一步发展。潘菲尔德 二二 整体说整体说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。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。 重要的活动原

27、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，与损伤部位无关。三、机能系统学说三、机能系统学说由俄国的科学家鲁利亚提出：他观察到脑的一定由俄国的科学家鲁利亚提出：他观察到脑的一定部位损伤，不是导致某一孤立的心理机能丧失，部位损伤，不是导致某一孤立的心理机能丧失，而是导致一系列心理过程的障碍。提出大脑皮层而是导致一系列心理过程的障碍。提出大脑皮层定位是动态的、系统的机能定位的观点。定位是动态的、系统的机能定位的观点。三个互相紧密联系的机能系统：三个互相紧密联系的机能系统： 第一机能