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文档简介
生理心理学
主要内容
导论(学科本质、历史发展、研究方法)
人体的神经系统
各种心理现象的的生理心理学基础
•感觉的生理心理学基础
•知觉的生理心理学基础
•注意的生理心理学基础
•记忆的生理心理学基础
•言语、思维的生理心理学基础
•本能与动机的生理心理学基础
•情绪与情感的生理心理学基础
•人格的生理心理学基础
第一章导论
学科本质、研究意义、历史发展、研究方法
生理心理学的学科本质
一、定义:
生理心理学是研究心理现象的生理机制,即研究外界事物作用于脑而产生心理现象的物质过程的科学。
二、研究对象:
心理现象的生理机制,尤其是脑机制。
三、研究任务:
研究并揭示心理现象产生过程中有机体的生理活动过程,特别是中枢神经系统和大脑的活动方式。
四、学科特点:
基础性;
理论性;
交叉性的边缘学科。
——生理心理学与生理学、神经解剖学、神经生理学、生物化学、药物学、神经病学、神经心理学、内分泌
学以及行为遗传学等都有密切的联系。
五、需具备的知识:
1.心理活动的基本概念
心理活动是脑对外界世界的反映过程。
外部刺激f【心理活动】T反应
[认识过程一一感知、记忆、思维、想象等
心理过程[情感过程一一对事物的态度体验过程
[意志过程一一意志行动的心理过程
心理状态一一注意、灵感、激情、心境、信心、犹豫等。
个性心理[个性倾向性一一需要、动机、兴趣、信念、理想、价值观等
[个性心理特征一一能力、气质、性格
2.精神疾病与精神病学的基础知识
精神病是一些心理活动发生障碍的各种疾病的总称。精神障碍是一类具有诊断意义的精神方面的问题,特征为认知、
情绪、行为等方面的改变,可伴有痛苦体验和/或功能损害。
阿尔茨海默病(认知、记忆损害、人格改变)
抑郁症(病态抑郁体验)
儿童注意缺陷障碍(多动>.
精神病学(精神医学)是研究精神疾病病因、发病机制、临床表现、疾病发展规律以及治疗和预防的一门学科。
研究对象:由重性精神障碍向轻性精神障碍转变
服务模式:封闭式管理转向开放式或半开放式管理
新的药物出现、重视康复、预防复发
精神障碍患者的预后已大为改观。
《中国精神疾病分类及诊断标准》MMD—3
器质性精神障碍
精神活性物质所致的精神障碍成非成瘾物质所致的精神障碍
精神分裂症和其他精神病性障碍
情感性精神障碍(心境障碍)
瘴症、严重应激障碍和适应障碍、神经症
心理因素相关生理障碍
人格障碍、习惯与冲动控制障碍和性心理障碍
精神发育迟滞与童年及少年期心理发育障碍
童年及少年期的多动障碍、品行障碍和情绪障碍
其他精神障碍和心理卫生情况
生理心理学的研究意义
研究意义
学习这门科学不仅是深入理解和探讨人类本身的行为和种种心理现象产生的生理机制及其生物的根源
也会给诊断和治疗各种心理缺陷和精神障碍提供基础知识。
对其它分支的发展会产生重大影响
对智能计算机、机器人的理论发展可提供重大的理论启发;
对于教学、医学、运动科学、文化艺术及社会福利、环保事业具有基础性理论意义。
生理心理学的发展进程
一、自然哲学理论
二、脑机能定位理论
三、经典神经生理学理论
四、细胞神经生理学理论
五、化学通路学说
六、当代神经科学理论
一、自然哲学理论
中国:心者,五脏六腑之
大主也,精神之所舍也。
德漠克利特:精灵原子的假说
莱布尼兹:心身平行论
笛卡儿:心身交互论
二、脑机能定位理论
(-)定位学说
(二)整体学说
(三)功能系统学说
(四)模块学说
(-)定位学说
1.脑功能的定位说开始于加尔和斯柏兹姆提出的卢相说。将颅骨的外部特征与行为的某些方面联系起来。确定了
27种重要的官能,如聪明、忠实、竞争性、自爱等,每种官能都有相应的颅骨特征和位置。
•颅象说推动了脑功能定位的研究。
颅象说的不科学之处
A许多官能没有明确的定义,也无法进行定义
>颅骨的外部特征与皮层的发育程度不是严格对应的
2.真正的定位说开始于对失语症病人的临床研究。
•1861年布罗卡对失语症病人的研究,发现病人左侧额叶受到损伤。语言表达有障碍,运动型失语症。
•1874年,威尔尼克发现一种新的失语症,病人的脑损伤发生在颠叶,病人说话流畅,但所说的话没有意义,
病人有听觉,但不理解别人的话语。
•3.20世纪四五十年代潘菲尔德用电剌激发研究颜叶发现,微弱的电刺激能使病人回忆起童年的一些事情,
这说明记忆可能定位在藏叶。
•4.另外,科学家发现,海马也与记忆有关,杏仁核与情绪有关,下丘脑与进食和饮水有关。
•这些发现都有利于功能的定位说。
(二)整体说
1.弗洛伦斯用鸡和鸽子等动物进行了一系列实验,实验采用局部毁损法,切除动物脑的一部分,然后观察行为。
观察结果得出结论,
不存在皮层功能的定位
功能的丧失与皮层切除的大小有关,而与特定的部位无关。
2.美国心理学家拉什利的脑功能“整体说”
采取脑损毁技术用白凰做了一系列实验。
大脑功能的两条重要原理:
均势-
大脑皮层的各个部位几乎以均等的程度对学习发挥作用;
总体活动-
大脑是以总体发挥作用的,学习效率与大脑受损的面积成反比,而与受损部位无关。
•人的学习活动是整个大脑皮层活动的结果,任何学习活动都是一种整合过程,与大脑皮层各个部分都存在着紧
密联系,并不存在某个特殊部位的机能,都与大脑皮层的广泛区域相联系。
•人的学习活动与受到损害的大脑皮层的部位关系不大,而与大脑皮层被损害部位的面积大小有关,被损害的区
域越大,对学习活动的影响就越大。
•根据拉什利的研究可以得出推论,学习活动效率并不依赖于大脑皮层的精细结构定位,而与大脑皮层广泛的神
经细胞的活动有关。
(三)功能系统学说
•鲁利亚对因战争而造成大脑损伤的病人进行了大■的临床观察和训练。
•认为脑是一个动态的结构,是一个复杂的动态机能系统。在机能系统的个别环节受到损伤时,高级心理机能确
实会受到影响。
•鲁利亚把脑分成三个互相紧密联系的机能系统:
——第一功能系统
是动力系统,负责调节激活与维持大脑皮层的一般觉醒状态。由脑干网状结构和边缘系统等组成。
——第二功能系统
是信息接受、加工和储存的系统,它位于大脑皮层的后部,包括皮层的枕叶、颜叶和顶叶以及相应的皮层下组
织。
——第三功能系统
是行为调节系统,负责编制行为程序、调节和控制行为的系统。它包括额叶的广大脑区。
•鲁利亚认为,人的各种行为和心理活动是三个机能系统相互作用、协同活动的结果。
•每个机能系统又起各自不同的作用
•鲁利亚的研究,特别是关于心理机能定位的研究,丰富和发展了脑功能的理论。
(四)模块学说
•20世纪80年代中期,在认知科学和认知神经科学中出新了一种重要的理论,即模块说。
人脑在结构和功能上是由高度专门化并相对独立的模块(module)组成的。这些模块复杂而巧妙的结合,是实现复
杂而精细的认知功能的基础。
三、经典神经生理学理论
•英国生理学家谢灵顿和俄国生理学家巴甫洛夫几乎同时建立了生理学实验方法,以反射论为指导,研究了中枢
神经系统的功能。
•谢灵顿利用猫股四头肌标本,巴甫洛夫则发现狗的心理性唾液分泌标本,基于精确的定■分析,分别研究了脊
髓和脑高级中枢对对剌激的反应,确定了剌激和反应间的因果关系。大大提高了脑功能研究的科学水平。
•条件反射:
一个原来不能引起特殊反应的剌激,即中性刺激,经过与某种能够引起特殊反应的刺激多次配合出现之后,它获得
后者的性质,即在单独出现时亦可出现该反应。
•神经过程的基本活动
——兴奋与抑制
a、外抑制
大脑皮层某一部位兴奋,其临近部位就要受到抑制。(空间)
b、超限抑制(防御抑制)
神经细胞不能活动太久,兴奋到一定程度就转为抑制(时间)
c、消退抑制
已经形成的条件反射长时间得不到强化而消退
d、泛化现象
用某种特定条件刺激形成条件反射的初期,凡和这种刺激类似的刺激都可以成为有效的信号。(eg,某频率的声音)
分化抑制别的类似的刺激得不到强化,就只对特定的刺激反应。
神经过程的基本规律
——扩散与集中
——相互诱导(正诱导;负诱导)
——动力定型:
大脑皮层对刺激的定型系统所形成的反应定型系统叫做动力定型。
•条件反射三原则
-决定论原则
反射活动与外界刺激存在因果联系
--对应原则
外部剌激与脑内分析器相对应
-结构原则
脑的反射活动是通过反射弧实现的
以上三原则反映出:由于神经解剖学、神经组织学和分析生理学的研究,生理学和心理学对于脑与心理活动的
关系,已经积累了相当多的知识。
•评价
是行为主义心理学建立的重要自然科学基础;
开创了生理学实验分析法的先河;
具有很大的历史局限性
只是概括了神经解剖学、神经组织学和分析生理学的研究成果,没有深入到脑的深部结构
四、细胞神经生理学理论
•电生理学的发展历史
•发端于1791年,伽伐尼(Galvani)(意大利医生和解剖学教授)关于动物电的概念。
•瑞士的德国生理学家埃米尔.杜布瓦-雷蒙德在伯世纪40年代(1849)由于电学技术的进步,第一个预测到
神经和肌肉在活动时的电位变化。
•现代电生理学的真正开始,是1922年厄兰格和加塞尔将阴极射线示波器应用于神经生理学研究
•电生理学的技术基础原理和方法学原则
利用核团电极、细胞外电极和细胞内电极不但可以刺激神经组织,还可以记录它的电活动。、
——根据刺激某一点,在它周围不同神经成分发生反应的时间关系和频率特点,分析出神经成分间的机能关系。
•成果
•任一反射活动不仅制约于外界刺激,也制约于网状非特异系统兴奋水平所决定的唤醒状态。心理活动的基础并
非简单的刺激一反应的决定论原则。
•在经典三环节反射弧的机构中,必须考虑到由传入和传出神经发出的侧支联系,它不但引申出网状非特异系统
的制约作用,也引申出反馈作用原理。
•除神经冲动在神经干上传导的“全或无”定律之外,细胞神经生理学还发现了突触后的“级・反应”规律。
♦“全或无”定律:
•每个神经元都有一个剌激阙值,对阙值以下的刺激不发生反应,对阙值以上的刺激,不论其强弱均给出同样高
度(幅值)的神经脉冲发放。
♦“级■反应”定律:
•神经元的胞体和树突上分布着很多突触,每个突触的后膜电位很小,不足以引起神经元发放神经冲动,但很多
后膜同时或间隔几毫秒相继出现电位,则可以总和起来,当超过这个神经元的单位发放阈值,就会导致该神经
元全部细胞去极化,出现整个细胞为一个单位而产生短脉冲,即神经元的动作电位。
•基本观点
在脑内存在着一些化学通路。神经冲动的传导不仅在一个细胞内以电化学的方式进行着,在神经原间还以化学传递
的方式进行着。
•意义
使人类对脑功能与心理活动的关系的认识从器官水平和细胞水平推进到分子水平。
六、认知神经科学
认知神经科学
——采用人类被试无创性脑功能成像技术
脑代谢成像技术和脑生理成像技术
结合有创性动物实验
细胞电活动记录、手术损毁、电刺激、药物法
探索脑高级功能的奥秘
第二章神经系统的结构与功能
神经系统的重要作用
协调各器官、各系统的活动,使之形成一个整体,适应外部环境的变化。
•通过感觉器官接受体内、外剌激,作出反应,直接调节或控制身体各器官、系统的活动。
•通过调节或控制内分泌系统的活动来影响、调节机体各部分的活动。
主要内容
1.神经元的结构与功能
2.突触的结构与功能
3.反射弧的结构与功能
4.脑的结构与功能
一、神经元的结构与功能
神经系统的基本结构与功能单位
神经元——1891年,瓦尔岱耶提出。
是具有细长突起的细胞,它由细胞体、树突和轴突三湘分组成。
树突与轴突不同:
形态上:树突,短,有多个;轴突,长,仅一个
功能上:树突与胞体,接受信息。轴突,传出信息
神经末梢
神经元的形态
(二)神经元的分类
1.根据神经元突起的数目
双极神经元单极神经元多极神经元
双极神经元:如视网膜的双极细胞、内耳的前庭神经节和蜗神经节内的感觉神经元。
单极神经元:脑、脊神经节中的感觉神经元震于此类。
多极神经元:中枢部内的神经元绝大部分于此类。
2.根据神经元的传导功能
S«n»oryNeuronMotorNeuronIntomeuron感觉神经元运动神经元中间神经元
神经胶质细胞
•星形胶质细胞
•少突胶质细胞
•小胶质细胞
神经元内的信息传导
细胞内液和外液的例子
•神经信息传导的基础
有机阴离子
钾离子
钠离子
氯离子
静息状态下细胞膜内外离子分布
网子分布离子运动
神经元内神经冲动的产生与传导
去极化/
3$极化.反极化:::
-=__一—LJIJ~才
。+J+6复极化
1、静息状态时,神经纤维膜处于极化状态,膜外为正电位,膜内为负电位(静息电位卜
2、接受剌激,去极化,膜内为正电位,膜外为负电位,
成为反极化状态(动作电位卜
3、神经纤维膜恢复静息状态,即复极化的过程。
神经冲动的产生
神经冲动的产生
极化状态极化状态
1、膜外钠离子钠通道关闭,
感受刺激,钠
浓度高,膜内钾钾通道打开,
离子浓度高。通道先开放,
2、神经细胞膜大量钠离子内大量钾离子外
对钾离子的通透流,使膜成为流,使膜恢复
性较钾离子反极化状态。极化状态。
可扩散到膜外。.
去极化复极化
机理:细胞膜对Na+和K+的通
透性不同,K+扩散到膜外
极化状态:膜内为负电位
(静息电位)膜外为正电位
去极化I制品机理:受到剌激后Na+通道打
T剌微开,膜外岫斗大量内流
+++-N#
反极化状态:膜内为正电位
--4+-(弼电位)膜外为负电位
+++---+
复极化,
■/机理:Na+通道关闭,K+通道再次打开,
++#4++K+大量外流
[1]111极化状态(邈电位)
++++++
静息时付极化
膜外©
际“++++++++++++++
膜内
膜外+++++++++++++土、
静息电位;外正内负
适宜刺Na
©极化
J©©
膜外++++++++++++++
去极化
膜内牡QK仁忖
膜外++++++++++++++反极化
©@
动作电位:外负内正
©
©©
膜外++++------++++++
去极化
膜内一布十^w;
膜外++++---++++++友极化
复极化
适宜刺激
V
三
.I。o
0
插入膜内的是尖端直径<1pm的玻璃管微电极,管内充以KCI溶液,膜外为参考电极,两电极连接到电位仪测定极
间电位差。
各种细胞的静息电位数值不同:
•哺乳动物的神经细胞的静息电位为-70mV(即膜内比膜外电位低70mV);
骨骼肌细胞为-90mV;
•人的红细胞为-10mV。
,神经冲动以埼部电流的形式从兴奋部位传向两侧相邻未兴奋部位
兴奋在神经纤维上双向传导:
,冲动传导方向与膜内电流方向一致,与膜外相反;
•原兴奋部位恢复静息状态。
•结构和功能的完整性;
・绝缘性;
•双向传导;
•相对不疲劳(带电粒了跨膜移动耗能相对较小)。
二、突触的结构与功能
突触的定义:
一个神经元与另一个神经元相接触的部位或运动神经末梢与骨骼肌接触的部位叫做突触。
突触的结构:
•突触前膜:轴突末端突触小体的膜。
•突触间隙:突触前膜与突触后膜之间的间隙(内有组织液)
突触后膜:与突触前膜相对应的另一个神经元的胞体膜成树突膜。
树突
突触
②突触小泡与
③神经递质释放
细胞膜融合
在突触间隙
突触前膜
cTo--突触间隙
突触后膜
④神经递质与
受体结合
神经递质分子受体
突触的类型
轴突一树突式(主要)
轴突一胞体式(常见)
轴突一轴突式(少数)
突触传递中的一些大事件进一步修放
突触传递的过程
________突触小体释放.
兴奋-----轴突
►一(突触小泡)*神经递质
突触间隙作用于.突触后膜下一个神经元
兴奋或抑制
突触传递特点:单向性、化学传导、慢
兴奋只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突。
与物鼻性受体脸(兴奋或抑■)
原因一递质只存在于突触小体内,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜
神经冲动传导与突触传递的比较
神经冲动传导与突触传递生
神经纤维上的传导细胞间的传递
实质膜电位变化f局部电流突触小泡释放递质
信号形式生物电神经递质(电化学)
传导速度快、均匀慢、突触延搁
传导方向双向性单向性
稳定性不易受内环境变化的影响对内环境变化敏感
传递效率易疲劳不易疲劳
三、反射弧的结构与功能
传入神经(传导兴奋至神经中枢)
反
射
(信息的分析和综合并产生新
弧
神经中枢的兴奋)
传出神经(传导兴奋至效应器)
(对刺激作出应答反成)
反射的特点:
①完整性:五部分缺一不可
②单向性(方向性):
传出神经
感受器wa神经中枢A效应器
四、脑的结构与功能
小资料
1.人的大脑的平均重■为1400g,一般是体重(60kg)的1/43.
2.大脑的表面积为2200cm2。
3.大脑皮层(灰质,厚约2-3mm),是神经元胞体高度集中的地方。皮层之下是神经纤维组成的白质。
大脑半球可分四个叶:额叶、戴叶、顶叶、枕叶。
□BasicFeaturesoftheNervousSystem□BasicFeaturesoftheNervousSystem
■Anterior■Dorsal
•位于头部附近或朝向头部的一侧•指与朝向头顶或背部的神经轴向垂食的方向
■Posterior•Ventral
•位于足部附近或朝向尾的一倜•指与朝向头骨底部或躯体前面的神经轴向垂直的
方向
,Rostral
•Lateral
•指朝向脸前面的神经轴方向
•朝向躯体侧面,远离中间
•Caudal
■Medial
•挣远离脸前面的神经轴方向
•朝向躯体中间,远离偏面
(中央后回)
(中央前回)躯体感觉中枢
IK体运动中枢
听觉中枢
语言中枢
视觉
视觉中枢
(中央后回)
躯体感觉中枢
人类大脑皮层
第一运动区与躯体各部分的关系示意图
图-人K讪虐&透除21
控制特点
•中枢面积大小与身体大小无关,而与机能的复杂程度有关;
•中枢位置与身体各部分的关系是倒置的(脸部除外);
•大脑左右两半球对机体的感觉和运动的控制是交叉的。
•语言区是人类特有的高级神经中枢;
大脑两半球功能的不对称性
•大脑两半球的解剖结构基本上是对称的,其功能是不对称的,这种功能不对称性叫“单侧化”。
•右利手:惯用右手的人,左半球是优势脑。言语功能、概念形成、逻辑推理、数学运算等占优势。
•左利手:右半球是优势脑。空间知觉、形象思维活动、音乐、美术、情绪表达、识别能力等占优势。
左右脑分工理论
正常人的大脑两半球之间由脐般体连接沟通,来自外界的信息,经册艇体传递,左右两个半球的信息可在瞬间进行
交流,构成一个完整的统一体。
人的每一种活动都是两半球信息交换和综合的结果。
右半球
♦主要负责空间知觉、直觉、情绪情感、音乐节奏、美术、艺术欣赏、身体协调、想像、灵感、顿悟
等。
♦思维方式具有无序性、跳跃性、直觉性等。
♦右脑像万能博士,善于找出多种解决问题的办法,许多高级思维功能取决于右脑。
♦右脑又可以称作“本能脑7'潜意识脑"创造脑"音乐脑7"艺术脑:
•软膜
脑脊膜脑室与脑脊液
•保护性结构
•中枢神经系统
•硬膜
•蛛网膜
•软膜
•周围神经系统
中枢神经系统的发育
硬膜
25dan35dov»405sSOOmIQOdT*
•初级听皮层
•初级躯体感觉皮层
•运动控制皮层
•初级运动皮层
干细胞是生成中枢神经系统的细胞。联合皮层
干细胞:祖细胞•感觉联合皮层
发育阶段:大脑后部
对称分裂:两个祖细胞感知和学习
>不对称分裂:一个脑细胞和一'b•运动联合皮层
祖细胞额叶联合皮层参与运动的计划和执行
>放射性胶质细胞半球单侧化
细胞凋亡•左半球
神经联系的建立信息分析
>神经元迁移到最终位置后,开始建立神经联系。序列事件识别
>神经连接是有序而系统的。•右半球
神经发生合成
新神经元的生成独立成分整合后的识别
神经发生的部位:脱胭体
>海马边缘系统
>嗅球大脑边缘系统
松果体
大脑皮层肺脏体
大脑初级感觉与运动皮层大脑结构
间脑结构扣带回
海马回
丘脑前核群
•接收感觉器官的信息-海马
下丘脑
乳头体
初级视皮层杏仁体
边缘系统:上丘:视觉系统一部分
动机和情绪下丘:听觉系统一部分
组成•被盖:
>边缘皮层/扣带回网状结构
>海马导水管周围灰质
>参与学习与记忆红核
>杏仁核黑质
>情绪加工小脑
基底神经节•小脑功能
•组成:整合信息,调节运动输出和运动协调性、流畅性。
尾状核脑桥
壳*功能:
苍白球部分网状结构,参与睡眠和觉醒的合团
•主要功能大脑与小脑信息传递的中继
参与运动控制延髓
间脑*功能
•丘脑包含控制心血管系统、呼吸和骨骼肌强直性调节的核团
特异性神经纤维的投射脊81
•下丘脑周围神经系统
脑垂体脑神经
脑垂体脊神经
下丘脑脑神经
中脑脊神经
・顶盖自主神经系统
•交感神经•副交感神经
参与消耗机体存储能量的活动增加机体存储能量的活动
第四章生理心理学研究方法
生理心理学研究方法
脑损毁法
脑功能研究
神经化学方法
遗传学方法
脑损毁法
损坏部分脑结构而观察动物行为的实验方法。
功能
行为
具体方法:
•电损毁法
•兴奋毒性毁损
假毁损手术
神经连接追踪法
追踪传出轴突
追踪传入轴突
跨神经追踪法
第三章感觉的生理学基础
主要内容
第一节、感觉的一般生理特性
第二节、视觉的生理心理学基础
第三节、听觉的生理心理学基础
第四节、味觉与噢觉生理心理学基础
第五节、躯体感觉的生理心理学基础
第一节感觉的一般生理特性
一、关于感觉
二、感觉的适宜刺激
三、感受器的兴奋
四、感受器的适应
五、感觉系统的基本功能
一、关于感觉
感觉:是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映。受高层次心理活动的制约,且以一定的生理活动
为基础。
感觉系统:感觉器官、传入神经、感觉通路、感觉中枢。
感觉系统分类:
(1)按感觉器官:眼、耳、鼻、舌、身。
感觉系统主要有五类:视觉、听觉、嗅觉、味觉和躯体感觉。
距离感觉系统——视、听
化学感觉系统——嗅、味
躯体感觉系统——触、温、痛、动、位置、平衡
二、感觉的适宜刺激
适宜剌激:每一种感受器只对一种形式的剌激特别敏感,这种刺激就是这种感受器的适宜刺激。
形式上适宜。
强度和范围上的通宜。
达不到一定的强度,或者强度超过感觉器官所能承受的强度,都不能产生感觉。
三、感受器的兴奋
感受器的功能:
在接受适宜刺激时发生兴奋,就是把适宜刺激转变为传入纤维上的神经冲动。
刺激阙值:
>凡是刚能引起感觉神经元产生神经冲动的刺激强度称为刺激阚值,或感觉阐限。
阚下刺激:
>弱于阙值的刺激不足以引起神经冲动的发放,这种强度的刺激称为阙下刺激。
感觉的强弱:参予兴奋的感觉神经元的数・
感受器冲动发放的频率
大脑皮层的功能状态
一般来说,在一定范围内,剌激强度越大,感觉的强度也越大。但不是直线对应的关系。
费希纳定律:对数定律
感觉的强度与刺激强度的对数成正比。当剌激强度按照几何级数增加时,感觉强度只按算术级数增加。
P=Klogl
P:心理■;I:物理■;K:常数
费希纳定律适用中等强度刺激。
四、感受器的适应
感受器的适应:
>当感受器受持续刺激时,导致感受性下降,这种现象叫感受器的适应。
原因:
刺激强度未变但引起的神经冲动却越来越少。
感受器的适应并非疲劳现象。
>适应与疲劳间的区别在于它的发生比疲劳快得多,而且停止剌激后几乎马上就恢复过来了。
持续时间
刺激强度
快通应,如触觉
慢适应,如深部感觉的感受器,痛觉的感受器
五、感觉系统的基本功能
区别不同形式的能・
我们是通过辨别刺激的能■形式或类型来获得信息的
反映剌激的不同强度
任何一种感觉系统不仅应当反映刺激的能■变化,而且还应当能够反映刺激的质■的变化。
抑制无关的信息
各种的感觉系统都具有抑制无关信息的作用。
侧抑制&下行性抑制
在各种感觉系统中,不但存在着从外周向中枢和从低级中枢向高级中枢的传递过程
侧抑制:
每一级中枢神经元之间还通过轴突侧支发生横向作用的侧抑制机制。
下行性抑制:
此外还存在着高级中枢对低级中枢乃至对感官的下行性抑制影响,调节着感觉系统的兴奋性水平。
特异性感觉系统
产生特定感觉;
激发皮层发出冲动,引发相应的反应(骨骼肌活动、内脏反应和情绪反应b
非特异性投射系统
改变大脑皮层兴奋状态,维持觉醒。
各种特异性感觉系统向大脑皮层的上行和下行通路均发出许多侧支达脑干被盖部的网状结构,再由脑干网状结构
发出网状上行和下行纤维,向大脑皮层广泛弥散性地投射,调节大脑皮层的兴奋性水平;也向感觉乃至运动系统弥
散投射,以便对各种感受剌激均可给出适度的反应。
第二节视觉的生理基础
视觉系统:
在结构上由眼、视神经、视束、皮层下中枢和视皮层
等部分组成,
在功能上实现着视觉信息的产生、传递和加工三种过程。
>视觉适宜剌激
>视觉信息的产生
>视觉信息的传递
>视觉信息的加工
视觉适宜剌激
适宜刺激
380纳米——760纳米
特征
>色调——波长
>饱和度——纯度
>明度—强度
二、视觉信息的产生
(-)视网膜的折光成像机制--物理性的
(二)视网膜的光感受机制--化学性的
感受器:
>视网膜的光感受细胞或眼肌的本体感受器等。
效应器:
>就是眼内外的肌肉装置(眼外肌、睫状肌、瞳孔括约肌和瞳孔扩大肌卜
高级中枢:
>视感觉皮质——随意眼动和福械功能
>上丘和顶盖前区——非随意性折光成像机制的高级中枢
(-)视网膜的折光成像机制
1、眼内折光装置及其反射活动(静止物体)
(1)瞳孔反射
(2)瞳孔-皮肤反射
(3)调节反射
2、眼动的生理机制(运动物体)
(1)随意性眼动
(2)非随意地眼动
(3)眼动中枢
1.眼内折光装置及其反射活动
视网膜
(1)瞳孔反射(PupHlaryreflex)
II孔反射:
>也称光反射(Lightreflex),在黑暗中瞳孔扩大,光照时瞳孔缩小的反应,就是瞳孔反射。
直接瞳孔反射:在一只眼的角膜前给光或撒光引起瞳孔的变化
间接瞳孔反射:引起的另一只眼的变化(是由两眼神经支配的交感关系所引起的反射活动)
(1)瞳孔反射(Pupillaryreflex)
•瞳孔反射的感受器:视网膜的视杆细胞及视锥细胞。
•瞳孔反射的中枢:视觉信息经双极细胞、神经节细胞沿视神经、视交叉、视束和上丘臂到达顶盖前区。
(2)St孔-皮肤反射(Pupillary—skinreflex)
瞳孔-皮肤反射:
身体任一部分的皮肤受到强剌激引起疼痛感,就会反射性地引起瞳孔扩大。
感受器:皮肤痛觉感受小体
传入部分由痛觉上行传导通路组成。
(3)调节反射(Accommodationreflex)
调节反射:
人们从凝视远方景物立即改为注视眼前很近的物体时,为使近物体能在视网膜上清晰成像,首先通过两眼内直
肌收缩使视轴改变,称之为福辕;睫状肌收缩引起晶状体曲率增大,从而使其折光率增大,II孔括约肌收缩引起瞳
孔缩小。视轴、晶体曲率和瞳孔同时变化的反射活动就是调节反射。
是保证外界景物在视网膜上清晰成像的苴要生理机制。
2.眼动的生理心理学机制
通过眼外肌肉的反射活动,保证使运动的物体或复杂物体在网膜上连续成像的机制
眼外肌
(1)随意性眼动
共椀运动(Conjugateeyemovement):当我们观察位于视野一侧的景物又不允许头动时,两眼共同转向一侧。两眼
视轴发生同方向性运动,称为共朝运动。
梅棒运动(Vergencemovement):
A辐合与分散的共同特点是两眼视轴总是反方向运动,称为辐覆运动。
正前方的物体从远处移向眼前时,为使其在视网膜上成像,两眼视轴均向鼻侧靠近,称为辐合(Convergence);
相反,物体由眼前近处移向远处时,双眼视轴均向两颗侧分开,称为分散(Divergence)。
意义:
使物像能最好地投射在视网膜上最灵敏的部位-中央窝上,得到最清楚的视觉。
(2)非随意地眼动
观察一个复杂的客体时,眼睛会很快进行眼跳(Saccades),扫视的幅度可大可小,决定于景物的特征和观察要求。
每次扫视持续的时间可在10-80毫秒之间。
在两次扫视之间,眼球不动,称注视(Fixation),其持续时间约在150-400毫秒之间。
注视期间,眼睛并非绝对不动,事实上此时眼睛发生快速微颤(Microtremor),其频率为20-150Hz,微颤幅度为1
-3分弧度。
微簸的生理心理学意义:保证视网膜不断变换感受细胞对注视目标进行反应,从而克服了每个光感受细胞由
于通应机制而引起的感受性降低。
(3)眼动中枢
眼动的神经中枢主要位于脑干网状结构,大脑皮层和小脑也存在眼动的高级中枢。
有许多方法可以记录和研究眼动的规律:
眼电图(Electrooculography)
眼动仪
(4)感光细胞
盲点
感光细胞
视锥细胞视杆细胞
主要位于中央凹主要位于视网膜周
边
对中强光敏感对弱光敏感
提供色调信息提供明暗信息
视敏度高视敏度低
(-)视网膜的光感受机制
1.光生物化学反应
2.光生物物理反应
两者都发生在光感受器细胞上:
视杆细胞和视锥细胞
1.光生物化学反应
(1)光分解反应:视紫红质的漂白(视杆细胞)
视紫红质分子=11-顺视黄醛+视蛋白
(2)光生化效应放大反应:
•一级放大过程
每个视紫红质的光分解反应,可以直接激活几个分子的三磷酸鸟昔(GTP)与G-蛋白相结合的反应,使光生化
效应放大数倍。
•二级放大过程
GTP与G-蛋白的结合又激活了磷酸二酯酶(DPE),造成数以万计的第二信使分子(cGMP)失活。
通过上述两级光生化效应的放大过程,将光分解反应的生化效应放大5万倍左右。
2.光生物物理学反应
光感受器电位变化是一种级■反应,随光强度增加,感受器电位幅值增大。
光感觉器电位与光刺激强度的对数成比例。
感受器电位对强光和弱光反应的非线性表明,它对光刺激进行着有效的信息压缩。
3.颜色视觉信息的光生物化学基础
视杆细胞感知明度,视锥细胞感知颜色。
上述光生物化学反应主要发生在视杆细胞之中,是产生明暗视觉信息的基础。
颜色视觉的光生物化学基础在于:
视锥细胞内也有11-顺视黄醛分子,但是视蛋白结构不同,分为三类。
三种视蛋白与11-顺视黄醒结合对不同波长光的敏感性不同
蓝紫420纳米,绿色-530纳米,红色-560纳米
二、视觉信息的传递
(一)视网膜内的信息传递
(二)视觉通路与信息传递
(一)视网膜内的信息传递
视网膜的结构
•视网膜的结构
「水平细胞
,横向
Y无足细胞
厂内层「光感受细胞
纵向Y双极细胞
视网膜
神经节细胞
I外层:色素细胞
排列方式:
A视杆细胞
>几个视感受细胞与1个双极细胞联系
>几个双极细胞又与1个神经节细胞相关。
>因此,多个视感受细胞只引起1个神经节细胞兴奋,故视敏度较差
>视锥细胞
>每个视锥细胞只与1个双极细胞相联系,而这个双极细胞又与1个神经节细胞相联系。因
此,中央凹视敏度最高。
主要结构包括:视网膜、外侧膝状体、大脑视皮层。神经节细胞第一级神经细胞,初步加工。始于视网膜上的神经
节细胞,其细胞轴突构成视神经,末梢止于外侧膝状体。来自两眼鼻侧的视神经左右交叉到对侧外侧膝状体;而来
自两眼颜侧的视神经,不发生交叉投射到同侧外侧膝状体。外侧膝状体细胞发出的纤维经视放射投射至大脑皮层
的初级视皮层(V1),继而与二级(V2入三级(V3)和四级(V4)等次级视皮层发生联系。V1上的神经
元与视野中刺激也存在严格拓扑关系对应,每个神经元都只接受视网膜上特定区域的输入。每只眼左视野的信息投
射到右侧半球的初级视觉皮层,右投射到左。每侧视觉皮层内侧有一个沟,称矩状裂。作为上下视野投射关系的分
界线。上视野投射到下侧,下投到上侧。
外侧膝状体
视皮层
视觉的传导通路:
始于视网膜上的神经节细胞,其细胞轴突构成视神经,末梢止于外侧膝状体。来自两眼鼻侧的视神经左右交叉到对
侧外侧膝状体;而来自两眼版侧的视神经,不发生交叉投射到同侧外侧膝状体。
外侧膝状体细胞发出的纤维经视放射投射至大脑皮层的初级视皮层(V1),继而与二级(V2》三级(V3)
和四级(V4)等次级视皮层发生联系。
V1区与简单视感觉有关,V2区与图形或客体的轮廓或运动感知有关,V4区主要与颜色觉有关。梭状回与人
物面孔识别功能有关。
视网膜膝状纹通路
三、视觉信息的加工
(-)视觉信息的编码
1、感受野
2、视觉编码
生物物理学家发现,视觉中枢的每一个细胞和网膜上的一些感受细胞有对应关系,刺激网膜上的一些细胞,就要引
起脑子里视觉中枢某一细胞的兴奋或抑制。网膜上某些感受细胞就是脑子里某一神经细胞的感受野。如果把微电极
插在视觉中枢的某个神经元上,记录其电活动,凡能引起其电活动显著变化的视野范围,就是该视觉神经元的感受
野。
在视觉通路上,视网膜上的光感受器(杆体细胞和锥体细胞)通过接受光并将它转换为输出神经信号而来影响许多神
经节细胞,外膝状体细胞以及视觉皮层中的神经细胞.反过来,任何一种神经细胞(除起支持和营养作用的神经胶质细
胞外)的输出都依赖于视网膜上的许多光感受器.我们称直接或间接影响某一特定神经细胞的光感受器细胞的全体为
该特定神经细胞的感受野(receptivefield).
开反应与闭反应
闭反应:对感受野撤出光刺激引起神经节细胞单位发放频率的增加的现象。
•机制:水平细胞和无足细胞的横向信息传递,造成了侧抑制。
•开中心细胞:在神经节细胞同心圆式的感受野中,其中心区光刺激引起神开反应,周边区引起闭反应的神经
节细胞称为开中心细胞。
•闭中心细胞:在神经节细胞同心圆式的感受野中,其中心区光刺激引起闭反应,周边区引起开反应的神经节
细胞称为闭中心细胞。
2、视觉信息的编码
低
编仍
息的
觉信
2、视
罂
枢
细胞
神经节
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