《认知神经科学导论》课件第4讲知觉、意识和注意

第4讲：知觉、意识和注意的脑功能基础知觉意识注意知觉的基本特性对客体或内外世界各种属性所构成的整体反应(bottom-up信息流)在以往经验的基础之上在注意和意识指引之下产生的(

Top-down信息流)现实客体和主观经验间的循环信息流(ConcurrentStream)背、腹信息流Where通路:V1-V2-V5-顶叶皮层What通路:V1-V2-V4-颞叶皮层背、腹视觉通路2025/4/24视觉的背腹系统2025/4/24

2025/4/24

2025/4/24视觉信息加工时程前向与后向循环信息流3.1意识的清晰性自我意识的清晰性:通常从问其年龄、职业、家庭住址开始，随后请其说有何不适，为何来见医生，请其叙述个人既往病史、现病史等。环境意识的清晰性:环境意识清晰度判断，首先通过定向力检查，包括时间定向力、空间定向力和人物定向力。意识清晰度异常：不同病理状态下均可出现意识清晰度异常，表现为意识混浊、朦胧、谵妄，昏厥、昏迷等多种形式，受损的关键脑结构常常是脑干网状结构、间脑、下丘脑、边缘系统或大脑皮层兴奋性水平低下所致睡眠与梦在人们生活中的意义

睡眠是人类的本能行之一，占用了人生三分之一的时光.梦是睡眠中的无意识心理活动，梦期约占睡眠的四分之一．睡眠质量与人的健康相关，梦境影响人们的精力和心情．睡眠和梦的研究历史科学史前研究周公解梦、古老催眠术、精神分析研究高级神经活动实验中的睡眠抑制1920-1935脑干网状结构的发现（1935-1960s）电生理学对睡眠周期和睡眠阶段的研究（1955-现在睡眠的神经生物学研究（1960s-现在)睡眠障碍的分子生物学研究（1990s-现在）睡眠研究的历史弗洛依德1897巴甫洛夫1910脑干网状结构的功能40-60年代眼动记录的电生理技术1953睡眠周期的发现1960s睡眠的神经递质调节睡眠的关键脑结构催眠术催眠效应弗洛伊德：梦是无意识欲望的发泄与满足

Pavlov生理学家巴甫洛夫的理论睡眠的本质是大脑的弥散性抑制梦是普遍抑制背景上警戒点的局部兴奋活动催眠相：低常相、反常相、超反常相睡眠阶段与周期性每晚4-6个周期慢波睡眠I-IV异相睡眠期睡眠中记录脑电1953Kleitman发现睡眠过程有眼动睡眠的脑电波睡眠阶段的脑电指标睡眠的阶段性

慢波睡眠:EEG变慢、呼吸变慢、体温降低、肌张力逐渐降低I.嗜睡期、II.浅睡期、III.中睡期、IV.深睡期异相睡眠（快波睡眠，REM睡眠）：EEG类似清醒或嗜睡期、肌肉张力最低睡眠周期睡眠剥夺实验深睡眠剥夺：体力、精力不佳；疲劳感异相睡眠与梦剥夺：抑郁症状态剥夺后的回要跃（补偿）现象睡眠的神经生物学研究成果特定的神经通路中，神经信息传递机制在睡眠和觉醒中的变化；生物钟和睡眠节律：视交叉上核、眶额皮层特异的睡眠肽和体液调节机制：δ-诱导睡眠肽”（deltasleepinducingpeptide，DSIP）调节睡眠的神经递质睡眠和梦的生物心理学功能

解除疲劳与休整身体保持良好的心情知识的整理、分类与积累顿悟与创新解除疲劳与休整身体疲劳：能源耗竭，动用肌肉和肝脏内的糖元储备，乳酸积累睡眠：停止活动，体温下降，减少消耗，肌肉张力减低，补充肌肝糖原，肝糖原、蛋白质合成，新的红血球生成，儿童长身体保持良好的心态良好的睡眠后精力充沛心情安适恶梦、梦魇引起的心情不快睡眠不充分，心情焦虑烦躁梦剥夺引起抑郁症状态知识的增长

日间大量经历形成的记忆按时间顺序存放。夜间回放整理、分类、分别存于不同记忆系统夜间学习睡眠中的顿悟和创新性睡眠环境与梦境异相睡眠时，头面部喷洒水雾：梦境是大雨、河水、海洋，异相睡眠时，缓慢转动小腿：梦境为坠入深渊，被追赶将手或其它物体压在前胸：临危、恐惧、追杀乐声或噪声引出不同梦境影响梦境的脑内因素大脑警戒点的漫游，作梦的内容取决于兴奋点的定位，脑内五大记忆系统、，知觉系统、注意系统，哪个年代的事与什么人有关（近年、青年、少儿期），决定于环境刺激时大脑警戒点的定位当代认知神经科学正在为释梦提供更多科学基础不同种动物的比较：睡眠、梦与脑的关系儿童与成年人的比较：与经历的关系神经递质的作用基因突变：美国斯旦福大学通过对狗的研究发现第六对染色体的近10年内迅速发展的无创性脑成像，特别是功能性磁共振成像技术为睡眠与梦境研究提供了新手段睡眠障碍

快波睡眠障碍:发作性睡病(narcolepsy)、猝倒(cataplexy)和入眠前幻觉(hypnagogichallucination)慢波睡眠障碍:夜尿症(nocturnalenuresis)、

梦游症(somnabulism)和夜惊症(nightterrors)异相睡眠障碍发作性睡病，突然不可控制地陷入睡眠状态，单调或枯燥的环境较易发作持续2—5分钟，醒来后觉得精神很好猝倒，全身肌肉张力突然消失，病人摔倒，从清醒状态突然进入异相睡眠阶段，持续几秒钟至几分钟。情绪波动是最常见的诱发因素，生气、大笑或紧张地完成某一动作如试图抓住从身边飞过的物体等均可引起猝倒。入眠前幻觉，早上即将醒来或躺在床上刚入睡时，突然陷入异相睡眠状态，体验到可怕的情景却呼叫不得，也动不得，因为肌肉张力完全消失。别人呼叫他的名字或轻轻拉动他的身体，可使之立即摆脱此种幻觉状态。恢复正常后，还能描述幻觉内容与内心体验。慢波4期的睡眠障碍夜尿症：病儿常在熟睡中尿床；梦游症病儿在深睡中，从床上起来进行一些刻板动作，事后又回床继续睡眠，次日不能回忆出夜间的异常行为；夜惊症病儿在睡眠的慢波4期，出现惊叫、颤抖、手足快速运动等极度恐怖表现，事后对这种体验不能回忆。基因突变与发作性睡病斯坦福大学通过对狗的研究发现第六对染色体的基因突变睡眠的进化观各种动物的比较研究慢波睡眠是全脑普遍抑制加深的过程REM期是大脑基底内侧部、枕叶皮层和脑干网状结构的抑制解除REM期额叶背外侧部仍处于抑制状态脑的大小与梦长短失眠(Insomnia)神经激素失调理论的最新证据ACTH（促肾上腺皮质激素）由脑下垂体合成并分泌到血液中，作用的靶器官是肾上腺Cortisol（考的松)是肾上腺分泌的肾上腺皮质激素在血液中发挥作用的激素CRH(促肾上腺皮质激素释放激素）下丘脑合成和分泌的神经激素，通过垂体门脉系统的血流灌注垂体前叶．调节ACTH的释放血液中ACTH含量在２４小时的变化血液考的松含量在２４小时的变化总睡眠时间长／短者考的松差异注意非随意注意选择注意意识的导向、警觉的维持和执行控制注意的保持和调节注意过程:三阶段,

非随意-随意-保持和调节

三功能网络

定向-上丘-丘脑枕核-后顶叶-颞顶联络区（空间定向不断调节）

执行-中额回-前扣带回-辅助运动区

警觉-中脑蓝斑-顶叶-前额叶注意过程的多重动态信息流较高层次的额叶眼区（FEF）为代表，以初级视皮层（V1）作为初级视中枢的代表，发现两者间不仅存在着由底至顶（Bottom-up）的信息流和自上而下（Top-down）的信息，以及循环信息流（concurrent），还存在着FEF和V1区之间的大范围信息交流的机制。

背、腹侧注意系统基于R-fMRI数据的背侧和腹侧注意系统猴曲线追踪过程初级视皮层（V1）和额叶眼区(FEF)细胞电活动潜伏期的比较V1区和

FEF区细胞电活动潜伏期的比较

V1区潜伏期40-80ms,FEF区潜伏期50-90ms,颞下回（ITG）的潜伏期80-150ms。

ADHD始于6-7岁的慢性心理发展障碍：中国儿童的ADHD患病率为1.3％～１３％，各地的差异很大，男孩多于女孩。其中７０％患儿的症状会持续到青春期，３０％会持续终身。分为四种临床类型：注意缺陷型、多动型和混合型，2013年DSM-5新增一型：薄情寡义型(Callous-unemontionaltrait)ADHD的病因曾认为妊娠期、围产期或新生儿时期轻度脑损伤，5个基因与多巴胺神经信息传递功能有关，

包括DRD4受体、DRD5受体、多巴胺转运子DAT1、多巴胺-β-羟化酶（DβH）和SNAP-25基因。另外两个基因与5-羟色胺转运子（5-HTT）和受体（5-HTR1B）有关额叶-纹状体回路和小脑回路功能障碍说

神经活动同步化过程减弱，伴随与ADHD无关的其它脑结构间同步化活动增强，例如额叶-纹状体回路与枕叶皮层间同步化活动增强广泛性脑功能发育障碍模型应包括注意网络（attentionnetworks）基于奖励/反馈的信息加工系统（reward/feedbackbasedprocessingsystems）脑预置静态网络（defaultmoderestingstatenetwork）ADHD相关的脑结构ADHD的治疗精神运动兴奋剂Amphetamine改善由于前额叶功能而发生对ADHD的治疗作用。精神运动兴奋剂可能作用于前额内的D1和D2