第二章 心理的生理基础.ppt

1、1,第二章 心理学的生理基础,浙江大学 心理与行为科学系 蔡永春 博士,心理学导论,2,5000年前的古埃及：认识到很多脑损伤症状，但将心脏视为灵魂的居所；,什么是行为的基础？,古希腊 西方医学之父Hippocrates(BC 460-379):脑不仅参与对环境的感知而且是智慧的发祥地；,古希腊 Aristotle(BC 384-322): 心脏是智慧之源，脑是一个散热器，冷却“被火热的心”沸腾的血液；,罗马医生Galen(130-200): 接受Hippocrates的观点，区分了大脑和小脑的功能；,3,文艺复兴时期，Vesalius(1514-1564):认为脑以类似于机械运行的方式行使其

2、功能，脑室是关键；,Descartes(笛卡尔 1596-1650)：二元论，液压机械论可解释其他动物的脑和行为，人类所特有的智慧（mind）则独立存在于脑外；,17、18世纪：脑组织分为白质和灰质，白质包含纤维，传递灰质发出的信息；,4,大脑是行为的基础,Phineas Gage(1848)的故事,5,Broca(1861)语言区的发现,Leborgne的大脑,Paul Broca (1824-1880),6,你的喜悦、悲伤、记忆和抱负，你的本体感觉和自由意志，你的所有与心理有关的东西都只不过是一大群神经细胞及其相关分子的集体行为。,惊人的假说 Francis Crick,Francis C

3、rick (1916-2004),7,第一节 神经元和神经系统 第二节 脑结构和功能 第三节 内分泌系统 第四节 探索脑的方法,8,第一节 神经元和神经系统,1、神经元 2、动作电位 3、突触和神经递质 4、神经系统,9,大脑是由一张整体网络还是由单个神经元组成？,1、神经元（Neuron）,Camillo Golgi (1843-1926),Santiago R. Cajal (1852-1934),10,神经元的结构,11,树突（Dendrites） 接受从其他神经元传入信息的神经纤维；,胞体（Soma） 神经元或其他细胞的主要部分；,轴突（Axon） 从神经细胞体向外传导信息的纤维；,突

4、触末梢（Axon terminals） 轴突末端分支的纤维；,12,感觉神经元：把环境外部刺激（光、声音、温度等）转换为神经电信号，传送到中枢神经系统的神经细胞。,神经元的分类,运动神经元：将从脊髓和大脑发出的信号传递到肌肉和内分泌腺的神经细胞。,中间神经元：接受感觉信息，将神经冲动传递到其他中间神经元或运动神经元的神经细胞。,13,神经元形态多样,14,静息电位(Resting potential):神经元在静息状态时细胞的内外的电位差,约 -65 -70mv。,2、动作电位（Action potential）,神经元既是神经系统的导线，又是神经系统的电池。,15,神经元胞内K+ 浓度高、胞

5、外Na+ 浓度高；静息状态下钾离子可自由通过细胞膜，而钠离子通道关闭；形成内负外正的静息电位。,静息状态的神经元，电位处于一种极化状态，即处于充电状态。,16,动作电位:当神经元因为其他神经输入，静息电位达到-50mv的阈值时，神经元上的离子通道会发生一系列的开关动作，造成膜电位的快速上升之后又快速恢复的过程。,17,动作电位是一种全或无的现象（all-or-nothing）。,沿着轴突传递到下一级神经元，最快可达90m/s.,像多米诺骨牌一样传递,18,髓鞘和跳跃式传输,髓鞘（myelin）:包裹轴突的绝缘脂肪层。,19,动作电位发放频率来编码信息,注入 电流,0,-65mv,20,突触 (

6、synapse)：一个神经元的轴突末梢与另一个神经元接触的特异性连接。,3、突触和神经递质,神经递质(neurotransmitter)：突触前神经元分泌的可激活突触后神经元受体的化学分子。,21,受体 (receptor)：探测化学信号（神经递质）并启动细胞反应的特化蛋白质。,近百种神经递质被发现： 兴奋性：乙酰胆碱(Ach), 谷氨酸(Glu)； 抑制性：氨基丁酸（GABA）；,突触后整合兴奋性和抑制性神经信息,可通过控制神经递质的作用强度来调节心理或行为；,22,神经调节剂：神经肽（neuropeptides） 通过突触以外的部位释放； 不直接传递神经信息； 调节神经活动：影响记忆、痛觉

7、、情绪、性行为等； 比神经递质的效应更长久；,疼痛会促使大脑释放内啡肽，止痛： 疼痛成瘾、受虐狂； 安慰剂止痛原理； “痛并快乐着”；,23,中枢神经系统,外周神经系统,大脑,脊髓,躯体神经系统,自主神经系统,交感神经系统,副交感神经系统,4 神经系统,24,中枢神经系统：整合和协调全身功能，加工全部传入的神经信息，向身体不同部分发出命令。,脊髓：是将脑与外周神经系统相连接的神经元干线，脊神经从脊髓发出，连接分布于全身的各种感受器、肌肉、腺体。参与快速的简单动作反射，如疼痛反射。,大脑：神经系统的中央计算机，众多神经元形成功能强大的神经网络，是所有感觉信息的处理中心，也是产生自由意志的中心。,

8、25,外周神经系统：把脑和脊髓与身体其他部分相连接，向大脑传送各种感觉信息，也向躯体传送大脑发送的命令。,躯体神经系统: 传递感觉、肌肉、躯体等信息的系统，可以随意控制。,自主神经系统：连接内脏，控制基本生命过程的系统。自主管理，不可随意控制。,交感神经系统：在危险性或情绪性情景出现时使躯体兴奋起来，以便“斗”或“逃”。应急系统,副交感神经系统：危险过后，使躯体保持平静，使机体处于较低的活动水平，保存能量。,26,眼睛,口,汗腺,肺,皮肤,胃、肠道,肝脏,毛发,心跳,瞳孔缩小、泪水产生,瞳孔扩张、抑制泪水,抑制汗水,排汗,气管扩张呼吸加快,呼吸放松,血管扩张 增加血液流动,血管收缩、皮肤湿冷,

9、增加唾液,减少唾液,心跳减缓,心跳加快,毛发低垂,毛发竖立,释放胆汁助消化,释放血糖供应能量,增加蠕动促消化,减少蠕动,副交感活动,交感活动,27,神经系统,神经系统,中枢神 经系统,外周神 经系统,大脑,脊髓,躯体神 经系统,自主神 经系统,交感神 经系统,副交感神 经系统,28,第二节 脑结构和功能,1、脑的结构 2、大脑皮层的结构及功能 3、皮层下结构的功能,29,成人大脑重1.4kg，占身体重量的约1/60; 大象脑：5.9kg，1/1000; 鲸鱼脑：8.6kg，1/10000;,1、脑的结构,大脑占体重的不到2%，消耗身体20%的能量；,大脑体积越大越聪明？ 智力由大脑工作效率决定

10、：智力测验中，得分低的被试反而能耗高。,30,胚胎的神经管分为三部分,按位置划分为：前脑、中脑、后脑,31,前脑,中脑,后脑,32,按功能划分为：,中央核心(the central core): 控制基本的生命活动，呼吸、睡眠、饥饿、体温、性行为等。 边缘系统(limbic system): 控制情感，悲伤、快乐、恐惧等。 大脑(cerebrum): 负责高级的只能，学习、记忆、思维等,33,皮层：大脑外层部分，3mm厚，神经系统70%的神经元位于皮层；,2、大脑皮层的结构及功能,34,白质和灰质,灰质,白质,灰质：神经元胞体排列在皮层表明，呈现为灰色；,白质：皮层下的区域，由皮层神经元的轴突

11、构成，因为这些轴突被髓鞘包裹，呈现为白色；,35,大脑半球（cerebral hemispheres）,胼胝体,大脑皮层由两个大脑半球组成，两个半球由一条厚厚的纤维带胼胝体相连接；,每个半球控制对侧躯体：左半球控制右侧，右半球控制左侧；,36,单侧半球损伤会造成对侧感知觉功能缺陷：,视觉忽略 (visual neglect),37,大脑功能的侧化,大脑左右半球在语言、空间感知、音乐等能力方面的分工不同；,对裂脑病人的研究；,1981 Nobel Prize,38,裂脑病人左右脑似乎相互独立,39,40,细节（树木） VS 整体（森林）,左 脑,右 脑,41,大脑皮层分区：根据一些大的裂纹或不同

12、的功能可把大脑皮层分成小区域，被称为脑叶。,42,枕叶：负责对视觉信息进行初步加工；,顶叶：处理躯体感觉信息(温度、触觉、压力觉等) ；,颞叶：听觉中枢，处理听觉信息；语言；,额叶：控制运动，初级运动皮层；与高级心理功能有关，如决策、冲动的控制等；,身体对应的皮层区域大小取决于身体的灵巧程度；,43,初级运动区,前额叶,Broca语言区,初级听觉区,初级体感区,初级视皮层,Wernicke语言区,舌头,手指,44,镜像神经元(mirror neurons): 当做出某种动作时，这些神经元会反应，而且看到别人做相似动作时，它们也会反应。帮助理解、模仿别人的行为。,45,3、皮层下结构的功能,皮层

13、下结构，维持基本生命活动的核心结构。 包括：脑干；小脑；丘脑；边缘系统,46,脑干（brain stem）综合调节机体内部状态,延髓（medulla）：位于脊髓最上端，是呼 吸、血压、心跳的控制中枢； 脑桥（pones）：紧贴延髓之上，连接延髓和其他脑区； 网状结构（reticular formation）：位于延髓内，由一些神经纤维和胞体组成，保持大脑的警觉状态，唤醒大脑皮层去注意新异刺激。,47,丘脑（thalamus）: 各种感觉信息（视觉、听觉、味觉、触觉）向皮层传输的中转站。丘脑的损伤可能导致耳聋、失明、或除嗅觉之外的其他感觉的丧失。,小脑（thalamus）: 负责控制姿势、维持平

14、衡、调节肌肉的紧张程度、协调肌肉的运动。音乐家的小脑比常人的大。,48,边缘系统（limbic system）,杏仁核,海马,下丘脑,49,边缘系统（limbic system），与情绪、记忆、动机等心理过程有关，是前脑最先进化出来的部分。,下丘脑(hypothalamus):基本动机的控制中心，包括摄食、饮水、体温调节和性唤醒。“快乐中枢” “奖赏系统”。,海马(hippocampus):形成长时记忆非常关键结构。,杏仁核(amygdala):与恐惧情绪有密切关系。,50,神经系统第一大信息交流系统,内分泌系统第二大信息交流系统,激素影响行为：雄性激素水平会影响性欲,由一些腺体组成，腺体分泌

15、的化学物质（激素/荷尔蒙）被释放到血管或淋巴系统，传送到全身，由此影响内部神经活动和外部行为。,行为影响激素：压力环境下肾上腺素升高,第三节 内分泌系统,51,52,生长激素：调节人的生长,53,松果体，褪黑素：调节昼夜身体节律，黄昏时浓度升高、午夜最高、天亮降低。,甲状腺：调节新陈代谢。甲状腺机能亢进，紧张、易激动、神经质；机能减退，嗜睡、动作迟缓、体重超重。,肾上腺：某些刺激的经历（恐惧、愤怒）会引起肾上腺素的分泌，使血液升高、心跳加快，以应付压力。,54,脑组织切除和电刺激法 大脑电活动记录 脑成像技术 各类技术比较,第四节 探索脑的方法,55,脑组织切除：通过外科手术切除大脑某些部分，

16、观察行为的改变。,1、脑组织切除和电刺激,电刺激：电刺激大脑某些区域，观察行为的改变，或询问被试的感受。,56,虚拟损伤法经颅磁刺激（TMS）,利用交变强磁场，刺激大脑某个区域，让该区域的神经元发生去极化或者超极化，从而短暂干扰该脑区的功能。,57,脑电图（EEG）和脑磁图(MEG),2、大脑电活动记录,通过放置于头皮上的电极或磁探头，测量脑部大范围的电或磁活动。,58,觉醒状态与脑电波,59,通过插入极细的金属或玻璃电极，靠近神经元胞体或轴突，记录神经元的放电活动；,细胞外记录,60,正电子发射断层扫描技术（PET）：通过测量放射性元素发射的伽马射线测量大脑各区域的代谢水平。,3、脑成像技术,将无害的放射性原子（如O15）注射至人体静脉，让仪器扫瞄脑部血流量。如果某脑区活动增加，则该区域血流量会增加。所以可以通过测量在某些认知任务下大脑血流量的变化确定大脑某些脑区激活程度。,61,不同的认知任务引起不同脑区