萝卜家园-生理心理学.ppt

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1、生理心理学,第 一 章: 导论 第 二 章: 神经细胞和神经冲动 第 三 章: 体内的信息交流 第 四 章: 心理活动的神经形态学基础 第 五 章: 视觉的生理机制 第 六 章: 非视觉感觉系统 第 七 章: 运动和意志行为 第 八 章： 本能与动机的生理心理学基础 第 九章： 注意的神经生物学基础 第 十 章： 情绪的生理心理学 第十一章： 学习神经生物学机制 第十二章：记忆的生理心理学机制 第十三章: 言语与思维的脑机制 第十四章 人格的生理心理学,主讲:高晓彩,教授,Physiopsychology,第一章 导论 一. 生理心理学的研究对象及其发展趋势 二. 生理心理学的研究方法和技术

2、三. 脑结构和功能关系的几种假设,第一节 生理心理学的研究对象及其发展趋势 一、生理心理的研究对象 生理心理学（biological psychology）是研究人类或动物的行为、经验和心理活动的进化、发育和生理机制的一门学科。主要致力于心理和行为的神经机制（特别是脑机制）研究。 二、生理心理学的学科性质 1、 传统观点：受早期方法的限制，认为生理心理学是心理学与生理学之间交叉的边缘学科。 采用“以方法为中心”的研究思路。 2、新的理论：随着新技术的产生，认为生理心理学是心理学、神经科学和信息科学之间的交叉学科。 采用“以问题为中心”的研究思路：广泛采用心理学、神经科学和信息科学的先进方法，围

3、绕“脑功能与结构的关系”这一主题，从分子、细胞、脑区或整个大脑的神经网络的各个层次，开展心理活动的生理机制研究。,三、脑研究的历史回顾 以技术方法的发展为导向，人类对心、脑关系的认识，大体分为6个相对的历史时期，提出了6种主要的理论： (一)自然哲学理论： 从自然哲学的角度，即物质与精神的关系角度，试图对心、脑关系进行解释。虽受当时自然科学不发达的限制，理论比较肤浅，但反映了生理心理学理论的萌芽。 中国哲学：公元前三世纪在中国古代医书中就明确记载:“心者，五脏六腑之大主也，精神之所舍也”。 西方哲学：公元前七世纪前后，以古希腊哲学家为主要代表，提出了心、脑的表层关系。如德漠克利特(A.Demo

4、crituS)把心理活动与呼吸功能加以类比，提出精灵原子的假说；莱布尼兹(SLeib-niZ)提出心身平行论；笛卡尔(R.Descare)提出了心身交互论。 (二)脑机能定位理论： 是19世纪乃至本世纪前20年脑研究工作的主流及一般观点，认为人的各种心理活动是由不同脑中枢（或脑机能区）所控制。其实质是从器官水平上研究心脑关系。 主要源于19世纪中叶生理学的实验研究： 1811年，贝尔(CBell)将脑分为大脑、小脑，又将脊髓分为背根和腹根；德.雷莫德发现了神经冲动的电现象 1866年，布罗卡(PBroCa)发现了位于额叶的“言语运动中枢”； 1874年，维尔尼克(K.WerniCke)发现了语

5、言感觉区,(三)经典神经生理学理论 19世纪末到20世纪初，英国的生理学家谢灵顿(CSSherrington)和俄国生理学家巴甫洛(IPPavlov)，建立了生理学实验分析法，以反射论为指导，研究了中枢神经系统的功能，提出了脑特异性机能系统的理论，其研究成果形成了神经生理学的经典理论 。 (四)细胞神经生理学理论 起源于1922年厄兰格(JErlanger)和加塞(HSGaSSer)将阴极射线示波器应用于神经生理学研究。主要利用核团电极、细胞内、外电极刺激法记录神经细胞的电活动，研究神经冲动在神经细胞间的电传导关系，在脑特异性机能系统观点基础上，增添了对网状非特异系统的认识。 (五)化学通路学

6、说 起源于60年代荧光组织化学和荧光生物化学技术在研究脑内单胺类物质的作用方面的研究。在经胞神经生物学关于突触间电传导观点的基础上，增添了化学递质传导，提出了电-化学传导模式。 (六)当代神经科学的崛起 起源于20世纪70年代中期神经免疫技术、单克隆技术、CT、ERP、NMR等技术的兴起，使分子水平的神经科学从单胺类小分子的研究进入到中分子多肤和大分子的受体蛋白质的研究，从突触前的递质研究推进到突触后的受体和离子通道的研究，从而形成了当代由多学科相交叉或组成的神经科学。,四、当代主流与发展趋势 1、心理生理学(Psychophysiology)： 以人类被试为实验对象，在无损伤性情况下测定一些

7、生理功能参数（如心率、血压、脉搏波、血容积、呼吸、皮肤电阻、大脑电活动、脑磁图、脑区域性糖代谢率和血流量等）。属于在整体水平上研究心理活动的脑机制。 2、生理心理学(Physiopsychology)：以动物为材料，采用损伤法从整体、细胞和分子水平研究心理活动的脑机制。 3、神经心理学(Neuropsychology)：以脑器质性损伤的病人为主要研究对象，采用神经心理测验和认知实验分析技术，对脑功能进行定性与定位的研究。 4、神经行为学(Neuroethology)：以动物为材料，研究动物生态行为的规律及其与脑功能间的制约关系。 5、认知心理生理学(Cognitive psychophysio

8、logy)、认知神经心理学(Cognitive neuropsychology)、认知神经生物学(Cognitive neurobiology)分别以正常人类、损伤病人和高等灵长类或哺乳类动物为主要对象，研究认知过程的脑机制，是认知神经科学的几个重要研究领域。它们与生理心理学的千丝万缕关系，构成了当代生理心理学的主要发展趋势。,第二节 生理心理学的研究方法和技术,一、神经解剖学技术 以死脑为材料，研究脑结构以及神经元间的关系。 （一）组织化学法：包括固定（用甲醛液终组织的自身分解）、切片（冰冻或石蜡切片1080m）、染色、电镜观察。 *以il1rapl1分子研究为例。 （二）神经通路追踪法：包

9、括溃变轴突的研究（破坏神经细胞或切断轴突数日后，动物处死对脑切片用Nauta-Gygax染色观察轴突去向）、氨基酸自体放射摄影术、辣根过氧化酶追踪法。 二、脑损伤法 利用天然或实验的方法，造成动物脑损伤，然后观察其功能障碍，推测脑结构与功能的关系。包括横断损伤法、吸出操作法、电解损伤法（局部脑通电）、神经化学损伤法、冰冻法、扩布性阻抑法（脑局部区域电活动抑制）等。 三、刺激法 在不损伤人或动物脑的情况下，研究大脑在受到刺激时的功能改变。包括电刺激法（用无伤害性电流刺激脑的特定部位，观察心理行为的变化或记录其他脑部位的诱发电位）、化学刺激法（脑局部注射神经递质等激动剂）。,四、电记录法 将生物细

10、胞活动时伴随的微弱电流放大后，输入阴极射线示波器或各种记录仪，研究大脑神经元的电活动。 单个神经元微电极法 整群神经细胞大电极记录整群神经细胞放电的场电位变化，即脑电图法（EEG） 主体从事特定认知任务时多个脑电信号叠加，即平均诱发电位得到的事件相关电位法（event related potential，ERP）。 五、生物化学分析法 用分子生物学方法分析动物在完成一项心理活动（认知任务）后，脑内蛋白质、神经递质以及核酸等生化物质的变化。 *动物学习训练断头取脑组织化学法分析蛋白质、RNA含量的变化。 六、脑成像技术 脑结构成像：CT（computerized tomography，CT） M

11、RI（magnetic resonance imagige，MRI ） 脑功能成像：PET葡萄糖代谢能量（耗糖量）测定 fMRI脑活动时的耗氧量测定 七、行为学研究 包括行为的量化和行为性质的观察与分析。 *以大鼠主动回避训练为例,第三节 脑结构与功能关系的几种假设,一、定位学说与整体学说的对立 与脑机能定位学说相对立，19世纪中叶弗洛伦斯（Flourens）提出了脑功能整体观点。20世纪中叶拉施里（Lashley）将其完善后提出了脑等势学说，提出均势活动原理和总体活动原理。 二、功能系统学说 Luria对脑损伤患者研究后，认为脑是一个复杂的动态功能系统，提出了脑由3个相互独立又相互联系的功能

12、系统构成： （一）第一功能系统动力系统 负责调节激活与维持觉醒状态。由脑干网状结构和边缘系统等组成。 （二）第二功能系统信息接受、加工和存储系统 位于大脑皮层后部，包括枕叶、颞叶和顶叶及相应的皮层下组织。接受来自体内、外和各种刺激，并对其进行加工和存储。 （三）第三功能系统行为调节系统 包括额叶的广大脑区，负责编制行为程序、调节和控制行为。 三、模块学说 20世80年代中期，基于对脑皮层功能柱的研究成果，由Fodor提出了模块学说。,第二章 神经细胞和神经冲动 一、神经系统细胞及功能 二、神经冲动,第一节 神经系统细胞与功能,一、神经元 1、结构 图2-1 神经元模式图 胞体、 突起（树突、轴

13、突） 2、分类 按功能分为：传入神经元（与感受器相连）、中间神经元、传出神经元（与效应器相连） 按轴突、树突数目分为：单极、双极、多极神经元 按细胞形状分为：锥体细胞、梭形细胞、颗粒细胞、星形细胞等 二、神经胶质细胞 支持、营养、绝缘和离子代谢作用，也参与脑内免疫反应和神经递质代谢作用。 三、神经纤维与神经末梢 1、神经纤维：由神经元的长轴突及包裹在外和胶质细胞构成。分为有髓神经纤维和无髓神经纤维。 2、神经末梢：即周围神经的终末部分。分为两类： 感觉神经末梢通常特化为感受器。 运动神经末梢与周围组织共同构成效应器。,四、突触 1、分类 按信息传导方式分为化学突触（以神经递质传递）、电突触（无

14、神经总递质）。 2、化学突触的构成 图2-2 突触结构模式图 前成份：包括突触前膨大和突触前膜，释放神经递质。 突触间隙 突触后成份：主要指突触后膜，含接受神经递质的受体。 五、反射弧 1、构成：包括感受器、传入神经、中枢神经、传出神经、效应器5个环节。 2、功能： 感受器换能（外界刺激能量转换为生物能量神经冲动）； 传入神经上行传导通路 中枢神经信息整合 传出神经下行传导通路,第二节 神经冲动,一、神经元的静息电位 1、定义与特点 静息电位：指细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位差。 特点： （1）细胞膜外正、内负 （2）神经细胞的幅度一般在-70-90（膜内） 2、超极化与去极化 超极化：

15、静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化。 去极化：静息电位的数值向膜内负值减小的方向变化。 3、静息电位产生机制 由膜内外Na、K、Ca、Cl离子浓度不同所致。,二、神经元的动作电位 1、基本概念 动作电位：细胞受刺激而兴奋时，在膜两侧所产生的快速、可逆、可扩布性的电位变化。涉及受体与离子通道的重要作用。 图2-3 典型动作电位示意图 受体及其分类：指存在于突触前、后膜上的大分子跨膜蛋白质。蛋白结构上存在与配基或配体（如神经递质）特异性相结合的部位，且结合后能发生蛋白质构像变化。 按配体类型分为单胺类、胆碱类、氨基酸类、肤类、激素受体和药物受体等。近年逐渐按发生的生物效应机制和作用分类，如G-

16、蛋白依存性受体家族、电压门控受体和自感受体等。 离子通道：指受体蛋白间的间隙结构，又称受体蛋白通道。 2、产生机制 图2-3动作电位产生与传导机制模式图 上升支：受刺激时，受体物质与受体结合，使离子通道开通，Na离子快速进入细胞内，膜内负电位快速消失转为正电位，即去极化，产生动作电位的变化。即由Na离子内流所致。 下降支：去极化到峰值时， Na离子通道关闭，K离子的通透性增大，K外流使膜内电位快速下降，即复极化，直至静息电位水平。由K外流所致。 3、动作电位的传导：指膜上任何一处产生的动作电位沿整个细胞膜的扩布，其产生的电流称为神经冲动。 特点：不衰减、双向性、完整性、绝缘性、相对不疲劳性。,

17、第三章 体内的信息交流,一、突触传递及特征 二、激素与行为,第一节 突触传递及特征,一、传递过程 电化学电. （前一级神经元） （突触间隙） （后一级神经元） 二、传递特征 1、突触延搁：即反射弧传导的总速度比兴奋在轴突上的传导速度慢。 2、时间性总和：短暂时间内的重复刺激产生的效应有累积作用。 *一次轻的刺激狗腿不动，快速、连续多次等强度刺激时狗腿发生弯曲反应。 3、空间性总和：不同区域的数个突触传入可对神经元产生累积作用。 *一处轻的刺激狗腿不动，两处施以等强度刺激时狗腿发生弯曲反应。 三、突触处化学传递 （一）化学传递过程 大体分为5个环节： 递质合成运输到轴突末梢释放到突触间隙与突触后

18、膜结合产生突触后电位递质与受体分离而失活或再摄取。,(二)神经递质及其类型 1、神经递质：指由突触前神经元合成在末梢处释放，经间隙扩散，特异性与突触后神经元受体结合，引起信息传递的一些化学物质。 2、类型： 根据其生理功能可分为兴奋性和抑制性神经递质: 兴奋性递质:乙酰胆碱、肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺、5-HT 抑制性递质:-氨基丁酸、甘氨酸、谷氨酸 3、三类神经递质系统 （1）胆碱递质（Ach）系统：胆碱能神经元在中枢分布极为广泛，主要有脊髓前角运动神经元、丘脑后部腹侧的特异性感觉投射神经元等都是胆碱能神经元，脑干网状结构上行激动系统的各个环节、纹状体、边缘系统的梨状区、杏仁核、海马等部

19、位都含有ACh 。 （2）去甲肾上腺素（NE）递质系统：主要由脑桥中的蓝斑核分泌。 （3）多巴胺递质系统：主要由脑干（间脑）黑质制造，沿黑质-纹状体投射系统分布在不同的脑区，贮存于纹状体，其中以尾状核中的含量最多；中脑部分的多巴胺神经元位于中脑脚；丘脑结节-漏斗部分的多巴胺能神经元位于下丘脑弓状核。,第二节 激素与行为,一、激素及其分泌器官 1、定义：指由内分泌腺或散在的内分泌细胞分泌的、能传递信息的、高效能的化学物质。 *神经递质直接递送到下一级神经元就能发挥作用，激素需通过血液循环转运到受体靶细胞。 2、分泌器官 内分泌腺：垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、胰岛、性腺等 散在分布的内分泌细胞

20、：存在于消化道黏膜、心、肾等内膜上。 中枢神经系统（特别是下丘脑）兼有内分泌功能的神经元。 二、激素的作用 1、调节蛋白质、糖和脂肪等物质的代谢过程，维持体内代谢的稳态。 2、促进细胞分裂与分化，确保组织与器官的正常发育。 3、影响中枢神经与植物性神经的发育及其活动，与学习、记忆以及行为有关。 4、促进生殖器官的发育与成熟。 5、与神经系统密切配合使机体更好的适应环境变化。,三、下丘脑、腺垂体、神经垂体及其功能 下丘脑的内分泌功能：下丘脑基底部存在“促垂体区”，分泌促垂体释放激素或抑制激素； 脑垂体中的腺垂体：在下丘脑作用下释放促其他分泌腺激素； 下丘脑延伸部分的神经垂体：不能合成激素，但存储

21、与释放下丘脑分泌的部分激素。 四、激素释放的控制 中枢神经系统分泌脑激素，再由脑激素控制其他腺体激素的分泌。 控制主要线路： 下丘脑垂体甲状腺轴 下丘脑垂体肾上腺皮质轴 下丘脑垂体性腺轴 *以甲状腺激素（T3、T4）合成为例 下丘脑分泌促甲状腺素释放激素（TRH）由腺垂体分泌促甲状腺（激）素（TSH）甲状腺分泌甲状腺（激）素（T4、T3）,第四章 心理活动的神经形态学基础,一、脊椎动物神经系统的组成 二、大脑皮层结构,第一节 脊椎动物神经系统的组成,一、周围神经系统 1、脑（颅）神经（12对） 胞体位于脑干部位，神经未稍终止于头面部。 分类：嗅、视 、动眼，滑、叉、 外展；面、听、舌咽，X迷走

22、神经、XI副神经、XII舌下神经 图4-1 部分脑神经 位置图 主要颅神经的功能： （1）动眼、滑车与展神经支配眼肌运动； （2）三叉神经：由三叉神经节分出的三个周围支眼神经、上颌神经（上颌部感觉）、下颌神经（下颌部感觉与运动）构成，眼神经主干又分为腭神经、泪腺神经、睫状神经，与眼部反射有关； （3）迷走神经：由延髓外侧沟发出的多种运动和感觉纤维组成的纤维束，终止于大部分内脏器官，支配其感觉与运动。 （4）副神经支配胸锁乳突肌和斜方肌。,2、脊神经(31对) C8 T12 L5 S5 Co1 图4-2 31对脊神经 胞体位于脊髓前角、后角，分别形成前根、后根，两根再集束成为脊神经。终止于躯干和

23、四肢，参于其感觉（后根）和运动（前根）。 3、植物性神经（内脏神经、自主神经） 分类：交感神经、副交感神经 图4-3 植物神经系统分布示意图（下载） 交感神经：由脊髓第1胸节（T1）至第2腰节（L2）脊髓交感核发出，终止于内脏器官。兴奋时内脏活动加强。 副交感神经：由脑干部的脑副交感神经核（动眼副核、上涎核、下涎核、迷走神经背侧运动核）发出，终止于内脏器官。兴奋时内脏活动减弱（抑制）。,二、中枢神经系统,包括脊髓和脑 （一）脊髓 图4-3 脊髓解剖结构图1、图2 1、灰质：脊髓神经元分布位 前角（柱）：含支配横纹肌的运动神经元（神经元），发出的轴突（纤维）构成脊神经前根。 后角（柱）：含接受躯

24、体感觉信息的感觉神经元。 2、白质：脊髓纤维（脊髓神经元轴突）分布位 （1）主要上行束： 薄束和楔束（位于后索）：分别上行到延髓的薄束核与楔束核，进而在脑干部形成内侧丘系，感觉躯体关节、肌肉等深部的位置觉、振动、运动等信息（与躯体深感觉有关）。 脊髓丘脑束（位于侧索和前索）：分为脊髓丘脑侧束、脊髓丘脑前束，上行到脑干部后合并为脊髓丘系，直接投射到丘脑。感觉躯体浅表部的轻触压觉、温度觉等（与躯体浅感觉有关）。 （2）主要下行束： 皮质脊髓束或锥体束：自中央前回发出，沿延髓部的锥体束（交叉或不交叉）下行至脊髓前角，控制躯体的运动。,（二）脑 分为脑干（延髓、脑桥、中脑）、小脑、间脑、大脑（端脑）

25、图4-4 脑解剖图 1、脑干 图4-5 脑干结构图1、图2 （1）延髓主要神经核团 迷走神经背侧运动核：副交感神经节前神经元； 舌下神经核：第XII对颅神经（舌下神经）元； 耳蜗核：听觉传导的第二级神经元； 薄束核与楔束核：躯体深感觉传导第二级神经元； 下橄榄核： 孤束核：与味觉传导和内脏感觉有关。 （2）脑桥主要神经核团 三叉神经感觉核：与头面部的深感觉与浅感觉有关，包括三叉神经感觉主核、三叉神经脊髓束核、三叉神经中脑核、三叉神经运动核； 蓝斑核：分泌去甲肾上腺素神经递质。,（3）中脑主要结构及神经核团 四叠体：位于中脑背侧，由2对（4个）突起构成，分别为上丘、下丘，是视（上丘）、听（下丘）

26、运动的反射中枢。 大脑脚：位于中脑腹侧，是大脑与其他脑区纤维联系集中的地方。 上丘臂、顶盖前区：上丘臂位于中脑上部水平，连接中脑上丘与间脑的外侧膝状体，顶盖前区与上丘臂紧连。二者均与眼的光反射有关。 动眼神经核和滑车神经核：分别位于中脑四叠体的上、下丘被盖部，发出神经纤维至除外直肌以外的所有眼肌。 红核：位于中脑被盖中部，与躯体运动控制有关。 黑质：位于中脑底部，其部位的神经元多含有神经黑素。 （4）脑干网状结构：由延髓、脑桥和中脑中央被盖区内的大小不等的神经细胞团间形成的网状神经纤维联系。 网状结构的上行性影响：由脊髓长程感觉通路信息上行的侧支传至网状结构，促进其活动；网状结构再非特异的广泛

27、上传到间脑水平，维持大脑觉醒状态。 网状结构的下行性影响：参与躯体运动调节。,2、小脑 图4-6 小脑结构图1、图2、图3 （1）主要传入纤维：接受前庭、脊髓及大脑皮层的神经冲动。与运动调节有关。 （2）主要传出纤维：由小脑齿状核发出，大部分上行终止于丘脑（腹侧部）。 3、间脑 （1）主要结构：以丘脑下沟为界，下沟以上为背侧丘脑（丘脑）和丘脑上部（上丘脑），下沟以下为丘脑下部（下丘脑）和（腹侧丘脑）底丘脑。 图4-7 间脑结构图1、图2、图3 （2）丘脑上部与底部：上部主要由缰核及其通路构成，是汇合嗅觉与躯体冲动的复合中枢；腹侧丘脑接受小脑和大脑皮层的纤维，与运动机制有关。 （3）背侧丘脑：是

28、主体除嗅觉以外的各种感觉通路的中继站。主要神经核团： 后外侧腹核：为脊髓丘脑束与内侧丘系的换元站，与躯体感觉传导有关。 后内侧腹核：为三叉丘系换元站，与头面部感觉传导有关。 内侧膝状体：为听觉传导换元站。 外侧膝状体：为视觉传导换元站。 （4）下丘脑：是自主神经系统和内分泌功能的调节中心，与主体饮水、摄食、体温调节、睡眠、情绪反应等有密切联系。,4、大脑（端脑） （1）主要结构：两半球、四沟（裂）、五叶、两回 图4-8 大脑半球背外侧面、内侧面、底面 四沟：中央沟、外侧裂、顶枕裂、距状裂 五叶：额叶、颞叶、顶叶、枕叶、脑岛（岛叶） 两回：中央前回、中央后回 （2）大脑皮层的主要细胞层（6层） 分子层：由与脑表面平行的神经纤维构成，神经元小且少； 外颗粒层：以颗粒细胞为主，少量锥体细胞； 外锥体层：以中等锥体细胞为主，少量颗粒细胞； 内颗粒层：以星形细胞为主，少量锥体细胞； 内锥体层：以大锥体细胞为主； 多形层：以梭形细胞为主，少量星形和锥体细胞。,