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第二章心理和行为的生物学基础菲尼亚斯·盖奇的故事19世纪的一个病历，有一个叫菲尼亚斯·盖奇的人，他的大脑额叶受损，这使他不能感觉到任何情感，有启发意义的是，他也因此而不能再做出任何决定。事件：1848年9月13日，一根3.7英尺长的铁杆刺穿了他的颅骨。当时美国正在大规模地发展铁路。菲尼亚斯·盖奇（PhineasGage）是一个铁路班组的工头，他的工作是把甘油炸药注入孔中，在铁轨铺设的沿途炸掉阻塞通道的所有障碍物。为了施加甘油炸药，菲尼亚斯必须使用一根1.2米长，最粗处达3厘米多的铁夯。一天，当菲尼亚斯用他的铁夯把甘油炸药填塞到孔中时，一起悲剧性事故发生了。一颗火星意外地点燃了甘油炸药，使它提早爆炸了。虽然这场爆炸非常严重，菲尼亚斯却活了下来，只是受了一点伤。爆炸时，他正保持着头歪向一边的姿势，这样，过早引爆的甘油炸药将铁夯上推，捅穿了他的左侧颅骨。铁棒穿透颅骨直到前脑，严重地损伤了他的前额叶皮层。身体伤害结果：仅左眼失明，左脸麻痹，但姿势、运动和言语无恙；心灵的变化：他的性格和思维方式变得和以前判若两人–受伤前：虽未受到良好的学校教育，但他具有平衡的心态，受到熟人的尊敬，大家认为他是个机灵、聪明的生意人，精力充沛，毅力不凡，努力实现自己的计划。–受伤后：他随时发作、放纵，还伴有无礼和污秽的语言；他不听从朋友和伙伴的劝阻，特别是当这些劝阻与他的需求冲突时，他表现得很不耐烦。–他随时异想天开地提出很多计划，瞬息间又依次否定，反复无常。–他的智能和表现像个孩子；可是却有着一个成年男子所具有的强烈本能。哈洛医生于1868年首次向麻省医学会报告了这一病例。证明脑是心理过程的基础。盖奇事件反思：前额叶皮层的作用这个事件后，更多触目惊心的脑损伤病例出现在报道里，它们或多或少地表达了相同的观点：前额叶皮层看来与呼吸、体温调节等基本生存功能或任何一种感觉加工或运动协调并无任何关系，但与我们头脑中最复杂的方面，即我们个性的本质和我们如何作为个体对外部世界作出反应等有关。内容提要–本章重点•神经冲动的传导？•大脑结构和功能如何？•有关脑功能的几种理论。自学•神经系统的进化（脑的进化）–从进化的角度来看，是否所有的动物都有脑？–脑是如何进化来的呢？–人脑和动物的脑有何区别？地球形成（46亿年前）植物动物大脑不断发展和完善无脊椎动物低等脊椎动物高等脊椎动物原生动物第一节神经元一、神经元即神经细胞，是神经系统结构和机能的单位，其基本作用是接受和传送信息。1、神经元的结构•胞体(soma)：•由细胞膜、细胞核、细胞质组成，在这里进行着维持生命的各种代谢活动•树突（dendirte）•较短，接受刺激并将刺激传向胞体•轴突(axon)•较长，传导刺激•轴突末梢（axonterminal）–神经和神经元•神经元—一个个极其微小的细胞体，肉眼无法看清楚•神经—一大束轴突•许多神经是白色的，那是一些裹着髓脂的轴突。在大脑和脊髓中，神经细胞的外部有一层薄膜，叫神经膜或神经鞘，保护着神经元的纤维。•2、神经元的信息传递–一个神经元一般由树突接受神经冲动，然后传到胞体，再传导到轴突。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。•3、神经元的类型–内导神经元（感觉神经元）：从感受器细胞将信息传向中枢神经系统–外导神经元（运动神经元）：从中枢神经系统将信息携带到肌肉和腺体–中间神经元：介于前两者之间，起联络作用。•4、神经胶质细胞–神经元之间有大量的胶质细胞，约1000亿个以上。–作用：•为神经元的生长提供了支架，对神经元的沟通有重要作用。•在神经元的周围形成绝缘层，使神经冲动得以快速传递。绝缘层就是髓鞘，由神经胶质细胞构成。•给神经元输送营养，清除神经元间过多的神经递质•神经元是通过接收和传递神经冲动来进行信息交换的。大脑加工的也是这种神经冲动。二、神经冲动的电传递•1、神经冲动–当任何一种刺激作用于神经元时，神经元就会由比较静息的状态转化为比较活跃的状态。–神经元受到刺激并产生兴奋是一种对刺激的反应能力，表现为神经冲动。神经冲动沿细胞轴突迅速向邻近的或下一个（些）神经元传递，表现为神经冲动的传导。–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。一般膜内电位低，带负电；膜外电位高，带正电。•人类神经元细胞膜内外的电压差，在静息状态下，大约有70毫伏—90毫伏的负电位差。这种在神经元处于静息状态下测到的电位，称为静息电位。静息电位是如何产生？与神经元细胞膜的通透性有关细胞膜对不同的离子具有不同的通透性。在静息状态下，细胞膜对K+的通透性较大，对Na+的通透性较差，结果K+外流，致使膜内外出现电位差。膜内比膜外略带负电，出现静息电位。3、动作电位：神经元受到刺激时，细胞膜的通透性发生变化。它使Na＋比K＋和Cl－更容易通过。Na＋进入细胞内部，使膜内正电荷迅速上升，并高于膜外电位。这一电位变化过程叫动作电位。•当一个神经元的静息电位到达-50毫伏后，就会出现一个神经冲动，或称动作电位，并通过轴突把这个信息传向下一级神经元。轴突内部与外部的电压差神经元轴突的横剖面图•从一个神经元发出动作电位到恢复静息状态的时间大约是1/1000秒•在轴突中，神经冲动的传导速度大约是每秒2.5米。轴突半径越大，传导速度越快。有髓脂的轴突比没有髓脂的轴突传导速度快。三、神经冲动的化学传导•神经元之间的联系是通过突触进行和实现的，突触是神经元之间彼此接触的部位。它们有三种接触形式，即轴突与细胞体、轴突与轴突和轴突与树突。信息通过突触，从一个神经元传至另一个神经元。•突触是控制信息传递的关键部位，它决定着信息传递的方向、范围和性质。•突触具有特殊结构，分为三个部分：–突触前成分：突触小泡(神经递质)，突触前膜。–（神经递质——神经细胞间神经信息传递所中介的化学物质）–突触间隙–突触后成分：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。•突触分为兴奋性突触和抑制性突触。–神经冲动的化学传导的原理•神经兴奋在突触间的传递，是借助于神经递质来完成的。当神经冲动传导到轴突末梢，突触小泡内存储的神经递质释放出来，经过突触间隙作用到突触后膜，和突触后膜的化学物质联系在一起，改变了膜的通透性，引起突触后神经元的电位变化，于是，实现了神经冲动的传递。这就是神经冲动的化学传导。这种突触传递，是脑内神经元信号传递的主要方式。•递质与分子受体的结合具备两个条件：–不能有其它递质或者化学分子附着到分子受体上–神经递质的形状必须与分子受体的形状相匹配。药物为什么会影响人的行为？药物可以模仿、复制、或者阻断神经递质的活动。人的大脑内有30多种神经递质，如乙酰胆碱、肾上腺素、去甲肾上腺素、5-羟色胺、多巴胺、组胺、多种氨基酸、神经调节素、神经肽。。。。•小结–我们把日常的心理和行为发生作出最微观的分析，即在生物学层面剖析来看，最基本的一个微观活动就是神经冲动的传导，神经元与神经元之间通过突触的联系，构成了极其复杂的信息传递与加工的神经回路（nervecircuit）；–人脑是由大量的神经元组成的。神经元的功能是接受和传导刺激。–神经元内的神经冲动主要通过电传导，神经元之间的传导主要通过化学传导。–神经元之间连接和传导都是非常复杂，脑的活动实际上就是一系列神经元之间信息的相互传导。第二节神经系统的结构与功能神经系统中枢神经系统（脑和脊髓）外周神经系统（脑和脊髓以外的神经）躯体神经系统自主神经系统交感神经系统（应付麻烦）副交感神经系统（维护身体内环境）一、神经系统的基本结构1.中枢神经系统（centralnervoussystemCＮＳ）的结构与基本功能•功能：整合与协调全身的功能，加工全部传入的神经信息，向身体不同部分发出命令•主要结构–脊髓–脑干、丘脑、小脑–边缘系统–大脑–脑神经（面部肌肉、粘膜、腺体等）•12对：嗅、视、动眼、滑车、三叉、外展、面、位听、舌咽、迷走（内脏血管和腺体）、舌下–脊神经（颈部以下身体的感觉和运动）•31对•颈神经8对•胸神经12对•腰神经5对•骶神经5对•尾神经1对中枢神经系统图示（1）作用1：主干通路-脊髓是将脑与周围神经系统联系起来的神经元主干线，位于脊柱的椎管内。它将分布于全身的各种感受器、肌肉和腺体联系起来。来自躯干和四肢的刺激，经过脊髓到达大脑，大脑发出的指令，通过脊髓到达效应器。（2）作用2：简单反射的中枢：–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，而直接传给运动神经元，至效应器形成反射。–脊髓协调身体左右侧活动并负责不需脑参与的快速简单动作反射。如果脊髓与脑分割开的机体，受到疼痛的刺激时仍能收缩其肢体，如膝跳反射；脊髓神经受损就会导致腿或躯干的麻痹，如截瘫病人。受损位置高，麻痹程度越严重。1）脊髓——联结躯体与脑部之间神经传导的主干通路•脊髓是中枢神经系统的最低级部位，负责控制反射等比较低级的行为和活动。•两种功能：脑神经传入与传出的中转站；简单反射控制中心。2）与基本生命过程有关的脑—脑干、丘脑、小脑•包括呼吸、脉搏、唤醒、运动、平衡和感觉信息的简单加工。•小脑：•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。•在控制身体运动的运动技能的学习方面，有一定的作用。3）与动机、情绪、记忆过程有关的脑——边缘系统•包括海马、杏仁核和下丘脑–海马：外显记忆的获得中有重要作用，结构最大–杏仁核：情绪记忆形成和情绪控制中有一定作用，损伤对于精神特别活跃的个体产生镇静作用。–下丘脑：很小的结构，但在日常生活中有重要作用，调节动机行为，包括摄食、饮水、体温调节和性唤醒。边缘系统图4）全部心理活动发源地的脑——大脑调节脑的高级认知功能和情绪功能•躯体神经系统–传递感觉器官和骨骼肌的信息，控制的行为是随意的•自主神经系统–又称为植物性神经系统，支配内脏和腺体活动，它们控制身体内的不随意运动。–自主神经系统处理两类生存问题：一类机体收到威胁，另一类是维持常规的身体状态。为了执行这些功能，自主神经进一步分成交感和副交感神经系统。2.外周神经系统（peripheralnervoussystemPNS）的结构和基本功能二、大脑的结构与机能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。1.关于大脑的概况•平均重量在1400克左右，外表看上去，只不过是一个表面布满褶皱、主要由两个半球组成的奶油色物体。•大脑皮层大约有2毫米厚，布满了向下凹的沟和向上凸的回，如果全面展开，其面积大约为2600平方厘米，相当于一张普通的报纸，•大脑皮层有140亿个以上的神经细胞，在这些神经细胞周围还有1000亿个以上的神经胶质细胞，为他们提供养分和能量。2、大脑的结构•大脑皮层表面有许多皱褶，并覆盖着由神经细胞组成的灰质，它的凹陷缝隙称为沟或裂，凸起的部分称为回。主要的沟裂有中央沟、外侧裂、顶枕裂。•这些沟裂将大脑半球分为四个叶：额叶（中央沟前方）、顶叶（中央沟和顶枕裂之间）、枕叶（顶枕裂后方）和颞叶（外侧裂下方）。额叶顶叶颞叶枕叶大脑皮层功能有一个重要的特点：不同的区域出现功能的专门化。大脑皮层的不同部位与特定功能相连左半球额叶后下部-运动性言语中枢（布洛卡区）--形成句子左半球颞叶后下部-听觉性言语中枢（威尔尼克区）--理解句子枕叶：视觉皮层（图象的接收和解释，左右交叉）颞叶：听觉皮层（左右交叉）额叶：嗅觉皮层大脑皮层分区中央沟顶叶枕叶颞叶额叶外侧裂大脑皮层机能定位：中央沟前回：运动区中央沟后回：体觉区枕叶：视觉区颞叶：听觉区颞叶上回后方：听觉性语言区（威尼克区----记忆与理解）中央沟前回下部：运动性语言区（布洛卡区----语言表达）顶枕叶：视觉性语言区3.大脑皮层的分区及机能按大脑的功能分区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。布鲁德曼（Brodmann，1909），47区。包括：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。例如，光的觉察。听觉区：颞叶内，41、42区。产生初级形式的听觉。机体感觉区：–位于中央后回。接受皮肤、内脏等器