第二章心理的生理学基础

第二章心理的生物学基础本章提要神经系统有哪些重要的结构和功能？大脑皮层活动的特点和规律是什么？内分泌系统与行为有怎样的关系？•重要问题：1、中枢神经系统的构造与功能2、神经的兴奋如何传递3、大脑结构重要概念：神经元神经兴奋静息电位动作电位突触第一节神经元•神经元：就是神经细胞，它是神经系统构造和机能的单位，它的基本作用是接受和传送信息。•瓦尔岱耶（waldeyer，1891）提出神经元的名称，并创立了神经元学说。神经元•神经元的结构–神经元（neuron）即神经细胞，是神经系统最基本的结构和功能单位，由细胞体（cellbody）及其发出的树突（dendrites）和轴突（axon）三部分构成•细胞体是神经元的代谢和营养中心，通过细胞体内的细胞核提供氧气和营养物质。•树突是从细胞体伸出的一个或多个树枝状突起，其主要机能是接受从感受器或其他神经元发出的刺激。•轴突是从细胞体发出的一个长突起，其主要机能是将神经冲动传导到其它神经元或效应器（effector）（效应器指的是肌肉和腺体）。在轴突的周围包裹着髓鞘（myelinsheath），它具有绝缘的作用，使轴突从带电的周围液体中隔离出来，从而保护了携带信息的电位变化，保证信息的有效传递。轴突像树干一样，可以向各个方向发出分枝，终止于终纽（terminalbutton）。一、神经元的构造（一）、结构：•神经元由胞体与胞突两部分组成。•如图所示神经元图示细胞膜胞体细胞核细胞质神经元树突：形状如树的分枝，作用是接受刺激，将神经冲动传向胞体。胞突轴突：较长，从十几微米到一米，唯一一根，作用是将神经冲动从胞体传出，到达与它联系的各种细胞。(二)、神经元的分类1、内导神经元（感觉神经元）：收集和传导身体内外的刺激，到达脊髓和大脑。2、外导神经元（运动神经元）：将脊髓和大脑发出的信息传到肌肉和内分泌腺，支配效应器官的活动。3、中间神经元：起联络作用。神经元•按功能分类–感觉神经元（sensoryneuron）•即传入神经元（afferentneuron），其功能是接受内外刺激，将神经冲动传到中枢神经。–运动神经元（motorneuron）•即传出神经元（efferentneuron），其功能是将中枢神经系统发出的神经冲动传至反应器，使肌肉、腺体产生反应。–中间神经元（interneuron）•其功能主要是联络感觉神经元和运动神经元，起桥梁作用（三）、神经元如何传递信息•神经冲动由树突接受，然后传给细胞体，在这里也不断进行着维持生命的各种代谢活动，负责最后传递过程的是轴突，轴突通常是被脂肪性的髓鞘（myelinsheath）包住的，经过轴突分枝后，末端的终止扣再把冲动传递给其他细胞。如图所示：二、神经冲动的传递几个重要概念1、神经冲动:当任何一种刺激作用于神经时，神经元就会由比较静息的状态转化为比较活跃的状态，这就是神经兴奋。2、静电电位：神经纤维处于静息状态时，神经细胞的膜是极化着的。膜内外存在一定的电位差或电张力，这就是静息电位。一般膜内电位低，带负电，膜外电位高，带正电。3、动作电位：当神经受到刺激时，细胞膜的通透性迅速发生变化，它使Na比K和Cl更容易通过。带正电荷的钠离子进入神经纤维内部，使膜内电位（正电荷）迅速上升，并高于膜外电位。•这就解除了细胞膜原来的极化状态，因而叫“除极”或“去极化”。•除极后细胞膜对Na的通透性开始下降，而对K的通透性又上升，细胞膜恢复极化（叫“复极”）。•一次除极和一次复极，代表着受刺激的局部神经发生一次兴奋。这一电位变化过程叫动作电位。神经冲动的传导•神经冲动是神经元的一种电化学活动，在神经元没有被相邻的神经元激活的静息状态下，神经元细胞膜内外维持着静息电位（restingpotential）。处于静息状态的神经元接受的刺激达到其阈值时，就会出现一个神经冲动，它遵循全或无原则（all-or-noneprinciple），也就是说，神经冲动要么完全出现，要么完全不出现。神经冲动沿神经纤维的传导被称作“放电”。神经冲动的传导•神经元之间的信息传递依靠突触（synapse）来完成•突触（synapse）是指神经元的轴突末梢和另一些神经元的树突和胞体或肌肉、腺体细胞发生接触，并进行信息传递的区域。–突触的结构•突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成，突触间隙约为20-50nm（纳米，10-9米）。•在突触前膜内含有大量的囊泡（突触小泡），突触小泡内含有神经递质neurotransmitter）。•突触前膜通过释放神经递质作用于突触后膜上的特异性蛋白质受体，就实现了神经冲动从一个神经元向另一个神经元的传递。•由于神经末梢一再分支，一个神经元可以形成一到十万个突触联系。在人脑的100多亿（1010）个神经元中，总共大约有1014个突触。三、突触与突触传导（一）突触：一个神经元与另一个神经元彼此接触的部分，叫突触。突触前成分：轴突末梢的球状小体：突触小泡，突触前膜。突触突触间隙：狭义的突触，一个神经元末端与另一个神经元始端间的缝隙。突触后部分：临近神经元的树突末梢或胞体内的一定部位。神经冲动的传导突触结构图示（二）突触传导――化学传导•神经兴奋在突触间的传递，是借助于某种化学物质（神经物质）来完成的。•当神经兴奋达到轴突末梢时，突触小泡内存储的神经递质通过突触前膜的张口处释放出来。•这种神经递质经过突触间隙后作用于突触后膜，并与突触后神经元内另一种化学物质（受体）联系在一起，从而改变了膜的通透性，并引起突触后神经元的电位变化，实现了神经兴奋的传递。兴奋性突触:突触前神经元兴奋时，由突触小泡释放出具有兴奋作用的神经递质，使突触后神经元产生兴奋。抑制性突触：突触前神经元兴奋时，使突触小泡释放出具有抑制作用的神经递质，使突触后膜“超级化”，从而显示抑制性的效应。四、神经网络•神经元与神经元通过突触建立的联系，构成了极端复杂的神经网络，有三种形式：1、辐射式：一个神经元的轴突通过它的末梢分枝与许多神经元（胞体与树突）建立突触联系。这种联系使一个神经元的活动，有可能引起许多神经元的同时性兴奋或抑制。2、聚合式：许多神经元的神经末梢共同与一个神经元发生突触联系。•这样，同一神经元可以接受许多其他神经元的影响。这些神经元可能都是兴奋的或都是抑制的，也可能是一部分兴奋，一部分抑制。•它们聚合起来共同决定着突触后神经元的状态。它表现了神经兴奋在时间上的整合作用。3、环式：一个神经元发出的神经冲动经过几个中间神经元，又传回到原发冲动的神经元。•它使神经冲动在这个回路内的传递可以往返持续一段时间。第二节神经系统•神经系统：由神经元构成的复杂的机能系统。分为周围神经系统和中枢神经系统。神经系统的结构•中枢神经系统（centralnervoussystem，CNS）–脑（brain）–脊髓（spinalcord）–中枢神经系统中含有灰质（graymatter）和白质（whitematter）两种神经组织，前者由神经元的细胞体聚集而成，呈浅灰色；后者由成束的轴突组成，呈白色。•周围神经系统（peripheralnervoussystem，PNS）–躯体神经系统（somaticnervoussystem）–自主神经系统（autonomicnervoussystem）一、中枢神经系统：（一）、脑的构造与功能中枢神经系统中枢神经系统•脑–中枢神经系统的高级中枢，在结构上分为脑干、小脑和前脑三部分•脑干（brainstem）又称为后脑（hindbrain），向下连接脊髓，向上承接大脑半球。它包含延脑（有的译为延髓）（medulla）、脑桥（pons）和中脑（midbrain）。•小脑位于脑桥之后，两侧膨起的部分称为小脑半球。小脑的主要功能是协调躯体肌肉的运动和维持平衡，当它发生疾病时，会出现闭眼直立时站不稳，走路时歪歪斜斜，运动不准确、不协调、不能完成精巧的动作等现象。•间脑（forebrain）主要包括丘脑、下丘脑、边缘系统和大脑中枢神经系统•脑干–延脑处于脑干的最下面，与脊髓相连，它的主要功能是调节呼吸、心率、血压等与生命息息相关的体内活动–在延脑上方膨大的部分就是脑桥，它含有大量的神经纤维束，与小脑发生桥梁沟通作用，还参与调节注意、睡眠、觉醒、呼吸等活动。–中脑位于脑桥之上，在整个脑中恰好处于中点，是视觉和听觉的反射中枢，眼睛各部分的活动均受到中脑的控制，如瞳孔的光反射和眼动就是由它控制的–脑干中有许多错综复杂的神经元和神经纤维构成的网状结构（reticularformation），其主要功能是控制觉醒、注意、睡眠等不同层次的意识状态。中枢神经系统•间脑–丘脑（thalamus）位于中脑和大脑之间，由白质神经纤维组成，呈卵形，在脑的两边各有一个。丘脑是皮层下感觉中枢，因为除嗅觉外，各种感觉传导束都在丘脑内转换神经元，然后才投射到大脑皮层的特定部位。–下丘脑（hypothalamus）在丘脑之下，它直接与大脑中各区相连，还与脑垂体相连。下丘脑是主管自主神经系统的高级中枢，与内脏活动、机体的各种生理功能和情绪等均有密切关系。–边缘系统（limbicsystem）由杏仁核、海马、下丘脑的一部分等几个结构组成，这一系统在产生情绪和动机时起主要作用。实验证明，边缘系统与摄食、性、植物性神经系统的功能以及情绪、情感、学习、记忆等活动关系密切。–前脑中最主要的部分为大脑（cerebrum），它是整个神经中枢的最高级部分。1、脑干：维持个体的生命，心跳、呼吸、消化、体温、睡眠等与脑干有关。包括延脑、脑桥、中脑、网状结构。2、小脑：与大脑皮质运动共同控制肌肉运动，调节身体姿势与身体平衡。3、间脑：最复杂的中枢，也是最重要的中枢，包括：①丘脑：是感觉神经的重要传递站，也具有控制情绪的功能。②下丘脑：自主神经系统的主要管制中枢，管制内分泌系统，维持新陈代谢，调节体温，并与生理活动中饥饿、渴、性等生理性动机有密切关系。③边缘系统：管制嗅觉、内脏、自主神经、内泌、性、摄食、学习、记忆等，有两个神经组织：杏核与情绪表现有关，海马体与记忆有关。（二）脊髓的构造与功能•脊髓是中枢神经系统的低级部位，位于脊髓管内，由许多神经元聚集成的柱状构造，包括灰质和白质两种神经纤维。•脊髓的两种功能：1、反射中枢•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，至反应器形成反射。•反射弧：由感觉神经元，中间神经元和运动神经元所形成的反射。――膝跳反射。2、提供躯体与脑部之间神经双向传导的道路•感受器接受外界的刺激→感觉神经元兴奋→冲动→脊髓→由中间神经元传至大脑→由大脑传回→经脊髓由运动神经元传给反应器（肌肉或腺体），表现出反应。•如图：二、周围神经系统•周围神经系统包含向中枢神经系统传递信息的感觉神经元和从那里接受信息的运动神经元。–躯体神经系统（somaticnervoussystem）•躯体神经系统负责感觉器官（包括骨骼肌）与中枢神经系统之间的信息交流。•作用：一方面把各种感觉器官接受的刺激传递到中枢神经系统，使我们有了视觉、听觉、味觉、触觉、痛觉等各种丰富的感觉；另一方面它又把中枢神经系统的意志表现出来，使我们可以随意的作出各种动作，如眨眼、咀嚼、伸手、踢腿、跳跃等。–自主神经系统（autonomicnervoussystem）•自主神经系统是指调节内脏器官的肌肉和腺体活动的传出神经系统，其功能主要是控制心跳、呼吸、消化、瞳孔的收缩和调节腺体的分泌。它在一定的程度上不受中枢神经系统的控制•分为交感神经系统（sympatheticsystem）和副交感神经系统（parasympatheticsystem）两部分周围神经系统交感神经与副交感神经的作用往往具有拮抗性质交感神经是机体应付紧急情况的机构。当人们挣扎、搏斗、恐惧或愤怒时，交感神经马上发生作用，加速心脏的跳动以增加全身的供血量；促使肝脏释放更多的血糖，使肌肉得以利用；暂时减缓或停止消化器官的活动，从而动员全身力量以应付危急。副交感神经起着平衡作用，抑制体内各器官的过度兴奋，使它们获得必要的休息。•与中枢神经系统相对应，包括躯体神经