神经元图示
神经元
• 按功能分类
– 感觉神经元（sensory neuron）
• 即传入神经元（afferent neuron），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（motor neuron）
• 即传出神经元（efferent neuron），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。
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？ 人类的遗传机制是什么？ 行为遗传学采用何种研究方法？ 行为遗传学有哪些重要发现？
第一节 神经系统与行为
• 神经元
– 神经元的结构 – 神经元的分类 – 神经冲动的传导
大脑皮层的结构与分区
• 感觉皮层区(somato-sensory areas)
– 包括特殊感觉区和躯体感觉区。
• 视觉区皮层位于枕叶，是视觉的最高中枢。它接受在光刺 激的作用下由眼睛输入的神经冲动，产生初级形式的视觉。 若大脑两半球的视觉区受到破坏，即使眼睛的功能正常， 人也将完全丧失视觉而成为全盲。 • 听觉区皮层位于颞上回，是听觉的最高中枢。它接受在声 音的作用下由耳朵传入的神经冲动，产生初级形式的听觉。 若破坏了大脑两半球的听觉区，即使双耳的功能正常，人 也将完全丧失听觉而成为全聋。 • 躯体感觉区位于顶叶中央沟后面的中央后回。这里主管着 热、冷、触、压、痛、身体运动与内脏感觉等所有来自躯 体的感觉
大脑皮层的结构与分区
大脑皮层的结构与分区
• 运动皮层区(motor areas)位于顶叶中央沟前面的中央前回。其 主要功能是发出动作指令，支配和调节身体在空间的位置、 姿势及身体各部分的运动。 • 运动区与躯干、四肢运动的关系也是左右交叉、上下倒置的。 中央前回最上部的细胞与下肢肌肉的运动有关，其余的细胞 区域与上肢肌肉的运动有关。 • 运动区和头部运动的关系是直接的，即上部的细胞与额、眼 睑和眼球的运动有关；下部的细胞与舌和吞咽运动有关。同 样，身体各部位在运动区的投射面积不取决于各部位的实际 大小，而取决于它们在机能方面的重要程度。动作越精细， 越复杂，在皮层的投射区越大
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（somatic nervous system）
• 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。
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20-50 nm（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。
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 （reticular formation），其主要功能是控制觉醒、注意、睡眠 等不同层次的意识状态。
• 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。 • 前脑（forebrain）主要包括丘脑、下丘脑、边缘系统和大脑
中枢神经系统
• 前脑
– 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（limbic system）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。
第二节 大脑皮层
• 大脑皮层受损的著名个案
– 1848年9月13日，铁路监工盖吉（Phineas P. Gaga） 在一次以外爆破中，一根3.7英尺长的铁杆从他的左 颧骨下方穿入头部，从头顶飞出，落在身后二十几 米的地方（见图2-6）。尽管颅骨的左前部几乎完全 被损坏了，但盖吉的意识还清醒。人们用卡车把他 送回旅馆，他自己走上楼。随后的2～3周内，他濒 于死亡。在一位外科医生的精心治疗下，到10月中 旬，盖吉逐渐开始恢复，并于十周后出院了。 – 盖吉的幸存是一个奇迹，严重的脑损伤仅使他左眼 失明，坐脸麻痹，但他仍然可以说话、走路和工作。 但不久之后，人们发现盖吉的脾气与从前大不相同 了。他本是一个非常有能力、有效率的领班，思维 机敏、灵活，对人和气、彬彬有礼。但这次事故以 后，他变得粗俗无礼，对事情缺乏耐心，既顽固、 任性，又反复无常、优柔寡断。他似乎总是无法计 划和安排自己将要做的事情。他的朋友和熟人都说 他“他不再是以前的盖吉了”。
大脑皮层
• • • • 大脑皮层的结构与分区 大脑两半球功能差异 大脑的潜能 大脑皮层机能活动的特点和规律
大脑皮层的结构与分区
大脑皮层的结构与分区
• • • • • 脑纵裂（longitudinal fissure） 胼胝体（corpus callosum） 侧裂（lateral fissure） 中央沟（central fissure） 大脑皮层的四个叶（lobe）：
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。
大脑皮层的结构与分区
神经冲动的传导
突触结构图示
神经冲动的传导
• 神经递质
– 已经得到确认的神经递质有乙酰胆碱（acetylcholine）、去甲 肾上腺素（norepinephrine）、5-羟色胺（serotonin）、多巴胺 （dopamine）、内啡肽（endorphin）以及多种甘氨酸等。 – 神经递质参与多种生命活动
• 乙酰胆碱具有控制肌肉收缩的功能 • 大脑中的多巴胺与随意运动、学习、记忆和情感唤起有关，并在 帕金森病和精神分裂症的发生中起重要的作用 • 去甲肾上腺素是一种兴奋性的神经递质，与随后将要讲到的肾上 腺素功能相似 • 5-羟色胺被认为与抑郁症关系紧密 • 内啡肽则是一种抑制性的神经递质，能缓解焦虑
– 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
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（resting potential）。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-none principle），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”。
– 自主神经系统（autonomic nervous system）
• 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（sympathetic system）和副交感神经系统 （parasympathetic system）两部分
• 周围神经系统（peripheral nervous system，PNS）
– 躯体神经系统（somatic nervous system） – 自主神经系统（autonomic nervous system）
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
大脑皮层的结构与分区
• 躯体特定部位的感觉在躯体感觉区的机能定位特点
– 颈部以下躯体感觉有交叉性投射的特点，即左（右）侧 躯体信息投射在右（左）侧皮层 – 整个躯体感觉的机能定位呈倒立分布，即来自躯体上部 的信息投射到躯体感觉区的下部，来自躯体下部的信息 投射到感觉区的上部 – 皮层投射区域的大小不以躯体器官的大小而定，而是以 器官感觉的精细和复杂程度而定。如手和口部感觉精细， 内涵丰富，在皮层上占有极大的投射区