生理心理学自考(10070)2014年改版全新——第二章

识记 能了解有关的名词 概念 知识的含义 并能正确认识理解和表述 是低层次的要 求 理解 在识记的基础上 能全面把握基本概念 基本理论 基本方法 能掌握有关概念 理论 方法的区别与联系 是较高层次的要求 论述 在理解的基础上 能够运用基本概念 基本理论 基本方法联系学过的多个知识点 分析和解决有关的理论问题和实际问题 是最高层次的要求 章次 课程内容 助学学时 第二章 神经系统的结构和功能基础 9 第四章 知觉的生理心理学基础 12 第五章 注意的生理心理学基础 10 第六章 学习及其神经生物学基础 14 第七章 记忆的生理心理学基础 14 第八章 言语 思维的脑功能基础 8 第九章 本能 需求和动机的生理心 理学基础 8 第十章 情绪与情感的生理心理学基 础 9 第十一章 第十二章 人际交往和执行监控的脑功 能基础 人格与智能的生理心理学问 题 12 12 总计 108 五 关于命题考试的若干规定 1 本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容 试题覆盖到章 适当突出重点 2 试卷中对不同能力层次的试题比例大致是 识记 为 30 理解 为 50 和 论述 为 20 3 试题难易程度分为较易 中等难度 较难三个层次 较难部分比例不超过 30 建议 20 4 本课程命题采用的基本题型包括单项选择题 多项选择题 填空题 名词解释 简答 题 论述题 5 考试采用闭卷笔试的方式 考试时间 150 分钟 采用百分制评分 60 分为及格 第二章 神经系统的结构和功能基础 一 课程内容 第一节 神经形态学 第二节 神经系统功能的整体和细胞生理学基础 第三节 遗传信息和神经信息相互作用的分子生物学基础 免考 49 58 页 二 学习目的与要求 神经细胞学 组织学和解剖学统称为神经形态学 它们对脑和神经系统的形态结构 分别采用电子显微镜 光学显微镜和肉眼观察的方法 得到解剖学上的脑大体解剖结构 神经组织的显微结构和神经细胞的超显微结构 三个层面上的科学知识 为理解脑和神经 系统的功能提供了形态学基础 关于神经系统功能 大体可分为基本功能和高级功能 前 者用于维持动物机体生命活动 后者是实现心理活动的基础 本章所涉及的神经信息化学传递的分子神经生物学基础知识 是理解记忆等认知活动 以及情感 行为的重要基础 只有掌握它们 才能理解各章节所涉及的心理活动的生理基 础 要求全面理解神经系统的结构和功能 重点掌握脑的主要结构 深入了解神经信息产生和 传递的电学和化学机制 对神经冲动和突触后电位产生和变化的规律以及神经递质和受体 相结合的过程 要全面理解 并准确掌握相关的重要名词和概念 三 考核知识点与考核目标 一 脑的主要结构及其基本功能 识记 一 神经细胞学 神经元 25 神经细胞是神经系统最基本的结构与功能单位 所以又将其称为神经元 神经 系统的一切技能都是通过神经元实现的 人脑大约有 1011个神经元 都是由胞体 轴突和树突组成的 突触 25 视神经元之间发生联系的细胞结构 由突触前膜 轴突末梢 神经末梢 终扣或 突触小体 突触后膜 下一个神经元的树突或胞体 突触间隙 前 后模之间的缝隙 间隙因种类不同宽窄不一 电突触间隙约 10 15mm 化学突出间隙较宽约 20 50mm 突触传递特点 1 神经冲动在神经纤维上的传导是双向的 而突触传递只能从突触前膜向 突触后膜传递 这种单向传导保证了神经系统有序的活动 2 突触延搁 3 时间和空间 总和效应 4 抑制作用 5 对药物敏感性 神经元分为 感觉神经元 将感受器传来的信息传向中枢神经系统 中间神经元 又称联 络神经元 将从感觉神经元中获得的信息传递给其他中间神经元或运动神经元 动作神经 元 从中枢神经系统将信息带给肌肉和腺体 二 神经组织学 皮层功能柱 超柱 29 30 97 98 具有相同感受野并具有相同功能的视皮层神经元 在垂直于皮层表面的方向上呈柱状分布 只对某一种视觉特征发生反应 从而形成了该种视觉特征的基本功能单位 所以称之为功 能柱 功能柱是感觉的基础 有两种功能柱理论 特征提取功能柱和空间频率 29 细胞生理学研究发现 处在同一柱内的神经细胞具有相同或相近似的技能 称为功能 主 30 最初 大脑皮层的柱状结构是在视皮层中发现的 具有相同感受野的视皮层神经元在 垂直于皮层表面的方向上呈柱状结构分布 它们是视皮层的基本功能单位 称为功能柱 产生某一感觉的功能柱 进一步组合成超柱 是知觉产生的细胞基础之一 97 在大脑视觉皮层中 具有相同感受野的多种特征检测细胞聚集在一起 形成了对各种 视觉属性综合反应的基本单元 超柱 98 超柱由感受野相同的各种特征检测功能柱组合而成 是简单知觉的基本结构与功能单 位 白质 31 由百亿神经元轴突形成的纤维束构成的 实现着神经元之间的联系 浅层白质 31 紧贴在大脑皮层之下的白质 实现着近距离大脑皮层之间的神经联系 深层白质 31 位于大脑半球深部的白质 实现着长距离皮层之间的神经联系 和两半球之 间 以及皮层与皮层下之间的神经联系 胼胝体 31 33 是主要的深部纤维联系 实现这大脑两半球间的联系 胼胝体又两半球间 交换信息的神经纤维 白质 组成 三 神经系统的解剖学 中枢神经系统 32 神经解剖将神经系统分为两大部分 即中枢神经系统和外周神经系统 由颅腔里的脑和椎管内的脊髓组成 颅腔内的脑分为大脑 端脑 间脑 中脑 桥脑 小 脑和延脑六个部分 椎管内脊髓分为 31 节 外周神经系统 32 39 由 12 对脑神经和 31 对脊神经 以及它们的传出神经分支 即植物 神经组成 自主神经系统 从结构上由颅神脊神经和自主神经三部分组成 从功能上分为 感觉神经 传入神经 运动神经 传出神经 和自主神经 植物神经 脏传出神经 自主神经系统 41 在脑 脊神经中都有支配内脏运动的纤维 分布到内脏 心血管和腺体 中 称之为自主神经或植物神经 它们调节内脏 血管和腺体的功能 维持着机体的生命 过程 可分为交感神经与副交感神经 交战感觉神经 相辅相成的作用 额 颞 顶 枕叶和边缘叶皮层 33 大脑半球背外侧面的皮层从前向后分为四个叶 额叶 顶叶 枕叶和颞叶 1 额叶以躯体的运动功能为主 位于中央沟前方 外侧裂上方的皮层为额叶 额叶具有高 级认知活动的调节和控制运动的功能 如策划 决策和目标设定等功能 意外损伤额叶 能影响人的行为能力和改变人格 2 顶叶为躯体感觉的高级中枢 位于顶枕裂前方 中央沟后方的皮层为顶叶 顶叶负责躯 体的各种感觉 3 枕叶以视觉功能为主 位于顶枕裂与枕前切迹连线的后方皮层为枕叶 是视觉中枢 4 颞叶以听觉功能为主 位于外侧裂下部的皮层为颞叶 与听觉关系密切 5 边缘叶 大脑半球的内侧面 围绕半径的环状回称为边缘叶 包括胼胝体下回 扣带回 海马回及其海马回深部的海马结构 基底神经节 34 纹状体 35 杏仁核 35 在大脑髓质深部有一些神经核团 称基底神经节 包括尾状核 豆状核 杏仁核和屏状核 纹状体 尾状核与豆状核组成纹状体 对机体的运动功能具有调节作用 杏仁核 杏仁核在嗅觉 情绪控制与情绪记忆形成中有一定作用 海马 34 大脑中边缘叶中海马回深部的结构 脑干 38 自下而上 依次由延脑 桥脑和中脑三个部分组成 脑干网状结构 39 脑干背 腹之间称被盖 由纵横交错的神经纤维和散在纤维中的许多大 小不一 形态各异的神经细胞组成 即脑干网状结构 调节脑结构的兴奋性水平 小脑 39 位于桥脑与延脑的背侧 其结构与大脑相似 外层是灰质 内层是白质 在白质 的深部也有 4 对核 称之为中央核 主要功能是调节肌肉的紧张度 以便维持姿势和平衡 顺利完成随意运动 脊髓 39 各阶段内部的特点虽不尽相同 但概貌大体一致 在脊髓的横切上 中央有一小 孔为中央管 中央官周围为 H 形灰质 外侧为白质 是中枢神经系统的原始部分 来自躯干 四肢的各种感觉 通过脊髓上行纤维传至脑进行 分析和综合 脑通过下行纤维束调节脊髓前角运动神经元的活动 识记这些结构在人脑中的位置和功能 理解 大脑皮层功能区的层次结构及其功能关系 36 大脑皮层每个功能区 如运动区 躯体感觉区 视觉区和听觉区等 都有层次结构 大概由三级组成 初级皮层区 一级皮层区 次级皮层区 二级皮层区 和联络皮层区 初级区为投射中心 直接接受皮层下中枢传入的信息或向皮层下发出的信息 与感受 器与效应器之间保持点对点的功能定位关系 对外部刺激实现简单而原始的感觉功能或发 出简单的运动信息 次级区分布在初级区周边 只接收初级皮层传来的信息 与皮层下中枢没有直接的特 异联系 次级感觉皮层将初级感觉皮层的信息联合加工为复杂的单感觉性知觉 运动性次 级皮层区的神经信息实现着复杂序列性运动功能 刺激感觉区和刺激运动区都失去了点对 点简单空间定位的特性 联络皮层区是次级皮层区之间的重叠区 实现着各种皮层功能区之间的联系 大脑皮层中 间有两个联络皮层区 一个位于顶 枕 颞的结合点上 它是躯体感觉 视觉 听觉的重 叠区 对外来各种信息进行加工 综合为更高级的多感觉性的知觉 并加以存储 另一个 联络区位于额叶前部 它同皮层所有的部分发生联系 综合所有信息做出行动规划 通过 对运动皮层进行调节与控制完成复杂活动 二 经典神经生理学的基本概念 识记 反射活动 42 经典神经生理学通过实验分析的方法证明 脑活动是由刺激所引起的反射性 活动 反射弧 42 反射活动的脑结构基础是反射弧 每种反射活动的结构基础称为该反射的反射 弧 是由传入 传出和中枢 3 个部分组成 基本神经过程 42 无论是非条件反射还是条件反射 都是神经系统内的两种神经过程 兴 奋过程 抑制过程的结果 理解 条件反射和非条件反射的异同 42 机体的先天本能行为 以遗传上确定的反射弧为基础 是同一种属 共存的种属特异性的非 条件反射活动 与此不同 后天习得的行为是建立在先天本能行为基础上 由暂时联系的 机制形成的条件反射 是在个体经验基础上因个体差异的反射活动 无论是非条件反射还是条件反射活动 在神经系统内都有兴奋和抑制两种神经过程 按一 定的规律发生运动 即扩散与集中和相互诱导的运动规律 三 细胞神经生理学的基本概念 识记 率编码或 全或无规则 43 刺激达到一定强度 将导致动作电位的产生 神经元的兴奋过程 表现为单位发放的神经 脉冲频率加快 抑制过程为单位发放频率降低 无论频率加快还是减慢 同一个神经元的 每个脉冲的幅值 高度 不变 换言之 神经元对刺激强度是按着 全或无 的规律进行调频式或数字化编码 全或无 是指每个神经元都有一个刺激阈值 对阈值以下的刺激不发生反应 对阈值以上的刺激 不论其强弱均给出同样高度 幅值 的神经脉冲发放 级量反应 43 和神经脉冲不同 级量反应电位的幅值随阈上刺激强度增大而变高 反应的频率并不发生 变化 这类反应中 每个级量反应电位幅值缓慢增高后缓慢下降 突触后 膜 电位 无论是兴奋性突触后电位 还是抑制性突触后电位 感受器电位 神经动作电位 细胞的单位发放后电位 无论是后兴奋电位 后超极化电位 都是级量反 应 动作电位 43 每个级量反应电位幅值缓慢增高后缓慢下降 这一过程持续几十毫秒 且不能向周围迅速 传到出去 只能局限在突触后膜不超过 1 的小点上 但能与邻近突触后膜同时或间隔 几毫秒 相继出现的突触后膜电位总和起来 时间总和与空间总和 如果总和超过神经 元发放阈值 就会导致这个神经元全部细胞膜去极化 出现整个细胞为一个单位而产生 70 110mV 的短脉冲 不超过 1ms 这就是快速的单位发放 即神经元的动作电位 静息电位 极化现象 43 在静息状态下 细胞膜外钠离子 Na 浓度较高 细胞膜内 钾离子 K 浓度较高 这类带电离子因膜内外的浓度差造成了膜内外大约 70 90 毫伏 mV 电位差 称之为静息电位 极化现象 这是两种反应 这两种反应交替出现 一个是 0101 这种二进制率 编码类 要么不发放 要发放就一致发放 一个是时间和空间的叠加的总和 理解 神经信息在神经细胞间电学传递的基本过程和规律 43 神经信息在脑内的传递过程 就是一个神经元 全或无 的 单位发放 到下一个 神经元突 触后电位的级量反应总和后 再出现发放的过程 即 全或无 的变化和级量反应不断交 替的过程 突触传递的特点 26 1 神经冲动在神经纤维上的传导是双向的 而突触传递只能从突触前膜向突触后膜传递 这种单向传导保证了神经系统有序的活动 2 突触延搁 3 时间和空间总和效应 4 抑 制作用 5 对药物敏感性 四 脑电生理学 脑电图和平均诱发电位的各自组成成分和功能意义 识记 脑电的现象可分为自发电活动和诱发电活动两大类 两类活动变化都在大脑直流电位的背 景上发生 脑电图及其组成成分和功能意义 44 所谓大脑直流电背景上的自发交变电变化 经数万倍放大后所得到的记录曲线 就是通常 所说的脑电图 EEG 闭幕养神 内心十分平静时记录到的脑电图多以 8 13 次 秒 Hz 的节律变化为主要成分 故将其称为基本节律或 波 如果这时突然受到刺激或内心激动起来 则脑电图的 波就会立即消失 为 14 30 次 秒 Hz 的快波 波 所取代 现象称为 波阻抑或失同步化 表明此时在脑内出现了 兴奋过程 高度注意力或工作记忆活动时 是 40 次 秒 Hz 左右的高频脑电活动称为 节律 安静闭目变为嗜睡时 是 4 7 次 秒 波 当被试陷入深睡时 波有可能为 1 3Hz 的 波所取代 这种频率变慢 波幅增高的脑 电变化 称为同步化 从 波电位变为 波的过程亦属于同步化 相反 脑电活动变为 低幅 快波的变化 称为失同步化或异步化 从宏观角度 异步化表明脑内出现了兴奋过程 疲劳 困倦 脑发育不成熟的儿童和某些 病理过程均可出现 波为主的脑电活动 波常出现在深睡 药物作用和脑严重疾病状 态 同步化 疲劳困倦 德尔塔 深睡 西塔 困倦嗜睡 阿尔法 基本 节律 贝塔 受刺激激动 伽马 高度集中注意力或工作记忆活动 失 同步化 异步化 兴奋过程 平均诱发电位的组成成分和功能意义 46 是一组复合波 刺激以后 10Ms 之内出现的一组波称早成分 代表接受刺激的感觉器官发 出的神经冲动 沿通路传导的过程 10 50ms 的一组称中成分 50ms 以后的一组波称晚成 分 理解 脑电图和平均诱发电位的记录条件和之间的关系 44 45 五 神经信息传递的生物化学机制和脑能量代谢特点 识记 神经递质及其主要种类 47 凡是神经细胞间神经信息传递所中介的化学物质 统称神经递 质 神经递质大都是相对分子质量较小的简单分子 包括胆碱类 单胺类 氨基酸类和多 肽类等三十多种物质 受体的分类和受体结合 48 受体是细胞膜上的特殊蛋白分子 可以识别和选择性地与某些物质发生特异性受体结合反 应 产生相应的生物效应 能与受体蛋白结合的物质有神经递质 调质 激素和药物等 统称为受体的配基或配体 将受体按其发生的生物效应机制和作用分类 G 蛋白依存性受体家族 配体门控受体 电 压门控受体 自感受体 受体结合 细胞内信使 47 48 G 蛋白依存性受体激活到离子通道蛋白磷酸化的细胞内信号转导系统 由几十种化学物质 参与 除一些酶和辅酶外 第二 三信使统称细胞内信使 神经元之间信息传递的化学机 制两大阶段中 更简要的说 神经细胞之间的信息传递 主要中介于神经递质 细胞内信 使来完成 细胞内信号转导系统 48 G 蛋白依存性受体家族包括许多种受体 这些受体发挥生理效应 除需特异的神经递质与 其结合外 还必须有一类靠三磷酸鸟苷的存在才有活性的蛋白分子 G 蛋白 才能引发细 胞内的信息传递过程 产生大量第二信使 再由这些第二信使激发第三信使 最后由第三 信使激发离子通道蛋白磷酸化 由 G 蛋白依存性受体激活到离子通道蛋白磷酸化的过程称 作细胞内信号转导系统 是神经元之间信息传递的化学机制两大阶段之一 脑能量代谢特点 49 脑重占全身体重的 2 但脑耗氧量与耗能量却占全身的 20 而且 99 是利用葡萄糖为能源代谢物 但本身不具糖原贮备 主要依靠血液供给葡萄糖 所以 脑对缺乏氧和血流量的不足十分敏感 可见脑功能与脑能量代谢有着密切的关系 理解 神经信息在细胞间和细胞内传递的机制和特点 47 49 神经信息从一个神经元向另一个神经元传递时 突触的化学传递机制是必不可少的 机制涉及到几十种相对分子质量大小不一的生物活性物质 分别称为神经递质 调质 受 体 通道蛋白 细胞内信使 逆信使 凡是神经细胞间神经信息传递所中介的化学物质 统称神经递质 神经递质大都是相对分子质量较小的简单分子 包括胆碱类 单胺类 氨 基酸类和多肽类等三十多种物质 根据其生理功能可分为兴奋性和抑制性神经递质 神经递质大多在神经元胞体内合成 沿细胞内的微管 微丝滚动式传输到神经末梢 存贮在末梢内的一些囊泡中 当神经冲动传至末梢时 引起膜的去极化并伴随大量纳和钙 离子流入末梢内 促使存贮神经递质的囊泡膜与突触前膜融合 随后裂开 将囊泡内的大 量神经递质释放到突触间隙 神经递质在末梢的囊泡内被释放到突触间隙 被释放到突触间隙的神经递质有四种不同的命运 1 绝大多数分子在突触间隙中扩散到突触后膜上 与后膜上的受体结合 完成神经信息在 细胞间的传递过程 2 一小部分神经递质被释放到突触间隙后 还来不及扩散出去 就又被突触前膜重新摄取 到神经末梢内 即被再摄取 3 有的神经递质在突触间隙内被降解成其他更小的分子 4 有一些神经递质在突触间隙内 并不直接扩散到突触后膜 而是向周围比突触间隙距离 更大的位点扩散 与那些细胞膜上的受体结合 调节神经元对神经递质合成和释放的速率 发挥神经调质的作用 神经调质并不直接传递神经信息 而是调节神经信息传递过程的效 率和速率 其发生作用的距离比神经递质大 但其化学组成和结构可能与同类神经递质相 同 如多巴胺 也可能与神经递质完全不同 如多肽 被释放的神经递质 4 中后果 1 大多数和突触后膜的受体结合完成细胞间的信息传递 2 未来得及扩散又被阡陌重新摄取回神经末梢内 3 被降解成更小的分子 4 释放到突 触间隙内没扩散的后模 转向周围比间隙距离更大的位点而扩散 与那儿的受体结合 调 节神经元对递质合成和释放的速率 神经调质 神经递质的生物合成 传输 存贮 释放 结合 再摄取 降解 调节等过程 构成 了神经信息在神经元之间传递的复杂机制 截止倒数第 6 行 近年发现 神经信息在细胞间传递过程中 除了这类参与从突触前膜向突触后膜传递 信息的递质与受体结合外 还有由突触后释放一种更小的分子 迅速逆向扩散到突触前膜 调节化学传递的过程 这类小分子物质称为逆信使 已知的逆信使有腺苷 一氧化氮 一 氧化碳 由此可见 神经细胞间信息传递的化学机制是十分精细的 与之相比 在突触后细胞内发 生的信息传导机制更为复杂 包括受体结合 细胞内信使传递 离子通道蛋白分子的边沟 等许多环节 受体是细胞膜上的特殊蛋白分子 可以识别和选择性地与某些物质发生特异性 受体结合反 应 产生相应的生物效应 能与受体蛋白结合的物质如 神经递质 调质 激素 药物等 统称为受体的配基或配体 将受体按其发生的生物效应机制和作用分类 G 蛋白依存性受 体家族 配体门控受体 电压门控受体 自感受体 G 蛋白依存性受体家族包括许多种受体 这些受体发挥生理效应 除需特异的神经递质与 其结合外 还必须有一类靠三磷酸鸟苷的存在才有活性的蛋白分子 G 蛋白 才能引发细 胞内的信息传递过程 产生大量第二信使 再由这些第二信使激发第三信使 最后由第三 信使激发离子通道蛋白磷酸化 改变通道蛋白分子的构象 启闭钙离子 钾离子 氯离子 等离子通道 造成突触后膜的突触后电位 最终这些突触后电位总和起来 导致该神经元 细胞膜去极化 达到单位发放的兴奋状态 完成细胞内信息传递的使命 G 蛋白依存性受体家族 特异的神经递质 三磷酸鸟苷 活性蛋白分子 G 蛋白 引发 细胞内传递过程 产生第二信使 激发第三信使 激发离子通道蛋白磷酸化 细胞内 信号转导系统 改变通道蛋白分子的构象 启闭离子通道 造成突触后膜的突触 后电位 后电位总和起来 神经元细胞膜去极化 单位发放兴奋状态 完成细胞 内信息传递使命 综上所述 神经元之间信息传递的化学机制 可分为两大阶段 过程一 靠小分子的神经递质 调制 逆信使的参与完成细胞间的传递 过程二 由 G 蛋白依存性受体激活到离子通道蛋白磷酸化的细胞内信号转导系统 过程二由几十种化学物质参与 除一些酶和辅酶外 第二 三信使 统称细胞内信使 最 重要 更简要地说 神经细胞之间的信息传递 主要中介于神经递质 细胞内信使来完成 神经细胞间信息传递的化学机制并非总是如此负复杂 当那些电压门控受体与神经递质结 合时 就会直接导致突触后膜的去极化 产生突出后电位 这是由于这类电压门控受体蛋 白分子本身又是离子通道蛋白 所以受体结合过程发生蛋白分子变构作用 就会启闭离子 通道 无需通过细胞内复杂的传递机制 电压门控受体 神经递质 电压门控受体蛋白分子 本身就是离子通道蛋白 受体结合 过程中 蛋白分子变构作用 启闭离子通道 造成突触后膜的突触后电位 后电位 总和起来 神经元细胞膜去极化 单位发放兴奋状态 完成细胞内信息传递使命 由此可见 脑内信息传递的化学机制具有多样性 精细性的特点 某些信息可简捷而高速 地快传递 某些信息则要一丝不苟地精细查对后 才能传递下去的慢传递 此外 神经细 胞间的信息传递既有沿神经通路方向的正向传递信使 也有按反方向传递的逆信使