第2章　心理的生物基础

2.1　复习笔记

一、神经系统与神经元

神经系统是由巨量神经细胞形成的神经组织与结构的总称，可分为中枢神经系统和周围神经系统。

（一）中枢神经系统的结构和机能

中枢神经系统是人体神经系统的最主体部分，包括脑和脊髓，其主要功能是传递、储存和加工信息，产生各种心理活动，支配与控制人的全部行为。

1．脑

人类的脑是由约140亿个脑细胞构成的重约1400克的海绵状神经组织。脑（brain）是中枢神经系统的主要部分，在构造上，按部位的不同分为前脑、中脑和后脑三大部分，分别具有不同的功能。

（1）后脑

后脑位居脑的后下部，其中包括延脑、脑桥和小脑三部分。

（2）中脑

中脑位于脑桥之上，恰好处在整个脑的中间。中脑是视觉和听觉的反射中枢。在中脑的中心有一个网状的神经组织，称为网状结构。网状结构的主要功能是控制觉醒、注意、睡眠等意识状态。中脑与后脑的脑桥和延脑合在一起，称为脑干。脑干是生命中枢。

（3）前脑

前脑是脑的最复杂部分，也是最重要的部分。前脑主要包括大脑皮质、边缘系统、丘脑、下丘脑和脑垂体五部分。

2．脊髓

脊髓上接脑部，外连周围神经，31对脊神经分布于它的两侧。

（二）周围神经系统的结构和机能

周围神经系统从中枢神经系统发出，导向人体各部分，可分为躯体神经系统和自主神经系统。

1．躯体神经系统

躯体神经系统包括脑神经和脊神经。脑神经共12对，主要分布于头面部；脊神经共31对，主要分布于躯干和四肢。它们起着使中枢神经系统与外部世界相联系的作用。

2．自主神经系统

自主神经系统分布于内脏器官、心血管、腺体及其他平滑肌。它包含感觉（传入）神经纤维和运动（传出）神经纤维。自主神经系统可分为交感神经系统和副交感神经系统。

（三）神经元的结构和机能

神经元即神经细胞，是神经系统结构和功能的基本单位。神经系统主要由神经细胞和神经胶质组成。神经元具有两个最主要的特性，即兴奋性和传导性。神经元的功能表现多种多样，归纳起来可分为三类：

1．感觉神经元（传入神经元），其树突的末端分布于身体的外周部，接受来自体内外的刺激，将兴奋传至脊髓和脑。

2．运动神经元（传出神经元），其轴突达于肌肉和腺体。运动神经元的兴奋可引起它们的活动。

3．联络神经元（中间神经元），介于上述两种神经元之间，把它们联系起来或组成复杂的网络，起着神经元之间机能联系的作用，多存在于脑和脊髓里。

二、脑的三大机能系统

人脑是一个极其复杂的机能系统，主要包括感觉机能系统、运动机能系统、联络机能系统。

（一）感觉机能系统

外界刺激经过感受器时，触发的神经冲动由感觉神经传入中枢神经系统，再分别经特异投射系统和非特异投射系统达到大脑皮质，进而在大脑皮质发生加工，产生感觉。

1．特异投射系统和非特异投射系统

感受器发出的神经冲动通过两条作用不同的神经通路传入大脑皮质，一条是特异性投射系统，另一条是非特异性投射系统。

（1）特异性投射系统

特异性投射系统是指各类感受器以特异的传入路径将神经冲动传送至大脑皮质的特定投射区的一种传入系统。它们的作用是引起特定的感觉。

（2）非特异性投射系统

非特异性投射系统是指特异性传入系统神经束经过脑干时，发出侧支，与脑干网状结构内的神经元建立突触联系，然后经丘脑内侧部弥散性地投射到大脑皮质的广泛区域，不产生特定感觉的一种传入系统。

2．大脑皮质的感觉代表区

特异投射系统将来自感受器的冲动传向大脑皮质的特定区域，从而引起特定的感觉。现已探明大脑皮质的感觉代表区有以下几种：

（1）体表感觉代表区

体表感觉主要指皮肤上的触、冷、温、痛等感觉。其大脑皮质代表区在中央后回。

（2）本体感觉代表区

本体感觉指肌肉、关节的运动和位置感觉。中央前回是运动区，也是本体感觉的投射区。刺激中央前回也会引致病人企图发动肢体运动的主观感觉。

（3）视觉代表区

视觉代表区在枕叶距状裂两侧。刺激该区域，可以使患者产生简单的主观光感觉，但不能引起完善的视觉形象。

（4）听觉代表区

听觉代表区在颞叶的颞横回。电刺激该区可以使患者产生铃声样或风吹样的主观音觉。

（5）嗅觉和味觉代表区

一般认为，嗅觉冲动主要投射于海马回沟和海马回前部一带，味觉冲动投射于中央后回的头面部感觉投射区的下侧。

（6）内脏感觉代表区

一般认为内脏感觉代表区在边缘叶。

（二）运动机能系统

1．大脑皮质运动区

人的一切随意活动是由大脑皮质调节的。中央前回是躯体运动的皮质代表区。

2．锥体系统和锥体外系统

大脑皮质控制人的随意活动。其神经冲动是经锥体系统和锥体外系统下传完成的。

（1）锥体系统

锥体系统主要是由大脑皮质中央前回的大锥体细胞发出的神经纤维组成。锥体系统的机能主要是控制支配各种随意活动，控制技巧性的活动。

（2）锥体外系统

大脑皮质除运动区外，还有一些其他区域参与肌肉活动的协调。这些区域统称为锥体外区。由锥体外区下行的传导系统称为锥体外系统。锥体外系统并不直接支配随意运动，它的主要功能是调节肌肉的紧张度，保持身体的姿势，使动作协调。

（三）联络机能系统

在大脑皮质，除了特异感觉投射区和运动区之外，还有更广大的区域，这些区域一般称为联络区。

1．感觉联络区

各感觉投射区的神经元严格保持着模式特异性，其邻近区域有大量的短轴突联络神经元。它们与各感觉区的特异神经元有着广泛的联系，其功能是组织进入感觉区的神经冲动，以便获得更精确的信息。这些区域称为感觉联络区。

2．运动联络区

在运动区附近是运动联络区。运动区是运动指令下达的“出口”。它虽能直接支配某一部分肌肉的收缩，但人的运动是有意义的。

3．前额联络区

在每一大脑半球额叶的最前端，各有一广大区域，称为前额联络区。前额联络区在人形成意向、运筹规划、调节和监督自己的行动使之与目的、计划相适应起决定性的作用。

三、脑机制的研究方法

历史上最早是从解剖人的尸体和研究脑局部损伤病人来获取脑的结构和功能知识。随着认知神经科学的兴起，现在研究心理与行为的脑机制的比较常见的几种方法有以下几种。

（一）刺激法

这种方法就是在动物脑内埋入微小的电极，通以微电流刺激特定部位的神经元活动，以观察其行为反应。

（二）损毁法和切除法

这种方法就是通过切除或损毁动物脑的一定部位特定的神经核，或切断通向该部位的神经通路，然后观察其行为的变化（也包括对那些因负伤、脑溢血、肿瘤或癫痫而使脑的一定部位受损的病人的观察）。

（三）脑电图

在头皮表面记录到的自发节律性电活动，称为脑电图（简称EEG）。这种自发电位主要是由皮质大量神经组织的突触后电位同步总和形成的。

（四）微电极记录法

神经心理学家不仅可以在头皮上记录到脑活动时的电位变化，而且还可以使用电极记录脑内大量神经元的活动情况。

（五）脑成像技术

1．计算机断层扫描

计算机辅助的X射线扫描在对大脑疾病和损伤的诊断中起着革命性的作用。传统的X光检查最多只能产生一幅大脑阴影的图像，这样的影像分辨力不高。为了解决这个问题，研究者设计了计算机断层扫描（简称CT）。

2．磁共振成像

磁共振成像（简称MRI）是运用磁场原理来产生体内活动的图像。在MRI扫描中，由一个探测器负责记录身体内氢原子对强磁场的反应，之后，通过计算机程序产生一个三维的大脑或躯体的图像。体内任何一个两维平面的物体都能在计算机对MRI数据的选择中被找到并形成一个图像，然后在屏幕上显示出来。这样，研究者就仿佛在一个透明的三维空间中观察大脑的内部状态。

3．正电子成像术

正电子成像术（简称PET）也许是目前脑成像技术中应用最多的方法之一。当含有微量的放射性同位素葡萄糖溶液进入血液被大脑吸收后，PET能检测到这种溶液发射的正电子。大脑工作时必须消耗能量，这样，PET扫描就能显示大脑中的哪个区域在消耗更多的葡萄糖。能量消耗越多的地方，也是大脑活动越多的地方。

（六）经颅磁刺激技术

经颅磁技术（简称FMS）可以看作一种暂时的、可逆的“虚拟性损毁”。其基本原理：电容器首先储存大量电荷，然后将电荷输至感应器，感应线圈瞬时会释放大量电荷产生磁场，磁力线以非侵入的方式轻易地穿过头皮、颅骨和脑组织，并在脑内产生反向感生电流。皮层内的电流激活较大的锥体神经元，引起轴突内的微观变化，进而诱发电生理和功能变化。

（七）未来研究手段

随着研究的逐步深入，现有技术的局限性越发明显。认知神经科学家为了弥补这些缺陷，已作出很多努力，主要表现在两个方面：（1）对现有技术的合理结合，如PET—CT、ERP—fMRI、PET—fMRI及TMS—fMRI等结合方式有利促进了脑机制的研究；（2）新技术的开发利用。

四、内分泌系统

内分泌系统（endocrine system）是机体内对行为起重要调节作用的是一个重要系统。它由全身不同部位的多种内分泌腺体和组织细胞组成。

1．在作用方式上，神经系统一般是通过神经纤维上传导的去极化波来实现其调节功能，而内分泌系统则是通过血液运输使激素作用于某些细胞组织来实现其调节功能的。

2．现在为学界所公认的内分泌腺有脑垂体、甲状腺、甲状旁腺、胰岛、肾上腺（包括皮质和髓质）和性腺（睾丸和卵巢）。

五、遗传对行为的影响

遗传（heredity）是指生物前后代特征上（包括生理的和行为的）的相似性。

（一）遗传的物质载体

人类体细胞（精子和卵子例外）中有46个染色体（chromosome），其中一半（精子）来自父亲，另一半（卵子）来自母亲。染色体的主要成分是由复杂的遗传物质脱氧核糖核酸（DNA）组成。DNA是遗传信息的保存者和传递者，构成DNA的单位称为基因，因此基因（gene）乃是携带遗传信息的最基本单位。基因的一种重要属性是显性或隐性，因而有显性基因和隐性基因之分。性别是由染色体与基因决定的。

（二）行为遗传学的研究

个体心理与行为的发展是遗传和环境交互作用的产物。个体有了自我意识之后，像智力、特殊能力、创造力等特性则是遗传、环境和自我意识交互作用的产物。遗传对个体的发展的终生影响，可以用基因型和表现型来表述。基因型是指个体的整个遗传禀赋，表现型则是指在特定的环境中具有一定基因型的个体遗传得以实现的程度。遗传对行为的影响总是离不开环境的。此外，行为遗传学还有家谱分析法、群体调查分析法等方法。