生理心理学doc.docx
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生理心理学doc
v第一节生理心理学的研究
对象、性质和意义
v一、什么是生理心理学
v二、学科性质
v三、学习生理心理学的意义
v一、什么是生理心理学
v
(一)定义:
生理心理学是研究心理现象的生理机制,即研究外界事物作用于脑而产生心理现象的物质过程的科学。
v
(二)研究对象:
心理现象的生理机制。
v(三)研究任务:
研究并揭示心理现象产生过程中有机体的生理活动过程,特别是中枢神经系统和大脑的活动方式。
v二、学科性质
v基础性
v理论性
v交叉性的边缘学科
v三、学习生理心理学的意义
v
(一)对其它分支的发展会产生重大影响
v
(二)对认识论和哲学理论发展有重要意义
v(三)生理心理学的研究成果对智能计算机、机器人学的理论发展可提供重大
的理论启发
v(四)对于教学、医学、运动科学、文化艺
术及社会福利、环保事业具有基础性
理论意义。
v第二节生理心理学的研究方法
v一、研究方法概述
v二、生理心理学的研究方法和技术
v一、研究方法概述
v
(一)方法的三个层次
1、哲学方法论
2、一般科学方法论
3、具体方法
v
(二)生理心理学实验研究的两条途径
1、干预脑的功能,观察其某一行为模式的变化。
v如Jacobsen的延缓反应任务实验(DR任务)
2、建立一种行为模式,考察脑结构的变化。
vRosenzweig的“丰富化环境”和“贫乏化环境”养育实验
v海登:
大鼠走“钢丝”的训练
v“丰富化、贫乏化环境”养育实验
v21天的大鼠分成三组,饲养在不同的生活环境
丰富环境
枯燥环境(即隔离环境)
标准饲养条件
结果:
v丰富环境下:
脑皮层较重较厚,特别在枕区,而且皮层比脑其它区域增加的重量,按比例计算较重,脑内神经元大,树突分枝多,脑内乙酰胆碱脂酶和胆碱脂酶的活动水平较高,RNA/DNA的比值增高。
v标准环境下的大白鼠其特征介于另外两组之间。
v在丰富条件下饲养的大鼠在解决问题方面的能力,较其它两组动物为强。
v
二、生理心理学的研究
方法和技术
v
(一)脑立体定位技术
v
(二)神经解剖学的技术
v(三)脑损伤法
v(四)刺激法
v(五)脑电记录法
v(六)生物化学分析法
v(七)分子遗传学技术
v(八)脑成像技术
v(九)行为学研究
v
v
(二)神经解剖学的技术
v1、组织学的方法
(1)固定甲醛
(2)切片
(3)染色
v2、神经通路追踪方法
(1)溃变轴突的研究
(2)氨基酸自体放射摄影术
(3)辣根过氧化酶(HRP)追踪方法
v(三)脑损伤法
v1、不可逆性损伤
(1)横断损伤
(2)吸出损伤
(3)电解损伤
v2、可逆性损伤
(1)扩布性阻抑
(2)冰冻法
v3、神经化学损伤
v
(2)冷冻法
原理:
利用冷冻探头,放在开颅后的硬脑膜下,使温度降至20ºC时,即可产生大脑皮质局部性短暂功能阻断效应。
拿掉冷冻探头,脑组织温度回升,其功能不仅可以恢复,尚无组织变性的继发性后作用。
v可逆性脑损伤
v3、神经化学损伤
v原理:
用神经毒剂或化学阻断剂来干扰脑内蛋白质,核酸或其它一些神经递质的代谢来导致脑机能失调。
v特异性高、选择性强
v(四)刺激法
v1、电刺激法
v2、化学刺激法
v(五)脑电记录法
v19世纪后期,电测量和电记录技术的发展,成为推动当代神经科学的最大动力之一
v德国精神科医生HansBerger发现人脑存在持续的电活动,而且可以记录。
v
(六)生物化学分析法
v分析脑的某一部位神经元内化学物质(蛋白质、核糖核酸)的变化或人为改变其变化看人或动物行为的变化。
v(七)分子遗传学技术
v正向遗传学:
通过生物个体或细胞的基因组的自发突变或人工诱变,寻找相关的表型或性状改变,然后从这些特定性状变化的个体或细胞中找到对应的突变基因,并揭示其功能。
例如遗传病基因的克隆。
v反向遗传学:
先是改变某个特定的基因或蛋白质,然后再去寻找有关的表型变化。
例如基因剔除技术或转基因研究。
v
(八)脑成像技术
v计算机断层显像技术(CT)
(computerizedaxialtomography-CT)
原理:
将X光照相和计算机处理方法结合起来观察活脑的组织病变。
v磁共振技术
(magneticresonanceimaging,MRI)
v正电子发射断层扫描技术
(positronemissiontomography,PET)
PET原理:
脑细胞活动时要消耗一定的葡萄糖,这样,人体内注射经过加速器处理后的能放射正电子的葡萄糖,利用电子计算机控制的三维摄影机描绘,可获得放射性物质
在脑内的分布图。
优点:
v在脑内的分布图。
得到
某些活性物质代谢速率
的机能动态图像。
v空间分辨率较
v第三节脑研究的历史回顾
v一、自然哲学理论
v二、脑机能定位理论
v三、经典神经生理学理论
v四、细胞神经生理学理论
v五、化学通路学说
v六、当代神经科学的新技术和新理论
v一、自然哲学理论
v中国:
心者,五脏六腑之
大主也,精神之所舍也。
v德漠克利特:
精灵原子
的假说
v莱布尼兹:
心身平行论
v笛卡儿:
心身交互论
v二、脑机能定位理论
v
(一)定位学说
v
(二)整体学说
v(三)功能系统学说
v(四)模块学说
v
(一)定位学说
v1、19世纪晚期,卡哈尔(Cajal)提出神经元说。
v2、18世纪初,贝尔-马戎弟Bell-Magendie定律
v3、笛卡尔:
反射
v4、19世纪30年代,缪勒(Muller)提出神经特殊能量说
v5、盖尔(Gall)和施普茨海(Spuzheim)的颅相学
v6、布罗卡(Broca):
言语运动中枢
v7、威尔尼克(Wernicke)
v8、弗里奇(Fritsch)、希齐格(Hitzig):
运动中枢
v神经特殊能量说
v基本观点
v进步与局限
v基本观点
认为感觉的性质并不决定于刺激的性质,而是决定于神经能的性质。
v
(1)我们所直接感觉的不是外物,而是我们自己的神经,神经赋予心灵以自己的特质,形成感觉。
v
(2)一个人的感觉神经共分为5种,每种各有其特殊的性质,而不能相互代替。
v(3)不同性质的刺激作用于同一感官可以引起同一感觉,反之,同一性质的刺激作用于不同的感官,则会引起不同的感觉。
v进步与局限
v肯定:
v第一:
他用“能”的概念代替了“动物精气”、“活力”等神秘的概念,并从整个神经的探讨进入到个别纤维的研究。
v第二:
他在生理学史上第一次提出了主观映象依赖反映机构的问题,肯定了感官机构对形成一定的感觉的作用,这是感觉研究史上一个重要的里程碑。
v错误:
v认为感觉所能反映的不是客观的外界事物,只是感觉神经本身的状态或性质。
片面地夸大感觉对感受器官的依赖性,否认感觉是客观现象的映象,从而陷入主观唯心主义和不可知论。
v颅相学
v基本原理
v评价
v基本原理
v
(1)大脑是心灵定居的部位,是心灵的唯一器官
v
(2)脑由许多独立的器官和部位组成,不同的部位或器官产生不同的心理功能。
(3)心理功能
包括
v记忆、野心、性欲、信赖、忠诚、良心共37种(后增至42种)均存在于大脑的特定部位,和这些部位相当的心理功能可分为情感和理智两种。
v(4)任何一种心理功能如特别发达,其相当的颅骨部位亦表现出特别的形状。
v评价
v错误:
缺乏科学依据
v作用:
首先,它承认脑是心理的器官,人们关注心脑相关的问题。
其次,它倡导脑功能的定位说,正因为这个学说既不科学又超极端,更激起后人对脑功能的研究。
v
(二)整体学说
v1、弗洛伦斯(Flowrens)
v2、拉什利(Lashley)(两条原则)
(1)整体活动原则
(2)均势原则
v(三)功能系统学说(Luria)
v1、第一功能系统
是动力系统,负责调节激活与维持觉醒状态。
由脑干网状结构和边缘系统等组成。
v2、第二功能系统
是信息接受、加工和储存的系统,它位于大脑皮层的后部,包括皮层的枕叶、颞叶和顶叶以及相应的皮层下组织。
v3、第三功能系统(行为调节系统)
是负责编制行为程序、调节和控制行为的系统。
它包括额叶的广大脑区。
v(四)模块学说(Fodor)
人脑在结构和功能上是由高度专门化并相对独立的模块(module)组成的。
这些模块复杂而巧妙的结合,是实现复杂而精细的认知功能的基础。
v三、经典神经生理学理论
v
(一)条件反射论的基本内容
v
(二)条件反射论的三原则(Pavlov)
v(三)意义
v(四)缺陷
v
(一)条件反射论的基本内容
一个原来不能引起特殊反应的刺激,即中性刺激,经过与某种能够引起特殊反应的刺激多次配合出现之后,它获得后者的性质,即在单独出现时亦可出现该反应。
v
(二)条件反射论的三原则(Pavlov)
v1、决定论原则
v2、外部刺激与脑内分析器对应原则
v3、结构原则
v
(三)意义
v1、是行为主义心理学建立的重要自然
科学基础
v2、开创了生理学实验分析法的先河。
v(四)缺陷
v1、具有很大的历史局限性
v2、没有深入到脑的深部结构
v四、细胞神经生理学理论
v
(一)电生理学的发展历史
发端于1791年,伽伐尼(Galvani)(意大利医生和解剖学教授)关于动物电的概念。
瑞士的德国生理学家埃米尔.杜布瓦--雷蒙德在19世纪40年代(1849)由于电学技术的进步,第一个预测到神经和肌肉在活动时的电位变化。
v
(二)电生理学的技术基础原理和方法
学原则
v(三)基本观点
v
(三)基本观点
v1、任一反射活动不仅制约于外界刺激,也制约于网状非特异系统兴奋水平所决定的唤醒状态。
心理活动的基础并非简单的刺激――反应的决定论原则。
v2、在经典三环节反射弧的机构中,必须考虑到由传入和传出神经发出的侧支联系,它不但引申出网状非特异系统的制约作用,也引申出反馈作用原理。
v3、除神经冲动在神经干上传导的“全或无”定律之外,细胞神经生理学还发现了突触后的“级量反应”规律。
v“全或无”定律:
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。
v“级量反应”定律:
神经元的胞体和树突上分布着很多突触,每个突触的后膜电位很小,不足以引起神经元发放神经冲动,但很多后膜同时或间隔几毫秒相继出现电位,则可以总和起来,当超过这个神经元的单位发放阈值,就会导致该神经元全部细胞去极化,出现整个细胞为一个单位而产生短脉冲,即神经元的动作电位。
v五、化学通路学说
v
(一)基本观点
在脑内存在着一些化学通路。
神经冲动的传导不仅在一个细胞内以电化学的方式进行着,在神经原间还以化学传递的方式进行着。
v
(二)意义
使人类对脑功能与心理活动的关系的认识从器官水平和细胞水平推进到分子水平。
v第一节概述
v一、概念
v二、注意产生的方式
v定向反射:
指当新异刺激出现时,有机体将感官朝向刺激物,试图探明它“是什么”的反射。
v三、注意的中枢过程
v注意产生的中枢过程是兴奋和抑制的相互诱导
v第二节注意有关的神经结构和机制
v一、注意的有关神经结构
v二、注意的神经机制的组织原则
v三、注意的网络学说
v
一、注意的有关神经结构
v
(一)脑干网状结构
v脑干网状结构是指从脊髓上端到丘脑之间的一种弥散性的神经网络。
v
(二)初级感觉皮层
v(三)边缘系统
v(四)大脑皮层及
v丘脑、扣带回
v网状结构:
v(四)大脑皮层及丘脑、扣带回
v1、顶叶
v顶叶损伤的病人总是存在不同形式的定向障碍。
v英国神经病学医生Brain(1941)发现单侧顶叶损伤出现对侧疏忽综合症(感觉对消)。
v2、额叶
v患者不能将注意集中在所接受的语言指令上,也不能抑制对任何附加刺激物的反应。
v3、中脑上丘
v中脑上丘及其周围区域的损伤破坏了有效线索引导行为定向的作用。
v4、丘脑枕核
v患者在隐蔽定向上表现出困难。
丘脑枕核对视觉形状的选择性具有重要作用。
v5、扣带回
v扣带回参与注意的执行
v背侧丘脑
v是两个卵圆形的灰质团块,借丘脑间粘合连接而成,前端隆凸部分为丘脑前结节,后端膨大称丘脑枕。
v扣带回
v二、注意的神经机制的组织原则
v
(一)平行加工的原则
v
(二)等级制的原则
v三、注意的网络学说
v1980年,美国科学院院士Posner
v
(一)警觉网络
v警觉状态主要靠网状结构上行激活系统的持续作用来调节。
v
(二)定向网络
v定向网路的主要组成部分是顶叶、中脑的上丘和丘脑。
v(三)执行网络
v额叶的一些区域包括扣带回参与注意的执行。
v第三节注意的神经生物化学
v神经递质:
在神经元之间传递信息的化学物质。
v一、胆碱能递质系统
v二、去甲肾上腺素(NA)递质系统
v三、多巴胺递质系统
v一、胆碱能递质系统
v脑皮层的胆碱递质主要是乙酰胆碱(Ach)
v两种受体:
v烟碱样(N)受体:
主要位于突触前膜,起兴奋性作用
v和毒蕈碱样(M)受体:
主要位于突触后膜,兴奋和抑制作用
v例子:
v结论:
胆碱能系统主要与注意的空间定位网络成分有关。
v1、Wesnes和Warburton:
尼古丁可以增加注意作业的反应速度以及精确性,而东莨菪碱Scopolamine则可以使注意作业的反应速度减缓。
v2、Witte和Marroco(1997):
尼古丁均可以减少周围无效提示所多花费的反应时,即增进注意的定位成分功能。
而阿托品不能减少无效提示所花费的反应时,但却加快有提示时的注意反应,即增加注意的警觉成分功能。
v二、去甲肾上腺素(NA)递质系统
v主要来自蓝斑核
v3种受体,即α1、α2和β
v受体
v作用:
激活大脑皮层
v例子:
v结论:
去甲肾上腺素递质
v系统可能影响注意的警觉
v系统,间接影响目标的反应。
v按照Posner的网络学说,去甲肾上腺素递质系统主要与注意的警觉网络成分有关。
v1、Robbin早在1984年就提出去甲肾上腺素可以减少无关刺激的干扰,增加注意的觉醒功能,从而有助于改善注意相关的作业;
v2、1985年,Gold-Rakic发现大剂量的可乐亭(Clonidine)可以改善猴延迟记忆作业的成绩,但损伤猴的额叶后,可乐亭的这种作用消失;1998年,Coull的研究表明,额叶损伤的患者注意障碍与NAα2受体的拮抗剂一样可以导致注意目标的选择障碍,这两项研究可能说明,NAα2受体可能通过额叶的中介作用,对注意的警觉系统或者注意目标的选择发挥影响;
v3、1997年,Witte和Marroco在灵长类动物猴的实验研究中发现,用可乐亭选择性地损害注意的唤醒机制,而对注意的定向功能无损。
v三、多巴胺(DA)递质系统
v主要来源于脑干髓质核的细胞团
v受体包括D1、D2、D3和D4
v实验:
Robert在1994年的一项研究表明,前额叶损伤导致其相应的DA系统功能减退,而DA减低可以导致工作记忆的受损。
而纹状体DA减低则可以导致注意的转换功能的障碍
v结论:
多巴胺递质系统与注意的执行网络有关。
v第四节注意的神经生物学模型
v一、神经元活动匹配理论
v二、神经活动过程双重模型
v三、丘脑网状核闸门理论
v四、形状识别中选择性注意的神经
v解剖模型
v五、Posner的注意神经生物学模型
v一、神经元活动匹配理论
v神经匹配模型(theneuronalmatchingmodel)认为,刚刚呈现的外部刺激在神经系统内形成了某种神经元组合的固定反应模式。
如果同一刺激重复出现,传入的信息与已形成的反应模式相匹配,则朝向反射就会消退。
但若刺激因素发生变化,新的传入信息与已形成的神经活动模式不相匹配,则朝向反射就又重新建立起来。
v因此,Sololov认为,无论是第一次运用新异刺激引起的朝向反射,还是在它消退之后,由刺激模式变化所再次引起的朝向反射,都是由同一神经活动模型的机制所实现的。
v具体而言,这种机制发生在对刺激反应的传出神经之中,在这里将感觉神经元所传入的信息模式和中间神经元所保存的以前刺激痕迹的模式相比较。
如果两种模式完成匹配,则传出神经元不再发生反应;如果两种模式不匹配,那么就会使传出神经元从不反应状态变为反应状态。
v二、神经活动过程双重模型
vGroves和Thompson(1970)在他们对动物实验研究的基础上,提出了神经系统“双重过程模型”(dual-processmodel)。
v他们发现,在神经系统中有一些特定的细胞,对任何输入都发生反应并快速放电。
v此外,他们发现,更强的输入就会有更多的神经细胞的反应。
一系列较弱的输入,随时间的延续也会逐渐增加神经放电。
这种效应称之为敏感化(sensitization)
v他们还发现,当重复一个输入时,参与对这个特定输入加工的一些神经细胞就会变得疲劳,并随着输入的每一次重复,该细胞的反应强度逐渐减弱。
这种效应称为习惯化(habituation)。
vGroves和Thompson推断,有机体对输入的反应强度是习惯化和敏感化两种作用的整合。
他们称这为双重过程模型。
v三、丘脑网状核闸门理论
v1977年,Skinner和Yingling
v内容:
各种模式的刺激作用于相应的感受器,转变为神经冲动后沿特异感觉通路向高级中枢传递,与此同时还发出侧枝将神经信息传至网状非特异系统。
由网状非特异系统对大脑皮层的兴奋性水平发生弥散性调节作用。
对脑的各种高级中枢发生着非特异性的调节作用。
在上行性调节机制中,脑干网状上行激活系统和丘脑非特异投射系统之间发生着平衡作用。
脑干网状上行激活系统的兴奋使大脑皮层出现广泛性的觉醒和兴奋作用,而丘脑非特异系统则维持脑皮层的原先状态。
研究表明,在非随意注意中,中脑网状结构的兴奋一方面引起广大皮层区的弥散性觉醒状态,还抑制着丘脑网状核的功能,使丘脑网状核不能对丘脑中继核实施抑制性影响,因而造成丘脑感觉性特异中继核的高度兴奋,保持着非随意注意状态。
随着刺激的重复作用,内侧丘脑-额叶皮层系统的神经冲动达丘脑网状核,引起它的兴奋,于是又选择性地抑制了丘脑感觉性特异中继核的功能,抑制了对无关刺激的感受,保持着特殊的随意注意机制。
v总之,丘脑网状核在注意机制中起着闸门作用,中脑网状结构的兴奋使丘脑网状核抑制,是非随意注意的基础;内侧丘脑-额叶皮层系统的兴奋引起丘脑网状核兴奋,是随意注意的基础。
丘脑网状核结构在非随意注意与随意注意的交替中,起着控制闸门的作用。
v四、形状识别中选择性注意的神经解剖模型
v
五、Posner的注意神经生物学模型
v
(一)Posner的注意实验方式
v
(二)注意神经生物学模型的有关
v证据
v(三)Posner的注意生物学模型
v
(一)Posner的注意实验方式
v中性提示
v(三)Posner的注意生物学模型
v注意可以分为两个子系统,即后部注意系统和前部注意系统。
后部注意系统由顶叶后部、四叠体的上丘、丘脑枕侧核组成,主要负责注意的定位功能。
而扣带回前部在前部注意系统中充当重要角色,前部注意系统的重要功能与注意的目标搜索有关,也同时负责注意资源的分配。
两个系统同时受到脑干网状结构唤醒机制的影响。
第三章
¡第一节感觉器官的生理特征
一、感受器和感觉器官
二、感受器的一般生理特征
¡一、感受器和感觉器官
¡感受器:
指分布在体表或组织内部的一些专门感受机体内外环境变化信息的结构或装置。
¡感觉器官:
感受器及其附属结构总称为感觉器官,简称感官。
¡二、感受器的一般生理特征
(一)感受器的适宜刺激
适宜刺激:
一种感受器对某一种能量形式的刺激特别敏感,只需要极小的强度就可以兴奋,这种刺激即为该感受器的适宜刺激。
(二)感受器的换能作用
(三)感受器的编码作用
(四)感受器的适应
¡第二节视觉
一、眼的构造
二、视细胞的感光换能过程
三、视觉的神经机制
四、视觉信息加工与编码
¡二、视细胞的感光换能过程
(一)视细胞的感光功能
适宜刺激:
370-740nm电磁波,即可见光。
1、视杆细胞:
对光敏感性高,不产生色觉,精确性差。
2、视锥细胞:
对光敏感性低,能分辨颜色,分辨力高。
(二)视细胞的
换能过程
3、颜色视觉信息的光生物化学基础
蓝:
420nm;绿:
530nm;红:
560nm
4、颜色视觉的产生机制
¡
4、颜色视觉的产生机制
(1)Young-Helmholtz(杨-赫)的三原色理论
(2)色觉对立机制理论
(3)色觉机制的现代观点
(4)视网膜-皮层学说
¡Young-Helmholtz(杨-赫)的三原色理论
1、基本内容:
设想在视网膜中存在着3种视锥细胞或相应的3种感光色素,分别对红、绿、蓝的光线特别敏感。
当介于这三者之间波长的光线作用于视网膜时,它们可对3种视锥细胞或感光色素起不同程度的刺激作用,于是在中枢引起某种其它颜色的感觉。
2、优点和不足
优点:
能很好解释色盲和色弱
不足:
a、不能解释全色盲的明度
b、不能满意地解释负后像
和同时对比问题
¡Hering(1874)对立机制学说
¡红+黄=橙;红+蓝=紫;
三对视色素:
白-黑;红-绿;黄-蓝
¡优点:
能解释同时对比和负后像
¡不足:
对三原色能产生光谱上一切颜色这一现象没有给予说明。
色觉机制的现代观点认为,颜色视觉过程可以分为
几个阶段:
¡第一阶段,视网膜有三种不同的视锥细胞,它们各有独立的视色素,能够选择地吸收不同波长的可见光,同时每一物质又可单独地产生白-黑反应——在强光下产生白的反应,无光刺激时产生黑的反应。
¡第二阶段,在色信息由视锥细胞向视觉中枢传递过程中,上述三种反应又重新组合,形成三对拮抗的反应,即红-绿、黄-蓝、白-黑反应。
¡第三阶段,在皮层上产生颜色感觉。
EdwinLand提出了视网膜-皮层学说,即当视网膜各部分的信息到达皮层时,视皮层对输入的信息进行比较,决定每个区域的亮度、颜色等。
¡三、视觉的神经机制
¡
(一)视网膜内的信息传递
¡
(二)视觉通路与信息传递
V1区与简单视感觉有关;
V2区与图形或客体的轮廓有关;
V3区主要与视觉对象动态形状有关;
V4区主要与颜色觉有关。
V5区,主要与视觉对象的运动信息有关。
¡四、视觉信息加工与编码
¡
(一)感觉的空
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