生理心理学自考改版全新.docx

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生理心理学自考改版全新

第五章注意的生理心理学基础

一、课程内容

第一节非随意注意

第二节选择注意（其中《选择性注意的心理资源分配理论》免考，117-119页）

第三节注意的脑网络和信息流

第四节儿童注意缺陷多动障碍（ADHD）

二、学习目的与要求

生理心理学对非随意注意生理机制的研究，始于20世纪初巴甫洛夫高级神经活动实验。

这类朝向反射理论在50年后，发展为神经模式匹配理论；再经过20多年又得到事件相关电位技术的支持，一直延续到现在。

沿认知心理学发展的路线，对随意注意进行的早、晚选择和多重选择的理论研究，后来也得到了事件相关电位技术的支持。

上世纪90年代人工神经网络的研究热潮带动了注意的脑网络研究，形成了注意三功能网络和背侧、腹侧注意系统的理论。

从注意的生理心理学100来年的发展中，可以总结出科学发展观中继承和发展的完美统一性，那些有价值的理论和实验具有较强的生命力。

目前对注意缺陷多动障碍的脑机制主要是脑网络理论模型，体现了关于注意过程生理机制和病理机制间互相支持的特点。

三、考核知识点与考核目标

第一节非随意注意

1、注意112：

心理活动的指向性、选择性、集中性和保持的复杂过程，包括非随意注意、选择注意或集中注意的维持与调节功能。

2、非随意注意112（被动注意）：

由外界较强的新异刺激或引起主体意外感的刺激，所引发的不由自主的注意过程，又称被动注意。

非随意注意的生理基础是朝向反射。

一、非随意注意与朝向反射理论113

传统神经生理学和条件反射理论，把非随意注意看成是一种被动的非选择性注意过程。

因此，外部刺激的强度因素在引起非随意注意中，具有重要意义。

刺激的强度并不简单的决定于它的物理因素，更重要的是它的新异性，即它对机体的不寻常性、意外性、突然性。

朝向反应就是由这种新异性强的刺激引起机体的一种反射活动，表现为机体现行活动的突然终止，头面部甚至整个机体转向新异刺激发出的方向。

通过眼、耳的感知过程探究新异刺激的性质及其对机体的意义。

朝向反应是非随意注意的生理基础。

巴甫洛夫认为，这种对新异刺激的朝向反射本质是脑内发展了外抑制的过程。

新异刺激在脑内产生的强兴奋灶对其他脑区发生明显的负诱导，因而抑制了已建立的条件反射活动。

随着新异刺激的重复呈现，失去了它的新异性，在脑内逐渐发展了消退抑制过程，抑制了引起朝向反射的兴奋灶，与是朝向反射不复存在。

具体的讲，脑内发展的外抑制是朝向反射的形成的机制，而主动性内抑制过程——消退抑制的产生，引起朝向反射的消退。

【非随意注意是由外界较强的新异刺激或引起主体意外感的刺激所引发的不由自主的注意过程，又称被动注意。

非随意注意特点是被动性和非选择性，其本质是脑内发展的外抑制过程，随刺激重复脑内主动性内抑制的产生，引起朝向反射的消退。

】

（一）非随意注意的朝向反射理论和神经模式匹配理论。

识记：

1、朝向反射是非随意注意的生理基础，由外部刺激的新异性所决定的反应113：

（上面）

2、皮肤电反应和事件相关电位P3a波（怪球实验范式条件下），分别作为朝向反射的外周和中枢生理指标的意义113：

皮肤电反应的习惯化过程不受刺激复杂程度影响（眼动和皮肤电反应在朝向反应中的变化规律和机能意义不完全相同）。

重复刺激时，首先消退的是皮肤电反应，随后消退的是血管运动反应，脑电α波阻抑反应并不完全消退，只是弥散的α波阻抑反应逐渐缩小，仅在某一皮层区出现局限反应。

在头皮上记录平均诱发电位时发现，重复呈现刺激36次以上，其P3波仍未消退；而皮肤电反应在10~20次重复刺激时，即完全消退。

这些事实说明，在朝向反应中，外周生理变化与中枢神经系统的生理变化有不同的规律和机能意义。

最早的实验范式称为“怪球范式”，即在85%的大概率呈现刺激序列中，呈现概率小于15%的偶然刺激会引起“意外感”。

因此，小概率事件构成了新异刺激，在额叶引出较明显的高幅值正波，其潜伏期在250-500ms之间，称为P3a波。

利用动物实验损毁额叶皮层，也证明小概率事件引发的高幅值P3a波，是其新异性引发朝向反射的有用的脑中枢生理指标。

一些实验证明，P3b波已超出朝向反射的范围，与更复杂的心理活动有关。

3、神经模式匹配理论的基本要点和不匹配负波（MMN）的基本概念114-115：

二、神经活动模式匹配理论

朝向反应是，在新刺激的作用下形成的新异刺激模式与神经系统的活动模式之间不匹配。

刚刚发生的外部刺激在神经系统内形成了某些神经元组合的固定反应模式。

如果同一刺激重复呈现，传入信息与已形成的反应模式相匹配，朝向反应就会消退。

所以在一串重复刺激中，只有前几次刺激才能最有效地引出朝向反应。

几次刺激之后或几秒钟之后，朝向反应就会消退；但刺激因素发生变化，新的传入信息与已形成的神经活动模式不相匹配，则朝向反应又重新建立起来——

无论是第一次应用新异刺激引起的朝向反射，还是在它在消退以后刺激模式变化，再次引起的朝向反射，都由同一“神经活动模式不匹配的机制”所实现。

【这种机制发生在：

刺激信息反应的传出神经元中，将感觉神经元传入的信息和中间神经元保存的以前刺激痕迹模式，加以匹配，如果匹配传出神经不再发生反应，如果不匹配导致传出神经元从不反应变为反应】

进一步实验表明，不匹配机制引起神经系统反应性增加的效应，可以发生在中枢神经系统的许多结构和功能环节上，其结果是大大提高对外部刺激的分析能力或反应能力。

朝向反应是一种短暂的反应过程，随着刺激的重复或刺激的延长，它就会消退。

一些研究者发现先，初次应用新异刺激引起的初始性朝向反应啊，和消退之后刺激模式变化引起的易变性朝向反应不同，两者的闹事件相关电位变化不一，神经机制也不相似。

在易变性朝向反应中，存在着特异性脑事件的相关电位波--不匹配负波MMN，在初始朝向反应中存在着较大的顶负波，这两种福伯的潜伏期均在150-250ms之间，是N200波的不同成分。

MMN对各种性质不同和心理学意义不同的刺激，均给出相似的反应，它只反映出刺激模式的变化，不论是声、光或电刺激，只要这种模式在重复应用时，发生一定的变化就能有效的引起MMN波。

理解：

非随意注意特点是被动性和非选择性，其本质是脑内发展的外抑制过程，随刺激的重复，脑内主动性内抑制的产生，引起朝向反射的消退113。

（习惯化）

第二节选择注意

（二）选择性注意的早、晚选择理论和多重选择理论

识记：

1、早选择理论和晚选择理论的概念，丘脑网状核闸门学说和前运动中枢理论115：

一、早选择和晚选择的经典理论115

在认知心理学中，较早的选择注意理论称为过滤器的瓶颈理论，认为选择注意是由于大量外界刺激信息在感知觉通道上，向脑内传入时存在着竞争性，注意的选择在每一瞬间只能让有限的刺激进入脑内。

这一理论带来的问题是何时发生的注意选择，是在大量刺激感知过程的早期，还是产生明确知觉对刺激给出反应的选择，分别被称为早选择模型和晚选择模型。

（一）丘脑网状核闸门学说115

脑损伤病人和动物实验研究发现，丘脑网状核在选择注意的过程中，对干扰项的抑制发挥重要作用。

解剖学研究表明，丘脑网状核只接受从额叶-内侧丘脑来的下行纤维，当大量高位反馈的下行冲动引起它的兴奋，就会对脑干网状结构产生抑制功能，使大量干扰项的刺激信息很难传入脑高级中枢。

因此这一理论称为注意的丘脑网状核闸门学说。

说明选择注意的选择作用，发生于潜伏期短语100ms的早期阶段。

（二）注意的前运动中枢理论

从感知信息传递过程中，寻求早选择不同，前运动中枢理论从注意引起的运动环节寻求晚选择的注意理论，理论认为注意是前运动中枢的晚选择性反应，其反应增强效应就是选择注意的基础。

2、多重选择理论的基本观点和三个相关的理论要点116：

二、多环节上的选择116

早期选择理论仅仅从感知信息的传入环节，寻求选择注意的脑机制，晚选择理论则从注意的运动效应环节中寻求选择注意的证据。

两者各有所长，都只能提供选择注意脑机制的一个侧面。

事实上选择注意是多个脑区参与的复杂动态机制，不仅是感觉传入环节的早选择和运动传出环节的晚选择，还有更多复杂脑高级中枢的参与，并且与知觉、记忆、意识密切相关的选择。

（一）特征整合理论

选择注意的选择发生在知觉形成之中。

逐渐强调高层次知觉经验在特征整合中德作用，并认为在刺激呈现的几百毫米内，选择注意对潜在靶子的强化，和对潜在干扰的抑制是同时进行的，这就是选择注意的特征整合理论。

（二）注意约定理论

将注意和记忆关联起来。

选择注意的作用，在于把知觉信息与工作记忆约定起来，选择发生在完成明确意识知觉的环节上。

证明选择注意和工作记忆之间存在着重叠的共同脑机制，源自前额叶和顶叶的自上而下的信息流在选择注意和工作记忆之间连接起来。

（三）注意的情感偏置论

在很多情境中，选择注意制约于主体的情感状态，在由底至顶的注意选择中，刺激物属性的突显性受到主体情感的影响；在自上而下的选择注意中，更是决定主体的情感状态。

反之，注意对主体的情感也有调节作用。

理解：

选择注意过程不是独立或孤立的心理过程，与感知觉、运动、记忆和意识过程密切相关（上面）

（四）学习障碍和成瘾行为

识记：

1、学习障碍的定义，

2、毒品的定义

3、行为瘾

3、毒瘾形成脑机制的三个要点

4、复吸与药物渴求的最后共同通路。

理解：

1、毒品引起树突形态改变，以其细胞质和细胞核内的分子生物学变化为基础，这个过程与本书所描述的学习的脑强化/奖励机制和长时记忆的分子生物学机制完全相同。

简言之，毒品作为配体与受体相结合，通过G-蛋白受体家族所诱发的细胞内信号转导系统激活，再通过蛋白激酶催化亚基进入细胞核，使那里的基因调节蛋白激活，引起基因表达，合成更多的受体蛋白质，分布在嵴突之中。

第三节注意的脑网络和信息流

一、注意的功能网络和功能系统120

根据人类无创性脑成像研究和灵长类动物细胞电生理研究所所发现的科学事实，将注意的脑机制概括为三个功能网络：

定向网络、执行网络和警觉网络。

这三个网络构成脑内统一的注意系统，每个网络在注意过程中具有不同的作用。

（一）定向网络120

后顶叶皮层、上丘脑、丘脑枕核，参与感觉刺激和空间位置的定向功能。

当无效线索提示与靶子呈现不一致时，注意必须从原有的位置上解除，再转向新位置时，还需要有颞-顶联络区皮层的参与。

这些脑结构损伤，就会导致不随意注意和注意转移障碍。

（二）执行网络

执行网络实现选择注意的执行，包括对目标和靶子搜索和察觉，对干扰项的忽视、错误检测处理，无效提示线索引起的冲突，和反应抑制等进行调控。

主要脑结构是中额叶皮层，包括前扣带回和辅助运动区，有时基底神经节也参与这一功能网络。

（三）警觉网络

警觉网络实现注意保持、持久维持的调节功能。

因此相应的脑结构应该是能维持注意所需的高唤醒和警觉状态，中脑蓝斑的去甲肾上腺能神经元的活动，可以保持较高的警觉状态和唤醒水平。

大脑皮层右顶叶和右前额叶参与注意持久维持的调节功能。

二、（额-顶皮层）背、腹侧注意系统120

背侧注意系统是建立在自上而下和由底至顶的综合信息加工过程之上；腹侧注意系统是建立在对刺激驱动的信息加工过程之上。

1、背侧额-顶注意网络：

由两半球额叶眼区（FEF）、内顶沟（IPs）组成；

主要功能在于，对注意目标的刺激特征和反应动作进行认知选择，动态关注刺激-反应间的关系，有左后顶叶皮层的加入。

背侧额-顶叶皮层不但对注意的视觉空间特性，而且对注意物体的各种属性和特征，以及注意选择集和任务集在工作中的状态发生调节作用。

因此，背侧额-顶叶皮层注意系统不但实现自上而下的全方位的注意认知选择，还实现着由底至顶的注意空间特性和物体属性的检测。

可见，背侧额-顶注意网络功能的实施离不开右半球腹侧额-顶注意网络的参与。

背侧系统主要运行自上而下信息流，执行自上而下的注意控制（121底）。

2、右半球腹侧额-顶注意网路：

由右半球的颞-顶结合部（TPJ）、腹侧额叶皮层（VFC）组成；

右半球腹侧额-顶注意网络不断地实时监测注意集的各种变换，包括刺激集、反应集、任务集的变化。

腹侧额叶皮层（VFC）主要功能是评估注意集发生变化的新异性；颞-顶结合部（TPJ）皮层的功能主要是检测这种新异性对行为反应的价值。

腹侧注意系统，完成刺激驱动的信息控制（121底）。

实验122：

静态功能性磁共振技术对正常成年被试在没有注意任务条件下，进行采集脑血氧水平相依信号（BOLD）的自发波动数据，发现：

背、腹两个注意网络是脑遗传保守型和后天习得的系统，无论被试是否负有注意任务，都为注意功能的实施，准备好了闹基本网络。

实验122：

2008年对两只猴子脑中埋置微电极，观察全脑激活区分布的差异实验。

最后作者认为高层次视觉功能区（额叶眼区），对初级视皮层自上而下的调节作用，需要有由底至顶的激活信息；反之，自上而下的调节作用强度，决定了选择注意的刺激突显程度。

换言之，额叶高级调节信息依赖于由底至顶信息的门控因素。

三、多重信息流123

发现随意眼动引起许多脑区的激活，其中额叶眼区是最高中枢。

在眼动的多级中枢调节中，以较高层次的额叶眼区（FEF）为代表，以初级视皮层（V1）作为初级视中枢的代表，发现两者间不仅存在着由底至顶的信息流和自上而下的信息流，以及循环信息流，还存在着FEF和V1区之间的大范围信息交流机制。

124：

作者认为：

无论是视觉刺激出现时相，还是对靶刺激的选择注意时相，视觉信息从视网膜到V1区和FEF区是并行的切几乎同时的（41ms:

50ms）；选择注意时相，V1区和FEF区反应潜伏期也没有显着差异（144ms:

147ms）；最后的结论是在选择注意中，高层次皮层和低层次皮层形成统一的系统，彼此不断大范围地交流信息。

125：

Lamme进一步论证了循环信息流的概念，并将选择性注意与意识过程联系起来。

1、刺激A在呈现后40ms已经投射到初级视皮层，称为感觉过程的起点；

2、60-80ms时，视觉信息可以前馈到纹区外视皮层，进行无意识知觉的信息加工；

3、约100-150ms，视觉信息已前馈至额叶皮层，同时视觉皮层开始加入循环流的相互作用之中，此时主体出现对刺激的无意识反应；

4、200-300ms时，视皮层和额叶皮层同时加入循环信息流的相互作用之中，产生了主体的意识知觉，即使现实刺激消逝，也会保存在工作记忆之中（非视网膜拓扑性的刺激以工作记忆存贮；视网膜拓扑性刺激以影像记忆存贮）。

也就是说，在200-300ms之内，额叶与视皮层之间相互作用的循环信息流完全形成，不仅是意识知觉形成的基础，也是选择注意和工作记忆的神经基础。

（四）儿童注意缺陷多动障碍的脑网络基础

识记：

1、ADHD的三种临床类型及主要症状

2、脑预置网络及其与ADHD的关系

理解：

关于ADHD的广泛性脑功能发育障碍模型

第四节儿童注意缺陷

一、临床症状与分类126

儿童注意缺陷与多动障碍ADHD又称儿童多动症，包括三种临床类型：

注意缺陷型、多动型、混合型，发生于儿童时期。

与同龄儿童相比，表现为明显注意集中困难，注意持续时间短暂，以及活动过度或冲动的一组综合征，包括注意障碍型、多动型、多动症合并品性障碍型。

注意障碍型表现为学习分心、不注意听讲、作业拖拉、粗心大意、丢三落四、做事有始无终、心不在焉、不遵守规则或指令。

多动型表现为课堂上小动作多、静坐不持久、平时话多、干扰他人活动、不能安静玩耍、打架斗殴、冲动过火或冒险行为、不遵守纪律、秩序和游戏规则等。

二、对病因的经典认识127

去甲肾上腺素功能低下是ADHD病理基础之一。

三、研究进展

（一）前额叶-纹状体病理模型：

这些脑结构都与动作的执行监控有关。

（二）广泛性脑功能发育障碍模型：

Bush综述了近年脑成像研究进展和神经生物学成果，认为ADHD的病理机制包括：

注意网络、基于奖励/反馈的信息加工系统、脑预置静态网络。

与这些网络相关的重要脑结构：

背外侧前额叶皮层、腹外侧前额叶皮层、顶叶皮层、背前侧中扣带回/背侧前扣带回、纹状体（尾状核、壳核）、小脑。

报告指出病人的这些脑结构容积小，皮层（灰质）较薄，与相关脑结构联系的纤维传导束（白质）发育不良。

在千名人脑功能解剖研究中，发现的七大功能系统，几乎都不能完全排除与ADHD疾病有关，至少ADHD病人中发现了：

额顶网络、背侧注意网络、预置网络、视觉网络、体干运动网络都有ADHD的相应病理改变。

ADHD儿童在完成运动控制任务、抑制任务、Go/Nogo任务和依靠工作记忆完成鉴别任务时，这些脑结构的激活水平明显低于同龄正常儿童。

ADHD在完成抑制任务、工作记忆任务和注意任务时，背侧注意网络的反应模式不同于正常儿童。

视觉网络中，纹区外视皮层的中颞叶与空间知觉相关。

多年来认为，由于背侧注意系统对非注意视野刺激反应的抑制不足，是引起注意障碍的原因之一；但在一味自幼缓ADHD的33岁病人中发现，他的内侧枕叶皮层总容积明显变小，皮层变薄。

这说明视觉系统的变化不只限于空间视觉的皮层区。

在ADHD病人中，体干运动网络功能异常，主要表现为运动抑制或节拍性运动任务中，运动皮层活动不足。

（三）脑预置网络129

预置网络与其他网络对刺激的反应相差180°，与其他网络的功能存在着相干性，随时与各种功能发生相反相成的作用。

因此，在ADHD病人中，预置网络对背、腹侧注意系统和执行控制网络的变化不发生相干反映，或出现不应期，就会成为对注意和执行控制的干扰。

总之，ADHD不是脑局部结构和功能障碍，是多个脑网络或功能系统的综合紊乱。