生理学课件：10-7 脑的高级功能及其电活动-1.ppt

1、第四节第四节 神经系统的感觉功能神经系统的感觉功能 第三节第三节 反射活动的一般规律反射活动的一般规律第六节第六节 神经系统对内脏活动的调节神经系统对内脏活动的调节第七节第七节 脑的高级功能与电活动脑的高级功能与电活动第五节第五节 神经系统对躯体运动的调节神经系统对躯体运动的调节第三章第三章 神经系统神经系统第一节第一节 神经元与神经胶质细胞神经元与神经胶质细胞第二节第二节 神经元间的信息传递神经元间的信息传递一、脑高级功能的研究方法一、脑高级功能的研究方法（一）脑诱发电位（一）脑诱发电位特定的感觉或事件刺激特定的感觉或事件刺激特定的记录部位特定的记录部位第七节第七节 脑的高级功能与电活动脑的

2、高级功能与电活动躯体感觉诱发电位躯体感觉诱发电位视觉诱发电位视觉诱发电位听觉诱发电位听觉诱发电位皮质诱发电位皮质诱发电位脑干诱发电位脑干诱发电位感觉诱发电位感觉诱发电位事件相关电位事件相关电位1、记录部位、记录部位2、诱发刺激、诱发刺激颅内诱发电位颅内诱发电位颅外诱发电位颅外诱发电位3、诱发电位分析、诱发电位分析学习、记忆、注意学习、记忆、注意认知、辩认、决策认知、辩认、决策所有因刺激激活神所有因刺激激活神经元的电活动总合经元的电活动总合波形波形时间时间波幅波幅不同波对应的神经元群不同波对应的神经元群（二）脑电图（二）脑电图1 1、记录部位、记录部位颅外颅外脑电图（脑电图（electroenc

3、ephalogramelectroencephalogram，EEGEEG） 颅内颅内皮层电图（皮层电图（electrocorticogramelectrocorticogram，ECGECG）自发脑电图自发脑电图诱发脑电图诱发脑电图2 2、脑电波形成的机制：、脑电波形成的机制：丘脑皮层环路丘脑皮层环路皮层浅层神经组织发生皮层浅层神经组织发生EPSPEPSPIPSPIPSP皮层表面记录到皮层表面记录到负波负波正波正波皮层深层神经组织发生皮层深层神经组织发生IPSPIPSPEPSPEPSP皮层表面记录到皮层表面记录到负波负波正波正波特特 征征安静闭眼时，枕安静闭眼时，枕叶、顶叶叶、顶叶活动时，额

4、叶活动时，额叶深深 睡睡睡眠、困倦睡眠、困倦正常人四种基本的脑电波正常人四种基本的脑电波 频率频率/Hz/Hz81314 300.5 34 7波幅波幅/V/V201005 2020 200100 150波梭形波梭形 spindle波阻断波阻断 block记记录录位位点点不不同同脑脑电电波波形形不不同同不同状态脑电波形不同不同状态脑电波形不同（三）脑功能性磁共振成像术（三）脑功能性磁共振成像术（fMRI)fMRI)1 1、原理、原理磁性变化磁性变化脑激活时局部血流量增多，功能区静脉血脑激活时局部血流量增多，功能区静脉血氧氧合血红蛋白增加，去氧血红蛋白相对减少合血红蛋白增加，去氧血红蛋白相对减少去

5、氧血红蛋白：顺磁性物质去氧血红蛋白：顺磁性物质 氧合血红蛋白：逆磁性物质氧合血红蛋白：逆磁性物质2、成像、成像（四）正电子发射断层扫描术（四）正电子发射断层扫描术（PET)PET)1 1、原理、原理正电子与负电子结合而湮灭，产生两个运动方向相反的光子正电子与负电子结合而湮灭，产生两个运动方向相反的光子放射性核素发射出正电子，以放射性核素标记某些特殊物质，放射性核素发射出正电子，以放射性核素标记某些特殊物质，如血中不可代谢葡萄糖、神经递质的激动剂与拮抗剂，脑激如血中不可代谢葡萄糖、神经递质的激动剂与拮抗剂，脑激活时局部血流量增加或结合的标记物质增多，再以负电子发活时局部血流量增加或结合的标记物质

6、增多，再以负电子发射读取。射读取。2、成像、成像二、觉醒和睡眠二、觉醒和睡眠（一）（一）觉醒觉醒：1.1. 网状结构上行激网状结构上行激动系统动系统2.2. 中脑黑质多巴胺中脑黑质多巴胺递质系统递质系统3.3. 蓝斑上部去甲肾蓝斑上部去甲肾上腺素递质系统上腺素递质系统4.4. 丘脑网状结构丘脑网状结构5.5. 边缘系统边缘系统（二）（二）睡眠睡眠： 异相睡眠：异相睡眠：paradoxical sleepparadoxical sleep， PSPS（快波睡眠快波睡眠）快速动眼睡眠：快速动眼睡眠：rapid eye movementrapid eye movement， REMREM1期期2期期

7、3期期4期期慢波睡眠：慢波睡眠：slow wave sleep， SWS睡眠的两种时相睡眠的两种时相慢波睡眠慢波睡眠 ( (正相睡眠正相睡眠) )异相睡眠异相睡眠( (快波睡眠快波睡眠) )中枢中枢递质递质睡眠特点睡眠特点脑干中缝核脑干中缝核5-HT脑干中缝核尾端蓝斑核脑干中缝核尾端蓝斑核NE脑电呈同步化慢脑电呈同步化慢波；波；感觉、呼吸、感觉、呼吸、Bp、心率、代谢率心率、代谢率，肌，肌紧张减退；紧张减退；不出现眼球快速运不出现眼球快速运动；动；唤醒阈低，且主诉唤醒阈低，且主诉做梦者少。做梦者少。脑电呈去同步化快波；脑电呈去同步化快波；感觉和肌紧张感觉和肌紧张 ，阵，阵发性呼吸不规则和肢体发

8、性呼吸不规则和肢体抽动；抽动；出现眼球快速运动；出现眼球快速运动；唤醒阈高，且主诉做唤醒阈高，且主诉做梦者多。梦者多。（三）睡眠的作用（三）睡眠的作用1、SWS期间生长期间生长激素分泌增加激素分泌增加生长和体力恢复生长和体力恢复学习记忆的固化学习记忆的固化2、PS期间生长期间生长激素分泌减少，激素分泌减少，蛋白质合成加快蛋白质合成加快脑发育期成熟脑发育期成熟学习记忆的固化学习记忆的固化（四）睡眠机制（四）睡眠机制1、上行网状激活系统与抑制系统、上行网状激活系统与抑制系统应用不同频率刺激动物丘脑网状核，可使动物进入应用不同频率刺激动物丘脑网状核，可使动物进入睡眠或清醒状态：睡眠或清醒状态：低频：

9、睡眠，低频：睡眠，5次次/s 高频：觉醒，高频：觉醒，3090次次/s2、丘脑网状结构、丘脑网状结构3、下丘脑、下丘脑下丘脑低位中枢：觉醒中枢下丘脑低位中枢：觉醒中枢下丘脑高位中枢：睡眠中枢下丘脑高位中枢：睡眠中枢睡眠的发生是上位间脑的睡眠的发生是上位间脑的睡眠中枢对低位觉醒中枢睡眠中枢对低位觉醒中枢抑制的结果。抑制的结果。4、杏仁核群、杏仁核群背侧部：觉醒背侧部：觉醒腹侧部：睡眠腹侧部：睡眠正常情况下，抑制正常情况下，抑制性行为性行为一些核团兴奋时，一些核团兴奋时，不同情绪和习惯性不同情绪和习惯性行为行为三、学习与记忆三、学习与记忆 学习学习是指通过神经系统接是指通过神经系统接受外界环境信息

10、而影响自身行受外界环境信息而影响自身行为的过程。为的过程。 记忆记忆是指将学习获得的信是指将学习获得的信息贮存和提取再现的神经过程。息贮存和提取再现的神经过程。（一）条件反射活动的基本（一）条件反射活动的基本规律规律2020世纪初世纪初, , 巴甫洛夫巴甫洛夫 非条件反射和条件反射非条件反射和条件反射物种共有物种共有多为维持生命的本能活动多为维持生命的本能活动各级中枢均可完成各级中枢均可完成 刺激性质为非条件刺激刺激性质为非条件刺激 反射弧较简单、反射弧较简单、 固定、数量有限固定、数量有限 先天就有先天就有, ,无需后天训练无需后天训练非条件反射非条件反射 条件反射条件反射在非条件反射基础在

11、非条件反射基础 上经后天训练获得上经后天训练获得反射弧较复杂、反射弧较复杂、 易变、数量无限易变、数量无限刺激性质为条件刺激刺激性质为条件刺激需要高级中枢参与需要高级中枢参与能更高度地精确适应能更高度地精确适应 内外环境的变化内外环境的变化个体特有个体特有经典条件反射的形成和消退：经典条件反射的形成和消退：唾液分泌唾液分泌食物中枢兴奋食物中枢兴奋听觉中枢兴奋听觉中枢兴奋无关刺激无关刺激-条件刺激条件刺激。非条件刺激非条件刺激( (食物食物) ) 无无 关关 刺刺 激激( (铃声铃声) )暂时联系暂时联系条件反射的条件反射的消退消退: : 阳性条件反射阳性条件反射阴性条件反射阴性条件反射消退抑制

12、消退抑制 extinction or internal inhibition强化强化 reinforcement条件反射的条件反射的泛化泛化与与分化分化。分化抑制分化抑制 external inhibition条件抑制条件抑制第一信号系统第一信号系统 first signal system第二信号系统第二信号系统 second signal system(二二) 记忆的分类（是否参与意识或认知）记忆的分类（是否参与意识或认知）1、外显性学习记忆、外显性学习记忆(explicit or declarative memory)场景性（场景性（Episodic）喻意性（喻意性（Semantic） 2

13、、内隐性学习记忆、内隐性学习记忆(implicit or non-declarative memory)非联合型非联合型 (nonassociative)习惯化习惯化（habituation）和）和敏感化（敏感化（sensitization）联合型联合型 (associative)经典条件反射经典条件反射（classical conditioning reflex）操作式条件反射操作式条件反射（operated conditioning reflex）技能习惯性技能习惯性(skill and habits)模仿学习模仿学习(mimicking learning)暴露性暴露性(priming)潜

14、伏学习潜伏学习(latent learning)1、三个阶段：、三个阶段：获得获得(acquisition)巩固巩固(consolidation) or (retention)再现再现(retrieval) or (recall)(三三) 学习记忆的过程（时间性）学习记忆的过程（时间性）2、四种时间类型、四种时间类型 ( (四四) ) 遗忘（遗忘（生理性遗忘）生理性遗忘）1 1、自然遗忘、自然遗忘(spontaneous forgetting)2 2、被动遗忘、被动遗忘(passive forgetting)外在抑制外在抑制（external inhibition）内在抑制（内在抑制（exti

15、nction or internal inhibition）3 3、主动遗忘、主动遗忘(active forgetting)忘记不想记或不愉快的事忘记不想记或不愉快的事 ( (五五) ) 记忆障碍记忆障碍1、非生理性遗忘、非生理性遗忘顺行性遗忘症顺行性遗忘症（anterograde amnesia）逆行性遗忘症逆行性遗忘症（retrograde amnesia）2 2、记忆亢进、记忆亢进3 3、记忆紊乱、记忆紊乱记忆错构、记忆虚构、记忆歪曲记忆错构、记忆虚构、记忆歪曲( (六六) )学习和记忆的机制学习和记忆的机制神经系统可塑性神经系统可塑性（plasticity of nervous sys

16、tem） 内侧颞叶、前额叶联合皮质内侧颞叶、前额叶联合皮质 纹状体、小脑、海马纹状体、小脑、海马突触可塑性（突触可塑性（synaptic plasticitysynaptic plasticity） 突触突触结构可塑性结构可塑性 突触突触传递可塑性传递可塑性： 突触长时程增强突触长时程增强（longterm potentiation，LTP) 突触长时程减弱（突触长时程减弱（longterm depression，LTD) 短时性记忆短时性记忆与神经元生理活动、神经元之间的环路联系、与神经元生理活动、神经元之间的环路联系、神经递质传递有关。神经递质传递有关。 长时性记忆长时性记忆与新的突触关系

17、建立有关，并有赖于脑内与新的突触关系建立有关，并有赖于脑内RNARNA和新蛋白质的合成。和新蛋白质的合成。病病 名名 损伤部位损伤部位 症症 状状 失失 读读 症症 角角 回回 视觉、语言功能正常视觉、语言功能正常, ,却看却看 alexia 不懂文字含义不懂文字含义 失失 写写 症症 额中回后部额中回后部 能听懂语言、看懂文字、能听懂语言、看懂文字、agraphia 会讲话，却不会书写会讲话，却不会书写听觉失语症听觉失语症 颞上回后部颞上回后部 会讲话、会书写、能看懂会讲话、会书写、能看懂 文字，却听不懂谈话文字，却听不懂谈话 运动失语症运动失语症 布洛卡三角布洛卡三角 能看懂文字、听懂语言

18、能看懂文字、听懂语言, ,motor aphasia 却不会讲话却不会讲话( (一一) )皮层皮层语言代表区语言代表区 （阅读中枢）（阅读中枢）（书写中枢）（书写中枢）（听话中枢）（听话中枢）（说话中枢）（说话中枢）四、大脑皮层的语言功能与优势半球四、大脑皮层的语言功能与优势半球( (二二) ) 语言相关脑区及其功能联系语言相关脑区及其功能联系 1、Wernickes area与其他语言中枢与其他语言中枢大脑智能区大脑智能区(intelligence or interpretative area) 2、Wernickes area与其他语言中枢的功能联系与其他语言中枢的功能联系初听区初听区辅听

19、区辅听区Wernickes区区初视区初视区辅视区辅视区Broca区区运动区运动区语言运动中枢语言运动中枢书写中枢书写中枢原始语言感觉信号原始语言感觉信号语言信号解译语言信号解译综合、整理综合、整理编整运动程序编整运动程序各种语言相关运动各种语言相关运动( (三三) )大脑皮层高级功能区与优势半球大脑皮层高级功能区与优势半球1 1、大脑皮层高级功能区、大脑皮层高级功能区优势半球（优势半球（major hemisphere）：）：handedness次要半球（次要半球（minor hemisphere）：）：appreciation of spatial dimensions胼胝体横断分离综合胼胝体横断分离综合症症 disconnection2 2、优势半球与两半球的机能分工、优势半球与两半球的机能分工