1、第二章第二章 心理學的生物基礎心理學的生物基礎本章內容本章內容 心理學研究的生物基礎 神經細胞：神經系統的構造單位 腦的構造 自主神經系統 內分泌系統 演化、基因與行為課本第31頁心理學研究的生物基礎心理學研究的生物基礎 人類的神經系統由生物細胞（神經細胞）所組成，彼此藉由生化方式傳遞訊息。行為之生理基礎的研究與演化歷程有關。演化生物學的重要概念之一在於預先適應。人類行為（像是道德厭惡）可以藉由神經系統的演化加以探討。課本第32-33頁心理學研究的生物基礎心理學研究的生物基礎課本第33頁心理學研究的生物基礎心理學研究的生物基礎 神經系統（nervous system）意指所有神經組織。神經系統
2、可區分為中樞神經系統（CNS）和邊緣神經系統（PNS）。中樞神經系統（central nervous system）包括腦（brain）（位於頭蓋骨之內的神經系統）和脊髓（spinal cord）。邊緣神經系統（peripheral nervous system）包括身體其他部分的神經組織。向心神經（afferent nerves）將訊息從身體傳遞至中樞神經系統，離心神經（efferent nerves）將訊息從中樞神經系統傳遞至身體。課本第33頁心理學研究的生物基礎心理學研究的生物基礎 邊緣神經系統包含兩部分：體神經系統（somatic system）負責中樞神經與感覺受器、肌肉和皮膚表面之
3、間的訊息傳遞，自主系統（autonomic system）連結中樞神經系統與內臟和腺體。體神經系統的感覺神經從皮膚和肌肉傳遞有關外界刺激的訊息到中樞神經系統。體神經系統的運動神經將中樞神經系統的神經衝動傳到肌肉，引發行動。課本第34頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 神經系統的基本單位是神經細胞（neuron），也就是可以將神經衝動或訊息傳遞到其他神經細胞、腺體和肌肉的特殊分化細胞。神經細胞的共同特徵包括：從細胞體放射而出的短分支稱為樹突（dendrites），負責從其他神經細胞接受神經衝動；軸突（axon）是從細胞體延伸而出的細長管狀物，將訊息傳遞至其他神經細胞；軸突
4、末端分為許多細小分支，末梢的突出物稱為突觸鈕或終端鈕（terminal buttons）；兩個神經細胞的交會處稱為突觸（synapse），其間隙稱為突觸溝（synaptic gap）。課本第34頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位課本第35頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位課本第35頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 神經細胞可以依據其功能分為三種類型 感覺神經細胞（sensory neuron）將受器接收的神經衝動傳遞至中樞神經系統。受器（receptor）是感覺器官、肌肉、皮膚和關節上的特殊分化細胞，負責偵測物理或化學變
5、化，並且將這些事件轉變為神經衝動，經由感覺神經細胞來傳遞。運動神經細胞（motor neuron）將中樞神經系統的訊號向外傳遞至肌肉和腺體。中介神經細胞（interneuron）負責連結感覺（向心）和運動（離心）神經細胞。課本第35頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 神經系統含有許多介於神經細胞之間的神經膠細胞（glial cell）。神經膠細胞的功能之一是將神經細胞固定在適當位置。它們提供神經細胞養分，也負責蒐集和清理廢物，吸收死亡的神經細胞和外來物質。課本第36頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 一、活動電位 以神經衝動的形式沿著神經細胞所傳
6、遞的訊息稱為活動電位（action potential），也就是從細胞體直到軸突末端的電化學衝動。每一個神經衝動都是帶電荷分子（又稱離子 ions）在神經細胞內外移動的結果。當神經細胞並未產生活動電位時，稱為休息電位（resting potential）。大多數神經細胞的休息電位是 70 毫伏（mV）。課本第36頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 神經細胞之細胞膜電位可能因為另一個神經細胞的刺激而改變。對大多數神經細胞而言，55毫伏構成活化閾限（excitation threshold）：當電位高於此一數值，細胞膜暫時變得不穩定，產生活動電位。活動電位會不斷增生，沿著軸
7、突朝向終端鈕。活動電位只能朝單一方向前進，無法倒退，其原因是不活動期（refractory period）：在產生活動電位之後，細胞膜在大約1 毫秒之內無法再度產生另一個活動電位。課本第36頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位課本第37頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 活動電位在軸突上移動速度的影響因素在於軸突是否包覆髓鞘（myelin sheath）。髓鞘由特殊分化的神經膠細胞所構成，包裹在軸突上，髓鞘之間的小間隙稱為蘭氏結（nodes of Ranvier）。髓鞘的隔絕導致跳躍傳導（saltatory conduction），也就是神經衝動從
8、一個蘭氏結跳到另一個蘭氏結，傳導速度加快許多。課本第36頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 二、突觸傳導和神經編碼 唯有當突觸前神經細胞達到閾限水準時才會引發活動電位。因此，任何突觸輸入的反應是產生活動電位或完全沒有反應，而且活動電位的幅度永遠相同。這就是所謂的全有或全無律（all-or-none law）。強度變化可以根據單一神經細胞的反應來編碼；或者更多神經細胞產生反應的總數編碼。當活動電位沿著軸突抵達終端鈕，就會刺激終端鈕的突觸囊，將神經傳導素釋放到突觸裡。課本第37頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位課本第38頁神經細胞：神經系統的構造單神
9、經細胞：神經系統的構造單位位課本第38頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 神經傳導素從突觸前神經細胞釋出，擴散到突觸溝，然後與突觸後神經細胞樹突上的受器結合。神經傳導素與受器的結合像是鎖與鑰匙行動（lock-and-key action），導致接收細胞產生活化或抑制效果。活化（excitatory）效果使得突觸後神經細胞更容易達到活化閾限，因此更可能產生活動電位。接收神經細胞也可能產生抑制（inhibitory）效果，使它更不容易達到活化閾限，因此較不可能產生活動電位。課本第38頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 某些神經傳導素被釋放，擴散進入突
10、觸溝之後，幾乎立刻就被再吸收（reuptake）歷程所清除，也就是被釋放神經傳導素的終端鈕重新吸收。某些神經傳導素的效果因為分解（degradation）而終止，也就是突觸溝當中的酵素以化學方式將神經傳導素分解，使其失去活性。課本第39頁神經細胞：神經系統的構造單神經細胞：神經系統的構造單位位 三、神經傳導素課本第41頁腦的構造腦的構造 根據部位將腦分為三個主要區域(1)後腦（hindbrain）包含位於腦後方的所有構造，最接近脊髓(2)中腦（midbrain）位於腦的中央(3)前腦（forebrain）包含位於腦前方的所有構造課本第41頁腦的構造腦的構造 根據功能來區分腦的構造，可以分為三個
11、同心層次：(1)中央核（central core），負責調節最原始的行為(2)邊緣系統（limbic system），負責控制情緒(3)大腦（cerebrum），負責調節高層次的心智歷程課本第41頁腦的構造腦的構造課本第42頁腦的構造腦的構造課本第42頁腦的構造腦的構造 一、後腦：位於脊髓上方，對於基本維生功能非常重要。（一）延髓：脊髓進入頭蓋骨之後最初略微隆起的部位是延髓（medulla），控制呼吸以及協助維持直立姿勢的反射。（二）橋腦：延髓上方是橋腦（pons），對於控制注意力以及睡眠時間很重要。（三）網狀結構：從低層的腦幹向上通往前腦視丘，並且橫跨其他中央核構造的神經通路網絡稱為網狀結構
12、（reticular formation），負責控制激發狀態。（四）小腦：腦幹後側、延髓上方的迴旋構造稱為小腦（cerebellum），主要與動作協調有關。課本第43頁腦的構造腦的構造 二、中腦：位於橋腦上方，被前腦所圍繞。（一）上丘與下丘：上丘（superior colliculus）和下丘（inferior colliculus）負責將感覺訊息轉運到腦，以及動作控制（包括眼部動作）。（二）黑質體：黑質體（substantia nigra）是多巴胺通道（也稱為酬賞通道）的關鍵部位。黑質體退化導致帕金森氏症。課本第43-44頁腦的構造腦的構造 三、前腦（一）視丘：位於中腦上方、大腦皮層內有兩個
13、卵圓形構造，集合了許多神經細胞本體組成的神經核，稱為視丘（thalamus）。其作用是感覺轉運站，將感覺受器的訊息傳到大腦。（二）下視丘：下視丘（hypothalamus）是位於視丘下方的更小構造，負責調節吃、喝和性行為，與控制自主神經系統、維持恆定有關。恆定（homeostasis）意指健康有機體特有的功能水準，像是正常的體溫、心跳和血壓。課本第44頁腦的構造腦的構造（三）腦下腺：腦下腺（pituitary gland）是內分泌系統最重要的部分。下視丘藉由影響腦下腺，進而控制內分泌系統以及荷爾蒙的製造。（四）邊緣系統：位於腦的中央核周圍，與下視丘密切關聯的是邊緣系統（limbic syste
14、m），負責控制部分本能行為。邊緣系統的海馬迴（hippocampus）在記憶歷程中扮演特殊角色。杏仁核（amygdala）是恐懼反應的關鍵課本第44頁腦的構造腦的構造（五）大腦皮層 各種感覺系統會將訊息送到大腦皮層的特定區域。動作反應或身體動作由皮層的特定區域所控制。皮層的其他部分由聯合區所組成，與記憶、思考和語言有關。大腦皮層主要由神經細胞本體和沒有髓鞘的纖維所構成，因此呈現灰色，被稱為灰質（gray matter）。大腦皮層內部大多數是有髓鞘的軸突，呈現白色（也稱為白質white matter）。課本第45頁腦的構造腦的構造 大腦皮層由左右兩側的腦半球所組成，兩者以胼胝體（corpus c
15、allosum）相連。每個腦半球都含有四個葉：額葉（frontal lobe）、頂葉（parietal lobe）、枕葉（occipital lobe）和顳葉（temporal lobe），其功能各不相同。課本第45頁腦的構造腦的構造課本第46頁腦的構造腦的構造課本第46頁腦的構造腦的構造課本第46頁腦的構造腦的構造 初級運動區（primary motor area）控制身體的自主動作。初級身體感覺區（primary somatosensory area）負責感覺經驗。初級視覺區（primary visual area）負責視覺訊息的分析 初級聽覺區（primary auditory area
16、）負責複雜聽覺訊號的分析 與感覺或動作歷程沒有直接關聯的皮層區域稱為聯合區（association area）。額葉聯合區（額葉動作區前方的區域）對於問題解決所需的記憶歷程非常重要。課本第45-47頁腦的構造腦的構造課本第47頁腦的構造腦的構造課本第47頁腦的構造腦的構造 四、腦功能繪圖課本第47-48頁腦的構造腦的構造 五、腦的不對稱性（一）語言 左半腦額葉側溝以上的部分Broca 區跟語言產生有關，受損時罹患表達型失語症（expressive aphasia）；左半腦顳葉的Wernicke 區跟語言理解有關，受損時罹患接受型失語症（receptive aphasia）有關。如果右半腦對應區
17、域受傷，通常不會產生語言障礙。課本第47-49頁腦的構造腦的構造課本第49頁腦的構造腦的構造（二）分腦研究 對正常人來說，腦的功能可以整合，某一側半腦的訊息立即經由兩側相連的神經纖維胼胝體（corpus callosum）傳到另一側半腦。對癲癇病人來說，為了預防發病擴散，神經外科醫師以手術切除癲癇病人的胼胝體。如果眼睛凝視正前方，位於凝視點左方的刺激會進入右半腦，位於右側的刺激會進入左半腦。左半腦控制右手的動作，右半腦控制左手。聽覺輸入橫跨腦的兩側，但是部分聲音表徵進入與耳朵同側的腦。左半腦控制書寫和說話，以及數學計算。右半腦只能理解簡單語言；其主要功能與空間建構和型態知識有關。課本第50-5
18、1頁腦的構造腦的構造課本第50頁腦的構造腦的構造課本第51頁自主神經系統自主神經系統 自主神經系統負責控制腺體和平滑肌。自主神經系統可分為交感神經和副交感神經，兩者的功能通常互相對抗。交感神經（sympathetic nervous system）通常在強烈激發狀態時活化，而副交感神經（parasympathetic nervous system）則與休息有關。課本第53頁自主神經系統自主神經系統課本第54頁自主神經系統自主神經系統課本第55頁內分泌系統內分泌系統 內分泌系統（endocrine system）釋放荷爾蒙（hormones）進入血液中，輸送到身體各部分，在可以辨認其訊息的細胞上
19、產生特定效果 腦下腺也稱為支配腺體，它所分泌的生長激素是控制身體成長的關鍵。腦下腺所釋放的荷爾蒙也會引發其他內分泌腺的活動，像是甲狀腺、性腺和腎上腺外層。腎上腺對於心情、能量水準和因應壓力有重要影響。課本第53頁演化、基因與行為演化、基因與行為 天擇（natural selection）也是塑造行為和腦的關鍵因素。行為基因學（behavior genetics）結合基因學和心理學方法，探討行為特徵的遺傳。課本第56頁演化、基因與行為演化、基因與行為 一、行為演化 行為的遠因（ultimate causes）是以演化來解釋行為。近因（proximate causes）解釋行為如何產生，而遠因則幫
20、助我們了解行為起初為何出現，也就是行為如何藉由天擇而演化。從演化或功能觀點來看，雄性動物在繁殖期間的攻擊行為具有適應（adaptive）價值，因為它有利於繁殖成功，促成控制攻擊行為之基因永垂不朽。攻擊行為經過性擇，因為它的演化訴諸交配機會的競爭。性擇（sexual selection）是天擇的特例，它會產生有利於繁殖成功的特質。課本第56-57頁演化、基因與行為演化、基因與行為 二、染色體與基因 天擇運作於基因（genes），也就是構成基本遺傳單位的DNA 分子片段。基因由細胞核當中的染色體（chromosomes）所攜帶。每個人分別得到父親和母親的半數基因。課本第57頁演化、基因與行為演化、
21、基因與行為（一）顯性與隱性基因：任何基因都是顯性或隱性的。如果成對基因都是顯性，或者只有一個顯性基因，個體都會表現出顯性基因的特徵。只有雙親都提供隱性基因時，才會表現出隱性基因的特徵。苯酮尿症（phenylketonuria,PKU）和亨丁頓舞蹈症（Huntingtons disease,HD）分別是隱性基因和顯性基因所導致的疾病。（二）性連基因：跟第23對染色體有關的基因決定特徵和疾病稱為性連特質（sex-linked trait），例如色盲是隱性的性連特質。課本第58頁演化、基因與行為演化、基因與行為 三、行為的基因研究 智力等特徵是由多個基因共同決定，連續變化的特徵。（一）選擇性繁殖：選擇性繁殖（selective breeding）意指將具有某些行為或物理特質的動物彼此交配。課本第58-61頁演化、基因與行為演化、基因與行為課本第59頁演化、基因與行為演化、基因與行為 三、行為的基因研究（二）雙胞胎研究（三）行為的分子基因學（四）基因作用的環境影響課本第58-61頁
