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導論

生理心理學是心理學科學體系中的重要基礎理論學科之一，它以心身關系為自己的基本命題，力圖闡明各種心理活動的生理機制。

腦形態學是神經解剖學、神經組織學、神經組織化學、神經細胞學和超顯微結構學的統稱。

一、神經解剖學知識（重點掌握）（填空）、（選擇）、（名詞解釋）

神經解剖將神經系統分為兩大部分：即中樞神經系統和外周神經系統。

中樞神經系統由顱腔里的腦和椎管內的脊髓組成。顱腔里的腦又可分為大腦、小腦、間腦、中腦、橋腦和延腦六個腦區。椎管內的脊髓分31節。

外周神經系統是中樞發出的纖維，由12對腦神經和31對脊神經組成，它們分別傳遞軀干、頭、面部的感覺與運動信息。在腦、脊神經中都有支配內臟運動的纖維，分布于內臟、心血管和腺體，稱之為植物神經。

根據植物神經的中樞部位、形態特點，可將其分為交感神經和副交感神經，在功能上彼此拮抗，共同調節和支配內臟活動。

神經組織學根據腦與脊髓內的細胞聚集和纖維排列將其分為灰質、白質、神經核和纖維束。灰質和神經核是由神經細胞體和神經細胞樹突組成。白質和纖維束是由神經細胞的軸突（神經纖維）組成。

在大腦中，灰質分布在表層，稱為大腦皮層；白質在深部，稱為髓質。在脊髓中正好相反，灰質在內，白質在外。根據大腦皮層細胞層次不同，可將皮層分為古皮層、舊皮層和占大腦皮層90％左右的新皮層。

根據解剖部位從前向后，又可將大腦皮層分為額葉、頂葉、枕葉和顳葉。顳葉以聽覺功能為主。枕葉以視覺功能為主。頂葉為軀體感覺的高級中樞。額葉以軀體的運動功能為主。

邊緣葉：包括胼胝體下回、扣帶回、海馬回及其海馬回深部的海馬結構。

邊緣系統：邊緣葉及皮層下一些腦結構，如丘腦、乳頭體、中腦被蓋等，共同構成邊緣系統，具有內臟腦之稱，是內臟功能和機體內環境的高級調節控制中樞，也是情緒、情感的調節中樞。

在大腦髓質（白質）深部有一些神經核團，稱基底神經節，包括尾狀核、豆狀核、杏仁核和屏狀核。尾狀核與豆狀核組成紋狀體，對機體的運動功能具有調節作用。

間腦位于大腦與中腦之間，被大腦兩半球所遮蓋，由丘腦、上丘腦、下丘腦和底丘腦四大部分組成。

丘腦是皮層下除嗅覺外所有感覺的重要整合中樞。它將傳入的信息進行選擇和整合后，再投射到大腦皮層的特定部位。上丘腦參與嗅覺和某些激素的調節功能。下丘腦是神經內分泌和內臟功能的調節中樞。底丘腦是錐體外系的組成部分，調節肌張力，使運動功能得以正常進行。

中腦、橋腦和延腦統稱腦干，它的腹側由脊髓與大腦之間的上下行纖維組成，傳遞神經信息。其中最大的一束是下行纖維－皮質脊髓束，又稱錐體束。它主要控制骨骼肌的隨意運動。腦干的背側面上下排列著12對腦神經核。中腦的背側有4個凸出，稱四疊體，由一對上丘和一對下丘組成，分別對視、聽信息進行加工。腦干的背腹之間稱被蓋，由縱橫交錯的神經纖維和散在纖維中的許多大小不一、形態各異的神經細胞組成，即腦干網狀結構，其上下行纖維彌散性投射，調節腦結構的興奮性水平。

小腦位于橋腦與延腦的背側，其結構與大腦相似，外層是灰質，內層是白質，在白質的深部也有4對核，稱之為中央核。主要功能是調節肌肉的緊張度，以便維持姿勢和平衡，順利完成隨意運動。

二、神經細胞的基本知識

在細胞學與超顯微結構學水平上，神經組織由兩類細胞組成，即神經元（神經細胞）和神經膠質細胞，兩者的數目大體相等。神經膠質細胞構成神經系統框架，并對神經元發揮組織營養的功能，不直接參與神經信息的傳遞。

神經元由胞體、軸突和樹突組成。神經元之間發生關系的微細結構，稱為突觸。突觸由突觸前神經末梢－終扣、突觸后膜和兩者之間大約20－50納米的突觸間隙所組成。突觸前興奮的神經沖動并不能跳越突觸間隙直接傳向突觸后成分，絕大多數情況下要通過化學傳遞機制，才能完成信息傳遞過程，突觸根據功能可分興奮和抑制性突觸。

（一）整體水平的神經生理學概念

（選擇）經典神經生理學通過實驗分析的方法證明，腦活動是反射性的，每種反射活動的結構基礎稱為該反射的反射弧。是由傳入、傳出和中樞3個部分組成。機體的先天本能行為以遺傳上確定的反射弧為基礎，是同一種屬共存的特異非條件反射活動。與此不同，后天習得行為是建立在先天本能行為基礎上，由暫時聯系的機制而形成的條件反射。

無論是非條件反射還是條件反射活動，在神經系統內都有興奮和抑制兩種神經過程，按一定的規律發生運動，即擴散與集中和相互誘導的運動規律。

抑制分為非條件抑制和條件抑制兩大類。

超限抑制：任一刺激強度過大，不但不會引起興奮過程，相反會引起抑制。

外抑制：當機體進行某項活動，周圍出現異常可怕的聲音時，總會情不自禁地怔一下，停止正在進行的活動，這種現象就是外抑制。簡言之，現時活動以外的新異刺激所引起的抑制過程就是外抑制。

超限抑制和外抑制都是先天的非條件抑制過程；消退抑制、分化抑制、延緩抑制和條件抑制，都是條件抑制，都需個體習得才能建立的抑制過程。

腦電圖（EEG）：當人們閉目養神，內心十分平靜時記錄到的EEG多以8-13次／秒的節律變化為主要成分，故將其稱為基本節律或α波；如果這時突然受到刺激或內心激動起來，則EEG的α波就會立即消失，為14-30次／秒的快波（β波）所取代；逐漸睡著了，就會發現EEG的α波為4-7次/秒的θ波，甚至0.5-3.5次/秒的δ波所取代。

（二）、細胞神經生理學的基本概念

利用微電極技術對細胞電活動進行記錄，是細胞神經生理學的基本研究方法。資料表明，神經元的興奮過程，伴隨著其單位發放的神經脈沖頻率加快；抑制過程為單位發放頻率降低。無論頻率加快還是減慢，每個脈沖的幅值不變。換言之，神經元對刺激強度是按著“全或無”的規律進行調頻式或數字式編碼。

（名詞解釋）“全或無”規則是指每個神經元都有一個刺激閾值，對閾值以下的刺激不發生反應；對閾值以上的刺激，不論其強弱均給出同樣高度（幅值）的神經脈沖發放。

（名詞解釋）與上述規律相對應的是級量反應，突觸后膜上的電位，無論是興奮性突觸后電位（EPSP），還是抑制性突觸后電位、神經動作電位或細胞的單位發放后的后電位、感覺器官的感受器電位都是級量反應。在這類反應中，其電位的幅值隨閾上刺激強度增大而變高，反應的頻率并不發生變化，因為每個級量反應電位幅值緩慢增高后緩慢下降，這一過程可持續幾十毫秒，且不能向周圍迅速傳導出去，只能局限在突觸后膜不超過1平方微米的小點上，但其鄰近的其他突觸后膜也同時發生EPSP，則兩個突觸后膜上的EPSP卻可以總和起來。電子顯微鏡研究表明，人腦的神經元是一個直徑大約50微米的多型細胞，其胞體和樹突上密密麻麻地分布著數千個突觸，每個突觸的后膜位點范圍很小，但可以總和起來（空間總和與時間總和）。

如果總和的EPSP超過這個神經元的單位發放閾值，就會導致這個神經元全部細胞膜去極化，出現整個細胞為一個單位而產生70－110毫伏的短脈沖，這就是快速的單位發放。可以迅速沿神經元的軸突傳遞到末梢的突觸，經突觸的化學傳遞環節，再引起下一個神經元的突觸后電位。神經信息在腦內的傳遞過程，就是從一個神經元“全或無”的單位發放到下一個神經元突觸后電位的級量反應總和后，再出現發放的過程，即“全或無”的變化和“級量反應”不斷交替的過程。

物質基礎：40多年前，細胞電生理學家根據這種過程發生在細胞膜上，就斷定細胞膜對細胞內外帶電離子的選擇通透性，是膜電位形成的物質基礎。在靜息狀態下，細胞膜外鈉離子濃度較高，細胞膜內鉀離子濃度較高，這類帶電離子因膜內-外+的濃度差造成了膜內外大約負70－90毫伏電位差，稱之為靜息電位（極化現象）。

當這個神經元受到刺激從靜息狀態變為興奮狀態時，細胞膜首先出現去極化過程，即膜內的負電位迅速消失的過程，然而這種過程往往超過零點，使膜內由負電位變為正電位，這個反轉過程稱為反極化或超射。所以，一個神經元單位發放的神經脈沖迅速上升部分，是由膜的去極化和反極化連續的變化過程。

（填空）綜上所述，神經元單位發放或神經干上的動作電位，其脈沖的峰電位上升部分與膜的去極化和反極化過程形成，膜處于鈉膜狀態；峰電位的下降部分與復極化和反超計劃過程而形成，此時膜為鉀模狀態。

三、分子神經生物學的基本概念（填空）（名詞解釋）（選擇）

分子神經生物學是近20－30年迅速發展起來的研究領域。

神經遞質：凡是神經細胞間神經信息傳遞所中介的化學物質，神經遞質大都是分子量較小的簡單分子，包括膽堿類、單胺類、氨基酸類和多肽類等30多種物質。根據功能可分為興奮性和抑制性神經遞質。

（名詞解釋）神經調質并不直接傳遞神經信息，而是調節神經信息傳遞過程的效率和速率，其發生作用的距離比神經遞質大，但其化學組成和結構可能與同類神經遞質相同，也可能與神經遞質完全不同。

（名詞解釋）逆信使：神經信息在細胞間傳遞過程中，除了這類參與從突觸前膜向突觸后膜傳遞信息的遞質與受體結外，由突觸后釋放一種更小的分子，迅速逆向擴散到突觸前膜，調節化學傳遞的過程，將這類小分子物質稱為逆信使。已知的逆信使有腺苷和一氧化氮。

（名詞解釋）受體是細胞膜上的特殊蛋白分子，可以識別和選擇性地與某些物質發生特異性受體結合反應，產生相應的生物效應。能與受體蛋白結合的物質，如神經遞質、調質、激素和藥物等，統稱為受體的配基或配體。

1987年以來，逐漸將受體按其發生的生物效應機制和作用加以分類，如Ｇ－蛋白依存性受體家族、電壓門控受體和自感受體等。

（選擇）神經細胞間信息傳遞的化學機制并非總是如此復雜，當那些電壓門控受體與神經遞質結合時，就會直接導致突觸后膜的去極化，產生突觸后電位。

腦重量約占全身體重的2％，但其耗氧量與耗能量卻占全身的20％，而且99％利用葡萄糖為能源代謝底物，又不像肝臟、肌肉等其他組織那樣，本身不具糖元貯備，主要靠血液供應葡萄糖。