生物心理学漫画笔记
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目录
第1章 脑和神经系统
第2章 视觉和听觉
第3章 机械感觉
第4章 化学感觉
第5章 运动的控制
第6章 体温调节和饥渴
第7章 情绪和性行为
第8章 睡眠和生物节律
第9章 记忆和学习
第10章 进化心理学
生物心理学史将生物学原理运用于行为相关研究的学科。这里,行为一词的含义很广泛,既包括隐形的心理过程,也包括能够被观察到得显性行为。
生物心理学的很大一部分与神经系统,特别是脑的生理学有关。他还有其他名称如心理生物学、行为的生物基础等。
人脑有柚子或西瓜那么大,粉灰色,表面有很多勾回。
一些古文明认为心是思想情绪的所在,现在人们认为脑是思想行为的源泉。虽然古希腊哲学家希波克拉底和嘉琳认为思想和行为源于脑,但是亚里士多德相信脑是用来平复内心激情的。
法国哲学家笛卡尔是最先将人体视为机器的人之一。他认为,心智控制着脑和神经系统。
到18世纪,意大利哲学家luigi galvani发现,可以通过用点刺激青蛙的神经让娃腿抽搐。后来,Fnitsch 和Hitzig成功通过用点刺激狗的脑使其活动。德国的生理学家Hermannvon Helmnoltz后来发现,神经并不是电线,因为他计算出神经传导的速度大约是每秒30-40米。这比电流的速度慢很多。
所有这些思想让人们渐渐意识到脑像一个生物机器,所以可以用科学原理对其进行研究。
成人的脑约重1400克,胶凝状。活体脑非常柔软,用钝刀也可以切开。
人脑中大约有1千亿个神经元。不过,神经元的数量只占到所有脑细胞的10%,但是神经元更大,约占整个脑体积的50%,其他的细胞叫胶质细胞,他们为神经元提供支持。最早是诺贝尔奖获得者S获得者Santiago Ramony Cajal提出神经元是脑功能单元。
神经元有不同种类,神经元的细胞体里含有遗传物质的细胞核以及使神经元得以生存的其他结构。
树突是神经元上接受来自其他神经元信息的地方;轴突是神经元上发送神经冲动的细长部分。轴突可以很长。包裹轴突的髓鞘是绝缘物质。是由脂肪组成,所以是白色的。
神经冲动只会沿着轴突传递,而且神经元非常微小。所以我们不会被自己电到。
神经冲动
细胞体内有一些带点的化学物质,这意味着这些化学物质会在正负电极间移动,就像交流电一样。这些物质叫做“离子”,对神经传导有着重要作用的离子包括钠离子和钾离子、钙离子、一些叫有机阴离子的蛋白质和氯离子。阳离子和阴离子互相吸引。所以他们相向运动。细胞内的液体和细胞外的液体被细胞膜隔开。细胞膜允许部分化学物质穿透,所以叫半透膜。也就是说,并非所有离子都能游向吸引它们的离子。
安静的时候,神经元内部带有负电,外部带有正电。这是因为细胞内带正电的钾离子更容易渗透出细胞膜;而细胞外带负电的氯离子和带正电的钠离子较难渗透入细胞膜。此文,细胞内还有带负电的有机阴离子。而且,离子泵还会根据细胞内钾离子的数量将细胞内的钠离子泵出细胞。当钾钠离子比例达到1:1,神经元就达到了一种叫做静息电位的平衡状态。
在神经元处于静息电位的平衡状态时,我们可以测量细胞内外的电位差。结果,细胞内的电位要比细胞外低70毫伏。静息电位使用了神经元近40%的能量。不过,耗费那么多能量还是值得的。因为静息电位为神经冲动提供了不可或缺的能量。
当收到刺激的时候,神经元内外的电位差会变为0.在这一变化过程中,当电位差达到-55毫伏的时候,神经元就会被触发。这就是动作电位。一旦被触发,神经元会沿着轴突发送电脉冲。所以-55毫伏被称为触发阙限。若不达到这个值,神经元不会发送信号。
动作电位
动作电位是由于半透膜内外离子的互换而产生的。当达到触发阙限的时候,细胞会打开钠离子通道,这一钠离子就会涌入细胞。这会让细胞内的电位迅速从-55变成+30.这一状况一旦发生,细胞会努力通过关闭钠离子通道和打开钾离子通道恢复静息电位状态。此时,细胞外的负电荷会让钾离子涌出细胞,这样静息电位就恢复了。这一过程的最后阶段是离子泵将钠离子泵出细胞,以获得钾钠离子1:1的正确比例。
神经冲动是如何传导的
含有信息的神经冲动是沿着神经元的整个轴突传导的。部分细胞膜为了从动作电位恢复到静息电位而做的努力会让紧挨着的细胞膜产生不平衡状态。所以这一部分的细胞膜会打开钠离子通道,开始动作电位的产生过程。这就导致连锁反应,让动作电位沿着神经元的轴突传递下去。就像多米诺骨牌一样。
突触的传递
拉蒙 卡哈儿向人们展示了神经元之间并不发生物理接触。突触间隙大大降低了信息传递的速度。
直到20世纪20年代,人们依然相信神经元通过电脉冲跨越突触。德国生理学家Otto Loewi发现,神经元是通过释放化学物质把信息传过突触的。化学传递时大多数神经元让信息跨越突触的方法。
少数神经元的确是通过在突触间释放离子这样的电能方式来传递信息。动作电位在物理上从一个神经元传递到另一个神经元。这些是电突触,在那些神经信号快速传递非常重要的神经元中可以找到,电突触很少见,容易在无脊椎动物中找到。比如,小龙虾就有控制尾部的电突触,以迅速逃脱捕食者的猎杀。
化学传递是如何发生的
神经元轴突的末端称为突触结或突触前末梢。突触前末梢是轴突末端的肿胀部分。里面含有一些装着特定化学物质的囊泡。囊泡里的化学物质叫神经递质,他们会穿越突触间隙,将信息从一个神经元传递到下一个神经元。
传递到突触前末梢的动作电位会导致轴突末梢细胞膜上的钙离子通道带宽,钙离子与靠近末梢细胞膜上的囊泡融合,导致囊泡破裂。这样,囊泡内的神经递质就被释放,进入突触间隙。
神经递质在突触间隙扩散后来到下一个神经元的接受部位。这一神经元被称为突触后神经元。因为它位于突触间隙之后。在该神经元的细胞膜上有一些叫做受体的小孔,特定的神经递质会与其匹配。就像一把钥匙开一把锁。特定的神经递质与特定的受体匹配。跳过突触的这个化学过程仅仅需要2毫秒。
神经递质与相应受体匹配会起到以下作用:
1:肌力作用
一些神经递质会让突触后神经元打开离子通道,让特定离子涌入神经元。
比如,神经递质谷氨酸会让钠离子通道开放,进而启动动作电位,这叫兴奋作用。而氨基丁酸回答看氯离子通道,让神经元内部带有更多的负电荷,进而组织动作电位发生。这叫抑制作用。不过,谷氨酸和氨基丁酸都具有肌力作用,肌力作用非常迅速,往往在需要快速反应的时候发生,如肌肉运动。
2:代谢作用
代谢作用比肌力作用缓慢,持续时间长。代谢作用是通过制造一系列化学代谢反应产生的。当神经递质锁定代谢受体之后,神经元内部会发生化学变化,产生一系列作用,从打开离子通道到启动染色体作用。多巴胺就是一种能起到代谢作用的神经递质。
3:调节作用
一些神经递质冲荡神经调质的作用。神经调质不知扩散到一个神经元,他们会锁定周围所有神经元的相关受体。好像无线电信号能被所有跳到相应波段的收音机收到一样。
神经调质对于神经元的作用非常小。他们能改变神经递质的作用。比如,一些神经调质能够延长或限制神经递质的作用,而另一些能够限制神经递质的释放。内啡肽就是一种能够减少疼痛反应的神经递质。
停止神经递质的作用
一旦神经递质锁定了特定受体,并且传递了相应的信息,突触就应该恢复到正常状态,准备接受下一个信息。为了达到这样目标,受体和突出间隙内残留的神经递质必须被消除。这可以通过下列方式完成:
第一,一些神经递质自己漂离突触间隙,无法绑定受体;
第二,另一些叫酶的化学物质被释放入突出间隙,他们会分解神经递质。
第三,一些化学物质会绑定神经递质分子,将他们吸收会突触前神经元以使再次利用
第四,支持胶质细胞吸收神经递质以便神经元对其进行再次利用。
为何要有突触的化学传递
突触的化学传递会显著降低神经冲动的速度。由于神经元要买被触发,要买保持静息状态,那么,突触的化学物质就能大幅度的提高通讯系统的复杂性。通过使用不同种类的神经递质分子以及在许多不同突出上的不同种类的受点,神经系统能够制造复杂的编码,就像字母表里很多字母一样,这些字母可以构成非常复杂的语言。
脊髓是一种分节结构,每一节的两侧各有一对接受来自身体信息的感觉神经和向身体发送信息的运动神经。脊髓横截面中央部分呈现出灰色的H形,这里有密集的神经元。周围的白色物质主要是由包裹着髓鞘的轴突组成的。脊髓的核心是充满液体的中央管。
脊髓的每一节既要接受来自大脑的信息,也要向大脑传送信息。如果某一节被切断了,那么自这一节一下的所有感觉信息就都丧失了,对于和该节及以下脊髓相连的身体的控制也全部丧失。
中枢神经系统的保护
脊髓和脑由充满液体的脑脊膜保护着。在脑脊膜和脑之间以及脑脊膜和脊髓之间的空间里充满了脑脊髓液。所以,脑和脊髓漂浮在装满液体的袋子里。这能保护这些脆弱的结构避免因为撞击而受损。脑脊膜有时会感染,这就是脑膜炎。
此外,血脑屏障还会保护脑免受有害化学物质的侵害。血脑屏障是一组紧密的毛细血管,他们能够阻止大分子化学物质进入大脑。任何植绒的物质都能自由进入脑,但许多物质只溶于水,所以他们必须被主动转运才能进入大脑。
大脑的结构
中脑包括顶盖和被盖两个结构。顶盖中的重要结构上丘与视觉有关,下丘与听觉有关。被该种的一个重要结构黒质含有制造多巴胺的神经元。科学家相信,这一区域内神经元的死亡是导致帕金森氏症的重要原因。
人类的中脑相对较小。鸟类、爬行类和两栖类、鱼类的中脑结构更显著。
胼骶体是最大的大脑联合,它是一些在两个脑半球之间传递信息的紧密神经纤维束。左脑和右脑承担的任务不同。他们需要彼此通讯。此外,来自感觉器官的信息也需要被引导到特定区域。比如,左侧事业的视觉信息要被送到右脑,而右侧视野的视觉信息要被送到左脑。胼骶体和其他联合就为这种信息分享提供支持。有时,外科医生会将严重癫痫症患者的胼骶体切断,他们的癫痫发作只会限于一个脑半球,他们的左右脑无法内部通讯。这样就可以通过他们来研究左右脑的功能差异。比如,研究发现:左脑与语言功能密切,右脑与空间任务和面部识别功能密切。
脑室是脑内的中空区域,里面充满了脑脊髓液。共有4个脑室与脊髓中央管和脑脊膜相连。
布洛卡被认为是脑功能定位理论的先驱。恶业的这一区域被称为布洛卡区。通常认为这一区域是大脑产生语言的区域。任何有关语言产生的严重问题都叫做布洛卡失语症。当然,设计大脑皮层的很多区域绝不仅仅限于布洛卡区。
1874年,卡尔 维尼克发现,因为左侧颞叶一个特定区域受损而导致的失语症与布洛卡区受损而导致的失语症不同。这种失语症叫维尼克失语症或流畅失语症。该病患者无法记住人或事物的名字,语言理解能力也遭到破坏。患者除了说不出一些事物的名字,即命名障碍外,能够流利的讲话。任何具有这类特征的失语症都叫做维尼克失语症。