第2章 心理活动的神经生理基础
2.1 复习笔记
一、神经元
神经元又称神经细胞,是神经系统结构和机能的单位,其基本功能是接受和传递信息。
(一)神经元的构造及分类
1.神经元的构造
神经元由胞体和突起两部分组成。突起是神经元向外突出的部分,按形状分为树突和轴突。前者呈短的树枝状;后者为细长状,又称为神经纤维。一个神经元可有几个树突,但一般只有一个轴突。神经细胞具有接收、传递和处理信息的功能。
2.神经元的分类
(1)神经元具有各种不同的形态,根据神经元突起的数目,可分为单极细胞、双极细胞和多极细胞。
(2)根据神经元的功能,可分为运动神经元(传出神经元)、感觉神经元(传入神经元)和联络神经元(中间神经元)。在神经元之间,神经传导是由感觉神经元传到中间神经元,再传到运动神经元,是单向传导。神经冲动在神经纤维中传导的单向性是由突触来实现的。神经元的轴突上某一点受到刺激,神经冲动可以同时向两端传导,即双向神经传导。
(二)神经兴奋的传导
1.神经兴奋
神经兴奋是指当以某一形式刺激神经时,神经元就会从安静状态转至活动状态的现象。它表现为一系列可逆的生物电变化。
一般情况下,神经细胞膜内外离子的分布情况是不同的。细胞膜外主要是带正电荷的钠离子(Na+)和带负电荷的氯离子(Cl-),而膜内主要是带正电荷的钾离子(K+)和带负电荷的生物大分子。
(1)静息电位
静息电位是指细胞在静息状态下出现的膜内比膜外略带负电的电位差。由于细胞膜对不同离子具有不同的通透性,在静息状态下,它对钾离子通透性较大,对钠离子通透性较差,从而造成钾离子外流,而钠离子又挡在细胞膜外,致使膜内外出现电位差,膜内比膜外略带负电,出现静息电位,这种状态又称为细胞极化。
(2)动作电位
动作电位指可兴奋细胞膜受到一定刺激后产生的急剧的电位波动。神经细胞受到刺激后,细胞膜的通透性迅速变化,钠离子比钾离子和氯离子更容易通过细胞膜,于是钠离子内流,使膜内电位迅速上升,并高过膜外电位,解除了细胞膜静息时的极化状态,此过程称为“去极化”。在去极化的一瞬间之后,细胞膜对纳离子的通透性又开始下降,对钾离子的通透性上升,细胞膜又恢复极化,这一电位变化即动作电位,它是神经细胞受刺激时的电位变化,代表神经兴奋的状态。一次去极化和一次恢复极化,代表着神经的兴奋状态。
(3)完整的动作电位可分为三个时相,有其各自的生理意义。
①锋电位,它是动作电位的基本部分,由细胞膜的去极化引起,持续时间为0.5毫秒左右。
②负后电位,它始于锋电位下降到基线前的一段时间,强度只有锋电位的5%,持续时间约12~20毫秒,是去极化的残余。
③正后电位,继负后电位之后,出现向反方向改变的正后电位,强度只有锋电位的0.2%,持续时间约为80毫秒或更长。
在动作电位三个不同的时相中,神经兴奋的水平是不同的。锋电位对应不应期,神经对刺激不再能作出反应;负后电位对应超常期,神经极易兴奋;正后电位对应低常期,神经兴奋性较低。
2.神经兴奋的传导
(1)定义
神经兴奋的传导是指神经兴奋由神经细胞的一个部位向另一个部位传递的过程,即神经冲动在一个神经的不同部位的电传导。
(2)特性
①遵守全或无法则。刺激达到一定强度,神经元则产生一个完全的反应,达不到一定的强度则不反应,它并不随刺激的强弱而改变。
②单个神经纤维是双向传导,而在神经系统内是单向传导。
③神经纤维具有相对不疲劳性,以每秒50~100次连续电刺激刺激神经9~12小时,神经纤维依然保持传导能力。
(三)突触及突触传递
1.突触
(1)定义
突触是指一个神经元与另一个神经元彼此接触的部位,它是神经元在机能上发生联系的部位,是信息传递和整合的关键。大多数突触为化学性突触,另外还有电性突触。通过电性突触一个神经元的电变化可以直接引起另一个神经元的点变化,因此,电性突触的传递很快,一般可以逆转。另外,电性突触的突触前成分并无突触小泡。
(2)突触联系的类型
神经元之间的突触联系大致有:轴突—胞体型;轴突—轴突型;轴突—树突型;树突—树突型;树突—胞体型;树突—轴突型;胞体—树突型;胞体—胞体型:胞体—轴突型。一个神经元可以以突触的形式和许多神经元相联系,所以一个神经元可以影响许多神经元的活动,也可以接受许多突触的不同接触部位多神经元的影响。
(3)突触的结构
①突触前部分指神经元轴突末梢分支膨大形成的突触小体,其中含有许多突触小泡,突触小泡内储存有神经递质。突触小体的前端膜称作突触前膜。
②突触后部分是指与突触小体邻近的神经元的某一部位,突触前膜与另一部分膜相对,这部分膜称为突触后膜,在突触后膜上面有许多突触受体。
③在突触前膜与突触后膜之间有一空隙,称突触间隙。
2.突触传递
(1)当神经冲动传至突触小体时,钙离子通道开放,此时细胞膜对钙具有通透性,使膜外浓度高于膜内的钙离子流入膜内,部分突触小泡移向突触前膜。由于钙离子的内流,突触小泡的膜与突触前膜贴附融合破裂,向突触间隙释放化学递质。通过突触间隙,化学递质即与突触后膜上的突触受体结合,改变突触后膜对离子的通透性,引起突触后神经元的电位变化。
(2)突触后神经元的电位变化,首先是产生突触后电位。它有兴奋性突触后电位与抑制性突触后电位两种。
①兴奋性突触后电位实际上是突触后膜的去极化,它可引起突触后神经元产生神经冲动。
②抑制性突触后电位实际上是突触后膜超极化,使得突触后神经元兴奋性降低,而不易产生神经冲动。
一个神经元是通过突触和多个神经元相联的。所以一个神经元的活动兴奋还是抑制,是由许多兴奋性突触和抑制性突触共同作用的结果。
(四)神经回路
神经元的联系方式主要有:
1.辐射式:一个神经元的轴突通过多个末梢分支和许多不同神经元建立突触联系。这种联系使一个神经元的兴奋引起多个神经元的兴奋或抑制,将影响扩散开来,传入神经元主要按照辐射式建立突触联系。
2.聚合式:一个神经元的胞体或树突与多个神经元建立突触联系。许多神经元聚会到一个神经,有的引起兴奋,有的引起抑制,从而使这一个神经元对兴奋和抑制活动进行整合加工。传出神经元主要按照聚合式建立突触联系。
神经元的各种联系方式,是反射活动协调的基础。
二、神经系统
神经系统是指由神经元构成的复杂的机能系统,由于结构和机能不同,一般将神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统。
(一)周围神经系统
周围神经系统通常由三个部分组成:脊神经、脑神经和植物性神经。
1.脊神经
人的脊神经共31对,发自脊髓,由脊髓的前、后根神经纤维组成。前根纤维为运动性的,后根纤维为感觉性的(前运动、后感觉),它们在椎间孔处混合外走。所以脊神经兼有感觉和运动机能。31对脊神经包括颈神经8对,胸神经12对,腰神经5对,骶神经5对,尾神经1对。
2.脑神经
脑神经共有12对,其中3对是感觉神经,5对是运动神经,4对是混合神经。脑神经大多由脑干发出,分布在头面部。
3.植物性神经(又称内脏神经、自主神经)
植物性神经指控制各种腺体、内脏和血管的神经系统。植物性神经可分为两类:交感神经和副交感神经,两者在机能上有拮抗性质(交感神经使机体兴奋,而副交感神经则是机体抑制)。这种性质,使得肌体有张有弛,保证了机体活动的正常进行。
(1)交感神经:一般当机体处于强烈的活动或应激状态时,交感神经兴奋占优势,相应出现心跳加快、血压上升等生理状态,准备应激。
(2)副交感神经:当肌体处于平静状态时,副交感神经兴奋则占优势,心跳减慢,血压下降,消化系统活动加强,肌体获得必要的休息。
(二)中枢神经系统
中枢神经系统包括脊髓和脑,脊髓位于脊柱中,脑位于颅腔内。
1.脊髓
脊髓是中枢神经系统的低级部分,它的主要作用有:(1)它将脑和周围神经联系起来,成为神经传入与传出的中间站;(2)脊髓可完成一些简单的反射活动,如膝跳反射的中枢调节就在脊髓。
2.脑
脑包括:大(脑)、小(脑)、间(脑)、中(脑)、桥(脑)、延(脑)等部分。其中中脑、桥脑和延脑三部分又构成了脑干。
(1)脑干
脑干包括延脑、脑桥和中脑。
①延脑,与有机体的基本生命活动有重要关系,它具有调节呼吸、血液循环、消化等功能,是重要的皮质下中枢,被称为“生命中枢”。
②脑桥,对人的睡眠具有控制与调节作用。
③中脑,存在视觉中枢、听觉中枢及其他一些核团。
④脑干的网状结构,在延脑、脑桥和中脑内的广泛区域,有神经纤维交织纵横穿行呈网状,这个由灰白质交织的区域称为脑干的网状结构。脑干的网状结构按其功能分为上行网状系统和下行网状系统两类。前者对保持大脑皮层的兴奋性有重要作用,它参与调节和控制觉醒和意识状态;可加强或减弱肌肉紧张状态,对脊髓运动神经元有易化和抑制的作用。后者可加强或减弱肌肉的紧张状态,对脊髓运动神经元有易化和抑制的作用。
(2)间脑
间脑主要包括丘脑和下丘脑。
①丘脑:对传入的神经冲动进行加工选择,因此丘脑是皮层下感觉中枢。
②下丘脑:是植物性神经系统皮层下中枢,调节内脏活动,也是调节内分泌活动的主要环节。下丘脑有些核团具有分泌激素的功能,有一些部位与觉醒和睡眠的节律有关。下丘脑在情绪反应中占有重要地位。
(3)小脑
小脑主要是协助大脑维持身体平衡与协调动作。
(三)大脑的结构和机能
大脑又称端脑,是脊椎动物脑的高级神经系统的主要部分,由左右两半球组成。
1.大脑的结构
(1)大脑皮层:大脑两半球表面覆盖有灰质,即大脑皮层。
(2)脑回:皮层有很多凹进的沟或裂,沟裂间隆起的部分称为脑回,以这种形式使得表面面积大大增加。
(3)三大沟裂:中央沟、外侧裂和顶枕裂,它们将大脑半球分为额叶、顶叶、枕叶和颞叶几个区域,在每一叶内,一些细小的沟裂又将大脑表面分成许多回,如中央前回和中央后回等等。
(4)边缘系统:在大脑内侧面深处的边缘,还有一些结构,它们在结构和功能上相互间有密切的联系,构成一个统一的功能系统,称为边缘系统。它与动物的本能活动、情绪活动有密切关系。
2.大脑皮层的分区及机能
在1909年,布鲁德曼(Brodmann)曾根据皮层细胞的类型以及纤维的疏密对大脑进行分区。他将大脑分为52个区,并用数字予以表示。
(1)皮层的感觉区及机能
皮层的感觉区包括躯体感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢、嗅觉中枢和味觉中枢。感觉区接受来自各种感觉器官的神经冲动,并对这些信息进行整合加工。
①躯体感觉中枢:位于中央后回,布鲁德曼3区,产生触压觉、温度觉和痛觉等。
躯干、四肢皮肤的传入神经在躯体感觉中枢所产生的感觉是对侧性的;头面部皮肤的传入神经在皮层产生的感觉是双侧性的。
整个躯体感觉区呈倒置分布,按下肢、上肢、头面部的顺序排列,头面部在感觉区的投射是正立分布。身体各部位的重要程度决定了它在感觉区上的投射面积,手、舌、唇的投射面积最大。
②视觉中枢:位于顶枕裂后的枕叶内,布鲁德曼17区。如果视觉中枢受到破坏,即使眼睛功能正常,亦将失去视觉而成为全盲。
③听觉中枢:位于颞叶上回,布鲁德曼41区和42区。听觉中枢受损亦将使听觉丧失而成为全聋。
(2)皮层的运动区及机能
大脑皮层的运动区位于中央前回,布鲁德曼4区,是躯干和四肢中各肌肉运动单位在皮层的投射区。运动区的主要功能是支配、调节身体的姿式、位置及躯体各部位的运动。身体不同部位在皮层中所占区域随动作的精细复杂程度不同而有大小之别,身体各部位在运动区的投射面积不取决于各部分的实际大小而取决于它们在机能方面的重要程度。
(3)皮层的语言区及机能
对一般人来讲,语言区主要定位于大脑左半球。语言区一般可分为:
①运动性语言中枢,位于布鲁德曼45区和44区,它控制说话时舌和颚的运动;
②听觉性语言中枢,在颞叶上方枕叶附近,与听觉中枢配合理解口头语言;
③视觉语言中枢,位于顶枕叶交界处,布鲁德曼39区,和视觉中枢配合理解书面语言;
④书写中枢,位于额中回后部,与运动中枢的某些部分配合书写文字。这些语言区域的损毁,会造成各种类型的失语症,如运动性失语、听觉性失语等,病人不能表达或听不懂别人的讲话。
(4)皮层的联合区及机能
联合区在进化过程中是发展较晚的区域,但随着进化,它在皮层上占的面积越来越大。人类的联合区在皮层上所占比例是动物中最大的。联合区不接受任何信息的直接输入,也很少直接支配身体的运动,它的主要功能是信息的整合加工,一些高级的心理活动都与它有关。联合区可分为感觉联合区、运动联合区和前额联合区。
①感觉联合区位于感觉区附近的广大区域,它从感觉区接受信息,并进行高水平的知觉组织,与记忆等有关。
②运动联合区位于运动区前方,负责精细活动的协调。
③前额联合区位于运动区和运动联合区前方,它与注意、记忆、问题解决等有密切关系。
3.大脑两半球的功能分工
(1)单侧化
在解剖上,大脑两半球似乎是非常相似的,但已有大量研究发现大脑两半球在功能上绝非一样,主要表现在言语、空间想象能力、思维类型等方面。这种功能的不对称,使得大脑半球在某方面成为优势半球,被称为单侧化。
(2)大脑单侧化的实验研究
单侧化的研究首先起于对左利手者和右利手者的探讨,后由割裂脑的研究——即将沟通大脑两半球联系的胼胝体切断的研究而深入。
(3)实验结论
人脑的左半球是言语优势半球,右半球是图形的优势半球。进一步研究发现,逻辑分析推理以及对事物的细节知觉,左半球起主要作用;形状知觉、空间知觉等右半球起主要作用。大脑两半球的单侧化随语言的发展而出现,年龄较小的儿童在单侧化尚未完成时,左半球受损伤后其言语功能可由另一半球代替。男女性别的差异也部分体现在大脑两半球的功能差异上。
(四)反射与反射弧
1.反射
反射是指在中枢神经系统参与下,有机体对内外环境刺激所发生的规律性反应。它是神经系统的基本活动方式。
2.反射弧
(1)定义:反射弧是指实现反射活动的神经结构。它是反射活动的基础。
(2)基本环节:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。
(3)传递的过程:当刺激作用于感受器时,感受器产生兴奋,兴奋以神经冲动的形式由传入神经传至神经中枢,中枢对传入的信息进行整合加工后,再由传出神经传至效应器,支配调节效应器的活动。当神经冲动传至效应器引起其活动后,反射并不就此停止。效应器的反应动作又成为机体的新刺激,引起一定的神经冲动,并传向中枢,这个过程称为反馈。所以反射的结构不仅是一段弧,而是一个环,这样机体的活动才准确、完整。
(4)反射弧的传入通道有两条,特异传入系统和非特异传入系统。
(5)反射弧的传出通道也有两条,锥体系和锥体外系。
①锥体系是大脑皮层控制调节运动的下行路径,起自大脑皮层与运动有关的很多区域。锥体系主要调节和控制各种随意运动,特别是调节和控制精细的技巧运动。
②锥体外系是锥体束以外由大脑皮层和皮层下结构发出下行的调节躯体运动的传导径路。锥体外系控制脊髓运动神经元,参与调节肌紧张和协调肌肉运动。
③锥体系和锥体外系不是分割的,而是两个紧密协作的系统。锥体系所控制的精确、复杂的运动,是在锥体外系保持肌肉适宜紧张和调节条件下进行的。
(五)脑电活动
1.相关概念
(1)脑电图:通过脑电图仪记录的脑电活动图形称为脑电图(EEG)。
(2)自发电位:无刺激时大脑皮层持续节律性的电位变化叫自发电位。
(3)诱发电位:受刺激时引起的电位变化叫诱发电位。
2.脑电的分类
脑电很不规则,依据频率和振幅的不同,一般将脑电分为α、β、θ和δ波四种,它们分别代表大脑皮层兴奋和抑制的不同过程。
(1)α波,频率较为稳定,约为8~13次/秒,振幅约为20~100微伏。当人处于觉醒状态,但闭目静处不思考问题时,便出现α波。睁开眼睛、思考问题,α波即行消失,出现快波,称为α波阻断。当再闭目静处时,α波又重新出现。
(2)β波,频率约为14~30次/秒,振幅约为5~20微伏。人闭目静处时在额叶最明显。但它一般代表皮层的兴奋状态,人睁眼视物,进行思维或出现声音的突然刺激,都会引发β波。
(3)θ波,频率约为4~7次/秒,振幅约为100~150微伏。人在困倦时,或受到情绪刺激时,如失望或受挫折时,都会出现θ波。
(4)δ波,频率约为1~3.5次/秒,振幅约为20~200微伏。成人只有在睡眠时才出现δ波。在深度麻醉、缺氧或大脑器质性病变时,也可能出现δ波。
θ波和δ波为高振幅的慢波,对于成人来说,慢波是大脑皮层处于抑制状态时主要的脑电活动形式。
三、高级神经活动学说
(一)条件反射和非条件反射
反射根据产生的条件不同可以分为条件反射和非条件反射。
1.非条件反射
非条件反射又称为无条件反射,是机体在种系发展过程中形成而遗传下来的反射。最基本的非条件反射有吸吮反射、抓握反射等。引起非条件反射的刺激物叫非条件刺激物。非条件反射的神经通路是固定的、与生俱来的,是在种系发展过程中形成而遗传的。
(1)特点:低级、快速和不随意,非条件反射和本能活动是机体生长和发育的先天基础。
(2)五种主要的非条件反射:食物反射、内脏反射、防御反射、朝向反射、性反射等。
2.条件反射
条件反射是指机体后天学习建立起来的反射。
(1)巴甫洛夫经典条件反射
①建立的基本条件:强化,即无关的刺激和非条件刺激在时间上的结合。要形成条件反射除需要多次强化外,还需要神经系统的正常活动。
②实验研究:条件反射的经典实验是巴甫洛夫关于狗的食物性条件反射的研究。狗吃食物时引起唾液分泌,这是非条件反射。在每次给狗喂食物之前先打铃。本来铃声对狗来说是无意义的,但当铃声与食物多次结合后,仅仅打铃而不呈现食物,狗也有唾液分泌。这样原本无意义的铃声刺激变成了条件刺激物,即成为引起条件反射的刺激物,从而形成条件反射。US代表非条件刺激物,它引起非条件反射UR;CS代表条件刺激物,它本来只引起与它相应的反射OR,但由于条件刺激物CS和非条件刺激物US的多次同时作用,通过强化,条件刺激物便成为非条件刺激物US的信号,当非条件刺激物不出现时,也能引起条件性的非条件反射,即条件反射。直接建立在非条件反射基础上的条件反射,称为一级条件反射。在巩固的一级条件反射的基础上,还可以形成多级条件反射。动物进化水平愈高,形成条件反射时的级数就愈多,但不能离非条件反射的基础太远。
③经典条件反射的生理机制:
a.巴甫洛夫认为,条件反射是脑的高级神经活动。根据神经系统的实验研究,他认为条件反射的生理机制是大脑皮层上暂时神经联系的接通。
b.非条件刺激物和无关刺激物分别在大脑皮层上形成两个兴奋点,又叫兴奋灶。其中非条件刺激物所引起的兴奋灶比较强,而无关刺激物所引起的兴奋灶比较弱,这两个刺激物多次结合后,较强的兴奋灶吸引较弱的兴奋灶,在两兴奋灶间形成暂时的功能上的接通,从而无关刺激物变成了条件刺激物,当它单独作用时它引起的兴奋可沿暂时神经联系引起非条件反射皮层区的兴奋,而引起相应的反射。
④评价:有人认为,条件反射的暂时神经联系不仅发生于大脑皮层,也发生于皮层下结构,但以大脑皮层的联系为主。巴甫洛夫关于条件反射的生理机制的假说还存在许多未知问题,有待于进一步的研究。
(2)斯金纳操作条件反射
①定义:又称工具性条件反射,是指通过自己的某种活动、某种操作才能得到强化而形成的条件反射。
②实验研究:斯金纳的实验是将饥饿的白鼠或鸽子放入斯金纳箱。箱内装有按键,白鼠或鸽子如果碰动按键,就会有一粒食丸掉出来。开始白鼠和鸽子是在箱内乱动,偶尔碰到按键,得到食物强化。多次强化之后,白鼠会自动按键,鸽子会用嘴敲击按键以得到食物,在此基础上,还可以进一步训练它们只在特定信号出现后再按键,得到食物强化。
③强化的方式:每次强化、定比间隔强化、定时间隔强化、不定比间隔强化、不定时间隔强化等五种方式。
④评价:操作性条件反射对理解复杂的心理现象有重要意义,在操作条件反射中,机体学会了新的动作,体现出一个学习的过程。斯金纳是一个行为主义者,他认为动物和人的大多数行为都是操作行为,所以他只进行外显的研究,省略了神经活动的内部因素的研究。
(二)高级神经活动的基本过程
高级神经活动的基本过程是兴奋过程和抑制过程。兴奋过程跟有机体的某些活动的发动和加强相联系;抑制过程跟有机体的某些活动的停止或减弱相联系。条件反射的建立是高级神经活动兴奋的过程。有时随着环境条件的变化,条件反射会减弱甚至消退,这就是高级神经活动抑制的过程。抑制过程可以分为条件性抑制和非条件性抑制两大类。
1.非条件性抑制
非条件性抑制是有机体生来具有的先天性抑制,它包括外抑制和超限抑制。
(1)外抑制
①定义:是外界新异刺激出现,使正在进行中的条件反射产生的抑制。
②产生的原因:巴甫洛夫认为,产生外抑制的主要原因是外界新异刺激在大脑皮层引起一个较强烈的兴奋过程,同时使正在进行的兴奋过程迅速转化为抑制过程,使原来的条件反射被抑制,表现为注意转移。外抑制是神经过程的同时性负诱导。
(2)超限抑制
①定义:是由相对过强的刺激所引起的抑制。
②产生的原因:在一般情况下,条件反射量随条件刺激的强度增强而增加。但条件刺激的强度达到一定程度后,反射量开始下降,最后到零。这是因为条件刺激的强度超过了大脑皮层细胞的工作能力限度,皮层的细胞由兴奋过程转为抑制过程。超限抑制使大脑皮层细胞免受超强刺激所引起的过度兴奋而损伤,因此又叫保护性抑制。超限抑制是神经过程继时性负诱导。
2.条件性抑制
条件性抑制又称内抑制,是在后天一定条件下逐渐习得的。巴甫洛夫将这种习得的抑制称作阴性条件反射。条件性抑制主要有消退抑制和分化抑制。
(1)消退抑制
消退抑制是由于条件反射没有得到强化而产生的抑制,它是条件性抑制最简单最基本的形式。消退抑制使原有的暂时神经联系抑制,从而造成条件反射的减弱或消失。但条件反射的消退在此只是一种抑制,并不是完全消失。在消退抑制后,经过一段时间的间歇,条件反射可以不同程度地恢复。如果得不到强化,会很快地又一次消退,直到最后消失。消退的速度取决于条件反射建立的牢固程度,与神经类型也有一定的关系。
(2)分化抑制
分化抑制是指在建立条件反射时,只对条件刺激物加以强化,对类似的刺激物不予强化,使类似刺激物引起的反应受到抑制。在条件反射建立初期,机体对刺激缺乏精确分辨的能力,常常出现泛化现象。分化抑制是机体辨认活动的重要基础,使得机体有可能对环境进行精确的分析,作出准确的反应,具有很强的生物学意义。
条件反射的抑制过程并不是一个消极的现象,它和兴奋过程一样,是大脑中枢功能的一个方面,对机体的生存与发展具有重要意义。
(三)高级神经活动的基本规律
高级神经活动有兴奋和抑制两个基本过程,这两个过程进行着有规律的活动。
1.兴奋与抑制过程的扩散与集中
(1)扩散:在一定条件下,兴奋与抑制在大脑皮层某一部位产生后,并不停留在原发点,而向周围皮层蔓延传播,使得周围部位也产生同样的神经过程,这种现象叫扩散。兴奋性扩散主要通过链锁状的神经元及兴奋性突触实现,抑制性扩散则主要通过链锁状神经元及抑制性突触实现。
(2)集中:兴奋与抑制过程从扩散开的皮层区域向原发部位靠拢的现象叫集中。兴奋过程的集中,依赖于抑制性突触加强作用,而抑制过程的集中,则依赖于兴奋性突触加强作用。
刺激物所引起神经过程的强弱程度,决定了兴奋和抑制的扩散和集中。当兴奋和抑制的强度过强或过弱时,都易于扩散;兴奋和抑制的强度中等时,则容易集中。很明显,集中的兴奋和抑制,感觉定位才准确。
2.兴奋和抑制的相互诱导
大脑皮层上的一种神经过程引起或加强另一种与之相反的神经过程的现象叫做神经过程的相互诱导。
(1)根据相互诱导时间及空间上的不同,分为:
①同时性诱导:相互诱导在时间和空间上存在着不同,神经过程在不同皮层区域之间同时发生相互诱导,此为同时性诱导;
②相继性诱导:神经过程在同一皮层区域先后发生相互诱导,此为相继性诱导。
(2)根据相互诱导效果上的不同,分为:
①正诱导:由抑制过程引发或加强兴奋过程,称为正诱导;
②负诱导:由兴奋过程引发或加强抑制过程,称为负诱导。
上述诱导通常不是单独存在的,而是相互结合,形成同时性正诱导、同时性负诱导、继时性正诱导和继时性负诱导等。高级神经活动过程的这两个规律,使大脑皮层的机能得以协调。
(四)高级神经活动的基本机能
1.大脑皮层的系统性功能
大脑皮层系统性功能,又称整合功能,是指在整个认识过程中,总是在分析的基础上进行综合,然后再进行更高级的分析,以螺旋式上升的方式,逐步完善对事物的认识。大脑皮层的这种系统性功能,通过条件反射的建立而表现出来。大脑皮层的高级神经活动有两个基本机能:分析和综合。
(1)分析:是将客观事物分解为不同方面、不同属性,并对它们分别作出反应。
(2)综合:是将事物的不同方面、不同属性联系起来,进行整体的反应。
2.大脑皮层系统性功能的不同表现
(1)对复合刺激形成条件反射
巴甫洛夫的实验发现,在训练狗形成条件反射时,可用铃声和灯光共同作为食物条件反射的信号。经多次训练后,当呈现铃声和灯光这个复合刺激时,狗分泌唾液。但单独呈现铃声或灯光,狗不会分泌唾液。这说明机体可以对复合刺激形成条件反射。
(2)关系条件反射
巴甫洛夫还发现,当给狗呈现两个不同频率的声音,如100赫兹和180赫兹声音时,可通过训练使狗对这两个声音作出分化,即只对其中频率较高的一种声音产生反应。此后,再给狗呈现另外两种不同频率的声音如60赫兹和130赫兹声音时,狗会对频率较高的130赫兹的声音产生反应。这表明狗已不再是对声音的绝对频率反应,而是对两个频率的关系产生反应,对刺激物的关系形成了条件反射,即关系条件反射。
(3)动力定型
①定义
动力定型是指本来由一系列刺激引起的一系列反应,经训练巩固后,刺激系列的第一个刺激一出现,反应系列就依次出现的现象。动力定型是大脑皮层系统性功能的主要表现。
事实上,人在日常生活中形成的各种习惯,其生理机制就是在大脑皮层上建立了某种动力定型。动力定型的建立减轻了人们脑力与体力的消耗,提高了效率。
②特点
a.动力定型具有稳定性,它是按固定的程序进行活动的模式;但也有灵活性,在条件改变时,能使动力定型逐渐改变以符合客观现实的要求。
b.一般说,习惯一类的动力定型稳定性较大,灵活性较小;技能一类的动力定型则灵活性比较大。
c.动力定型在一定条件下形成,也可以在新的条件下改造与发展。
(五)第一信号系统和第二信号系统
1.第一信号系统
(1)定义
用具体事物作为条件刺激而建立的条件反射系统叫作第一信号系统。
(2)特点
第一信号系统是人与动物共同具有的,依靠它只能对事物直接反映。
2.第二信号系统
(1)定义
用语词作为条件刺激而建立的条件反射系统叫作第二信号系统。
(2)特点
①人除了具备第一信号系统之外,还具备第二信号系统,因而可以间接而概括地反映现实,反映事物的本质与规律。第二信号系统是人脑高级神经活动的重要特征。
②语词是第二信号系统的基础,它与具体刺激相联系。所以语词可以代替条件刺激引起条件反射。语词还可以代替非条件刺激起作用,而且语词往往比非条件刺激更为有力。
人的两个信号系统是协同活动的。第二信号系统以第一信号系统为基础,第一信号系统又受第二信号系统的调节与支配。通过这两个信号系统密切联系的协同活动,才得以实现人的各种复杂的心理活动。
四、内分泌腺和神经—体液调节
(一)内分泌腺
内分泌腺即无导管腺体,其分泌物直接渗入血液和淋巴,进而传布到整个机体,影响其他器官的功能。人体主要的内必泌腺有:脑垂体、甲状腺、甲状旁腺、胸腺、胰岛、肾上腺和性腺等。
(二)神经—体液调节
神经调节与体液调节是调节个体生理与心理活动的两种机制,二者既有区别也有联系。
1.区别
内分泌系统对身体的调节与神经系统的调节不同,它作用范围广、见效慢,但效果持久;而神经系统的调节,则作用范围局限,定位清晰,作用快而精确。机体的正常活动与内分泌系统的正常调节是密不可分的。某种内分泌腺的机能不足或亢进,分泌激素过少或过多,都会引起生理或心理活动的异常。
2.联系
内分泌系统和神经系统的活动又是相联系的,所有的内分泌腺的活动都受到神经系统的控制与调节。神经系统一方面直接调节各种器官的活动,另一方面又通过内分泌腺分泌的激素,影响各种器官的活动,形成神经—体液调节。