腦的高級功能

1、四、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的高級功能,人腦不僅是產(chǎn)生感覺、調(diào)節(jié)軀體運動和內(nèi)臟活動的高級部位，而且還有更為復(fù)雜的高級功能學(xué)習(xí)、記憶睡眠和覺醒語言、思維,,這些高級功能主要屬于大腦皮層的活動。條件反射是大腦皮層活動的基本形式。大腦活動時伴有的生物電變化，是研究大腦皮層功能活動的重要指標之一。,,一、學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)是指通過神經(jīng)系統(tǒng)接受外界環(huán)境信息而影響自身行為的過程。 記憶是指將學(xué)習(xí)獲得的信息貯存和提取再現(xiàn)的神經(jīng)過程。,,根據(jù)刺激和反應(yīng)的關(guān)系

2、學(xué)習(xí)可分為 （一）非聯(lián)合型學(xué)習(xí)(nonassociactive learning) 指不需要在刺激和反應(yīng)之間形成某種明確的聯(lián)系。不同形式的刺激使突觸發(fā)生習(xí)慣化和敏感化的可塑性改變屬于此型。,,習(xí)慣化是指當一個不產(chǎn)生傷害性效應(yīng)的刺激重復(fù)作用時，對該刺激的反射性行為反應(yīng)逐漸減小的過程。,,例如，對一個有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)的強噪音，人們不再產(chǎn)生對它的反應(yīng)。習(xí)慣化是當新異的引導(dǎo)刺激反復(fù)使用后，行為反應(yīng)強度的下降。當動物面臨一個新的刺激時，它首

3、先是以一系列反射作出反應(yīng)。隨著刺激的的重復(fù)，如果不給予獎勵或懲罰，動物的反應(yīng)下降最后消失。習(xí)慣化可能是最普遍的學(xué)習(xí)形式。通過習(xí)慣化，動物和人類學(xué)會忽視那些已經(jīng)喪失了新奇性或無意義的刺激，而將注意力轉(zhuǎn)向更重要的刺激。,,敏感化是由于傷害性刺激的存在而使動物對原有的刺激的反應(yīng)產(chǎn)生持續(xù)的增強。,,例如，?！耙怀馍咭В昱戮K”形象的說明了這種學(xué)習(xí)類型．,,（二）聯(lián)合型學(xué)習(xí)(associactive learning) 兩種不同類型的刺

4、激按照正確的順序成對出現(xiàn)，使前一種刺激成為預(yù)示后一種刺激即將發(fā)生的信號。最后在腦內(nèi)逐漸形成聯(lián)系。如經(jīng)典條件反射和操作式條件反射。,,1經(jīng)典條件反射：是動物和人后天獲得的，是個體生活過程中適應(yīng)環(huán)境變化并經(jīng)過學(xué)習(xí)學(xué)會的反射。其神經(jīng)聯(lián)系是暫時的。,,（１）、經(jīng)典條件反射的建立,,,,,,,,,１條件反射的形成,,唾液分泌,食物中樞興奮,聽覺中樞興奮,當僅給①→唾液分泌。此時，無關(guān)刺激則變成條件刺激。,②非條件刺激(食物),①無 關(guān) 刺 激(鈴

5、聲),先①后②二者反復(fù)結(jié)合,暫時聯(lián)系,,,,,無關(guān)刺激與非條件刺激在時間上的多次結(jié)合的過程稱條件反射的強化。,條件反射建立后，若反復(fù)只給條件刺激而不給非條件刺激進行強化，條件反射會逐漸減弱最終到消失，稱為條件反射的消退。,,,,2、操作條件反射：斯金納箱是為動物學(xué)習(xí)實驗的自動記錄裝置。它是一大約0.3米見方的箱子，內(nèi)有杠桿和與食物儲存器相連接的食物盤。在箱內(nèi)的白鼠按壓杠桿杠桿，就有一粒食物丸滾入食物盤，便獲得食物。一只餓鼠進入箱內(nèi)，開始

6、時有點膽怯，經(jīng)過反復(fù)探索，遲早會做出按壓杠桿的動作，一粒食物丸落入盤內(nèi)，若干次后，就形成餓鼠按壓操作條件反射取得食物的條件反射，斯金納稱此為操作條件反射。,,,,3、人類的條件反射的特征； 具體信號(第一信號系統(tǒng))→條件反射 抽象信號(第二信號系統(tǒng))→條件反射 相信第二信號系統(tǒng)＞第一信號系統(tǒng)→主觀(理論脫離實際)。,,,,人類的學(xué)習(xí)形式多為聯(lián)合型學(xué)習(xí)，可依靠文字建立許多聯(lián)系。,,（三）、記憶1、記憶的種類：,,刺 激,持續(xù)

7、時間：∧1秒 感覺性記憶,持續(xù)時間：數(shù)秒第一級記憶,持續(xù)時間：數(shù)分至數(shù)年 第二級記憶,持續(xù)時間：永久第三級記憶,,長時性記憶,短時性記憶,,,,,復(fù)習(xí)和運用,,2、記憶的機制,,在神經(jīng)生理方面，神經(jīng)元活動的后放是感覺性記憶的基礎(chǔ)。在刺激作用過去以后，活動仍存留一定時間，這是記憶的最簡單的形式，感覺性記憶的機制可能屬于這一類。,,在神經(jīng)生化方面，較長時的記憶可能與腦內(nèi)蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。在金魚建立條件反射的過程中，如果用嘌呤霉素抑制

8、腦內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，則動物不能建立條件反射，學(xué)習(xí)記憶能力發(fā)生明顯障礙。,,在神經(jīng)解剖方面，永久性的記憶可能與新突觸的建立有關(guān)。實驗中觀察到，生活在復(fù)雜環(huán)境中的大鼠，其大腦皮層較厚，而生活在簡單環(huán)境中的大鼠，則大腦皮層較薄。這說明學(xué)習(xí)記憶活動多的大鼠，其大腦皮層發(fā)達，突觸聯(lián)系也多。,,在學(xué)習(xí)和記憶過程中可以運用關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)或聯(lián)想學(xué)習(xí)來促進突觸的形成，從而提高記憶效果。例如針對某件事可以問自己what、who、where、when、why、how

9、。同時，應(yīng)注重大腦的輸出，即進行創(chuàng)作性的活動，例如寫作、繪畫等，這有利于進一步促進相關(guān)神經(jīng)元間的聯(lián)系。,,二、覺醒、睡眠 （一）、覺醒：覺醒狀態(tài)的維持主要是由于腦干的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的上行激動系統(tǒng)緊張性活動的結(jié)果。,,行為覺醒：與黑質(zhì)多巴胺遞質(zhì)系統(tǒng)的功能有關(guān)。 腦電覺醒：與藍斑上部去甲腎上腺素遞質(zhì)系統(tǒng)和Ach 為遞質(zhì)的腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動系統(tǒng)有關(guān),,（二）、睡眠的時相： 正相睡眠(慢波睡眠：腦電波呈現(xiàn)同步化慢波時相)

10、異相睡眠(快波睡眠：腦電波呈現(xiàn)去同步化快波時相),,（三）大腦皮層的電活動,,１、自發(fā)腦電活動大腦皮層神經(jīng)元具有生物電活動，因此大腦皮層經(jīng)常具有持續(xù)的節(jié)律性電位變化，稱為皮層自發(fā)腦電活動。,,,,２、腦電圖(electroencephalogram， EEG)如果在頭皮上安置引導(dǎo)電極，通過腦電圖儀可記錄到皮層自發(fā)腦電活動的圖形，稱為腦電圖。,,,緊張和激動,清醒和安靜,困倦,睡眠,,當大腦皮層神經(jīng)元的活動趨向步調(diào)一致時，則出現(xiàn)低頻率

11、高振幅的波形，這種現(xiàn)象稱為同步化，表示大腦皮層處于抑制狀態(tài)，α波是一種同步化波。當大腦皮層神經(jīng)元的活動不一致時，則出現(xiàn)高頻率低振幅的波形，這種改變稱為去同步化，表示大腦皮層興奮過程增強。β波是一種去同步化波形。,,多種身心疾病時，腦電節(jié)律發(fā)生紊亂。失眠、焦慮、緊張、疼痛等各種負性事件可使腦電α波減少；癲癇發(fā)作時則出現(xiàn)病理性棘波和棘滿復(fù)合波；兒童多動癥時腦電θ波活動增加，β波活動減少。,,３、腦電波的形成機制由于腦電波的周期較長，比動

12、作電位的波形慢的多，而與突觸后電位接近，因此，腦電波是由皮質(zhì)神經(jīng)元的許多突觸后電位的總和所形成，而不是神經(jīng)元所發(fā)生的動作電位的總和。,,睡眠的時相轉(zhuǎn)換：由淺睡(慢波睡眠)→深睡 (快波睡眠)→淺睡。每晚可重復(fù)4～5次的周期 性過程。,,,睡眠的兩種時相,慢波睡眠,快波睡眠,,,①EEG為同步化慢波 ②感覺功能暫時減退 ③肌緊張減退 ④自主神經(jīng)功能改變，呼 吸、血壓、心率、體溫、 尿量、代謝率等↓ ⑤生長素分泌↑

13、,①EEG為去同步化快波； ②感覺進一步減退，喚醒 閾高； ③肌緊張進一步減退； ④眼球快速運動，軀體抽 動、血壓、心率↑、呼吸 加快切不規(guī)則； ⑤腦內(nèi)蛋白質(zhì)合成加快,,,,,,睡眠的機制：睡眠不是腦活動的簡單抑制，而是一個主動過程。目前認為腦干的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中存在能引起睡眠和腦電波同步化的中樞，其上行通路（上行抑制系統(tǒng)）作用于大腦皮層，與腦干上行激動系統(tǒng)的作用相對抗，從而調(diào)節(jié)睡眠與覺醒的相互轉(zhuǎn)化。,,大腦皮層

14、的語言功能,,１大腦皮層的語言中樞人類大腦皮層一定區(qū)域的損傷，會引起聽、說、讀、寫不同語言功能的障礙。由此確定了大腦皮層中有關(guān)語言活動的代表區(qū)。,,,寫,讀,,,說,聽,,語言中樞的特定功能區(qū)，分為以下幾部分：運動性語言中樞（說話中樞），緊靠中央前回下部，額下回后1／3處，又稱Broca氏回。能分析綜合與語言有關(guān)肌肉性刺激。此處受損，病人與發(fā)音有關(guān)的肌肉雖未癱瘓，卻喪失了說話的能力，臨床上稱運動性失語癥。,,聽性語言中樞，位于顳上回

15、后部，能調(diào)整自己的語言和理解別人的語言，此處受損，患者能講話，但混亂而割裂；能聽到別人講話，但不能理解講話的意思，對別人的問話常所答非所問，臨床上稱為感覺性失語癥。,,視運動性語言中樞（書寫中樞），位于額中回的后部，此處受損，雖然其他的運動功能仍然保存，但寫字、繪畫等精細運動發(fā)生障礙，臨床上稱為失寫癥。,,視性語言中樞（閱讀中樞），位于頂下葉的角回，靠近視中樞。此中樞受損時，患者視覺無障礙，但原來識字的人變?yōu)椴荒荛喿x，失去對文字符號的理