本能行為和情緒的神經(jīng)基礎(chǔ).ppt課件

1、Neural basis of instinctual 1本能行為和情緒的神經(jīng)基礎(chǔ)1本能行為進(jìn)化過(guò)程中形成+遺傳固定對(duì)個(gè)體和種族生存具有重要意義的行為 情緒客觀環(huán)境刺激 一種特殊的心理體驗(yàn)&某種固定形式的軀體行為情緒反應(yīng)伴有自主性神經(jīng)活動(dòng)激活的表現(xiàn)交感神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)異常增強(qiáng)時(shí)，動(dòng)物處于充分利用自己的代謝及其它資源以應(yīng)付緊急狀態(tài)的狀態(tài)。情緒發(fā)作時(shí)，人體的代謝活動(dòng)相應(yīng)巨變。22本能行為和情緒變化伴有自主神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)活動(dòng)的改變?nèi)祟惖谋灸苄袨楹颓榫w與動(dòng)物有明顯區(qū)別后天學(xué)習(xí)&社會(huì)因素的影響巨大情緒反應(yīng)通常伴有面部表情的變化反之面部肌肉的不同收縮也會(huì)激起一定的情緒反應(yīng).當(dāng)大腦在指揮某一隨意運(yùn)動(dòng)時(shí)，不

2、但運(yùn)動(dòng)皮層發(fā)生了活動(dòng)，而且參與情緒反應(yīng)的腦回路也參與了活動(dòng)。本能行為和情緒：主要與下丘腦和邊緣系統(tǒng)的活動(dòng)有關(guān)33與本能行為和情緒有關(guān)的解剖結(jié)構(gòu) Papez 1937年最早提出邊緣系統(tǒng)內(nèi)存在參與情感、行為活動(dòng)的環(huán)狀神經(jīng)通路海馬環(huán)路（hippocampus circuit）海馬通過(guò)穹隆與下丘腦乳頭體相連，再發(fā)出乳頭體 -丘腦束抵達(dá)丘腦前核，丘腦前核發(fā)出的纖維投射 到扣帶回，扣帶回再發(fā)出纖維回到海馬。杏仁核、下丘腦也是參與情感活動(dòng)的重要結(jié)構(gòu)杏仁核多個(gè)神經(jīng)核團(tuán)組成的杏仁復(fù)合體纖維與下丘腦和腦干的自主神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系感覺(jué)系統(tǒng)和情緒行為執(zhí)行系統(tǒng)之間的解剖學(xué)聯(lián)系44Prefrontal cortex前腦皮層

3、Association cortex聯(lián)合皮層扣帶回穹隆Cingulate gyrusFornicMammillo-thalamic tractAnterior thalamic nuclei丘腦前核Hippocampal formation海馬Amygdala杏仁核Mamillary body乳頭體Hypothalamus下丘腦乳頭-丘腦束情感的可能神經(jīng)通路海馬環(huán)路55本能行為的神經(jīng)基礎(chǔ)攝食行為-動(dòng)物維持個(gè)體生存的基本活動(dòng)攝食行為的調(diào)節(jié)-調(diào)定點(diǎn)：能量攝入和消耗之間基本平衡部位-下丘腦 互相制約有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)-神經(jīng)肽Y 纖維投射到室旁核其mRNA于攝食時(shí)增加而在飽食后減少 破壞神經(jīng)肽Y無(wú)顯著的厭

4、食效應(yīng)瘦素-含有167個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)類激素存在于循環(huán)血液中，可進(jìn)入腦組織和腦脊液作用與下丘腦減少攝食及增加能量消耗外側(cè)區(qū)為攝食中樞腹內(nèi)側(cè)區(qū)為飽食中樞下丘腦邊緣系統(tǒng)66杏仁核與攝食行為的調(diào)解亦有關(guān)下丘腦的上一級(jí)中樞破壞杏仁核攝食過(guò)多而肥胖刺激杏仁核可抑制攝食活動(dòng)破壞下丘腦腹內(nèi)側(cè)核（飽食中樞）動(dòng)物狼吞虎咽破壞下丘腦外側(cè)區(qū)（攝食中樞）動(dòng)物拒食瘦素（leptin），一種抑制食欲的激素的固有敏感性可以保持體重在一個(gè)“設(shè)定值”上下浮動(dòng)。胃口取決于腦神經(jīng)Scientific American 20048 P1977（ ob，obese； db，diabetes） 8Douglas Coleman8飲水行為

5、的調(diào)節(jié)飲水也是一種本能行為產(chǎn)生渴覺(jué)引起飲水行為 下丘腦前部滲透壓感受器-血漿晶體滲透壓升高 血管緊張素II含量升高細(xì)胞外液量明顯減少低血容量 腎素分泌增加 血管緊張素II含量升高 產(chǎn)生渴覺(jué)的特殊感受區(qū)穹窿下器官&終板血管器血漿晶體滲透壓升高細(xì)胞外液量明顯減少血管升壓素合成與釋放增加渴99情緒活動(dòng)的神經(jīng)基礎(chǔ) 1928年Bard提出“假怒”的說(shuō)法，下丘腦1939年美國(guó)的Bucy and Kluver 切除猴兩側(cè)的顳葉皮層原來(lái)非常兇殘的動(dòng)物變得十分溫馴19世紀(jì)末，Sherringtong 觀察到動(dòng)物在淺麻醉?xiàng)l件下會(huì)出現(xiàn)類似怒的行為Hess采取另一種實(shí)驗(yàn)方法。在清醒貓腦中埋置電極當(dāng)刺激下丘腦的一些部位

6、時(shí)，得到類似怒的反應(yīng)。1949年的諾貝爾生理、醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。情緒復(fù)雜的行為，不可能由一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)中樞來(lái)決定，仍然要用到Papez1937年提出的海馬環(huán)路。1010怒的行為與個(gè)體保存有關(guān)為對(duì)付敵人所采取的不自主的行為反映a.在下丘腦以下切斷腦干， 下丘腦不再與下位腦有聯(lián)系則動(dòng)物不會(huì)有假怒.b.切在下丘腦與前腦之間，但保留了下丘腦，則當(dāng)麻醉過(guò)去之后，只要輕輕一觸動(dòng)動(dòng)物，就有一系列類似怒的表現(xiàn)，如血壓上升、瞳孔睜大、立毛、伸爪。1111恐懼和焦慮Paul Bucy and Heinrich Kluver 切除猴兩側(cè)的顳葉皮層把原來(lái)非常兇殘的動(dòng)物變得十分溫馴。.焦慮：在人類是一種對(duì)可能發(fā)生的威脅性事件感到焦

7、急憂慮而又無(wú)法妥善處理的情緒活動(dòng)。發(fā)現(xiàn)在焦慮時(shí)，兩側(cè)顳葉前端疏松部的血流量增加杏仁與動(dòng)物的攻擊行為有非常密切的關(guān)系Bucy and Kluver的工作，破壞猴的Papez環(huán)路但內(nèi)側(cè)顳葉的切除也損害了杏仁細(xì)致研究杏仁在恐懼反應(yīng)中的作用因恐懼而形成的條件發(fā)射條件刺激聲音非條件刺激引起恐懼電刺激足底恐懼反應(yīng)用客觀的指標(biāo)來(lái)度量如血壓、蜷縮不動(dòng)的時(shí)間，很像人處于焦慮狀態(tài)之下的情況。1212聽(tīng)傳導(dǎo)通路丘腦內(nèi)膝體其它投射輸入包括軀體感覺(jué)出入杏仁軀體運(yùn)動(dòng)內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)聽(tīng)覺(jué)皮層12345聽(tīng)-恐懼性條件反射的通路杏仁的地位決定了它有可能把損傷性信息與聽(tīng)覺(jué)信息相互關(guān)聯(lián)在一起，導(dǎo)致新的行為反應(yīng)。1313愉快和痛苦愉快積極的

8、正性的情緒通常由能夠滿足機(jī)體需要的刺激所引起痛苦消極的負(fù)性的情緒一般由傷害機(jī)體肉體和精神的刺激或渴望得到的需求得不到滿足而產(chǎn)生情緒生理反應(yīng)情緒活動(dòng)常伴隨一系列生理活動(dòng)變化 通過(guò)自主神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)活動(dòng)的改變引起自我刺激獎(jiǎng)賞系統(tǒng)(趨向系統(tǒng))動(dòng)物反復(fù)進(jìn)行自我刺激的腦區(qū)懲罰系統(tǒng)(回避系統(tǒng))引起回避反映的腦區(qū) 1414激發(fā)行為的動(dòng)機(jī)和成癮激發(fā)和抑制行為的動(dòng)機(jī)腦內(nèi)獎(jiǎng)懲系統(tǒng)幾乎所有行為都在某種程度上與獎(jiǎng)賞或懲罰有一定的關(guān)系成癮不能控制并不顧其消極后果反復(fù)將某種物質(zhì)攝入體內(nèi)這些物質(zhì)在腦內(nèi)產(chǎn)生的影響方式增加腦內(nèi)的多巴胺多巴胺作用于伏隔核神經(jīng)元上的D2受體因而促成對(duì)腦內(nèi)獎(jiǎng)懲系統(tǒng)的自我刺激成癮者存在耐受性和依

9、賴性需加大劑量才能達(dá)到初期使用的效果1515summary本能行為情緒情緒反應(yīng)下丘腦和邊緣系統(tǒng)與本能行為和情緒有關(guān)的解剖結(jié)構(gòu)海馬環(huán)路杏仁核本能行為的神經(jīng)基礎(chǔ)攝食行為 飲水行為的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)-調(diào)定點(diǎn)部位-下丘腦有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)渴覺(jué)產(chǎn)生血漿晶體滲透壓 細(xì)胞外液情緒活動(dòng)的神經(jīng)基礎(chǔ)恐懼焦慮愉快 痛苦自我刺激 獎(jiǎng)賞系統(tǒng) 懲罰系統(tǒng)激發(fā)和抑制行為的動(dòng)機(jī)成癮16161717學(xué)習(xí)，記憶，判斷，語(yǔ)言及其它心理活動(dòng)功能 陽(yáng)離子射線斷層攝像PET功能性磁共振影像fMRI Higher functions 18腦的高級(jí)功能18腦是有思想的器官怎樣才能無(wú)損傷的研究它的高級(jí)功能？歷史上通過(guò)解剖人的尸體和研究腦局部損傷病人20世紀(jì)

10、70年代早期，X光技術(shù)活體腦組織成像技術(shù).20世紀(jì)60-70年代，CT and MRI近年，陽(yáng)離子射線斷層攝像PET功能性磁共振影像fMRI 1919學(xué)習(xí)和記憶是兩個(gè)有聯(lián)系的神經(jīng)活動(dòng)過(guò)程學(xué)習(xí)：人和動(dòng)物依賴于經(jīng)驗(yàn)來(lái)改變自身行 為以適應(yīng)環(huán)境的神經(jīng)活動(dòng)過(guò)程。記憶：學(xué)習(xí)到的信息的儲(chǔ)存和讀出的神經(jīng)活動(dòng)過(guò)程。202020世紀(jì)初巴甫洛夫提出條件反射的概念為學(xué)習(xí)記憶的研究奠定了基礎(chǔ)2121聯(lián)合型學(xué)習(xí):條件反射兩個(gè)事件時(shí)間上靠近重復(fù)發(fā)生腦內(nèi)形成聯(lián)系非聯(lián)合型學(xué)習(xí):刺激+反應(yīng)=無(wú)明確關(guān)系 經(jīng)典式條件反射操作式條件反射習(xí)慣化對(duì)弱刺激反應(yīng)減弱（Ca通道逐漸失活）敏感化強(qiáng)刺激引起的突觸對(duì)刺激反應(yīng)的增強(qiáng)（腺苷 酸環(huán)化酶激活

11、，遞質(zhì)釋放）。巴甫洛夫開(kāi)創(chuàng)了動(dòng)物清醒狀態(tài)下研究大腦皮質(zhì)功能的方法，創(chuàng)立了高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)學(xué)說(shuō)。2222條件反射的形成食物中樞興奮唾液分泌鈴聲(無(wú)關(guān)刺激)聽(tīng)覺(jué)中樞興奮先鈴聲后食物反復(fù)結(jié)合暫時(shí)聯(lián)系食物(非條件刺激)2323兩種信號(hào)系統(tǒng)學(xué)說(shuō) 巴甫洛夫， 1927詞語(yǔ)對(duì)人類的條件刺激作用。信號(hào)活動(dòng)是大腦皮層最基本的活動(dòng)兩大類：第一信號(hào)（現(xiàn)實(shí)的、具體的）第二信號(hào)（抽象的）2424巴普洛夫-條件反射定義：在非條件反射的基礎(chǔ)上，無(wú)關(guān)刺激與非條件刺激在時(shí)間上的多次結(jié)合后，單用無(wú)關(guān)刺激可引起同樣的反射。無(wú)關(guān)刺激條件刺激（信號(hào)刺激）第一信號(hào)系統(tǒng)：大腦皮層對(duì)第一信號(hào)（具體的刺激信號(hào)）形成條件反射的功能系統(tǒng)。第二信號(hào)系統(tǒng)

12、：大腦皮層對(duì)第二信號(hào)（現(xiàn)實(shí)具體信號(hào)各種屬性和特征的抽象概括，即語(yǔ)言、文字）形成條件反射的功能系統(tǒng)。2525經(jīng)典式條件反射-條件刺激 非條件刺激強(qiáng)化：條件刺激與非條件刺激在時(shí)間上的結(jié)合而建立起來(lái)的條件反射 正性強(qiáng)化-愉快性的強(qiáng)化 負(fù)性強(qiáng)化-痛苦性的強(qiáng)化條件反射的消退或內(nèi)抑制：條件反射建立后，如果反復(fù)應(yīng)用條件刺激而不給予非條件刺激強(qiáng)化，條件反射就會(huì)減弱，最后完全不出現(xiàn)。條件反射的外抑制：在給動(dòng)物條件刺激后立即以一外來(lái)信號(hào)進(jìn)行擾亂，條件反射不發(fā)生。操作式條件反射-條件刺激+動(dòng)作=建立條件反射趨向性條件反射：獎(jiǎng)賞性刺激-條件反射回避性條件刺激：懲罰-抑制性條件刺激-建立條件反射2626記憶的形式：根據(jù)

13、記憶的儲(chǔ)存和回憶的方式分類： 陳述性記憶：清晰記憶，在海馬等腦區(qū)滯留非陳述性記憶：含糊記憶，不涉及到在海馬的滯留陳述性記憶非陳述性記憶根據(jù)記憶保留時(shí)間的長(zhǎng)短分類：短時(shí)程-工作性記憶，幾秒到幾分鐘中間時(shí)程-幾分鐘到幾天，可轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)時(shí)程記憶長(zhǎng)時(shí)程記憶-幾天到數(shù)年，甚至終生。記憶的過(guò)程：感覺(jué)性記憶 第一級(jí)記憶 第二級(jí)記憶 第三級(jí)記憶短時(shí)程記憶長(zhǎng)時(shí)程記憶2727感覺(jué)性記憶記憶的過(guò)程信息刺激一秒第一級(jí)記憶表達(dá)符號(hào)數(shù)秒第二級(jí)記憶持久儲(chǔ)存數(shù)分-數(shù)年第三級(jí)記憶不易遺忘永久？運(yùn)用短時(shí)程記憶長(zhǎng)時(shí)程記憶遺忘消退或熄滅遺忘新信息代替舊的遺忘可能不遺忘信息流的中斷順行性遺忘腦感覺(jué)區(qū)感覺(jué)系統(tǒng)2828遺忘：部分或完全失去回

14、憶或再認(rèn)的能力正常的生理現(xiàn)象學(xué)習(xí)后開(kāi)始 原因條件刺激久不強(qiáng)化， 久不復(fù)習(xí)所引起的消退抑制 后來(lái)信息的干擾。遺忘不是記憶痕跡的消失復(fù)習(xí)已經(jīng)遺忘的比學(xué)習(xí)新的材料容易記憶障礙或遺忘癥：疾病狀態(tài)下發(fā)生的遺忘2929順行性遺忘癥:不能保留新獲得的信息，第一級(jí)不能轉(zhuǎn)入第二級(jí)記憶逆行性遺忘癥:第二級(jí)記憶紊亂，不能回憶腦功能障礙前的經(jīng)歷順行性遺忘：近事遺忘不能保留新近獲得的信息機(jī)制：可能是海馬的功能被破壞，信息不能從第一級(jí)記憶轉(zhuǎn)入第二級(jí)記憶。逆行性遺忘：往事遺忘不能回憶腦功能障礙發(fā)生之前的記憶機(jī)制：可能是第二級(jí)記憶發(fā)生了擾亂，第三級(jí)記憶不受影響。3030學(xué)習(xí)和記憶的機(jī)制暫時(shí)性聯(lián)系突觸的可塑性 結(jié)構(gòu)可塑性學(xué)習(xí)記

15、憶訓(xùn)練均可誘發(fā)與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)的腦區(qū)產(chǎn)生明顯的結(jié)構(gòu)可塑性變化（新突觸形成、突觸重排等）傳遞可塑性突觸的反復(fù)活動(dòng)導(dǎo)致突觸傳遞效率的變化（LTP）3131學(xué)習(xí)和記憶的機(jī)制腦功能定位：記憶痕跡？ 50年代后，癲癇手術(shù)-嚴(yán)重記憶障礙；PET和 fMRI的應(yīng)用證實(shí)學(xué)習(xí)和記憶在腦內(nèi)有一定的功能定位從神經(jīng)生物學(xué)角度看：記憶以學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的，兩者很難截然區(qū)分學(xué)習(xí)是神經(jīng)系統(tǒng)獲得新的信息記憶是新信息的存儲(chǔ)和檢出 1.大腦皮層聯(lián)絡(luò)區(qū)：感覺(jué)區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)以外的皮層區(qū)作用：集中及加工處理信息使之成為記憶痕跡而儲(chǔ)存2. 海馬，及其鄰近結(jié)構(gòu)：海馬環(huán)路作用：近期記憶功能3. 其它腦區(qū)：丘腦：順行性記憶，不是長(zhǎng)時(shí)程記憶的儲(chǔ)存部位杏仁核

16、：與情緒有關(guān)的記憶3232視、聽(tīng)觸-壓覺(jué) 陳述性記憶的機(jī)制中短時(shí)程的陳述性記憶需要大腦皮層聯(lián)絡(luò)區(qū)和海馬的參與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：海馬環(huán)路神經(jīng)通路：味、嗅覺(jué) 大腦感覺(jué)皮層皮層聯(lián)絡(luò)區(qū)顳、額葉邊緣皮層內(nèi)側(cè)顳葉邊緣系統(tǒng)丘腦內(nèi)側(cè)核團(tuán)基底前腦膽堿能系統(tǒng)3333非陳述性記憶的機(jī)制：主要中樞結(jié)構(gòu):大腦皮層-紋狀體系統(tǒng)小腦，腦干和脊髓也參與部分活動(dòng)神經(jīng)通路 ：感覺(jué)沖動(dòng)感覺(jué)皮層皮層聯(lián)絡(luò)區(qū)紋狀體顳葉皮層紋狀體黑質(zhì)通路腦干運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在協(xié)助錐體系完成已經(jīng)學(xué)會(huì)的運(yùn)動(dòng)中有重要意義3434學(xué)習(xí)和記憶的細(xì)胞，分子基礎(chǔ)突觸的可朔性改變長(zhǎng)時(shí)程記憶與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)長(zhǎng)時(shí)程記憶還可能與建立新的突觸聯(lián)系有關(guān)實(shí)驗(yàn)：生活在復(fù)雜環(huán)境中的大鼠皮層厚度大說(shuō)明

17、大腦皮層發(fā)達(dá)，突觸聯(lián)系多基因如何知道何時(shí)該永久強(qiáng)化某個(gè)突觸？3535記憶的產(chǎn)生動(dòng)作電位沿軸突末端傳遞到另一神經(jīng)元。突觸被短暫和高頻刺激激活后，敏感性增強(qiáng)，對(duì)新的信號(hào)刺激會(huì)產(chǎn)生更大的電壓變化幅度，突觸短時(shí)強(qiáng)化過(guò)程是短時(shí)記憶的基礎(chǔ)。永久性強(qiáng)化形成長(zhǎng)時(shí)記憶需要突觸后細(xì)胞制造突觸強(qiáng)化蛋白，可能增加突觸的受體或改變結(jié)構(gòu)。神經(jīng)遞質(zhì)去極化突觸強(qiáng)化蛋白3636基因記憶151.強(qiáng)化或反復(fù)刺激短時(shí)強(qiáng)化突觸，以某種方式向細(xì)胞核傳遞信號(hào)使記憶永久保留。2.激活CREB蛋白，才能永久強(qiáng)化突觸。3.CREB在細(xì)胞核內(nèi)有選擇性的激活基因，使其轉(zhuǎn)錄為mRNA，離開(kāi)胞核。4.細(xì)胞器把mRNA翻譯為突觸強(qiáng)化蛋白，蛋白擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)

18、胞5.被初始刺激暫時(shí)強(qiáng)化的突觸，才能受到突觸強(qiáng)化蛋白的影響。3723437基因突觸強(qiáng)化1.強(qiáng)刺激使細(xì)胞膜去極化。2.去極化使細(xì)胞發(fā)放動(dòng)作電位。3.電壓敏感性鈣通道開(kāi)放。4.鈣離子活化蛋白酶，蛋白酶又激活CREB。5.CREB激活調(diào)控突觸強(qiáng)化蛋白的基因。6.蛋白彌散到整個(gè)細(xì)胞，只影響已被短暫強(qiáng)化的突觸。3838學(xué)習(xí)和記憶的機(jī)制1學(xué)習(xí)與記憶的腦功能定位2神經(jīng)生理學(xué)機(jī)制 環(huán)路聯(lián)和突觸的可塑性。3神經(jīng)生化機(jī)制 腦內(nèi)蛋白質(zhì)的合成代謝有關(guān)。 4神經(jīng)解剖學(xué)機(jī)制 新突觸聯(lián)系的建立。39兩側(cè)大腦皮層的功能相關(guān)一側(cè)皮層的學(xué)習(xí)活動(dòng)可以通過(guò)聯(lián)系纖維向另一側(cè)傳送胼胝體：兩側(cè)大腦皮層間最大的聯(lián)合纖維刺激一側(cè)皮層某一點(diǎn)，可以加強(qiáng)另一側(cè)皮層對(duì)應(yīng)點(diǎn)的感覺(jué)傳入沖動(dòng)引發(fā)的誘發(fā)電位即易化作用。易化作用通過(guò)胼胝體聯(lián)系纖維完成4040胼胝體海馬4141大腦皮層功能的一側(cè)優(yōu)勢(shì)人的高級(jí)功能向一側(cè)半球集中的現(xiàn)象左側(cè)大腦皮層在語(yǔ)言活動(dòng)功能上占優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)象 遺傳因素、習(xí)慣右手活動(dòng)、后天逐步形成右側(cè)大腦皮層在非詞語(yǔ)性認(rèn)識(shí)功能上占優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)象。如空間的辨認(rèn)，音樂(lè)的欣賞。 4242人腦的記憶是否有望像電腦一樣錄入、刪除？通過(guò)對(duì)大鼠和魚的記憶系統(tǒng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)一個(gè)能夠指導(dǎo)大腦記憶系統(tǒng)活動(dòng)的新原理：每一個(gè)記憶的獲取都要