神經(jīng)生物學(xué)第六章--腦的高級(jí)功能-課件1

1、 第六章 腦的高級(jí)功能 高級(jí)功能情 緒睡眠與覺(jué)醒學(xué)習(xí)與記憶：目前研究較為清楚的領(lǐng)域！思 維語(yǔ) 言注 意介紹的內(nèi)容： 一、彌散性調(diào)制系統(tǒng)與行為二、情緒的腦機(jī)制三、睡眠與覺(jué)醒的腦機(jī)制四、學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)五、大腦聯(lián)合皮層和功能一側(cè)化六、語(yǔ)言和語(yǔ)言障礙七、注意的神經(jīng)基礎(chǔ)八、思維的神經(jīng)基礎(chǔ)一、彌散性調(diào)制系統(tǒng)與行為彌散性調(diào)制系統(tǒng)： 不傳輸具體的感覺(jué)信息，行使調(diào)節(jié)功能，調(diào)制著大量的突觸后神經(jīng)元（如大腦皮層、丘腦和脊髓）的興奮性和同步化活動(dòng)）。（推波助瀾 !）功能: 對(duì)運(yùn)動(dòng)控制、記憶、情緒、動(dòng)機(jī)和代謝狀態(tài)等腦功能都有重要的影響。共同特性： 核心包含一小套神經(jīng)元，大多數(shù)起源于腦干； 每個(gè)神經(jīng)元與遍布于腦內(nèi)的

2、105以上的神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系并施加影響； 突觸終末所釋放的遞質(zhì)分子彌散到許多神經(jīng)元周?chē)?，產(chǎn)生廣泛效應(yīng)； 許多精神活性藥物對(duì)這些調(diào)制系統(tǒng)產(chǎn)生影響去甲腎上腺素5-羥色胺多巴胺乙酰膽堿特異性的促代謝型受體G蛋白發(fā)揮作用共有作用機(jī)制:1、去甲腎上腺素系統(tǒng)藍(lán)斑（腦橋）： 參與調(diào)控 學(xué)習(xí)和記憶 焦慮 疼痛 情緒 腦代謝 注意力 覺(jué)醒循環(huán) 等籃板神經(jīng)元通過(guò)軸突反射,支配中樞神經(jīng)的廣大區(qū)域：脊髓、小腦、丘腦和大腦皮層藍(lán)斑功能紊亂：狂躁或抑郁藍(lán)斑神經(jīng)元的最適刺激： 環(huán)境中新的、不能預(yù)知的、非疼痛的感覺(jué)刺激。藍(lán)斑神經(jīng)元活動(dòng)的生物學(xué)效應(yīng): 增加中樞神經(jīng)元的反應(yīng)性； 加速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的信息處理過(guò)程，使它們

3、變得更有效率。2、5-羥色胺能系統(tǒng) 腦干9個(gè)中縫核內(nèi)的5-羥色胺能神經(jīng)元 新皮層 基底神經(jīng)核 丘腦 下丘腦 脊髓作用：負(fù)責(zé)喚醒和維持前腦的活動(dòng)狀態(tài)； 參與對(duì)情緒和某些感情行為的調(diào)控?？拷捕?延髓)脊髓：調(diào)制與疼痛有關(guān)的信號(hào)靠近頭端(腦橋和中腦)彌散方式投射到腦內(nèi)大部分區(qū)域抑郁癥患者：中縫核5-羥色胺減少，與自殺傾向有一定相關(guān)性3、多巴胺能系統(tǒng)紋狀體黑質(zhì) 額 葉具有彌散性調(diào)制作用的有兩個(gè)：1) 、黑質(zhì) 紋狀體（尾狀核和殼核） 作用：易化隨意運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)多巴胺神經(jīng)元損傷或功能異常： 帕金森綜合癥（多巴胺神經(jīng)元損傷） 亨延頓舞蹈癥（多巴胺神經(jīng)元亢進(jìn)）2）、中腦腹側(cè)被蓋區(qū) 額葉皮層和部分邊緣系統(tǒng)作用：

4、參與調(diào)控精神活動(dòng)， 參與“獎(jiǎng)賞”系統(tǒng)以強(qiáng)化某些適應(yīng)性的行為，與成癮和精神疾患有關(guān)。精神分裂癥與DA系統(tǒng)功能失調(diào)有關(guān)4、乙酰膽堿能系統(tǒng)乙酰膽堿是神經(jīng)-肌肉接頭、自主神經(jīng)節(jié)突觸以及副交感神經(jīng)節(jié)后神經(jīng)末梢的神經(jīng)遞質(zhì)。紋狀體和大腦皮層含有膽堿能中間神經(jīng)元。兩個(gè)彌散性膽堿能調(diào)制系統(tǒng)：基底復(fù)合體（Meynert氏基底核、內(nèi)側(cè)隔核） 新皮層、海馬 丘腦腦橋-中腦被蓋復(fù)合體 基底復(fù)合體 端腦投射到背側(cè)丘腦，在此與去甲腎上腺素能系統(tǒng)、5-羥色胺系統(tǒng)一起，調(diào)節(jié)感覺(jué)中繼核的興奮性。向上投射到端腦，在腦干和基底前腦復(fù)合體之間提供膽堿能聯(lián)系。 兩個(gè)彌散性膽堿能調(diào)制系統(tǒng)：基底復(fù)合體（Meynert氏基底核、內(nèi)側(cè)隔核-Me

5、dial septal nuclei） 新皮層、海馬 丘腦腦橋-中腦被蓋復(fù)合體 基底復(fù)合體 端腦作用 可能與 阿爾茨海默病疾病發(fā)生有關(guān)在學(xué)習(xí)和記憶的形成過(guò)程中發(fā)揮特殊作用參與在喚醒和睡眠覺(jué)醒中對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)一般性興奮性調(diào)節(jié) 5、彌散性調(diào)制系統(tǒng)和藥物依賴(lài) 精神活性藥物（psychoactive drug）：作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，能改變精神狀態(tài)的化合物，大多數(shù)通過(guò)干擾化學(xué)性突觸傳遞而發(fā)揮作用。 許多成隱性藥物直接作用于: 彌散性調(diào)制系統(tǒng)，特別是去甲腎上腺能系統(tǒng)、多巴胺能系統(tǒng)和5-羥色胺能系統(tǒng) LSD突觸前5-HT受體激活5-HT釋放減少中縫核神經(jīng)元的放電活動(dòng)減少減少是夢(mèng)境-睡眠的特征LSD的作用：可

6、能是降低腦內(nèi)彌散性5-羥色胺調(diào)控系統(tǒng)的輸出。（致幻機(jī)理還有爭(zhēng)議）1）致幻劑（hallucinogen）：使人產(chǎn)生幻覺(jué)的藥物。 代表藥物：麥角酰二乙胺（lysergic acid diethylamide, LSD）結(jié)構(gòu)與5-HT接近，作用于5-HT突觸前受體，減少5-HT 的釋放，抑制中縫核神經(jīng)元活動(dòng)，25ug： 人產(chǎn)生飄飄然夢(mèng)幻般的感覺(jué)（夢(mèng)幻般的狀態(tài)，對(duì)感覺(jué)刺激高度警覺(jué)，常常伴有感知覺(jué)的混雜，如聲音能在腦中誘發(fā)視覺(jué)情景，情景又能誘發(fā)味覺(jué)感覺(jué)等等)。2）中樞興奮劑：可卡因 安非他明 作用途徑：在多巴胺能和去甲腎上腺素能系統(tǒng)突觸處發(fā)揮作用。作用效果：使用者警覺(jué)和自信增加，飄飄然和愉快感，食欲降低

7、。 擬交感神經(jīng)藥-引起類(lèi)似交感神經(jīng)活動(dòng)的外周效果。作用機(jī)理：通過(guò)阻斷突觸前神經(jīng)末梢釋放到突觸間隙的兒茶酚胺的重?cái)z取，延長(zhǎng)和加強(qiáng)多巴胺和去甲腎上腺素的作用。 可卡因和安非他明有行為效應(yīng)：使用者在心理上產(chǎn)生對(duì)這些藥物的強(qiáng)烈依賴(lài)，發(fā)展成對(duì)這些藥物造成的持久愉快感覺(jué)的強(qiáng)烈渴望。 機(jī)制: 藥物使中腦-皮層-邊緣多巴胺系統(tǒng)功能增強(qiáng)。 正常：增強(qiáng)適應(yīng)性行為；興奮劑：增強(qiáng)藥物尋找行為 興奮劑的作用機(jī)理： 可卡因或安非他明可阻斷NE和DA的重?cái)z取，使NE和DA在突觸間隙停留更長(zhǎng)時(shí)間 AB6、彌散性調(diào)制系統(tǒng)和精神疾病情感（affect）是情緒狀態(tài)（emotional state）或心境（mood）的醫(yī)學(xué)用語(yǔ)。情感

8、性紊亂（affective disorder）和精神分裂癥（schizophrenia）與腦的彌散性調(diào)制系統(tǒng) 有關(guān)。 治療精神疾患、情感性紊亂和精神分裂癥可通過(guò)藥物作用于腦的彌散性調(diào)制系統(tǒng)使患者恢復(fù)正常的精神狀態(tài)。 一些精神疾患也許正是由于腦的彌散性調(diào)制系統(tǒng)的功能紊亂所造成的。1）抑郁癥（depression）:特征: 情緒狀態(tài)處于失控狀態(tài)，伴有失眠、食欲喪失，無(wú)價(jià)值感和犯罪感等等。當(dāng)生活環(huán)境改善時(shí)，患者的情緒卻不能隨之改善。病因：與大腦去甲腎上腺素和/或5-羥色胺水平緊密相關(guān)，是兩個(gè)彌散性調(diào)控系統(tǒng)中的某一個(gè)功能不足的結(jié)果。 利血平（控制高血壓）：通過(guò)干擾兒茶酚胺和5-羥色胺輸入到突觸小泡耗竭

9、中樞遞質(zhì)，從而導(dǎo)致抑郁癥。 單胺氧化酶的抑制劑（治療結(jié)核?。簩?dǎo)致患者情緒高漲，單胺氧化酶破壞兒茶酚胺和5-羥色胺，其抑制劑則使兒茶酚胺和5-羥色胺不被分解。治療抑郁癥的藥物分為三類(lèi)（能促進(jìn)NE和5-HT能系統(tǒng)產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)程適應(yīng)性改變的藥物才具有緩解抑郁癥的效應(yīng)）阻斷去甲腎上腺素和5-羥色胺的重?cái)z?。喝h(huán)類(lèi)藥物如丙咪嗪；選擇性的攝取抑制劑：如氟苯氧丙（fluoxetine）選擇性的作用在5-羥色胺能軸突的終末，抑制5-羥色胺的重吸收； MAO(單胺氧化酶)抑制劑：如苯乙肼（phenelzine）降低5-HT和NE的酶降解。 治療抑郁癥相關(guān)藥物的作用機(jī)理:MAO抑制劑 防止NE和5-HT降解氟苯氧丙

10、胺和三環(huán)類(lèi)藥物阻斷NE和5-HT的重?cái)z取 利血平則阻斷NE和5-HT裝入囊泡，造成抑郁癥三環(huán)類(lèi)藥物氟苯氧丙胺利血平百憂(yōu)解鹽酸氟西?。ò賾n(yōu)解）是一種選擇性的5-羥色胺再攝取抑制劑（SSRI），能有效地抑制神經(jīng)元從突觸間隙中攝取5-羥色胺，增加間隙中可供實(shí)際利用的神經(jīng)遞質(zhì)，從而改善情感狀態(tài)，治療抑郁性精神障礙。 不能與單胺氧化酶抑制劑（MAOI）合用 ！有關(guān)抑郁癥的現(xiàn)狀抑郁癥是一種常見(jiàn)疾病，男性中可能患有抑郁的比列為10% ；而女性高達(dá)20%。大約60-70的成年人一生中都會(huì)經(jīng)歷程度不同的抑郁！抑郁癥嚴(yán)重困擾患者的生活和工作，給家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)，約15的抑郁癥患者死于自殺。美國(guó)每年因抑郁癥造

11、成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到437億美元。世界衛(wèi)生組織、世界銀行和哈佛大學(xué)的一項(xiàng)聯(lián)合研究表明，抑郁癥已經(jīng)成為中國(guó)疾病負(fù)擔(dān)的第2大疾病。由于認(rèn)識(shí)不足，絕大部分的抑郁癥患者沒(méi)有得到正確的診斷治療。抑郁的心境是一種憂(yōu)傷、悲哀或沮喪情緒的體驗(yàn)，就是常說(shuō)的“不快活” ！病因：既與許多精神和軀體疾病有關(guān)；也與社會(huì)和外部環(huán)境的許多因素有密切的關(guān)系！貧困、失業(yè)、婚姻問(wèn)題、家庭不和、年老和傷殘 基本表現(xiàn)：懶、呆、變、憂(yōu)、慮！出現(xiàn)表情呆滯、愁眉苦臉、懶言少動(dòng)、情緒低落、對(duì)周?chē)挛餂](méi)有興趣等表現(xiàn)達(dá)兩周以上，就應(yīng)考慮是否患有抑郁癥 ！研究證實(shí)，抑郁與大腦神經(jīng)遞質(zhì)5羥色胺缺乏有直接關(guān)系，只要接受及時(shí)和正確的藥物治療(百憂(yōu)解：鹽酸氟

12、西汀 ，抑制中樞神經(jīng)對(duì)5-羥色胺的再吸收 )，提高腦部5羥色胺的濃度，同時(shí)配合心理治療，就會(huì)康復(fù)，所以抑郁并不可怕 ！有關(guān)“幸?！毖芯康陌l(fā)現(xiàn)金錢(qián)的多少與幸福不是總呈正比關(guān)系！幸福與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系若即若離：在最近40年間，自認(rèn)“非常幸福”的美國(guó)人呈下降趨勢(shì)！小康者的幸福感往往最強(qiáng)！幸福在過(guò)程，而非結(jié)果：被溺愛(ài)的孩子無(wú)幸福感！幸福是無(wú)數(shù)“小樂(lè)”的日積月累！年齡與幸福關(guān)系呈“U”，最低點(diǎn)在40歲！幸福和遺傳有關(guān)：做大學(xué)校長(zhǎng)和水管工人的同卵雙胞胎對(duì)人生滿(mǎn)意程度完全相同！使用左腦過(guò)多不幸福，好勝性過(guò)強(qiáng)不幸富！網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言：幸福，不是長(zhǎng)生不老，不是大魚(yú)大肉，不是權(quán)傾朝野。幸福是每一個(gè)微小的生活愿望達(dá)成當(dāng)你

13、想吃的時(shí)候有得吃，想被愛(ài)的時(shí)候有人來(lái)愛(ài)！ 2）精神分裂癥（schizophrenia）：在青春期或成年期發(fā)病，通常持續(xù)終生。特征：精神活動(dòng)和現(xiàn)實(shí)失去聯(lián)系，思維、感知、情緒和運(yùn)動(dòng)功能支離破碎。表現(xiàn)：幻覺(jué)：幻聽(tīng)、幻視、幻嗅、幻味、幻觸、內(nèi)臟幻覺(jué) 妄想 ：關(guān)系妄想、被害妄想、影響妄想、嫉妒妄想、夸大妄想、鐘情妄想、罪惡妄想、疑病妄想、被洞悉感 分為兩型：I型：經(jīng)常有離奇的妄想、幻覺(jué)以及混亂的、類(lèi)似偏執(zhí)狂似的思維。機(jī)制與兒茶酚胺釋放過(guò)多有關(guān)。如氯丙嗪能預(yù)防其發(fā)生，主要是阻斷DA受體。II型：?jiǎn)适д５那榫w反應(yīng)、具有病態(tài)姿勢(shì)（稱(chēng)為緊張癥catatonia）、缺乏語(yǔ)言。MRI揭示：精神分裂癥患者腦的某些結(jié)

14、構(gòu)異常如腦室增大，顳葉的一些結(jié)構(gòu)變小。（1）、安非他明-多巴胺和I型精神分裂癥的關(guān)系 安非他明：興奮作用 成癮性。可增強(qiáng)兒茶酚胺能突觸傳遞，引起DA釋放成癮性(超量使用)的結(jié)果導(dǎo)致與I型精神分裂癥癥狀相似的發(fā)作精神性疾病或多或少地和腦釋放太多的兒茶酚胺有關(guān)。（2）、抗精神病藥物對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用-精神分裂癥與多巴胺系統(tǒng)相關(guān)精神安定劑是DA受體強(qiáng)效阻斷劑，特別是對(duì)D2受體；精神安定劑控制精神分裂癥發(fā)作的有效劑量和它們結(jié)合D2受體能力成正相關(guān)。結(jié)論：精神分裂癥起因于多巴胺系統(tǒng)的過(guò)度活動(dòng)。二、情緒的腦機(jī)制對(duì)情緒機(jī)制了解的途徑：有關(guān)動(dòng)物情緒表達(dá)的研究 臨床病例的研究 情緒反應(yīng)的產(chǎn)生： 通過(guò)身體對(duì)內(nèi)外環(huán)

15、境的感覺(jué)，并由運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)和下丘腦神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)所控制。被驚嚇貓的情緒表現(xiàn)1、什么是情緒 情緒的具體表現(xiàn): 愛(ài)、恨、厭惡、歡喜、害羞、嫉妒、內(nèi)疚、恐懼、焦慮等等。有關(guān)情緒表達(dá)和體驗(yàn)的學(xué)說(shuō): 1）James（美國(guó)）-Lange（丹麥）學(xué)說(shuō)：認(rèn)為情緒體驗(yàn)是對(duì)身體生理變化的反應(yīng)?？?悲傷，悲傷哭。生理變化被解除，情緒也隨之消失。20世紀(jì)初很流行。 2）Cannon(美國(guó))-Bard學(xué)說(shuō)：在沒(méi)有情緒表達(dá)的情況下情緒體驗(yàn)也可以發(fā)生；情緒體驗(yàn)和身體的生理狀態(tài)之間沒(méi)有必然的關(guān)系。強(qiáng)調(diào)丘腦在情緒體驗(yàn)中所起的特定作用。 基于如下事實(shí)：脊髓橫斷 情緒仍存在。2、與情緒體驗(yàn)有關(guān)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)-邊緣系統(tǒng) Bro

16、ca 邊緣葉：1878年，法國(guó)神經(jīng)學(xué)家Broca提出。主要由扣帶回和顳葉內(nèi)表面皮層（包括海馬）組成。此結(jié)構(gòu)與情緒有密切的關(guān)系。邊緣葉limbic lobe)Papez回路： 新皮層 情緒色彩化 扣帶回 情緒體驗(yàn) 丘腦前核 海馬 穹隆 下丘腦 情緒表達(dá)20世紀(jì)30年代美國(guó)神經(jīng)學(xué)家提出Papez回路Papez回路的意義： 把新皮層與下丘腦互相聯(lián)系起來(lái)； 皮層與下丘腦之間的雙向交流說(shuō)明Papez回路既符合James-Lange學(xué)說(shuō)，也符合Cannon-Bard學(xué)說(shuō)；皮層與情緒體驗(yàn)密切相關(guān) 邊緣系統(tǒng)（limbic system，1952，Maclean）：Papez回路和Broca邊緣葉之間具有相似性

17、，所以這群被假定與情緒體驗(yàn)與表達(dá)有關(guān)的結(jié)構(gòu)通常被稱(chēng)為邊緣系統(tǒng)。由Maclean提出來(lái)的。邊緣系統(tǒng)是腦的三大基本功能系統(tǒng)（爬行腦、舊哺乳腦和新哺乳腦）之一。 爬行腦(腦干)：對(duì)動(dòng)物的行為支配刻板 舊哺乳腦(邊緣系統(tǒng))：使動(dòng)物具有體驗(yàn)和表達(dá)情緒的能力 新哺乳腦(新皮層)： 使人具有解決問(wèn)題和理性思維的能力研究表明，腦內(nèi)不存在單一的情緒系統(tǒng)！一些與情緒有關(guān)的結(jié)構(gòu)也與其他功能有關(guān)。3、恐懼與焦慮 焦慮和恐懼是不同程度的情緒。假如一個(gè)人住在一套房子里，周?chē)馨察o，突然房子的燈滅了，就會(huì)感到焦慮；緊接著突然有急促的敲門(mén)聲，而且大聲問(wèn)也沒(méi)有回復(fù)，就會(huì)感到焦慮加恐懼。 恐懼和焦慮主要是感覺(jué)信息所引起的，位于顳

18、葉內(nèi)側(cè)的杏仁核起了關(guān)鍵的作用。1）klver-Bucy綜合癥（20世紀(jì)30年代的一個(gè)神經(jīng)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)）： 芝加哥大學(xué)神經(jīng)學(xué)家klver和Bucy發(fā)現(xiàn)雙側(cè)切除或損毀猴的顳葉嚴(yán)重影響猴恐懼反應(yīng)的產(chǎn)生，猴子表現(xiàn)出異乎尋常的變態(tài)反應(yīng)，分為類(lèi)： 精神盲（psychic blindness）：不能識(shí)別物體 口傾向（oral tendency）：用口而不是眼鑒別 復(fù)變態(tài)（hyper-metamorphosis）：有一種難以抗拒的檢查物體的欲望，情不自禁地靠近并觸摸每一件物體放到口里。 性行為改變（altered sexual behavior）：性興趣和性變態(tài)傾向增大。 情緒改變（emotional chan

19、ge）：最典型的情緒改變是恐懼反應(yīng) ，即使靠近蛇（天敵）而不能表現(xiàn)害怕。上述癥狀總稱(chēng)為klver-Bucy綜合癥。 顳葉切除后情緒的正常體驗(yàn)和表達(dá)似乎都嚴(yán)重的降低。 Klver-Bucy綜合癥的所有癥狀也可以在顳葉切除的病人身上看見(jiàn)：病人視覺(jué)識(shí)別有問(wèn)題、口傾向、性欲亢進(jìn)、情緒行為呆板。在解釋Klver-Bucy綜合癥時(shí),要考慮顳葉的很大一部分被切除,涉及到顳皮層、杏仁核、海馬等結(jié)構(gòu)。）杏仁核與情緒 內(nèi)側(cè)皮質(zhì)核中央核基底外側(cè)核杏仁核： 位于顳葉端部、內(nèi)側(cè)顳皮層之下方，形似杏仁，是一個(gè)核團(tuán)復(fù)合體。由三部分組成： 基底外側(cè)核群（baso-lateral nuclei） 皮層內(nèi)側(cè)核群（corticomedial nuclei） 中央核（central nucleus） 功能：接受來(lái)自海馬、扣帶回以及新皮層各腦區(qū)的輸入。所有感覺(jué)系統(tǒng)的信息都傳至杏仁核，特別是其基底外側(cè)核群。損毀杏仁核能夠降低任何動(dòng)物對(duì)恐懼的表達(dá)和識(shí)別。雙側(cè)損毀杏仁核導(dǎo)致與Klver-Bucy綜合癥相似的呆板情緒反應(yīng)。杏仁核切除或損毀的后果：大鼠會(huì)主動(dòng)去接近一只安靜的貓并咬貓的耳朵野山貓變得象家貓一樣溫馴猴王不能成王S.M.女患者（杏仁核雙側(cè)損毀）：難認(rèn)出照片上人物的某些面部表情，她通常能夠