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心理学导论/行为的生物学基础

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身体的物理结构在个体的行为中起着重要作用。对心理学家来说,最重要的物理结构是神经系统。神经系统将来自大脑和脊髓的指令传递给各种腺体和肌肉,它还将来自刺激感受器的信号传递给脊髓和大脑。如果你想眨眼睛,大脑就会产生一个信号,然后它会被神经元传递到控制眼睑的肌肉。

神经元

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神经系统的基础是神经元。神经元是专门用于传递信息的细胞。它们是神经系统的基本组织和元素。

神经元具有基本结构

  • 一个细胞体
  • 一个轴突
  • 一个或多个树突

细胞体(或胞体)是神经元的球状末端,包含细胞核。胞体利用营养物质为神经元活动提供能量。

轴突细胞器,它们将信息从胞体带走。轴突可能只有几微米大小,也可能像长颈鹿和鲸鱼那样长达几米。轴突的主要工作是将信号发送到另一个神经元的树突,但也有人说,它们可能在某些情况下也接收信号。每个神经元只有一个轴突,但轴突可能有多个分支,其末端称为末梢按钮。

树突是感知另一个神经元轴突分泌的神经递质的细胞器。大多数神经元有一个以上的树突。树突和轴突不直接接触;它们之间有一个间隙,称为突触

信号的传递

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信号的传递在所有细胞中基本相同,信号由轴突跨越突触传递,下一个细胞的树突接收信号。

突触是两个细胞之间的间隙。突触是神经元和其他细胞之间的一种单向连接。神经递质从一个细胞的轴突释放,通常到达下一个细胞的树突。有时信号会到达下一个细胞的胞体或轴突,而不是树突(Arnold Wittig 2001)。

轴突末端的末梢按钮包含突触小泡。当信号到达轴突末端时,小泡会释放一种叫做神经递质的化学物质。神经递质是用于中继、放大和调节神经元与另一个细胞之间电信号的化学物质。大约有 40 到 60 种不同的化学物质被用作神经递质。来自轴突的神经递质会嵌入下一个神经元树突的受体中。然后它们要么兴奋细胞并使其放电,要么抑制它并阻止它这样做。神经元兴奋和抑制的总和称为梯度电位。如果梯度电位大于该细胞的阈值,则该细胞会放电,将信息传递给下一个细胞。请访问这里查看一些神经递质的列表。

静息电位

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当细胞在一定时间内没有放电时,它就被认为处于静息电位。神经元的静息电位约为 -70 mV,因为包围细胞的膜允许带正电的钾离子 (K+) 和带负电的氯离子 (Cl-) 进入,并阻止带正电的钠离子 (Na+) 进入。处于静息电位的细胞比处于不应期的细胞更容易放电。

当梯度电位超过神经元的阈值时,就会发生动作电位。动作电位将信号传递到细胞的整个长度,并且永远不会在细胞内消亡,这被称为全或无定律。在放电过程中,细胞内部变为正电,有时被错误地称为去极化,而应该称为动作电位的上升阶段。动作电位达到峰值后,细胞开始进入不应期。

动作电位将神经元从负电变为正电后,会有一个不应期,在此期间它会变回负电。在这个时期的开始,另一个信号无法传递,这被称为绝对不应期。绝对不应期之后是相对不应期,在这个时期可以发送另一个信号,但需要比正常情况下更多的兴奋。

信号强度

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为了将信号从一个神经元传递到下一个神经元,它必须有足够的能量来突破一个叫做阈值的点。一旦阈值被突破,信号就会被传递。神经元每次以相同的强度发射。信号的强度取决于有多少个不同的神经元正在发射,以及它们发射的频率。

神经胶质细胞

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神经系统中神经胶质细胞与神经元的数量比例存在争议。神经胶质细胞起着支持神经元的作用;它们产生包裹一些神经元的髓鞘,也构成血脑屏障的一部分。血脑屏障是一种结构,阻止血液中的某些物质到达大脑。许多轴突被髓鞘管包裹,这是一种脂肪物质。髓鞘是由神经胶质细胞产生的。轴突上的髓鞘有间隙,叫做郎飞结。髓鞘有助于快速高效地传递信息。

神经系统的组织

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所有神经元都可以被归入两个系统之一,即中枢神经系统或周围神经系统。

中枢神经系统在控制行为方面起着根本作用。它包含大脑和脊髓,两者都包裹在骨骼中,这表明了它们的重要性。大脑和脊髓都接收来自传入神经元的信号,并通过传出神经元将信号发送到肌肉和腺体。


周围神经系统

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神经系统中任何不属于中枢神经系统的一部分都属于周围神经系统。周围神经系统中的神经被分为自主神经和躯体神经。躯体神经将中枢神经系统连接到感觉器官(如眼睛和耳朵)和肌肉,而自主神经连接身体的其他器官、血管和腺体。

腺体系统

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人体有两种类型的腺体系统:内分泌系统,通常通过血液分泌激素;外分泌系统,分泌体液到身体的外部表面,例如汗液。


外分泌腺

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外分泌腺将其分泌物释放到导管中,导管又将分泌物释放到器官表面。外分泌腺的例子包括汗腺、唾液腺、乳腺等。胰腺既是外分泌腺,也是内分泌腺,因此需要注意这一点。它分泌消化酶,这些酶被释放到消化系统中,同时它还包含胰岛,胰岛将胰岛素分泌到血液中。

内分泌腺

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  • 垂体


  • 肾上腺皮质
  • 肾上腺髓质
  • 甲状腺
  • 甲状旁腺
  • 胰岛
  • 性腺
  • 胎盘

大脑的结构和功能

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大脑分为三个主要层级,最先的是后脑,其次是中脑,最后是前脑

一张展示脑干各个部分的图表

后脑是大脑一个受到良好保护的中心核心,包括小脑网状结构脑干。小脑在感觉感知和运动输出的整合中起着重要作用。它利用身体位置的持续反馈来微调运动动作。脑干包含脑桥和延髓。脑桥在小脑和大脑之间传递感觉信息。延髓是脑干的较低部分。它控制呼吸和呕吐等自主功能,并在大脑和脊髓之间传递神经信号。网状结构是大脑的一部分,参与刻板行为,如行走、睡眠和躺下。

这部分大脑位于后脑和前脑之间,构成脑干的一部分。所有进出前脑和脊髓的感觉和运动信息都必须经过中脑。它也可以被称为中继站。

发育中的脊椎动物大脑的最前端部分,包含中枢神经系统中最复杂的神经网络。前脑有两个主要部分,下部的间脑,包含丘脑和下丘脑;上部的端脑,包含大脑。

观察或评估大脑活动的方法

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在过去,只有两种观察方法可用。第一种是观察接受过脑损伤的个体,并假设受损的大脑部分控制着改变的行为或感觉。第二种是在某人的头部外部连接电极并记录读数。

较新的方法包括计算机断层扫描(CT 扫描)正电子发射断层扫描(PET 扫描)磁共振成像(MRI)超导量子干涉器件(SQUID)

(1) 电压是衡量电子在电流中移动的势能:电子动力的力量(在物理学中,力量是能量的一阶导数)。电流的方向是从相对正的电势流向相对负的电势。电压不是绝对的,而只是任何两个给定点之间的电势差。


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