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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的作用。对心理学家来说,最重要的物理结构是神经系统。神经系统将大脑和脊髓的指令传递给各种腺体和肌肉,它也传递来自刺激感受器的信号到脊髓和大脑。如果你想眨眼睛,大脑会产生一个信号,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。

神经元具有以下基本结构:

  • 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,它们将信息从细胞体传输出去。轴突可能只有几微米小,也可能像长颈鹿和鲸鱼一样长达几米。轴突的主要作用是向另一个神经元的树突发送信号,但也有人说,在某些情况下,它们也可能接收信号。每个神经元只有一个轴突,但轴突可能有多个分支,其末端被称为终末按钮。

树突是感知来自另一个神经元轴突分泌的神经递质的细胞器。大多数神经元有多个树突。树突和轴突并不直接接触,它们之间存在一个间隙,称为突触

信号的传输

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信号的传输在所有细胞中基本相同,信号由轴突穿过突触发送,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单向的连接。神经递质从一个细胞的轴突发射,通常传递到下一个细胞的树突。有时信号会传递到下一个细胞的胞体或轴突,而不是树突(Arnold Wittig 2001)。

轴突末端的终末按钮包含突触小泡。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。神经递质是用于在神经元和另一个细胞之间传递、放大和调节电信号的化学物质。大约有 40 到 60 种不同的化学物质用作神经递质。来自轴突的神经递质会与下一个神经元的树突上的受体结合。然后它们会要么激发细胞,使其触发,要么抑制它,阻止它这样做。神经元兴奋和抑制的总和被称为梯度电位。如果梯度电位大于该细胞的阈值,则该细胞会触发,将信息传递到下一个细胞。去这里查看一些神经递质的列表。

静息电位

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当细胞在一段时间内没有触发时,它被认为处于静息电位。神经元的静息电位约为 -70 mV,因为包围细胞的膜让正钾离子 (K+) 和负氯离子 (Cl-) 进入,并阻止正钠离子 (Na+) 进入。处于静息电位的细胞比处于不应期的细胞更容易触发。

当梯度电位超过神经元的阈值时,就会发生动作电位。动作电位将信号发送到细胞的整个长度,并且不会在细胞内消失,这可以称为全或无定律。在触发期间,细胞内部变为正电位,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。在动作电位达到峰值后,细胞开始进入不应期。

在动作电位将神经元从负电位变为正电位后,会进入一个不应期,在此期间它会变回负电位。在这个周期的开始,不可能发送另一个信号,这被称为绝对不应期。在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激发。

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,它必须拥有足够的能量来突破一个叫做阈值的点。一旦突破阈值,信号就会被传递。神经元每次以相同的强度放电。信号的强度取决于有多少个不同的神经元被激活以及它们被激活的频率。

神经胶质细胞

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神经系统中每个神经元的神经胶质细胞数量存在争议。神经胶质细胞起着支持神经元的作用,它们产生包裹某些神经元的髓鞘,并构成血脑屏障的一部分。血脑屏障是一种结构,它阻止血液中的某些物质到达大脑。许多轴突被包裹着髓鞘管,这是一种脂肪物质。髓鞘是由神经胶质细胞产生的。轴突上的髓鞘在某些地方有间隙,这些间隙被称为郎飞氏结。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类为两个系统之一:中枢神经系统或周围神经系统。

中枢神经系统在行为控制中起着至关重要的作用。它包含大脑和脊髓,两者都包裹在骨骼中,这表明它们的重要性。大脑和脊髓都接收来自传入神经元的信号,并通过传出神经元向肌肉和腺体发送信号。


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系统和躯体神经系统。躯体神经系统连接中枢神经系统和感觉器官(如眼睛和耳朵)以及肌肉,而自主神经系统连接身体的其他器官、血管和腺体。

腺体系统

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人体有两种腺体系统:内分泌系统,通常通过血液分泌激素,外分泌系统,将液体分泌到身体的外部表面,例如出汗。


外分泌腺

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外分泌腺将分泌物释放到导管中,导管再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,释放到消化系统中,同时它还含有胰岛,分泌胰岛素到血液中。

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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大脑被分成三个主要层:最先的是后脑,第二是中脑,最后是前脑。

显示脑干各部分的图表

后脑是脑部受到良好保护的中心核心,包括小脑、网状结构和脑干。小脑在感觉知觉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。延髓是脑干的下部。它控制着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,它参与着刻板的行为,例如行走、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最前部的部分,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:较低端的间脑,包含丘脑和下丘脑;较高端端的端脑,包含大脑。

观察或评估大脑活动的方法

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过去,只有两种观察方法可用。第一种是观察那些受到脑损伤的人,并假设被损伤的大脑部分控制着已经改变的行为或感觉。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)、核磁共振成像(MRI)和超导量子干涉器件(SQUID)。

(1) 电压是衡量推动电流中电子的势能的指标:电子动力的力(在物理学中,力是能量的一阶导数)。电流的流动方向是从相对正的势能到相对负的势能。电压不是绝对的,而只是在任意两个给定点之间的势差。


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