第五节 睡眠与觉醒的脑机制

　　1.简述人类睡眠分哪几种？特点是什么？

　　人类的睡眠可以分为两种类型：慢波睡眠和异相睡眠。

　　在慢波睡眠中，脑电活动以慢波为主，脑电活动的变化与行为变化相平行，从入睡期至深睡期，脑电活动逐渐变慢并伴随着逐渐加深的行为变化，表现为肌张力逐渐减弱，呼吸节律和心率逐渐变慢。

　　在异相睡眠中，脑电变化与行为变化相分离，脑电活动类似慢波睡眠的入睡期，以肌张力为代表的行为变化却比深睡期还深，肌张力完全丧失，还伴有快速眼动现象和桥脑－膝状体－枕叶PGO波周期性高幅放电等特殊变化。异相睡眠又常称为快速眼动睡眠。

　　脑下垂体分泌的生长激素和促肾上腺皮质激素以及肾上腺分泌的肾上腺素皮质激素在慢波睡眠中比在白天清醒时增多。特别是生长激素，分泌的高峰在慢波睡眠的四期眼球快速运动，约每分钟60次左右。

　　PGO波：眼电现象显著加强，在桥脑、外侧膝状体和枕叶皮层中可记录到周期性的高幅放电现象，称之为PGO波。

　　从异相睡眠中唤醒后，80％以上的人声称正在做梦，尚可陈述梦境的故事情节，形象生动以视觉变幻为主。

　　人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和异相睡眠交替变换4－6个周期所组成，平均每个周期历时80－90分钟，包括20－30分钟异相睡眠和约60分钟的慢波睡眠。

　　2. 1937年著名生理学家布瑞莫建立了猫的孤立脑标本和孤立头标本。前者在中脑四叠体的上丘和下丘之间横断猫脑，此后猫陷入永久睡眠状态；后者在脊髓和延脑之间横断猫脑，则猫保持正常的睡眠与觉醒周期。

　　3.什么是孤立脑？孤立脑的表现和说明的问题是什么？

　　脑干以上横断脑（孤立脑标本），动物陷入永久睡眠状态，脑干中间横断脑（桥脑中部模断），动物70－90％时间处于觉醒状态；脑干下位横断脑（孤立头标本），动物维持正常的睡眠与觉醒周期。脑干上部的网状上行激活系统对维持觉醒状态起重要作用；桥脑下部的网状结构对睡眠起重要作用；脑干上部与下部的网状结构相互作用维持正常的睡眠与觉醒周期。

　　4.对睡眠机制的现代认识：对于慢波睡眠来说，关键性脑结构是缝际核、孤束核和视前区、前脑基底部；对于异相睡眠，关键性脑结构是桥脑大细胞区、蓝斑中小细胞、外测膝状体神经元和延脑网状大细胞核等许多脑结构。与睡眠有关的化学物质是单胺类神经递质、胆碱类神经递质和多肽，特别是诱导睡眠肽和γ－氨基丁酸受体蛋白质。

　　5.将蓝斑中这种小细胞称为异相睡眠的“闭细胞”。

　　6.外膝状体具有异相睡眠眼动的命令功能，实现着眼动方向读出的神经信息编码功能。

　　7.生物钟，下丘脑的视交叉上核起着重要作用。

　　第九章 情绪与情感的生理心理学

　　1.帕帕兹环路，对情绪产生具有重要作用。在这一环路中，下丘脑与情绪的表现有关，而扣带回与新皮层的联系和情绪体验更为密切。

　　2.关于情绪和情感的生理心理学经典理论，我们按其形成的历史时期不同分为：詹姆士－兰格理论、卡浓的丘脑学说、巴甫洛夫的皮层机能动力定型理论、林斯莱的情绪激活学说、帕帕兹－麦克林的边缘系统理论和塞里的应激学说。

　　经典实验：假努实验、努叫反应和自我刺激实验。

　　3.假怒，切除猫的大脑皮层之后，猫对各种不愉快的刺激如轻触、气流等均表现出极度夸大的攻击性行为表现：弓腰、竖毛、咆哮、嘶叫和张牙舞爪等。这些行为缺乏指向性，很难说动物伴有怒的内心体验，所以将这种动物的行为表现称作“假怒”。

　　4.我国生理学家卢于道和朱鹤年于1937年电刺激脑中枢，研究了猫中脑的怒叫中枢。

　　5.下丘脑受着高级中枢的双重调节作用，既有兴奋性调节，又有抑制性调节。一些古老的脑结构，如隔区和皮层内侧杏仁核等结构以抑制性调节为主，新皮层和基外侧杏仁核，则以兴奋性调节为主。

　　6.皮肤电反应是由皮肤电阻或电导的变化而造成的。皮肤电阻或电导随皮肤汗腺机能变化而改变。交感神经兴奋，汗腺活动加强，分泌汗液较多。由于汗内盐成分较多使皮肤导电能力增高，形成大的皮肤电反应。

　　第十章 运动和意志行为

　　1.肌肉组织分为3大类：横纹肌、平滑肌、心肌。

　　2.神经系统怎样引起或调节肌肉的收缩功能呢？这主要是通过类似突触结构的装置——神经肌肉接点的功能而实现的。神经肌肉接点由神经末梢一再分支并膨大而成为终板，终板与肌纤维膜以一定间隙相连接。

　　3.平滑肌、腺体和心肌接受植物性神经支配。植物性神经末梢和它们之间的接点统称为神经效应器接点。

　　无论是形态上还是功能上神经效应器接点、神经肌肉接点和神经元之间的突触都不相同，各有自己的特点，神经元之间突触可以存在多种神经递质，突触后神经元接受数以千计的突触前成分，即一个神经元可与大量其他神经元形成突触，这些突触的突触后电位可能是兴奋性的或抑制性的，它们之间发生时间或空间总和导致单位发放。神经肌肉接点中每个肌纤维只接受一个神经元的有髓鞘的轴突末梢，且只释放一种神经递质——乙酰胆碱，因而只能引起一种兴奋性终极电位。乙酰胆碱引起终极电位以后很快受到接点附近的胆碱酶作用而分解。神经效应器接点中一个效应器细胞只接受一个神经元的无髓鞘神经纤维，却可能有两类神经递质中的一种——乙酰胆碱或去甲肾上腺素。每种递质既可以引起兴奋效应，也可能引起抑制效应；主要决定于效应器组织内所含受体的性质。

　　4.在脊髓前角中还存在一种小运动神经元（γ运动神经元），它们发出的神经纤维末梢终止于一种特殊的肌纤维——肌梭中，对肌肉收缩力发挥着调节作用。

　　肌梭是一种特殊的本体感受器，既肌肉长度变化的感受器。这种感受器的感受性受小运动神经元传出神经的调节。

　　5.反射弧结构中，只由感觉神经元和运动神经元形成单个突触的反射，就是单突触反射。

　　这种反射的感受器是肌梭，脊髓神经节感觉神经元和脊髓大运动神经元（α－神经元）间的突触联系就是该反射的中枢。

　　单突触反射具有重要的生理意义，是人体功能肌张力产生的更基本机制，也是姿势和步行等运动功能得以实现的生理基础。

　　6.腹痛时的卷曲姿势是泛化了的屈反射，是腹部一下全部屈肌同时参与的屈反射。

　　多突触反射，除感觉和运动神经之外，还有大量中间神经元参与反射活动，故称为多突触反射。

　　7.脊髓运动神经元是各种传出效应的更后共同公路，这不但接受各种感觉神经传入的神经冲动，还接受脊髓中间神经元以及脑高位中枢发出的神经冲动。脊髓运动神经元发挥更后共同公路的功能时，存在着许多生理现象：聚合、发散、闭锁、易化和分数化等。

　　8.根据各脑结构运动功能的特点可分为锥体系、锥体外系和小脑前庭系等3个纵向控制系统。

　　9.论述脊髓动物标本有哪些症状？说明什么问题，证明了什么？

　　脊髓动物标本（或称孤立头标本）、脑干动物标本（或称孤立大脑标本）以及间脑动物标本（或称去大脑皮层标本）都是这类研究的著名动物模型。

　　在制作脊髓动物标本的横断手术后以及临床上遇到高位脊髓贯穿伤以后，首先看到的是脊髓休克现象，各种脊髓反射完全消失，肌张力降低呈现软性瘫痪状态。数小时或数日之后，脊髓的运动反射才逐渐恢复，这时可以观察到脱离脑控制的脊髓运动功能特点。首先，单突触和二突触反射活动十分亢进，如果轻敲膝盖或足部向上轻推时，都可看到小腿或中部出现阵挛性节律性运动，分别称膝阵挛和踝阵挛反射。这些异常亢进的脊髓反射往往造成全身肌张力增强，呈现出一种典型的硬性瘫痪状态，四肢伸肌与屈肌同时收缩，肢体发硬。如果医生用力强行弯曲其肢体时可观察到铡力样强直症状。如果这种病人能得到很好照料，他们即使长期卧床，肌肉也并不萎缩，许多植物性神经功能还保持得很好。这些事实说明，正常情况下，脑对脊髓运动功能具有控制调节作用，脱离脑的控制就会出现脊髓运动功能的亢进状态。

　　在中脑水平上横断脑，横断以下部分称脑干动物标本又称去大脑动物，横断以上部分称大脑标本。观察脱离大脑以后脑干对脊髓运动功能的作用。此时，可观察到3种特殊反射亢进现象：去大脑强直、颈紧张反射和迷路反射。去大脑以后可见动物四肢伸直、头颈向后挺直、眼球上翻，这就是去大脑强直现象。向一侧扭转头部造成另一侧颈肌紧张时，可以发现颈肌紧张侧上下肢屈曲，而对侧（头面转向侧）上、下肢仍处于强直状态。这种现象就是颈紧张反射。出现颈紧张反射的同时，还常见到两眼与头面扭转的反方向转动，称为迷路反射。这3种反射现象表明，去大脑控制以后脑干网状结构和红核、前庭核等功能亢进。

　　将两侧内囊切断使大脑皮层与间脑和基底神经节之间的联系中断，这种标本称为去大脑皮层动物或间脑动物。这种动物基底神经节、间脑和中脑都保存着，正常的翻正反射、步行运动功能仍不受影响；但在两侧白质或内囊受损的病人由于失去大脑皮层的控制出现了去大脑皮层性强直的姿势，表现为两上肢屈曲而两下肢强直。

　　除上面讨论的3种动物标本和相应病例的临床体征外，还有许多事实表明，各高一级脑组织对低一级脑结构运动功能的控制作用大多是抑制性的；但红核、桥脑网状结构、中脑网状结构和前庭神经核对脊髓运动功能却实现着兴奋作用。这些结构脱离它们各自的高一级脑结构的控制，就会引出亢进的脊髓反射活动。

　　10.与运动功能有关的大脑皮层主要定位于中央前回的初级运动区（4区）、前运动区（6区）、额叶眼区（8区）。

　　11.锥体系的组成、功能，有什么症状？受损伤后出现哪些反应？

　　锥体系的神经纤维主要来自初级运动皮层的大锥体细胞，也有些纤维来自额叶与顶枕颞的联络区皮层。锥体系由皮层脊髓束和皮层延髓束组成。

　　大脑皮层运动区和锥体系的运动功能主要是发动随意运动，其次是调节和控制各级脑结构的运动功能。无论是大脑皮层运动区的损伤、内囊的损伤，还是脑干以下锥体束的损伤，都会影响随意运动的正常进行。此外，锥体系受伤还会出现一些特殊症状，是锥体系调节控制脊髓运动神经元的功能障碍，统称之为锥体系症状。它包括肌肉强直性痉挛所引起的硬瘫、深反射如膝跳反射亢进以及一些特殊的病理性反射，如巴彬斯基反射、踝阵弯反射。与这些亢进的阳性症状相伴随的是皮肤浅反射的减退或消失，更常见的是肤壁反射和提睾反射消失。这些锥体系症状是神经科医生用来论断大脑皮层运动神经元（又称上运动神经元）及锥体束受损的根据。与此相对应的是脊髓或脑干运动神经元（又称下运动神经元）受损的症状，表现为肌肉张力消失、肌肉萎缩、软瘫、浅反射和深反射均消失。

　　12.锥体外系及其运动功能

　　神经解剖学将锥体系以外的脑下行性纤维统称为锥体外系。这些纤维都不经过延脑腹侧的锥体，都不直接止于脊髓α－运动神经元，控制它的运动功能；而是通过中间神经元或脊髓γ－运动神经元的功能间接影响和调节脊髓α运动神经元的功能。锥体外系的组成复杂，其纤维来自许多结构，包括大脑皮层、纹状体、苍白球、丘脑底核、黑质、红核和脑干网状结构。

　　锥体外系在维持适度肌张力、姿势和随意运动的准确性中具有重要作用。锥体外系功能紊乱时的主要运动障碍就是肌张力异常和运动障碍。肌张力异常表现为齿轮样强直。当医生用力拉动病人弯曲的肢体就会感到似乎在拉动一个齿轮，时松时紧断断续续地逐渐把弯曲肢体拉直。四肢肌张力的这种齿轮样强直状态，使病人常常半握两拳弯腰曲腿曲臂，走起路来是慌张步态，前冲欲倒的样子，由于脸部肌张力的异常，使病人缺乏面部表情的变换，呈假面具脸。

　　13.小脑的运动功能

　　长期以来，都认为小脑的主要功能是协同躯体各部分的共济运动，保持适度肌张力与躯体的平衡状态。因此，它的功能与锥体外系大同小异，甚至可以认为小脑是锥体外系组成部分。近年研究发现，小脑是快速短潜伏期运动反应中枢，也是随意运动和习得性运动反应的更必须的基本中枢。

　　在结构上与大脑有相似的两侧对成的半球、灰质、白质和深部神经核；但小脑皮层结构较大脑皮层简单得多，只有3层为数不多的细胞结构。

　　14.小脑损伤的病人中，突出的症状是共济失调，表现为明显的意向性震颤。安静时并没有震颤的现象，只有当病人想说话或想做某一动作时，才表现出明显的震颤，小脑意向性震颤与锥体外系的静止性震颤成为明显的对照。在意向性震颤中，可以发现对于完成某项运动完全不必要的肌肉也参与了活动；这些肌肉完全不能协同工作，甚至使一个简单动作也变得非常复杂，失去连贯性。小脑引起精细运动功能的障碍，突出地表现为序列性运动和弹导式运动无法完成。这些运动要求较高的准确性、预见性和计划性以及较快的反应速度。

　　第十一章 人格的生理心理学问题

　　第二节 艾森克人格理论的生理基础

　　1.皮层兴奋性水平低者，表现为外向型人格特质，主动活跃的寻求刺激，以提高皮层唤醒水平弥补先天之不足。相反，皮层兴奋性水平高的人表象为内向型个性特征，沉静稳重，与外界接触少，以避免过多刺激而导致更高的皮层兴奋性水平。简而言之，艾森克认为皮层兴奋性水平是内－外向人格维度的生理基础。

　　2.条件反射能力强者多为内向型人格，其神经质人格维度较低；条件反射能力弱者多为外向型人格，其神经质人格维度较高。

　　第四节 智能的神经生物学基础

　　3.智力分为晶态智力和液态智力，

　　晶态智力是人们知识和经验的结晶产物，是通过语言、文字的提炼和积累而毕生发展的智力，其脑结构基础是言语功能区和概念形成与存贮的大脑结构。因此，额、颞叶的言语思维调节区，在个体生活经历中通过学习过程而形成的机能联系是晶态智力的脑基础。

　　液态智力是指空间关系和形象思维在视、听感知觉基础上形成的智力。它制约于各种感觉系统、运动系统和边缘系统的解剖生理特点。

　　根据言语思维的脑机制不难理解，左半球是言语思维的优势半球，必然在晶态智力形成中具有重要作用；右半球是形象思维或空间关系认知的优势半球，所以在液态智力中发挥主要作用。

　　4.人们从生到死的毕生发展过程中，智力不断发展变化，智力发展变化受其社会、生活条件，经历以及脑的不同发育阶段所制约。尽管新生儿的脑重量仅是成年人的1/4，但脑内神经元的数量却与成年人大体相同，胎儿出生以后神经元的数量不再增多，脑的发育表现在神经元的增大；轴突和树突增长，分枝增多；纤维披鞘；细胞间联结——突触不断增多扩大。脑的发育并非匀速，胚胎时期和婴幼儿时期是脑发育的两个重要关键阶段。

　　20岁左右的人脑在颅腔内更为充盈。20岁以后，脑内细胞的数量以每日十万左右的数字递减。60岁时人脑细胞大约减少了10－15％，脑沟裂增宽和脑室扩大显而易见。这个过程在70岁以后加速进行。然而人们的智力在20岁以后并非逐渐下降。相反晶态智力髓个人学业的完成、复杂经验的积累而逐渐增长，甚至一些退休老年人努力学习仍可提高晶态智力；通过文艺活动和体育锻炼，液态智力也可以逐渐提高。这是由于成熟以后的脑细胞仍可通过学习机制，扩展突触联结的广度。