第二章 心理活动的生理基础

第一节 神经系统的构造及功能

一、神经系统的基本结构

（一）神经元的结构

神经系统和机体的其他器官一样，是由细胞组成的。神经细胞又称为神经元，神经元是神经系统的基本结构单位和功能单位。它由细胞体、树突和轴突三部分组成（如图2-1）。

神经元具有接受刺激、传递信息和整合信息的功能。细胞体接受信息，对信息进行整合，并产生神经冲动。轴突负责把细胞体发出的信息传递到其他神经元。树突的主要功能是从其他神经元处接受信息。所谓接受刺激就是把刺激的物理、化学能量转化为神经能，即神经冲动；传递信息就是沿着神经纤维传递神经冲动，或从感觉器官传至中枢，或从神经中枢传至效应器官；整合信息就是对信息进行分析和综合。

（二）神经元的种类

神经元分为感觉神经元、运动神经元和中间神经元三种。感觉神经元又称为传入神经元，其功能是将连接在皮肤、肌肉、关节等感觉器官和内脏器官上的感受器接受的刺激信息经神经冲动传到中枢神经系统。运动神经元又称为传出神经元，其功能是将中枢神经系统加工后发出的神经冲动传至肌肉、关节、腺体等效应器。中间神经元又称为联络神经元，它们只存在于脑和脊髓之中，将来自感觉神经元的神经冲动传递给其他中间神经元或运动神经元，其主要功能是联结传入神经元和传出神经元的神经冲动。

（三）神经元之间的联系——突触

神经元之间的联系是通过突触进行和实现的，突触是神经元之间彼此接触的部位。它们有三种接触形式，即轴突与细胞体、轴突与轴突和轴突与树突。信息通过突触，从一个神经元传至另一个神经元（如图2-2所示）。突触是控制信息传递的关键部位，它决定着信息传递的方向、范围和性质。

二、外周神经系统及其功能

许多神经元的轴突聚集在一起组成神经纤维，构成一根神经。神经系统就是由遍布全身的神经组成的。外周神经系统是联系感觉输入和运动输出的神经机构，它包括由脑神经和脊神经组成的躯体神经系统及自主神经系统。

脑神经有12对，即嗅神经、视神经、动眼神经、滑车神经、三叉神经、外展神经、面神经、听神经、舌咽神经、迷走神经、副神经和舌下神经。其中有感觉的，有运动的，也有兼有感觉、运动机能的混合神经。

脊神经有31对，均由脊椎两侧的椎间孔中发出，分为前、后两支，分管颈部以下身体相关部位的感觉和运动。

自主神经系统由交感神经和副交感神经组成，分布于心脏、呼吸器官、血管、胃肠平滑肌和腺体等内脏器官，调节、支配内脏器官的活动。自主神经系统一般不受意识的支配，经特殊训练，意识或意念可在一定程度上调节自主神经系统的活动。交感和副交感神经系统的活动具有拮抗作用。交感神经系统的功能在于唤醒有机体，调动有机体的能量；副交感神经系统的功能则在于使有机体恢复或维持安静状态，使有机体储备能量，维持有机体的机能平衡。人在情绪状态下会有明显的生理变化，因此，自主神经系统的活动与情绪有密切的关系。

三、中枢神经系统及其功能

大量的神经细胞集中的地方称作神经中枢。中枢神经系统包括脊髓和大脑（图2-3所示）。

（一）脊髓

脊髓由外周神经系统的脊神经胞体和神经纤维构成，是中枢神经系统最低级的中枢。它能向大脑传送神经冲动，或者把大脑发出的神经冲动传递到效应器官；也能完成一些简单的反射。

（二）脑干

脑干位于颅腔内与脊髓相连接的部位，包括延脑、脑桥和中脑三部分。它是脑的最古老的部位，也是维持生命的基本活动，如呼吸、心跳、体温调节等生理活动的主要机构。

延脑紧接脊髓，是上下行神经纤维的通道。但是，从身体两侧来的神经纤维，经延脑的椎体交叉向对侧传导，使大脑两半球与身体两侧成为对侧传导和对侧支配的状况。此外，延脑中还有支配呼吸和心跳的中枢。

脑桥在延脑之上，小脑之前，是神经纤维上下行的通道，也是联系大脑与小脑，以及两个小脑半球之间神经纤维的通道。

中脑在脑桥之上，是上下行神经纤维的通道，也是瞳孔反射和眼动的中枢。

脑干网状结构是许多散在的神经核团和上、下行神经纤维交织构成的一个神经网络结构，贯穿于脑干的大部分区域。它是调节睡眠与觉醒的神经结构，使有机体在一定刺激作用下，保持一定的唤醒水平和清醒状态，维持注意并激活情绪。

（三）间脑

间脑位于脑干之上，包括丘脑和下丘脑。

丘脑是网状结构最高部位的终端，在控制睡眠和觉醒中起重要作用。此外，丘脑还是大脑皮质下感觉的较高级中枢，除嗅神经外，其他感觉神经都要在丘脑换一个神经元才能到达大脑皮层。

下丘脑是调节自主神经系统活动的直接中枢，对调节内脏器官和内分泌系统的活动，激活情绪起着重要的作用。

（四）小脑

小脑位于延脑和脑桥的后方，是保持身体平衡、调节肌肉紧张度、实现随意和不随意运动的机构。

边缘系统是由大脑皮层底部向内翻卷而形成的。它由覆盖在脑干和间脑之上，并延伸到整个大脑皮层里面的边缘叶，以及连接在边缘叶下边的杏仁核、下丘脑、脑下垂体组成。它调节着脑干和下丘脑的功能，是支配动物本能行为、调节内脏器官活动、整合情绪体验的重要机构。边缘系统的海马结构是短时记忆的机构。

四、大脑皮层的结构与功能

（一）大脑的结构

大脑由左右两个半球组成，其外层是密集的神经细胞体，即大脑皮层；其内部是髓鞘化了的神经纤维，称为大脑白质。

从表面来看，大脑有几个裂缝，也有许多沟。把两半球分开的裂缝叫中央裂，大脑和小脑之间的裂缝叫横裂，大脑左右两侧的裂缝叫外侧裂。沟是由大脑皮层的褶皱形成，褶皱增大了大脑皮层的面积，在有限的颅腔内可以容纳更多的神经细胞。

以沟和裂为界线，可把大脑皮层分为额叶、顶叶、枕叶和颞叶四个部分。外侧裂以上，中央沟以前是额叶；中央沟之后，枕顶沟之前是顶叶；枕顶沟之后是枕叶；外侧裂之下是颞叶。大脑皮层不同脑区位置（如图2-4所示）。

（二）大脑皮层

大脑皮层的不同区域有不同的机能。大脑大致可分为三个机能区，即皮层感觉区、皮层运动区和皮层联合区。皮层感觉区又分为视觉区（枕叶后端）、听觉区（颞叶的颞上回）和躯体感觉区（顶叶的中央后回）。皮层运动区位于额叶的中央前回。皮层联合区是不直接与感觉过程和运动过程相联系，而是起着联络、综合作用的结构和机能系统，它在大脑皮层中执行着高级的心理功能。

大脑皮层的感觉区包括躯体感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢、嗅觉中枢和味觉中枢。感觉区主要接受来自各种感觉器官的神经冲动，并对传递的信息进行整合与加工。（如图2-5所示）

躯体感觉区位于中央沟后回的左、右顶叶部位，是躯体感觉的主要投射区，叫作机体感觉区。例如，人的触摸觉、温度觉、压觉等躯体感觉都在顶叶的机体感觉区上。

视觉区位于脑后部的枕叶，它专门处理由视网膜传递的视觉信息。从两个眼睛传递的信息都会到达大脑两半球的枕叶，但需要经过视觉交叉，即来自双眼右半边的信息（视野的左半边），传递到大脑皮层右半部，双眼左半部的信息（视野的右半边）则传递到大脑皮层的左半部，枕叶对经视觉神经交叉的信息整合后产生视觉。

听觉区位于大脑外侧裂下部两侧的颞叶，专门处理由耳朵传递的声音信息。大脑皮层颞叶区接受来自双耳的信息，与视觉区一样，大脑皮层颞叶得到的信息，主要来自头部另一侧的耳，因此带有双侧性。如果听觉区受损，即使其他听觉器官正常，也将造成听觉丧失。

五、大脑两半球功能的不对称性

大脑两半球的解剖结构基本上是对称的，但其功能又是不对称的，这种不对称性叫作“单侧化”（如图2-6所示）。

大脑两半球的分工和生活中用手的习惯有关，惯用右手的人，左半球言语功能占优势，和言语有关的，像概念形成、逻辑推理、数学运算这些活动，左半球也占优势；右半球是不需要语言参加的空间知觉和形象思维，像音乐、美术能力，情绪的表达和识别能力等占优势。左利手的人，有的和右利手的人相反，有的则没有单侧化的现象。左右手的分工形成以后，右利手的人如果左半球受损伤，言语功能便会发生障碍，而且难以在右半球再建立起言语的中枢。

1860年法国外科医生布洛卡发现，大脑左半球额叶受损伤导致了运动性失语症，即患者虽然发音器官并没有毛病，却失去了说话的能力，但患者仍保留了听懂别人说话以及写字和阅读的能力。布洛卡的发现已经证明了左半球的言语优势，为纪念布洛卡的发现，人们把左半球主管言语的区域叫作布洛卡区。20世纪60年代美国神经心理学家斯佩里（R.Spery）所做的“割裂脑”实验，即在切断胼胝体（联结左右两个半球的一束横行的神经纤维），把两个半球分裂开的右利手病人身上做的实验证明，他们在手术前都能用左手和右手写字和画画，但在手术后，他们只保留了右手会写字，左手会画画的能力；右手不再会画画，左手不会写字了。因为这时右手只受左半球支配；左手只受右半球支配了，所以这一实验结果进一步证明了这样的结论，即对于右利手的人来说，他的左半球言语功能占优势，右半球空间知觉占优势。