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生理心理概述第1页，本讲稿共30页 背景背景 北师大心理学院王立新北师大心理学院王立新(1996)对对100名国内外心名国内外心理学专家作理学专家作21世纪心理学走向和人才需求情况世纪心理学走向和人才需求情况的问卷调查结果表明：的问卷调查结果表明：未来心理学的发展方向将是未来心理学的发展方向将是认知神经科学认知神经科学,而关而关于于人的心理机制及其物质基础人的心理机制及其物质基础,大脑功能的研究大脑功能的研究将将是心理学未来发展中的前沿领域。是心理学未来发展中的前沿领域。第2页，本讲稿共30页 生理心理学的概念：生理心理学的概念：Physiological Psychology是研究心理现象和行为产是研究心理现象和行为产生的生理过程的心理学分支。它生的生理过程的心理学分支。它试图以试图以脑内的生理事脑内的生理事件来解释心理现象。件来解释心理现象。又称又称 生物心理学（生物心理学（Biopsychology）心理生物学（心理生物学（Psychological Biology）行为神经科学（行为神经科学（Behavioral Neuroscience）第3页，本讲稿共30页1.1.什么是生理心理学什么是生理心理学2.2.生理心理学研究的手段生理心理学研究的手段3.3.认识心认识心(精神精神)脑脑(物质物质)关系的基本关系的基本观点及几种假说观点及几种假说生理心理学概论主要说三个问题生理心理学概论主要说三个问题:第4页，本讲稿共30页一、什么是生理心理学一、什么是生理心理学1.1.定义定义:生理心理学是研究心理学的生理和生物基生理心理学是研究心理学的生理和生物基础的学科。础的学科。教育部高等学校心理学教学指导委员会全体会议教育部高等学校心理学教学指导委员会全体会议确定确定(1997年年10月月，苏州，苏州):):生理心理学生理心理学是心是心理学专业的七门心理学基础课之一。随着理学专业的七门心理学基础课之一。随着生命科生命科学的第三次革命学的第三次革命的到来，生理心理学正在迅速的到来，生理心理学正在迅速向生物心理学转化。向生物心理学转化。第5页，本讲稿共30页 2.生理心理学的内容:感知觉、运动、注意、学习记忆、睡眠觉醒、饮食与性、情绪与应激、语言交往等心理活动的生理(物)学基础。一、什么是生理心理学一、什么是生理心理学第6页，本讲稿共30页 二、生理心理学研究方法二、生理心理学研究方法 “心理是脑的机能心理是脑的机能”需要用生命科学的方法和观点需要用生命科学的方法和观点来诠释；早期的方法是运用生理学手段（毁损、刺来诠释；早期的方法是运用生理学手段（毁损、刺激、记录）故称激、记录）故称生理心理学生理心理学；后来融入分子生物学与；后来融入分子生物学与脑功能成像技术，发展成脑功能成像技术，发展成脑科学脑科学（Brian Science）及及生物生物心理学心理学(Biological Psychology)。第7页，本讲稿共30页 科科学学研研究究是是一一个个回回答答问问题题本本质质的的过过程程。研研究究方方法法就就是是发发现现问问题题、提提出出假假设设性性答答案案、再再通通过过实实验验予予以以证证实实。但但是是,研研究究对对象象的的选选择择、研研究究目目标标的的确确定定、研研究究技技术术的的运运用用都都是是变变数数；因因此此，一一个个课课题题常常涉涉及及多多种种方方法法。在在考考虑虑运运用用何何种种研研究究方方法法时时，需综合比较各种方法的优劣需综合比较各种方法的优劣。第8页，本讲稿共30页脑脑-行为研究方法行为研究方法与行为有关的脑解剖学与行为有关的脑解剖学Computerized axis tomography(CAT)标测脑区，但需暴露于标测脑区，但需暴露于X线线 Magnetic resonance imagine（MRI）用磁场，详细标测脑区用磁场，详细标测脑区 记录行为时的脑活动记录行为时的脑活动脑内电极记录脑内电极记录 损伤性；损伤性；伤害性；用于实验动物；很少用于人类伤害性；用于实验动物；很少用于人类 脑电图（脑电图（EEG）颅外记录；测量颅外记录；测量ms级变化，信号定位精确度低级变化，信号定位精确度低诱发电位诱发电位 与与EEG相似，是对刺激起反应相似，是对刺激起反应Magnetoencephalograph(MEG)与与EEG相似，测量磁场相似，测量磁场Positron emission tomography(PET)测量时间与定位有关的变化，但暴露于射线测量时间与定位有关的变化，但暴露于射线 functional MRI（fMRI）测量测量1秒间的变化，定位于秒间的变化，定位于1-2mm,不用射线不用射线检查脑损伤的效应检查脑损伤的效应卒中等存活者的研究卒中等存活者的研究 分析病人，每人受损不同分析病人，每人受损不同毁损毁损 对实验动物作有控制的损害对实验动物作有控制的损害切除切除 去除脑区去除脑区基因敲除基因敲除 活化基因（如一种受体）的效应点活化基因（如一种受体）的效应点经颅磁刺激经颅磁刺激 用一定强度使某一脑区暂时失活用一定强度使某一脑区暂时失活检查刺激某一脑区的效应检查刺激某一脑区的效应刺激电极刺激电极 伤害性；用于实验动物；很少用于人类伤害性；用于实验动物；很少用于人类经颅磁刺激经颅磁刺激 短促、轻度应用可使相关脑区激活短促、轻度应用可使相关脑区激活Kalat（2007）p.111 Table4.5第9页，本讲稿共30页研究目标和技术研究目标和技术(二二)生理心理学研究技术生理心理学研究技术-我们如何研究脑？我们如何研究脑？1.实验切除实验切除 2.毁损毁损(电、兴奋性氨基酸、冷冻）电、兴奋性氨基酸、冷冻）3.损伤的定位：组织学方法损伤的定位：组织学方法 4.神经通路的追踪（顺向、逆向）神经通路的追踪（顺向、逆向）5.脑成像脑成像(CT、PET、fMRI等等)(一一)生理心理学的研生理心理学的研 究对象与目标究对象与目标I.临床病例观察临床病例观察II.实验室研究实验室研究:1.动物实验；动物实验；2.人体研究人体研究第10页，本讲稿共30页三、基本观点与假说三、基本观点与假说 对研究中取得的实验结果，要进行理论上的解释，就会涉及到用什么观点去说明。假说(hypothesis)是指尚未完全确定前的观点；比较成熟的就称为理论或学说(theory)。在生物学研究中，如何阐明心与身的关系就涉及到科学工作者的哲学观点。生理心理学是研究心理活动的脑机制，就必然涉及这些基本观点和学说。第11页，本讲稿共30页 1.1.二元论与一元论二元论与一元论 二元论：二元论：心、身（物）独立存在；相互影响心、身（物）独立存在；相互影响 Platon-Descartes-Eccles 一元论：一元论：唯心一元论（心统帅物）唯心一元论（心统帅物）中性一元论中性一元论 Mach的经验批判论的经验批判论 交互作用论交互作用论 Sperry意识是脑活动的新特性意识是脑活动的新特性 行为学习理论行为学习理论 没有精神现象，只有物理没有精神现象，只有物理(生理生理)现象。现象。(一一)基本观点基本观点第12页，本讲稿共30页(一一)基本观点基本观点 2.2.还原论与整合论还原论与整合论 还原论 哲学还原论：将复杂现象分解为简单组分作解释 方法还原论：将复杂研究对象细化为最小单位探索其奥秘。整合论 以机体的统一性及机体与环境的统一性的理念，用局部的研究成果解释复杂的整体功能。第13页，本讲稿共30页 这些假说是学者们在研究脑的结构与生理功能相互关系中提出的理论性解释。有些是属于相对真理，有的还待进一步的证实；但从这里我们可以看到前辈科学家认识脑的历史，也有助于我们学会如何去正确看待这一复杂的相互关系。(二)脑结构与功能相关的几种假说第14页，本讲稿共30页I.定位学说与整体学说的统一1.由颅相学发展来的脑分区定位说2.由动物实验脑切除提出的整体说3.两者的统一第15页，本讲稿共30页 是根据颅骨的外形凹凸来判断行为功能，现在看来是形而上学的；但是这个思想是奠定了大脑功能定位的基础。人们记载这段史实，不是他的解释而是他的思路。奥地利奥地利Gall的颅相说的颅相说(phrenological theory)第16页，本讲稿共30页v以后，Broca、Wernicke、Penfield、Pavlov的研究成果不断丰富着大脑功能定位学说的内容。Posner及Levitin（2001）提出现代颅相学的概念。第17页，本讲稿共30页左内侧12左外侧1视觉词语形式2执行性注意现代颅相学现代颅相学。各脑区概括了在实验条件及控制条件下利用PET及fMRI观察血流量变化的研究，这种认识代表了涉及诸多认知活动中的多种计算的观点。ABCDEABCDE词条语义学输出语音学空间注意输入语音学句子语义学这是根据这是根据Posner及及Levitin在在21世纪的心理科学及脑科学世纪的心理科学及脑科学（北京大学出版社，（北京大学出版社，2002）一书）一书第六章第六章“展望未来展望未来”的插图仿制的的插图仿制的第18页，本讲稿共30页Marie Jean Pierre Flourens(1794-1867),法国生理学法国生理学家家,实验脑科学的实验脑科学的创始人创始人 麻醉学的先麻醉学的先驱驱鉴于颅相学说缺乏实验依据，法兰西波拿巴王朝下令鉴于颅相学说缺乏实验依据，法兰西波拿巴王朝下令解决此问题；巴黎科学院将此委托给解决此问题；巴黎科学院将此委托给Flourens来完成。来完成。Flourens用切除鸽子脑区的方法证明：用切除鸽子脑区的方法证明：脑的主要部分反映了大量不同的功能脑的主要部分反映了大量不同的功能。切除大脑半球切除大脑半球，所有的知觉、运动、所有的知觉、运动、判断能力都消失；切除小脑影响动物的判断能力都消失；切除小脑影响动物的平衡及运动协调；而平衡及运动协调；而 破坏脑干（延髓）破坏脑干（延髓）导致死亡。这些实验使导致死亡。这些实验使 Flourens 得出大得出大脑半球是负责高级认知功能；脑半球是负责高级认知功能；小脑调节小脑调节和整合和整合运动；而延髓控制循环呼吸等生运动；而延髓控制循环呼吸等生命功能。命功能。另一方面他未能发现记忆和另一方面他未能发现记忆和认知的专门脑区认知的专门脑区 （可能是实验动物的（可能是实验动物的皮质较原始）。因而导致他认为皮质较原始）。因而导致他认为 脑是脑是以全脑的弥散形式来表征以全脑的弥散形式来表征。所以不同功。所以不同功能可以用特定的脑区来表述，但是，最能可以用特定的脑区来表述，但是，最终定位是缺乏的终定位是缺乏的 。第19页，本讲稿共30页 Lashley，美国心理学家。随华，美国心理学家。随华生从事心理学研究，华生曾经生从事心理学研究，华生曾经指称指称“大脑是一个无法研究的神秘大脑是一个无法研究的神秘黑盒子黑盒子”。此话引起他的兴趣，下决心根此话引起他的兴趣，下决心根据当时的大脑功能分区的理论，据当时的大脑功能分区的理论，想通过经典条件反射的暂时联想通过经典条件反射的暂时联系的定位探索记忆痕迹（系的定位探索记忆痕迹（engram 或或memory trace）。）。后来通过对白鼠行为影响的实验，后来通过对白鼠行为影响的实验，以后又用猴子和猩猩等动物进行了以后又用猴子和猩猩等动物进行了大量研究。在大量研究。在1929年出版的年出版的大脑大脑机制与智能机制与智能一书，系统地阐述了一书，系统地阐述了大脑功能的两大原理：大脑功能的两大原理：整体活动原理整体活动原理（principle of mass action）等势原理等势原理（principle of equipotentialityKarl Lashley（1890-1958）第20页，本讲稿共30页第21页，本讲稿共30页 以后的研究表明在没有大脑皮质的以后的研究表明在没有大脑皮质的动物也能形成条件反射，以及大脑皮动物也能形成条件反射，以及大脑皮质功能质功能“专门化专门化”(specialization)的成果，提示的成果，提示定位说及整体说都有其定位说及整体说都有其相对真理性；从而形成了两者统一的相对真理性；从而形成了两者统一的趋势趋势。第22页，本讲稿共30页II.功能系统学说功能系统学说 鲁利亚从神经系统组织化鲁利亚从神经系统组织化(organization)与专门与专门化化(specialization)的角度提出此学说的角度提出此学说(参阅第三章第参阅第三章第二节二节)。第23页，本讲稿共30页大脑皮质的机能分区大脑皮质的机能分区 鲁利亚将大脑皮质按功能分为三类：鲁利亚将大脑皮质按功能分为三类：一级区一级区:主要接受各种感觉信息投射主要接受各种感觉信息投射;具有高度的具有高度的感觉模式特异性及精确的分析。可能与感觉有关。感觉模式特异性及精确的分析。可能与感觉有关。(IV层层)二级区二级区:在一级区邻近，将一级区接受的感觉信息在一级区邻近，将一级区接受的感觉信息整合成有意义的整体。可能与知觉及认识有关。整合成有意义的整体。可能与知觉及认识有关。(II、III层层)三级区三级区:多模式整合功能多模式整合功能(感觉模式特异性消失感觉模式特异性消失)，位于前额叶以及顶、枕、颞叶的二级区交界处，仅见位于前额叶以及顶、枕、颞叶的二级区交界处，仅见于人类于人类;个体发育中成熟最晚，一般出现在六、七岁。个体发育中成熟最晚，一般出现在六、七岁。第24页，本讲稿共30页脑的机能系统脑的机能系统 机能系统是指机能系统是指整套的传入、传出和中枢调控整套的传入、传出和中枢调控结构结构,它们在机能上密切联系它们在机能上密切联系,而在空间上可距而在空间上可距离甚远离甚远;不能按传统生理学中的不能按传统生理学中的“机能定位机能定位”观点来理解观点来理解。鲁利亚在。鲁利亚在II战期间对脑外伤病人战期间对脑外伤病人的神经心理学研究的基础上，于的神经心理学研究的基础上，于1973年提出年提出,受受到学术界重视。是了解脑整合机能的重要基础。到学术界重视。是了解脑整合机能的重要基础。第25页，本讲稿共30页第一机能联合区第一机能联合区维持和调节大脑唤醒状态及紧张性。维持和调节大脑唤醒状态及紧张性。内环境内环境 外环境外环境 社会意识社会意识 本能本能 代谢代谢 朝向朝向 远景、展望、远景、展望、活动活动 过程过程 反应反应 规划规划 神经体液因素神经体液因素 惊醒反应惊醒反应 皮质内联系皮质内联系 网状结构网状结构 非特异性投射系统非特异性投射系统第26页，本讲稿共30页第二机能联合区第二机能联合区:内导联合系统内导联合系统接受、加工和保存传入信息。接受、加工和保存传入信息。视觉信息视觉信息 听觉信息听觉信息 其他感觉信息其他感觉信息 特异性感觉通道特异性感觉通道 各种感知觉各种感知觉 一、二级区一、二级区:单感觉模式单感觉模式分析、综合分析、综合 三级区三级区:多感觉模式多感觉模式整合、抽象整合、抽象第27页，本讲稿共30页联合皮联合皮质区质区的的信息信息（观念）（观念）前额区前额区皮质皮质运动区运动区及及运动前区运动前区脊脊髓髓基底节基底节小脑小脑外侧部外侧部丘脑丘脑(规划、编程规划、编程)运运动动小脑小脑中间中间内侧部内侧部第三机能联合区（第三机能联合区（规划、调节和控制复杂活动）规划、调节和控制复杂活动）第28页，本讲稿共30页讨论：行为是自然（先天）还是后天获得？讨论：行为是自然（先天）还是后天获得？是共同作用的结果。是共同作用的结果。基因影响到什么程度？基因影响到什么程度？宗教信仰、社会责任感、宗教信仰、社会责任感、兴趣、爱好兴趣、爱好都有基因吗？都有基因吗？进化论的进化论的“物竞天择物竞天择”是达尔文的是达尔文的“自然选择自然选择”是是“利己利己”的；那么如何解释的；那么如何解释“利他行为利他行为”？是？是“群体群体”还是还是“亲缘亲缘”来选择。来选择。第29页，本讲稿共30页推荐读物：推荐读物：1.高新民高新民:人自身的宇宙之谜人自身的宇宙之谜-西方心身学说发展概论。西方心身学说发展概论。华中师范大学出版社，华中师范大学出版社，19892.王文清主编：脑与意识。科学技术文献出版社，王文清主编：脑与意识。科学技术文献出版社，19993.Solso编（朱滢等译）：编（朱滢等译）：21世纪的心理科学与脑科学，世纪的心理科学与脑科学，20024.James W.Kalat：Biological Psychology（第九版）人（第九版）人民邮电出版社，民邮电出版社，2008第30页，本讲稿共30页