认知的生物学基础脑精选课件.ppt
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1、关于认知的生物学基础脑第一页,本课件共有39页眼见为实?眼见为实?a.桌子的大小形状是否一样桌子的大小形状是否一样?yes or notb.右边的线条是螺旋形的吗右边的线条是螺旋形的吗?yes or not 第二页,本课件共有39页为什么要来上课?为什么要来上课?1、兴趣。、兴趣。“知之者不如好知者,好知者不如乐知者知之者不如好知者,好知者不如乐知者”孔子孔子2、知识。、知识。“知识就是力量知识就是力量”培根培根3、思维。、思维。“学而不思则罔,思而不学则殆学而不思则罔,思而不学则殆”孔子孔子4、应用。、应用。“理论联系实际,具体问题具体分析理论联系实际,具体问题具体分析”马克思哲学马克思哲学
2、5、学习方法。、学习方法。“循序渐进,持之以恒循序渐进,持之以恒”孟子孟子第三页,本课件共有39页引言引言 “人类应该知道,因为有了脑,我们才有乐趣、欣喜、欢笑人类应该知道,因为有了脑,我们才有乐趣、欣喜、欢笑和运动,才有了悲痛、哀伤、绝望和无尽的忧思。因为有了和运动,才有了悲痛、哀伤、绝望和无尽的忧思。因为有了脑,我们才以一种独特方式拥有了智慧、获得了知识;我才脑,我们才以一种独特方式拥有了智慧、获得了知识;我才看得见、听得到;我们才懂得了美与丑、善与恶;我们才感看得见、听得到;我们才懂得了美与丑、善与恶;我们才感受到甜美与无味受到甜美与无味同样,因为有了脑,我们才会发狂和神同样,因为有了脑
3、,我们才会发狂和神智昏迷,才会被畏惧和恐惧所侵扰智昏迷,才会被畏惧和恐惧所侵扰我们之所以会经受这我们之所以会经受这些折磨,是因为脑有了病恙些折磨,是因为脑有了病恙由于这样一切原因,我认为,由于这样一切原因,我认为,脑在一个人的机体中行使了至高无上的权力脑在一个人的机体中行使了至高无上的权力。”希波克拉底希波克拉底论神圣的疾病论神圣的疾病第四页,本课件共有39页脑的样子(侧面照)脑的样子(侧面照)位于颅骨内,重约位于颅骨内,重约3斤。斤。处理各种信息适应环境。处理各种信息适应环境。我们的视觉、听觉、触觉等各种感觉最终都要我们的视觉、听觉、触觉等各种感觉最终都要传入脑中进行处理。传入脑中进行处理。
4、脑脑(brain)成了信息中枢,成了信息中枢,对接受的各种信息作出适当的反应。对接受的各种信息作出适当的反应。人类所独有的更高级认知。人类所独有的更高级认知。我们的意识、思维、情感、和记忆都由它产生我们的意识、思维、情感、和记忆都由它产生和保持。和保持。第五页,本课件共有39页脑中有什么?脑中有什么?人脑中有人脑中有1000亿个这样的亿个这样的 神经细胞神经细胞(神经元神经元,neuron 1011 个)。个)。神经元的独特之处在于有如此众多连神经元的独特之处在于有如此众多连接,以进行信息的传递(接,以进行信息的传递(电信息和化电信息和化学信息学信息)。神经元与神经元之间的连接有)。神经元与神
5、经元之间的连接有一千千亿(一千千亿(1014)个。)个。处理信息的能力神经元不同于人体其它器官处理信息的能力神经元不同于人体其它器官的独特功能,每个人的差异就在于连接的不的独特功能,每个人的差异就在于连接的不同。令人惊奇的是,连接具有可塑性同。令人惊奇的是,连接具有可塑性(plasticity),每天动态的信息变,每天动态的信息变化就能改变这些连接。化就能改变这些连接。大脑是自然界最复杂和精密的器官。大脑是自然界最复杂和精密的器官。第六页,本课件共有39页神经元连接形成通路神经元连接形成通路最简单神经反射(最简单神经反射(reflex)信息从感觉信息从感觉sensory神经元(神经元(红线条表
6、示红线条表示)传递到脊髓)传递到脊髓spinal cord,一部分上,一部分上传到脑,另一部分又通过运动传到脑,另一部分又通过运动motor神经元(神经元(绿线条表示绿线条表示)支配肌肉的收)支配肌肉的收缩。缩。踩到钉子有什么反应?如何发生的?踩到钉子有什么反应?如何发生的?第七页,本课件共有39页神经通路上信息的流动被破坏神经通路上信息的流动被破坏破伤风、蜘蛛和蛇使人中毒的共同之处破伤风、蜘蛛和蛇使人中毒的共同之处 q神经与神经细胞之间,以及神经与神经与神经细胞之间,以及神经与肌肉连接之间都需要特殊的化学物质肌肉连接之间都需要特殊的化学物质(神经递质神经递质,neurotransmitter
7、)的释放来)的释放来达到信息传递的作用。达到信息传递的作用。q破伤风、蜘蛛和蛇产生的神经毒素进入血破伤风、蜘蛛和蛇产生的神经毒素进入血液后,通过血液循环,到达神经与肌肉连接液后,通过血液循环,到达神经与肌肉连接处(处(神经肌接头神经肌接头)。)。q神经毒素通过抑制神经递质的释放,达到神经毒素通过抑制神经递质的释放,达到阻碍神经与肌肉的信息传递,达到呼吸肌麻阻碍神经与肌肉的信息传递,达到呼吸肌麻痹,呼吸衰竭。痹,呼吸衰竭。神经与肌肉的连接处第八页,本课件共有39页q中风(中风(stroke):脑血管损害导致了脑功能的损脑血管损害导致了脑功能的损伤。在美国,中风在致死性疾病中位居第三,每伤。在美国
8、,中风在致死性疾病中位居第三,每年约有年约有10万中风患者存活下来,但他们却终身万中风患者存活下来,但他们却终身丧失劳动力。丧失劳动力。q神经细胞需要血管供血以提供细胞所需的氧、神经细胞需要血管供血以提供细胞所需的氧、葡萄糖、氨基酸等营养物质。脑只占体重葡萄糖、氨基酸等营养物质。脑只占体重2.5%,却占心脏输血的,却占心脏输血的20%!q脑对氧很敏感,缺氧三分钟,神经细胞便发脑对氧很敏感,缺氧三分钟,神经细胞便发生不可逆的死亡,而其它器官细胞还能耐受。生不可逆的死亡,而其它器官细胞还能耐受。脑功能不正常(脑功能不正常(abnormal)脑有关的疾病脑有关的疾病第九页,本课件共有39页脑外伤脑外
9、伤(cerebral trauma)头部外伤可造成脑内出血,血块压迫大脑,颅内高压(头头部外伤可造成脑内出血,血块压迫大脑,颅内高压(头痛、呕吐、视乳头水肿三主征),形成脑疝。痛、呕吐、视乳头水肿三主征),形成脑疝。若抢救不及时,压迫脑干(心跳和呼吸中枢),造成心脏若抢救不及时,压迫脑干(心跳和呼吸中枢),造成心脏呼吸停止。呼吸停止。脑部脑部CT 脑疝脑疝第十页,本课件共有39页神经退行性疾病(神经退行性疾病(degenerative disease)神经元不明原因的进行性死亡神经元不明原因的进行性死亡q生活条件及医疗水平的改善,生命延长,人口老生活条件及医疗水平的改善,生命延长,人口老龄化带
10、来新的问题。龄化带来新的问题。q神经退行疾病的发病率显著提高,如老年性痴呆神经退行疾病的发病率显著提高,如老年性痴呆(Alzheirmers disease),帕金森氏病帕金森氏病(Parkinsons disease),严重的影响了人类生活,严重的影响了人类生活质量。质量。q老年性痴呆损害患者的记忆功能,(遗忘),而帕老年性痴呆损害患者的记忆功能,(遗忘),而帕金森氏病则引运动麻痹(运动不能)。金森氏病则引运动麻痹(运动不能)。治疗中的老年痴呆患者第十一页,本课件共有39页青年人居多的脑疾病青年人居多的脑疾病精神分裂症、抑郁症精神分裂症、抑郁症两者均为思维和情绪的疾病。两者均为思维和情绪的疾
11、病。精神分裂症(精神分裂症(schizophrenia)是一种严重的性格疾病,表现出妄想是一种严重的性格疾病,表现出妄想(delusion),幻觉(,幻觉(hallucination,illusion)和异常行为。多在青春期和)和异常行为。多在青春期和成年早期发病,而且缠病终身。成年早期发病,而且缠病终身。抑郁症(抑郁症(depression)表现为强烈的情绪低落、自卑和负罪感。表现为强烈的情绪低落、自卑和负罪感。在在美国大约有美国大约有1500万人在他们一生中的某个阶段会患上此病。该疾病成万人在他们一生中的某个阶段会患上此病。该疾病成为导致自杀的主要原因。为导致自杀的主要原因。第十二页,本课
12、件共有39页药物滥用导致的脑功能紊乱药物滥用导致的脑功能紊乱日常生活中,大家都在接触对脑有作用的化学物质。日常生活中,大家都在接触对脑有作用的化学物质。抽烟(含抽烟(含烟碱烟碱),喝咖啡(),喝咖啡(咖啡因咖啡因)来提神,或喝酒()来提神,或喝酒(酒精酒精)来高兴或悲)来高兴或悲伤一下。前两者是属于兴奋剂,能引起神经系统功能增强。而后者是麻醉伤一下。前两者是属于兴奋剂,能引起神经系统功能增强。而后者是麻醉剂,抑制大脑的正常功能。剂,抑制大脑的正常功能。也会用到一些对脑有作用的药品。如:也会用到一些对脑有作用的药品。如:头痛时吃点止痛药,睡不好觉时用头痛时吃点止痛药,睡不好觉时用安眠药,这些药物
13、同样也可以暂时影响脑的功能,达到缓解症状的目的。安眠药,这些药物同样也可以暂时影响脑的功能,达到缓解症状的目的。但另一些精神药物如吗啡(但另一些精神药物如吗啡(morphine)、海洛因、海洛因(Heroin)等,为中枢性镇痛药,等,为中枢性镇痛药,我们却称之为毒品。可怕的是这类精神药物会引起严重的药物我们却称之为毒品。可怕的是这类精神药物会引起严重的药物成瘾成瘾(addiction),患者欲罢不能,导致理知丧失,人格的扭曲,为了能吸食毒品而不,患者欲罢不能,导致理知丧失,人格的扭曲,为了能吸食毒品而不顾一切,违反法律道德,对社会的危害很大。顾一切,违反法律道德,对社会的危害很大。第十三页,本
14、课件共有39页神经科学导论神经科学导论脑科学的历史及现状脑科学的历史及现状一、古代对脑的认识二、近代对脑的认识三、当今的神经科学第十四页,本课件共有39页古代:“心思”还是“脑思”?西方医学之父的希波克拉底(西方医学之父的希波克拉底(Hippocrates)认为认为:“脑不仅参与对环境的感知,而且是脑不仅参与对环境的感知,而且是智慧的发源地智慧的发源地”。柏拉图柏拉图(Platon)曾提出:人的欲望、思想、智慧是从脑产生的。曾提出:人的欲望、思想、智慧是从脑产生的。Platon的学生亚里士多德(的学生亚里士多德(Aristotle)却相信却相信“心脏是智慧之源心脏是智慧之源”,认为脑只,认为脑
15、只是个散热器,用来平衡体温之用。是个散热器,用来平衡体温之用。无独有偶,这个观点在中国也得到认同。无独有偶,这个观点在中国也得到认同。“心之官则思心之官则思”孟子孟子 “心居中虚,以治五官心居中虚,以治五官”荀子荀子 “心忧炭贱愿天寒心忧炭贱愿天寒”唐唐白居易白居易卖炭翁卖炭翁 “心乐之心乐之”唐唐柳宗元柳宗元至小丘西小石潭记至小丘西小石潭记 心想、心理、心情、言为心声、心不在焉、心地善良、心想、心理、心情、言为心声、心不在焉、心地善良、心烦意乱、心烦意乱、心无二用等等心无二用等等第十五页,本课件共有39页最有力的证据最有力的证据在中国虽然主流观点是心派,但仍有少数人持正确的认识。如秦代医书在
16、中国虽然主流观点是心派,但仍有少数人持正确的认识。如秦代医书皇皇帝内经帝内经素问素问里说里说“头者,精神之府头者,精神之府”。明代李时珍也指出:。明代李时珍也指出:“脑为元脑为元神之府神之府”。两种学说都有支持者,争论持续了一千多年,但谁都拿不出有力的证据。两种学说都有支持者,争论持续了一千多年,但谁都拿不出有力的证据。每个人都希望自已更聪明,根据每个人都希望自已更聪明,根据“吃什么,补什么吃什么,补什么”的简单思维,的简单思维,狐狸狐狸(心)和猴子(脑)开始遭殃。心)和猴子(脑)开始遭殃。这种混乱情况最终由古罗马的医生盖伦(这种混乱情况最终由古罗马的医生盖伦(Galen)用最为有力的实验所证
17、实。他分别用最为有力的实验所证实。他分别对动物的心脏和脑的进行夹捏刺激,发现夹捏心脏表现为呼吸急促,四肢挣扎等;对动物的心脏和脑的进行夹捏刺激,发现夹捏心脏表现为呼吸急促,四肢挣扎等;而夹捏脑却出现感觉丧失,很快昏迷,进入无意识状态,失去了全身各种有意识而夹捏脑却出现感觉丧失,很快昏迷,进入无意识状态,失去了全身各种有意识的活动。因此,的活动。因此,结论再简单不过了,结论再简单不过了,感觉思维和随意运动都是由脑产生的!感觉思维和随意运动都是由脑产生的!第十六页,本课件共有39页盖论观点:大脑是感觉接收装置,小脑则支配肌肉。盖论观点:大脑是感觉接收装置,小脑则支配肌肉。他是怎么得出这个结论的?他
18、是怎么得出这个结论的?希腊医师盖伦接受了希腊医师盖伦接受了Hippocrates的关于脑功能的观点,还对动物的脑进行了大量的关于脑功能的观点,还对动物的脑进行了大量而细致的解剖。而细致的解剖。现象:现象:大脑较为松软,而小脑较为坚硬大脑较为松软,而小脑较为坚硬结论结论:大脑很可能是感觉接收装置,小脑则一定是支配肌肉:大脑很可能是感觉接收装置,小脑则一定是支配肌肉依据依据:“结构结构-功能相关性功能相关性”形成记忆的关键是将感知形成记忆的关键是将感知“刻印刻印”(imprint)于脑,这一过程自然只能发生在面于脑,这一过程自然只能发生在面团般松软的大脑上。团般松软的大脑上。错误的依据中得出正确的
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