心理与行为的生物学基础

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1、第二章心理与行为的生物学基础第一节神经元一、神经元的结构神经元（神经细胞），是神经系统的基本单元，它们的数量多得惊人。尽管有几种不同的神经元，但其基本结构是相似的。与体内的所有细胞一样，神经元有一个含有细胞核的细胞体。细胞核中的遗传物质最终决定了一个细胞有何功能。神经元被胶质细胞支撑住，胶质细胞提供营养并将神经元隔离开来。但是与其它多数细胞不同，神经元具有一个明显特征，即能够与其它细胞进行联络并传递信息，有时传递的距离相对较远。虽然体内的许多神经元接收来自环境的信息或将神经系统的信息传至肌肉和其它目标细胞，但是绝大多数神经元只与其它神经元进行联络，组成了控制行为的精密的信息

2、系统。神经元的一端是称为树突的一些纤维束。这些看上去像弯曲树枝的纤维接收来自其它神经元的信息。在另一端，神经元有一根长而细的、管状的轴突，这一部分将信息传递至其它神经元。一个神经元通常有多个树突，但只有一个轴突。从细胞体发出的这两种分支，通常称为神经纤维。轴突的末端是称为突触小体（球形小体）的小突起，它将信息传至其它神经元。神经元如何传递信息呢？我们现在知道，神经活动都是因为轴突传导和突触传导中的生理化学过程。穿过神经元的信息在性质上完全是电的。这些电信息在神经元中的传递路线以树突开始，然后来到细胞体，最终穿过管状的轴突。因此，树突接收来自其它神经元的信息；轴突将信息带离细

3、胞体。为了防止信息在神经元之间发生短路即神经冲动向周围扩散，轴突必须以某种方式进行绝缘（就像电线必须绝缘一样）。在大多数轴突中，它是通过髓鞘来完成的，它就像一件保护性的外衣，将轴突像香肠一样包裹起来。髓鞘髓鞘还可以提高电冲动在轴突中的传递速度。那些传递最重要、最急需信息的轴突所包裹的髓鞘也最多。在某些疾病中，包裹着轴突的髓鞘坏掉了，使本该包裹住的一些部分裸露出来。这使脑和肌肉间的信息传递发生了短路，并导致无法行走、视觉障碍等症状。在神经元之间有大量胶质细胞。它们的作用在于为神经元的成长提供了路线和支架，提供了绝缘作用（髓鞘就是由某些特异化的胶质细胞组成的），并给神经元提供营

4、养。二、神经元如何放电神经元遵循一种全或无法则：它们要么放电，要么没有放电，不存在处于放电状态和非放电状态之间的中间状态。换而言之，当刺激强度未达到某一程度时，无神经冲动产生，但当刺激强度达到能引起神经冲动的某种程度时，该神经冲动立即达到最大强度，此后刺激强度即使再加强或减弱，对已引起的冲动强度不再产生影响。只要力量足以发射，神经元就放电了。在神经元放电前，它处于一种静息状态，具有约-70毫伏的负电位。这种电位差就称为“极化”或静息电位，这种电位是由于神经元内部的负离子比外部多而造成的。可以将神经元比作一个极小的电池，神经元内部代表负极而外部代表正极。当一个神经元受到其他神

5、经元或感觉器官的刺激时，即当信息到达后，它就不再“静息”，神经元的细胞膜会迅速打开，让正离子以最高可达每秒1亿个离子的速度涌进来。这些正离子的突然到来使膜内电位升高，膜内外电位差减少，这个过程称为“去极化”。这一电位的变化过程就叫动作电位。如果膜外离子仍往里进，内部的正离子会越来越多而到达一种程度，当正电位到达一个关键水平后，就会造成“引发”，即产生神经冲动，它沿着神经元的轴突传递出去。随即神经元又回复到静息电位，即原来的极化状态，也就是神经元内部电位比外部低。这一种过程称为“复极化”。动作电位从轴突的一端移向另一端，就像火焰沿着引线移动。当动作电位产生时，轴突的某一局部就

6、会出现动作电位，膜表面电位由正变负，而膜内则由负变正。但是邻近未受刺激的部位仍然是膜外为正，膜内为负。这样在细胞表面，兴奋部位与静息部位之间就出现了电位差，于是产生了由未兴奋部位的正离子向兴奋部位的负离子的电流。同样，膜内兴奋部位与静息部位之间也出现了电位差，产生相反方向的电流，从而构成一个电流回路，称为局部电流。这种局部电流使邻近未兴奋部位的细胞膜通透性发生变化，并产生动作电流。这种作用反复下去，就使神经冲动从一处传到另一处。神经冲动的这种传导称为电传导。简单地说，当神经冲动在轴突中传递时，大量离子的移动造成轴突各部位由静息电位变为动作电位，当神经冲动通过轴突某特定部位后

7、，该部位由动作电位恢复到静息电位。一旦动作电位通过了轴突的某部位，该部位的细胞膜在几毫秒内就不再允许正离子进入了，因此不管受到多少刺激，神经元也无法再次立即放电。这就像枪必须在每次反射后再使子弹上膛一样。并且在随后的一段时间里，尽管神经元可能放电，但是与神经元达到正常静止状态时要再放电所需刺激强度相比，则需要更强的刺激。不过最终，神经元准备好了再次放电。这种去极化、复极化的速度是很快的，这些复杂事件能够以闪电般的速度发生，尽管不同神经元间存在很大差异。动作电位穿过轴突的特定速度取决于轴突的大小及其髓鞘的厚度。更粗、