神经生物学第六章-脑的高级功能-课件2.ppt
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- 神经 生物学 第六 高级 功能 课件
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1、第六章第六章 脑的脑的高级功能高级功能-II 4、愤怒、愤怒与攻击与攻击动物攻击行为的动物攻击行为的意义:意义:捕捕 食食 保护后代保护后代 争夺配偶争夺配偶 恐吓潜在的敌人恐吓潜在的敌人 攻击是一种复杂的行为,不是脑内某个孤立系统活动攻击是一种复杂的行为,不是脑内某个孤立系统活动的产物。的产物。雄激素水平是影响攻击行为的一个因素。雄激素水平是影响攻击行为的一个因素。攻击类型:攻击类型:捕食性攻击捕食性攻击(predatory aggression):不出现交感神不出现交感神经活动增强,不发出叫声经活动增强,不发出叫声情感性攻击情感性攻击(affective aggression):出现交感神
2、经活:出现交感神经活动增强,发出叫声动增强,发出叫声“冲冠一怒为红颜冲冠一怒为红颜”!1)下丘脑)下丘脑与攻击行为与攻击行为假怒:假怒:下丘脑电刺激实验:下丘脑电刺激实验:双侧双侧大脑皮层大脑皮层被被切除的猫或狗切除的猫或狗假怒假怒有愤怒反应的有愤怒反应的行为,但不会做行为,但不会做出实际攻击出实际攻击损毁损毁下丘下丘脑后部脑后部大脑皮层(端脑)大脑皮层(端脑)全部切除引起的全部切除引起的假怒行为效应消失假怒行为效应消失下丘脑后半部下丘脑后半部对于愤怒和攻击对于愤怒和攻击行为的表达行为的表达特别重要特别重要电刺激电刺激下丘脑下丘脑打喷嚏打喷嚏喘气喘气进食进食恐惧或愤怒恐惧或愤怒下丘脑有两下丘脑
3、有两 个基本功能:个基本功能:内环境稳定内环境稳定情绪表达情绪表达刺激刺激下丘脑内侧部下丘脑内侧部引起情感性攻击:引起情感性攻击:动物弓背、嘶叫、流口水,动物弓背、嘶叫、流口水,但并不真正向无辜者但并不真正向无辜者如身旁的大鼠发动进攻。如身旁的大鼠发动进攻。刺激刺激下丘脑外侧部下丘脑外侧部引起捕食性攻击:引起捕食性攻击:动物稍稍弓起背,动物稍稍弓起背,毛发轻微竖起,毛发轻微竖起,迅速扑向大鼠并迅速扑向大鼠并凶狠地咬住大鼠的颈。凶狠地咬住大鼠的颈。刺激下丘脑的外刺激下丘脑的外侧面诱发掠侧面诱发掠夺性行为夺性行为刺激中部下丘脑刺激中部下丘脑产生攻击性的情产生攻击性的情绪绪2)中脑与攻击行为)中脑与
4、攻击行为下丘脑下丘脑通过两条主要的通路把信号传送给通过两条主要的通路把信号传送给脑干脑干:内侧前脑束内侧前脑束(medial forebrain bundle)背侧纵束背侧纵束(dorsal longitudinal fasciculus)下丘脑的外侧部的传出纤维组成部分内侧前脑束,投下丘脑的外侧部的传出纤维组成部分内侧前脑束,投射到射到中脑被盖腹侧区(中脑被盖腹侧区(ventral tegmental area,VTA)。)。电刺激电刺激VTA 捕食性捕食性攻击攻击的行为的行为特征;特征;损毁损毁VTA,减少减少动物的动物的捕食性捕食性攻击攻击;电刺激电刺激中脑导水管周围灰质中脑导水管周围灰
5、质使动物发动情感性攻击使动物发动情感性攻击。3)杏仁核与攻击性行为)杏仁核与攻击性行为20世纪世纪50年代美国科学家年代美国科学家Pribram 等报道,等报道,杏仁核损毁杏仁核损毁对对8只雄性猕猴的社会等级关系的影响只雄性猕猴的社会等级关系的影响人为损毁猴王的双侧杏仁核人为损毁猴王的双侧杏仁核这只猴的地位降为最低,原先排名第二的这只猴的地位降为最低,原先排名第二的猕猴地位升至最高,成为新猴王猕猴地位升至最高,成为新猴王杏仁核对杏仁核对攻击行为攻击行为是非常重要是非常重要攻击攻击能力强弱能力强弱直接决定猕猴在社会群体中的地位直接决定猕猴在社会群体中的地位4)5-羟色胺与攻击行为羟色胺与攻击行为
6、5-羟色胺能神经元位于羟色胺能神经元位于脑干的中缝核群脑干的中缝核群。对啮齿。对啮齿动物实验表明,动物实验表明,5-羟色胺羟色胺可可抑制抑制攻击行为攻击行为。大鼠服用阻断大鼠服用阻断5-羟色胺合成的药物羟色胺合成的药物PCPA(parachlorophenylanine)后,对小鼠的攻)后,对小鼠的攻击行为增多。击行为增多。敲除敲除5-HT1B受体基因后,小鼠的进攻能力增强。受体基因后,小鼠的进攻能力增强。愤怒发生的神经结构基础:愤怒发生的神经结构基础:下丘脑下丘脑:后半部,与攻击行为相关。:后半部,与攻击行为相关。中中 脑脑:下丘脑通过两条主要通路把信号传送给脑干:下丘脑通过两条主要通路把信
7、号传送给脑干:内侧前脑束(内侧前脑束(medial forebrain bundle)和背侧纵束和背侧纵束(dorsal longitudinal fasciculus)。杏仁核杏仁核:猕猴的社会等级关系猕猴的社会等级关系 愤怒发生的主要分子基础愤怒发生的主要分子基础:5-HT(抑制攻击抑制攻击)小鼠隔离小鼠隔离 5-HT合成、释放降低合成、释放降低 攻击增加攻击增加阻断阻断5-HT合成、释放的药物合成、释放的药物 攻击增加攻击增加5-HT受体基因敲除受体基因敲除 攻击增加攻击增加 内侧皮质核内侧皮质核 基底外侧核基底外侧核导水管周围灰质导水管周围灰质 腹侧被盖区腹侧被盖区 内侧前脑束内侧前脑
8、束 背侧纵束背侧纵束 5、强化、强化与奖赏与奖赏关于强化的实验观察:关于强化的实验观察:Olds和和Milner的实验(的实验(20世纪世纪50年代)年代):在大鼠在大鼠脑内脑内埋植埋植一个电极一个电极,当跑到盒子的某一个,当跑到盒子的某一个角落,大鼠脑便受到角落,大鼠脑便受到一次电刺激一次电刺激。受到第一次刺激。受到第一次刺激后,大鼠走开,但很快又回到这个角落,后,大鼠走开,但很快又回到这个角落,再次接受再次接受电刺激电刺激。最后,。最后,大鼠就一直呆在这个角落不走,似大鼠就一直呆在这个角落不走,似乎在寻找这个电刺激。乎在寻找这个电刺激。“痛并快乐着痛并快乐着”!后来对此实验进行了精后来对此
9、实验进行了精心修改心修改:设计了一个设计了一个有踏板新盒子,当踩到有踏板新盒子,当踩到踏板时,大鼠脑受到短踏板时,大鼠脑受到短暂电刺激。最初,大鼠暂电刺激。最初,大鼠只是偶尔踩踏板,只是偶尔踩踏板,不久不久后,大鼠学会不断地踩后,大鼠学会不断地踩踏板,该行为踏板,该行为称为称为自我自我电刺激(电刺激(self-stimulation)。)。大鼠很热衷于踩踏板,大鼠很热衷于踩踏板,不顾吃喝,只有体力耗不顾吃喝,只有体力耗竭时才停止。竭时才停止。上述实验揭示了强化脑刺激这一现象上述实验揭示了强化脑刺激这一现象,但带来了如下问题:,但带来了如下问题:电刺激哪些脑结构可以产生强化现象?电刺激哪些脑结构
10、可以产生强化现象?大鼠为什么会不断地寻求自我电刺激?大鼠为什么会不断地寻求自我电刺激?电刺激的结果是导致愉快吗?电刺激的结果是导致愉快吗?大鼠由此得到的满足与大鼠由此得到的满足与从采食或从采食或性行为中得到的满足是否类似?性行为中得到的满足是否类似?Olds和和Milner对对强化脑刺激的意外发现强化脑刺激的意外发现引发了随后的许多研究工引发了随后的许多研究工作作。如:。如:正常正常的强化行为(吃、饮、性)及不正常的强化行为的强化行为(吃、饮、性)及不正常的强化行为(药物成瘾、喝酒、抽烟)的神经基础是(药物成瘾、喝酒、抽烟)的神经基础是什么?什么?自我刺激的原因自我刺激的原因:大鼠从电刺激中获
11、得一种正向大鼠从电刺激中获得一种正向感觉,因此希望获得更多的刺激。因此引起强化脑感觉,因此希望获得更多的刺激。因此引起强化脑刺激的刺激的脑位点脑位点被称为被称为愉快中枢(愉快中枢(pleasure center)。)。但这个术语有可能在两个方面误解实验结果:但这个术语有可能在两个方面误解实验结果:第一,动物第一,动物是否体验愉快感觉是否体验愉快感觉?也许刺激并不引起愉?也许刺激并不引起愉快的感觉,自我电刺激可能只是需要更多的刺激,快的感觉,自我电刺激可能只是需要更多的刺激,如人一个劲喝酒并不引起愉快的感觉如人一个劲喝酒并不引起愉快的感觉。第二,即使刺激是愉快的,也不一定存在一个特定的第二,即使
12、刺激是愉快的,也不一定存在一个特定的中枢,也许是中枢,也许是散在的位点散在的位点或某个或某个纤维束纤维束。自我电刺激位点:自我电刺激位点:隔区、下丘脑外侧隔区、下丘脑外侧部、内侧前脑束、中脑被盖腹侧区部、内侧前脑束、中脑被盖腹侧区和脑桥背侧部。和脑桥背侧部。其中,其中,刺激内侧前刺激内侧前脑束产生很强的强化效应脑束产生很强的强化效应。不愉快中枢或负向强化位点:对某不愉快中枢或负向强化位点:对某些位点的电刺激可使动物产生回避些位点的电刺激可使动物产生回避行为,动物会主动避免导致脑某一行为,动物会主动避免导致脑某一部位受电刺激,并能学习某种操作部位受电刺激,并能学习某种操作终止电刺激这些部位。这些
13、位点:终止电刺激这些部位。这些位点:位于下丘脑的内侧部和中脑被盖腹位于下丘脑的内侧部和中脑被盖腹侧区的外侧部。侧区的外侧部。刺激这些位点可引刺激这些位点可引起负向感觉(恐惧)或负向强化行起负向感觉(恐惧)或负向强化行为(逃避捕食者)为(逃避捕食者)人人的脑刺激:两个的脑刺激:两个病例。病例。第一个病人第一个病人严重严重的嗜睡症的嗜睡症(narcolepsy):脑脑的不同的不同部位被埋部位被埋植了植了14根电极。根电极。当刺激当刺激海马海马时,他感受到中等程度的愉快。时,他感受到中等程度的愉快。当刺激当刺激中脑被盖区中脑被盖区时,他感觉到很清醒,但不时,他感觉到很清醒,但不愉快。愉快。他经常选择
14、自我刺激的位点是他经常选择自我刺激的位点是前脑的隔区前脑的隔区。刺。刺激这个区域使得他更激这个区域使得他更清醒清醒,而且给他一种舒服,而且给他一种舒服的感觉。的感觉。第二第二个病人个病人癫痫癫痫患者患者:脑内埋葬了脑内埋葬了17个电极个电极。刺激刺激隔区和中脑的被盖区隔区和中脑的被盖区:愉快的感觉;:愉快的感觉;刺激隔区:刺激隔区:性感觉;性感觉;刺激中脑被盖区:开怀畅饮的感觉;刺激中脑被盖区:开怀畅饮的感觉;刺激刺激杏仁核或尾状核杏仁核或尾状核:中等程度舒服的:中等程度舒服的感觉。感觉。有趣的是,病人经常自我刺激的位点是有趣的是,病人经常自我刺激的位点是内侧丘脑内侧丘脑,刺激这,刺激这个位点
15、引起一种令人恼怒的不舒服感觉。个位点引起一种令人恼怒的不舒服感觉。选择刺激这个的最选择刺激这个的最大原因:使他产生一种快要回想起一件往事的感觉,因此反大原因:使他产生一种快要回想起一件往事的感觉,因此反复刺激努力地回忆这件复刺激努力地回忆这件往事。往事。结论:人脑自我刺激的位点并不总是引起愉快的感觉。结论:人脑自我刺激的位点并不总是引起愉快的感觉。多巴胺与强化的关系:多巴胺与强化的关系:为什么大量散在的位点能导致共同的自我电刺激现象?为什么大量散在的位点能导致共同的自我电刺激现象?一个解释是,一个解释是,这些散在位点通过一条与正常奖励行为这些散在位点通过一条与正常奖励行为有关的共同神经通路而彼
16、此联系有关的共同神经通路而彼此联系。行为药理学表明,。行为药理学表明,多巴胺与强化行为有多巴胺与强化行为有联系:联系:电刺激内侧前脑束和中脑腹侧被盖区可以诱导高频率电刺激内侧前脑束和中脑腹侧被盖区可以诱导高频率的自我刺激。的自我刺激。中脑腹侧被盖区是多巴胺神经元胞体所中脑腹侧被盖区是多巴胺神经元胞体所在部位在部位给大鼠注射多巴胺受体激动剂给大鼠注射多巴胺受体激动剂能增加自我刺激的频率;能增加自我刺激的频率;注射多巴胺受体拮抗剂注射多巴胺受体拮抗剂能降低自我刺激能降低自我刺激的频率的频率多巴胺与强化、多巴胺与强化、奖赏联系的本奖赏联系的本质还不清楚:质还不清楚:切断内侧前脑切断内侧前脑束并没有对
17、自束并没有对自我刺激造成明我刺激造成明显影响。多巴显影响。多巴胺对行为很重胺对行为很重要,但它不是要,但它不是脑的脑的唯一唯一“奖奖赏物质赏物质”?三、睡眠与觉醒的脑机制三、睡眠与觉醒的脑机制1.睡眠睡眠(sleep)的含义的含义2.睡眠睡眠的意义的意义3.如何研究如何研究睡眠睡眠?4.睡眠过程中的神经生理学状态睡眠过程中的神经生理学状态睡眠睡眠:机体对环境的反应性降低、与环境相互作用减弱的状态,很容机体对环境的反应性降低、与环境相互作用减弱的状态,很容易逆转。易逆转。人一生约有人一生约有1/3的时间在睡眠中度过,其中的时间在睡眠中度过,其中1/4的睡眠时间处于活跃的睡眠时间处于活跃做梦状态。
18、长期睡眠剥夺对机体正常功能是毁灭性的。做梦状态。长期睡眠剥夺对机体正常功能是毁灭性的。吃饭和娱乐吃饭和娱乐也会占据另外的也会占据另外的1/3时间时间 在剩余在剩余1/3的生命中的生命中童年童年和各种教育占据和各种教育占据1/3老年老年时期占据另外时期占据另外1/3因此,只有大约因此,只有大约1/9的生命,大约的生命,大约不足不足10年时间,可以用于有效年时间,可以用于有效的工作的工作 哺乳动物、鸟类、爬行动物、海豚都睡眠哺乳动物、鸟类、爬行动物、海豚都睡眠 睡眠对生命极其重要,与摄食和呼吸的重要性相似睡眠对生命极其重要,与摄食和呼吸的重要性相似 浅睡或梦境浅睡或梦境占据睡眠的大部分时间占据睡眠
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