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发布时间:2020-10-09 21:29:59

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卡尔森《生理心理学》(第6版)笔记和课后习题详解

卡尔森《生理心理学》(第6版)笔记和课后习题详解试读:

第1章 生理心理学在起源

1.1 复习笔记

一、人类意识的生理学途径(一)脑基本结构

脑的最大部分包括两个对称的部分,称作大脑半球,从对侧身体接受感觉信息(嗅觉和味觉信息同侧传递),并控制对侧身体的运动。胼胝体是连接大脑两侧相应部分的大束神经纤维,使两半球分享信息,以至每侧都知道另一侧正在知觉和正在做的。(二)裂脑手术

裂脑手术(切断连接大脑半球的胼胝体)偶尔用于那些不能通过药物控制的严重癫痫病人,可以极大地减少癫痫发作的频率。(三)术后影响

裂脑手术以后,大脑两半球独立运转,感觉机制、记忆和运动系统不再交换信息。

二、生理心理学本质(一)概念

生理心理学是以各种实验动物为材料,采用各种方法从整体、细胞乃至分子水平研究可以观察到的行为现象,试图理解行为的生理学,即神经系统在控制行为中的作用,以及与其他系统(特别是内分泌系统)的相互作用。(二)研究目标

生理心理学家的任务是用生理学机制解释行为。科学的解释有两种形式:概化和还原。多数心理学家使用概化,即将行为的特定事例解释为从其实验演绎出来的一般规律的例证。多数生理学家使用还原,即用现象背后的更基本的过程描述现象。(三)生理心理学的生物学基础

1.行为的脑中心解释(1)万物有灵论。远古的人们相信,一切自然现象都有神灵主宰。比如,石头落地是因为它们的神灵想与母亲大地团聚。(2)人类行为受神灵支配。(3)埃及、印度和中国在内的许多古代文化都认为心脏是思维和情绪之所在。但希波克拉底(公元前460~前370)认为思维和情绪应该是脑的作用。(4)亚里士多德(公元前384~前322年)认为心脏是智慧的器官。(5)盖仑(公元130~200)是生理心理学之父,对一些动物的脑进行了解剖研究,并进行了深刻思考。

2.身心关系(1)二元论

①柏拉图是“西方二元论之父”。他认为心灵独立于身体,不受宇宙规律支配,并对身体施以控制。

②17世纪的法国哲学家勒内•笛卡尔,第一个提出在人类心灵和脑之间存在一种联系。

a.他认为人体的一些运动是自发的、非随意的,并将这类不需要心理的参与的反应称为反射。

b.坚持身心二元论,他认为每个人都有心灵,即不受宇宙规律支配的独特的人类属性。心灵控制身体的运动,而身体通过其感官提供环境中所发生的信息给心灵。他假设这种相互作用在松果体(位于脑干上方的一个小器官,埋在大脑半球下面)发生。(2)一元论

一元论认为心理是脑(神经系统)活动产生的现象。

3.脑科学的发展(1)17世纪意大利生理学家Luigi Galvani发现电刺激青蛙的神经引起所附肌肉的收缩,其实验促使其他人研究神经传递讯息的本质以及肌肉收缩的方式。(2)19世纪德国生理学家缪勒的贡献

①极力提倡将实验技术应用于生理学,实验性移走或隔离动物器官,观察其对不同化学物质的反应。

②提出了专化神经能量学说。该理论认为:尽管所有神经承载相同的基本讯息(一种电的冲动),但人们以不同的方式知觉不同神经的讯息如视觉、听觉,原因是这些信息在不同的通道中产生。脑的不同部分接受不同神经传来的信息,因而脑有功能分区。(3)19世纪法国生理学家Pierre Flourens采用实验性切除的方法,切除动物脑的不同部位,观察动物不再能够做的行为来推论缺失脑部的功能。(4)法国外科医生布洛卡(Paul Broca)将实验性切除原则应用于人脑。布洛卡发现,左半球大脑皮层的一个部分对完成言语功能是必需的。这个区域被称为布洛卡区。(5)1870年,德国生理学家Gustav Fritsch和Eduard Hitzig通过电刺激来理解脑的生理学,发现对脑不同部分的特定区域刺激能引起对侧身体特定肌肉的收缩。(6)19世纪赫尔姆霍茨的贡献

①提出了能量守恒定律的数学公式。

②发明了检眼镜(用于检查眼睛的视网膜)。

③提出了颜色视觉和色盲理论,同时还研究了听觉、音乐的生理过程。

④第一个测量出神经传导速度约为27米/秒,说明神经传导决不是简单的电传导。(7)20世纪实验生理学的发展包括许多重要的发明,如觉察微弱电信号敏感的放大器,分析细胞内和细胞间化学变化的神经化学技术,观察细胞及其构成的组织学技术等。

三、自然选择和演化(一)功能主义和特质的遗传

1.达尔文阐明了演化生物学中的自然选择和演化原则

①达尔文强调所有有机体的特征——其结构、色彩、行为——都有功能意义。

②达尔文通过其演化理论来解释物种获得适应性特征的方式,其理论的基础是自然选择原则。自然选择是指赋予选择性优势(使机体产生比其物种平均数目更多后代特征)的遗传特质在群体中变得更普遍的过程。

2.分子遗传学原理

分子遗传学原理的工作过程:每一个通过性繁殖的多细胞生物体包含大量细胞,每个细胞都包含染色体。↓本质上,染色体包含一个特定物种特定成员建构(也就是胚胎学发育)的蓝图。如果改变计划,就会产生不同的生物体。↓计划发生改变,突变随时发生。突变是结合在一起产生新个体的精子或卵子染色体中的偶然改变。↓通过突变改变的特质是身体上的,染色体制造影响细胞结构和化学的蛋白质。↓

这些身体特质改变的结果可以在动物行为上看到。因此,自然选择过程可间接地作用于行为。(二)人种的演化

1.演化过程

3.6亿年前两栖动物→2.9亿年前爬行动物→2.2亿年前哺乳动物→新生代早期最早的灵长类→2500万年前最早的人种(类人猿)在非洲出现→370万年前获得两足行走→大约250万年前发现了工具制造→170万年前最早的人种(直立人)离开非洲向亚欧扩散。

2.人类的优势特征(1)直立行走;(2)上肢灵活;(3)出色的视觉;(4)使用火;(5)语言能力。(三)大脑的演化

1.大脑的演化进程

单细胞生物(草履虫)→腔肠动物(水螅,神经网)→环节动物(蚯蚓,原始的脑和神经索)→昆虫(爬行动物,出现大脑皮层)→灵长类(简单思维能力)→人(皮层高度发展)

2.大脑演化的原因

幼态持续、减缓成熟的过程,允许更多的时间生长,是大脑发展的一个重要因素。

四、动物研究的伦理问题(一)确信正在做的是人道的和有价值的,动物研究最终的结果是对人类有益处的。(二)人道的对待动物,研究中使用动物的科学家必须遵循为保证动物被适当地照顾而制定的严格的规章制度。

五、学习策略(一)学习者需要主动做的事情

1.学习行为生理学涉及大量比记忆多得多的内容。当然,有些一定要记的内容:神经系统各部分的名字、化学物质和药物的名字、特定现象的科学术语和用于研究这些现象的程序等等。

2.要防止知识陈旧,就要了解事实获得的过程。

3.在给出有关学习、知识和科学方法这些成果的时候,本书不仅呈现大量的事实,而且描述了科学家在理解行为生理学时所用的程序、实验及其逻辑推理。(二)学习建议

1.尽可能不间断地阅读规定的部分,不用担心记不记得住细节。关于某个主题的第一次课以后,认真地阅读规定的部分。

2.要主动,不要被动。强迫自己写下整个词句和短语。将信息翻译成自己的话。

3.回答学习指导中的问题。

1.2 课后习题详解

1.可以给一个足够大且复杂的电脑编程使之理解自己吗?假定有人某天声称已经这样做了,你需要什么证据证明或者否定这种说法?

答:(1)足够大且复杂的电脑编程是不能完全理解自己的。(2)证明

①实验已经证明,脑损伤或药物可以深刻地影响意识。因为意识可能由于脑的结构和化学变化而发生改变,意识可能就像行为一样是一种生理学功能。意识和交流的能力是并进的。人类有复杂的社会结构和巨大的学习能力,受益于其交流能力:彼此表达意图,彼此提出要求。言语交流使合作成为可能,并允许建立行为的习俗和法规。正是这种能力的演化才使意识现象出现。人向他人发出和接受他人信息的能力使其可以发出和接受自己的讯息,思考并觉知自己的存在。

②而电脑编程首先没有像人脑一样的生物基础,其仅仅是没有意识的固定的程序设置,不像人脑可以由于脑结构和化学变化而发生改变。从根本上来,电脑不具备人类的学习能力和交流能力,因此无法与之交流,无法在与其信息交流的过程汇总理解自己。

2.很明显,裂脑个体的左半球可以意识到它所接受的信息和它自己的思想。右半球的心理过程是没有意识的。但是,右半球也可能是意识的,只是不能告诉我们吗?我们怎么能够说明是不是这样呢?你看出来这个问题和第一个问题的一些相似性了吗?

答:(1)右半球是有意识的,能知觉到传递给它的有关特定客体的信息。(2)证明

嗅觉系统不像视觉系统那样遵从感觉信息交叉表征。当一个人用左鼻孔闻一朵花,只有左半球会接受到这种嗅觉信息。因而,如果一个裂脑病人的右鼻孔关闭,只有左鼻孔打开,病人可说出他所闻到的气味。然而,如果气味进入了右鼻孔,病人会说他(她)什么都没有闻到。但事实上,右脑已经知觉到了气味并且可以识别。让病人用右鼻孔闻一种气味,然后要求使用左手,即由觉察到气味的半球所控制的,去选择与气味相应的客体——对花香就选择一束塑料花,对鱼腥就选择玩具鱼,对松树的气味就选择一棵模型树等等。病人能够很好地完成测试。

3.研究生理心理学历史的价值是什么?是浪费时间吗?

答:(1)研究生理心理学历史的最大价值就在于帮助人们更好地理解生理心理学的本质,有助于更好地推动生理心理学的发展。研究生理心理学不是浪费时间。(2)历史唯物主义的观点认为,研究现实问题必须把这些问题放到历史的背景中,掌握它们的来龙去脉。因此学习生理心理学不能忘记基本的历史联系,要了解某种现象以及某个问题在历史上怎样产生,在发展中经过了哪些主要阶段,并根据它的这种发展去考察生理心理学现在的发展状况。如果对生理心理学的过去没有清楚的了解,那么就不可能形成对当代生理心理学的正确认识。

4.假定我们只考虑最近的研究而忽视我们现在知道是不正确的解释,我们是会让时间花得有价值,还是会丢失一些东西?

答:会让我们丢失一些东西。(原因与第三题类似,进行一项研究必须全面考虑研究问题的来龙去脉,其产生根源,发展过程以及目前状况,这样才能使研究更客观地进行,保证时间花得更有价值)

5.人类可能自我觉知的事实具有什么有用的功能?我们物种的演化过程中这种特质是怎样被选择的?

答:(1)人类可能自我觉知的事实具有适应性特征功能。(2)选择过程

最早的人种(类人猿)出现在非洲,并逐渐演化出收集根茎和块茎,狩猎和防御其他捕猎者的特征。人类发展并演化出使用有声语言进行符号交流的能力,彼此表达意图,彼此提出要求。言语交流使合作成为可能,并允许建立行为的习俗和法规。正是这种能力的演化才使意识现象出现。人向他人发出和接受他人信息的能力使其可以发出和接受自己的讯息,思考并觉知自己的存在。

6.人类和黑猩猩DNA的不同只有1.2%,你觉得惊讶吗?对这个事实你的感受如何?

答:人类和黑猩猩DNA的不同只有1.2%,我感觉非常惊讶。DNA作为遗传信息的载体,对生物的生理心理特征的形成有很大的影响。人类和黑猩猩毕竟属于不同的物种,从外貌形态到生活习性都有很大的不同。但是这两个物种竟然分享98.8%的DNA,说明小量的基因能够造成巨大的遗传差异。

7.如果我们的物种继续演化,你认为也许会发生什么改变?

答:根据达尔文的物种进化论:“物竞天择,适者生存”,如果我们的物种继续演化,那么这种变化必然是和环境的影响分不开的。(1)运动能力退化

现代社会不用像原始社会一样,以渔猎为生,对身体的运动技能有非常高的要求,因此很多人并不重视运动。加之大量的上班族长期保持坐姿,少有运动的机会。因此人类的运动能力可能会进一步退化。(2)智力上升

随着生活水平的增长,人类在幼年期能够得到充分的营养和良好的照顾,这为婴幼儿生理机能的健康发展提供了充分的保障。而良好的生理机能是智能发育的前提,再加上愈来愈高的教育水平,两个因素能够联合促进人类智力的发展。

第2章 神经系统细胞的结构和功能

2.1 复习笔记

一、神经系统的细胞(一)神经元

1.基本结构

神经元(神经细胞)是神经系统中参与信息处理与信息传递的物质。大部分神经元都具有以下四个结构或区域:(1)细胞体

细胞体中含有细胞核以及其他一些为细胞生命过程提供保障的结构。(2)树突

形状像树一样,由神经元的胞体发出,负责细胞间信息相互沟通。信息在神经元之间通过突触单向传递(一些特殊的突触能够双向传递信息),从轴突终扣传到另一个细胞的细胞膜。(3)轴突

轴突是一条又长又细的管道,外面常包裹有髓鞘,负责把信息从细胞体传导到终扣。轴突所传递的最基本信息是动作电位。对于一个轴突,动作电位的强度和持续时间总是一定的。当动作电位到达轴突分叉时,动作电位会随之分为几支,每一支轴突的动作电位和分叉前的大小与强度一致。(4)轴突终扣

轴突末梢与其他神经元形成突触,并传送信息到其他神经元,就是轴突终扣。当动作电位传递到轴突终扣时,轴突终扣就分泌一种被称作神经递质的化学物质,激发或者抑制感受器细胞,从而决定其轴突上是否有动作电位的产生。

2.内部结构(1)细胞膜

细胞膜是细胞的边界,由两层脂质分子构成,内有许多细胞器。(2)细胞质

细胞质是细胞内可见的半透明物质,含有许多特殊的微小结构。线粒体是这些结构中的一种,能分解葡萄糖等营养物质,生成的三磷酸腺苷(ATP)为细胞的生命活动提供能量。(3)细胞核

细胞核是细胞中心区域的结构,包含染色体。染色体由长链的脱氧核糖核酸(DNA)组成,是蛋白质合成的模板。基因是染色体上的片断,含有单个蛋白质分子的信息。蛋白质对细胞有至关重要的作用:

①支撑作用。各种不同的蛋白束构成细胞骨架,彼此连接,支撑了神经元的形状。

②发挥酶的作用。有的酶促进某些分子结合,有的酶却加速分子的离解。

③参与细胞内的物质运输。长长的蛋白质束组成微管,进行轴浆转运,即负责物质快速而有效地在轴质(轴突中的细胞质)中传递。从胞体到轴突终扣的传输称作顺行性轴浆转运,从轴突终扣到胞体的运输称作逆行性轴浆转运。

3.分类(1)根据形态分类

①单极神经元:胞体只有一个分支,分支在离开胞体后不久就分为两支,一支感受环境中的信息,一支把信息传递给中枢神经系统。

②双极神经细胞:胞体发出一根轴突,在和轴突相对的另一方发出一根树突。

③多极神经元:胞体只发出一个轴突,但发出很多根树突。(2)根据功能分类

①感觉神经元:一种感受内外环境变化并将这些信息传递到中枢神经系统的神经元。

②运动神经元:控制着肌肉收缩或腺体分泌的神经元。

③中间神经元:在感觉神经元和运动神经元之间的神经元。(二)支持细胞

1.神经胶质

神经胶质是中枢神经系统中最重要的支持细胞。神经胶质细胞中最重要的三种是:(1)星形神经胶质细胞

星形神经胶质细胞功能为:

①为神经元提供物理支持,并通过吞噬作用清除大脑内的细胞残骸;

②产生一些神经元发挥作用所必需的化学物质;

③使神经元周围的化学物质的浓度保持在一定的范围内;

④为神经元提供营养。(2)少突神经胶质细胞

少突神经胶质细胞功能为:为轴突提供支持,通过产生髓鞘把多数的轴突彼此隔离。(少数轴突没有被包裹,因此就没有髓鞘。)(3)小神经胶质细胞(最小的神经胶质细胞)

小神经胶质细胞的功能为:

①具有吞噬作用,吞噬并分解死亡的神经元;

②大脑中免疫系统的代表,保护大脑不受微生物的侵袭。

2.许旺氏细胞

许旺式细胞是外周神经系统中的一种细胞。其主要功能是:为轴突提供支持,并且形成髓鞘。(三)血脑屏障

1.基本描述

血脑屏障是在血液和大脑细胞周围的液体之间存在的一个屏障,由血管的内皮细胞形成。血脑屏障是选择性通透的,即有一些物质可以穿过血脑屏障,而其他的物质则不可以。此外,脑极后区(一个控制呕吐的脑区)的血脑屏障相当薄。

2.主要功能(1)维持神经元内部和其周围液体之间的精细平衡;(2)阻隔有害物质的传递。

二、神经元内的信息传递(一)神经信息传递

1.概念描述

神经元从树突接受其他细胞传来的信息,经过胞体传到轴突的终扣,并刺激神经递质释放,这个过程被称为细胞内通信,即在一个细胞内的信息传递。

2.反射环路

完成撤回反射所需的环路由三种神经元组成:感觉神经元,中间神经元和运动神经元。如果大脑中的神经元激活了与该运动神经元形成突触连接的抑制性中间神经元,这个反射将会被抑制。

3.反射的信息传递过程(1)基本反射过程感觉神经元接收到有害刺激物的刺激信息(如接触到一个高温的物体)↓感觉神经元树突将信息沿着轴突传导至位于脊髓中的轴突终扣↓感觉神经元的轴突终扣释放神经递质,激发中间神经元,将信息沿中间神经元的轴突传递↓中间神经元的轴突终扣释放神经递质,激发运动神经元,将信息传导至运动神经元轴突终扣↓运动神经元的轴突把神经和肌肉连接起来,肌细胞收缩,发生撤回反应(手臂从高温物体处缩回)(2)拒绝反射过程的因素

大脑中神经元和脊髓中抑制性中间神经元形成突触。激活大脑中的神经元,其轴突终扣会激活与其相连的抑制性中间神经元。中间神经元释放抑制性神经递质,降低运动神经元的活性,会阻止撤回反射的发生(阻止人扔掉高温物体)。(二)测量轴突的电位

1.相关概念(1)静息电位:细胞膜休息时测量到的电位。(2)极化状态:静息时细胞的膜内负外正的状态。(3)去极化:当神经纤维受到刺激而引起兴奋时,兴奋部位的膜外电位降低,膜内电位升高,使得膜内外的电位差减少,细胞的静息膜电位从-70mV到0mV的过程被称为去极化。(4)超极化:细胞内向负方向极化,细胞外向正方向极化,使得膜电位低于膜电位静息时的水平并且保持一定时间的过程。(4)动作电位:膜电位非常短暂的逆转(即膜两侧电变化)过程,可以导致信息沿轴突的传递。(5)兴奋阈限(也称阈电位):引发动作电位的最低电压水平。

2.轴突的电位

一般静息神经元的细胞外液和神经元内部之间有40~90毫伏(mV)的跨膜电位差,即细胞内相对细胞外液是带负电的。大多数静息神经元内的电位一般在-70mV左右,即具有-70mV的负性静息电位。(三)膜电位

1.基本概念

细胞内部的液体(细胞内液)和细胞外面的液体(细胞外液)含有不同的离子,这些离子所产生的扩散压和静电压导致了膜电位。膜电压是二力平衡的结果。

2.扩散压

扩散指分子在其介质中均匀分布的过程。一般在没有外力或屏障阻碍的情况下,扩散压使分子从高浓度向低浓度扩散。

3.静电压

物质溶于水时会离解为两部分,带有相反的电荷。物质的这个属性被称为电离。电离产生的带有电荷的物质是离子。离子分为两种:正离子带正电,负离子带负电。由于同性相斥,异性相吸,离子之间由这种排斥或吸引而产生的力被称为静电压。

4.细胞内液和细胞外液中的离子(1)细胞内液和细胞外液中的离子

本书中主要涉及四种离子:有机离子(A-),氯离子(c1-),钠离子(Na+)和钾离子(K+)。

①有机离子是带负电的蛋白质分子或者细胞代谢的中间产物,只存在于细胞内液中。

②其他三种离子在内外液中都有存在,但是钾离子主要存在于细胞内液,而钠离子和钾离子主要存在于细胞外液中。下图(图2-1)中文字框的大小表示了这些离子的相对浓度。图2-1  主要离子细胞内外的相对浓度以及作用于离子的各种力(2)扩散力和静电压对各离子的作用过程:

①有机离子。尽管有机离子在细胞内的浓度会造成一定的渗透压,但由于膜的不通透性,有机离子不能穿透轴突膜,所以其依然分布在轴突膜以内。

②钾离子。钾离子主要集中于轴突内,因此渗透压会迫使其向细胞外部运动。但钾离子的外泄使得细胞外相对于细胞内带正电荷,因此静电压会迫使钾离子向里运动。当两种力达到平衡时,钾离子的分布就成了图中所示的情况(如图2-1所示)。

③氯离子。氯离子在轴突外的浓度更大一些,因此渗透压给该离子向细胞内的作用力;然而由于细胞内部带负电荷,因此静电力会给氯离子向外的作用力。同样地,两个力最终彼此达到平衡(如图2-1所示)。

④钠离子。钠离子轴突外的浓度大于内部,因此渗透压使钠离子向细胞内运动;由于钠离子带正电荷,因此静电力非但不会阻止钠离子进入细胞,反而会对它产生吸引的作用力(如图2—1所示)。(3)钠钾泵

①概念描述

静电力和渗透压都有利于钠离子进入细胞内部,但钠离子在细胞外液的浓度仍然高于细胞内部。其原因在于另外一种力,这种力由钠钾泵产生。

②钠钾泵的作用

钠钾泵是镶嵌在细胞膜上的大量的蛋白质分子,被称为钠钾转运体,进行钠离子和钾离子之间的交换。每当三个钠离子被转运出细胞就有两个钾离子被转运到细胞内部。(四)动作电位

1.动作电位的产生(1)产生

细胞膜对钠离子的通透性短暂提高,造成钠离子内流,随后细胞膜对钾离子的通透性也暂时提高,造成钾离子大量外泄,使得细胞膜电位迅速发生逆转,从而导致动作电位的产生。(2)造成膜通透性改变的原因

与钠钾泵的不同的另一种蛋白质分子,能够为离子进出细胞提供通道。这些分子上可以开关的通道被称为离子通道。当离子通道开启时,只有特异的离子能够通过其中的空隙进入或者离开细胞。

2.动作电位产生的全过程(1)刺激的强度一旦达到兴奋阈限,细胞膜上的钠离子通道开启。在渗透压和静电压的共同作用下,钠离子大量内流。这些通道的开启是由膜电位的降低(去极化)启动的。由于这些离子通道的开启受到膜电压的控制,因此被称为电压依赖性离子通道。钠离子的大量内流使得膜电位发生显著变化,从-70mV升高到+40mV。(2)轴突膜上也存在着电压依赖性钾离子通道,但其敏感性要低于电压依赖性钠离子通道,只有去极化达到一个更高的水平时才会开启,因此比钠离子通道开启的要晚。(3)当动作电位到达最高值时(大约经过l毫秒),钠离子通道失活。并只有膜电位恢复静息电位水平以后才有可能被再次激活。在这些时间内,没有钠离子能够进入细胞。(4)在渗透压和静电力作用下,钾离子大量外泄。钾离子的外泄促使膜电位恢复到正常值水平。在这个过程中,钾离子通道开始关闭。(5)一旦膜电位恢复正常,钾离子通道关闭,没有钾离子可以离开细胞。(6)细胞外钾离子的积累使得超极化发生,膜电位将下降到比静息电位(-70mV)更低的水平。多余的钾离子很快扩散,静息电位逐渐恢复到-70mV。最后,钠钾转运体把进入细胞内部的钠离子运到细胞外面,把流出细胞的钾离子转运回细胞内部。如图2-2所示:图2-2  动作电位中离子的运动(五)动作电位的传递法则

1.全或无法则

动作电位或者不产生,或者产生额定强度的动作电位。一旦产生,将沿着轴突一直传导至末端。在传导过程中,动作电位的强度总是保持不变。在轴突分支处,动作电位也分为几支,但每一支的强度并不减弱。

2.不应期法则

不应期是紧随一个动作电位之后的一段时期,在这期间,神经元无法再次兴奋。不应期有绝对不应期和相对不应期。(1)绝对不应期

绝对不应期指动作电位开始之后的几毫秒时期,神经元完全无法再次兴奋。绝对不应期中,任何强度的刺激都不能产生另一个动作电位。(2)相对不应期

相对不应期跟在绝对不应期之后。相对不应期间,可以产生另一个动作电位,但是只有高于正常强度的刺激才行。

3.频率法则

频率法则指高的激发频率引起高强度的肌肉收缩,高强度的刺激(比如刺眼的光线)可以引发眼神经轴突高频率的激发。

4.跳跃传导法则(1)概念

髓鞘包裹着的神经元只有在裸露的朗飞氏结才能与细胞外液接触。轴突把动作电位从一个朗飞氏结传导至另一个朗飞氏结。在每个新的朗飞氏结都有动作电位被重新激活。(2)优势

跳跃式传导有两个优点:

①节约能量;

②传导速度快。

三、神经元之间的信息传递

神经元之间的基本的信息传递是通过突触传递进行的。(一)突触

1.突触的基本概念

突触是由一个神经元的轴突终扣与另一个神经元细胞膜直接连接而形成的。突触分兴奋性突触和抑制性突触。前者是突触前神经元兴奋时,突触小泡释放出具有兴奋作用的神经递质;后者是突触前神经元兴奋时,突触小泡释放出具有抑制的神经递质。

2.突触的结构(1)突触前膜:位于轴突终扣的顶端,神经递质由此释放。(2)突触后膜:位于轴突终扣的对面,接受信息。(3)突触间隙:位于突触前膜和突触后膜之间的空间。(4)突触小泡:轴突终扣的细胞液中含有小的、球形或者卵形的突触小泡,内含有神经递质。突触小泡产生于胞体,通过快速的轴浆运输被转运到轴突终扣。

如图2-3所示:图2-3  突触的详细结构

3.突触的形式(1)轴—树突触:轴突终扣与树突相连形成的突触。(2)轴—体突触:轴突终扣与胞体相连形成的突触。(3)轴—轴突触:轴突终扣与其他轴突相连形成的突触。(4)突触棘:树突表面形成的如纽扣一般的突触。(二)神经递质的释放

在动作电位沿着轴突或者轴突分支传导时,轴突终扣发生了一些变化。突触前膜的一些突触小泡与细胞膜融合并且解体,把原来包裹的物质释放到突触间隙中。(三)受体的激活

1.激活过程

神经递质首先扩散通过突触间隙,然后与分布在突触后膜的特殊蛋白分子的结合位点——突触后受体相结合。一旦结合成功,突触后受体开放神经递质控制的离子通道,从而使特定的离子进出细胞,改变膜两侧的电位。

2.离子通道的打开方式

神经递质至少通过直接或者间接的两种方式开放离子通道:(1)直接方式

直接方式是通过促离子型受体实现的。促离子型受体是指当合适的神经递质与其结合以后,离子通道就会打开的受体。(2)间接方式

间接方式是通过促代谢型受体引发的化学变化实现的。促代谢型受体是一些不能直接开放离子通道,而需通过引发一系列的化学反应才能打开离子通道的受体。反应过程如如下:

①当神经递质与促代谢型受体结合时,受体激活与其相邻的位于细胞膜内的G蛋白。被激活的G蛋白会激活一种酶,引发化学物质第二信使的生成(神经递质是第一信使)。第二信使分子在胞浆中运动,和相邻的离子通道结合,并使其开放。

②第一个被发现的第二信使是腺苷酸环化酶,是由ATP生成的化学物质。第二信使作用不仅局限于开放离子通道,还能运动到细胞核或者神经元的其他部位,引发生化变化,影响细胞功能,甚至还能够激活或者抑制特定基因,从而引发或者结束某类蛋白物质的生成。(四)突触后电位

决定突触后电位是突触后受体的性质,即是由受体开放的特定的离子通道决定的。根据膜电位变化方向和对突触后神经元兴奋性的影响,突触后电位可分为:

1.兴奋性突触后电位(EPSP)(1)基本概念

突触后膜在兴奋性递质的作用下发生去极化,使突触后神经元对其他刺激的兴奋性升高,这种去极化电位称为兴奋性突触后电位(EPSP)。兴奋性突触后电位(EPSP)是突触后膜产生局部兴奋的表现。钠离子通道的打开会使钠离子内流,产生兴奋性突触后电位。(2)机制

轴突末梢兴奋→突触前膜释放兴奋性神经递质→递质经过突触间隙扩散并作用于突触后受体→离子通道打开,突触后膜对正离子(Na+和K+,主要是Na+)的通透性升高→Na+内流→去极化→产生局部兴奋(EPSP)。

2.抑制性突触后电位(IPSP)(1)基本概念

抑制性递质使突触后膜产生超极化改变,使突触后神经元兴奋性下降。这种电位变化称之为抑制性突触后电位(IPSP)。

钾离子和氯离子通道的打开会使钾离子外泄、氯离子内流,产生抑制性突触后电位。(2)机制--

抑制性递质作用于突触后受体→Cl通道开放,突触后膜对Cl-的通透性提高→Cl内流→超极化→产生IPSP(五)突触后电位的终结

突触后电位的终结是因为重摄取和酶降解两个机制:

1.重摄取

突触间隙中的神经递质被轴突终扣快速吸收。轴突终扣上分布有特殊的转运分子,利用细胞代谢的能量,把神经递质从突触间隙中直接转运到胞浆内。几乎所有的由神经递质引发的突触后电位都是由重摄取来终结的。

2.酶降解

通过这种方式降解的神经递质只有一种——乙酰胆碱(ACh)。乙酰胆碱脂酶(AChE)把乙酰胆碱(Ach)降解为醋酸和胆碱。这些物质都不能再激活突触后受体,致使突触后电位终结。(六)突触后电位的作用——神经整合

神经整合是兴奋性和抑制性突触后电位加和并控制神经元发放频率的过程。

1.神经整合过程兴奋性突触被激活后,树突去极化,产生兴奋性突触后电位。↓兴奋性电位沿树突传导,通过胞体以后到达位于轴突起始端的轴丘。(轴丘达到兴奋阈限将引发轴突的动作电位。)↓而抑制性突触被激活后引起超极化,产生抑制性突触后电位,使得膜电位远离阈电位的值。↓抑制性突触后电位抵消了兴奋性突触后电位的作用,因此没有引发轴突的动作电位。

2.放电频率

神经元放电的频率取决于与其胞体和树突相连的兴奋性或者抑制性突触的相对活性。兴奋性突触活性增强,放电频率提高;抑制性突触活性增强,放电频率降低。(七)自受体

1.基本描述

自受体是神经元上的受体分子,能够与该神经元上的神经递质反应。自受体并不控制离子通道,因此,结合了神经递质以后也不能引起膜电位的变化。其控制的是内部过程,包括神经递质的合成与释放。

2.作用

多数情况下,自受体激活引发的作用是抑制性的,即神经递质一旦释放到神经元附近的细胞外液中,神经递质的释放或合成的频率就会降低。研究者一般认为自受体是调控神经递质释放量的系统的一部分。释放量过多时,自受体抑制合成和释放;释放不足时,自受体促进合成和释放。(八)轴轴突触

轴轴突触不直接体现神经整合作用,其激活调节突触后轴突终扣释放神经递质的量。

1.突触前兴奋:轴轴突触中的突触前终扣的一种活动,以提高神经递质的释放量。

2.突触前抑制:轴轴突触中的突触前终扣的一种活动,以降低神经递质的释放量。(九)非突触化学传递

1.神经调质

一种机体自然分泌的物质,其作用类似神经递质,但是并不局限于突触间,可以通过细胞外液扩散。

2.激素

由内分泌腺释放并影响其他器官靶细胞的化学物质。

2.2 课后习题详解

1.我们了解到,线粒体前身是入侵我们远古祖先的某种微生物。这个事实启发我们,在进化过程中,不同物种之间也会有相互的影响。许多物种体内都生存有其他的有机体。事实上,我们肠道中的细菌是有利于我们的健康的。有些微生物之间能够交流遗传信息,因此一个物种的适应性的变异能够被其他的物种继承。我们神经系统细胞的某些特性会不会是我们的祖先从其他物种身上继承的呢?

答:胶质细胞可能就是我们的祖先从其它物种身上继承的。

胶质细胞是神经系统中最重要的支持细胞。胶质细胞的主要功能是:为神经元提供支持,将神经元固定在适当的位置;为神经元提供生命所需的营养物质和传递信息所需的化学物质;将神经元髓鞘化,从而不同神经元之间的信息传递不会短路;同时,神经胶质细胞还担当着清道夫的角色,清理并消除因疾病或者受伤所死亡的神经元。

胶质细胞的前身很有可能就是入侵我们远古祖先的某种微生物,它以吞噬死亡的神经元为生。渐渐地,它发展了一些和人类机体互惠互利的功能,因此成为神经系统的一部分。

2.人类大脑的进化非常复杂,却依靠很多看似简单的结构。例如,如果没有形成髓鞘的能力会有什么结果?为了快速地传导信息,没有包被的轴突必须要有很大的体积。如果星形突细胞不能产生髓鞘,我们的大脑要有多大?如果没有髓鞘,我们的大脑还会进化到现在这个地步吗?

答:如果没有髓鞘,我们的大脑不会进化到现在这个地步。

如果没有髓鞘,为了快速地传导信息,没有包被的轴突必须要有很大的体积,我们的大脑可能要比现在大许多。为了保证这个巨大大脑的营养供给,人体的新陈代谢速度也要比现在快很多。由于没有髓鞘,轴突周围不能有支持细胞,因此轴突的位置就不能固定,这可能会带来一系列的紊乱,大脑的信息传递速度和精确度会大大下降。

3.为什么突触传递要通过释放化学物质的方式进行?直接的电传递要简单的多,为什么我们的身体不是全部(除了大脑中的一小部分突触连接)采用这种方式?通常情况下,自然采取的方式是最简单的方式。因此化学传递肯定有一定的优势。你认为这些优势是什么?

答:化学传递介质包括神经递质和神经调质。相比于电传递,化学传递有许多优势。

电传递是比较精细快速的传递方式,突触前膜只能对唯一的受体细胞产生影响。轴突终扣释放神经递质,被相离很近的细胞膜上的受体所检测。在每一突触的信息交流是专门化的,这一传递方式和电传递类似。而神经调质是神经元大量释放的化学物质,它们能够运动到很远的地方,能在更广泛的范围内扩散。它们能够调节某一脑区的许多神经元的活动。

4.想一想本章所讲的撤回反射,你能设计一个电突触环路来完成这个过程吗?

答:略。

第3章 神经系统结构

3.1 复习笔记

一、神经系统的基本特点(一)表明神经系统方向的术语

1.前部和后部

对于中枢神经系统而言,前部指位于头部附近或朝向头的一侧;后部指位于尾部附近或朝向尾的一侧。

2.嘴端和尾端

对于中枢神经系统而言,嘴端指朝向脸前面的神经轴方向;尾端指远离脸前面神经轴方向。

3.背侧和腹侧

对于中枢神经系统而言,背侧指与朝向头顶或背部的神经轴相垂直的方向;腹侧指与朝向头骨底部或躯体前面的神经轴相垂直的方向。

4.外侧和内侧

外侧指朝向躯体侧面,远离中间的一侧;内侧指朝向躯体中间,远离侧面的一侧。

5.同侧和对侧

同侧指位于躯体的同一侧;对侧指位于躯体的相对的一侧。

6.横截面

对于中枢神经系统而言,神经轴切片的正确角度。

7.额状面

穿过大脑并与前脑平行的切面。

8.矢状面

穿过大脑并与神经轴平行、与地面垂直的切面。

9.水平面

穿过大脑并与地面平行的切面。

10.正中矢状面

将大脑分成对称两半的矢状面。(二)概述

神经系统由中枢神经系统(CNS)和外周神经系统(PNS)组成。中枢神经系统(CNS)包括大脑和脊髓;外周神经系统(PNS)包括脑神经、脊神经和外周神经节。(三)脑膜

1.脑膜是脑和脊髓周围的保护性鞘结构,分为三层:(1)硬脑膜:脑的最外层,硬而柔韧。(2)蛛网膜:脑膜的中间层,位于硬脑膜与软脑膜之间,类似蜘蛛网结构。蛛网膜只存在于脑和脊髓。(3)软脑膜:贴在脑表面的脑膜,薄而透明。

2.蛛网膜与软脑膜之间形成的缝隙是蛛网膜下腔,腔内循环着脑脊液(CSF)。外周神经系统(PNS)仅有两层膜,硬膜和软膜形成鞘,覆盖在脑神经、脊神经和外周神经节表面。(四)脑室系统和脑脊液生成

1.脑室系统

脑室系统由侧脑室、第三脑室、大脑导水管和第四脑室构成。脑室内充满脑脊液。最大的脑室是侧脑室,与第三脑室相通。胼胝体穿过第三脑室的中间。大脑导水管连接第三脑室和第四脑室。

2.脑脊液的生成

脑脊液是由侧脑室、第三和第四脑室的脉络丛生成,从两个侧脑室流入第三脑室,通过大脑导水管流入第四脑室,再进入蛛网膜下腔,最后返回到血液。

二、中枢神经系统(一)中枢神经系统的发育

1.脑发育的概括(1)纵向发育

妊娠的第18天左右神经系统开始发育→神经板形成→神经板的边缘形成嵴,沿纵向(头—尾)卷曲→第21天这嵴彼此接触、融合,形成神经管→神经管进一步发育成脑和脊髓→第28天,神经管关闭,脑室形成,周围的组织发育成脑的主要结构:前脑、中脑和后脑。(2)横向发育

在发育过程中,头腔(前脑)发育成两个侧脑室和第三脑室。侧脑室周围的区域形成端脑,第三脑室周围的区域形成间脑。在最终的发育形式中,中脑内的腔逐渐变窄,形成大脑导水管,两个结构发育成大脑的后部:后脑和末脑。

2.脑发育的细节

脑发育的几个阶段:(1)细胞增殖

前体细胞(生成神经元的细胞,位于脑室区内)通过对称分裂方式生成相同的两个前体细胞;几星期后前体细胞以非对称分裂方式生成另一个前体细胞。(2)细胞迁移

非对称分裂中形成的前体细胞从脑室向外迁移至脑区的最终位置。一种特殊的神经节细胞——放射状胶质细胞,为神经元的迁移提供了通路。(3)突起成长和突触建立

神经元迁移到了最终的位置,开始建立与其他神经元的联系。神经元长出树突,并接受其他神经元轴突的突触联系,同时生长自己的轴突。(4)细胞凋亡

当皮层发育结束后,前体细胞接受某种化学信号的刺激而凋亡。传达此信号的化学分子与受体相结合从而激活细胞内的杀伤基因。凋亡不仅可以消除淘汰掉没有建立起突触联系的神经元,还能加强保留下来的神经联结。

3.人脑的演化

在前体细胞的对称分裂阶段,脑室区不断增大。大脑的最终大小是由脑室区的大小决定的。与其他动物相比,人类的对称分裂阶段要长2天左右,这样有足够的时间来进行多余的3次分裂,这决定了人类的皮层要厚15%,因此发育阶段的对称和非对称分裂结束的延迟可能决定了人类大脑的增大。

4.大脑的分区结构表3-1  大脑的主要分区和结构(二)前脑

前脑是围绕着神经管嘴(头)侧末端的脑结构,包括两个主要部分:端脑和间脑。

1.端脑(1)大脑皮层

①大脑皮层覆盖了大脑表面,并且高度卷曲。这些卷曲包括沟(小的凹陷)、裂(大的凹陷)和回(相邻组织间的凸起),极大地扩大了皮层的表面面积。

②大脑皮层主要由胶质细胞和神经元的胞体、树突和相互连接的轴突组成。由于成分以细胞为主,所以大脑皮层具有灰色的外表,被称为灰质。大脑皮层的下面是上百万的轴突,与位于脑内其他部位的神经元相联系。这些轴突周围的高浓度磷脂使得其外表发白,因此被称为白质。(2)大脑皮层的不同区及功能(如图3-2所示)图3-2  (a)大脑底部的腹侧观;(b)正中矢状观,去掉小脑和脑干;(c)外侧观。

①中央沟和外侧裂将大脑分为四个区或叶,按各自所在区域的颅骨分别命名为:

a.额叶:位于中央沟前方、外侧裂上方的皮层,具有高级认知活动的调节和控制运动的功能,如筹划、决策和目标设定等功能。因意外事故损伤额叶能影响人的行为能力和改变人格。

b.顶叶:位于中央沟后方、顶枕裂前方的皮层,负责触觉、痛觉和温度觉。

c.枕叶:位于顶枕裂与枕前切迹连线的后方皮层,是视觉中枢。

d.颞叶:位于外侧裂下部的皮层,与听觉关系密切。此外在大脑外侧裂的深部皮层为岛叶,与味觉有关。

②根据大脑不同区域的机能,分为:

a.初级感觉皮层。主要接受来自躯体感觉系统的信息,包括三个部分:初级视皮层(枕叶后部脑区,接受视觉信息)、初级听皮层(颞叶上部脑区,接听听觉信息)和初级躯体感觉皮层(顶叶中央沟尾部的皮层,接受躯体感觉信息)。

b.初级运动皮层。位于初级躯体感觉皮层的前方,直接参与运动控制,支配对侧身体运动。

c.联合皮层。包括感觉联合皮层、运动联合皮层和前颞叶皮层三个部分。

第一,感觉联合皮层是接受来自初级感觉皮层信息的大脑皮层区。紧邻某一初级感觉皮层的感觉联合皮层只接受来自这一感觉系统的信息。

第二,运动联合皮层位于初级运动皮层嘴端的额叶区,也称前运动皮层,负责控制初级运动皮层,因此直接控制行为。

第三,前额叶皮层位于运动联合皮层嘴端的额叶区,参与计划和策略。(3)皮层下脑区

①边缘系统

边缘系统包括丘脑前核、杏仁核、海马、边缘皮层和部分海马等一组脑区及连接的纤维束。其最主要的结构是海马和杏仁核,位于颞叶侧脑室附近。边缘系统的主要功能是动机和情绪。

②基底神经节

基底神经节是前脑内的皮层下核团,位于侧脑室前部的下方,主要包括尾状核、壳核和苍白球。基底神经节参与运动的控制。

2.间脑

前脑的第二个主要分区是间脑,位于中脑和端脑之间,围绕着第三脑室。其两个主要结构是丘脑和下丘脑。(1)丘脑

①位置

丘脑构成间脑的背部,位置接近大脑半球的中央,基底神经节的内侧和尾部。

②功能

丘脑被分成几个核团。有些丘脑核团接受来自感觉系统的感觉信息。这些核团的神经元将感觉信息传递给大脑皮层的特异性感觉投射区。其他的丘脑核团也发出投射至大脑皮层的特异性区域,但并不传递感觉信息。(2)下丘脑

①位置

下丘脑位于脑的基底部,丘脑的下方。控制自主神经系统、内分泌系统以及组织与种系存活相关的行为,如斗争、摄食、逃跑和性行为。

②功能

下丘脑内的神经内分泌细胞分泌的激素进入毛细血管,然后被运至垂体前叶,控制垂体前叶激素的分泌。垂体后叶的激素由下丘脑产生,通过轴浆运输的方式被运输至垂体后叶。(三)中脑

中脑围绕着大脑导水管,包括顶盖和被盖两个主要结构。

1.顶盖

顶盖位于中脑的背部,包含上丘和下丘两个结构,下丘是听觉系统的一部分,上丘是视觉系统的一部分。

2.被盖

被盖是中脑的腹侧部分,包括网状结构、导水管周围灰质、红核、黑质以及腹侧被盖区。各构成部分的功能分别是:(1)网状结构接受来自各种通路的感觉信息,并发出纤维投射至大脑皮层、丘脑和脊髓,在睡眠和觉醒、注意、肌肉紧张度、运动和各种生存反射中发挥一定的作用。(2)导水管周围灰质指的是围绕大脑导水管周围的神经元胞体,从第三脑室至第四脑室。导水管周围灰质的神经环路控制运动序列,参与构成斗争和生殖等行为。(3)红核和黑质是运动系统的重要结构。来自红核的一束轴突纤维能将运动信息从大脑皮层和小脑传递至脊髓。黑质内的神经元轴突投射至尾状核和壳。(四)后脑

后脑围绕第四脑室,由后脑和末脑构成。

1.后脑

后脑包括脑桥和小脑。(1)小脑

①位置

小脑具有两个半球,位于大脑半球后方,覆盖在脑桥及延髓之上,像微型大脑。表面被小脑皮层所覆盖,并包含一些小脑深部核团。通过上中下小脑脚与脑桥背面相连。

②分区

小脑按机能可分为:

a.前庭小脑(原小脑或古小脑),前庭小脑有调整肌紧张、维持身体平衡的作用;

b.脊髓小脑(旧小脑),脊髓小脑控制肌肉张力和协调性;

c.大脑小脑(新小脑),大脑小脑影响运动的起始、计划和协调,包括确定运动的力量、方向和范围等等。

③功能

小脑的功能是整合视觉、听觉、前庭、躯体感觉以及有关个体骨骼肌运动信息,调节运动输出和运动协调性。(2)脑桥

①位置

脑桥是脑干内一个大的凸出部分,位于中脑和延髓之间,小脑的腹侧。

②构成及功能

脑桥包含部分网状结构,以及一些参与睡眠和觉醒的核团。另外包含一个大的核团,作用是传递从大脑皮层至小脑的信息。

2.末脑(1)位置

末脑主要指的是延髓,位于延髓是脑干的尾部。(2)构成

延髓包含部分网状结构,以及控制心血管系统、呼吸和骨骼肌强直性调节的核团。(3)功能

延髓控制着生命中最重要的反射功能,包括心率、呼吸、吞咽等,延髓的局部损害常危及生命,故被看作机体的生命中枢。(五)脊髓

1.基本概念

脊髓是一根长的、圆锥形的结构,厚度接近成人的小指。脊髓的基本功能是分配运动纤维至机体的效应器官(肌肉和腺体),以及集合躯体感觉信息上传至大脑。脊髓也具有一定程度的自主功能,各种反射控制环路位于脊髓。

2.与脊椎的位置关系

脊髓受脊柱保护,脊柱由24块脊椎组成,包括颈椎、胸椎、腰椎以及骶尾部(位于骨盆区)。脊髓每边都沿背外侧和腹外侧表面以两条直线方式伸出一束纤维,这些纤维融合在一起形成31对背根(传入感觉)和腹根(传出运动)。背根和腹根在穿过椎孔时又整合在一起形成脊神经。

3.组织结构

与大脑一样,脊髓包括白质和灰质。而与大脑不同的是,白质(包括上行和下行的有髓鞘轴突)在外侧,而灰质(主要是神经元胞体和短的无髓鞘轴突)在内侧。

三、外周神经系统(一)躯体神经系统

躯体神经系统负责传递来往于中枢与感觉器官和骨骼肌之间的信息。躯体神经控制的行为是随意的,如由躯体神经传递的信息可以支配手指活动。躯体神经系统主要包括:

1.脊神经

脊神经起始于脊髓背根和腹根的连接处。被根神经节负责传入感觉,腹根运动神经节负责传出运动。

2.脑神经

脑神经是直接与脑相连的外周神经,共十二对。其中最大的脑神经是迷走神经,传递自主神经系统的副交感神经分支的传出纤维至胸腔和腹腔的器官。按所含主要纤维的成分和功能的不同,可以把脑神经分为感觉神经、运动神经和混合神经。  

  表3-3  脑神经的分类及相应功能(二)自主神经系统

自主神经系统(ANS)负责传递内脏器官和腺体之间的信息,控制平滑肌、心血管肌及腺体的调节。ANS包括两个独立的解剖系统:

1.ANS的交感神经分支

交感神经分支主要参与消耗机体存储能量的活动,控制发生在兴奋状态期间的活动。交感神经的纤维投射过程为:(1)交感运动神经元的胞体位于胸、腰段脊髓的灰质,这些神经元的纤维通过腹根离开脊髓,被称为交感神经节前神经元。在加入脊神经之后,纤维分支进入交感神经节,每个交感神经节均与上、下临近的神经节相连,故而形成交感神经节链。(2)所有的交感神经节前神经元轴突皆与某一神经节内的神经元建立突触联系,与其建立联系的神经元被称之为节后神经元。节后神经元发出轴突至靶器官,如肠、胃、肾脏和汗腺等。

2.ANS的副交感神经分交

副交感神经分支所支持的活动是能增加机体存储能量供应的活动,控制在休息状态期间的活动。发出副交感神经系统的节前轴突的胞体位于某些脑神经核团如迷走神经和脊髓骶区灰质的中间角内。神经节位于靶器官邻近,因此节后神经元纤维很短。

3.2 课后习题详解(略)

第4章 精神药理学

4.1 复习笔记

一、精神药理学原理(一)药物代谢动力学

1.基本概念

药物动力学(药物的运动)是药物被吸收、运输到组织和细胞、代谢并排泄的过程。

2.给药途径(1)静脉注射(IV)

①基本概念

静脉注射是将药物直接注入静脉的给药方式。

②优点

静脉注射的优点是起效最快。药物即刻进入血液循环,几秒钟内就能抵达大脑。

③局限

局限是对操作的精细度和技巧要求过高,无法及时注射其他药物抵消过敏反应。(2)腹腔注射(IP)

①基本概念

腹腔注射是将药物注入腹腔(胃、肠、肝等腹腔器官间的空隙)的给药方式。

②优缺点

腹腔注射起效也很迅速,但没有静脉注射快。

③适用对象

这种给药方式常用于小型实验动物。(3)肌肉注射(IM)

①基本概念

肌肉注射将药物注入肌肉(如上臂、大腿或臀部的肌肉)的给药方式。

②作用方式

药物通过肌内毛细血管进入血液循环。(4)皮下注射(SC)

①基本概念

皮下注射是将药物注入皮下空隙的给药方式。

②适用方式

这种给药方式只有注射剂量较小时才会采用,否则会很疼。(5)口服

①基本概念

口服是口部吞咽的给药方式。

②忌用药物

会被胃酸或消化酶破坏以及不能通过消化系统进入血液的药物不能采用这种方式。(6)舌下给药

①基本概念

舌下给药是将药物含在舌下的给药方式。

②作用方式

药物通过口腔黏膜上的毛细血管进入血液循环。(7)直肠给药

①基本概念

直肠给药是将药物送入直肠的给药方式。

②忌用对象

使人胃口不适的药物经常采用这种给药方式。(8)吸入

①基本概念

吸入是将气体物质吸入肺部的给药方式。

②适用药物

常见的吸食品有尼古丁、快克(可卡因的游离碱)和大麻。此外,用于治疗肺部疾病的药物也常以气体或喷雾形式吸入。

③优势

由于肺与大脑间的通路很短,所以这种方式的药效发挥非常迅速。(9)局部给药

①基本概念

局部给药是通过皮肤或黏膜吸收的给药方式。

②适用药物

局部给药适用于那些能被皮肤直接吸收的药物。(10)脑内给药

①基本概念

脑内给药是将药物直接注入脑内的给药方式。

②功能

主要用于了解某种药物对特定脑区的效应。(11)脑室给药

①基本概念

脑室给药是将药物注入某个脑室的给药方式。

②功能及对象

主要用于把抗体注入脑内治疗某些感染,在人类身上很少采用。

3.药物在体内的分布(1)药物发挥作用的位置

药物只有在抵达作用点后才会发挥效应,有行为效应的药物的作用点大都位于中枢神经系统内特定细胞的胞膜或内部。除了脑内或脑室内给药外,其他给药方式的差别仅在于药物进入血浆(血液中的液体成分)的速度。(2)影响药物作用的因素

脂溶性是影响血液中药物到达脑内作用点的速度的影响因素之一。血脑屏障只对水溶性分子有阻碍作用,溶于脂类的分子能够通过中枢神经系统内毛细血管的细胞,并迅速扩散至整个大脑。

4.排泄和失活(1)排泄

进入机体的大部分药物会被酶解,并通过肾脏排泄出去。肝脏在药物的酶解过程中起到了最为重要的作用,血液中也存在少量降解酶,此外脑内也含有能降解某类药物的酶。(2)失活

有时候,酶会把药物分子转化成本身具有生物活性的其他形态。这些转化后的分子活性有时甚至高于药物分子本身,这种情况下的药效持续时间较长。(二)药物效应

1.量效曲线(1)基本概念

量效曲线是衡量药物效应强度与剂量(以毫克/千克被试体重为单位)大小之间关系的曲线。(2)表现形式

药效会随剂量增加而增加,直至最大效应点。到达这一限度后,即使药量继续增加,药效也不会再增强,但是药物的副作用会随之增加。

2.治疗指数(1)基本概念

治疗指数是对50%的动物产生预期效应的药物剂量与对50%的动物产生毒性效应的药物剂量之比。(2)基本标准

治疗指数是衡量药物安全范围的标准之一。治疗指数越大,则药物的安全范围也越大。

3.药效差异(1)即使行为效应相同,但不同药物可能有不同的作用点。(2)药物与作用点间的亲和力(两种分子结合在一起的难易度)不同。药物亲和力高,产生效应所需浓度就低,反之则高。因此,即使两种药物作用点相同,其效应也会因为对结合点的亲和力不同而存在很大差异。(3)由于很多药物具有多重效应,因此同一种药物就有可能对不同的作用点有不同的亲和力。理想药物应该对治疗作用点的亲和力高,而对毒副作用点的亲和力低。(三)重复给药效应

1.耐受和敏感化(1)耐受

耐受是由于重复给药而导致药效降低的现象。耐受常见于滥用药物。重复给药产生耐受后突然停药就会出现戒断症状。(2)敏感化

敏感化是由于重复给药而导致药效升高的现象。由于补偿机制总是试图对生理过程最佳值的偏移进行修正,因此敏感化现象不如耐受常见。(3)同种药物部分效应会敏感化,部分效应会耐受。例如,可卡因的重复给予会导致越来越严重的运动障碍和痉挛,但其欣快效应不但不会敏感化,反而会耐受。

2.耐受的产生机制

很多药物是通过结合并激活受体对大脑产生影响的,因此耐受的

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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