神经生物学 寿天德 第三版 课后复习题 第五篇 脑的高级功能 (16~23章)
第五篇 脑的高级功能
第16章 弥散性调制系统与行为
抑郁症：严重的情感紊乱，情绪处于失控状态。
失眠，食欲丧失，无价值感和犯罪感。
精神分裂症：
最具伤害性的精神疾病。
特征：和现实失去联系，思维支离破碎。妄想，偏执，病态姿势。
脑内有多少个弥散性调制系统？它们有什么共同的特征？
脑内有多个弥散性调制系统，它们对记忆，情绪等活动都是很重要的，许多精神活性药物可以对这些调制系统产生影响。（利用精神活性药物作用于弥散调制系统治疗精神分裂症）
共同点：每一系统的核心包含一小套神经元。
致幻剂和兴奋剂的作用机制是什么？
致幻剂：产生幻觉
兴奋剂：警觉，自信增加
在DA能和NE能系统的突触处发挥作用。使突触释放儿茶酚胺到突触间隙。
DA：多巴胺（dopamine） NE：去甲肾上腺素（norepinephrine）
用来治疗抑郁症的药物有哪几种类型？它们的共同点是什么？
抑郁症：中枢弥散性调控系统障碍
药物类型：阻断5-HT，NE重摄取，降低5-HT，NE的酶降解。
共同点：增强5-HT（5-羟色胺）/NE能突触传递
物理治疗：电痉挛疗法（ECT）
精神科医生通常用DA理论来解释精神分裂症，为什么？
药物安非他明引起DA的释放。
氯丙嗪阻断DA受体。
这两种药物都能预防精神分裂症的发作。
为什么不能在精神分裂症与过量DA之间简单地画等号？
精神安定剂会即时阻断DA受体，但患者精神状况在几个星期后才会得到改善。
药物作用即时性 ！= 药效作用时间
第17章情绪的脑机制
考试不理想，产生焦虑不安，身体产生不适。根据James-Lange和Cannon-Band情绪学说，这种焦虑不安与身体不适反应之间是什么关系？
James-Lange学说：生理变化引起情绪，即身体先有反应，再产生情绪。
Cannon-Band学说：首先感受到情绪，然后身体做出反应。
Papez回路：帕佩兹回路，在情绪体验和情绪表达中起关键作用的回路。是边缘系统的一部分。
捕食性攻击：为了获取食物而攻击（狮子吃斑马），无交感神经系统活动增强
情感性攻击：伴有交感神经系统活动增强（猫遇到狗）
什么方法能使动物产生愤怒反应？如何判断？
刺激下丘脑，刺激中脑，刺激杏仁核，阻断5-HT（5-羟色胺）。
判断：动物会产生攻击行为
Kluver和Bucy切除受试猴的颞叶后，受试猴的情绪有哪些变化？在被摘除的大量解剖结构中，哪一个被认为与情绪的改变紧密相关？
精神盲：能看到物体却不能理解他们的含义。
口倾向：用嘴而不是用眼睛辨认物体
复变态：情不自禁地触摸每一件物体
性行为异常：性欲增大
情绪改变：恐惧降低
杏仁核：切除杏仁核严重降低动物恐惧反应（老鼠主动接近猫）
刺激“愉快中枢”总能引起愉快的感觉吗？大鼠不断刺激某一区域即时并不能使它产生愉快感觉。大鼠为什么要这么做？
“愉快中枢”并非总能引起愉快感觉，有的部位甚至能让人产生不舒服感觉，但能使人有一种回忆往事之感，也被病人反复刺激。
自我电刺激可能只是大鼠要求更多的刺激，不一定带来愉快感受。
哪些证据表明多巴胺对强化起着重要作用？
DA与强化行为有着密切联系。给大鼠注射DA受体激动剂能增加自我刺激的频率；而注射拮抗剂能减少自我刺激的频率。
第十八章睡眠与觉醒的脑机制
睡眠所执行的功能对这些高等脊椎动物是极其重要的吗？如何解释睡眠的普遍存在？
所有的哺乳动物，鸟类和爬行动物都睡眠，如此普遍的行为必然有着至关重要的生物学意义。
睡眠功能理论：1.恢复理论 睡眠是为了休息和恢复
2.适应理论 一些动物晚上躲在洞里能够避开天敌 还能够节约体能
REM睡眠期间与觉醒期间的脑电图十分相似，这两个时期内，脑和躯体状态的不同体现在哪里？REM睡眠期间，大脑对感觉输入相对不敏感，可能的原因是什么？
REM：耗氧量高 呼吸系统肌肉活动微弱，眼球快速来回运动。
“清醒的大脑，瘫痪的身体”
防止做梦运动伤害到自己
第十九章学习和记忆
举例说明什么是联合型学习和非联合型学习？什么是陈述性记忆和非陈述性记忆？非陈述性记忆又包括哪些类型？
联合型学习：事件之间建立某种形式的联系
联合型学习分为经典条件反射（巴甫洛夫的狗）和操作式条件反射（大鼠的按压杠杆，行为反应结果紧随反应之后出现）
非联合型学习：刺激和反应之间没有明确联系
分为习惯化和敏感化
习惯化：重复刺激，反应减弱（在图书馆看书，对外界噪声的反应逐渐减弱）
敏感化：强刺激存在的情况下，对弱刺激的反应变大。（荒郊野外黑灯瞎火的口哨声让人魂不附体）
陈述性记忆：能用语言描述 非陈述性记忆：只可意会不可言传
陈述性记忆：有意识的回忆 非陈述性记忆：无意识的操作
非陈述性记忆的类型：
习惯化：海兔缩鳃反射（重复刺激喷水管，缩鳃反射幅度减少）
敏感化：电击刺激存在情况下，对非伤害性的刺激缩鳃反应增强
启动效应：再次接触刺激，识别能力提高
运动技巧：重复训练直至熟练（骑车越来越熟练）
习惯学习：习得习惯运用于日常生活（生活中运用“请”，“谢谢”等礼貌用语）
知觉学习：通过不断分辨，听觉和视觉辨别能力得到提高。
分类学习：接触不同茶杯和椅子，获得分类知识。
认知技巧：读书速度加快，认知能力提升
情绪学习：对某一事物的经历使我们在不知不觉中对这一事物产生特别的感受（对事物的态度）
记忆是突触修饰，突触蛋白上的磷酸基团数目改变的结果。
完全丧失短时记忆或长时记忆的人会有什么缺陷?有什么证据说明长时记忆储存在大脑新皮层?拉什里是如何得出所有皮层对学习和记忆有同等贡献的结论的?
短时记忆:分为即时记忆和工作记忆.临时保存,7±2个条目,可以被清除也可以转为长时记忆
长时记忆:经过巩固,记忆更持久,容量更大,不需要复述.
丧失短时记忆:记不住刚刚发生的事情
丧失长时记忆:没有学习的本领
大鼠走迷宫实验中,大脑皮层被损毁后,迷宫学习受影响的程度与损毁的面积有关.与损毁位置无关,即大脑皮层各个区域对学习和记忆有同样贡献(同等能力原理)
内侧颞叶包括哪些结构?内侧颞叶在记忆中起什么作用?
内侧颞叶包括海马和海马附近的三个皮层区:内嗅皮层,嗅周皮层和旁海马皮层.
内侧颞叶是陈述性记忆必不可少的.(被切除内侧颞叶而罹患遗忘症)
解释即刻记忆和工作记忆.哪些脑区可能和工作记忆相关?
即时记忆:信息即时在脑内保留,占据当前意识流,7±2个条目
工作记忆:即时记忆在时间上的延续(心算时保存临时结果)
内侧颞叶和海马与陈述性记忆相关
NMDA受体的哪些特性使它适合于检测突触前和突触后活动同时存在?在海马CA1,通过NMDA受体内流的钙离子如何既能触发LTP,又能触发LTD(长时程抑制)?
NMDA受体的激活和Ca2+内流造成海马诱导LTP(长时程增强)
NMDA受体中通道中的Mg+被移开,大量Ca2+进入CA1区锥体细胞.
短时记忆向长时记忆的转化需要启动基因表达和蛋白质合成机制,试举例说明之.
NMDA受体激活--早期LTP 晚期LTP--需要启动神经元核内的基因转录
结果:记忆更可靠,更稳固
实例:敲除基因,小鼠长时记忆受到影响
长时记忆的巩固需要新的蛋白质和合成
小鼠迷宫实验:注射蛋白质合成抑制剂的小鼠长时记忆受到影响
第二十章 大脑联合皮层和功能一侧化
大脑皮层:由感觉皮层,运动皮层和联合皮层组成
联合皮层:包括顶叶联合皮层,颞叶联合皮层和前额叶联合皮层
联合皮层不参与纯感觉或运动功能,如何用简单的实验证明这一点?
联合皮层把来自于感觉皮层的信息进行整合,然后传递至运动皮层来控制运动
起着＂联合作用＂
顶叶联合皮层，颞叶联合皮层和前额叶联合皮层功能各不相同，分别举例说明
顶叶联合皮层：与触知觉及空间知觉相关 损毁后出现半侧目空间忽视（吃饭只吃一边盘子），不能用手拿到想拿的东西
颞叶联合皮层：与视知觉相关（损毁后出现颜色，熟悉的物体，面孔识别障碍）
前额叶联合皮层：最高级别的联合皮层，与注意力调控，学习和记忆，行为抑制，计划和策略形成，思维发散相关
前额叶受损患者发散思维能力显著低下（只能联想出很少特定字母开头的人名）
模拟Sperry裂脑实验方法和Wada方法,证明右半球是形状记忆的优势半球,而左半球的词语记忆的优势半球.
Sperry裂脑实验方法:给裂脑患者(连接左右脑的胼胝体被切断)一个单词,然后让其用语言描述或者拿起桌上摆放的字母.
Wada方法:使一侧半球短暂失活,如左侧半球短暂失活,受试者的言语表达能力完全丧失,语言理解能力基本完好.
思考脑功能一侧化的生物学意义
两侧半球通过胼胝体来协调各自的功能,如果每一个功能都需要左右脑同时承担的话,胼胝体会越来越粗大,占用有限的脑部空间.大脑对有限的颅内空间进化适应,使左右半球有所分工,以实现更多的高级功能.
第二十一章 语言和语言障碍
如果言语功能由左半球控制,那么裂脑人怎么能正常说话呢?
左半球为言语优势半球,语言功能并非由左半球完全控制.而且一部分人不存在优势半球.
Wernicke-Geschwind模型能够解释些什么?与此模型不符的事实有哪些?
Wernicke-Geschwind模型:语言信息处理模型.信息由耳蜗--初级听皮层--高级听皮层--角回(信息整合)--Wernicke区(韦尼克区,语言理解)--Broca区(翻译+记忆)
Wernicke区损伤会导致无法理解语言
模型局限性:1,模型中强调的Wernicke区和Broca区在语言方面的重要性实际上是基于范围大得多的损伤.(高估的这两个区域的重要性)
2.模型只强调了皮层区域的重要性.(皮下结构对语言同样重要)
第二十二章 注意的神经基础
视觉选择性注意的行为有哪些?假设你要研究听觉选择性注意,如何设计实验?
1.注意增强信号检测 注视电脑中心点,判断目标信号出现位置的实验中,当有暗示信号存在时,选择目标信号的正确率增加.
2.注意加速行为反应 暗示信号为有效暗示(箭头朝向与目标信号一致)可缩短反应时间.
视觉选择性注意的神经生理学效应有哪些?从生理学角度解释＂一心不能二用＂
1.PET成像表明不同特征(形状,颜色,移动速度)激活不同皮层区. 结论:很多皮层区在注意过程中被激活.
2.注意力先于眼球移动 扫视眼运动实验表明注意的转移是发生在扫视之前.
3.V4区神经元刺激实验:非注意位置上的有效刺激会降低V4神经元的反应,注意位置上的有效刺激会使神经元产生强烈反应.(V4神经元对红光条有显著反应) ＂一心不能二用＂
第二十三章 脑成像技术的基本原理
CT,PET,MRI的成像技术的基本原理及它们各自的优缺点是什么?
CT:计算机断层成像技术.组织密度不同,对X射线的穿透力不同 CTA(CT增强技术),注射碘化放射物,使局部脑区放射密度增强. 断层:切成一片一片 X光:压成一个饼
优点:比普通X光更能显示解剖细节 缺点:静态,无法反映功能情况
PET:正电子发射成像技术.向体内注射半衰期为几分钟到几小时的放射性同位素.这些正电子同位素被注射入体内后遇到电子发生湮灭,发出一对大小相等,方向相反,能量为511keV的光子.两个检测器同时检测到一对γ射线会当作一个事件记录下来.通过检测这些光子的发射位置就可以知道相应组织区域的葡萄糖代谢情况(18F-FDG标记时)
优点:观察大脑的代谢活动 缺点:价格昂贵
MRI:在稳定均匀磁场下,氢原子质子核自旋方向与磁场方向相同.当施加一个外磁场干扰时,质子核会吸收能量发生跃迁,自旋方向也会与外磁场形成一定夹角.并做陀螺状运动(进动),当外部磁场脉冲消失时,质子核释放能量,回到低能级,自旋方向恢复到原来状态,在恢复过程中氢原子质子核发出某一特征频率的信号称为磁共振信号.
fMRI:给予受试者相应任务时对应脑区活动会增加,耗氧量随之增加,氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的比值增加,而氧合血红蛋白具有顺磁性,这种磁场的变化情况与磁共振信号类似,可以被检测到.
优点:分辨率高,无损扫描 缺点:对身体移动敏感,受试者体内不能有金属