心理学与生活(大学选修)第二章脑和行为的生物学基础

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1、专题二 脑和行为的生物基础主要内容： 第一节：基因、进化和行为 第二节：神经系统的活动与大脑 第三节：内分泌系统的调控一、引言 自古以来，人们就希望知道心理是怎样产 生的，并进行了积极的探索。随着科学的 发展，尤其是生理学的发展，人们逐渐认 识到心理活动是大脑的机能。因此，要揭 示心理活动的发生发展，有必要了解行为 与遗传的关系，神经系统的结构、机能及 其发生发展。人脑是经历了漫长生物进化的结晶，经过了数次极为重要的进化发展阶段*第一个进化阶段是爬行动物进化至哺乳类动物阶段*第二次重大的进化是灵长类动物，它使脑所占身体比重再扩大一倍*第三次具有里程碑意义的进化是人脑的出现，它除了使脑的体积显著

2、增加外， 还使其复杂性大大增加，尤其是前脑的出现，使人能够进行人类所特有的复杂 的智慧活动 第一节 行为的遗传学基础成长背景不同， 他们出生在特里尼 达，父亲是犹太人，母亲是德国人。 刚出生时他们就被分开。母亲把奥斯 卡带到德国，由信奉天主教和纳粹主 义的外婆抚养。杰克由犹太人父亲抚 养，他在青年时期大部分时光是在以 色列的一个集体农场度过的。居住在 两地的这一家人从未通过信，兄弟俩 过着截然不同的生活。三十多年未曾 见过面的兄弟俩竟然表现出显著的相 似性：都穿着蓝色、双排扣、带肩章 的衬衫，都留有短鬓戴金丝边眼镜， 都喜欢吃辣的食物，喝甜酒，喜欢把 涂了黄油的土司放在咖啡里，都习惯 在便前先

3、冲洗厕所，甚至乘电梯时都 会打喷嚏如此等等。 一、染色体与基因 个体生理上的重要特征，得自父母的遗传 ，而遗传的基本生理运作单位，是染色体 （chromosome）。 染色体是体细胞中的一种复杂构造，它是 由遗传物质去氧核糖核酸（ deoxyribonucleic acid，简称DNA）及蛋 白质所构成。 去氧核糖核酸是所有生物基本的遗传物质 ，决定个体生理特征的基因（gene），就 是位于去氧核糖核酸分子上的单位。 在绝大多数的人体细胞之内，都含有23对 （46条）染色体（见图2-12）。其中有22 对是男女相同的，惟第23对男女各异，称 为性染色体（sex chromosome）。 性染色

4、体是决定性别的遗传物质，故其形 状与性质，男女有所不同。女性身体细胞 内的两个性染色体，体积相等，性质相同 ，遗传学家称之为XX。 男性身体细胞内的两个性染色体，体积大 小不同，性质各异，遗传学家称大者为X ，称小者为Y，合而为XY。 人体细胞内的23对染色体 个体生命的开始，起自受孕（conception ）。受孕的过程是,来自父亲睾丸的精细 胞（sperm），与来自母亲卵巢的卵细胞 （ovum）相结合，形成受精卵（zygote） 。 受精卵虽然只是一个细胞，但可视为是个 体生命的起始。受精卵既然由精细胞与卵 细胞结合而成，自然该二细胞内原有的23 对染色体，也随之带进了受精卵。 由于父方每

5、一精细胞中的46条染色体， 在形成23对时的组合是机率性的，母方 每一卵细胞中的46条染色体，在形成23 对时的组合，也是机率性的，所以在由 父方精细胞与母方卵细胞结合而成一个 新个体时，在他身上细胞中染色体的配 对组合，将会有无数个不同方式。 据估计大约有 2024种不同的组合方式； 这个数字超过地球上全人类现存人口的 总和。 因此，在所有人类中，除了同卵孪生者具 有相同的染色体配对组合，而具有相同的 遗传特征之外，世界上所有人口中，再也 找不出任何两个人的遗传因素相同。这就 是人与人之间永远存在着个别差异的根 本原因。 前文曾经指出，决定个体遗传上生理特征 的最基本单位基因，就在染色体中的

6、去氧 核糖核酸的物质之内。 染色体内基因的组合，与染色体本身的 组合相似，也是成对排列的。在每一对 基因中，有一个来自父亲的精细胞，另 一个来自母亲的卵细胞。 所以，在一个新生命的基因总数量中， 各有一半来自父母亲双方。惟在数量上 ，基因远比染色体的数量要多；在每一 条染色体中，至少有一千个以上的基因 。二、研究行为遗传常用的方法 （一）选择性交配 以动物为实验研究对象，选择不同学习能 力的雌雄动物交配，使之生育下一代；而 后再在下代动物中，选择不同能力之雌雄 动物交配，再使之生育下一代。如此辗转 进行，数代后，自然会形成学习能力高与 学习能力低的两大亲系。 从这两大亲系能力变化的趋势，大致可

7、以 看出遗传对学习能力影响情形。像此种以 动物为对象来研究遗传影响行为的方法， 称为选择性交配（selective breeding） 。 采用选择性交配方法研究动物遗传者，多 以白鼠为实验对象。原因是，一方面白鼠 繁殖快，代与代之间接近；另一方面是让 白鼠学习走迷津（maze），在实验设计上 ，比较容易控制。 在选择交配时，选出白鼠迷津学习能力最 高者与最低者分为聪明与愚笨两组，使各 组中之雌雄相配，生育下一代。继而再训 练两组第二代迷津学习，并分别在聪明与 愚笨两组的第二代当中，再各自选出聪明 与愚笨者两组，同样训练其迷津学习。 如此，构成学习能力相差甚大的两个亲系 。选择交配实验研究的结

8、果发现，两大亲 系的白鼠，在迷津学习的能力上，一代不 如一代。这现象显示出遗传的确是影响学 习能力的一个重要因素。 在实验设计上，研究者控制了环境因素； 除居住环境与食物营养两组保持相同之外 ，愚笨组与聪明组的幼鼠，有的分别交换 母亲，藉以避免“家庭环境”的影响。 （二） 孪生子研究 心理遗传学的研究，如果以人类为研究对 象，虽然一般承认“龙生龙，凤生凤”的 说法，但却不能采用前述之选择交配方法 从事实验研究。 因此，历来心理学家们，在尝试研究人类 行为的遗传因素时，一向是从家系中的血 缘关系与孪生子之间的关系着手。因为血 缘关系相近的人（如亲子或同胞）多生活 在同一环境，如环境因素不能排除，

9、就无 法确知遗传因素究竟发生多大作用。 在此种限制下，心理学家们只能以孪生子 为对象来研究此一问题。 从遗传的关系而言，同卵孪生的染色体相 同，染色体内部的基因相同，所以他们之 间的遗传基础是完全相同的。 其一，均采取智力为心理特质的代表，而 智力高低的界定，则全都根据智力测验所 测定的分数。 其二，均采取不同遗传关系相对比较法, 并均以相关（correlation）程度的高低 ，作为遗传因素影响心理特质之大小的依 据。 表2-1之内容,是由心理学家（Bouchard McGue，1981）分析多年来111项孪生 子的专题研究的结果。 近年来，心理遗传学的研究方向，有了新 的发展；由以往选择性

10、交配与孪生于比较 的传统方法，扩展到另一新的理念，试图 从达尔文所倡进化论的观点，解释人类与 动物社会行为的遗传基础。 关于此一方面的进一步说明，见以下补充 讨论: 社会行为中诸如助人或行善之类的行为之 背后，也存在着具有影响作用的遗传因素 。就在此种理念之下，近二十年间产生了 一个与心理学和社会学知识有关的新学门 ；称为社会生物学（sociobiology）。 在社会生物学问世之前，心理学家们在解 释利他行为的形成原因时，不是采取行为 论中社会增强或模仿学习的理念，就是采 取认知论中利害判断的决策历程来说明。 凡是有助于利己利群生存的基因，不但被 保存下来,而且逐渐加多，终而使种族后 代中，

11、在某些身心特质上，有逐代加强的 趋势。 像此种遗传的基因随环境要求而逐渐演化 的假设，对动物而言，是可以成立的。糜 鹿与野兔不善斗，但能善跑，否则无法生 存，其善跑行为的遗传因子，就是在世代 蕃衍中，经过选择加强的过程而改变的。 然而，此一假设对人类的社会行为而言， 是否亦可成立呢？ 为利他而助人，可能牺牲自我的利益，甚 至捐弃生命。从个体为生存而适应的观点 言，自我牺牲岂非是“适应不良”（ maladjuistment）。 按社会生物学家的看法，利己利群行为的 遗传法则，是从生物种族的整体着眼的， 不是从单一个体着眼的。在同一种族中， 每一个体或多或少,都分别继承了祖先留 传的基因。 同父母

12、的兄弟姊妹中，平均分别继承父母 基因的一半。因此，如有利于同胞而牺牲 了自我之后，在延续生存基因总数上，并 未减少。换言之，为利人而牺牲自我，在 原则上仍然是利己的。 社会生物学的新方向，为社会学家们带来 一个值得思考的问题：人（或动物）的社 会行为，是几万年甚至几百万年世代蕃衍 而演化来的。 不知道经过多少年演化，才有了文化；文 化时代开始迄今，也不过六七千年。在以 往的演化阶段，环境变化少，人类的适应 是缓慢地、逐渐地随环境要改变。 近几十年来，因科技发展导致人类生存环 境这变，对人类的社会行为，将造成何种 想像不到的适应困难呢？第二节第二节 神经系统的活动神经系统的活动 一、神经元一、神

13、经元 神经元的结构 神经元的分类 神经冲动的传导 二、神经系统的结构二、神经系统的结构 中枢神经系统 周围神经系统 大脑皮层受损的著 名个案 1848年9月13日 ，铁路监工盖吉 （Phineas P. Gaga）在一次 以外爆破中受伤 他的朋友和熟人 都说他“他不再 是以前的盖吉了 ”。 细胞核轴突1、神经元神经系统由 100亿个以上 的神经元和 1000亿个以 上的神经胶质 细胞组成。神 经元是其基本 的结构和机能 单位，负责接 收和传送信息 。树突2. 神经元分类（功能） 感觉（传入）神经元： 其功能是接受内外刺激，将神经冲动传到中枢神经。 运动（传出）神经元： 其功能是将中枢神经系统发

14、出的神经冲动传至反应器，使 肌肉、腺体产生反应。 中间神经元： 其功能主要是联络感觉神经元和运动神经 元，起桥梁作用 3. 神经冲动的传导 静息电位 全或无原则 突触神经元间的传导2、神经系统的 构成神经系统大脑小脑间脑脑干中脑脑桥延脑脑脊髓中枢神经系统周围神经系统脑神经脊神经交感神经副交感神经躯体神 经系统自主神 经系统3 3、大脑皮层的结构与功能、大脑皮层的结构与功能 大脑由左右两个半球组成，其外层是密大脑由左右两个半球组成，其外层是密 集的神经细胞体，即大脑皮层；其内部集的神经细胞体，即大脑皮层；其内部 是髓鞘化了的神经纤维，称为大脑白质是髓鞘化了的神经纤维，称为大脑白质 。以沟和裂为界

15、线，可把大脑皮层分为。以沟和裂为界线，可把大脑皮层分为 额叶、顶叶、枕叶和颞叶四个部分。额叶、顶叶、枕叶和颞叶四个部分。前额叶前额叶 : : 负责思维、计划，与个体的需求和负责思维、计划，与个体的需求和情感相关。情感相关。 顶叶顶叶 : :响应疼痛、触摸、品尝、温度、压力响应疼痛、触摸、品尝、温度、压力 的感觉，的感觉， 该区域也与数学和逻辑相关该区域也与数学和逻辑相关 。 颞叶颞叶 : :负责处理听觉信息，也与记忆和情感有负责处理听觉信息，也与记忆和情感有 枕叶枕叶 : :负责处理视觉信息。负责处理视觉信息。 大脑皮层的不同区域有不同的机能。大脑皮层的不同区域有不同的机能。 大脑大致可分为大

16、脑大致可分为3 3个机能区。个机能区。 皮层感觉区皮层感觉区：视觉区（枕叶后端）；视觉区（枕叶后端）； 听觉区（颞叶的颞上听觉区（颞叶的颞上 回）；躯体感回）；躯体感 觉区（顶叶的中央后回）。觉区（顶叶的中央后回）。 皮层运动区：额叶的中央前回。皮层运动区：额叶的中央前回。 皮层联合区：起联络、综合作用，执皮层联合区：起联络、综合作用，执 行高级心理功能。行高级心理功能。 4、大脑两半球功能的不对称性大脑两半球的解剖结构基本 上是对称的，但其功能又是不 对称的，这种不对称性叫做“单 侧化”。大脑两半球的分工和生 活中用手的习惯有关，惯用右 手的人，左半球言语功能占优 势，右半球空间知觉占优势。