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1、认知神经科学导论认知神经科学导论 认知神经科学导论认知神经科学导论认知神经科学认知神经科学:诞生于1995年，是当代跨三大学科的前沿科学.心理科学心理科学:诞生于,1879年,经历三个历史阶段.神经科学神经科学:（脑科学),诞生于1980s认知科学认知科学：诞生于1970s。研究自然智能和人工智能活动规律的科学，包括：心理学、语言学、人工智能学、计算科学、人工神经网络，诞生对科学发展的价值 加深了对人脑高级功能的科学认识,形成：“社会认知情感神经科学（SCAN）”、“人类神经科学”提高了心理学的科学档次,心理学是“Connectome”领域中的领头成员加速计算机科学的发展 认知神经科学对解决社
2、会问题例举对教育发展的启发：对男、女生脑的差异；两性偏好和性取向的科学基础；道德观念的基础；智能差异的基础;神经神话的破灭吸毒、戒毒和行为瘾心理健康的科学基础:精神疾病，精神压力理解和解决社会心理问题的基础:说谎和测谎,变态人格等社会心理问题 第第1讲讲:神经系统的结构与功能神经系统的结构与功能 神经组织：由神经元和胶质细胞组成神经元:神经信息传递 （电学、化学）胶质细胞:框架、营养、绝缘、清理、屏障,参与复杂的智能活动 神经元 神经元的结构与功能 树突和轴突神经末梢，终扣或突触小体 突触（synapse）：由突触前膜、突触后膜和突触间隙（20-50nm）三个部分组成突触传递：单向传递、突触延
3、搁、总和效应、抑制作用、药物敏感性 神经元与突触传递示意图大脑新皮层细胞六层分布大脑新皮层细胞六层分布 胶质细胞神经系统 中枢神经系统（central nervous system,CNS）：脑和脊髓外周神经系统（Peripheral nervous system,PNS）：感觉、运动神经和 自主神经 脑结构与功能 大脑：大脑皮层、髓质（白质）、基底神经节间脑：丘脑、上丘脑、下丘脑、底丘脑脑干：中脑、桥脑、延脑小脑：灰质、白质、深部核中枢神经系统各部脊髓灰质:前角、后角、外侧角白质：上行、下行传导束中央管：脑脊液脊髓节模式图外周神经头颜面部：12对颅神经体干部：31对脊神经交感神经：由胸、腰段
4、脊髓侧角发出的纤维组成副交感神经：由颈、骶段脊髓侧角发出的纤维和迷走神经组成12对脑神经脊神经自主（植物）神经系统大脑皮层背外侧面：额、颞、顶、枕叶内侧面：边缘叶，它包括胼胝体下回、扣带回、海马回和海马回深部的海马结构；旁嗅区组成隔区内含伏隔核底面：嗅球和嗅束、嗅三角、内侧嗅回、外侧嗅回、眶回。大脑外侧面边缘系统脑矢状正中切面大脑内侧面（矢状正中切面）大脑基底面观皮层功能区感觉皮层：枕叶（视）、颞叶（听）、中央后回（躯体感觉）运动皮层：中央前回、辅助运动区、额叶眼区语言：Broca语言运动区、Wernicke语言感觉区感觉通路的3级神经元传递；运动通路2级神经传递 前额叶：背外侧区、腹内侧区、
5、内侧区大脑半球髓质 投射纤维：内囊 联络纤维：皮层内部神经元之间的联系连合纤维：胼胝体，前连合和海马连合。基底神经节，包括尾状核、豆状核、杏仁核和屏状核。尾状核与豆状核组成纹状体。尾状核和壳核又称新纹状体。基底神经节间脑丘脑：感觉中继核：外侧膝状体、内侧膝状体和腹后核 皮层中继核：前核、腹外核和部分腹前核 联络核：背内侧核、背外侧核，后外侧核和枕核 上丘脑：松果体、嗅觉的皮层下中枢 下丘脑：视交叉、乳头体、灰结节、漏斗以及垂体 底丘脑：丘脑底核、未定带和底丘脑网状核 丘脑的功能分区脑干 腹侧多为白质，由脊髓与大脑之间联系的纤维组成背侧多为灰质,上下排列着12对脑神经核、四叠体、蓝斑、缝际核腹、
6、背之间的部分称被盖，主要由脑干网状结构组成。神经系统的基本功能神经系统的基本功能感觉:感觉信息的三级传递运动:运动信息的两级下达躯体内脏的协调:神经调节(自主神经系统）和体液调节（激素、免疫调节）脑能量代谢的特点:99%用血液供应的葡萄糖，没有储存库，完全靠血液供应（通过胶质细胞）。神经系统的高级功能认知活动：知觉、注意、学习记忆、语言思维情感活动：情绪、情感意志行为的执行功能：动机、意向和执行控制人格：性格、气质、人格特质第第2讲讲神经信息神经信息神经系统的基本功能和高级功能都以神经信息传神经系统的基本功能和高级功能都以神经信息传递与加工为基础递与加工为基础神经信息传递与加工，神经信息传递与
7、加工，包括两类机制：包括两类机制：电学传递电学传递化学传递化学传递是脑基本功能和高级功能赖以实现的重要基础是脑基本功能和高级功能赖以实现的重要基础它们的它们的 异常又是许多疾病发生的重要基础。异常又是许多疾病发生的重要基础。神经系统的基本功能神经系统的基本功能感觉:感觉信息的三级传递运动:运动信息的两级下达躯体内脏的协调:神经调节和体液调节脑能量代谢的特点:99%用血液供应的葡萄糖神经系统的高级功能认知活动：知觉、注意、学习记忆、语言思维情感活动：情绪、情感意志行为的执行功能：动机、意向和执行控制人格：性格、气质、人格特质神经系统的电学现象细胞电活动 1单位发放 2级量反应,3神经干上的静息电
8、位、4神经干上的动作电位大脑电活动:1 脑电图Electroencephalogram,EEG 2平均诱发电位Averagedevokedpotentials,AEP3脑干听觉诱发反应 4事件相关电位EventRelatedPotentials,ERPs细胞电活动单位发放：“全或无”的规律，阈值，调频式或数字式编码，级量反应：突触后电位、后电位、感受器电位两类反应特性：时间、空间、传导性、总和性静息电位细胞膜外钠离子(Na+)浓度较高，细胞膜内钾离子(K+)浓度较高，膜内外大约负70-90毫伏的电位差 动作电位去极化过程：即膜内的负电位迅速消失的过程，钠膜 反极化或超射：内的负电变为内正Na+
9、流入细胞内的钠膜 复极化：钾膜，K+流向细胞外-70毫伏后超级化：一90毫伏的电位(AHP)典型动作电位示意图突触后电位EEG脑电图EEGa波 8-13Hz波 14-30Hz波 4-7Hz波 0.5-3.5Hz节律 40-140HzA阻抑反应同步化和异步化平均诱发电位时间锁定的叠加：刺激呈现的锁定和反应出现的锁定提高信/噪比一组复合波，分三段：早成分（I波、II等）；中成分（N0、Na、Nb或Pa、Pb波）、晚成分（P100波等）平均诱发电位组成波示意图平均诱发电位的早、中成分脑干听觉平均诱发电位：听神经瘤的早期诊断P50和P50抑制 对精神疾病的早期诊断事件相关电位（ERPs)平均诱发电位的
10、晚成分:潜伏期50-1000ms之间的全部成分实验范式由心理学家创造代表性的经典实验范式：Oddball,神经信息的化学传递神经递质受体细胞内信号转导系统神经递质化学通路胆碱能：乙酰胆碱单胺能：多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素氨基酸：兴奋性和抑制性肽类：脑啡肽、内啡肽、强啡肽儿茶酚胺合成与代谢神经递质的自感受体逆信使逆信使氧化氮:精氨酸转化为瓜氨酸，并释放出NO高钙条件下 0.11M0LNADPH黄素酶 NO,扩散到具有自由钙水平的突触前成分，发生激活GC的生理效应 受体与通道蛋白电压门离子通道配体门控受体家族：4至5个亚单元组成，多段跨膜并构成离子通道。G蛋白相关的受体家族，7段跨膜4至5个
11、亚单元组成，多段跨膜并构成离子通道 配体门控受体细胞内信号转导系统之一细胞内信号转导系统第二信使(secondmessengers)：包括环磷酸腺苷(cAMP)等第三信使(thirdmessengers)：蛋白激酶(proteinkinase)2022/7/19第二信使钙-钙调素的三种作用激活腺苷酸环化酶 PKA-CREB1募集分裂素激活的蛋白激酶(MAPK)基因表达的抑制作用 PKA与MAPK协同作用于细胞核，不仅激活CREB-1，还移除CREB-2调节睡眠的神经递质MolecularMechanismofLTP第3讲成瘾和性取向的神经科学基础北京大学心理学系毒品鸦片、吗啡、海洛因可卡因致幻
12、剂大麻精神运动兴奋剂-交感胺类（摇头丸、冰毒等）非法使用的临床药物-K粉（氯胺酮）等鸦片、吗啡、海洛因公元前15001000年，古巴比伦就已将鸦片作为镇痛药7世纪鸦片从波斯传入中国。本草纲目中已有记载，用其治疗腹泻、痢疾、脱肛等小儿哭闹不止顽固性咳嗽吗啡1806年，德国化学家从鸦片中提取出有效成分吗啡,吗啡作用比鸦片强 10倍以上1832年，又有人从鸦片中提取出另一种生物碱可待因。1898年，美国人将吗啡分子上的两个羟基替换成乙酰基，制成了海洛因，比吗啡作用更强鸦片类物质的心理效应舒适、安逸和飘忽之感，继而产生满足的心理体验，随后还可能产生多种神秘的幻觉，精神兴奋，言语增多，这种状态可持续81
13、0小时。成瘾后的心理效应没有思想，没有焦虑的无名欣快状态白日梦，似乎身临其境那样真实、生动、新奇空虚、焦虑、恐怖，白日梦也变得十分可怕，还常产生感知觉综合障碍，楼房和各种建筑突然变得非常庞大，走在街上犹如身陷万丈深渊，无限恐怖心理依赖不是渴求舒适之感，而是为了逃避这种度日如年的可怕境地脑啡肽，内啡肽和强啡肽脑啡肽是在脑细胞的轴突末梢生成，由91个氨基酸组成的多肽脑啡肽是在脑细胞的轴突末梢生成，与痛觉、情绪等生理反应内啡肽和强啡肽，分布在丘脑，脑边缘系统以及大脑皮层的一些细胞内阿片受体突触后细胞膜分布特殊受体蛋白分子与阿片受体的结合，调节人类的情绪、情感、感觉和内脏功能镇痛作用，欣快感效应、多种
14、感觉和感受的整合功能替代疗法、厌恶疗法和心理疗法美沙酮作为海洛因的替代物:型阿片受体的完全激动剂,药效36小时(海洛因1小时),价格低10倍,只用口服部分激动剂替代治疗:双重作用,巴普曲肾上肾素（Puprenorphine),Aripiprazole，是D2受体部分激动济，可用于治疗可卡因、甲丙胺等依赖，目前刚刚着手研究它的作用受体调节剂Bupropion，其作用在于抑制去甲肾上腺素和多巴胺的再摄取可卡因可卡叶子中提取出来的生物碱南美的少数民族就把这种叶子当成宗教仪式中最神圣的物质，放在口中咀嚼成球状含着1874年，已从可卡叶中提取出白色粉末状的可卡因，成功地用于眼科手术的局部麻醉1884年，
15、弗洛伊德又将它用于治疗抑郁症和顽固性神经痛的病人对一切事务都充满了信心，感到自己有足够力量和能力去完成平时无法胜任的工作，可使懦弱变得勇敢，沉静变得口齿伶俐作用快静脉注射可卡因1025毫克，2分钟内便产生药效，5分钟药效达高峰，并可持续一小时放入鼻内，1560分钟内就被鼻粘膜和毛细血管吸收而产生药效，这种作用可持续46小时卡因的魔力在于它可以对脑的突触前和突触后的传递物质均发生促进作用受体超敏性效应,多巴胺的四种受体，去甲肾上腺素的两种受体和5-羟色胺受体对脑啡肽和阿片受体，对乙酰胆碱和两类胆碱能受体戒断症状和可卡因性精神病态可卡因引出欣快，兴奋之后l 4小时会出现疲倦、无力、嗜睡的不适之感，
16、使一些人再也不想使用可卡因。抑郁绝望的境地皮肤触幻觉，似乎蛇在身体表面爬行，蚂蚁或臭虫在皮肤上钻进钻出妄想和刻板性强迫动作新型毒品的作用机理结构类似交感胺，所以它主要作用于单胺能神经系统，使神经末梢的单胺神经递质，主要是多巴胺和去甲肾上腺素大量释放，迅速参与神经信息的传递增强脑能量代谢致幻剂南美仙人掌毒碱:南美洲的印第安族宗教节日口含仙人掌顶部的小球销魂状态:周围物体的形状，颜色都格外离奇，时间好像停止不动，对自身的感觉是似我非我南美仙人掌中提取出有效的致幻物质麦司卡林，其结构类似交感胺二乙基麦角酰胺(LSD25)墨西哥蕈素1958年，从毒蘑中提取出发生致幻作用的化学物质，称之为墨西哥毒蕈素一种天然吲哚胺看到上帝在眼前闪现LSD25是一种合成有机物1943年4月16日，德国化学家柯夫曼在实验室研究麦角衍生物时，出现了大量幻觉。LSD25的致幻作用比麦司卡林高一万多倍，口服l/20000克就能产生麦司卡林相似的幻觉LSD25还引起联想障碍、情感障碍，使人处于紧张状态，产生对周围世界的不真实感模式精神病”大麻雌株花枝及果穗经干燥而制得的毒品，称马里瓦那(Marijuana)Hashish是
