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1、第十章行为生理第十章行为生理梁子安梁子安生命科学与技术学院生命科学与技术学院第第一一节节神神经经系系统统与与行行为为nNerve system一、不同类群动物的神经系统及进化一、不同类群动物的神经系统及进化nnerve netn突触突触synapsen只能调节简单只能调节简单的行为的行为:姿势变姿势变化、取食反应化、取食反应n海星背部的螯海星背部的螯肢活动肢活动n肠壁蠕动肠壁蠕动interamural plexusnradial symmetry n反射式，出现反射式，出现触觉、味觉、触觉、味觉、化学刺激化学刺激nBilaterally symmetrical-Cat Nervous Syst
2、em vertebrate nervous system nBony fishnShark鲨鱼鲨鱼nLamprey七鳃鳗七鳃鳗n中枢神经进一步集中枢神经进一步集中增大中增大n神经元之间建立了神经元之间建立了多方联系、脑形成多方联系、脑形成n行为复杂程度和可行为复杂程度和可塑性超过其他塑性超过其他n反应数度快、信息反应数度快、信息贮存量大贮存量大n把过去现在将来的把过去现在将来的事联系起来事联系起来边缘系统边缘系统limbic systemn与那些获得满足与那些获得满足的行为有关的行为有关n性行为性行为n取食行为取食行为n情感活动情感活动下丘脑下丘脑二、神经系统的基本单位及其功能二、神经系统的基
3、本单位及其功能n神经元神经元neuronn通讯靠电脉冲通讯靠电脉冲神经元是如何传递刺激的性质和强度？神经元是如何传递刺激的性质和强度？n不同性质刺激有不同不同性质刺激有不同传道路传道路n强度表达一个神经元强度表达一个神经元靠短暂的不应期重复靠短暂的不应期重复兴奋状态兴奋状态n携带同一信息的几个携带同一信息的几个神经元可同时处于兴神经元可同时处于兴奋状态奋状态三、动物的感觉和知觉三、动物的感觉和知觉n感觉感觉senstaion：把环：把环境刺激（声、光、热境刺激（声、光、热和机械力等）转变为和机械力等）转变为电脉冲的过程。电脉冲的过程。n电鱼电鱼Gymnarchus niloticusn蚕蛾蚕蛾
4、Bombyx mori信息素信息素pheromones良导体良导体绝缘体绝缘体n知觉知觉perception：对感觉信息：对感觉信息（电脉冲）的分（电脉冲）的分析和解读。析和解读。n拟龟（红耳龟）拟龟（红耳龟）Pseudemys scripta 对空气对空气中的中的200-400/秒秒的声音最敏感。的声音最敏感。动物的感受器动物的感受器n机械感受机械感受A触觉触觉-压力压力B本体感受（下意识的）本体感受（下意识的）-弯曲，伸展弯曲，伸展C惯性的惯性的/平衡平衡-液体液体或其体撞击毛细胞或其体撞击毛细胞D震动震动/听觉听觉-结构多结构多样，放大样，放大n光感受光感受-视觉和感视觉和感光光n热感觉
5、热感觉-热和红外热和红外线线n电感觉电感觉-对电的感对电的感觉觉n磁感觉磁感觉-对磁的感对磁的感觉觉n化学感受化学感受-对化学对化学物质和分子的感受物质和分子的感受A味觉味觉B嗅觉嗅觉听觉器官听觉器官n瓶状囊瓶状囊lagenan耳蜗耳蜗cochlean人耳人耳20 hz到到2000 hzn蝙蝠和蝙蝠和23种动物：种动物：20hzn黑猩猩：约黑猩猩：约30hzn海豚海豹水中约海豚海豹水中约180Hzn很多小型兽类鼠、鼩鼱很多小型兽类鼠、鼩鼱90-12hz 感光器感光器n原生动物原生动物Euglenan腔肠、环节、其他腔肠、环节、其他无脊椎：感光细胞无脊椎：感光细胞n软体、节肢和脊椎：软体、节肢和
6、脊椎：眼眼n视锥细胞视锥细胞-对光不对光不敏感、视感细胞敏感、视感细胞对光敏感对光敏感n猫头鹰为什么猫头鹰为什么晚上活动？鸡晚上活动？鸡？nWhy鹿和猫眼、鹿和猫眼、夜蛾夜晚发光夜蛾夜晚发光n利用极弱光的利用极弱光的机制：在循环机制：在循环人类外其他动物不能不能区分颜色人类外其他动物不能不能区分颜色n蜜蜂、头足类蜜蜂、头足类n很多鱼和两栖类很多鱼和两栖类n日行爬行动物、鸟日行爬行动物、鸟类和哺乳类类和哺乳类n猫有一定识别能力，猫有一定识别能力，但对亮度和斑纹识但对亮度和斑纹识别力强。别力强。n色盲色盲正常正常26，红只认出，红只认出6，绿只认出绿只认出2 ，全色盲，全色盲no热和红外线感受器热
7、和红外线感受器n头虱体虱和阴虱头虱体虱和阴虱 n蝰蛇蝰蛇:颊窝颊窝facial pit 极敏感极敏感123.68*10-5J/cm2n蟒蛇蟒蛇:唇窝唇窝labial pit0.0260Cn眼斑冢雉眼斑冢雉Leipoa ocellata 嘴测量温嘴测量温度，保持度，保持330C,雄护雄护巢。巢。味觉和嗅觉味觉和嗅觉n蚕蛾蚕蛾Bombyx morin信息素信息素pheromonesn蚕蛾醇蚕蛾醇蚕蛾醇蚕蛾醇靠自身发射能量靠自身发射能量n蝙蝠蝙蝠n海豚：生物体内的气泡、海豚：生物体内的气泡、骨骼反射声纳波骨骼反射声纳波n鼓甲鼓甲Gyrinus sp:测出测出自己快速旋转返回的子自己快速旋转返回的子波
8、变化，波变化，4*10-7mm波波纹纹n深海动物自己发光照明深海动物自己发光照明动物的感觉通常利用多个通路输入信息动物的感觉通常利用多个通路输入信息n空间定向空间定向n平衡器官：卵圆囊、平衡器官：卵圆囊、球囊和半规管球囊和半规管n本体感受器：位于本体感受器：位于肌肉、肌腱和关节肌肉、肌腱和关节的感受器的感受器n视觉视觉四、神经系统的研究方法四、神经系统的研究方法n记录神经活动记录神经活动华东师范大学脑华东师范大学脑功能基因组学研功能基因组学研究所将世界上最究所将世界上最轻巧轻巧 近近10克的克的96通道微电极插入通道微电极插入小鼠小鼠“海马海马”用脑电波控制机用脑电波控制机械狗踢球械狗踢球横断
9、技术横断技术nDecerebrate rigidityn四肢伸直、坚四肢伸直、坚硬如柱、头尾硬如柱、头尾昂起，脊柱挺昂起，脊柱挺硬。硬。nDecorticate rigidity神经刺激神经刺激n下丘脑外侧区下丘脑外侧区摄食中枢feeding center：电：电刺激之动物多食，毁之引起厌食和不饮。刺激之动物多食，毁之引起厌食和不饮。n下丘脑腹内侧核下丘脑腹内侧核饱中枢satiety center：电刺激电刺激之拒食，毁之引之拒食，毁之引起多食和肥胖；起多食和肥胖；功能神经解剖学功能神经解剖学nFunctionnal neuroanatomy研究研究脑内神经细胞的大小、脑内神经细胞的大小、结构
10、和排列对行为的结构和排列对行为的影响影响n金丝雀金丝雀Serinus canaria雄鸣叫雄鸣叫n左舌下神经和左脑半左舌下神经和左脑半球控制鸣叫主要中枢球控制鸣叫主要中枢n每年学会一套唱法每年学会一套唱法n睾丸酮处理睾丸酮处理-与鸣叫相与鸣叫相关脑神经核树突增加关脑神经核树突增加n雄春天鸣叫期脑神经雄春天鸣叫期脑神经核树比秋天大核树比秋天大76%n用睾丸酮处理雌鸟，用睾丸酮处理雌鸟，雌鸟解剖学上与雄鸟雌鸟解剖学上与雄鸟相似且鸣叫相似且鸣叫n用放射性物质标记，用放射性物质标记，控制鸣叫的神经核有控制鸣叫的神经核有新核出现新核出现心理药物学与神经递质心理药物学与神经递质n老鼠的交配行为：爬老鼠的交
11、配行为：爬跨、不应期跨、不应期n注射抑制注射抑制5-羟色胺合成羟色胺合成的药物，不应期的药物，不应期458s缩短到缩短到272s；n说明说明5-羟色胺系统抑制羟色胺系统抑制再交配再交配n注射抑制多巴胺受体注射抑制多巴胺受体的药物，的药物，326s延长到延长到546sn-去甲肾上腺素去甲肾上腺素-，343s延长到延长到526Sn说明多巴胺和去甲肾说明多巴胺和去甲肾上腺素激发在交配上腺素激发在交配插管技术插管技术nCannulation把微管直把微管直接插入脑的特定区域以接插入脑的特定区域以便研究药物的作用便研究药物的作用n阉割老鼠阉割老鼠n插入下丘脑插入下丘脑-中视前区中视前区n睾酮：性行为睾酮
12、：性行为n胆固醇：无胆固醇：无n其他脑区：无其他脑区：无神经组织移植技术神经组织移植技术n把神经组织从一个动物把神经组织从一个动物移植到另一个动物或同移植到另一个动物或同一动物的一个部位移植一动物的一个部位移植到另一部位。到另一部位。n研究蜚蠊的生物钟研究蜚蠊的生物钟五五、内内分分泌泌与与行行为为无脊椎动物的内分泌系统无脊椎动物的内分泌系统n脑神经分泌细胞脑神经分泌细胞neurosecretory cellsn心侧体心侧体corpora cardiacan咽侧体咽侧体corpora allata-保幼激素、交配、卵成保幼激素、交配、卵成熟熟n前胸腺前胸腺prothoracic gland-蜕皮
13、激素蜕皮激素n性腺性腺gonads脊椎动物的内分泌脊椎动物的内分泌n腿黑色素腿黑色素n催产素生压素催产素生压素n促黄体生成素促黄体生成素n促卵泡生成素促卵泡生成素n促乳素促乳素n促肾上腺皮质促肾上腺皮质n去甲去甲/肾上腺肾上腺素素n雄激素雄激素n雌激素雌激素 n松果体松果体 调节年生殖周期调节年生殖周期n垂体后叶垂体后叶 排奶排奶 催产催产 水分平衡水分平衡n同上同上 黄体黄体 孕酮孕酮 雄激素雄激素n同上同上 卵泡卵泡 排卵排卵n同上同上 泌乳泌乳 鸟类双亲抚育鸟类双亲抚育n垂体中叶垂体中叶 肾上腺类固醇肾上腺类固醇n髓质髓质 血糖水平血糖水平 压力反应压力反应n精巢精巢 精巢精巢 精子精子
14、 第二性征第二性征n卵巢胎盘卵巢胎盘 子宫乳腺发育子宫乳腺发育激素的功能激素的功能激活效应激活效应n激素对行为的表达和表激素对行为的表达和表现来说好像是激活器，现来说好像是激活器，具有启动作用具有启动作用n如把蟹的眼柄切除两次如把蟹的眼柄切除两次间蜕皮延长间蜕皮延长n大闸蟹大闸蟹Chinese wolhandkrab (Eriocheir sinensis) 雄性沙漠蝗雄性沙漠蝗Schistocera gregorian咽侧体被切除后无性行咽侧体被切除后无性行为为n移植上另一只成年雄性移植上另一只成年雄性沙蝗的咽侧体则出现出沙蝗的咽侧体则出现出性行为性行为体色变化体色变化n短尾鼬短尾鼬Must
15、ela erminean春天促黑色素分春天促黑色素分泌增加新生的棕泌增加新生的棕色毛代替白色毛色毛代替白色毛n秋天腿黑色素分秋天腿黑色素分泌抑制促黑色素泌抑制促黑色素的作用毛无色的作用毛无色猫的射尿、鸡冠、攻击行为猫的射尿、鸡冠、攻击行为n猫通常射尿是一种领域行猫通常射尿是一种领域行为，阉割后的猫便没有该为，阉割后的猫便没有该行为行为n被阉割公鸡鸡冠变小色变被阉割公鸡鸡冠变小色变淡淡n这些动物攻击行为也变弱这些动物攻击行为也变弱激素的组织效应激素的组织效应n是生物发育间是生物发育间表现出来的组表现出来的组织分化现象。织分化现象。n2007亚洲健美亚洲健美赛赛1.6m以上组以上组第四名郑利萨第四
16、名郑利萨丽莎。丽莎。雄鼠、雄鼠、 牛牛n雄鼠出生四天被阉割雄鼠出生四天被阉割n长成后无正常的性行长成后无正常的性行为，注射雌激素和孕为，注射雌激素和孕激素表现雌性行为激素表现雌性行为n成年后再阉割重复上成年后再阉割重复上述无雌性行为述无雌性行为n牛龙凤胎雌牛无生殖牛龙凤胎雌牛无生殖能力能力n老鼠的胎位，夹在两老鼠的胎位，夹在两个雄性之间的雌鼠表个雄性之间的雌鼠表现出雄性行为现出雄性行为n夹在两个雌鼠之间雄夹在两个雌鼠之间雄鼠雄性行为表现较弱鼠雄性行为表现较弱甲状腺素与呆小症甲状腺素与呆小症Cretinismn生长缓慢生长缓慢 性成熟推迟性成熟推迟 神经神经系统发育缓慢系统发育缓慢 学习能力差学
17、习能力差nFour inhabitants aged 15-20 years : a normal male and three females with severe longstanding hypothyroidism with dwarfism, retarded sexual development, puffy features, dry skin and hair and severe mental retardation. n雄鸽求偶、交雄鸽求偶、交配配n雌鸽释放雌鸽释放FSHn卵巢滤泡发育卵巢滤泡发育n滤泡分泌雌激滤泡分泌雌激素素n1-2天开始筑巢天开始筑巢激素环境与行为激素
18、环境与行为nLH激活产卵激活产卵n巢刺激雌雄鸽产生黄巢刺激雌雄鸽产生黄体酮体酮n黄体酮抑制雄鸽求偶黄体酮抑制雄鸽求偶和侵犯行为，促进孵和侵犯行为，促进孵卵卵n黄体酮促进雌鸽孵卵黄体酮促进雌鸽孵卵n黄体酮持续作用黄体酮持续作用14天，天，雌雄轮流孵卵雌雄轮流孵卵n卵和孵卵行为刺激分卵和孵卵行为刺激分泌促乳素泌促乳素n抑制促卵泡和促黄体抑制促卵泡和促黄体激素的分泌激素的分泌-性行为全性行为全部消失部消失n促进嗉囊分泌鸽乳，促进嗉囊分泌鸽乳，持续持续10-12天天n促乳素分泌下降、促促乳素分泌下降、促卵泡和黄体激素分增卵泡和黄体激素分增加加n开始新一轮繁殖开始新一轮繁殖动物的睡眠行为动物的睡眠行为睡
19、眠的特点睡眠的特点-长时间处于不动状态长时间处于不动状态n但一般要进行但一般要进行多次姿势调整；多次姿势调整；睡眠的特点睡眠的特点-反应阈值增加反应阈值增加n对外界刺激反应迟钝或对外界刺激反应迟钝或完全没有；完全没有；n草食性的动物睡眠很浅草食性的动物睡眠很浅？ n如野牛、野兔、大象如野牛、野兔、大象（对不熟悉的轻微声音（对不熟悉的轻微声音反应敏感）反应敏感）非洲野牛非洲野牛睡眠的特点睡眠的特点-可逆性可逆性睡眠的特点睡眠的特点-睡眠姿势睡眠姿势n占着：马、象、牛和占着：马、象、牛和鹿鹿n头朝下：蝙蝠、树懒头朝下：蝙蝠、树懒n卷曲：食肉动物卷曲：食肉动物n卷曲程度与环境温度卷曲程度与环境温度有
20、关有关睡眠的特点睡眠的特点-睡眠地点睡眠地点n同一种动物大致选择相似的地点，同一个动物且同一种动物大致选择相似的地点，同一个动物且多在同一地点多在同一地点洞穴、高树、毫无一隐蔽之处洞穴、高树、毫无一隐蔽之处n睡眠地点和休息地点常分开睡眠地点和休息地点常分开椋鸟白天在郊外，晚上在市中心椋鸟白天在郊外，晚上在市中心河马站在水里睡觉，取食时上岸河马站在水里睡觉，取食时上岸牛鹿在牛背上取食，在高树上睡觉牛鹿在牛背上取食，在高树上睡觉睡眠的特点睡眠的特点-睡眠节律睡眠节律n晚上：大多数鸟类晚上看不见东西晚上：大多数鸟类晚上看不见东西n白天：很多爬行动物晚上体温下降白天：很多爬行动物晚上体温下降n黄昏和黎
21、明：黄昏和黎明：n不是动物的活动时间取决于什么时候最易不是动物的活动时间取决于什么时候最易获得食物获得食物各种哺乳动物每各种哺乳动物每24小时的睡眠时间小时的睡眠时间 动物名称动物名称 睡眠时间睡眠时间n两趾树懒两趾树懒 20n犰狳犰狳 负鼠负鼠 蝙蝠蝙蝠 19n狐猴狐猴 树鼩树鼩 16n仓鼠仓鼠 松鼠松鼠 河狸河狸 14n猫猫 小家鼠小家鼠 猪猪 袋鼠袋鼠 13n绒鼠绒鼠 食蚁兽食蚁兽 12 n美洲虎美洲虎11n刺猬刺猬 黑猩猩黑猩猩 兔兔 瞎鼠瞎鼠10n人人 鼹鼠鼹鼠 8n豚鼠豚鼠 牛牛 7n貘貘 山羊山羊 6n霍加坡鹿霍加坡鹿 5n宽吻海豚宽吻海豚 巨头鲸巨头鲸 5n长颈鹿长颈鹿 象象 4n鼠海豚鼠海豚 鼩鼱鼩鼱 0n动物的睡眠时间决定于它对非睡眠时间动物的睡眠时间决定于它对非睡眠时间（积极活动期）的需要（积极活动期）的需要大型草食动物，每天必须花费大量的时间进食，大型草食动物，每天必须花费大量的时间进食，睡眠时间比然少；睡眠时间比然少；食肉动物的营养丰富，每天少量的时间进食即食肉动物的营养丰富，每天少量的时间进食即可，睡眠时间比然多；可，睡眠时间比然多；n幼年动物睡眠时间比成年动物要长幼年动物睡眠时间比成年动物要长n发育程度差的比发育程度好的需要时间长发育程度差的比发育程度好的需要时间长
