资源简介

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第5节
人脑的高级功能
第二章
神经调节
是重帘低垂抑或星云闪亮，
不，是脑细胞织就信息之网。
万千信息在此传输交汇，
调节着机体的稳定，
更闪耀着智慧的光芒！
第五节人脑的高级功能
1. 结合已有关于神经调节的知识，尝试通过合作学习的方式建立人脑高级功能的工作模型。
2. 通过了解冯·诺依曼计算机的设计原理和脑机接口的应用，认同学科融合发展的趋势并强化科技服务人类的信念。
第二章
神经调节
问题探讨
第五节
人脑的高级功能
阿尔茨海默病是老年人群常见的一种疾病，该病主要表现为患者逐渐丧失记忆和语言功能，计算和推理等思维能力受损（如迷路），情绪不稳定。研究发现，该病是由患者大脑内某些特定区域的神经元大量死亡造成的。
讨论
1.上述资料可以说明人的大脑有哪些区别于髓的高级功能？
【答案】人脑具有记忆、语言、思维、情绪等功能。
2.人的大脑有哪些区别于动物大脑的高级功能？
【答案】人脑大脑皮层具有言语区，具有语言功能。利用语言，人类能够进行抽象思维，具有意识。有些动物也能对语言刺激作出反应，那是人类训练的结果，是简单的模仿和强化记忆的结果。
第五节
人脑的高级功能
书写性语言中枢
W区
视觉性语言中枢
V区
运动性语言中枢
S区
听觉性语言中枢
H区
（中央前回）
躯体运动中枢
（中央后回）
躯体感觉中枢
人的大脑有很多复杂的高级功能，因为大脑皮层有140多亿个神经元组成，组成了许多神经中枢，是整个神经系统中最高级的部位。
人的大脑有感知外部世界和控制机体的反射 、语言、学习、记忆和情绪等方面的高级功能。
思考.讨论
---大脑皮层的语言功能特点
第五节
人脑的高级功能
资料1 一位病人能听懂别人讲话，能用表情和手势同别人交流，可是说话非常困难。经检查发现，病人与讲话有关的肌肉和发声器官正常。病人死后，经解剖发现，他的大脑左半球的S区发生病变。
资料2 一位病人能主动说话，听觉也正常，但他听不懂别人说话，连自己的话也听不懂。病人死后，解剖发现他的大脑左半球的H区有病变。
躯体运动区
中央沟
躯体感觉区
H区（此区障
碍不能听懂话）
V区（此区障碍
不能看懂文字）
S区（此区障
碍不能讲话）
W区（此区障碍不能写字）
注：教材中的H区似乎包括了图示的H区和听觉中枢
听觉中枢
视觉中枢
思考.讨论
---大脑皮层的语言功能特点
第五节
人脑的高级功能
躯体运动区
中央沟
躯体感觉区
H区（此区障
碍不能听懂话）
V区（此区障碍
不能看懂文字）
S区（此区障
碍不能讲话）
W区（此区障碍不能写字）
注：教材中的H区似乎包括了图示的H区和听觉中枢
听觉中枢
视觉中枢
1.W区与S区接近躯体的运动中枢，V区接近视觉中枢，H区接近听觉中枢，这样的分布能给你什么联想？
【答案】言语区中的W区与书泻有关，S区与讲话相关，这两个区都与运动中枢接近; V区与看懂文字相关，它接近视觉中枢; H区与听懂话语相关，它接近听觉中枢。“写”与“讲”是两种不同的语言表达方式，属于“运动”性的。这使人联想到，这两个言语区可能是从运动中枢演化而来的。V区的看懂与视觉相关，H区的听懂与听觉相关，这两个区使人联想到，它们可能分别是由视觉中枢与听觉中枢演化而来的。
2.大脑皮层的语言中枢有什么特点？
【答案】大脑皮层的语言中枢分布在大脑皮层的不同区域，不同的区域既有分工，也有联系，共负责人类复杂的语言功能。
一 语言功能
第五节
人脑的高级功能
1、语言功能是人脑特有的高级功能，与大脑皮层言语区有关，言语区损伤会导致各种言语功能障碍
(1)S区：此区障碍不能讲话（只能发有限音节）
(2)W区：此区障碍导致书写障碍（写错字）
(3)H区：此区障碍不能听懂别人和自己讲的话
(4)V区：此区障碍不能看懂文字
联想记忆:
S-speak; W-write; H-hear; V-view
在大脑皮层中与语言活动相关的某些特定区域
一 语言功能
第五节
人脑的高级功能
2、对大多数人来说，主导语言功能的区域位于大脑左半球。
3、通常抽象思维（逻辑思维）主要由左半球负责；
形象思维（如音乐、绘画、空间识别）由大脑右半球负责
二 学习与记忆
第五节
人脑的高级功能
1、学习是指神经系统不断接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。
条件反射的建立就是动物学习的过程。
听到铃声马上跑去教室需要经过学习
二 学习与记忆
第五节
人脑的高级功能
2、记忆是指大脑对客观事物的信息进行编码、储存和提取的过程
感觉性记忆
持续时间：
＜1秒
第一级记忆
持续时间：
数秒至数分钟
第二级记忆
持续时间：
数分钟至数年
第三级记忆
持续时间：
可能永久
遗忘
遗忘
信息丢失
可能不遗忘
注意
运用
遗忘
外界信
息输入
短时记忆
长时记忆
二 学习与记忆
第五节
人脑的高级功能
(1)短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。
(2)长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关
(3)海马区损伤会影响短时记忆向长时记忆转变
二 学习与记忆
第五节
人脑的高级功能
3、学习和记忆也是脑的高级功能，不是由单一脑区控制的，而是由多个脑区和神经通路参与
学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些蛋白质的合成
三 情绪
第五节
人脑的高级功能
1.概念：情绪是人对环境所作出的反应。也是大脑的高级功能之一。
2.表现：
开心、兴奋、对生活充满信心
失落、沮丧、对事物失去兴趣
当人们遇到精神压力、生活挫折、疾病、死亡等情况时,常会产生消极的情绪。当消极情绪达到一定程度时,就会产生抑郁。抑郁通常是短期的,可以通过自我调适、身边人的支持以及心理咨询好转。当抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能形成抑郁症。如果持续两周以上，则应咨询精神心理科医生以确定是否患有抑郁症。
三 情绪
第五节
人脑的高级功能
3.抑郁与抑郁症的比较
抑郁 抑郁症
持续时间
严重程度
缓解途径 一般不超过两周
持续两周以上而得不到缓解
相对较轻
程度严重，影响工作、学习和生活，严重时甚至使患者产生自残或自杀等消极行为
积极建立和维系良好的人际关系、适量运动和调节压力，都可以帮助我们减少和更好地应对情绪波动。当情绪波动超出自己能够调节的程度时，应向专业人士咨询。
科学技术社会
第五节
人脑的高级功能
---脑机接口
脑机接口是在人或者动物脑与外部设备间创建直接的连接通路。单向的脑机接口允许外部设备接受脑传来的信号或者发送信号到脑，但不能同时接收和发送信息。双向的脑机接口允许脑和外部设备之间进行双向的信息交流。
目前应用最成熟的脑机接口是人工耳蜗。人工耳蜗接受声音信息并转变为电信号，随后通过电极阵列刺激听神经，听神经将信号传至大脑产生听觉。
如果让你设计一个人工耳蜗，你觉得最最关键的环节应该是什么？
模拟声音的信号特征：
频率如何编码？元音如何编码？等
科学技术社会
第五节
人脑的高级功能
---脑机接口
科学家已经能够使用神经集群记录技术实时捕捉皮层中的复杂神经信号，并利用这些信号来控制外部设备。
假如通过脑机接口能够解读人的脑中的所有活动，比如你可能突然涌起的一个不良冲动，警察根据广泛联系网络了解到你的想法，并逮捕了你。你认为这种预防可能犯罪的做法是否合适？
练习与应用
一、概念检测
语言功能，学习和记忆是人脑的高级功能。判断下列表述是否正确。
（1）人类语言活动中的听、说、读、写分别由大脑皮层不同的区域控制，它们相互独立。（ ）
（2）经常运用已学过的生物学概念去解释相关的生命现象，概念就不容易遗忘。（ ）
×
√
第五节
人脑的高级功能
练习与应用
第五节
人脑的高级功能
二、拓展应用
1.在记忆英文单词时，有人认为，安静的环境有利于记忆；也有人认为，舒缓的轻音乐有利于记忆。
（1）你认为哪种环境更有利于对单词的记忆？提出你的假设。
【提示】两种假设均可，有合理的依据即可。若认为无关信息会干扰记忆，可假设安静的环境有利于记忆;若认为记忆不是由单一脑区控制，舒缓的音乐有利于刺激不同的脑区而促进记忆，可假设舒缓的音乐有利于记忆。
（2）设计实验证明你的假设。
【提示】设计实验时，需要有对照，无关变量必须保持一致。例如，选择年龄基本相同的测试对象若干，随机分成两组，--组在安静的环境中，另--组在舒缓的音乐环境中。在同样的时间内测试两组被试者记忆的单词量。测试的单词中需要记忆的字母数应该相同，两组被试者对于单词的熟悉程度(如是否带有词根、词缀，是否组成词等)也应该相同。
（3）如果你得出的结论与别的同学不同，你对此有何看法？
【答案】如果结论不同，可能是与记忆相关的神经系统存在着个体的遗传或发展的差异;也可能是测试过程中对条件的控制有所不同，存在误差。
2.有的同学经常熬夜学习，请查阅资料并结合亲身的经历，谈一谈这样做的危害。
【提示】答案合理即可。例如，熬夜会影响睡眠，影响神经系统发育,容易导致视觉疲劳和机体免疫力下降等。
复习与提高
第五节
人脑的高级功能
一、选择题
1.在足球赛场上，球员奔跑、抢断、相互配合，完成射门。下列对比赛中球员机体生理功能的表述，不正确的是（ ）
A.自主神经系统不参与这个过程 B.这些过程涉及一系列的反射活动
C.在大脑皮层调控下球员相互配合 D.球员在神经与肌肉的协调下起脚射门
2.海蜗牛在接触几次电击后，能学会利用长时间蜷缩的方式保护自己；没有经过电击刺激的海蜗牛则没有类似的防御行为。研究者提取前者腹部神经元的RNA注射到后者颈部，发现原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御，而对照组则没有此现象。以下叙述不符合该实验的是（ ）
A.有助于我们对动物记忆形成机制的研究
B.本实验对照组的海蜗牛不需要注射RNA
C.不能说明RNA直接决定了动物记忆的形成
D.说明特定的RNA可以使海蜗牛“获得”记忆
A
B
复习与提高
第五节
人脑的高级功能
二、非选择题
复习与提高
第五节
人脑的高级功能
2.为研究神经的兴奋传导，研究人员将蛙的脑和脊髓损毁，剥制了坐骨神经一排肠肌标本。将该标本置于合适的溶液中，它可以保持活性。
请回答相关问题。
（1）刺激坐骨神经，腓肠肌会收缩。在这个过程中，突触前膜发生的变化有 。
【答案】与突触小泡融合，通过胞吐的方式将神经递质释放人突触间隙。
（2）在反射弧五个组成部分中，该标本仍然发挥功能的部分有 。
【答案】传出神经与效应器。
复习与提高
第五节
人脑的高级功能
3.毒扁豆碱等物质能影响神经递质的分解, 某种箭毒会影响突触后膜受体发挥作用，这些物质因而能影响神经系统的信息传递及肌肉的收缩,有时会严重危害人的健康。
(1)根据突触信息传递的特点分析：它们为什么会产生这些影响？
【答案】突触信息传递需要有信号分子一递质的作用，递质作用于突触后膜的特定受体,发挥作用后通过分解或回收被灭活。在信息传递的过程中，任何一个环节出现问题都可能对神经兴奋的传递以及效应产生影响。毒扁豆碱能影响神经递质的分解，递质就会持续作用于受体;某种箭毒会影响突触后膜受体发挥作用，递质与受体的作用就会受到影响。这些都会影响神经系统信息的传递，如果信息是传递到肌肉的，就会影响肌肉的收缩。
(2)进一步査找资料回答：一旦出现类似物质引起的中毒，应该如何处置？
【提示】口服中毒者，可催吐、洗胃、导泻去除毒物;如果出现心跳、呼吸停止的，应该先进行人工心肺复苏，同时紧急送医院治疗。

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