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第五节 人脑的高级功能
阿尔茨海默病是老年人常见的一种疾病,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。
1. 上述资料可以说明人的大脑有哪些区别于脊髓的高级功能？
2. 人的大脑有哪些区别于动物大脑的高级功能？
人脑具有记忆、语言、思维、情绪等功能。
人脑的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。
额叶
问题：阿尔兹海默病人大脑的哪些特定区域出现了神经元大量死亡了呢？
顶叶
枕叶
灰质
外侧沟
白质
中央沟
颞叶
脑干
数量庞大的神经元以及它们之间极为复杂的联系，是神经系统高级功能的物质基础。
阿尔茨海默病患者的大脑变化
正常人大脑
海马萎缩
海马
大脑皮层萎缩
大脑皮层萎缩
外侧沟
轻度阿尔茨海默病患者大脑
重度阿尔茨海默病患者大脑
比较阿尔茨海默病患者与正常人脑结构，存在哪些方面的异常？
人的大脑有很多复杂的高级功能，因为大脑皮层有________个神经元组成，组成许多_________，是神经系统______________；
140多亿
神经中枢
最高级的部位
基本功能
高级功能
感知外部世界
控制机体的反射活动
语言功能
学习和记忆
情绪
脑的高级功能使人类能够主动适应环境，创造出灿烂的人类文明。
人脑的功能
脑的高级功能的意义:
1
大脑功能
人脑感知和言语的正电子发射计算机断层扫描成像
A. 看单词
B. 听单词
C. 说单词
D. 联想生成单词
资料2：看单词、听单词、说单词、联想生成单词所对应的脑血流量扫描成像图。 红、黄、绿和蓝色表示血流量从大到小。
脑部血流量的变化有什么检测意义？
脑部血液为脑部细胞提供氧气、营养物质等并带走代谢废物等，而神经细胞传递兴奋也需要有氧呼吸等提供能量和其他的物质基础，因此脑部血流量越高，代表细胞的活跃程度越高。由此可以由不同刺激下脑区的神经活动水平，推测可能的语言脑功能定位。
额叶
顶叶
颞叶
枕叶
语言加工过程涉及多个大脑皮层的特定区域，语言加工具有复杂的作用机制。
看单词
听单词
说单词
联想生成单词
视觉中枢
听觉中枢
运动中枢
资料：病人能听懂别人说话，能用面部表情和手势同别人交流思想，可是说话非常困难。病人与讲话有关的肌肉和发声器官完全正常，病人死后经解剖学发现，他的大脑左半球额叶后部S区发生病变。
病人的症状说明病人大脑的哪些中枢没有问题？你推测S区的具体功能是什么？
S区：运动性语言中枢
S区病变的大脑
资料：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，研究者发现他的大脑左半球的颞叶后部与顶叶和枕叶相连接处H区有病变。
病人的症状说明病人大脑的哪些中枢没有问题？你推测H区的具体功能是什么？
H区病变的大脑
H区：听觉性语言中枢
额叶
顶叶
颞叶
枕叶
H区
听觉中枢
S区
口唇相关运动中枢
S区
H区
躯体运动中枢
语言这一高级功能是复杂的，需要多个脑区和神经通路共同参与。
额叶
顶叶
颞叶
枕叶
病名 损伤部位 症状
运动性失语症 S区 能看懂文字、听懂语言，却不会说话
感觉性失语症 H区 会讲话、会书写、能看懂文字，却听不懂谈话
大脑皮层的言语区
视觉、语言功能正常，却看不懂文字含义
失读症
能听懂语言、看懂文字、会讲话，却不会书写
失写症
W区
S区
H区
V区
语言的脑功能定位
V区
W区
两侧大脑皮层的功能
主导语言功能的区域多数是在大脑的左半球，逻辑思维也主要由左半球负责。
大脑右半球主要负责形象思维，也是极其重要的功能。
两侧大脑具有一定的功能相关性，依靠胼胝体传送感觉信息。
表1 言语控制优势半球与其利手的关系
利手 例数 言语区的位置 左半球 双侧半球 右半球
右利手 140 96% 0 4%
左利手 122 70% 15% 15%
问题：阿尔兹海默病患者大脑萎缩部分可能会对患者的语言功能有什么影响？
大脑言语区多数位于额叶或颞叶上，这些部位萎缩都会导致语言功能受损，表现出听不懂，无法正常说话等症状，这在很多阿尔茨海默病患者中都有表现，而语言和逻辑思维关系密切，因此患者的逻辑思维能力一般也会受到影响。目前，关于阿尔茨海默病的致病机理还在研究中，科研工作者们从基因、蛋白、细胞等多个水平正在进行相关药物的研发，任务单中也为大家推荐了相关学习资源，希望同学们阅读了解相关科研进展，并关注身边的阿尔茨海默病患者。
为什么背了很多遍的东西，临考前依然记不住？对于我们的大脑来说，究竟什么样的学习方式，才是它所喜欢的？为什么有的学生 “死记硬背”能力很强，有的学生则完全不行？
(1)概念：学习与记忆是指神经系统不断地_________，获得新的_____、_____和_________的过程。________的建立也就是动物学习的过程。
(2)特点：学习和记忆不是由_______控制的，而是由________和______参与。
接受刺激
行为
习惯
积累经验
条件反射
单一脑区
多个脑区
神经通路
学习：信息获取和加工的神经过程
记忆：信息储存和读取的神经过程
1
学习与记忆
外界信息
感觉性记忆
（<1秒）
第一级记忆
（数秒至数分钟）
第二级记忆
（数分钟至数年）
第三级记忆
（可能永久）
遗忘
（信息丢失）
遗忘
（新信息的代替）
遗忘
（前活动性和后活动性干扰）
可能不遗忘
注意
运用
短时记忆
长时记忆
重复
整合
（3）记忆的过程及形成机理
与神经元的即时信息交流、大脑皮层下的像海马的脑区有关
与突触形态及功能的改变及新突触的建立有关
感觉性记忆
第一级记忆
第二级记忆
第三级记忆
反复运用强化
反复重复；
建立与新知识的联系
增加注意
多器官联合使用
任务二：分析学习与记忆
1.在学习过程中，老师经常强调要动用多种器官。这有什么道理？
任务二：分析学习与记忆
1.在学习过程中，老师经常强调要动用多种器官。这有什么道理？
　学习的过程是一个信息获取与加工的过程，在获取信息的过程中需要多种器官的共同参与；学习与记忆不是由单一脑区控制的，而是由多个脑区和神经通路参与。
2.结合所学有关学习和记忆的知识，我们如何将短时记忆转化为长时记忆？
短时记忆进行反复运用和强化能够转变为长时记忆，然后再进行反复重复并将新信息与已有信息整合，就能转变为永久性记忆。
短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关;
记忆的神经生物学基础
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。
新突触建立
突触后膜受体数量增加
树突末端
学习和记忆规律对日常学习有哪些启示呢？
请你结合自身实际提出具体可行的学习建议和理论依据。
2
情绪
情绪是人对外界环境做出的反应，是大脑的高级功能之一。
开心、兴奋、对生活充满信心
情绪
失落、沮丧、对生活失去兴趣
(1)概念:
（2）两种表现
(3)抑郁与抑郁症的形成
精神压力、生活挫折、疾病、死亡
消极情绪
抑 郁
抑郁症
好转
好转
自我调适，
别人支持，心理咨询
好转
影响工作、学习、生活
专业治疗
产生
积累
得不到缓解
2
情绪
1. 你有哪些缓解消极和抑郁情绪的小妙招？
2. 我们在日常生活中该如何管理情绪呢？
①积极建立和维系良好的人际关系、适量的运动和调节压力都可以减少和更好地应对情绪的波动。
②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。
（4）调节情绪波动的方法
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。
任务三：分析抑郁症的治疗思路
研究证实，抑郁症的发生与神经细胞间5-羟色胺(5-HT)等物质的含量降低有关。5-羟色胺是一种能帮助我们心情愉快的物质，
其发挥作用后被重吸收至突触小体或被氧化
酶氧化。
(1)5-羟色胺是一种 ，其与突触后膜相应受体结合后，可引起突触后膜_____(填“兴奋”或“抑制”)，进而产生愉悦感。
(2)如果你是药物研发人员，你研发药物治疗抑郁症的思路是什么？
神经递质
兴奋
①研发抑制5-羟色胺转运蛋白功能的药物，从而抑制5-羟色胺的重吸收，
增加突触间隙中5-羟色胺的含量。
②研发抑制氧化酶活性的药物，阻止5-羟色胺的降解，增加突触间隙中
5-羟色胺的含量。
人脑的高级功能
学习和记忆
情绪
大多数人主要语言功能的区域是在大脑的左半球
H区（听）
S区（说）
V区（读）
W区（写）
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
短时记忆
长时记忆
左半球
右半球
逻辑思维
形象思维
语言功能
人脑特有
积极情绪
消极情绪
抑郁
抑郁症
03
人脑的高级功能—学习和记忆
为保留美好记忆，远离阿尔茨海默病，正常老年人可以怎样做呢？
练习与应用
一、概念检测
1．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。（ ）
×
√
2.某人的大脑某个部位受到损伤,但能用语言表达自己的思想,也能听懂别人的谈话,却读不懂报刊上的新闻。他的大脑受损的区域可能是(　　)
A.S区　 B.W区
C.V区 D.H区
C
1.在背英文单词时，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。
(2)设计实验证明你的假设。
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，可假设安静环境有利于记忆；若认为记忆不是由单一脑区控制的，舒缓的音乐有利于刺激不同脑区而促进记忆，可假设舒缓的音乐有利于记忆。
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,一组在安静的环境中,另一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、词级,是否组成词等)也应该相同。
二、拓展应用
1.在背英文单词时，有人认为安静的环境有利于记忆； 也有人认为舒缓的音乐有利于记忆。
(3)如果你得出的结论与别的同学的不同，你对此有何看法？
如果结论不同,可能是与记亿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。
案合理即可。例如，熬夜会影响睡眠、影响神经系统发育,容易号致视觉疲劳和机体免疫力下降等。
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
A
复习与提高
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
B
提示: 对照组需注射未经点击的海蜗牛腹部神经元中提取的RNA。
章节课后习题
神经调节
结构基础：
神经系统
神经系统结构和功能的基本单位：
________
神经调节的基本方式：______
中枢神经系统
________系统
组成：_____、树突和_____
功能：产生和传导______
结构基础：__________
类型
非条件反射
__________
二. 非选择题
1. 完成下面的图解
外围神经
细胞体
轴突
兴奋
神经元
反射弧
反射
条件反射
章节课后习题
中枢神经系统
外周神经系统
脑：大脑、脑干、小脑
_______
分类1：脑神经和_______
分类2
传入神经
_________
交感神经
_________
支配内脏的
二. 非选择题
1. 完成下面的图解
脊髓
脊神经
传出神经
副交感神经
章节课后习题
结构基础：反射弧
组成
感受器
传入神经
传出神经
效应器
低级中枢：如脊髓中的排尿中枢
_________：如大脑皮层中的视觉中枢
二. 非选择题
1. 完成下面的图解
神经中枢
高级中枢
章节课后习题
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—腓肠肌标本。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______________________。
(2)在反射弧五个组成部中，该标本仍然发挥功能的部 有______________________。
与突触小泡融合,通过胞吐的方式将神经递质释放入突触间隙。
传出神经与效应器
章节课后习题
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析：它们为什么会产生这些影响？
突触信息传递需要有信号分子递质的作用,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;某种简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)进一步查找资料回答：一旦出现类似物质引起的中毒，应该如何处置？
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。
章节课后习题

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