第三节　心理的生理机制

人的心理活动是纷繁复杂的精神现象，但无论心理活动多么复杂多样，都是通过以大脑为核心的神经系统的活动来实现的。这一点通过近现代科学的众多研究成果已经得到了强有力的证明。因此，我们只有对神经系统的构造和机能有所了解，才能正确地理解心理现象。

一、神经系统的结构和功能

神经系统是产生心理活动的物质基础。神经系统的基本结构和功能单位称为神经元。神经系统有中枢神经系统和外周神经系统之分，中枢神经系统是指颅腔内的脑及椎管内的脊髓；外周神经系统是指自中枢神经系统生发出的纤维，即脑神经、脊神经和植物性神经系统。

（一）神经元

神经元由神经细胞体及其发出的两种突起——树突和轴突构成。神经元的细胞体是神经元的代谢和营养中心。神经元的树突是从胞体伸出的一个或多个树枝状突起，树突的机能一般是感受体内外的各种刺激。神经元的轴突是从胞体发出的一个长突起，轴突的主要机能是将信息传导到其他神经元或效应器（见图2－5）。

图2－5　神经元模式图

神经元受到刺激后会从较安静的状态转向较活跃的状态，这种现象就是神经冲动（动作电位）。神经冲动沿着神经元的轴突进行传递或神经冲动从一个神经元向邻近的下一个或一些神经元传递，这就是神经冲动的传导。

当神经冲动传递到神经纤维末梢时，它又是如何从一个神经细胞传递到另一个神经细胞的呢？这就涉及两个神经细胞之间的结构——突触，以及一种特殊的化学物质——神经递质，通过突触和神经递质才能实现信息从一个神经元向另一个神经元的传递。

（二）神经系统

1．中枢神经系统

中枢神经系统包括脊髓和脑两大部分。

1）脊髓

脊髓位于椎管内，上端与延髓相连，下端至第一和第二腰椎之间，全长40～50厘米。脊髓呈圆柱形，前后扁平，分颈、胸、腰、骶、圆锥及终丝（终丝是脊髓终了之后，软膜的延续部分）几部分。

脊髓是中枢神经系统的最低级中枢，能完成一些低级反射活动，如膝跳反射的中枢调节就在脊髓。脊髓也是脑和周围神经联系的中介，来自外周的各种刺激，只有通过脊髓才能到达脑，而由脑发出的指令，也必须通过脊髓，才能到达相应的肌肉和腺体。但是在正常情况下，脊髓的活动受高级神经中枢（脑）的调节。

2）脑

脑是中枢神经系统的高级中枢，位于颅腔内，在枕骨大孔处向下与脊髓相延续。脑不仅在解剖位置上，也在机能上超过了神经系统的其他任何部分，并控制着这些部分，它是人类在生物界中占优势地位的重要原因。脑由脑干、间脑、小脑及大脑两半球组成。

脑干是脊髓向颅腔内延伸的部分，它具有许多重要的中枢。脑干具有调节呼吸、消化、心血管活动的功能，因而也叫“生命中枢”。

间脑位于中脑和端脑之间，它包括丘脑、丘脑上部（上丘脑）、丘脑下部（下丘脑）和丘脑底部。下丘脑是植物性神经的较高级中枢，与内脏活动及机体的多种生理功能和情绪等均有密切关系，如通过微电极技术已发现在下丘脑有专门的发动“快乐”和“痛苦”的不同部位。

经典实验

奥尔兹的“快乐中枢”试验

图2－6　奥尔兹的“快乐中枢”试验

美国心理学家奥尔兹等人用“自我刺激”的方法，证明了下丘脑和边缘系统中存在一个“快乐中枢”。实验者在老鼠的下丘脑背部埋上电极，另一端与电源开关的杠杆相连（见图2－6）。老鼠只要按压杠杆，电源即接通，在埋上电极的脑部就会受到一个微弱的刺激。老鼠经过反复学习，逐渐形成了操作性条件反射。由于通过按压杠杆获得电流对脑的刺激能引起快乐和满足，所以老鼠不断地按压杠杆，通过“自我刺激”来追求快乐。老鼠按压杠杆的频次可达每小时5000次，并能连续按压杠杆15～20小时，直到筋疲力尽、昏昏欲睡为止。如果在下丘脑以外的脑部埋上电极，则没有出现上述情形，或者快乐效果不明显。由此推断，老鼠的下丘脑中存在一个“快乐中枢”。

有人把“自我刺激”的方法运用于人类。当用电极刺激病人下丘脑的有关部位时，病人会面带微笑，表现出高兴的样子。病人在描述自己对刺激的感觉时，也说有“良好的感觉”。可见，人的下丘脑也存在“快乐中枢”。

小脑位于延髓和脑桥的背侧。小脑的主要功能是协调躯体肌肉的运动和维持平衡。小脑发生疾病时，闭眼直立时站不稳，走路时歪歪斜斜，运动不准确、不协调，不能完成精巧的动作。

大脑主要包括左、右大脑半球，它是中枢神经系统的最高级部分，是心理活动的主要器官，也是脑组织的最大部分。从外观上看，大脑几乎遮盖了其他结构，它的表面高度卷曲，形成许多的沟、裂、回。

大脑半球内面是由大量神经纤维组成的，这些神经纤维称为白质。白质负责大脑回间、叶间、两半球间及皮层与皮下组织间的联系。其中特别重要的横行联络纤维叫胼胝体。胼胝体位于大脑半球底部，对两半球的协同活动具有重要作用。

在大脑半球的内侧面，与脑干相连接并围绕着脑干的一些神经结构称为边缘叶，边缘叶与附近的一些皮层及皮层下的结构之间有着密切的神经联系，从而构成一个统一的机能系统，称为边缘系统。

边缘系统的机能与一系列的躯体、内脏活动有密切的关系，它是许多初级中枢活动的调节者。实验证明，边缘系统与动物的觅食、生殖性活动、植物性神经系统功能，以及情绪、情感、学习记忆等较高级的心理活动过程均关系密切。特别是边缘系统的海马体对从短时记忆向长时记忆的过渡发挥着重要作用。

大脑皮层具有严密的形态结构和机能定位。从外观上看，大脑由左、右两个大致对称的半球构成。两个半球的外层就是大脑皮层。人类大脑皮层的折皱形成了许多沟和裂。按照这些沟和裂，可把大脑皮层分为额叶、顶叶、枕叶和颞叶。额叶与顶叶由中央沟分开，颞叶在外侧裂下面，与枕叶和顶叶相连接，但没有明确分开的沟（见图2－7）。

大脑皮层的不同区域具有不同的机能。按照上述的结构分布，大致相应地可分为四类机能区：皮层感觉区、皮层运动区、言语区和皮层联合区（见图2－8）。

（1）皮层感觉区。皮层感觉区包括视觉区、听觉区和机体感觉区。它们分别接受来自眼睛的光刺激，来自耳朵的声音刺激，以及来自皮肤表面和内脏的各种刺激等。它们是接受和加工外界信息的区域。

（2）皮层运动区。皮层运动区位于中央沟前面的中央前回。它的主要功能是发出动作指令，支配和调节身体在空间的位置、姿势及身体各部分的运动。

（3）言语区。对大多数人来说，言语区主要定位在大脑左半球，它由较广大的脑区组成。若损伤这些区域将引起各种形式的失语症。在左半球额叶的后下方，靠近外侧裂处，有一个言语运动区，亦称布洛卡区，它通过邻近的运动区控制说话时的舌头和颚的运动。这个区域受损就会出现运动性失语症。在颞叶上方、靠近枕叶处，有一个言语听觉中枢，它与理解口头言语有关，称为维尔尼克区，损伤这个区域将引起听觉性失语症，即病人不理解口语单词，不能重复刚刚听过的句子，也不能完成听写活动。

图2－7　大脑皮层不同脑区的位置

图2－8　大脑皮层的机能区

（4）皮层联合区。大脑皮层中起联络、综合作用的结构和机能系统，称为皮层联合区。它是大脑皮层执行高级心理功能的部位。

从外表来看，脑的两半球非常相似，但实际上，两半球在结构和功能上都有明显的差异。从结构上说，人的大脑右半球略大且重于左半球，但左半球的灰质多于右半球；左、右半球的颞叶具有明显的不对称性；各种神经递质的分布，左、右半球也是不均衡的。此外，两半球分别具有不同的功能。语言功能主要定位在左半球，该半球主要负责言语、阅读、书写、数学运算和逻辑推理等；而知觉物体的空间关系、情绪、欣赏音乐和艺术等则定位于右半球（见图2－9）。

图2－9　大脑两半球功能优势示意图

经典案例

关于裂脑人的研究

关于裂脑人（切断胼胝体的人）的研究，也是生理心理学历史上一个著名的实验。

20世纪40年代，实验发现，猴子癫痫发作是通过胼胝体从一侧脑半球扩散到另一侧脑半球的，切断胼胝体可以阻断这种扩散。临床也证实，病人的胼胝体受损可减少癫痫的发作。因此，胼胝体切断术逐渐成为一种治疗方法，应用于癫痫病人的治疗。手术后，病人的各种机能都正常，有的还有提高，仿佛这个手术没有产生负面影响。那么，当胼胝体这座两半球之间的桥梁被拆除以后，左、右半球是如何工作的呢？对人的生活究竟有无影响呢？斯佩里等人对裂脑人进行了系统研究，并因此获得了1981年诺贝尔医学奖。

20世纪60年代，斯佩里等人设计了一些巧妙的实验，对裂脑人进行研究。接受实验的人是一位家庭主妇，因癫痫施行了胼胝体切断术。在视觉－空间机能测查中，她坐在一个屏幕前，屏幕底下放有各种东西，可以用手摸得到，但看不到。首先，将一个杯子的图像投射在她的左脑，这时被试就报告说看见了杯子，并能从众多物品中用右手挑出杯子。接着，将杯子的图像投射在被试的右脑，问她看见什么了，她说什么也没看见。可是要求她用左手从屏幕下的东西里挑出一样她刚才“看见”的东西，她却能正确地把杯子挑出来。又重复多次，情况都是这样。

为什么会这样呢？因为图像进入右脑后，右脑没有命名机能，对于看见的东西无法用语言表达，但是视觉信息确实进入了脑内，因此可以指挥左手正确拿出方才看见过的东西。

从裂脑人的研究中，人们认识到，脑的左、右半球存在一些机能的不对称性。多数人的语言机能主要由左脑管理，而右脑则在非语言机能（如音乐、手工、美术）上占一定优势。

不过，从裂脑人的行为看，尽管平常他们的两侧脑半球彬彬有礼地轮流值班，似乎与常人无异，但当两个脑半球都企图实现控制时，就发生有趣的自相矛盾的现象。比如在穿衣服时，一手扣着扣子，另一手解着扣子；朋友来了，一只手想伸出去与人握手，另一只手却紧紧拉着前一只手，不让它伸出去。裂脑人自己与自己打着架，自己与自己闹矛盾。看来，脑的左、右半球如果缺少沟通，将会在一些情况下带来麻烦。

2．外周神经系统

外周神经系统包括脑神经和脊神经及植物性神经系统。

（1）脑神经。脑神经共12对，与脑相连，主要分布于头面部，分别为：嗅神经，视神经，动眼神经，滑车神经，三叉神经，外展神经，面神经，听神经，舌咽神经，迷走神经，副神经，舌下神经。

（2）脊神经。脊神经连于脊髓，共31对，分别为：颈神经8对，胸神经12对，腰神经5对，骶神经5对，尾神经1对。

（3）植物性神经系统。植物性神经系统是指控制内脏活动的传出神经系统。植物性神经系统包括交感神经系统及副交感神经系统两部分。

交感神经系统与副交感神经系统的作用往往具有颉颃性质。一般讲，人们把交感神经系统看成机体应付紧急情况的机构。当人们挣扎、搏斗、恐惧或愤怒时，交感神经系统马上发生作用，即加速心脏的跳动，下令肝脏释放更多的血糖，使肌肉得以利用；暂时减缓或停止消化器官的活动，从而动员全身力量以应付危急情况。而副交感神经系统的作用则相反，它起着平衡作用，抑制体内各器官的过度兴奋，使它们获得必要的休息。

二、内分泌系统和神经－体液调节

调节人体生理活动、心理活动的机构，除神经系统外，还有另一个重要系统，这就是内分泌系统。由于内分泌系统一般都受到神经系统的控制与调节，因而也就形成了神经－体液调节。

（一）内分泌系统

内分泌系统是由分布于全身各处的内分泌腺和一些内分泌细胞所组成的，它是通过内分泌腺或内分泌细胞所分泌的化学物质来实现对有机体的调节的一种重要的整合机制。

1．什么是内分泌腺

人体内的腺体有两类：一类是外分泌腺或有管腺，它的分泌物通过导管流入某种管道或皮肤表面，如汗腺将汗液排出体外，胃腺将胃液排至胃腔内等；另一类是内分泌腺或无管腺，其分泌物由腺体细胞直接渗入血液或淋巴，并影响体内其他细胞器官的功能。由内分泌腺生成并分泌的生理活动物质称为内分泌物，或称为激素或荷尔蒙。内分泌系统对身体的调节作用是通过内分泌腺的作用来实现的，因此从内分泌系统的作用来看，它对维持机体的正常活动，保证机体与环境的统一至关重要。内分泌腺活动失调，分泌的激素过少或过多，都会引起生理、心理的异常。

2．几种主要的内分泌腺及功能

目前，科学家们已发现了27种内分泌腺，其中与心理活动直接相关的主要有脑垂体、甲状腺、肾上腺、性腺等。

（1）脑垂体。脑垂体位于大脑底部，以一个漏斗形短柄与脑相连。成年人的脑垂体重约0．6克，相当于一粒豌豆大小。脑垂体可分为腺垂体和神经垂体两部分。腺垂体分泌的激素主要是促肾上腺皮质激素、促甲状腺素、促性腺激素等。这些激素一方面分别调节肾上腺、甲状腺、性腺对激素的合成与分泌，另一方面维持这些腺体的正常发育。

（2）甲状腺。甲状腺位于气管上端的两侧，左右各一个，它是人体最大的内分泌腺，重20～30克，其所分泌的激素为甲状腺素。甲状腺素具有调节体内物质代谢和促进生长发育的作用，尤其对中枢神经系统的发育和功能的影响甚为重要。

（3）肾上腺。肾上腺位于肾的上方，左右各一个，每个腺体都由外层的肾上腺皮质和内层的肾上腺髓质组成。肾上腺皮质分泌的激素有3类：糖皮质激素、盐皮质激素和性激素。

（4）性腺。性腺在男性体内为睾丸，在女性体内为卵巢。性腺既是人体的主要生殖器官，能产生生殖细胞（精子或卵子），又是人体的重要内分泌器官，能分泌男性激素和女性激素。男性睾丸分泌雄激素睾丸酮，女性卵巢分泌雌激素和孕激素（还有少量雄激素）。

此外，下丘脑也能分泌激素，它所分泌的激素主要调节脑垂体中腺垂体的活动，这就使得中枢神经系统能够精确地调节内分泌系统的活动，使脑和内分泌系统紧密联系起来，从而共同对内外环境的变化作出全面、准确的反应。

（二）神经－体液调节

由内分泌腺或内分泌细胞将其分泌的特殊化学物质——激素直接释放，进入血液，然后通过血液循环运输至所作用的器官或组织，从而对人体的代谢、生长、发育、生殖，以及许多重要的生理功能和有关的心理活动起调节作用的方式，称为体液调节。由于所有内分泌腺都受神经系统的调节和支配，故又称这种方式为神经－体液调节。概而言之，神经系统通过调节内分泌腺分泌的激素，影响各种效应器官的活动，称之为神经－体液调节。

由此可见，神经系统对机体的生理、心理和行为的调节作用有两条途径：一条是神经系统直接调节各器官活动，另一条是通过神经－体液调节影响各器官的活动。神经－体液调节也是生理、心理活动的一种极为重要的调节方式。