第4章 腦的發(fā)育與可塑性 生理心理學(xué)概論 教學(xué)課件

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1、腦的發(fā)育與可塑性第四章第一節(jié)腦的發(fā)育一、神經(jīng)元的生長與發(fā)育1.過程：增殖、遷移、分化、髓鞘化及突觸形成。（1）增殖：新細(xì)胞的產(chǎn)生。（2）遷移：神經(jīng)元移動到腦內(nèi)最終的定居點。（3）分化：由一般細(xì)胞的外形逐漸形成軸突和樹突的過程。軸突伴隨神經(jīng)元的遷移，先于樹突形成。樹突在神經(jīng)元到達(dá)遷移的終點時開始形成。（4）髓鞘化：是指神經(jīng)元的軸突被膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的絕緣脂肪鞘包裹。（3）突觸形成：需要膽固醇。二、神經(jīng)元存活的決定因素1.神經(jīng)生長因子”(nervegrowthfactor,NGF)促進(jìn)軸突的存活與生長。若一根軸突沒有足夠的NGF就會變性，導(dǎo)

2、致細(xì)胞體死亡。2.NGF可以取消凋亡程序。神經(jīng)元在生命開始時就伴隨一種“自殺程序”(suicideprogram)：如果軸突不能在一定時期與相應(yīng)的突觸后細(xì)胞接觸，神經(jīng)元就通過一種稱為“凋亡”(apoptosis)的機(jī)制而死去。細(xì)胞凋亡（apoptosis）是指細(xì)胞在一定的生理或病理條件下，受內(nèi)在遺傳機(jī)制的控制自動結(jié)束生命的過程。細(xì)胞程序性死亡（programmedcelldeath,PCD）是指生物在發(fā)育過程中對一定生理刺激的反應(yīng)性死亡，它需要一定基因表達(dá)。多細(xì)胞生物在發(fā)生、發(fā)展過程中，為了保持正常的生理機(jī)能，一部分的細(xì)胞發(fā)生自發(fā)性

3、細(xì)胞死亡，這種細(xì)胞死亡是被細(xì)胞內(nèi)一系列相關(guān)的分子所調(diào)控，并伴隨有典型的形態(tài)學(xué)改變，這種現(xiàn)象被稱為細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡的生物學(xué)功能（1）清除無用的或多余的細(xì)胞，人腦在發(fā)育過程中有95%的細(xì)胞死亡（2）除去不再起作用的細(xì)胞蝌蚪變態(tài)時的尾部細(xì)胞死亡；哺乳動物子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞在月經(jīng)期死亡（3）除去發(fā)育不正常的細(xì)胞如脊椎動物視覺系統(tǒng)的發(fā)育，沒有形成正確神經(jīng)元連接的神經(jīng)元被清除掉（4）除去一些有害細(xì)胞，胸腺細(xì)胞在離開胸腺之前被誘導(dǎo)死亡3.神經(jīng)元的存活依賴于輸入軸突及其所接觸的靶細(xì)胞兩方面神經(jīng)生長因子。三、軸突如何發(fā)現(xiàn)通路（

4、一）軸突化學(xué)通路的發(fā)現(xiàn)蠑螈腿的移植試驗1.軸突連接的專一性蠑螈的視神經(jīng)損傷和修復(fù)試驗2.化學(xué)梯度當(dāng)軸突從視網(wǎng)膜向頂蓋生長時，有高背腹側(cè)蛋白的視網(wǎng)膜軸突與高濃度的頂蓋細(xì)胞連接；低背腹側(cè)蛋白的視網(wǎng)膜軸突與低濃度的頂蓋細(xì)胞連接。（二）軸突間的競爭是普遍的原則神經(jīng)達(dá)爾文主義：神經(jīng)系統(tǒng)在發(fā)育的過程中，開始形成較多的突觸，隨后通過選擇加工，保持一些而排斥另一些。最近發(fā)現(xiàn)這種排斥是一種“沉默”方式。四、生活經(jīng)歷對神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的微調(diào)（一）生活經(jīng)歷對樹突分支的效應(yīng)1.環(huán)境刺激2.運動幼鼠試驗（二）新神經(jīng)元的發(fā)生干細(xì)胞分化（三）生活經(jīng)歷對人腦結(jié)構(gòu)的效應(yīng)

5、實踐技能可使腦結(jié)構(gòu)重組，在一定程度上可以提高業(yè)績。機(jī)制：DA釋放時，刺激作用于皮質(zhì)代表區(qū)，使其擴(kuò)大。皮質(zhì)區(qū)的擴(kuò)大是有益的，可使皮質(zhì)更注意刺激或更廣泛地加工。（四）化學(xué)效應(yīng)與經(jīng)歷效應(yīng)的結(jié)合腦的發(fā)育是一個雙重加工的過程。首先軸突通過化學(xué)梯度發(fā)現(xiàn)其最適靶點；然后在生活經(jīng)歷影響下，增強(qiáng)某些神經(jīng)連接，而舍棄另一些。例如：外側(cè)膝狀體細(xì)胞接受來自視網(wǎng)膜的許多軸突。從視網(wǎng)膜的一側(cè)到另一側(cè)，這些軸突反復(fù)產(chǎn)生自發(fā)的AP;每個外側(cè)膝狀體細(xì)胞選擇當(dāng)時有自發(fā)活動的軸突形成突觸，從而與視網(wǎng)膜上的相應(yīng)感受器建立聯(lián)系。四、腦區(qū)的按比例發(fā)展腦區(qū)劃分低等脊椎動物的腦包

6、括前、中、后腦三個主要部分。前腦中轉(zhuǎn)嗅覺信息；中腦專司視覺；后腦負(fù)責(zé)聽覺。EvolutionoftheNervousSystemFigure9-1:Evolutionofthenervoussystem1.腦重／體重比增大在種族進(jìn)化中的擴(kuò)展①從古老的爬行類到哺乳動物，腦的相對重量增加4倍；②哺乳動物的進(jìn)化中的相對腦重又增加4倍；③靈長類的相對腦重是非靈長類的2倍，而人的相對腦重與低等靈長類相比又增加3～4倍。2.前腦的發(fā)展從魚類經(jīng)爬行類到哺乳動物的歷程中，動物的覓食、區(qū)別敵友、尋找配偶、哺育后代等，主要依靠嗅覺提供信息；因此，通過負(fù)

7、責(zé)嗅覺的前腦擴(kuò)展來滿足不斷增加的信息負(fù)荷。3.功能皮質(zhì)化，即大腦皮質(zhì)的擴(kuò)展按進(jìn)化歷程中出現(xiàn)的早晚，大腦皮質(zhì)分為三種。古皮質(zhì)出現(xiàn)于魚類，延續(xù)到人，就是嗅腦；舊皮質(zhì)在鳥類較發(fā)達(dá)，在人類指與運動、自主神經(jīng)功能整合等有關(guān)的邊緣皮質(zhì)；新皮質(zhì)在靈長類有較大發(fā)展。五、發(fā)育中腦的易損性腦的發(fā)育需要在有精確時間安排的一些化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜相互作用下進(jìn)行。1.發(fā)育中的腦對營養(yǎng)不良、毒性化學(xué)物、感染等極為易感。2.嬰兒的腦對乙醇的損害也是高度易感。哺乳期的母親服用的藥物可通過乳汁影響嬰兒。如氨基糖甙類抗生素可損傷聽神經(jīng)；鎮(zhèn)靜劑可影響覺醒一睡眠節(jié)律。第二節(jié)腦損

8、傷后的可塑性一、腦的可塑性二、腦損傷后恢復(fù)的機(jī)制一、腦的可塑性腦可塑性：是指腦有適應(yīng)能力，即在結(jié)構(gòu)和功能上有修改自身以適應(yīng)現(xiàn)實的能力。廣義：將所有的學(xué)習(xí)都認(rèn)為是腦有可塑性的表現(xiàn)，因為通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，腦可以完成原先不能完成的功能。狹義：