概述
生理心理學是研究心理的生理機制的科學。它主要研究各種感覺系統的機制、學習和記憶、動機和情緒等各種心理現象的神經機制、以及內分泌腺對行為的調節機制等。
發展
生理心理學是研究心理現象和行為產生的生理過程的心理學分支。它試圖以腦內的生理事件來解釋心理現象。又稱生物心理學、心理生物學或行為神經科學。
首先提出生理心理學這一學科名稱的應屬《生理心理學綱要》的作者、實驗心理學的創始人馮特。此書是第一本生理心理學專著,可以說是作者構想的一門新的科學領域的梗概。意在說明心理學可以用客觀的、生理學的方法加以研究。然而從神經生理和腦功能方面探討心理現象和行為的實驗工作卻早已由神經學家和生理學家開始了。
法國的神經學家弗盧朗早在1824年即開始用切除部分腦區的方法來研究腦的各部分結構與心理能力的關係,提出的結論是:腦是由多個器官合成的,各器官的功能有所區別,大腦是智力器官,小腦是協調運動的器官,延腦是維持生命的器官。而大腦本身的性質是統一的,知覺、意志和一切智力都在此器官中,而且彼此是不可分的。
德國的醫生和生理學家希齊希和弗里奇1870年首次發表了用電流刺激狗的大腦皮層的不同區域所獲得的結果,發現刺激大腦皮層額葉的某些部位時可產生個別的肢體運動,這是大腦皮層功能定位說的最初實驗根據。1876年費里爾將電刺激法套用於胡狼、貓、豚鼠、鴿、魚和蛙等動物。結果確定了感覺和運動功能的腦定位原則。此後德國生理物理學家赫爾姆霍茨測量神經衝動傳導的速率,探討顏色視覺和聽覺的原理。
20世紀初英國生物學家謝靈頓開始研究感覺心理學,發表了顏色視覺、閃光視覺以及觸覺和肌肉動覺的研究結果,提出了內感受器、外感受器和本體感受器等術語;他闡述了神經元、突觸和神經系統的整合作用的概念,並且研究了脊髓的反射機制。發現了肌肉的神經支配的興奮和抑制的互動方式以及神經元的興奮和抑制的空間和時間的總和作用;他強調人類意識的獨特性質,認為不能將心理簡化為腦功能,因此他的心理學被認為是二元論的。
差不多與謝靈頓同時代,但觀點相反的是蘇聯的生理學家巴甫洛夫,他開創了經典條件反射的實驗工作;研究了條件反射形成和發展的許多規律,如強化、消退、自然恢復、泛化、分化或興奮的擴散和集中;認為胃液或唾液的條件反射的分泌就是心理性質的分泌,而條件反射則是一種高級神經活動,由此提出高級神經恬動規律的學說;他認為動物有兩種類型的反射活動:無條件反射,等同於物種的本能行為;條件反射,即學習的行為,兩者都屬於第一信號系統。人類還有第二信號系統,即人的語言系統。兩種信號系統工作的原理是一致的,都服從於條件反射形成的—-切規律。他指出,人類的精神病發生於第二信號系統的障礙。人類以下的動物只能患神經病,而不會有精神病。巴甫洛夫是完全的反射論者,他的條件反射實驗方法和條件反射概念對後來的行為主義心理學影響很大。
20世紀初行為主義心理學的創始人華生開始用外科手術剝奪大鼠的各種感覺來研究大鼠在學習迷津中依賴的感覺暗號,並指出大鼠自身的運動覺是最主要的感覺暗號。繼華生之後,拉什利採用切除部分大腦皮層的方法,在大鼠身上研究大腦皮層的損傷部位和損傷範圍與學習和記憶能力損失的關係,發現大鼠學習和記憶能力損失的程度與大腦皮層損毀的部位相關不大,而與損毀的範圍有顯著相關,因此提出了大腦皮層功能等勢說和總體活動的原則。他們的工作可稱為心理學家直接從事生理心理學實驗研究的開始。
當代生理心理學的研究者無論其哲學背景如何,都已承認必須從腦的活動方面來探討心身關係。研究的領域已不限於探討與學習和記憶或感覺和知覺有關的神經基礎,而發展到了對心理現象和行為的全面的生物基礎的研究,包括從信息理論的觀點來研究感知覺信息加工的神經過程;運動反應和反饋信息在控制身體運動和技巧動作中的神經機制;行為的動機因素,或諸如攝食、飲水、睡眠和生殖等基本行為調節的生理機制,包括中樞神經和內分泌系統控制的與情緒經驗有關的神經和內分泌腺活動的機制,精神障礙的神經生理問題;記憶的神經解剖及生理和生化基礎;高級心理功能,如語言和意識活動的腦機制;大腦兩半球的功能專化特性,以及大腦皮層功能的區域分化和整合問題等,而且這些方面的研究也涉及到物種行為的進化和個體發育問題。
生理心理學近40年來,隨著研究領域的不斷開拓,研究的方法和技術也日益精煉和多樣化。在方法上採用了比較心理學家套用的訓練動物學習和測量動物反應的迷津、辨別箱、斯金納箱以及觀測經典條件作用和測量情緒反應的曠場箱等。在技術上套用電子學的新技術,不僅能在頭皮上記錄腦電,而且能夠記錄腦內單個神經元的活動。放射自顯影、X光層描術、正電子放射層描術和核磁共振術也逐漸用來探索人在從事某種工作時腦內各部分的物質代謝活動的變化和觀察與某種功能障礙有關的腦內的局部病變情況。
生理心理學是一門綜合性學科,它與生理學、神經解剖學、神經生理學、生物化學、心理(或行為)藥物學、神經病學、神經心理學、內分泌學以及行為遺傳學等都有密切的聯繫。生理心理學綜合各鄰近學科的研究成果來窺探心理現象賴以產生的腦的組織和工作的奧秘。
心理現象是腦整體活動的產物,是腦對現實刺激和過去種種經驗的反映。因此,生理心理學著重從整體觀點來看待作為心理現象基礎的神經活動。生理心理學研究腦的各部分結構的功能,重在了解這些部分如何參與腦的整體工作。研究單個神經元對特殊刺激的反應也是為了追蹤實現某些行為反應或行為變化的神經線路和組織情況,而非出自對神經元本身的生理學的興趣。這是生理心理學的研究目的有別於神經生理學之處。
研究內容
生理心理學是心理科學體系中的重要基礎學科,它除用人為研究對象外還用各種實驗動物為對象,研究心理行為活動的生理學機制。隨著心理科學、生物學、神經科學和新技術的發展,生理心理學超越了傳統生理心理學的視野和方法,越來越明顯地表現出自身多學科交叉的發展特點和趨勢。科學家們延伸了這個領域,給這個領域起了很多名稱,如生物心理學(Biopsychology),行為神經科學(BehavioralNeuroscience),行為腦科學(BehavioralandBrainSciences)等,這些名稱也都反映出揭示行為的腦機制的基本目標。這一學科的發展促進了將行為水平的研究方法滲透到神經生物學微觀領域,同時將神經生物學研究方法滲透到心理學領域。從多學科、多方面、多角度、多層次對心理行為現象展開研究。
中國社會正處於快速轉型期,各類心理疾病(如抑鬱症、自殺、社會適應障礙、行為問題)和心身疾病(如冠心病、癌症)的發病率持續升高,已成為21世紀中國最令人關注的心理衛生課題。我國生理心理學的研究也正密切地關注心身健康領域的基礎研究。與此相配合,該專輯收錄了19篇文章,內容涉及應激、精神疾病、抑鬱、成癮、認知神經科學、和學習記憶等多學交叉性研究,從不同側面概述了國內外生理心理學研究進展。
生理心理學是研究心理現象的生理和生物基礎的科學。它和心理學、生理學、解剖學、生物化學、內分泌學、神經學、精神病學、遺傳學、動物學以及哲學等都有密切關係。
行為的動機和情緒,睡眠和覺醒,學習和記憶,語言和思考的心理過程,感覺和知覺過程,以及心理障礙等問題的生理機制。
方法和技術
1、神經解剖學技術:(1)組織學方法:步驟:1)、固定2)、切片3)、染色
(2)神經通路追蹤方法:
1)、潰變軸突的研究
原理:利用神經元的胞體被破壞或軸突被切斷後該神經元遠端的軸突迅速死亡和潰變。
方法:先用定位儀準確地將電極插入實驗中要破壞的神經核團,先以直流電破壞神經元胞體(也可先用小刀將某處的纖維束切斷)。手術後的幾天,被破壞的神經元的軸突開始潰變,只有那些潰變的軸突吸收銀,在切片上被染成黑色,這樣就可以從連續的腦切片上追蹤由損毀的神經核發出的軸突的去向。
2)、胺基酸自體放射攝影術
方法與原理:神經元將帶有核素的胺基酸合成為蛋白質,後者沿著的軸突被輸送到軸突的終端。用放射自顯影方法了解神經元軸突的走向以及聯繫。
3)、辣根氧化酶追蹤法
方法與原理:利用神經元的代謝,用組織化學的防哪個法,了解神經元軸突的走向以及聯繫。
2、腦損傷法:
利用天然或實驗的方法,造成動物腦損傷、然後研究腦損傷動物的功能障礙,進而推斷腦結構和腦功能的關係。常見方法有:1)、橫斷損傷法2)、吸出損傷法3)、電解損傷法4)、神經化學損傷方法(利用神經化學毒素)5)、冰凍損傷法6)、擴布性阻抑方法(用電、熱、化學的方法使腦皮層局部活動被抑制)。
3、刺激法:
可以了解大腦在受到刺激時的功能改變,進而推斷腦結構和腦功能的關係。
(1)、電刺激:用無傷害電流刺激腦的特定部位。觀察心理行為的變化以確定該腦部位的功能:或者記錄其他腦部位的誘發電位等,以推測兩個或多個腦區之間是否存在著直接或間接的聯繫。
(2)、化學刺激:在腦的局部區域注射神經遞質等激動劑,觀察他們對心理行為的影響,也可用於鑑定神經遞質受體種類及活動水平。
4、電記錄法:
大腦是由很多神經元組成的,神經元活動的基本形式就是神經元的放電,這种放電通常是脈衝的。把生物細胞活動時伴隨的微弱電流放大後,輸入陰極射線示波器或各種記錄儀,就可以記錄大腦神經元的生物電活動。
神經解剖學
生理心理學是心理學科學體系中的重要基礎理論學科之一,它以心身關係為自己的基本命題,力圖闡明各種心理活動的生理機制。
腦形態學是神經解剖學、神經組織學、神經組織化學、神經細胞學和超顯微結構學的統稱。
神經解剖學
神經解剖將神經系統分為兩大部分:即中樞神經系統和外周神經系統。
中樞神經系統由顱腔里的腦和椎管內的脊髓組成。顱腔里的腦又可分為大腦、小腦、間腦、中腦、橋腦和延腦六個腦區。椎管內的脊髓分31節。
外周神經系統是中樞發出的纖維,由12對腦神經和31對脊神經組成,它們分別傳遞軀幹、頭、面部的感覺與運動信息。在腦、脊神經中都有支配內臟運動的纖維,分布於內臟、心血管和腺體,稱之為植物神經。
根據植物神經的中樞部位、形態特點,可將其分為交感神經和副交感神經,在功能上彼此拮抗,共同調節和支配內臟活動。
神經組織學根據腦與脊髓內的細胞聚集和纖維排列將其分為灰質、白質、神經核和纖維束。灰質和神經核是由神經細胞體和神經細胞樹突組成。白質和纖維束是由神經細胞的軸突(神經纖維)組成。
在大腦中,灰質分布在表層,稱為大腦皮層;白質在深部,稱為髓質。在脊髓中正好相反,灰質在內,白質在外。根據大腦皮層細胞層次不同,可將皮層分為古皮層、舊皮層和占大腦皮層90%左右的新皮層。
根據解剖部位從前向後,又可將大腦皮層分為額葉、頂葉、枕葉和顳葉。顳葉以聽覺功能為主。枕葉以視覺功能為主。頂葉為軀體感覺的高級中樞。額葉以軀體的運動功能為主。
邊緣葉:包括胼胝體下回、扣帶回、海馬回及其海馬回深部的海馬結構。
邊緣系統:邊緣葉及皮層下一些腦結構,如丘腦、乳頭體、中腦被蓋等,共同構成邊緣系統,具有內臟腦之稱,是內臟功能和機體內環境的高級調節控制中樞,也是情緒、情感的調節中樞。
在大腦髓質(白質)深部有一些神經核團,稱基底神經節,包括尾狀核、豆狀核、杏仁核和屏狀核。尾狀核與豆狀核組成紋狀體,對機體的運動功能具有調節作用。
間腦位於大腦與中腦之間,被大腦兩半球所遮蓋,由丘腦、上丘腦、下丘腦和底丘腦四大部分組成。
丘腦是皮層下除嗅覺外所有感覺的重要整合中樞。它將傳入的信息進行選擇和整合後,再投射到大腦皮層的特定部位。上丘腦參與嗅覺和某些激素的調節功能。下丘腦是神經內分泌和內臟功能的調節中樞。底丘腦是錐體外系的組成部分,調節肌張力,使運動功能得以正常進行。
中腦、橋腦和延腦統稱腦幹,它的腹側由脊髓與大腦之間的上下行纖維組成,傳遞神經信息。其中最大的一束是下行纖維-皮質脊髓束,又稱錐體束。它主要控制骨骼肌的隨意運動。腦幹的背側面上下排列著12對腦神經核。中腦的背側有4個凸出,稱四疊體,由一對上丘和一對下丘組成,分別對視、聽信息進行加工。腦幹的背腹之間稱被蓋,由縱橫交錯的神經纖維和散在纖維中的許多大小不一、形態各異的神經細胞組成,即腦幹網狀結構,其上下行纖維彌散性投射,調節腦結構的興奮性水平。
小腦位於橋腦與延腦的背側,其結構與大腦相似,外層是灰質,內層是白質,在白質的深部也有4對核,稱之為中央核。主要功能是調節肌肉的緊張度,以便維持姿勢和平衡,順利完成隨意運動。
神經細胞
在細胞學與超顯微結構學水平上,神經組織由兩類細胞組成,即神經元(神經細胞)和神經膠質細胞,兩者的數目大體相等。神經膠質細胞構成神經系統框架,並對神經元發揮組織營養的功能,不直接參與神經信息的傳遞。
神經元由胞體、軸突和樹突組成。神經元之間發生關係的微細結構,稱為突觸。突觸由突觸前神經末梢-終扣、突觸後膜和兩者之間大約20-50納米的突觸間隙所組成。突觸前興奮的神經衝動並不能跳越突觸間隙直接傳向突觸後成分,絕大多數情況下要通過化學傳遞機制,才能完成信息傳遞過程,突觸根據功能可分興奮和抑制性突觸。