2.5 人脑的高级功能- 【高效备课】2024-2025学年高二生物同步精讲课件（人教版2019选择性必修1）

第5节 人脑的高级功能 本节聚焦: 人脑有哪些重要的高级功能？ 学习和记忆的过程是怎样的？ 在日常生活中，如何克服消极情绪、维持情绪稳定？ 第2章 神经调节 教学目标 目标 01 02 03 通过分析人类学习与记忆的规律，采用演绎与推理的方法，运用这些规律提高学习效率。 （科学思维） 认识情绪是人脑的高级功能，养成良好的生活习惯，学会控制自己的情绪。 （社会责任） 通过分析人脑的高级功能相对应的结构基础，形成结构与功能观。 （生命观念） 2 来自阿尔茨海默症的独白 资料1：阿尔茨海默症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。 脑海中记忆的“橡皮擦” 问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？ 记忆、语言、思维、情绪 问2.人的大脑有哪些区别于动物大脑的高级功能？ 语言 资料1：一位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。 【活动1】：探究大脑皮层言语区的功能特点 S区病变的大脑 S区：运动性语言中枢 一、语言功能 问1：根据该病人的症状请推测S区的具体功能是什么？ 发展到人类，神经系统已经极其精巧复杂，成为我们最显著的特点之一，它决定了只有我们才能完成像排球竞技一样复杂的活动。在中枢神经系统中，大量神经细胞聚集在一起形成分别调控某一特定的生理功能的区域，称之为神经中枢。中枢神经系统处理各类复杂信息依赖于不同的神经中枢。 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，研究者发现他的大脑左半球的颞叶H区有病变。 H区病变的大脑 【活动1】：探究大脑皮层言语区的功能特点 一、语言功能 H区：听觉性语言中枢 问2：根据该病人的症状请推测H区的具体功能是什么？ 发展到人类，神经系统已经极其精巧复杂，成为我们最显著的特点之一，它决定了只有我们才能完成像排球竞技一样复杂的活动。在中枢神经系统中，大量神经细胞聚集在一起形成分别调控某一特定的生理功能的区域，称之为神经中枢。中枢神经系统处理各类复杂信息依赖于不同的神经中枢。 此区发生障碍， 不能 。 书写性语言中枢（Write） 此区发生障碍， 不能 。 运动性语言中枢（Speak） 此区发生障碍， 不能 。 视觉性语言中枢（View） 此区发生障碍， 不能 。 听觉性语言中枢（Hear） (1)大脑皮层的语言功能特点——言语区 一、语言功能 写字 看懂文字 讲话 听懂话 思考：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？ “写”与“讲”属于“运动”性的。这两个言语区可能是从运动中枢演化而来的。V区、H区可能分别是由视觉中枢与听觉中枢演化而来的。 7 1.思考下列症状可能与哪些中枢受损有关。 患者症状 受损中枢 某患者听不见别人的讲话 _________ 能听见但听不懂别人的讲话 _______________ 某患者看不见 _________ 能看见但看不懂文字的含义 ______________ 听觉中枢 大脑皮层的H区 视觉中枢 大脑皮层的V区 【检测】 2.根据神经调节的相关内容，完成下面表格。 生理或病理现象 参与或受损的神经中枢 考试专心答题 _________________________ 某同学跑步 ____________________________________ 植物人 _________________________________________________________ 高位截瘫 _________________________ 大脑皮层言语区V区和W区 大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干、脊髓 大脑皮层损伤、小脑功能退化，但下丘脑、脑干、脊髓功能正常 脊髓受损伤，其他部位正常 【检测】 大多数人主导语言功能的区域在大脑的左半球，逻辑思维主要由左半球负责。大多数人的大脑右半球主要负责形象思维。 左脑理性 右脑感性 逻辑 语言 抽象脑 数学 学术脑 文字 推理 分析 图画 音乐 韵律 情感 想象 创造 艺术脑 创造脑 (2)大脑皮层的语言中枢的特点 一、语言功能 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% 思考：所有人的语言中枢都在大脑左半球吗？ 少数“左撇子”的人，他们的语言中枢则在大脑右半球。 (2)大脑皮层的语言中枢的特点 一、语言功能 PPT15： 早在1977年，研究者们就对此进行了观察和统计，如表1所示，96%的右利手和70%的左利手人群的言语区在大脑的左半球，因此左侧皮层在语言活动功能上占优势。此外，逻辑思维也被证明主要由左半球负责。 而大多数人右半球在非语言活动功能上占优势，主要负责形象思维，如音乐、绘画、空间识别等，也是人体极其重要的功能。 人类的语言中枢主要是在后天实践生活中逐渐形成的，双侧大脑皮层都有可能发展为语言活动中枢，如表中数据所示，而且对于人类来说，12岁以前，左侧优势半球还未完全建立牢固，若此时左侧大脑皮层受损，有可能在右侧建立语言活动中枢。 另外，两侧大脑具有一定的功能相关性，两侧皮层可以依靠胼胝体传送感觉信息。 （备注：表1来源：《神经科学：探索脑》（第2版）中文版，Bear M.F.，Connors B.W., Paradiso M.A.著；王建军主译。北京：高等教育出版社，2004.7：612；引自：Rasmussen和Milner，1977，表1；） 11 (1)人脑的言语区的H区受损后看不懂文字(　　) (2)语言功能是人脑特有的高级功能，大多数人的语言功能由大脑皮层的右半球主导(　　) (3)V区受损，看不见文字(　　) × × × 判断正误 1.如图是人的大脑皮层(左半球侧面)示意图。若S区受损伤，患者会出现 A.不能书写 B.不能讲话 C.看不懂文字 D.听不懂说话 √ 典题应用 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最可能是 A.V区 B.W区 C.S区 D.H区 √ 二、学习和记忆 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？ 条件化之前 条件化之后 条件化 条件反射的建立也就是动物学习的过程。 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。（P38） 二、学习和记忆 非条件刺激（食物） 非条件反射 无关刺激（铃声） 无反射 + 条件刺激（铃声） 条件反射 强 化 学习和记忆是指： PPT5 我们比较熟悉的条件反射也是学习 如图所示，给狗喂东西吃会引起唾液分泌，这是与生俱来的反应，非条件反射，食物是唾液分泌的非条件刺激；而铃声与分泌唾液没有关系，是无关刺激；但是如果每次给狗喂食前都先摇铃，铃声就变成了进食的信号，从无关刺激变成了条件刺激，重复多次之后，单独给予铃声刺激狗也会分泌唾液，这就是条件反射， 因此条件反射的形成是条件刺激与非条件刺激在时间上反复多次结合，神经系统不断接受刺激，获得新的行为、习惯，是经过后天的学习而建立起来的。 如果没有食物这一非条件刺激的不断强化，已经建立的条件反射也会逐渐消退。因此，条件反射是个体在后天活动中、建立在非条件反射基础上的一种高级神经活动，随着机体需要可建立也可消退。 15 学习和记忆由多个脑区和神经通路参与。 依形成机制及保持时间长短分为短时记忆和长时记忆。 二、学习和记忆 PPT7 记忆有很多种，比如现在你会骑自行车，你能记起是在十年前由家长陪伴学习骑自行车，时间地点人物等记忆可以用语言描述；再比如骑自行车这项技能，学会以后，很久不做也能不假思索的完成，但这种记忆难以用语言表述。 当然，记忆还可根据保持时间长短来划分，比如你记得十年前学习骑自行车的情形，相关信息经过很长时间的储存仍可以读取，这就是长时记忆；但是你今天骑车路上一晃而过的行人长什么样，你可能已经不记得了，行人的外貌信息输入，短暂停留，之后便遗忘了，这个记忆就属于短时记忆。那么记忆的过程是什么样的？短时记忆可以转变为长时记忆吗？ 17 长时记忆 短时记忆 外界信息输入 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 重复 整合 二、学习和记忆 PPT8 当感觉系统获得刺激产生信息后，首先会将信息储存在脑的感觉区内，形成感觉性记忆，这种记忆有效作用时间往往不超过1s，若未经处理转瞬即逝。如查找词典中某一个词时对其他词一闪而过； 如果在这一阶段把那些不连续的、先后进来的信息整合成新的连续印象，加以注意，如我找到想要的词：突触，看解释，理解它的意思，甚至抄写下来，这意味着大脑对传入的信息进行了加工整合，感觉记忆就进入了第一级记忆。但是第一级记忆保留的时间仍然很短，一般从数秒到数分钟。而且可因新信息的代替而遗忘。 如果第一级记忆中的信息经过反复运用、强化，信息便在第一级记忆中循环，从而延长其在第一级记忆中停留的时间，比如因为学习的需要，我经常用到突触这个词，经过反复的运用强化，延长了它停留的时间，这样信息就很容易转入第二级记忆。 第二级记忆是一个大而持久的储存系统，信息持续时间从数分钟到数年不等，储存的信息可因之前或后来的信息干扰而遗忘。所以如果学习完突触的相关内容后，我一段时间都在学习其他知识，对突触的记忆就可能逐渐遗忘。 想要长久地记住信息，可以反复重复，并将新信息与已有的信息整合。这些信息，通过长年累月的运用则不易遗忘，就储存在第三级记忆中，成为永久记忆，如成为一名神经生物学科研人员，每天都要了解与突触相关的信息，反复使用突触这个名词，就不易遗忘，人们对自己姓名的记忆也是如此。 通常感觉性记忆和第一级记忆相当于短时记忆，第二级记忆和第三级记忆相当于长时记忆。 综上，记忆的过程其实就是信息获取后，储存与巩固、再现和读取的过程。 那么，以上这些内容对你有哪些启示呢？我们该如何提高学习效率呢？ 请大家打开任务单，对照记忆的过程，提出切实可行的学习建议和理论依据。 18 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 因此每节课结束时进行本节小结，学习当天晚上的知识回顾，间隔一天之后的再次复习以及每周周末的学习总结等都是非常重要的复习时间和策略。 思考：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。 二、学习和记忆 多器官联合使用 海马，杏仁核 颞叶联合区 H. M的大脑 正常人的大脑 海马 资料1： 患者：Henry M. 年龄：27岁 诊断：双颞叶癫痫 治疗：手术切除双侧中层颞叶（海马的2/3） 术后：癫痫痊愈，语言和智商无明显改变；记忆障碍 问1：手术切除部分可能影响了患者记忆的哪些方面？ 二、学习和记忆 【活动2】：分析学习和记忆的机理 短时记忆：与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。 PPT11： 那么脑的哪些结构与学习记忆有关呢？ 1953年美国有一位27岁的患者Henry. M. 因为癫痫做了双侧中层颞叶切除术，海马的大部分也在这个区域，术后他的癫痫痊愈，语言、智商也无明显改变，但是他的记忆出了问题，手术四年后回访，问他的年龄，回答仍是27岁，术后他搬了新家，但是只要他自己回家，一定会回到老房子，说明他的记忆还停留在4年前。 你能推测出切除部分可能影响了患者记忆的哪些方面吗？ 由材料可知，患者对术前的记忆良好，因此推测大脑颞叶尤其是海马可能不是记忆的最终储存部分，但却与新记忆的形成有关。 20 资料2：远离阿尔茨海默病，正常老年人可以这样做…… ①经常阅读、下棋、弹奏乐器等，通过学习新事物，将新老事物联系并丰富，同时吸纳视觉、听觉等的联合感受，适当进行短时间的重复刺激，使得短时记忆转化为长时记忆，建立新的突触。 ②子女也可增加除聊天、散步以外的多种形式陪伴，提高陪伴的次数和质量，给老年人新体验，产生更强烈持久的快乐情绪，建立更多新的突触。 ③通过调理饮食，引导老年人进行适量体育锻炼等，为新突触的建立提供物质基础。 二、学习和记忆 【活动2】：分析学习和记忆的机理 问2：长时记忆的形成与什么有关？ 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。 PPT15 通过以上学习，同学们可以思考：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？ 我们知道当建立多个突触，如果其中一些突触因为损伤或病变无法工作时，其他突触的建立还在，那么某些记忆还可以保留，因此在没有发病或病情较轻时，如果建立足够多的突触，可以有效延缓阿尔兹海默病的病程进展。 所以，老年人可以经常阅读、下棋、弹奏乐器等，通过学习新事物，将新老事物联系并丰富，同时吸纳视觉、听觉等的联合感受，适当进行短时间的重复刺激，使得短时记忆转化为长时记忆，建立新的突触。 子女也可增加除聊天、散步以外的多种形式陪伴，提高陪伴的次数和质量，给老年人新体验，产生更强烈持久的快乐情绪，建立更多新的突触。 我们还可以通过调理饮食，引导老年人进行适量体育锻炼等，为新突触的建立提供物质基础。 希望我们每个人都能学以致用，引导身边人健康生活。 21 1.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 三、情绪 问题：你有哪些缓解消极和抑郁情绪的小妙招？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。 2.调节情绪波动的方法： 三、情绪 资料：5-羟色胺是一种能在脑内产生愉悦情绪的神经递质，抑郁症患者突触间隙的5-羟色胺浓度水平较低。 三、情绪 5-HT 再摄取 抑制剂 5-HT再摄取抑制剂选择性地抑制突触前膜对5-HT的回收，使突触间隙中5-HT浓度维持在一定水平，有利于神经系统活动的进行。 思考：观察图片，你能表述5-羟色胺再摄取抑制剂的作用原理吗？ 【活动3】：分析抗抑郁药作用机理 24 (1)学习和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)长时记忆与神经元之间的即时信息交流有关(　　) (3)抑郁是短期的，通过自我调适就一定会好转(　　) (4)抗抑郁药一般通过作用于突触处来影响神经系统的功能(　　) √ × × 判断正误 √ 3.下列有关记忆的说法正确的是 A.学习和记忆与脑内神经递质的作用有关，而与蛋白质合成无关 B.人的长时记忆与形状像海马的脑区有关 C.长时记忆主要与神经元的活动及神经元之间的信息交流有关 D.学习和记忆是脑的高级功能之一，但并不只人脑具有 √ 典题应用 4.学习和记忆是脑的高级功能之一，如图是人类不同形式记忆的关系，下列说法错误的是 A.感觉性记忆和第一级记忆为 短时记忆，其中感觉性记忆 不是真正的记忆 B.短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关 C.学习和记忆是人脑特有的高级功能 D.后两个阶段为长时记忆，可能与新突触的建立有关 √ 课堂小结 Lavf58.33.100 vid:v0300f1d0000btk9p2pbvknoecd6md9g Lavf55.33.100 $$