内容正文:
第5节 人脑的高级功能
[学习目标] 1.了解人类的语言功能与大脑皮层言语区的关系。 2.举例理解人类记忆的过程以及记忆与学习的关系,比较区分记忆的四个阶段。 3.明确情绪是人脑的高级功能之一,找寻维持稳定情绪的做法。
任务一 语言功能
1.大脑的功能
(1)感知外部世界。
(2)控制机体的反射活动。
(3)具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。
2.语言功能
(1)语言功能是人脑特有的高级功能。
(2)内容:包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写。
(3)大脑皮层言语区的损伤会导致特有的各种言语活动功能障碍。
3.人脑左右半球的功能
(1)左半球(理性):大多数人主导语言功能的区域,主要负责逻辑思维。
(2)右半球(感性):主要负责大多数人的形象思维。
1.少数“左撇子”的人主导语言功能的区域位于大脑的右
半球。2.人的大脑有哪些区别于脊髓的高级功能?
提示:语言功能、学习和记忆等。
3.当你专心作答外语听力考试时,参与的高级中枢有哪些?
提示:听觉性语言中枢、视觉性语言中枢和书写性语言中枢。
【自我诊断】
1.“鸟语花香”,说明鸟的大脑也有语言功能。 (×)
2.聋哑人没有语言功能。 (×)
3.人脑的言语区的H区受损后看不懂文字。 (×)
4.大多数人的语言功能由大脑皮层的右半球主导。 (×)
5.大多数人的大脑左半球主要负责形象思维。 (×)
[活动1] 了解大脑语言功能,提高生命认知能力
材料:阅读教材P37~P38“思考·讨论”和正文,回答下列问题。
(1)大脑皮层言语区有什么特点?
提示:分区控制。
(2)聋哑人表演“千手观音”舞蹈时要准确理解指导老师的“手语”表达的含义,主要依靠哪些中枢?
提示:视觉中枢和语言中枢。
(3)人的大脑分成左右两个半球,它们负责语言功能和形象思维的区域有什么特点?
提示:大多数人主导语言功能的区域在大脑的左半球,负责音乐、绘画、空间识别等形象思维的在大脑的右半球。
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针对练1.下列关于人脑的高级功能的叙述,错误的是( )
A.大脑皮层言语区的H区损伤,导致人不能听懂别人讲话
B.“植物人”脑干、脊髓的中枢仍然能发挥调控作用
C.聋哑人表演“千手观音”时,大脑皮层视觉中枢、躯体运动中枢等参与调节
D.若只有S区受损,患者看不懂文字,但能听懂别人说话
答案:D
解析:大脑皮层言语区的H区损伤,导致人不能听懂别人讲话,A正确;“植物人”脑干、脊髓的中枢仍然能发挥调控作用,B正确;聋哑人表演“千手观音”时,大脑皮层视觉中枢、躯体运动中枢等参与调节,C正确;若只有S区受损,患者能听懂别人说话和看懂文字,但不会讲话,不能用词语表达思想,D错误。
两种损伤的神经中枢分析
针对练2.(2024·长郡中学高二期中)高级神经中枢的不同部位受损可能导致机体发生异常,以下受损部位和所导致的结果相互对应错误的是( )
A.大脑皮层——机体能排尿,但不能有意识地控制排尿
B.小脑——保持身体平衡调节躯体运动
C.言语区的V区——由于不能看到文字,而无法进行正常的阅读
D.言语区的H区——能听到别人说话,但听不懂
答案:C
解析:言语区的V区受损,能看到文字,但不能看懂文字,C错误。
区分听觉中枢和听觉性语言中枢、
视觉中枢和视觉性语言中枢的技巧
(1)能否“听见”声音,与听觉中枢有关,而能否“听懂”语言,与听觉性语言中枢有关。
(2)能否“看见”物体,与视觉中枢有关,而能否“看懂”文字,与视觉性语言中枢有关。
任务二 学习、记忆和情绪
1.学习和记忆
(1)概念:神经系统不断地接受刺激,获得新的行为、习惯和积累经验的过程。
(2)人类记忆过程的四个阶段
记忆时程
信息储存时间
脑内可能的神经机制
举例
感觉性记忆
<1秒
感觉讯号传向大脑,在大脑皮层感觉区传播的时程
在查找字典上的某个词时,对其他的词一闪而过
第一级记忆
数秒至数分钟
特定的神经信息在有关神经通路中往返传递一段时间,其化学机制可能是关键大分子的可逆性构象变化
查到一个电话号码,拨完后即忘
第二级记忆
数分钟至数年
蛋白质合成增加,突触功能增强等。神经信息影响mRNA或基因表达
经历中的重要事件
第三级记忆
可能永久
脑内新突触建立或突触结构不可逆变化
本人姓名、年龄、生日等
(3)学习和记忆的机理
①涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。
②短时记忆(感觉性记忆和第一级记忆):与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。
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③长时记忆(第二级记忆和第三级记忆):与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。
(4)特点: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.情绪
(1)概念:人对环境作出的反应。情绪是大脑的高级功能之一。
(2)抑郁与抑郁症
(3)调节方法
①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。
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。
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?
提示: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.影响情绪的抗抑郁药一般都通过什么途径影响神经系统的功能?
提示:一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。
【自我诊断】
1.短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关。 (√)
2.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。 (√)
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。 (√)
5.学习和记忆是由单一脑区控制的。 (×)
[活动2] 学习和记忆的过程
材料: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,回答下列问题。
(1)有人看书一目十行,看得快,忘得也快,试解释原因。
提示:大部分为感觉性记忆,感觉性记忆的信息大部分迅速消退。
(2)“书读百遍,其义自见”,试解释原因。
提示:第一级记忆经过重复和强化可以转化成第二级记忆,甚至第三级记忆。
(3)如何由短时记忆变成长时记忆以及永久性记忆?
提示: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。
[活动3] 情绪和抑郁症的相关分析
材料:医学研究证实,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。下图为药物S治疗抑郁症的原理示意图,回答下列问题。
(1)5-羟色胺是一种兴奋性神经递质,其与突触后膜相应受体结合后,可引起突触后膜钠离子通道开放而兴奋,产生愉悦感。
(2)某人患抑郁症,使用药物S进行治疗,据图分析药物S的作用原理。
提示:药物S与5-羟色胺的转运蛋白结合,抑制5-羟色胺的重吸收,增加突触间隙中5-羟色胺含量。
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(3)除上述治疗方法外,请依据所学知识尝试提出一种治疗抑郁症的思路。
提示:通过药物抑制突触间隙中(5-羟色胺)氧化酶活性,增加5-羟色胺浓度。
针对练3.下列关于学习与记忆的说法,正确的是( )
A.第二级记忆可维持数分钟至数年,属于短时记忆
B.长时记忆与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关
C.学习与记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成
D.当你专心作答试题时,参与的高级中枢主要有大脑皮层的H区和S区
答案:C
解析:第二级记忆可维持的持续时间从数分钟至数年不等,属于长时记忆,A错误;短时记忆与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,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,B错误;学习、记忆都属于脑的高级功能,学习和记忆涉及脑内神经递质的作用,以及某些种类蛋白质的合成,C正确;当你专心作答试题时,参与的高级中枢主要有大脑皮层的V区和W区,D错误。
针对练4.(不定项)开心和失落是情绪的两种相反表现,都是对环境所作出的反应。研究发现,糖皮质激素的持续升高会影响到相关信号的传递,使5羟色胺分泌异常,突触间隙中5羟色胺含量偏低,导致情绪低落,甚至产生抑郁。下列叙述错误的是( )
A.情绪是人脑的高级功能之一,它与体内激素水平无关
B.5羟色胺是一种可以令人产生愉悦情绪的神经递质
C.压力可导致消极情绪增多使人抑郁,不可通过自我调适好转
D.抗抑郁药一般是通过作用于突触处来影响神经系统的功能
答案:AC
解析:情绪是人对环境所作出的反应,情绪也是大脑的高级功能之一,糖皮质激素的持续升高会影响到相关信号的传递,使5羟色胺分泌异常,突触间隙中5羟色胺含量偏低,导致情绪低落,甚至产生抑郁。因此情绪与体内激素水平有关,A错误。突触间隙中5羟色胺含量偏低,导致情绪低落,甚至产生抑郁,因此5羟色胺是一种可以令人产生愉悦情绪的神经递质,B正确。压力可导致消极情绪增多使人抑郁,但可通过自我调适好转,如听歌、跑步等,C错误。抑郁形成的原因是突触间隙中5羟色胺含量偏低,因此抗抑郁药一般作用于突触处来影响神经系统的功能,D正确。
思维导图
要语必背
1.语言功能是人脑特有的高级功能,与大脑皮层的言语区有关。
2.人类大脑皮层言语区损伤导致的语言功能障碍:W区发生障碍,不能写字;V区发生障碍,不能看懂文字;S区发生障碍,不能讲话;H区发生障碍,不能听懂话。
3.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。
4.短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下的一个形状像海马的脑区有关。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。
5.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。
1.如图表示人类大脑皮层(左半球侧面)的言语区。下列叙述错误的是( )
A.图中四个言语区都是人类所特有的
B.人的言语区只分布于大脑皮层左半球
C.S区和H区都受损的人既不能听懂别人讲话,自己也不能讲话
D.某同学参与生物考试时,参与该活动的言语区主要是W区和V区
答案:B
解析:语言功能是人脑特有的高级功能,语言中枢是人类大脑皮层所特有的,A正确;大多数人主导语言功能的区域是在大脑的左半球,B错误;S区是运动性语言中枢、H区是听觉性语言中枢,S区和H区都受损的人既不能听懂别人讲话,自己也不能讲话,C正确;某同学专心作答试题时,首先要用到视觉中枢和大脑皮层V区(视觉性语言中枢)去阅读题目,作答时又要用到大脑皮层W区(书写性语言中枢)去书写,D正确。
2.(2025·郑州高二期中)关于人脑的高级功能,下列叙述错误的是( )
A.语言功能是大脑皮层特有的高级功能,是人类区别于其他动物的重要标志
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B.大脑皮层S区受损,患者能看懂文字,但听不懂别人的谈话
C.大脑皮层具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能
D.大脑中不同区域的神经元在功能上是相互联系的,共同协调完成复杂的生理活动
答案:B
解析:大脑皮层除了感知外部世界以及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能,其中语言功能是人脑特有的高级功能,A、C正确;大脑皮层S区发生功能障碍者不能讲话,称为运动性失语症,但患者能看懂文字,也能听懂别人的谈话,B错误;大脑皮层是整个神经系统中最高级的部位,其中不同区域的神经元在功能上是相互联系的,共同协调完成复杂的生理活动,使人体能够适应复杂的情景,D正确。
3.学习和记忆是脑的高级功能之一,下列说法错误的是( )
A.感觉性记忆不构成真正的记忆
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.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
答案:C
解析:感觉性记忆为短时记忆,其中感觉性记忆有效作用时间往往不超过1秒,所记的信息不构成真正的记忆,A正确;短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,B正确;学习和记忆是人脑的高级功能,但不是特有的高级功能,人脑特有的高级功能是语言功能,C错误;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,D正确。
4.(不定项)(2025·吉林高二模拟)青少年抑郁的发生与发展和多种变化有关,例如神经递质5羟色胺(5HT)的减少,下丘脑—垂体—肾上腺轴的失调以及海马区神经元发生异常。下列叙述正确的是( )
A.抑郁通常是短期、可以调节的,如果持续超过两周以上,可能发展为抑郁症
B.抑郁症表现为情感和情绪异常,记忆衰退等,情绪不属于人脑的高级功能
C.重度抑郁症患者有时听不懂话,与大脑皮层H区功能障碍有关
D.积极建立和维持良好的人际关系、适量运动都可以减少抑郁发生的可能
答案:ACD
解析:抑郁通常是短期的,可以通过自我调适、身边人的支持以及心理咨询好转。当抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能形成抑郁症,A正确。情绪也是大脑的高级功能之一,B错误。大脑皮层H区发生功能障碍者听不懂别人的谈话,C正确。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,减少抑郁发生的可能,D正确。
5.(创新情境)阿尔茨海默病又称老年痴呆症,是一种神经系统退行性疾病,会表现为记忆障碍。患者神经系统兴奋性减弱,兴奋性突触数量大量减少。科学家通过给患有阿尔茨海默病的小鼠注射CPTX可以极大程度地缓解患病小鼠的症状,部分作用机理如图所示。回答下列问题:
(1)据图分析,谷氨酸这种神经递质由突触前膜释放进入突触间隙,该处液体是 ,然后谷氨酸会与突触后膜上的 结合,引发突触后膜内的电位发生
的变化。
(2)在兴奋性突触中,CPTX发挥作用的场所是 ,其能与
结合,有助于神经递质发挥作用。
(3)短时记忆的形成与 (填“大脑皮层”“小脑”或“脊髓”)下一个形状像海马的脑区有关,不重复就会遗忘。记录神经元的电活动发现,注射CPTX的患病小鼠,其海马脑区神经元有更多兴奋性的反应,可推出CPTX除图示作用机理外,还可能具有的作用机理是 。
答案:(1)组织液 谷氨酸受体 由负电位变为正电位 (2)突触间隙 突触前外伸蛋白和谷氨酸受体 (3)大脑皮层 增加兴奋性突触的数量
解析:(1)突触间隙的液体是组织液,谷氨酸经突触前膜释放进入突触间隙,扩散到达突触后膜并与其上的谷氨酸受体结合,引发突触后膜产生动作电位,故膜内会发生由负电位到正电位的电位变化。(2)CPTX可与突触前外伸蛋白和谷氨酸受体结合,形成类似桥梁的结构,有助于谷氨酸与突触后膜上的谷氨酸受体结合并发挥作用,CPTX发挥作用的场所是突触间隙。(3)短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。阿尔茨海默病患者存在兴奋性突触数量大量减少的现象,注射CPTX的患病小鼠,其海马脑区神经元有更多兴奋性的反应,可推出CPTX还可能会使兴奋性突触的数量增加,从而缓解患者记忆减退的现象。
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