内容正文:
第5节 人脑的高级功能
[学习目标]
1.生命观念:运用结构与功能观,说明大脑皮层言语区与人类语言的关系。
2.科学思维:基于对学习和记忆规律的认识,运用这些规律提高学习效率。
3.社会责任:养成良好的学习习惯,学会调控自己的情绪。
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)言语区(示意图)
二、学习、记忆与情绪
1.学习与记忆
(1)概念:指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)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。
(3)记忆过程及联系
(4)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: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。
③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。
2.情绪
(1)概念:人对环境所作出的反应。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。
《千手观音》这个舞蹈在很多节目中都出现过,不过令人最震撼的还是由21个患有听力障碍的舞蹈演员(大脑皮层正常)在春晚和雅典残奥会闭幕式上的表演,四个手语老师分别站在舞台四个角,她们的手成为演员的“耳朵”,手语传达出音乐节奏,演员便根据“节奏”摆出优美的舞姿。判断下列有关说法是否正确。
1.若大脑皮层言语区的H区损伤,会导致人不能听到别人讲话。(×)
提示:若大脑皮层言语区的H区损伤,会导致人听不懂别人讲话。
2.大多数人的大脑左半球主要负责形象思维,如音乐、绘画和空间识别等。(×)
提示:大多数人的大脑右半球主要负责形象思维,如音乐、绘画和空间识别等。
3.上述演员表演《千手观音》时,大脑皮层视觉中枢、躯体运动中枢参与调节。(√)
4.将声音转变成其他形式的信息,听障人士也会有正常的逻辑思维和形象思维。(√)
5.听障人士在学习和记忆过程可能涉及脑内某些种类蛋白质的合成。(√)
语言功能
[图形情境] 下图为人类大脑皮层(左半球侧面)的言语区,据图思考相关问题:
1.人的大脑有哪些区别于脊髓的高级功能?
提示:人的大脑区别于脊髓的有语言、学习和记忆等方面的高级功能。
2.人的大脑有哪些区别于动物大脑的高级功能?
提示:语言功能等。
3.A、B、C、D各代表什么言语区?
提示:依次代表 W 区、S区、V区、H区。
4.大脑皮层的语言中枢有什么特点?
提示:语言功能是人脑特有的高级功能,所以大脑皮层的语言中枢也是人类特有的,它包括与语言、文字相关的全部智能活动,涉及人类的听、说、读、写。
5.人们在谈论酸梅、酸杏等酸果时,往往不自主地口舌生津。但是有一位大脑受伤的患者听到大家说话时,却没有反应,该患者可能是哪部分受损?
提示:大脑皮层的H区受损。
大脑皮层言语区的划分及损伤后常见生理或病理现象
言语区
联想记忆
损伤后的病症
患病特征
S区(运动性言语区)
Speak→S
运动性失语症
病人可听懂别人的讲话和看懂文字,但不能讲话,即无法用语言表达自己的思想
H区(听觉性言语区)
Hear→H
听觉性失语症
病人能讲话、书写,能看懂文字,但听不懂别人的谈话
V区(视觉性言语区)
Vision→V
视觉性失语症
病人的视觉无障碍,但看不懂文字,变得不能阅读
W区(书写性言语区)
Writing→W
失写症
病人可听懂别人的谈话和看懂文字,也会讲话,手部运动正常,但失去书写、绘图能力
特别提醒
(1)视觉性语言中枢≠视觉中枢,前者受损,患者仍有视觉,只是“看不懂”语言文字的含义。
(2)听觉性语言中枢≠听觉中枢,前者受损,患者仍有听觉,只是“听不懂”话的含义。
(3)语言功能是人脑特有的高级功能。
1.下列关于人脑高级功能的说法,正确的是( )
A.在学习英语过程中,许多同学会说会写,也能看懂文字,但经常听不懂原音电影中的英语对白,这种情况叫感觉性失语症
B.人类的语言功能与大脑皮层内侧面的某一特定区域有关,这一区域叫言语区
C.某人因脑出血不能说话,但能听懂别人的话,这很可能是损伤了大脑皮层S区
D.S区位于大脑皮层颞上回后部,H区在大脑皮层中央前回底部之前
解析:选C。许多同学会说会写,也能看懂文字,但经常听不懂原音电影中的英语对白,是缺乏相应的语言环境及锻炼,不是疾病,A错误;言语区是指大脑皮层某些特定的区域,而不是某一特定区域,B错误;大脑皮层S区受损伤时,病人能看懂文字和听懂别人谈话,但却不能讲话,不能用语言表达自己的思想,这种情况叫运动性失语症,C正确;S区位于大脑皮层额下回后部,H区位于大脑皮层颞上回后部,D错误。
2.缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞而引起的脑部损伤,可发生在脑的不同区域。若缺血性脑卒中患者无其他疾病或损伤,下列说法错误的是( )
A.损伤发生在大脑时,患者可能会出现尿失禁
B.损伤发生在脑干时,患者可能出现生物节律失调
C.损伤导致上肢不能运动时,患者的缩手反射仍可发生
D.损伤发生在大脑皮层S区时,患者不能用词语表达思想
解析:选B。损伤发生在大脑时,由于大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,会对低级神经中枢进行控制,故排尿反射受低级神经中枢的控制,也受到大脑皮层的调控,所以患者可能会出现尿失禁,A正确;脑干中有维持生命活动的必要中枢,如呼吸中枢,因此当损伤发生在脑干时,患者可能会有生命危险,B错误;损伤导致上肢不能运动时,应是大脑皮层的躯体运动中枢受到损伤,而缩手反射的中枢在脊髓,所以缩手反射可以发生, C正确;损伤发生在大脑皮层S区时,患者能听、读、写,不能讲话,但是发声的部位没有问题,所以仍然能发出声音, D正确。
教材拓展
脑卒中
脑卒中又称中风、脑血管意外,是一种急性脑血管疾病,是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病,包括缺血性和出血性卒中。缺血性卒中的发病率高于出血性卒中,占脑卒中总数的60%~70%。颈内动脉和椎动脉闭塞和狭窄可引起缺血性脑卒中,年龄多在40岁以上,男性较女性多,严重者可引起死亡。出血性卒中的死亡率较高。调查显示,城乡合计脑卒中已成为我国第一位死亡原因,也是中国成年人残疾的首要原因,脑卒中具有发病率高、死亡率高和致残率高的特点。不同类型的脑卒中,其治疗方式不同。由于一直缺乏有效的治疗手段,目前认为预防是最好的措施,其中高血压是导致脑卒中的重要可控危险因素,因此,降压治疗对预防卒中发病和复发尤为重要。应加强对全民普及脑卒中危险因素及先兆症状的教育,才能真正防治脑卒中。
[考查角度]
以脑卒中为情境,考查人脑的高级功能,落实结构与其功能相适应的观念、生命观念和社会责任观。
学习、记忆与情绪
[图形情境] 记忆最初在海马体(大脑皮层的一个区域)中形成,然后转移到其他大脑区域进行长期存储。海马体中可塑性突触的形成、巩固和消除对记忆起着关键作用。研究发现,重复刺激海马体突触前神经元时,位于树突上的突触后膜出现如图所示变化,从而建立神经元之间稳定的增强联系,形成记忆。
(1)学习和记忆与大脑脑区有什么关系?
提示: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)学习与记忆产生过程中,当兴奋传至轴突末端时,引起突触小泡与突触前膜融合,以胞吐方式释放神经递质,神经递质以扩散形式到达突触后膜,与突触后膜上特异性受体结合,从而改变突触后膜(海马体细胞膜)对离子的通透性,引发突触后膜电位变化。
(3)如图建立神经元之间稳定的增强联系,形成记忆。该过程涉及的结构可能发生的变化是什么?
提示:突触形态和功能的变化以及建立新突触。
(4)请据图描述,记忆形成过程中突触后神经元发生的变化是什么?
提示:发生了肌动蛋白的重构,突触间联系增强。
学习与记忆
易错提醒
巧记记忆
海马暂存突触久,
三级永记不忘丢。
感觉瞬时最先走,
新建突触记长久。
口诀解析:海马体负责短时存储,长时记忆依赖突触改变,第三级记忆永久存储;感觉性记忆最短暂,新突触的建立是长时记忆的物质基础。
3.记忆的形成过程,实际上是大脑选择了一些新的体验,将其编码并存储整合到现有的记忆结构中,同时根据需要对现有记忆进行修改和保存的复杂过程。下列关于记忆的叙述,正确的是( )
A.人类的第一、二级记忆是短时记忆,第三级记忆为长时记忆
B.长时记忆可能与脑内一个形状像海马的脑区中神经元的活动有关
C.一般来说,短时记忆在一定的条件下可以转化为长时记忆
D.与其他动物相比,记忆是人脑特有的高级功能
解析:选C。记忆过程的四个阶段为感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆,感觉性记忆和第一级记忆相当于短时记忆,第二、三级记忆相当于长时记忆,A错误;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,长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触建立有关,B错误;短时记忆经过多次重复,有可能转变为长时记忆,C正确;记忆属于人脑的高级功能,但并不是人脑特有,语言功能是人脑特有的高级功能,D错误。
方法技巧
学习与记忆的三步曲
(1)第一步:信息输入——学习与记忆的基础。
(2)第二步:加以注意——信息输入大脑。
(3)第三步:反复运用和强化——形成长时记忆的唯一途径。
4.RICIN是一种植物毒素蛋白,能破坏rRNA。利用基因工程将RICIN基因导入果蝇不同部位的神经元中成功表达,最终发现在DAL神经元中RICIN基因表达会阻止长时记忆的形成和储存。科学家还发现果蝇在重复学习搭配适度休息后,CaMKII与PERIOD基因会在DAL中被活化,参与长时记忆形成。下列描述错误的是( )
A.神经系统中最高级的中枢是大脑皮层,具有语言和记忆等方面的高级功能
B.RICIN会阻断神经细胞的转录过程,从而阻止长时记忆的形成
C.RICIN基因的表达可能阻止新突触的建立
D.推测CaMKII与PERIOD基因有助于长时记忆形成
解析:选B。中枢神经系统包括位于颅腔中的脑(大脑、脑干、小脑等)和脊柱椎管内的脊髓,其中大脑皮层的中枢是最高级中枢,具有语言、学习和记忆等方面的高级功能,A正确;据题意可知,RICIN是一种植物毒素蛋白,能破坏rRNA,rRNA参与翻译过程,因此RICIN阻断的是翻译过程,B错误;长时记忆与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关,RICIN基因表达会阻止长时记忆的形成,有可能通过阻止新突触的建立实现,C正确;据题意可知,在重复学习搭配适度休息后,CaMKII与PERIOD基因会在 DAL 中被活化,参与长时记忆形成,推测这两个基因有助于长时记忆的形成,D正确。
5.网瘾者在调节一般的负面情绪和特殊的游戏渴求上,都有着特殊的神经反应模式,即表现为神经调节相关的脑区以及情绪信息处理相关脑区共同的高激活。下列叙述错误的是( )
A.网瘾者通过适量的运动和良好的人际交往可以对负面情绪有一定程度的缓解
B.情绪是人对环境所作出的反应,当消极情绪达到一定程度时,可能会产生抑郁
C.和烟瘾一样,采取强制戒网的方式对网瘾者进行干预,不会对其心理活动产生较大影响
D.网瘾者体内的某些神经递质的数量可能会发生变化
解析:选C。网瘾者通过建立和维系良好的人际关系、适量的运动和调节压力可以减少情绪的波动,对负面情绪有一定程度的缓解,A正确;情绪是人对环境所作出的反应,当消极情绪达到一定程度时,就会产生抑郁,当抑郁持续下去而得不到缓解时,就可能形成抑郁症,B正确;采取强制戒网的方式对网瘾者进行干预,会对其心理活动产生较大影响,C错误;长时间的网络信息、游戏等刺激,可导致突触间隙中存在过多的多巴胺刺激突触后细胞,故网瘾者体内的某些神经递质的数量可能会发生变化,D正确。
抑郁症
在众多解释抑郁症病因的理论中,单胺类学说是最经典的一种。该学说认为,抑郁症的主要病因是脑内的3种经典单胺类物质(5羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺)系统功能失调。SSRI(5羟色胺再摄取抑制剂)是目前应用最广泛的一类新型抗抑郁药。如图为5羟色胺和SSRI的作用机理。
题号
能力考查
素养考查
(1)
信息获取与加工,知识迁移能力
生命观念
(2)
长句表达能力,语言组织与表达能力
科学思维
(3)(4)
问题解决能力与社会责任,思维建模能力
科学探究
(1)5羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺都归属于什么物质,该物质有何功能?
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(2)根据图示信息,抑郁症的发病机理是什么?5羟色胺作用后的去向是哪里?SSRI治疗抑郁的机理是什么?
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(3)有些抑郁症患者突触间隙的5羟色胺含量正常,推测该类患者可能的病因是什么?
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(4)针对有抑郁情绪的朋友或同学,你有什么好的生活建议吗?
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答案:(1)神经递质,其作用于突触后膜后,可引发突触后膜产生兴奋或抑制 (2)突触间隙中5羟色胺等神经递质含量减少是产生抑郁的重要原因。5羟色胺作用后会被5羟色胺转运蛋白回收至突触前膜中。SSRI可以与突触前膜上的5羟色胺转运蛋白结合,选择性地抑制突触前膜对5羟色胺的回收,使得突触间隙中5羟色胺的浓度维持在一定水平,有利于神经系统的活动正常进行,进而改善抑郁症状 (3)突触后膜上5羟色胺的受体无法识别5羟色胺或者缺乏特异性受体 (4)人偶尔有抑郁情绪是正常的,多与人交流沟通可以消除抑郁情绪,多进行体育运动可以缓解抑郁,如果情况严重可以和父母一起去就医
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