生理心理学中的经典实验

一、实验：S．E．Petersen，1988，PET技术，减法法的实验设计方案，研究正常人言语感知、运动和联想功能时，脑区域性血流量的变化规律。

减法实验设计就是让被试完成复杂程度不同的言语功能，将其区域性脑血流量根据认知任务复杂程度依次相减。

实验过程：

A言语感知任务：让被试听或看某个词，并不要求他们做任何反应；

B言语运动任务：让被试读出所见或听到的单词，这不仅含有单词感知功能，还包括言语运动功能。

C言语联想任务：要求被试看到或听到一个目标词，联想并说出达到目标词的动作，如看见“面包”一词，应该说出“吃”字。

实验结果：

1、感知任务：语词感知过程在相应感觉通路的初级和次级皮层区内独立完成，与其他感觉通道不发生关系。

2、运动任务：两侧大脑的面部感觉与运动区皮层和辅助语言运动区皮层的脑血流量增加。

3、联想任务：大脑额叶皮层，特别是左额下回(47区)和两半球前扣带回血流量增加。

实验结论：

1、语言感觉、运动功能不仅限于经典的布罗卡区和维尔尼克区，事实上视、听皮层、面部感觉和运动区皮层、乃至扣带回皮层都与语言过程有关。

2、语言信息加工过程的初级阶段，并没有明显的半球一侧化现象，在复杂联想功能中，左额皮层的优势效应才较为显著。

二、证据1：1937年，著名生理学家布瑞莫(Bremer)，建立了猫的孤立脑(Isolated brain)标本，孤立头(Isolated head contents)标本。

孤立脑(Isolated brain)标本：在中脑四叠体的上丘和下丘之间横断猫脑，此后猫陷入永久睡眠状态；

脑干中间横断脑（桥脑中部横断），动物70％－90%时间处于觉醒状态；

孤立头(Isolated head contents)标本：在脊髓和延脑之间横断猫脑，则猫保持正常的睡眠与觉醒周期。

证明：在延脑至中脑的脑干中，存在着调节睡眠与觉醒的脑中枢。

证据2：1949年，意大利，著名电生理学家马鲁吉和马贡(Moruzzi and Magoun) ，电刺激脑干网状结构引起动物的觉醒反应。

把脑干上部的网状结构称为上行网状激活系统(Ascending reticular activeiting system)。

证明脑干网状结构在睡眠与觉醒的机制中具有重要作用。

迄今仍将脑干上部的网状上行激活系统看成是维持觉醒的重要脑结构。

三、情绪的经典理论

1、詹姆士—兰格情绪理论：

1884年，美国心理学家詹姆士，1885年，丹麦生理学家兰格

情绪是外部刺激引起了内脏反应，内脏反应的信号传递到大脑皮层就产生了各种情绪体验。

植物性神经系统活动的增强,血管扩张,就会产生愉快感

植物性神经系统活动的减弱,血管收缩,就会产生恐怖感

评价：

说明他们认识到了情绪与机体生理变化之间的联系，但受当时生理学发展水平所限，夸大了外周神经系统变化对情绪的作用，而忽略了中枢对情绪的作用。

2、情绪的丘脑学说: 1927年，美国心理学家卡侬

大脑皮层对丘脑的功能有抑制作用。当抑制解除时，丘脑的功能就会亢进。情绪过程正是大脑皮层抑制解除后丘脑功能亢进的结果。

丘脑的情绪冲动一方面传入大脑产生情绪体验；另一方面沿传出神经达外周血管、脏器形成情绪表现的生理基础。

进步：从脑内寻求生理机制，并把情绪体验和情绪表现统一于丘脑的功能。

局限：丘脑损伤并不一定引起情绪体验和情绪表现的一致性变化，大脑皮层损伤或皮层抑制功能解除的人，并不持久地处于情绪反应增强的状态。

3、情绪的动力定型学说：苏联，著名生理学家巴甫洛夫

情绪过程是脑高级部位皮层的功能；是条件反射动力定型的形成与变化的表现。

动力定型的形成、稳定过程就会产生阳性情绪体验，动力定型遭到破坏就会伴随阴性情绪体验

4、情绪的激活学说：1951年,美国，心理学家林斯莱。

该理论以脑干网状结构的生理特点为依据。

认为脑干上行网状激活系统汇集了各种感觉冲动，也包括内脏感觉，经过整合作用之后再弥散地投射至大脑，调节睡眠、觉醒和情绪状态。网状非特异投射系统生理功能的多样性正符合情绪过程的基本特征。

5、情绪的边缘系统学说：帕帕兹，麦克林

大脑边缘皮层、海马、丘脑和下丘脑等结构在情绪体验和情绪表现中具有重要作用。

边缘系统中,从海马经穹窿、乳头体、丘脑前核和扣带回,再回到海马的环路(帕帕兹环路)，对情绪产生有重要作用。

帕帕兹强调边缘系统中下丘脑和扣带回的作用，他认为下丘脑在情绪表达中起重要作用，扣带回在情绪的体验中起重要作用。麦克林则认为海马和颞叶在情绪体验中更为重要。进步：不但具有整体和器官水平的实验证据，还有细胞生理学的实验依据。

6、情绪的应激学说：1946年，塞里

从神经体液调节机制中为情绪过程的生理心理学理论提供许多有价值的科学事实和新的理论。

在紧张性情绪形成中，大脑皮层、下丘脑、脑下垂体和肾上腺等发挥着神经体液的综合适应性调节作用。

结论：

情绪的生理机制学说的众多，说明情绪的生理基础是复杂的

1、情绪是大脑皮层与皮层下结构协同活动的结果：皮层下结构的神经过程的作用处于显著地位，大脑皮层起着重要的调节作用。

2、在情绪产生和变化过程中，整个有机体内部和外部的活动，神经过程和生化过程等共同参与其中，实现着神经系统各个水平上的整合。

四、情绪的经典实验研究

1、假怒实验

切除猫的大脑皮层之后，对不愉快的刺激表现出极度夸大的攻击性行为表现：弓腰、竖毛、咆哮、嘶叫和张牙舞爪等。这些行为缺乏指向性，很难说动物伴有怒的内心体验，所以将这种动物的行为表现称作“假怒”。

只要手术破坏边缘皮层、大脑皮层与下丘脑的神经联系，使大脑皮层对下丘脑的抑制解除，下丘脑机能亢进就会出现“假怒”。

用埋藏电极刺激下丘脑前区或内侧区，也可引出“假怒”反应。

证明了下丘脑在情绪的表现中具有重要作用

2、怒叫反应

1937年，我国生理学家卢于道和朱鹤年，发现电刺激猫脑中枢，能发出呻吟的声音。

1952年，猫的怒叫中枢，位于中脑被盖外侧核后部，前后长约2毫米，背腹深2毫米，内外1.5—2毫米。刺激该中枢引起怒叫、交感和肌体反应，包括血压升高、呼吸加快、瞳孔散大、毛发竖立、尾巴上翘和前肢伸直等。

切断中脑与间脑的神经联系，再刺激该中枢，出现同样的怒叫反应，说明此处是发音、躯体交感反应的重要传出中枢。

进一步研究表明，刺激脑高级部位对该中枢的活动有明显的影响。在正常动物中，怒叫中枢接受来自大脑皮层、下丘脑前区与后区的传出纤维，受高位脑结构对情绪表现的控制和调节作用。

假怒中枢和怒叫中枢的实验标本说明，情绪表现的中枢机制比较复杂，不同层次的中枢相互作用，使情绪表现更为精细。

3、自我刺激实验

1954年，美国的渥尔兹、米尔纳

“奖励中枢”：埋藏电极在脑内部位不同，出现两种不同行为效果:边缘系统某些脑结构的刺激可引出阳性自我刺激行为，这种脑结构称为“奖励中枢”。

“惩罚中枢”：另外一些脑结构偶然受到电刺激后，动物就逃离杠杆，避免再次受到刺激，这种脑结构称为“惩罚中枢”。

能引起反应率最高的脑内自我刺激区主要是大脑皮层的：额叶、内嗅区、隔区、纹状体、下丘脑、中脑、黑质、桥脑等。也就是内侧前脑束通过的部位以及多巴胺能通路和去甲肾上腺素能通路经过的部位。

五、关于前额叶皮层与复杂时空关系的学习：

经典研究:1935年,雅各布森, 延缓反应和交替延缓反应实验

延缓反应：猴观察眼前的两个食盘，其中一盘内有食物，然后将两食盘盖起来再用幕布将它们遮起以避免猴盯食盘。几秒或几分钟后将幕布拿开，观察猴子首先打开哪个食

盘盖。如果猴打开原先放好食物的食盘盖，它就会得到食物奖励。

交替延缓反应：几秒或几分钟后将幕布拿开时，只有当猴记住前一次获得奖励食盘的位置，下一次打开另一位置食盘的盖，才能再次得到奖励。

采用损毁法，损伤前额叶：

只要求空间辨别不伴有延缓反应，能做到。

只进行延缓反应不伴有空间辨别，能做到。

既要求空间辨别又伴有延缓反应时，做不到。

结论：前额叶皮层损伤引起短时记忆障碍，是导致交替延缓反应困难的主要原因。可以认为，前额叶联络区皮层与时间和空间关系的复杂综合功能有关。