(完整版)认识你的大脑和情绪

情绪怎样产生的

我们常说，人有七情六欲。所谓七情，一般是指喜、怒、哀、思、悲、恐、惊。我们还常说，“人是感情动物”，“不要感情用事”等等。其实，人的各种情绪———从欢喜、愤怒、恐惧等较原始的情感，到爱、恨、痛苦、嫉妒等更多地属于人类文明的情感，本来就深深地左右着我们的日常生活，影响着一个人的发展轨迹。尤其是在当代社会生活中，伴随着生活节奏的加快和生存竞争的加剧，越来越多的人表现出的情感异常所引起的抑郁症、暴力倾向等心理疾患，更是严重地干扰了我们人类对幸福生活的追求，甚至引起自杀、伤害等更加严重的后果。

那么，人的“引发感情的机制”是怎样的呢？我们人类的“心”与“脑”又是怎样的一种关系呢？我们知道，长期以来，世界各国的科学家都在致力于揭开人类大脑的奥秘，但对“情绪”———即人们通常认为由“心”掌管的这部分，却少有科学家在研究，这是因为对“情绪”很难进行客观把握的缘故。但最近科学家们发现，感情的变化对脑部的功能影响很大，目前已有科学家在加速进行这方面的研究。

科学家从两个方面进行研究：宏观上心理学家从行为上执果求因，力求从行为来刻画心理；微观上，科学家从物质上有因求果，从物质和神经原理来解释为什么产生这样那样的心理及情绪。

第一章大脑和神经元

（一）大脑的基本构成是神经元

神经元(neuron)是神经系统中的基本结构单位。一个典型的神经元由胞体和突起两部分组成（见图一）。胞体又包括胞核和核周围胞质两部分。神经元的胞核很大，从容积或表面积看，它占胞体的大部分。而核周体虽然只占小部分，但它对维持整个神经元的代谢和功能起着重要的作用。胞体是合成各种蛋白质（包括各种酶类）的中心。蛋白质首先在胞体中合成，然后再经过运输系统运送到突起之中。一切神经活动都是物质运送的表现。

神经元的结构图一

突起可以分为树突和轴突。树突的分支较短，由胞体发出后逐渐变细，并不断分支。树突可以看成是胞体的延伸部分。轴突一般较长，由胞体发出后一般不分支，直到轴突的末端才形成终末侧支。也有少数神经元的轴突在到达终末侧之前分出侧索。轴突一般都有髓鞘（myelin）包被。在轴突与胞体连接部以及轴突

的终末侧支失去髓鞘。前者称为轴突的起始段，后者称为纤细终末。起始段的兴奋性最高，往往是形成冲动的部位。轴突内的细胞质称为轴浆（axoplasm），内有神经细丝、微管、线粒体、囊泡等，但不能合成蛋白质。因此，一些合成神经递质的酶或肽神经递质，往往是在胞体合成后经轴浆运输到达轴突的末梢。

（二）冲动在神经纤维的传导

冲动在神经纤维上的传导，是一种局部电流的传导（图）。神经纤维兴奋部位，由于在动作电位形成时，Na+由膜外快速进入膜内，造成膜的外表面的电位降低。而邻近神经纤维膜的外表面的电位，由于仍为安静时的静息电位，其电位较高，膜的表面又都附有组织液，可以导电，因此，兴奋部位与安静部位之间形成一种局部电流。其电流方向，在细胞膜的外表面是由安静部位流向兴奋部位；在神经纤维内，其方向相反。在膜内，这个电流可提高膜内电位。当安静部位电流的强度不断上升，达到阈电位时，可打开膜的电压门控Na+通道，使安静部位产生动作电位。兴奋则由一处传到了另一处。这种传导的方式在神经纤维上具有以下几个

特点。

1.结构和功能完整性冲动的传导必须是在一根完整的神经纤维上才能进行。如果神经纤维被折断，局部电流则很难由断端部位向前传导。而如果神经纤维的一部分由于药物或毒素使其丧失功能，不能产生动作电位，尽管在形态上是完整的，也不能传导冲动。因此，神经纤维在解剖和生理上的完整性是冲动传导的必需条件。

2.绝缘性一条神经干中有很多的神经纤维。例如人的坐骨神经中有多达20多万根神经纤维。每条神经纤维的动作电位（或冲动）的传导是互相不干扰的，这是因为神经纤维上都有一层髓鞘，起着绝缘作用。

3.传导速度冲动的传导实际上是局部电流的传导，它的传导速度与神经纤维的粗细、髓鞘的厚薄、局部电流强度等有关。神经纤维越粗，传导速度越快，局部电流强度越大传导速度越快。最快的A类纤维，其传导速度可超过100ｍ/s。尽管神经传导速

度可以很快，但与电流传导速度（3×106m/s）相比，还是很慢的。

在有髓鞘的神经纤维中，实际上往往髓鞘并不是将神经纤维全部包裹起来，而有结——郎飞氏结。在结处，髓鞘很薄，电阻最小。当形成局部电流时，结处的电流强度最大，最易引起去极化产生动作电位。因此，局部电流的传导，是由一个结传给另一结作跳跃式的传导，称为跳跃传导。这种传导方式可以加快冲动的传导速度。这也是有髓鞘或有郎飞氏结的纤维具有较快传导速度的原因。

4.双向传导将一根神经纤维分离出来，在神经纤维的中间给一个电刺激，产生兴奋，形成动作电位。这一动作电位的形成，使膜的外表面电位较周围静息部位低（由Na+快速进入膜内造成）。因此，兴奋部位两侧的静息部位都可以与兴奋部位产生局部电流。只要电流强度能使安静部位膜电位的变化达到阈电位，都能打开快速钠通道（Na+通道）而形成动作电位，产生兴奋。因此，形成的冲动可由刺激部位向相反的两个方向传导，即冲动传导的双向传导。在整体条件下，由于冲动往往都是由树突或胞体向轴突方向传导，而在化学性突触部位，其传导方向是单向而非双向。因此，在整体条件下一般不存在双向传导。只是在某些特别情况下（如轴突反射）有双向传导的可能性。

5.相对不疲劳性冲动的传导实际上是通过局部电流进行的传导。局部电流形成的条件是兴奋部位神经纤维表面电位降低，

与周围静息部位形成电位差产生电流。这完全是一种物理现象，无需直接提供能量。兴奋部位电位降低的原因，是由于钠通道打开，Na+由膜外快速流入膜内。Na+的流动是由高浓度的膜外流向浓度低的膜内，这一运动方式也是一种无需直接供能的活动。因此冲动在神经纤维上的传导本身基本上是一种无需供能的活动，与突触部位的传导相比，不易产生疲劳。

6.不衰减性冲动传导的机理是局部电流的传导，而不是电流本身的传导。兴奋部位电位的降低取决于膜上钠通道的打开，形成锋电位。只要形成锋电位的条件不变，锋电位的大小形状是不会改变的。因此不会因为神经纤维很长电阻加大而降低锋电位，即传导的不衰减性。

（四）轴浆运输

神经元的胞体是合成蛋白质（包括酶）的部位。合成后的蛋白质可以通过转运系统输送到轴突的末端。例如以释放肽类物质为其神经递质的神经元，这些肽类神经递质的前体首先在胞体合成后再转运到轴突的远端。一些释放经典神经递质的神经元，这些神经递质如5-HT等，虽然可以在神经末梢合成，但合成这些神经递质的酶不能在神经末梢中合成，必须由胞体合成后再转运到末梢。神经纤维中构成微管、微丝等细胞骨架的蛋白质以及一些与之有关的蛋白质，也需要首先在胞体合成后再运输到神经纤维的末梢。

神经末梢还可吸收一些蛋白质，通过反方向的转运送到胞体。因此，在正常条件下，神经纤维中存在着两种方向相反的运输过程，顺向转运和逆向转运。

轴浆运输的速度可快可慢，不同的物质具有不同的速度。膜蛋白、分泌蛋白、膜磷脂以及胆固醇等的转运速度较快。目前认为这类快速转运的物质不是以单分子形式转运，而是经过包装后以囊泡或囊泡小管形式转运。快速转运的速度可达300～

400mm/d。一些与细胞骨架有关的微管、微丝蛋白以及一些酶类的转运速度则很慢，速度只有0.01～1mm/d。

轴浆运输是需要代谢提供能量的，例如在缺氧条件下快速转运减慢甚至中止。轴浆运输也是可以调节的，例如在神经被切断后，一些与生长有关的蛋白质的转运可增加100倍。关于轴浆运输的详细机理目前还了解不多。

逆向运输，即由末梢向胞体的转运。这类转运的物质包括一些可供神经元再利用的物质，经末梢吸收后转运至胞体。破伤风毒素及狂犬病毒由外周进入中枢也可能是利用了这种逆向运输

机制。辣根过氧化酶可以由神经末梢吸收后通过逆向运输机制向胞体运输。这种酶可促进某些底物的氧化而着色，因此在一部位注射辣根过氧化酶后，在它的传送过程中以及最后到达胞体，都可以作连续切片，从形态上追踪该酶的去向。这一方法已被广泛应用于神经系统的研究。

人脑的结构是怎样的？

人的情绪心理是人脑的产物。人脑的结构是怎样的呢？

七个步骤了解你的大脑详解大脑构造与功能(

如果你要了解一部机器，最好的方法是自己将它建造一次。如果你要全面了解你的大脑，就要将它拆分进行研究再制造，因为大脑的零件跟机器一样都有着独立的功能。如果你真想知道如何制造一个人类大脑，请遵照以下7步，它将轻松法教你完成夙愿。

图1：小鼠大脑结构图

第一步：了解大脑构建模块

在你开始之前，先了解大脑构建模块。图1是小鼠大脑中的一个复杂的结构图。德国蒂宾根大学神经生物学家贝恩·德克尼尔和他的合作者用电子显微镜拍下了神经元细胞的蜘蛛网状结构，这些线状物由蛋白质组成，在神经元互相发送信号时它会不断延伸和收缩。

图1显示出了小鼠海马状突起处的神经元细胞。海马状突起是大脑的重要组成部分，负责记忆功能，人类的大脑与小鼠的大脑这部要的构造是一样的。

图2：小鼠小脑部位的的运动神经元细胞

第二步：将它们清楚分开

图1中神经元细胞长长的手臂往外延伸，几乎接及到其他神经元细胞。这些神经元细胞手臂之间距离非常近，仅有20纳米的区间，所以你在进行大脑拼凑时动作一定要稳重。

在细胞之间交叉的是突触，含有神经递质分子，负责来回传送信息。图2显示的是小鼠小脑部位的的运动神经元细胞(染绿部分)正与红色部分的神经元细胞交流信息，每个神经元细胞都有一个突触。伦敦大学的研究人员在研究神经元细胞如何传递信息时拍下了这张照片。

图3：小鼠小脑的神经元网络图

第三步：将它们网络化

现在，这一下变得更加复杂，因为你要如图3拼凑这些线路，这里涉及到数十亿复杂的脑细胞。图3是小鼠小脑的神经元网络图，明亮的白色斑点是小脑蒲肯野细胞(Purkinje cell)，它属于一种能够协调复杂的动作的神经元细胞，细胞的树突形成外羽毛状边。细胞的树突形成羽毛状外边缘，聚集在中间的轴突直伸到小脑深处，以便传递信息。

图4：小鼠大脑皮层毛细血管图

第四步：构建血管

要往大脑里面输送血液，你要安装各种直径和长度的血管，图4为活小鼠大脑皮层毛细血管图，这里表面上的大血管先从大脑深处引发出来，然后分出很多毛细血管。研究人员为了获得此图像，往小鼠的血液里注入了荧光糖分子，使得这里充满血的血

管出现了白色。美国加州大学的研究人员使用这种技术测量血管直径和跟踪血液流量。他们发现，血液流量随着局部神经元的需要而改变。

图5：星形胶细胞(Astrocytes)

第五步：构建神经胶细胞

你已经连接了所有的神经元，下一步是要构建神经胶细胞，大脑中的神经胶细胞数量是神经元细胞10倍，科学家们在近十年才认识到这些细胞的重要性。特别是一种叫做星形胶细胞(Astrocytes)的神经细胞，星形胶细胞分布于整个神经系统，它负责供应神经元所需的养分。星形胶质细胞还能通过钙离子形成自己的长途通信网络，它们像神经元一样，可以接收并释放神经传导物质。人类大脑皮层内的星形胶质细胞与其它哺乳动物相

比，数量更加庞大和复杂，一些研究者认为，这可以解释人类为什么聪明的原因。

图6：神经元归位正确后，大脑显现出的外观图像第六步：将神经元归位

图6是你把所有的神经元归位正确后，大脑显现出的外观图像，这里的视觉皮层下的不同细胞显示出鲜艳的粉红、黄、蓝的颜色，这些颜色取决于它们大脑中的深度(这些颜色是人为的)。但请不要局限于这种结构，在不断的学习和生长过程中，大脑是在不断改变的，它是一种奇妙性的适应性很强的器官。大脑不断地改造自己，储存新的记忆，掌握新的经验。麻省理工学院的研究人员在观察活小鼠的活动时拍下了这张图像，他们每几天就观察一次，发现这些图像是不断变化的，从而获得了神经元细胞的第一手资料。

图7：小鼠嗅球脑区图像

第七步：增加新细胞

一旦你制造的大脑运作起来，你还要不断给它增加新的神经细胞，由于老的神经细胞无法满足活动的需要，大脑会不断地创造出新的神经细胞，即使是在成年后也不例外。大脑的齿状回区(一个参与空间记忆的区域)和大脑嗅球(与学习相关的重要脑区)是产生新神经细胞的两处最活跃之地。图7为小鼠嗅球脑区图像，绿色部分为成年小鼠新长出的神经细胞。如果没有新的神经细胞补充，大脑的功能就会变弱。日本京都大学的研究人员在破坏掉小鼠的新生长出的神经细胞后发现，小鼠会丧失掉某种记忆力，例如无法走出实验中的迷宫。

图8：大脑在神经障碍下脑部的活动

结束语：

你制造的大脑能正常工作吗？如果不能，那是由于布线出现了问题，为了检修故障，请看图8，它表明，大脑远比附有整齐标签的解剖图要复杂，图像采用高角度分辨DTI成像技术拍摄。大脑的前部位位于图像的右边，成捆的纤维像电缆线一样分布，绿色部分显现出的是两眼之间的连接以及脑后部的视觉皮层的颜色。

洛杉矶加州大学的研究人员拍下了图8这张图像，以帮助他们更好了解大脑在神经障碍下脑部的活动。你也可以用这幅图像对你制造的大脑进行调试，祝你好运。

人的神经系统，其中包括人脑，是由无数的神经细胞即神经元组成的。每个神经元在结构上大致都可分成细胞体和突起两部分。细胞体里面有一个细胞核，外部包着一层细胞膜。突起分树突和轴突两种，树突多而短，像树枝似的，它和细胞膜组成树突区，是对刺激最敏感的地方。轴突即轴索，往往很长，它的末端分细叉，称轴索末梢，（图1）它和下一个神经细胞的树突区或细胞体、或轴索末梢相接触，称为突触，中间有一个约0.000002厘米宽的间隙，叫做突触空隙。轴索末梢有突触囊，囊内有大量的小泡，称为突触小泡，泡内储存一种化学物质，突触传递就是靠这种化学物质来完成的，它就叫做化学递质或介质（图2）。

神经细胞在静止时，细胞膜内外有一定数值的电位差，膜外钠离子浓度大于膜内，使膜外电位高；钾离子浓度大于膜外，使膜内电位低。当神经细胞的树突区接受刺激时，胞膜外的钠离子渗透到胞膜内，反而形成膜内电位高，膜外电位低，由于电位高低不同而产生电流，形成导电现象。电流冲动本来是沿神经纤维两端双向传递的，因为传到树突区一端时，树突末端不能释放出化学递质而停止，变成事实上的单向传递，沿轴索传到末梢，刺激突触囊，释放出化学递质并进入突触空隙中去，进而刺激下一个神经细胞的树突区，引起第二个细胞膜的电位改变，产生电流冲动，如此传递下去。神经细胞之间的冲动传递，是神经活动的基本形式。

神经元的复杂连接构成神经系统。神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统两大部分。

中枢神经系统是由脑和脊髓组成的。脑的上层是两个大脑半球，在大脑半球的下面的后部是小脑。和大脑半球连接的是脑干，它包括间脑（包括丘脑和下丘脑，或称视丘、下视丘）、中脑（又称顶脑或四叠体）、桥脑和延脑（图3）。

大脑两半球包括表面灰质部分和里面白质部分。灰质部分叫大脑皮层或大脑皮质，它是神经系统的最高级的中枢，揭开头盖骨即可看到它，呈灰色的凹凸沟回状，约厚2－3厘米，面积约两千多平方厘米。皮层有约140亿个神经细胞，由表至里共分六层：小细胞、颗粒细胞、锥体细胞、较密的颗粒细胞、较大的锥体细胞、梭状细胞。

每个半球有一条中央沟（又叫中央裂），横切半球，还有一条在半球的基底面沿着边缘转向后方的深谷叫脑侧沟。中央沟和脑侧沟之前的部分叫额叶；枕骨下的半球后部叫枕叶；在枕叶之前、中央沟之后的半球顶部称顶叶；在脑侧沟后、枕叶前的半球侧部叫颞叶（图4）。

经生理心理学家研究鉴定，额叶的功能主要是主管人的智慧；额叶的后部主管人的动作，称为运动区；顶叶主管人的感觉、知觉，称感觉区；枕叶主管视觉，称为视觉区；听觉区在颞叶上部，嗅觉区在颞叶下部（图4）。但是，大脑皮层的功能定位并非绝对的，各个功能区也不是互相孤立的，它们之间有一定的代偿作用，即当某一功能区发生故障时，其他功能区也可代行其部分功能；同样，大脑皮层某些功能受到损伤时，也往往会影响到该功能以外的其他一些功能。现代生理心理学研究证实，大脑皮层除有功能定位外，还有功能联合和调节作用。

丘脑是传出、传入神经的“转运站”，起着神经通路的“中间站”作用。下丘脑能控制延脑和自主神经，它的功能很多，人

的情绪、动机、行为（如吃喝行为、性行为、攻击行为等）都受它支配。

小脑主管动作协调及平衡；中脑主管视觉（使瞳孔变化）和听觉；桥脑帮助人睡眠与觉醒；延脑是人的生命中枢，主管呼吸、血液循环、胃蠕动等等，维持人的生命。

脊髓是中枢的延续部分，是中枢神经和外周神经的通路，并且是低级的反射中枢，主管先天的、简单的反射活动，像脚被火烫就立即收回。

外周神经系统由躯体神经系统和自主神经系统组成。

躯体神经有43对，其中脑神经12对，脊神经31对，分感觉神经系统（传入神经）和运动神经系统（传出神经）两大类，分布到身体的各部分。传入神经将感觉信息传入大脑，传出神经将大脑的指令传出，使肌肉收缩或使腺体分泌。

自主神经包括交感神经系统和副交感神经系统，因为它一般不受意志的支配，能自动调节，故称“自主神经”。交感神经和副交感神经的生理作用是相反的，前者兴奋时，后者就抑制；后者兴奋时，前者就抑制（图5）。

自主神经的功能是支配内脏器官的，又叫

植物神经。

中枢神经系统通过外周神经系统联接身

体各个器官，组成复杂而统一的有机联系。这

里，中枢神经系统特别是大脑，是最高的司令

部，外周神经好比是司令部的“专用电话线”，这些“电话线”，有的将各个器官的感觉信息传入大脑，是感觉神经；有的将大脑的命令传到各个器官上，使其运动，是运动神经；而专管内脏器官的，是植物神经。

人类的大脑就像是一个有机超级计算机，它能有条不紊井然有序迅速地解决从呼吸到猜谜等所有难题。近日科学家首次描述了神经细胞是如何在瞬间管理其信号的传输过程，该研究成果发表在最近出版的《科学》（Science）杂志上。

神经系统细胞使用多巴胺、血清素及去甲肾上腺素等小分子神经递质进行沟通。多巴胺与诸如记忆等认知功能相关，而血清素负责情绪控制，去甲肾上腺素则与注意力和觉醒有关。脑细胞通过神经突触传递化学递质构成复杂的信息网络系统。电信号可以使突触小泡与膜融合，并将化学递质释放，这一过程以毫秒的速度发生。

哥本哈根哥廷根大学和阿姆斯特丹大学的研究人员一直在

研究参与膜融合的核心蛋白复合物（SNARE复合体），为大脑神经的迅捷传递速度寻求解释。他们发现，突触小泡含有不少于3份连接桥或“SNARE复合体”。囊泡只和一个SNARE复合体较长时间地与细胞膜融合，慢慢地分泌神经递质。SNARE复合体的前体在囊泡到达目标膜之前出现。至少有三个SNARE复合体串联

时，同步融合启动。如果小泡只有一个SNARE复合体，就会长时间与目标膜融合。

哥本哈根大学神经科学和药理学系的索伦森表示，下一步他们将研究影响和调节SNARE复合体在小泡中数量的各种因素，以确定是否与神经细胞传递信息的快慢有关。且大脑一旦发生病变，是否会改变这种调节规律。(

不同的皮层神经元负责不同的感觉和认知，这一点已经是世所共知。现在我们再来分析这些皮层功能区形成的过程。以婴儿为例，他（她）们最先成熟的是一级皮层功能区（这个过程应该在胎儿期就开始了）。通过感觉传入信号的反复刺激，一级感觉区神经元的“感觉基因”不但形成了对外界传入信号的感受能力，并通过调节基因和效应基因的作用，最先形成了自己的“超柱”结构。然后，他（她）可能在早期接受最多的外界信息是父母亲的脸，一级视皮层把这个脸的信息进一步简化后传送到颞叶，在反复多次的作用后最终形成了“脸细胞”。与此相仿，两颞叶前区和中区负责名词概念的神经元细胞也在同样的过程中产生了，比如说“爸爸”细胞、“妈妈”细胞。当只对父亲的脸型起反应的“脸细胞”，和只对爸爸二字发音起反应的“爸爸”细胞被反复地同时兴奋以后，通过“脸细胞”和“爸爸”细胞的效应基因的作用，两者之间形成了神经纤维的联结，爸爸二字的发音和爸爸这张脸就被固化在一起，以后“脸细胞”兴奋，会引