心理學導論/行為的生物學基礎
身體的物理結構在個體的行為中起著重要的作用。對心理學家來說,最重要的物理結構是神經系統。神經系統將大腦和脊髓的指令傳遞給各種腺體和肌肉,它也傳遞來自刺激感受器的訊號到脊髓和大腦。如果你想眨眼睛,大腦會產生一個訊號,然後它會被神經元傳遞到控制眼瞼的肌肉。
神經系統的基礎是神經元。神經元是專門用於傳遞資訊的細胞。它們是神經系統的基本組織和元素。
神經元具有以下基本結構:
- 一個細胞體
- 一個軸突
- 一個或多個樹突
細胞體(或胞體)是神經元的球狀末端,包含細胞核。胞體利用營養物質為神經元活動提供能量。
軸突是細胞器,它們將資訊從細胞體傳輸出去。軸突可能只有幾微米小,也可能像長頸鹿和鯨魚一樣長達幾米。軸突的主要作用是向另一個神經元的樹突發送訊號,但也有人說,在某些情況下,它們也可能接收訊號。每個神經元只有一個軸突,但軸突可能有多個分支,其末端被稱為終末按鈕。
樹突是感知來自另一個神經元軸突分泌的神經遞質的細胞器。大多數神經元有多個樹突。樹突和軸突並不直接接觸,它們之間存在一個間隙,稱為突觸。
訊號的傳輸在所有細胞中基本相同,訊號由軸突穿過突觸發送,下一個細胞的樹突接收訊號。
突觸是兩個細胞之間的間隙。突觸是神經元和其他細胞之間單向的連線。神經遞質從一個細胞的軸突發射,通常傳遞到下一個細胞的樹突。有時訊號會傳遞到下一個細胞的胞體或軸突,而不是樹突(Arnold Wittig 2001)。
軸突末端的終末按鈕包含突觸小泡。當訊號到達軸突末端時,小泡會釋放一種叫做神經遞質的化學物質。神經遞質是用於在神經元和另一個細胞之間傳遞、放大和調節電訊號的化學物質。大約有 40 到 60 種不同的化學物質用作神經遞質。來自軸突的神經遞質會與下一個神經元的樹突上的受體結合。然後它們會要麼激發細胞,使其觸發,要麼抑制它,阻止它這樣做。神經元興奮和抑制的總和被稱為梯度電位。如果梯度電位大於該細胞的閾值,則該細胞會觸發,將資訊傳遞到下一個細胞。去這裡檢視一些神經遞質的列表。
當細胞在一段時間內沒有觸發時,它被認為處於靜息電位。神經元的靜息電位約為 -70 mV,因為包圍細胞的膜讓正鉀離子 (K+) 和負氯離子 (Cl-) 進入,並阻止正鈉離子 (Na+) 進入。處於靜息電位的細胞比處於不應期的細胞更容易觸發。
當梯度電位超過神經元的閾值時,就會發生動作電位。動作電位將訊號傳送到細胞的整個長度,並且不會在細胞內消失,這可以稱為全或無定律。在觸發期間,細胞內部變為正電位,有時被錯誤地稱為去極化,而應該稱為動作電位的上升階段。在動作電位達到峰值後,細胞開始進入不應期。
在動作電位將神經元從負電位變為正電位後,會進入一個不應期,在此期間它會變回負電位。在這個週期的開始,不可能傳送另一個訊號,這被稱為絕對不應期。在絕對不應期之後是相對不應期,在這個時期可以傳送另一個訊號,但需要比正常情況下更多的激發。
為了將訊號從一個神經元傳遞到下一個神經元,它必須擁有足夠的能量來突破一個叫做閾值的點。一旦突破閾值,訊號就會被傳遞。神經元每次以相同的強度放電。訊號的強度取決於有多少個不同的神經元被啟用以及它們被啟用的頻率。
神經系統中每個神經元的神經膠質細胞數量存在爭議。神經膠質細胞起著支援神經元的作用,它們產生包裹某些神經元的髓鞘,並構成血腦屏障的一部分。血腦屏障是一種結構,它阻止血液中的某些物質到達大腦。許多軸突被包裹著髓鞘管,這是一種脂肪物質。髓鞘是由神經膠質細胞產生的。軸突上的髓鞘在某些地方有間隙,這些間隙被稱為郎飛氏結。髓鞘有助於快速高效地傳遞資訊。
所有神經元都可以被歸類為兩個系統之一:中樞神經系統或周圍神經系統。
中樞神經系統在行為控制中起著至關重要的作用。它包含大腦和脊髓,兩者都包裹在骨骼中,這表明它們的重要性。大腦和脊髓都接收來自傳入神經元的訊號,並透過傳出神經元向肌肉和腺體傳送訊號。
神經系統中任何不屬於中樞神經系統的一部分都屬於周圍神經系統。周圍神經系統中的神經被分為自主神經系統和軀體神經系統。軀體神經系統連線中樞神經系統和感覺器官(如眼睛和耳朵)以及肌肉,而自主神經系統連線身體的其他器官、血管和腺體。
人體有兩種腺體系統:內分泌系統,通常透過血液分泌激素,外分泌系統,將液體分泌到身體的外部表面,例如出汗。
外分泌腺將分泌物釋放到導管中,導管再將分泌物釋放到器官表面。外分泌腺的例子包括汗腺、唾液腺、乳腺等。胰腺既是外分泌腺,也是內分泌腺,因此需要注意這一點。它分泌消化酶,釋放到消化系統中,同時它還含有胰島,分泌胰島素到血液中。
- 垂體
- 腎上腺皮質
- 腎上腺髓質
- 甲狀腺
- 甲狀旁腺
- 胰島
- 性腺
- 胎盤
大腦被分成三個主要層:最先的是後腦,第二是中腦,最後是前腦。

後腦是腦部受到良好保護的中心核心,包括小腦、網狀結構和腦幹。小腦在感覺知覺和運動輸出的整合中起著重要作用。它利用身體位置的持續反饋來微調運動動作。腦幹包含腦橋和延髓。腦橋在小腦和大腦之間傳遞感覺資訊。延髓是腦幹的下部。它控制著呼吸和嘔吐等自主功能,並在大腦和脊髓之間傳遞神經訊號。網狀結構是大腦的一部分,它參與著刻板的行為,例如行走、睡眠和躺下。
這部分大腦位於後腦和前腦之間,構成腦幹的一部分。所有進出前腦和脊髓的感覺和運動資訊都必須經過中腦。它也可以被稱為中繼站。
發育中的脊椎動物大腦最前部的部分,包含中樞神經系統中最複雜的神經網路。前腦有兩個主要部分:較低端的間腦,包含丘腦和下丘腦;較高階端的端腦,包含大腦。
過去,只有兩種觀察方法可用。第一種是觀察那些受到腦損傷的人,並假設被損傷的大腦部分控制著已經改變的行為或感覺。第二種是在某人的頭部外部連線電極,並記錄讀數。
較新的方法包括計算機斷層掃描(CT掃描)、正電子發射斷層掃描(PET掃描)、核磁共振成像(MRI)和超導量子干涉器件(SQUID)。
(1) 電壓是衡量推動電流中電子的勢能的指標:電子動力的力(在物理學中,力是能量的一階導數)。電流的流動方向是從相對正的勢能到相對負的勢能。電壓不是絕對的,而只是在任意兩個給定點之間的勢差。