注意的神经机制

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线索出现在右边
有效线索和无效线索的实验图示
目标出现在线索同侧
目标出现在线索异侧
顶叶皮层存在“注意神经元”——猴子产生注意时顶叶皮层放电增减。 单细胞放电记录表明，顶叶皮层对注意转移也非常敏感，代表着总的注意系统的工作。 实验过程：三种训练方式： 1 第一个光点暗淡时松手 2 第一个光点亮时去注意第二个光电 3 第二个光点暗淡时松手。 结果：顶叶在注意转移时放电（放电：发放动作电位）增加。 （二）中脑上丘 把注意指向现在正在注意的物体上 上丘及其周围区域的损伤影响视觉定向，损伤后损坏了有效线索引导行为定向的作用。 退行性痴呆症： 水平定位正常，垂直定位障碍（震颤性） 。 要求患者通过注意转移的方式，注意水平面和垂直面的目标。在水平方向上检测，反应时与 正常人无异。但在水平方向上，给予有效线索和无效线索时，反应时没有差异，即有效线索 的提示作用没有体现出来。 对现在正要注意的物体进行限制 （三）丘脑枕核 丘脑损伤患者及丘脑枕核被化学损伤的猴子在隐蔽定向任务上表现出困难。 【丘脑】丘脑的五个部分：丘脑上部，丘脑下部，丘脑底部，丘脑后部 丘脑后部包括内测膝状体、外侧膝状体 Y 型内髓板将丘脑分为三个部分： 丘脑前核、丘脑内侧核和丘脑外侧核。 和丘脑枕丆丘脑枕的深方为枕核。 总结： 顶叶、中脑上丘和丘脑枕核的注意功能研究具有两个方面的重要意义。 首先，它们正式了关于诸解剖区域执行单个认知操作的想法。 其次， 它们提供了一个涉及隐蔽的注意转移事件顺序的特殊假设： 先是顶叶是注意脱离 现在的焦点， 然后中脑将注意的移向指向注意目标所在的区域， 并且枕核参与对指向区域的 输入实施限制。 三、执行网络 神经心理学家研究表明，额叶的一些区域包括扣带回参与注意的执行。 额叶损伤的患者注意调控能力低下（不能维持注意）——病人和别人谈话，不受干扰就会没 有礼貌地撇下对方而去关注其他事情， 也不能根据暗示信号调整自己的行为—— 大脑分叶丗顶叶丆枕叶丆颞叶丆额叶
综上所述，四种递质系统具有以下不同的作用：
蓝斑-皮层NA系统 中脑-边缘DA和中脑-纹状体DA系统 皮层胆碱能系统 5-HT系统
•维持紧张或唤醒情境下辨别能力的保护功能 •参与选择性注意 •促进行为激活 ，将动机转化为动作 •对认知和运动的传出激活有重要作用 •提高信噪比， 促进刺激在皮层水平上的加工 •在注意和信息加工中处于基础地位 •有助于行为抑制 • 与上述三个系统功能对立
在许多情况下，这些上行网状激活系统在不同程度上同时活动，以优化加工能力，易化 反应传出。 下丘脑-杏仁核：共同参与情绪调节 四对基底神经核：窦状核和尾状核参与机体运动。 5-羟色胺重摄取抑制剂 【抑制剂可分为两类：一类是 eg：乙酰胆碱酯酶（阻止乙酰胆碱的水解） ；一类是】 如何证明乙酰胆碱与学习有关： 产妇在分娩过程中，注射 Ach（阻止乙酰胆碱，阻止肌肉收缩） 。 维持大脑清醒：头悬梁，锥刺股 顶叶： 与注意定向有关，损伤后破坏了 二、定向网络 对同侧注意的摆脱能力。 损伤后影响了视觉定向，破坏了 定向网络的主要组成部分是顶叶、中脑上丘和丘脑。中脑上丘： 有效线索的引导行为定向作用。 中脑、脑桥、延髓、间脑、大脑、小脑 丘脑枕核： 损伤后在隐蔽定向任务上表现困难。 丘脑位于间脑。 上丘与视觉有关，下丘与听觉有关。四叠体丗即两个上丘和两个下丘。位于中脑的背面。 （一）顶叶 顶叶与对侧疏忽综合征及其原因 Diagram of a neglect patient W.L. recollecting visual memory from two ends of a piazza. The neglected side in visual memory (shaded grey) was contra-lateral to the side with cortical damage. 右顶叶有严重损伤的病人，有严重的疏忽综合征，对左侧的事物视而不见。 顶叶与注意定向有关 实验： 当线索有效 （目标和线索出现在左侧） 时， 右侧顶叶损伤的病人和正常人反应时无差异； 当线索无效（目标出现在左侧，线索出现在右侧）时，病人的反应时显著高于正常人。 实验结果表明： 顶叶损伤不影响注意对侧目标的能力（线索有效） ，而是破坏了摆脱对同侧的注意的能 力（线索无效） ，从而影响了检测对侧视野的目标。 对侧疏忽综合征产生的原因： 右侧顶叶控制左右两侧的注意；而左侧顶叶只管理右侧的注意。 右侧顶叶损伤，左侧不能代替其功能。 当注意左视野时，只有右侧脑被激活； 当注意右视野时，两侧大脑都被激活。 因此当右侧顶叶损伤时，只能看见右侧视野。
称背侧去甲肾上腺能通路或 DNAB） ，导致脑内 NA 严重耗竭（下降） ，能使其含量少于 对照组的 10%，DNAB 损伤鼠在完成习得条件辨别任务中存在一定缺陷。 因此蓝斑皮层 NA 通路的正常功能可能是保持在高度唤醒状态下注意的选择性。 蓝斑-皮层 NA 耗竭确实能够导致注意功能障碍。 例如， 大鼠在完成五项选择任务中出现 障碍。 反应前期，不反应。 五个孔，有一个发光，触摸发光孔，可以得到食物。如果孔是依次发光，大鼠可以完成 任务；当发光次序不按顺序时，正常大鼠经过训练同样可以完成，而 NA 耗竭的大鼠则 不能完成。 人类实验： 操纵人类中枢 NA 功能也会影响注意。静脉内注射氯压定的正常人类志愿者对需要注意 参与的作业变差。 （二）上行 DA（多巴胺）系统的功能 中枢-边缘 DA 系统能够将动机转化为动作。 这个系统的主要功能在于激活行为反应， 以便于 获得强化物。 实验：在刺激呈现之前有一个信号，对正常的动物来说，随着准备时间（信号与提示之 间的间隔） 的延长， 反应时会越短； 而对 DA 耗竭的动物来说， 则反应时的变化不显著。 （三）上行 5-HT 系统的功能 在某些情形下，对 5-HT 的操作影响到与行为抑制有关的过程。 实验：在五项选择任务中，大鼠脑内 5-HT 耗竭所产生的显著效应使过早反应或冲动性 反应显著增加。 5-HT 可以抑制无关反应，降低冲动。5-HT 可以平衡较低的 DA 来降低行为的冲动性。 ADHD 的儿童 5-HT 水平较低。 （四）上行 Ach（胆碱）系统的功能 乙酰胆碱拮抗剂能够降低代表皮层唤醒的脑电活动， 而其激动剂则能够提高皮层的脑电活动。 实验：在注意五项选择任务中，皮层胆碱乙酰转移酶减少了约 70%的大鼠，检测短暂视 觉刺激随机呈现位置（不按依次顺序呈现发光孔）的能力大幅度降低，正确反应率不足 60%。 β波丗人处于清醒和警觉状态时的脑电。 β —情形时的脑电波 α波丗人处于昏昏欲睡状态时产生的脑电。 激动剂—提高脑电觉醒水平 △波丗人处于睡眠状态时产生的脑电。 抑制剂—降低脑电觉醒水平【激动剂/抑制剂】都作用于受体 上行胆碱系统在注意过程中的作用机制： 一种可能性是胆碱能投射通过提高新异刺激的作用，帮助了刺激在皮层水平的加工； 另一种可能是通过提高信噪比的机制而起作用。 四种系统受到损伤时的表现： 蓝斑-皮层 NE 系统，基线水平没有缺陷，但白噪音干扰之后正确率降低。 中脑-边缘 DA 耗竭，最主要的是基线速度和整体概率降低。 皮层胆碱系统耗竭，基线正确率受到影响。 5-HT 耗竭，正确率不受影响，但冲动性反应增加。 蓝斑-皮层 NA 丧失：干扰 中脑-边缘 DA 丧失：反应潜伏期 皮层胆碱能丧失：正确 5-HT 丧失：冲动反应
串字母，结果只重复描绘一两个。 额叶可能对目标的权重选择有重要的作用——在完成复杂任务时背外侧前额叶和扣带回血 流量增加，即处于激活状态。 Eg：在完成 stroop 任务时，扣带回前部被选择性的激活。 （Posner，1997）
第二节 注意的生理学过程
一、注意产生的方式 注意从其产生方式上说是一种定向反射。 定向反射中，有机体的生理活动发生下列变化：
注意的警觉网络的组成丗上行NE•C上行DB系统丆上行Ach•C上行5-HT 都是从特异感觉系统分离出来的丆通过反复更换神经元丆弥散性的发放 神经电冲动来维持大脑活动的觉醒。 头悬梁锥刺股的现象乮通过痛觉来保持清醒状态乯
第二章
注意的神经机制
现象：心不在焉，则白黑在前而目不见，雷鼓在侧而耳不闻。 空难——飞行员的注意：注意对象，注意范围 无意注意的影响因素：刺激物的强度，对比度，新异性 有意注意的影响因素 脑干丗中脑丆脑桥丆延髓 知识结构（三部分） ：解剖学结构，生理学过程，理论
植物性神经功能变化 脑功能变化 运动功能变化
1. 植物性神经功能变化，如瞳孔散大、皮肤导电增强，躯体血管收缩，头部血管舒张，心 率一般变慢。 2. 脑功能变化，如脑电图出现去同步化快波（β 波） ，皮层兴奋性提高。 3. 运动功能变化，如头颈肌和眼外肌收缩，使感觉器官朝向刺激源。 注意不是人特有的，动物也有注意。 【去同步化】 【快波】β 波是快波 上述生理反应不随刺激性质（指不同的刺激）和刺激量（指给予刺激或撤除刺激，强刺激或 弱刺激）的差异而变化。但是，重复的刺激模式（同样的刺激反复出现）则引起定向反射的 消退；相反，变化刺激模式将再次引起定向反射。 二、注意的中枢过程 兴奋和抑制的相互诱导丆优势兴奋中心 -视而不见听而不闻的机制 “视而不见，听而不闻” 注意的中枢机制是兴奋和抑制的相互诱导；优势兴奋中心的转移被认为是注意转移的机制。 【兴奋】总的来说，与有机体从不活动到活动，从活动较弱到活动较强相联系的神经过 程都叫做兴奋。/ 动作电位的产生就叫兴奋，动作电位产生的能力就叫兴奋性，动作电位在 神经纤维上传到就叫兴奋的传导。 【抑制】总的来说，与有机体从活动到不活动，从活动较强到活动较弱相联系的神经过 程都叫做抑制。/动作电位的消失就叫抑制。 诱导： 【正诱导】从抑制到兴奋或兴奋加强的过程。 【负诱导】从兴奋到兴奋减弱或抑制的过程。 【同时诱导】在同一时刻，一种神经过程加强或减弱了相邻区域的神经过程。 （警察活 动的时候，罪犯就不出来活动） 【继时诱导】 皮层的不同区域或同一区域， 一种神经过程引起或加强了后来的另外的一 种神经过程，叫做继时诱导。 正诱导和负诱导属于继时诱导。 兴奋灶： “灶”代表区域。 【优势兴奋中心】 只有落在优势兴奋中心的刺激才能被加工， 而落在这个区域以外的刺 激虽然存在但不被加工。优势兴奋中心可以转移。
注意的神经生物学
注意的神经解剖学基础
注意的生理学过程
注意机制的理论
警觉网络
定向网络
执行网络
注意产生 的方式
注意的 中枢过程
负启动的反转 和注意功能
丘脑网状核 闸门理论
神经活动过 程双重模型
神经元活动 匹配理论
学习要求： 掌握：注意的神经网络的组成及其作用（警觉，定向，执行）
注意的产生方式及其中枢过程 理解：注意的丘脑网状核闸门理论和神经元活动匹配理论。 第一节 注意的神经解剖学基础 注意的神经科学认为， 注意是通过一些脑区的神经活动来实现的。 注意的神经网络包括警觉 网络、定向网络和执行网络。 一、警觉网络 警觉、注意、上行网状激活系统的关系 网状激活系统的概念 神经递质与神经纤维 上行网状激活系统： 网状结构：脑干的中央区域，由上行和下行的神经构成网络。下行控制人的躯干运动， 投射至大脑皮层的网状结构又称上行网状激活系统。 上行是各种感觉的传导道——非特异投射系统。 除了嗅觉感受器外的其他各感受器的传入神经纤维丆全都 网状结构通过反复更换神经元来进行传导。 在丘脑更换神经元丆然后才投射到大脑皮层的一定部位。 以神经递质来命名神经纤维，则警觉网络中由四种神经纤维组成： 1.脑桥脚（Ach）神经元—> 前额皮层、丘脑、黒质 2.蓝斑（NE）纤维分支—>脑的不同部位 3.中逢际核（5-HT）—>蓝斑向皮层发出的 NE 纤维平行终止于同一部位 4.黒质多巴胺（DA）神经元—>纹状体的背侧和腹侧以及脑前端的新皮层 【乙酰胆碱】Acetylcholine，缩写 Ach。 【去甲肾上腺素】Nor Epinephrine 也称 Nor Adrenaline，缩写 NA 或 NE。 丘脑——主要与情绪有关 黒质——脑干神经核 【神经核】 ：在中枢神经系统内，由形状、功能相似的神经元胞体聚集成的结构。 【神经节】 ：在中枢神经系统以外的周围部位，由功能相同的神经元胞体聚集成的结构。 如何证明上述四个部分参与了注意： （一）上行 NA（去甲肾上腺素）系统的功能 动物实验： 在鼠脑内注射神经毒素 6-羟多巴胺（可以选择性地破坏 NA 纤维）到蓝斑皮层通路（又