生理基础结构

2.2关于思维与认知的功能分区和总体结构

2.2. 1功能分区

这里，对“人”这个整体的内部构成（主要是神经系统）做思维与认知过程中功能上的分区。

有的功能区在神经系统的解剖结构中存在相对独立的区域，如视觉、听觉等知觉功能区；有的则分散于解剖结构的多个区域，由多个区域共同完成，如情绪的知觉功能区；有的则是一个区域完成多个基本功能，如眼，既是感受器也是效应器。

这里先不考虑具体的功能分区、各功能区功能详细的实现过程、在神经系统解剖结构中的位置等问题，这些问题留待在思维与认知的生物、生理模型详细测定中完成。

2.2.1. 1感受器

感受器是直接接受环境给予的刺激的机构，如视觉感受器、听觉感受器、味觉感受器、体位感受器，等等。

感受器一般由感受机构和感受器神经元构成，如：视觉感受器由眼的光学结构和视网膜上的神经元构成。

感受器的功能为接收身体内外的刺激，产生感受器信号；向相应的知觉功能区神经元发送感受器信号。

感受器也可能同时是效应器，如“眼”，中枢神经系统控制眼的动眼肌、睫状肌实现对眼的方向、聚焦状态的控制；情绪感受器接受神经系统本身产生递质参与形成情绪体验，等等。

感受器也可能是知觉功能区，如情绪感受器接受神经系统本身产生递质参与形成情绪体验。

2.2.1.2知觉功能区

知觉功能区的存在已经在认知神经科学等相关学科的研究中得到证实，如视觉功能区、听觉功能区等。

知觉功能的分区是在人的自然进化过程中形成的，是和刺激的种类相应的，如光刺激与视觉知觉、振动刺激与听觉知觉、食物的化学刺激与味觉、压力刺激、温度刺激、体内的化学刺激等等。

知觉功能区的功能如下。

1）整体接收感受器发送的知觉颗粒。

2）每个功能区都有自身特定的结构与处理机制。按本区特定的处理机制整体处理来自相应感受器发送来的知觉颗粒形成知觉。

3）向知觉镜像区发送知觉信号（由知觉颗粒构成的整体）。

4）向认知对象定义区发送知觉信号。

5）向效应器发送知觉信号。

2.2.1.3知觉功能镜像区

知觉功能镜像区的存在及其与知觉功能区的对应关系我们在知觉功能镜像区存在假定中做了初步论述。

知觉功能镜像区的一般功能为：

1）接收相应的功能区发送来的知觉信号。

2）和认知对象定义区一起记录知觉信号。

3）接收认知对象定义区发送来的信号。

4）按本区特定的处理机制整体处理本区激活状态的神经元形成表象。

5）向认知对象定义区发送信号。

6）向效应器发送信号。

2.2.1.4高等认知对象定义区

高等认知对象定义区连接各个功能镜像区和初等认知过程对象定义区。由于认知对象定义区连接各个知觉镜像区从而得到对认知对象知觉整体的反映，我们称之为“认知对象定义区”。

高等认知对象定义区的具体功能如下。

1）接收知觉功能区、知觉镜像区、初等认知对象定义区发送来的信号。

2）和知觉镜像区、初等认知对象定义区一起记录知觉信号。

3）向知觉功能镜像区、低等认知对象定义区、效应器、控制器发送信号。

4）连接各功能区间的活动，形成整体的思维过程。

高等认知对象定义区的功能和初等认知对象定义区的功能基本相同，区别在于：高等认知对象定义区的神经元激活阙值较高，形成特异性神经回路比初等认知对象定义区困难，但一定发育水平的神经回路的特异性明显。

另外，由于此区域神经元激活阙值较高，高等认知过程对象定义区是思维表现出逻辑性的主要因素。

从现有的研究成果来看，高等认知对象定义区可能位于大脑的前额叶部分。

2.2.1.5初等认知对象定义区

初等认知对象定义区的基本功能和高等的认知对象定义区功能基本相同，区别在于：初等认知对象定义区神经元激活阙值较低，易于形成神经元间连接强化及特异性神经回路，易于保持神经回路的兴奋，在较长时间的认知过程中（以总的认知过程为时间尺度）神经回路的特异性容易丧失。

由初等认知对象定义区的特性，决定其另一个重要功能：强化、延长高等认知对象定义区和知觉功能镜像区回路的活跃时间。

从现有的研究成果来看，初等认知对象定义区可能位于大脑的海马区部分。

2.2.1.6神经活动控制器

控制器可能有类似知觉功能区的解剖上的功能区域，有自身特异性的传入、传出通路和信号处理过程；也可能分部在认知对象定义区、知觉功能区和知觉镜像区中，是认知对象定义区、知觉功能区、镜像区的一部分。神经元活动控制器的详细位置；具体的功能分部与分布；各部分的传入、传入通路；处理的特定信号、处理过程、产生的特定信号等问题，留待在思维与认知的生物、生理模型详细测定中完成。这里为了描述方便先将神经活动控制器独立出来，并只讨论其在思维过程中功能。

控制器功能如下。

1）接收各感受器、知觉功能区、知觉镜像区、认知对象定义区的信号。

2）处理后接受的信号后产生特定的控制信号。

3）向知觉功能镜像区、认知对象定义区发送控制的信号，对这些功能区的不同种类的神经元分别产生促兴奋作用或抑制兴奋作用。

2.2.1.7效应器

典型的效应器有随意运动、内脏活动调节效、直接影响情绪的内分泌的效应器等。

效应器包括效应器神经结构和效应器执行机构。

效应器的功能：接收感受器、知觉功能区、知觉功能镜像区发送来的信号；处理接收的信号形成行动信号并向执行机构发送；行动机构产生相应的活动。

这里先不考虑效应器的具体划分、各效应器接收的感觉颗粒信号的种类、来源；对感觉信号的处理产生行动信号机制；效应器神经结构向执行机构的发送行动信号的通路；发送的行动信号的具体种类；执行机构接收特定行动信号产生的特定反映种类。这些问题留待在思维与认知的生物、生理模型详细测定中完成。

2.2.1.8复合的功能区域

有的区域具有多种不同功能区的功能，我们称之为复合的功能区域。例如：产生影响情绪的递质的神经组织与情绪感受器。产生影响情绪的递质的神经组织可以看做是效应器的神经结构，情绪感受器可以看做是效应器的执行机构。产生影响情绪的递质的神经组织可能本身就是知觉功能区、知觉镜像区、认知对象定义区或感受器；情绪感受器本身可能就是知觉功能区。

再如，耳、眼等器官既是效应器的执行机构，也是感受器等。

2.2.2总体结构

一、环境与感受器

环境中存在光刺激、震动刺激、体外的化学刺激、体内的化学刺激、压力刺激、温度刺激等，不同的感受器接收相应的刺激，如眼接收光刺激、耳接收震动刺激、舌接收化学刺激等。

感受器处于特定的状态，我们称之为注意状态，如眼的视角、焦距等。感受器接收的刺激由环境中存在的刺激和感受器的注意状态共同决定，如眼的注意状态对光刺激的接收；耳郭的方向对声刺激的接收。

二、感受器和知觉功能区

感受器接收刺激后，刺激作用于感受器神经元，每种感受器神经元产生一种特定信号，感受器的各种神经元产生的信号构成感受器产生的信号总体，感受器产生的信号通过和相应的知觉功能区的特异性神经通路向知觉功能区发送。

知觉功能区和相应的感受器有的存在拓扑结构，如眼和视觉知觉区，有的不存在拓扑结构。

知觉功能区的每种神经元相应的接收感受器发送来信号总体中的一种特定信号，知觉功能区的各种神经元接收感受器发送来的信号总体；各知觉功能区都有自己特定的结构和信号处理机制，如视觉功能区的功能柱结构，等等；知觉功能区接收来自感受器一定的能量数量的信号后，能量驻留水平达到、超过临界状态的一批神经元整体兴奋，兴奋的神经元整体按本区特定的整体结构与机制产生相应的知觉，如视觉、味觉、听觉、体位感受等。

总体结构示意图

三、思维与认知机构

思维与认知机构完成后知觉思维过程。思维与认知机构由知觉镜像区、高等认知对象定义区、初等认知对象定义区、控制器构成，其结构如图所示。

功能区层面的思维与认知机构结构示意图

如图所示，除了各知觉功能镜像区之间外，各功能区间通过各自延伸至其他功能区的神经元的轴突形成轴突双向往来的回路，由此形成功能区层面的思维与认知机构的总体结构

四、知觉功能区和思维与认知机构

知觉功能区和思维与认知机构中相应的知觉镜像区、认知对象定义区、控制器相连接，其中：知觉功能区和知觉镜像区可能是一个区域的不同功能的组成组成部分，两者之间神经元直接相连接，如视觉功能区的大脑皮层的分层和分层之间的皮质细胞功能柱，也可能通过一定的神经通路；知觉功能区通过其区内延伸至认知对象定义区、控制器的轴突形成的神经通路和这两个区域相连接。

知觉功能区的一批神经元整体兴奋产生知觉，同时向和其相连接的功能区发送脉冲式的信号。每种神经元产生、发送一种特定信号，不同种类的信号构成信号总体；知觉镜像区中的每种神经元接收相应的种类信号；认知对象定义区的神经元可能可以接受多个种类信号。

知觉功能区和其他功能区之间的连接不存在拓扑结构，也就是说知觉功能区与其他功能区间的信号发送与接收在其他功能区内的是均匀的、随机分布的。

知觉镜像区是思维与认知机构的构成部分思维与认知机构处于一定状态的活动过程中，接收知觉功能区发送的信号后，思维与认知机构活动过程发生相应的改变。

当知觉镜像区一定数量的神经元被整体激活时，知觉镜像区产生表象，连续的表象构成思维过程。

五、知觉功能区、思维与认知机构与效应器

每种知觉功能区、思维与认知机构中的功能区能和一个或多个效应器相连接，每种效应器可能和一个或多个知觉功能区、思维与认知机构中的功能区相连接，形成多对多的连接。

效应和其他功能区间的连接可能是区域内的神经元直接连接，也可能通过特异性神经通路；效应器神经元部分和执行机构的连接可能是区域内的神经元直接连接，也可能通过特异性神经通路。

其他功能区的神经元兴奋时向相关连的效应器神经元发送信号，每种效应器神经元接收特定的种类的信号。

当效应器神经元构成部分的一批神经元整体兴奋时向执行机构部分发送脉冲式的信号，执行机构接收神经元部分后产生相应的执行动作，如特定部位的肌肉收缩、体内激素分泌的改变等。

在思维与认知机构的结构发展到一定水平后，决定思维与认知机构中功能区和效应器之间连接特性的不是知各功能区神经元和效应器之间的连接，而是功能区内不同认知对象回路和效应器之间的连接。此时，功能区向效应器发送的信号主要是由特定的认知对象回路在兴奋时向效应器发送的信号，信号包含的特征由认知对象回路所含特征决定。

同一效应器的一个可能执行动作可能由同时收到不同的功能区、功能区内不同的认知对象回路发送来的信号决定，这些信号可能有促进此执行动作执行的，也可能有抑制此执行动作执行的，此时此效应器是否执行这个特定执行动作是一个综合作用的结果。

在同一时刻，可能有多个效应器在执行不同的执行动作，构成了一个时刻所有效应器执行动作的整体，使人的整体产生特定的动作、情绪感受等。

六、效应器与感受器

效应器与感受器的主要关系在于：效应器执行机构可能作用的对象是感受器，如动眼肌对眼球的控制，睫状肌对晶状体的控制，动耳肌对耳郭的控制等。

当效应器的执行机构的作用对象是感受器时，效应器的动作直接改变感受器的注意状态，从而使感受器改变或保持对特定刺激的接受。

另外，在一些低级的神经活动中，感受器产生的信号直接发送至效应器，如膝跳反射，这种关系不具有思维与认知的特性，不是我们研究重点。

七、效应器与环境

有的效应器执行机构的动作可以作用于环境中的事物，运动肌的动作通过肢体作用于环境中的事物，引起环境的改变。环境和注意状态的改变使感受器接收的刺激改变或得以保持。

2.2.3刺激-注意-知觉-思维-行为过程

在思维与认知机构发展到一定水平后，我们可以看到，在一个连续的过程中，在某个时刻，情景环境处于一个确定的状态；感受器处于一个确定的状态，按此状态接收来自情景环境的刺激，感受器接收刺激后产生并向知觉功能区发送信号；知觉功能区接收感受器发送的信号产生知觉，并向知觉镜像区和效应器发送信号；知觉镜像区接收来自知觉功能区的信号后思维与认知机构改变或维持当前的思维过程状态，并向效应器发送信号；效应器接收来自知觉功能区和思维与认知机构的信号后执行机构产生执行动作，维持或改变感受器的注意状态，维持或改变情景环境；改变了的情景环境对感受器产生新的刺激。连续的时刻构成整个过程。

这个过程从外部看表现出相互关联的、交织在一起的对情景环境刺激的接收、知觉、头脑中的思维、对情景环境改变的功能与过程，我们称这个过程为刺激-注意-知觉-思维-行为过程。

感受器、知觉功能区、后知觉知识处理结构、效应器的活动不是均匀连续的，而是有最小构成单位——思维过程单元的。刺激-注意-知觉-思维-行为过程是思维与认知本体各思维过程单元连续活动的整体过程。

刺激-注意-知觉-思维-行为过程是事物普遍相互作用在高等动物这个层面的具体形式；是高等动物和情景环境之间相互作用的一般过程；高等动物在感知-思维-行为过程表现出“注意”“复杂思维”“随意活动”等特征。

需要特别注意的是：思维过程是在完整的、总体的刺激-注意-知觉-思维-行为过程中的。本书中，我们以思维与认知为研究重点，将思维活动、思维过程从这个完整的过程隔离了出来。要时刻注意不能脱离这个背景。

2.3刺激-注意-知觉-思维-行为过程的原始机制

一、刺激-注意-知觉-思维-行为过程原始机制的概念

刺激-注意-知觉-思维-行为过程的原始机制是指人（动物个体）刚一出生，在思维与认知机构与其他功能区发育之前所具有的，确定的、特定的情景环境的刺激与知觉功能区、思维与认知机构、效应器活动的关系。

从对情景环境的刺激反应看有：对形体、色彩的组合反应；对声响变化的反应；对化学刺激的反应等。

从知觉功能区、思维与认知机构、效应器活动看有：情景环境刺激和思维与认知机构中控制器活动的关系，不同的情景环境刺激使控制器不同组合的神经元种类产生特定种类组合控制颗粒递质组合；环境刺激和产生情绪感受的效应器活动的关系，是愉快还是恐惧；环境刺激使肢体产生什么样的相应活动等。

二、刺激-注意-知觉-思维-行为过程原始机制的产生机制

从内在机制来讲，这种映射关系来源于刺激种类、感受器神经元种类、知觉功能区神经元种类、知觉镜像区神经元种类、控制器神经元种类、效应器神经元种类、效应器执行机构之间的映射关系和各功能区的处理机制。

保证个体存在是事物存在的一个普遍原则，目前（注意是目前），刺激-注意-知觉-思维-行为过程的原始机制是在这个原则下在人（动物）自然进化过程中形成的。

可以预见，随着我们对生命的概念有新的理解，随着认识、相关领域实践积累、技术的发展与进步，这个我们将可以设计、实现这个“原始机制”。

三、刺激-注意-知觉-思维-行为过程原始机制的构成

在与生俱来的感受器、知觉功能区、后知觉支持处理机构、效应器的原始结构与对刺激的反应、处理机制下，情景环境的刺激和感受器、知觉功能区、后知觉支持处理机构、效应器之间存在着确定的、数量一定的映射关系。 目前，相关的研究将已经从感受器、知觉功能区、后知觉支持处理机构、效应器综合的、整体活动的外部特征、结果定义了一些这种映射关系，如追光反射、缩手反射、抓握反射、行走反射、膝跳反射、眨眼反射、排尿反射、对特定形体\色彩组合的情绪反映、对特定味道的情绪反应。此外，环境刺激和控制器的这种原始映射关系还待展开相关研究与测定等。

四、刺激-注意-知觉-思维-行为过程原始机制与思维-认知过程的关系

刺激-注意-知觉-思维-行为过程的原始机制是人（动物）后天思维与认知的起点和基础。原始机制直接形成人（动物）个体发育早期的刺激-注意-知觉-思维-行为过程。原始机制通过控制器在一定程度上决定存在哪些认知对象回路，哪些认知对象回路的发展受到抑制，哪些得到促进。在人（动物）个体发育到一定水平后，原始机制仍直接参与具体的思维过程。后天越来越复杂的感受、思维过程、行为是伴随思维与认知机构的发展是各种原始机制之间多样的、复杂组合活动产生的。

2.4神经元

对于神经元的一般存在方式，本文采用《神经生物学》中相关论述，并无其他特别认识与论述。在这个基础上，我们论述神经元在思维与认知过程中特征。

2.4.1神经元在思维与认知过程的一般特征

神经元的种类很多，这里我们抽象出一种具有各类神经元全部功能的“神经元”，论述神经元在思维与认知过程中一般特征。在建立思维与认知模型的过程中，按具体问题的需要，相关神经元选用其中的全部或部分功能。

神经元有正常静息状态、兴奋状态、后兴奋状态。

一、正常静息期

正常静息状态如下。

1）产生各自特定种类的各类受体，按在思维活动中的作用，受体分为知觉信号处理类受体（以下简称知觉类受体）和活动控制类受体（以下简称控制类受体）。

2）产生各自特定种类的各类递质。按在思维活动中的作用，递质分为知觉类递质和控制类递质。控制类递质分为促兴奋类递质和兴奋抑制类递质。

3）接收来自其他神经元发送来的各类递质。接受知觉类、促兴奋类递质后神经元的极化水平升高；接受抑制类地址后极化水平降低。

4）接收来自其他神经元发送来的各类递质后产生逆信使。

5）接收来神经胶质细胞的胶质递质。部分种类的胶质递质可能使神经元的极化水平升高，部分种类的胶质递质可能只参与神经元的代谢过程。

6）接收来自其他神经元的电信号。接受电信号后神经元的极化水平升高或降低。

7）每种神经元都有极化水平的阙值，当神经元的极化水平达到或超过阙值时，神经元受到一定刺激即兴奋（被激活）。

二、兴奋期

1）神经元引起动作电位，动作电位在整个神经元传导，由细胞体沿轴突向远端传导的概率较大。

2）向相连接的神经元发送递质。当动作单位转到至突触前膜时，突触前膜释放递质，由突触后膜神经元接收。

3）接收逆信使，调节本身的递质释放过程和突触的LTP过程。

4）向相连接的神经元发送电信号。神经元兴奋时同时向电突触前膜神经元和电突触后膜神经元发送电信号。

三、后兴奋期

神经元瞬时兴奋后进入后兴奋期，依次经历不应期、相对不应期、超常期、低常期，最后完全恢复到正常期。

2.4.2各功能区神经元的特别特征

我们按在思维过程中的基本功能和所处将神经元分为七种，即感受器神经元、知觉功能区神经元、知觉功能镜像区神经元、高等认知对象定义区神经元和初等认知对象定义区神经元、控制器、效应器神经元。

在一般特征的基础上，我们从信号发送-接收关系看各功能区神经元的特别特征。

一、感受器神经元

1.接收刺激、刺激变化

一种感受器神经元只接受一种刺激；感受器神经元种类和刺激种类存在一一对应的关系。感觉器神经元和刺激的种类是确定的、有限。

2.产生感觉颗粒信号

将刺激、刺激变化换能转化为一份、一份独立存在的知觉颗粒，知觉颗粒为电信号或化学递质。一种感受器神经元只产生一种知觉颗粒。

3.向知觉功能区神经元发送知觉颗粒

有特定通路感受器通过特定专用通路向知觉功能区神经元定位发送知觉颗粒信号，具有空间上点对点的特性；无特定通路的感受器向知觉功能区发送知觉颗粒信号不具有空间上点对点的特定。

二、知觉功能区神经元

1）接收感受器神经元发送来的相应种类知觉颗粒。

2）接收本区其他神经元、镜像区、认知对象定义区、效应器、控制器神经元发送来的无差别电信号。

3）接收来自胶质细胞的和穿透血脑屏障的相应种类的递质。

4）细胞的极化水平发生相应变化，达到阙值时，神经元兴奋。

5）兴奋时向镜像区、认知对象定义区、效应器、控制器神经元发送特定种类的知觉颗粒递质。

6）部分递质穿透血脑屏障进入血液。

7）兴奋时向本区其他神经元、镜像区、认知对象定义区、控制器神经元无差别的发送电信号。

三、知觉镜像区神经元

1）接收来自于知觉功能区神经元、本镜像区同类神经元、认知对象定义区神经元的知觉颗粒递质。

2）接收来自于控制器神经元的控制递质。

3）接收来源于胶质细胞的和穿透血脑屏障的相应种类的递质。

4）接收来自知觉功能区、本区其他、认知对象定义区、控制器神经元发送来无差别电信号。

5）细胞的极化水平发生相应变化，达到阙值时，神经元兴奋。

6）兴奋时向本区其他、认知对象定义区、效应器、控制器神经元发送特定种类的知觉颗粒递质。

7）部分递质穿透血脑屏障进入血液。

8）兴奋时向本区其他、知觉功能区、认知对象定义区、控制器、效应器神经元无差别发送电信号。

四、高等认知对象定义区神经元

原始状态的高等认知对象定义区神经元

1.产生知觉颗粒受体

神经元以一定速率和比例持续产生数量有限的、所有种类的感觉颗粒受体。

2.产生知觉颗粒递质

神经元按感觉颗粒受体种类、比例产生相应的感觉颗粒递质。

3.产生控制受体

神经元以一定速率持续产生数量有限的、一种或多种特定种类的活动调节受体。

4.接收知觉颗粒递质

神经元无差别的接收感觉颗粒递质，接收来源包括：知觉功能区、知觉功能镜像区神经元、本区其他神经元、初等认知对象定义区。

5.接收控制递质

神经元按产生的控制受体的种类控制递质。递质来源与控制器神经元。

6.接收来源于胶质细胞的和穿透血脑屏障的递质

7.接收相关联神经元无差别电信号

来源包括：知觉功能区、初等认知对象定义区、本区其他神、知觉镜像区、控制器神经元。

8.兴奋

细胞的极化水平发生相应变化，达到阙值时，神经元兴奋。

9.发送知觉颗粒递质

兴奋时发送感觉颗粒递质。去向包括：知觉功能镜像区神、本区其他、初等认知对象定义区、控制器神、效应器神经元。

10.部分递质穿透血脑屏障进入血液

11.发送无差别电信号

去向包括：知觉功能区、知觉镜像、本区其他、初等认知对象定义区神经元、控制器神经元、效应器神经元。

高等认知对象定义区神经元被激活时的结构变化如下。

神经元在被激活时此活动周期内按接收的感觉颗粒递质修改内部结构，修改方式为：设接收某种感觉颗粒递质的数量为a，总的感觉颗粒递质数量为b，原接收此种感觉颗粒递质的数量为c，神经元原产生的感觉颗粒受体总数为d；修改后此种感觉颗粒受体的产生比例为（a+c）/（b+d）。

五、初等认知对象定义区神经元

认知对象定义镜像区神经元的功能、活动过程和认知对象区神经元相同。区别在于认知对象定义镜像区神经元的激活阙值较低。由此带来的特性在对神经回路的论述中详述。

六、神经活动控制器神经元

1）接收来自于知觉功能区、知觉镜像区、认知对象定义区神经元的知觉颗粒递质。

2）接收来源于胶质细胞的和穿透血脑屏障的相应种类的递质。

3）接收来自知觉功能区、知觉镜像区、本区其他、认知对象定义区神经元发送来无差别电信号。

4）细胞的极化水平发生相应变化，达到阙值时，神经元兴奋。

5）兴奋时向认知对象定义区、知觉镜像区、效应器神经元发送特定种类的控制递质。

6）部分递质穿透血脑屏障进入血液。

7）兴奋时向本区其他、知觉功能区、知觉镜像区、认知对象定义区、控制器、效应器神经元无差别发送电信号。

七、效应器神经元

1）接收来自知觉区、知觉镜像区、认知对象定义区的知觉颗粒递质。

2）接收来自控制器神经元的控制递质。

3）接收接收来自知觉功能区、知觉镜像区、认知对象定义区、控制神经元发送来无差别电信号。

4）细胞的极化水平发生相应变化，达到阙值时，神经元兴奋。

5）兴奋时向执行机构发送动作信号。

2.5神经胶质细胞

神经胶质细胞的分类、结构、活动过程我们在此不再复述，采用《神经生物学》中的结论。我们重点论述其在思维与认知过程中的功能、作用。

过去对神经胶质细胞在思维与认知过程中的作用认识不足，一直被认为只是中枢神经系统的“支持细胞”。从现在看来，神经胶质细胞通过对神经元的供能和胶质递质释放直接参与思维过程。

1）神经胶质细胞可储备一定的物质、能量。

2）当神经元兴奋时释放一定的递质，神经胶质细胞通过三重组份突触结构接受这些递质。

3）接受这些递质后神经胶质细胞活动性增强，更多地释放胶质递质、葡萄糖、乳酸等物质，参与神经元递质\受体的形成，为神经元提供代谢的能量。

4）神经元接受这些物质后活动水平发生相应改变。

在思维活动过程中，在一个区域内，神经胶质细胞整体的活动水平升高使此区域内的神经元活动水平整体升高或维持较高的活动水平。

神经胶质细胞是可增殖的。一个区域内的神经元、神经胶质细胞长期地、反复地处于活跃状态时，此区域内神经胶质细胞得到更多地、充分地发育，从而使局部的长时能量、物质的供应水平提高，使此区域的神经元整体在思维活动过程中的活动水平更高、持续时间更长。

2.6神经元间的突触连接

一、神经元通过突触连接

神经元是一个相对对立存在的个体细胞，神经元间并无直接接触的关联关系，神经元通过突触连接。通过突触，神经元将神经冲动传递到另一个神经元或其他靶细胞。

二、经典的突触一般结构

我们采用《神经生物学》中《电突触与化学突触》中相关论述。

三、三重组份突触结构

三重组份突触结构的构成、结构我们采用《神经生物学》中相关论述。

四、递质与受体

1）神经元间并无直接的接触与连接。神经元间的信息传递要通过于中间载体的生产、发送和接收、处理过程。这种中间载体我们称之为递质。

2）过去只将包含特定信息、具有化学结构的分子成为递质。现在，我们将包含特定信息的电信号也称为为递质。

3）受体是专门接收、处理特定递质的机构。化学递质的受体是接处理递质分子的具有特定化学结构的分子；电信号递质受体是能接收特定电信号的、具有相应电学结构的细胞结构。

4）按在思维活动过程中的作用，递质可分为知觉颗粒递质、控制递质、活动调节递质。

知觉颗粒递质是直接反映特定刺激种类和刺激种类存在一一对应关系的递质。神经元接收知觉颗粒递质后极化水平升高。

控制递质不反映刺激但直接改变神经元极化水平的递质。神经元接收控制递质后按递质-受体种类极化水平升高或降低。我们分别称其为抑制递质和促兴奋递质活动调节活动递质参与神经元的代谢过程，不直接改变神经元的极化水平。

5）此外，神经元在兴奋时向相关联的神经元发送无差别的电信号。从传递信息的角度讲，这可以表示某个事件的发生，我们也将其列入神经元间信息传递的递质。这种递质无特别受体，可以被相关联的神经元无差别的接收。

电信号在神经元被激活时产生、发送。化学递质、受体有一定的代谢过程，包括合成、储存、释放、降解、再摄取和再合成等步骤。

五、经典的突触信号传递过程

1.电突触

1）神经元被激活时产生电信号递质和无差别电信号。

2）电信号递质由突触后膜细胞接收，促进后膜神经元的兴奋或抑制兴奋。

3）无差别电信号通过突触向相关联的神经元发送，无前后膜之分，发送和接收无差别电信号时在突触两侧的细胞膜形成镜像电流促进相关联的神经元的兴奋。

2.化学突触

1）在正常静息状态，神经元的递质、受体的生产、降解处于平衡状态。递质和受体按一定数量保存。

2）神经元被激活时突触前膜释放递质。

3）由具有相应的受体的突触后膜捕捉、接收、处理，使神经元极化水平升高或降低。

4）突触后膜接收递质后释放逆信使。

5）突触前膜接收逆信使，调节递质的释放与生成速度。

六、三重组份结构的信号、物质、能量传递

我们采用《神经生物学》中相关论述。

七、突触后电位及信号整合

突触后神经元接收知觉颗粒递质和无差别电信号后极化水平升高；接收控制递质后按递质-受体种类极化水平升高或降低；调节递质不直接改变神经元的极化水平。

具体过程采用《神经生物学》中《突触后电位及信号的整合》中相关论述。

八、突触可塑性

这里，突触可塑性从其在思维与认知过程中的功能来说是指突触前后膜的发育使突触信息传递的效率、能力发生改变。

对思维与认知的研究，对突触的可塑性我们采用的主要特征为：突触前后膜神经元在产生LTP效应的时长内被先后激活则两个神经元间的连接强化水平提高，其相应的信息传递能力、效率相应提高；通过LTD效应抑制LTP效应，控制神经元间的连接强化水平，使之保持在合理范围内。

突触的可塑性是中枢神经系统形成特异性神经回路的生理基础。

突触可塑性变化的机制、过程我们采用《神经生物学》中“突触可塑性性及其调节”中论述。

2.7中枢神经元的多个体、多层次连接

中枢神经元之间的联系主要有以下几种方式。

1.单线式联系

单线式联系是指一个突触前神经元仅与一个突触后神经元发生突触联系。例如，视网膜中央凹处的一个视锥细胞常只与一个双极细胞形成突触联系，而该双极细胞也可只与一个神经节细胞形成突触联系，这种联系方式可使视锥系统具有较高的分辨能力。其实，真正的单线式联系很少见，会聚程度较低的突触联系通常可被视为单线式联系。

2.辐散和聚合式联系

辐散式联系是指一个神经元可通过其轴突末梢分支与多个神经元形成突触联系（如下图），从而使与之相联系的许多神经元同时兴奋或抑制。这种联系方式在传人通路中较多见。

聚合式联系是指一个神经元可接受来自许多神经元的轴突末梢而建立突触联系（如下图），因而有可能使来源于不同神经元的兴奋和抑制在同一神经元上发生整合，导致后者兴奋或抑制。这种联系方式在传出通路中较为多见。

3.链锁式和环式联系

在中间神经元之间，由于辐散与聚合式联系同时存在而形成链锁式联系或环式联系（如上图）。

神经冲动通过链锁式联系，在空间上可扩大作用范围；兴奋冲动通过环式联系，或因负反馈而使活动及时终止，或因正反馈而使兴奋增强和延续。在环式联系中，即使最初的刺激已经停止，传出通路上冲动发放仍能继续一段时间，这种现象称为后发放或后放电。后发放现象也可见于各种神经反馈活动中。

2. 8神经回路

一、神经回路的概念

神经元通过突触连接向其他神经元发送信号，接收其他神经元发送的信号。我们可以观察到：存在确定的信号神经元从发出，信号次第发送、处理，确定的信号（可能是不同于发出的）又回到这个神经元的闭合的路径，我们称之为神经回路。一个神经元参与很多这样的回路，从而形成了立体的、多对多连接的网状的神经回路。

二、思维与认知机构中神经回路的一般结构

1.功能区内

1）功能区内每个神经元与数百到数万个不等的数量其他神经元连接，形成了立体的、网络装的空间结构。功能区内部，神经元通过树突-树突、轴突-树突等多种突触连接方式形成功能区内部神经元间立体网络结构。其中有些神经元的轴突较长，其轴突延伸至其他功能区。

功能区神经回路基础结构示意图

2）在知觉镜像区、认知对象定义区、控制器中，存在很多彼此相对独立的特异性神经回路，这些神经回路之间也存在着强化水平不同的连接。

2.功能区间

除了各知觉功能镜像区之间外，各功能区间通过各自延伸至其他功能区的神经元的轴突形成轴突双向往来的回路。在各功能区存在很多彼此相对独立的特异性神经回路，思维与认知机构功能区间的神经回路更多的表现为不同功能区间特异性神经回路之间连接。

3.思维与认知机构整体

思维与认知机构内存在以下几个层次的神经回路。

1）功能区内由神经元直接构成的神经回路。

2）功能区内特异性回路之间的连接。

3）功能区间特异性回路之间的连接。

4）思维与认知机构的神经回路总体。

思维与认知机构的神经回路总体呈现：以认知对象定义区（特别是高等认知对象定义区）内的神经回路为核心、连接各个功能区的神经回路；各功能区内、功能区间神经回路之间呈多对多的连接方式”。

三、神经回路的特异性

神经回路的特异性是指一个神经回路区别其他神经回路而存在的特异性。

神经回路的特异性主要来自三个方面。

1）神经回路内不同的处理相应感觉颗粒的神经元的数量、比例。

2）神经回路内神经元间的连接强化。

3）神经回路所处空间的确定性和特异性。

神经回路神经元间通过突触连接增强和特定知觉颗粒递质接收与发送使得某个路径的神经回路有了区别于其他路径神经回路的特异性。这种具有特异性的神经回路相互间由于相互间能量专递的数量和效率的优势而更容易被整体激活。当特异性神经回路发展到一定水平时，明显的存在于一定的、确定的空间，在这个空间内具有远超其他回路的存在优势。

另外，在特异性神经回路的形成早期，回路内神经元间的活动状态的同步性也使神经回路具有一定的特异性。

2.9神经系统的可塑性

神经系统的可塑性整体上包括三个方面，分别为：突触可塑性、认知对象定义区神经元结构可塑性和神经胶质细胞群发育可塑性。

我们在前文神经元间的突触连接、神经胶质细胞这两部分论述了突触可塑性和神经胶质细胞群发育可塑性。

对于认知对象定义区神经元结构可塑性，我们认为：认知对象定义区神经元在兴奋时可以按接收的递质对细胞内产生递质、受体的结构进行相应改变，从而使该神经元产生递质、受体的种类、数量、比例发生改变。从突触来说，突触前后膜神经元间的信息传递内容发生了改变。

可塑性是思维与认知机构产生思维与认知功能、特性的基本机制之一。在这三个方面中，突触可塑性最主要的因素。

另外，我们目前认为只有思维与认知机构具有上述可塑性。

2.10思维与认知机构的物质、能量供应

思维与认知机构的能量、物质主要通过和神经元相连接的神经胶质细胞提供，同时神经元也接收穿透血脑屏障的递质。

神经胶质细胞贮存有一定的递质物质和能量物质，神经元和神经胶质细胞存在递质物质和能量物质的交流，交流方式我们采用神经生物学中相关内容。

在思维过程中思维与认知机构的物质、能量供应具有以下特性。

1）当一定区域神经元、胶质细胞活动水平提高及活跃时，神经胶质细胞活动性增强，贮存的递质物质、能量物质更快地释放，直接提高对神经元的功能水平。

2）神经胶质细胞同时向连接的毛细血管发送促血管收缩素和促血管舒张素，毛细血管同时接受两种递质；促舒张的递质数量较少，被活跃区域的毛细血管收缩，维持血管的舒张状态，未被接受的的血管收缩素进入血液循环，引起心跳和血液循环加快，人体的总体供能水平的提高；促血管收缩素同时思维与认知机构其他区域和身体其他部位供能；这样提高、保持活跃区域的总体的应时供能水平。

3）神经胶质细胞是可增殖的。一个区域内的神经元、神经胶质细胞长期的、反复的处于活跃状态时，此区域内神经胶质细胞得到更多的、充分的发育，从而使局部长时的能量、物质存储水平提高，在思维活动过程中的能量、物质供应使水平更高、持续时间更长。