心理活动的生理基础

一、心理活动是大脑的功能

在人类漫长的历史长河中，人们由于受到科学技术水平的限制，对于人体的结构和功能无法科学地理解，曾把一些心理现象，如记忆、思维、梦等均归结于“灵魂”的作用。认为人在出生以后身体中就存在着灵魂，它控制着人的心理活动，睡眠时暂时离开人体，当它回来时，人就觉醒。人死后灵魂就永远离开了人体。古希腊的柏拉图（Plato，公元前427－347年）认为人的身体形成之前就有了灵魂，是神将理念载于灵魂，放在身体里。理念（指心理活动）不是事物的映像，而是事物的根源。我国宋朝朱熹说：“心者，人之神明，所以具众理而应万事者也”，明代王守仁认为“天下无心外之物”，这里的“心”都是指灵魂。在古代相当长的一段时间里，人们一直把心脏当作心理器官，认为心理是心脏的功能。孟子曾说过“心之官则思”。随着医学，尤其是解剖生理学的发展，人们逐渐认识到心理不是心脏的功能，而与脑的活动密切相关。

杰出的解剖学家和生理学家Magoun发表的《觉醒的脑》一书，是在最新的解剖学和神经生理学资料的基础上研究脑的一个尝试，他把大脑看作是一个具有独立地保证觉醒和积极状态能力的系统，而这种状态是生物全部行为的条件。Magoun的著作概括了一些卓越研究者的成果。随着它的出现，人和动物的大脑就不再被认为是被动反应的器官，而是把它作为一个自我调节系统来认识。

Magoun对人的具体的心理活动的基本形式并没有进行分析，认识活动、言语和交际的机制，行为的计划和程序形成的机制，调节和控制的机制等均未加探讨。对于这些问题的分析、研究是现代科学心理学，它描述人的活动的结构，分析知觉、记忆、思维和言语、运动和行动，以及它们在个体发育形成过程中的功能结构。

神经学和神经外科学在临床工作的实践中积累了大量的资料，研究了大脑在局部损伤时，行为的最复杂的形式是怎样遭到破坏的，从而逐步形成了神经心理学。如1861年法国外科医生布洛卡（Broca）发现了运动言语中枢；1874年俄国解剖学家贝兹发现支配躯体运动的神经细胞。神经心理学把大脑与心理活动的关系作为研究目标，逐步探明了心理活动的生理基础。至今已有大量的事实证明大脑是直接产生心理活动的器官。

二、心理器官——大脑的进化

在进化的不同阶段上，动物机体与环境的关系和它的行为都是由神经系统的不同器官来调节的，因而，人脑是长期历史发展的产物。

在动物界发展的最初水平上（例如腔肠动物），它的运动和接受信息是靠弥散的或网状的神经系统来实现的。在这个阶段，没有加工信息和调节动物行为的统一中枢。在进化的过程中，一些复杂的感觉器官集中起来，神经系统趋向于集中，并且向头一端发展，开始形成了神经节，由神经节接受信息，予以加工，并把兴奋传到通向动物运动器官的输出通道上去。

在进化的早期阶段（例如蠕虫），头部神经节只有比较简单的功能，在进化的过程中，随着感受器的分化，头部神经节获得了越来越复杂的功能组织，其中分出了单独对嗅觉刺激、视觉刺激和化学触觉刺激起反应的神经元、中间神经元、联络神经元和具有运动功能的神经元，昆虫（例如蜜蜂）的头部神经节，已经成为执行先天性（本能的）行为的完善器官。

在脊椎动物（如鱼和两栖动物）进化的早期阶段，它只有较小的行为变异性，主要的行为形式是由最简单的“灵脑”和中脑器官来实现的。随着进一步的发展，为了适应较复杂的环境，产生了相应较复杂的神经器官。在鸟类，间脑器官（下丘，皮质下运动神经节）占据了主导地位。这些神经器官构成丘脑－纹状体系统，保证了实现较高水平的行为。

至于哺乳动物，丘脑－纹状体系统的主导地位让位给了大脑皮质，使个体变异性行为更大、更具多样化。大脑皮质能接受和分析来自外部环境的信息，并对它进行加工，形成新的联系和保存它们的痕迹。它们能够以复杂的个体变异性行为来代替先天性行为程序，不仅保证了条件反射的形成，而且也保证了更加复杂的个体行为程序的形成（如图2－1，图2－2）。

图2－1　前脑器官相互关系的进化（据Monakow）

图2－2　在进化阶梯的顺序阶段上大脑半球容量的发展

随着高等脊椎动物的进化，大脑的作用越来越大。进化发展到人类阶段，不但有自然环境的影响，还有社会历史条件的影响，使人产生了语言，这时，大脑达到了高度的发展，保证人的行为形式，这种形式按其复杂程度来说是动物无与伦比的。表2－1为脑的进化在各个阶段的变化。表中所列指标是通过特定公式求得的脑的重量与身体重量的比例。Haug指数公式为K＝E／0．56P。E为脑的重量，P为身体的重量，0．56是通过实验求得的指数。由表2－1中的数字可见，人脑重与体重的比例是黑猩猩的1倍，是猕猴的1倍多，远大于其他动物。Я．Я．Ρогинский的指数公式为K＝E2／P。

表2－1　在种族发生的循序渐进的各个阶段脑的相对重量的变化

人脑不但在重量上大大超过了各种动物，而且在神经纤维与神经细胞突触的数量上也大大地超过了其他动物（表2-2）。如表2-2中的数字表明，如果家鼠的一根视神经纤维中与10个皮质神经细胞相接触，那么在猕猴，则增加到145个，而在人则增加到了500个；在听区中也发现有类似的增加。

表2-2　在进化的循序渐进的各个阶段脑的各个组织中一根神经纤维与神经元相联系的比例

更为重要的是，在进化过程中，与皮质下组织相比较，大脑皮质的比重在不断增加。到人类，大脑两半球，尤其是皮质的容量和重量都得到了巨大的增加。大脑两半球的发展，首先带来的是皮质新区的增长，它组成了皮质的主要部分（表2-3），而在低等动物才刚刚显现出来。由于人的大脑得到了高度发展，保证了复杂心理活动的实现。

表2-3　在种族发生循序渐进的各个阶段大脑皮质不同结构的相对变化（百分比）

（引自：и．н．Φилимонов，1949）

三、大脑皮质的功能区

从感受器到大脑皮质的一连串结构称为分析器，每个分析器由3部分组成：①外周感受部分，即感受器；②中间传导部分，即传入神经通路与其皮质下神经中枢；③脑终端的皮质部分。分析器3部分的共同活动才实现神经系统的感觉功能。

分析器的脑终端部分可划分为2个不同的结构，即一级区和二级区：如中央后回（3－1－2区）是全身体表感觉的主要投射区域之一，称为第一感觉区。在猫、猴等动物，以及人还发现有第二感觉区。体表感觉在第二感觉区内的投射也有一定的空间分布，但有较大程度的重叠。第一感觉区代表躯体的对侧体表，而第二感觉区则代表双侧体表。此外，第一和第二感觉区之间还存在着广泛的相互联系。各分析器的外周交错区是三级区，也是联合区。一级区又称初级投射区，接受外周感受器传入的刺激，把它作为简单的组成成分来感受，这种感觉具有模式特异性，例如每个特殊区对高度分化的视觉、听觉或体感信息发生反应。它们在解剖上也有一定的排列，按刺激的特性系统而规则地在皮质上定位，例如，特定的音调投射到听皮质的特定区。这种投射是按照功能原则组织的，即功能系统的意义越大，它在大脑皮质第一级区中的投射所占的区域就越大；器官被使用得越多，它在脑皮质中的代表区也越大。

每个一级区主要由仅对特定感觉模式发生反应的细胞组成，但也有少数细胞对其他刺激模式发生反应，这可能与皮质要保持觉醒或警戒的最佳状态有关。

二级区与一级区邻近，二级区的主要功能是将模式特异性的信息整合成有意义的整体，构成某种功能图像。一般来说，一级区可能与感觉有关，刺激脑皮质的一级区能引起病人的最简单的感觉。例如，在手术台上，刺激病人枕叶的极端，病人即主诉他突然开始看见闪动的光点，带色彩的球等。二级区则与知觉或认识有关。例如，当刺激枕叶前区（二级视觉皮质）时，可引起复杂的、已成形的视觉映像：看见人群、猛兽、蝴蝶、走路或做手势的人、飞行中的鸟等；刺激处于颞叶上回和中央中回的听觉皮质二级区则能导致出现复杂的听觉——音乐旋律的出现，有时会导致被试者听到单词、句子、歌曲和音乐。

三级区可整合多种感觉模式的信息，并把直观的整合转化到符号水平上，如词、逻辑、抽象等系统。这是获得信息、信息加工和保持信息的功能结构。三级区细胞主要来自上部皮质层，这类皮质仅见于人。三级区虽然感觉形态逐渐减少，但功能特点更加完善，能在各区功能的组织和整合上，在组成必要的功能系统实现复杂的认识过程上起关键作用。三级区的破坏，便会引起凌驾于任何单个模式之上的障碍。

四、脑的三个基本功能联合区

人的心理过程是复杂的功能系统。功能系统是指整套传入、传出和中枢结构，而不是特定的细胞群。它们并不是定位于脑的狭小的、局限性的部位，而是在协同工作着的脑器官的复杂组成要素的参与下实现的。

从功能系统这一观念出发，1973年鲁利亚提出了3个基本功能联合区或称三个基本脑器官的概念。他认为任何一种心理活动的实现都必须要有它们的参与。这3个区是：①保证调节紧张度或觉醒状态的联合区；②接受、加工和保存来自外部世界的信息的联合区；③制定程序、调节和控制心理活动的联合区。这些基本联合区中的每一个联合区都有着分层次的结构，并且至少是由彼此重叠的3种类型的皮质区组成的：第一级皮质区（或投射区），从外周来的冲动到达这里或是冲动由这里走向外周；第二级皮质区（或投射－联络区），在这里对所接受的信息进行加工，或者准备相应的程序；第三级皮质区（或重叠区），它是大脑两半球最后发展起来的器官，人的这种器官是保证那些要求脑皮质许多区协同参与的心理活动的最复杂形式。