2.5人脑的高级功能2023-2024学年高二生物上学期同步教学课件(共47张PPT)（2019人教版选择性必修1）

(共47张PPT)
新教材 选择性必修1 稳态与调节
第2章神经调节
2.5 人脑的高级功能
人脑的高级功能
【学习目标】
1.总结人脑的高级功能,分析与人脑高级功能相对应的结构基础,形成结构与功能观,培养分析与综合、抽象与归纳能力（生命观念）
2.基于对学习和记忆规律的认识，运用这些规律提高学习效率（科学思维）
3.认识情绪是大脑的高级功能,认同健康文明的生活方式,积极建立和维系良好的人际关系,应对情绪波动（社会责任）
The higher functions of the human brain
人脑的高级功能
问题探讨
1.上述资料可以说明人的大脑有哪些区别于脊髓的高级功能？
2.人的大脑有哪些区别于动物的大脑的高级功能？
阿尔兹海默症是老年人常见的一种疾病，该病主要表现为患者逐渐丧失记忆和语言功能、计算和推理等思维能力受损（如迷路）、情绪不稳定。研究发现，该病是由患者大脑内某些特定区域的神经元大量死亡造成的。
答1.人脑具有记忆、语言、思维、情绪等功能。
答2.人脑大脑皮层具有言语区，具有语言功能。利用语言，人类能够进行抽象思维，具有意识。有些动物也能对语言刺激作出反应，那是人类训练的结果，是简单的模仿和强化记忆的结果。
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人脑的高级功能
位于人大脑表层的大脑皮层，有140多亿个神经元，组成了许多神经中枢，是整个神经系统中最高级的部位。它除了对外部世界的 以及控制机体的 外，还具有 、
、 和 等方面的高级功能。
感知
反射活动
语言
学习
记忆
思维
大脑的高级功能
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人脑的高级功能
大脑
包括左右两个半球，表面大脑皮层（调节机体活动的最高级中枢）
协调运动，维持身体平衡。
小脑
下丘脑
体温调节中枢、水平衡的调节中枢，还与生物节律的控制有关。
脑干
连接脊髓和脑其他部分的重要通路，有许多维持生命的必要中枢，如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢。
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人脑的高级功能
大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者，它对各级中枢的活动起调整作用，这就使得自主神经系统并不完全自主。
大脑皮层：调整各级中枢的活动，使自主神经系统并不完全自主。
脑干：呼吸、心血管活动等基本中枢。
下丘脑：有体温、水平衡、摄食等活动的较高级中枢。
脊髓：调节内脏活动的低级中枢。如排尿、排便、血管舒缩等。
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人脑的高级功能
一、大脑的高级功能
人的大脑有很多复杂的高级功能，因为大脑皮层有140多亿个神经元组成组成了许多神经中枢， 是整个神经系统中最高级的部位。
基本功能
高级功能
感知外部世界
控制机体的反射活动
脑的高级功能的意义？
脑的高级功能使人类能够主动适应环境，创造出灿烂的人类文明!
语言
学习和记忆
情绪
思维
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人脑的高级功能
额叶
问题：阿尔兹海默病人大脑的哪些特定区域出现了神经元大量死亡了呢？
顶叶
枕叶
灰质
外侧沟
白质
中央沟
颞叶
脑干
数量庞大的神经元以及它们之间极为复杂的联系，是神经系统高级功能的物质基础。
大脑的高级功能
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人脑的高级功能
任务1：比较阿尔茨海默病患者与正常人脑结构，你发现存在哪些方面的异常？
大脑皮层萎缩
阿尔茨海默病患者的大脑变化
大脑皮层萎缩
海马萎缩
正常人 轻度阿尔茨海默病患者 重度阿尔茨海默病患者
海马
外侧沟
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人脑的高级功能
一、语言功能是人脑特有的高级功能
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人脑的高级功能
语言的脑功能定位
额叶
顶叶
颞叶
枕叶
语言加工过程涉及多个大脑皮层的特定区域，语言加工具有复杂的作用机制。
看单词
听单词
说单词
联想生成单词
视觉中枢
听觉中枢
运动中枢
一、语言功能是人脑特有的高级功能
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人脑的高级功能
资料1：病人能听懂别人说话，能用面部表情和手势同别人交流思想，可是说话非常困难。病人与讲话有关的肌肉和发声器官完全正常，病人死后经解剖学发现，他的大脑左半球额叶后部S区发生病变。
任务：病人的症状说明病人大脑的哪些中枢没有问题？你推测S区的具体功能是什么？
S区：运动性语言中枢
S区病变的大脑
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人脑的高级功能
资料2：病人能主动说话，听觉也正常，但他听不懂别人说话，连自己的话也听不懂。病人死后，研究者发现他的大脑左半球的颞叶后部与顶叶和枕叶相连接处H区有病变。
任务：病人的症状说明病人大脑的哪些中枢没有问题？你推测H区的具体功能是什么？
H区病变的大脑
H区：听觉性语言中枢
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人脑的高级功能
S区损伤：听得懂，能交流，语言加工受影响
H区损伤：能主动说话，有大量错语，听不懂
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人脑的高级功能
额叶
顶叶
颞叶
枕叶
H区
听觉中枢
S区
口唇相关运动中枢
S区
H区
躯体运动中枢
语言这一高级功能是复杂的，需要多个脑区和神经通路共同参与。
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人脑的高级功能
此区发生障碍，
不能写字。
失写症
书写性语言中枢（Write）
此区发生障碍，
不能讲话。
失读症
运动性语言中枢（Speak）
此区发生障碍，
不能看懂文字。
运动性失语症
视觉性语言中枢（View）
此区发生障碍，
不能听懂话。
听觉性失语症
听觉性语言中枢（Hear）
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人脑的高级功能
言语区的分区及损伤症
中枢名称 别名 受损后的病症 病症的症状
书写性语言写中枢 书写中枢（W区） 失写症 病人可听懂别人的谈话和看懂文字，也会讲话，手部运动正常，但失去书写、绘图能力
运动性语言中枢 说话中枢（S区） 运动性失语症 病人可以看懂文字，也能听懂别人讲话，但自己却不会讲话
听觉性语言中枢 听话中枢（H区） 听觉性失语症 病人能讲话、书写，也能看懂文字，能听到别人发音，但听不懂其含义，病人可以模仿别人说话，但往往是答非所问
视觉性语言中枢 阅读中枢（V区） 失读症 病人的视觉无障碍，但看不懂文字的含义，即不能阅读
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人脑的高级功能
额叶
顶叶
颞叶
枕叶
病名 损伤部位 症状
运动性失语症 S区 能看懂文字、听懂语言，却不会说话
感觉性失语症 H区 会讲话、会书写、能看懂文字，却听不懂谈话
大脑皮层的言语区
视觉、语言功能正常，却看不懂文字含义
失读症
能听懂语言、看懂文字、会讲话，却不会书写
失写症
W区
S区
H区
V区
V区
W区
任务：填写表格。
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人脑的高级功能
前
后
讨论：W区与S区接近躯体的运动中枢，V区接近视觉中枢，H区接近听觉中枢，这样的分布能给你什么联想？
言语区中的W区与书写有关，S区与讲话相关，这两个区都与运动中枢接近；“写”与“讲”是两种不同的语言表达方式，属于“运动”性的。这使人联想到，这两个言语区可能是从运动中枢演化而来的。
言语区中的V区与看懂文字相关，它接近视觉中枢；H区与听懂话语相关，它接近听觉中枢。V区的看懂与视觉相关，H区的听懂与听觉相关，这两个区使人联想到，它们可能分别是由视觉中枢与听觉中枢演化而来的。
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人脑的高级功能
【知识拓展】
大脑皮层的语言中枢有什么特点？
大脑皮层的语言中枢分布在大脑皮层的不同区域，不同的区域既有分工，也有联系，共同负责人类复杂的语言功能。
语言这一高级功能是复杂的，需要多个脑区和神经通路共同参与，但大脑两个半球的分工有所不同。
左半球：在言语、逻辑思维和分析能力等方面起决定作用
右半球：缺乏语言表达能力，但善于解决有关的空间问题，
是音乐、美术、几何等的辨认系统。
两侧大脑具有一定的功能相关性，依靠胼胝体传送感觉信息。
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人脑的高级功能
【现学现用】识图—写出各中枢名称
1.________________ 2.________________
3.________________ 4.________________
5.________________ 6.________________
7.________________ 8.________________
躯体运动中枢
躯体感觉中枢
V区（视觉性语言中枢）
H区（听觉性语言中枢）
W区（书写性语言中枢）
S区（运动性语言中枢）
视觉中枢
听觉中枢
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人脑的高级功能
正常人 轻度患者 重度患者
外侧沟
海马
大脑皮层萎缩
大脑皮层萎缩
海马萎缩
患者的大脑变化
据此看出，大脑还有哪些高级功能？
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人脑的高级功能
二、学习和记忆是脑的高级功能之一
1. 学习和记忆
学习和记忆是指神经系统不断接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。
学习：信息获取和加工的神经过程
记忆：信息储存和读取的神经过程
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人脑的高级功能
二、学习和记忆是脑的高级功能之一
1. 学习和记忆
1.1 学习的基本形式
经典条件反射
非条件刺激：食物 非条件反射
无关刺激：铃声
铃声+食物
无关刺激
条件刺激
铃声
分泌唾液
条件反射
条件化之前
条件化之后
条件化
条件反射的建立也就是动物学习的过程。
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人脑的高级功能
二、学习和记忆是脑的高级功能之一
1. 学习和记忆
1.2 记忆的分类
①学习是神经系统不断受到刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。
外界信息输入
（通过视、听、触觉等）
短期记忆
不重复
瞬时记忆
遗忘
（信息丢失）
注意
长期记忆
永久记忆
重复
遗忘
②记忆是将获得的经验进行贮存和再现的过程。
短期记忆：神经元的活动及神经元之间的联系有关。
长期记忆：可能与新突触的
建立有关。
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人脑的高级功能
1. 学习和记忆
1.3 记忆的过程
外界信息输入
感觉性记忆
<1秒
第一级记忆
数秒至数分钟
第二级记忆
数分钟至数年
第三级记忆
可能永久
遗忘
（信息丢失）
遗忘
（新信息的代替）
遗忘
（前活动性和后活动性干扰）
可能不遗忘
注意
运用
短时记忆
长时记忆
信息获取后，储存与巩固、再现和读取的过程。
重复
整合
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二、学习和记忆是脑的高级功能之一
外界信息输入
感觉性记忆
<1秒
第一级记忆
数秒至数分钟
第二级记忆
数分钟至数年
第三级记忆
可能永久
遗忘
（信息丢失）
遗忘
（新信息的代替）
遗忘
（前活动性和后活动性干扰）
可能不遗忘
注意
运用
短时记忆
长时记忆
→信息获取后，储存与巩固、再现和读取的过程。
重复
整合
结合自己的学习过程谈谈体会
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活动1：学习和记忆规律对日常学习有哪些启示呢？
请你结合自身实际提出具体可行的学习建议和理论依据。
感觉性记忆
第一级记忆
第二级记忆
第三级记忆
增加注意
反复运用强化
反复重复；
建立与新知识的联系
多器官联合使用
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学习和记忆规律对日常学习有哪些启示？
感觉性记忆
第一级记忆
第二级记忆
第三级记忆
增加注意
反复运用强化
反复重复建立与新知识的联系
多器官联合使用
在学习过程中，老师经常强调要动用多种器官，这有什么道理？
【答案】学习的过程中是一个信息获取与加工的过程，在获取信息的过程中需要多种器官的共同参与;学习与记忆不是由单一脑区控制的，而是有多个脑区和神经通路的参与。
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人脑的高级功能
活动1：学习和记忆规律对日常学习有哪些启示呢？
请你结合自身实际提出具体可行的学习建议和理论依据。
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人脑的高级功能
及时复习是有效防止遗忘的好方法
遗忘是不断发生的，但遗忘的速度“先快后慢”。记忆后的20分钟，记忆保持量为58.2％, 9h后约为原记忆量的1/3，6d后仅为25.4%, 但是在6--31d的这段时间里遗忘的速度很慢。
每节课结束时进行本节小结，学习当天晚上的知识回顾，间隔一天之后的再次复习以及每周周末的学习总结等都是非常重要的复习时间和策略
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二、学习和记忆是脑的高级功能之一
1. 学习和记忆
1.4学习和记忆的脑功能定位机制
海马，杏仁核
颞叶联合区
H. M的大脑
正常人的大脑
海马
患者：Henry M.
年龄：27岁
诊断：双颞叶癫痫
治疗：手术切除双侧中层颞叶（海马的2/3）
术后：癫痫痊愈，语言和智商无明显改变；记忆障碍
任务：手术切除部分可能影响了患者记忆的哪些方面？
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人脑的高级功能
学习和记忆的脑功能定位：
大脑皮层联络区；海马及其邻近结构等；其他脑区：丘脑、杏仁核等；
大脑皮层萎缩
阿尔茨海默病患者的大脑变化
大脑皮层萎缩
海马萎缩
正常人 轻度阿尔茨海默病患者 重度阿尔茨海默病患者
海马
外侧沟
学习和记忆不是由单一脑区控制的，而是由多个脑区和神经通路参与。
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人脑的高级功能
二、学习和记忆是脑的高级功能之一
1. 学习和记忆
1.5记忆的神经生物学基础
2000年诺贝尔生理与医学奖获得者 Kandel
加利福尼亚海蜗牛
学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某种蛋白质的合成。
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人脑的高级功能
短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关;
新突触建立
突触后膜受体数量增加
树突末端
二、学习和记忆是脑的高级功能之一
1. 学习和记忆
1.5记忆的神经生物学基础
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小结
1.概念：
学习与记忆是指神经系统不断地_________，获得新的______、
______和__________的过程；
______________也就是动物学习的过程；
接受刺激
行为
习惯
积累经验
条件反射的建立
2.特点：
学习和记忆______________控制的，而是由________和_________参与；
不是由单一脑区
多个脑区
神经通路
3.结构基础：
涉及__________________以及____________________。
脑内神经递质的作用
某些种类蛋白质的合成
学习：信息_________和_________的神经活动过程；
获取
加工
记忆：信息_________和_________的神经活动过程。
储存
读取
4.短时记忆和长时记忆的形成机理：
⑴短时记忆可能与________________________有关，尤其是与________下一个形状像_______的脑区有关；
⑵长时记忆可能与 _______及 _________以及_______________有关；
神经元之间即时的信息交流
大脑皮层
海马
突触形态
功能的改变
新突触的建立
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[学习与记忆的关系]
学习与记忆是两个有密切联系的神经活动过程，二者很难分开，任何学习过程都包含着记忆，学习是记忆的基础，记忆是学习的效果，没有学习和记忆，人的智力就不能得到发展。
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三、情绪也是大脑的高级功能之一
人在不同情绪时的面部表情
人类情绪的计算机模型
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人脑的高级功能
颞叶活动与情绪反应关系最为密切。
杏仁核
海马
下丘脑
丘脑
三、情绪也是大脑的高级功能之一
2.1情绪的脑功能定位
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情绪：人对环境所作出的反应，大脑的高级功能之一
表现：
开心、兴奋、对生活充满信心
失落、沮丧、对事物失去兴趣
抑郁与抑郁症的形成：
精神压力、生活挫折、疾病、死亡
消极情绪
抑 郁
抑郁症
好转
好转
自我调适，
别人支持，心理咨询
好转
影响工作、学习、生活
专业治疗
产生
积累
得不到缓解
你有哪些缓解消极和抑郁情绪的小妙招？
跑步、唱歌、呐喊、听音乐、诉说等。当情绪波动超出自我调节能力的时候，应向专业人士咨询。
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怎样调节自己的情绪？
积极建立和维系良好的人际关系、适量运动和调节压力都可以帮助我们减少和更好地应对情绪波动。
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压力、挫折、疾病、死亡等
消极情绪
抑郁
抑郁症
好转
好转
自我调适，
身边人的支持，心理咨询
好转
影响工作、学习、生活
专业治疗
2.2 情绪与抑郁症
任务3.1：你有哪些缓解消极和抑郁情绪的小妙招？我们在日常生活中该如何管理情绪呢？
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【抑郁与抑郁症比较】
抑郁 抑郁症
持续时间
严重程度
缓解途径 一般不超过两周
持续两周以上而得不到缓解
相对较轻
程度严重，影响工作、学习和生活，严重时甚至使患者产生自残或自杀等消极行为
积极建立和维系良好的人际关系、适量运动和调节压力，来帮助我们减少和更好地应对情绪波动；
当情绪波动超出自己能够调节的程度时，应向专业人士咨询；
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【抗抑郁药作用机理】
5-羟色胺（5-HT）再摄取抑制剂类抗抑郁药
5-HT 再摄取抑制剂
5-HT再摄取抑制剂选择性地抑制突触前膜对5-HT的回收，使突触间隙中5-HT浓度维持在一定水平，有利于神经系统活动的进行。
观察图片，你能表述5-羟色胺再摄取抑制剂的作用原理吗？
抗抑郁药一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。
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大脑皮层（灰质）
白质
位置：覆盖在大脑的____
组成：主要由神经元____及其____构成的
结构特点：有丰富的____
功能：_______________________
位置：位于大脑皮层以内
组成：由神经纤维组成
功能：将两个大脑半球以及小脑、脑干、脊髓巧妙地联系起来
表面
胞体
树突
沟回
*沟即____部分，
回即____部分；
凹陷
隆起
调节机体活动的最高级中枢
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人脑的高级功能
躯体运动中枢(位于中央前回）(管理身体对侧骨骼肌的随意运动)
躯体感觉中枢(与身体对侧皮肤、肌肉等处接受刺激而使人产生感觉有关)、
语言中枢(与说话、书写、阅读和理解语言有关,是人类特有的神经中枢)、
视觉中枢(与产生视觉有关)、
听觉中枢(与产生听觉有关)。
（听觉性）
（视觉性）
（书写性）
（运动性）
[素养提升]
海蜗牛在接触几次电击后，能学会利用长时间蜷缩的方式保护自己；没有经过电击刺激的海蜗牛则没有类似的防御行为。研究者提取前者腹部神经元的RNA注射到后者颈部，发现原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御，而对照组则没有此现象。以下叙述不符合该实验的是（ ）
A.有助于我们对动物记忆形成机制的研究
B.本实验对照组的海蜗牛不需要注射RNA
C.不能说明RNA直接决定了动物记忆的形成
D.说明特定的RNA可以使海蜗牛“获得”记忆
【提示】对照组需注射从未经电击的海蜗牛腹部神经元中提取的RNA。
B