歡迎來到生物心理學(Biopsychology)的世界!
你有沒有想過,為什麼害怕時心跳會加速?或者大腦是如何將頁面上的一堆符號轉化為有意義的詞彙的?這正是生物心理學研究的核心。我們將探討人體的「硬件」——大腦、神經和激素,以理解它們如何構建我們的「軟件」(即我們的行為與思維)。如果一開始聽起來有點「科學」,別擔心;我們會把它拆解成簡單易懂的部分。
1. 神經系統的分支
將神經系統想像成身體的主要通訊網絡。它主要分為兩個分支:
A. 中樞神經系統 (Central Nervous System, CNS)
CNS 是「控制中心」。它包括:
• 大腦:所有自覺意識的所在地。
• 脊髓:大腦的延伸,負責傳遞身體與大腦之間的信息,並將神經連接到大腦。它也處理基本的反射動作。
B. 周邊神經系統 (Peripheral Nervous System, PNS)
PNS 包含大腦和脊髓以外所有的神經。它的職責是將 CNS 的指令傳遞到身體各處。它分為:
• 軀體神經系統 (Somatic Nervous System, SNS):控制隨意肌肉運動。當你決定向朋友揮手時,你的 SNS 正在運作。
• 自主神經系統 (Autonomic Nervous System, ANS):控制不隨意的活動(那些你不用思考就能發生的事,例如心跳或消化)。它進一步細分為兩個部分:
1. 交感神經系統 (Sympathetic):「緊急」狀態(戰鬥或逃跑)。
2. 副交感神經系統 (Parasympathetic):「放鬆」狀態(休息與消化)。
重點總結:CNS 是老闆(大腦/脊髓),而 PNS 是負責將老闆的命令傳達到身體各處的通訊系統。
2. 神經元與突觸傳遞
神經元是特化的神經細胞,利用電訊號和化學訊號在體內傳遞信息。
三種神經元
1. 感覺神經元:將來自感官(眼睛、皮膚等)的信息傳遞給 CNS。它們有長樹突和短軸突。
2. 聯絡神經元 (Relay Neurons):連接感覺神經元與運動神經元,或其他聯絡神經元。它們僅存在於 CNS 中。
3. 運動神經元:將 CNS 的指令傳給肌肉和腺體以觸發動作。它們有短樹突和長軸突。
突觸傳遞:神經元如何溝通
神經元實際上是不接觸的!它們之間有一個微小的間隙,稱為突觸 (synapse)。
1. 電訊號(動作電位)沿著神經元的軸突向下傳導。
2. 當訊號到達末端,會觸發被稱為囊泡 (vesicles) 的小袋子釋放出稱為神經傳遞物質 (neurotransmitters) 的化學物質。
3. 這些化學物質跨越突觸間隙,並與下一個神經元上的受體位點 (receptor sites) 結合。
4. 信息隨後被轉化回電訊號。
興奮與抑制
神經傳遞物質有不同的「氛圍」:
• 興奮性 (Excitation):像腎上腺素。它使下一個神經元更有可能發放訊號(「行動」信號)。
• 抑制性 (Inhibition):像血清素。它使下一個神經元更不容易發放訊號(「停止」信號)。
速讀複習:感覺 = 輸入。運動 = 輸出。突觸 = 化學物質(神經傳遞物質)進行溝通的間隙。
3. 內分泌系統與戰鬥或逃跑反應
當神經系統使用電力傳訊時,內分泌系統則使用通過血液循環的化學物質——激素 (hormones)。
腺體與激素
• 腺體:產生激素的器官(例如,腦下垂體是大腦中的「主腺體」)。
• 激素:隨血液傳播的化學信使,用以影響遠處的器官(例如,腎上腺素)。
戰鬥或逃跑反應 (Fight or Flight)
當面對威脅時,你的身體會準備戰鬥或逃走:
1. 下視丘 (Hypothalamus) 識別威脅並向交感神經系統發送信號。
2. 這會觸發腎上腺髓質將腎上腺素釋放到血液中。
3. 生理變化隨之而來:心跳加速(為肌肉輸送更多血液)、呼吸加快(獲取更多氧氣)、消化停止(節省能量)。
4. 當威脅消失後,副交感神經系統介入讓你平靜下來。
4. 大腦功能的局部化 (Localisation)
局部化是指大腦的特定區域負責特定的任務。如果該區域受損,相應的功能就會喪失。
大腦關鍵區域
• 運動區 (Motor Area,額葉):控制隨意運動。此處受損會導致肌肉控制能力喪失。
• 體感區 (Somatosensory Area,頂葉):處理觸覺和溫度等感覺信息。
• 視覺區 (Visual Area,枕葉):處理所見的事物。
• 聽覺區 (Auditory Area,顳葉):處理所聽到的聲音。
語言中心(通常在左半球)
• 布若卡氏區 (Broca’s Area):負責言語產生。受損(布若卡氏失語症)意味著患者能理解言語,但說話困難(說話緩慢且費力)。
• 韋尼克區 (Wernicke’s Area):負責語言理解。受損(韋尼克失語症)意味著患者能流利說話,但內容毫無意義(「語詞沙拉」)。
5. 半球側化與裂腦研究
半球側化 (Hemispheric Lateralisation) 意味著大腦的兩個半球並不相同;它們各司其職。
「左」腦與「右」腦
• 左半球:控制身體右側。這是「邏輯」半球(語言、數學)。
• 右半球:控制身體左側。這是「創意」半球(面部識別、空間任務、音樂)。
裂腦研究 (Sperry)
Sperry 研究了為了治療癲癇而切斷胼胝體 (Corpus Callosum,兩半球之間的橋樑) 的患者。
• 發現:如果裂腦患者在右視野看到蘋果圖片,他們能說出「蘋果」,因為信息進入了左半球(語言區)。
• 發現:如果是在左視野看到,他們無法說出是什麼,但卻可以用左手畫出來!這證明了切斷橋樑後,兩個半球是各自獨立運作的。
避免常見錯誤:千萬別說右半球很「笨」。它其實也理解語言,只是沒有「發聲器官」(布若卡氏區)來把它說出來而已!
6. 可塑性與功能恢復
大腦可以改變嗎?是的!這稱為可塑性 (Plasticity)。
大腦可塑性
大腦會根據經驗和學習建立新的神經路徑並移除舊的。例如,倫敦的計程車司機被發現擁有更大的海馬迴(大腦中負責記憶的部分),因為他們必須記住無數條街道路線。
創傷後的功能恢復
當大腦受損(例如中風)時,有時會通過以下方式進行「自我修復」:
• 神經元解除掩蔽 (Neuronal Unmasking):休眠的突觸被激活,接管受損區域的工作。
• 軸突發芽 (Axonal Sprouting):健康的神經末梢長出新的分支,與其他未受損的神經細胞連接。
• 同源區域募集 (Recruitment of Homologous Areas):大腦的對側接管受損側的功能。
重點總結:大腦具有「可塑性」——它非常靈活,即使受傷後也能夠適應與調整。
7. 研究大腦的方法
我們如何知道頭腦裡面發生了什麼?以下是課程大綱中的四種方法:
1. 功能性磁振造影 (fMRI):
• 運作:測量血流量。活躍區域需要更多的氧氣/血液。
• 優點:高空間解析度(精確顯示事情發生在「哪裡」)。
• 缺點:低時間解析度(顯示變化速度較慢)。
2. 腦電圖 (EEG):
• 運作:頭皮上的電極測量整體的電活動(「腦波」)。
• 優點:非常適合診斷睡眠障礙或癲癇。
• 缺點:過於籠統——無法準確判斷訊號來自「哪裡」。
3. 事件相關電位 (ERPs):
• 運作:EEG 的一種變體,通過過濾背景噪聲來觀察大腦對特定刺激(如聲音)的反應。
• 優點:精確的時間感(高時間解析度)。
• 缺點:難以完全消除數據中的所有「噪聲」。
4. 死後屍檢 (Post-mortem):
• 運作:在人去世後對大腦進行檢查。
• 優點:允許對腦組織進行深入、實體的檢查。
• 缺點:無法觀察大腦「運作中」的狀態,且發現的損傷可能並非導致該人行為異常的原因。
速查表:
• 在哪裡? 用 fMRI。
• 在何時? 用 ERPs。
• 一般狀態? 用 EEG。
• 人已過世? 用屍檢。