2010年4月27日 星期二

睡眠

主觀上, 人在睡眠時失去知覺(Consciousness), 心智活動缺乏記憶. 睡眠時, 清醒階段, 非快速眼球運動(Non Rapid Eye Movement, NREM)階段和快速眼球運動(Rapud Eye Movement, REM)鳩段, 以約90分鐘的週期再交替. REM約占睡眠時間的 20%. 一般認為REM就是作夢的時間, 在此階段, 除了眼球肌肉以外, 所有的隨議肌肉都處於麻痺狀態(REM Atonia).

腦在睡眠時, 血流量只降低20%. NREM階段, 雖然知覺遲鈍, 腦部仍80%活躍, EGG呈現高電壓慢波 (High Voltage Slow Wave), 代表皮質及丘腦可激發興(Excitability)的改變. 另外, 在清醒階段和REM階段, EGG顯示活動也都很活藥, 但兩者腦部激發的部位不同.

睡眠是一個高度調控的過程.
睡眠是腦神經活動的重整(Reorganization), 而不是停止活動.
睡眠由下視丘(Hypothalamus)與腦幹(Brainstem)主導.
睡眠功能性意義之一是能量恆定控制(Homoeostatic Control of Energy).
在神經的重整鍾, 可以鞏固及改進學習到的動作技能(Learned Motor Skills)與增強記憶(Reinforcement of Learning).
腦部在醒睡週期(Sllep-wake Cyle)中改變其狀態時, 知覺也以固定的方式改變其強度及性質.
麻醉劑引發失去知覺和睡眠NREM階段相似處 : 視丘的去活化作用, 導致皮質的抑制作用.

睡眠的生理狀態
睡眠學研究學者由腦波圖觀察,區分睡眠為清醒階段、NREM四個階段以及REM睡眠時期:
1. 清醒階段:當注意力十分集中時會出現14~30Hz的β波,而清醒時的腦波圖是屬於7~13Hz的α波,α波的出現不代表進入睡眠而是處於放鬆舒服的狀態。
2. NREM第一期:接著慢慢進入NREM狀態的四個時期,NREM第一期α波降低50%以下,出現頻率更低的θ波(4~6Hz)。
3. NREM第二期:NREM第二期θ波更多,但仍屬於不規則的狀態,此階段的最容易辨別的特徵為K叢(K-Complex),這是因受外界(聲音等)或內臟蠕動等刺激0.1~0.5秒後,對刺激所產生的反應。
4. NREM第三、四期:NREM第三期與第四期屬於深眠的階段,此時頻率1~3Hz的慢波(Slow activity)增加,稱為δ波,隨著睡眠深度增加,δ波頻率可能低㉃0.5~1Hz,波形呈現規律而緩慢的傾向。
5. REM時期:結束深眠階段後由深慢慢移出至淺眠階段,隨後經常伴隨著REM階段。觀察REM時期的腦波可以發現與清醒時腦波相當類似,此時也是夢境發生的時刻,翻身與姿勢改變常發生於REM時期之後。

REM睡眠與NREM多方面仍是相似,但REM時期呼吸、心跳、血壓是呈不規則,而臉部肌肉完全放鬆,男性勃起,眼球快速動作。Czeisler[1999]等人指出人體體溫、褪黑激素、內分泌等均維持人體的日夜週期24.18小時,人類一天的體溫差距會超過1度以上,體溫最低點出現於午夜1點到4點,這是身體新陳代謝最緩慢的時候,第二低潮點為下午一點至四點間,這都是最容易入睡的時段。
睡眠生理週期也會隨年齡改變,嬰兒時期睡眠週期是相當短暫的,而隨著年齡的增加睡眠週期會延長,成人時每一睡眠週期約為90~110分鐘,REM睡眠佔總睡眠的25%。隨著年齡變化,老年期NREM第三、第四期的深眠階段時間減少,甚至消失,睡眠效率低於80%以下【戴玉慈, 1998】。

資料出處:http://sls.weco.net/CollectiveNote20/BrainSleep

大腦發展

腦的演化
爬蟲類的腦(Lizard Brain) => 古生哺乳類的腦(Paleomammalian Brain) =>人類的腦
腦幹 =>杏人核(Amygdala), 海馬迴, 視丘(Thalamus) => 大腦皮質(Cortex)
基本功能(呼吸/心跳/睡眠/清) =>生存相關(作戰/進食/逃生/交配) => 長期學習的大腦(語言文字/符號推理/溝通合作)
腦細胞的發展包含 : 細胞數目的增加, 連結的增加與修剪(Pruning)
發展的重要期 : 0-24月, 4-8歲, 青少年時期
樹突和突觸的連接由後天經驗決定
皮質的可塑性
髓鞘化
突處修剪
血管內皮生長因子(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)用來再造血管化(Revascularize)缺血的腦組織.
神經細胞生成(Neurogenesis)
神經保護(Neuroprotection)
神經再生(Neurogeneration)
老人不及年輕人容易塑造/修正大腦. 最早的認知改變是不易區辨背景噪音和別人談話.

老化時, 細胞死亡並不嚴重. 主要是神經傳導物質分泌減少. 個別系統對海馬回輸入減少.
腦島,尾核,前額葉皮質區都隨著年齡有明顯的結構萎縮歐. 紋狀體及前額葉皮質區則件多巴胺(Dopamine)全面減少. 年長者對損失期待(Loss Anticipation)比年輕者低,對可能發生損失的反應不如年青人強烈. 對可能獲利的情境, 反應同年輕人. => 老人易受騙
前額葉衰退使得老人:

記憶來源的減退(Source Memory Impairment) : 不記得新聞來源(人, 地)
時序記憶的減退(Impaired Memory for Temporal Order) : 不記得事件先後順序
不記得在記話時間內執行某一動作(Frogetting to Remember)

資料出處:http://sls.weco.net/CollectiveNote20/BrainDevelop

腦區域與功能

大腦皮質

大腦定位
額葉(Frontal Lobe) : 位於前額週圍, 和個性, 高等認知(工作記憶, 思考, 判斷, 規劃, 創造), 運動, 語言產生相關.
顳葉(Temporal Lobe) : 位於兩耳上方及週圍. 負責視覺形狀區辨, 語言理解(Wernicke Area), 記憶形成, 聽覺辨認.
枕葉(Occipital Lobe) : 位於大腦後面中間, 主要功能為視覺(形狀, 大小, 顏色, 及運動分立)
頂葉(Parietal Lobe) : 位於頭頂後部, 負責高層次知覺, 如視覺空間能力, 注意力.

左右腦


左右腦與強勢半球(Dominant) : 大多數人語言中心在左大腦皮質.
每個人大腦地圖不同, 通常右腦負責新奇(Novelty), 左腦負責認知慣例(Routine). => 有創意/遠見者, 右腦發達. 有執行力的謹慎者, 左腦發達. 後部(Posrerior)負責知覺, 前部(Anterior)負責動作.
開始學習認知技能時,右腦形成快. 新奇感減弱, 右腦活化降低. 學習後期, 左腦較快.
大部份感覺神經通道(觸/視/聽覺)是左右交錯. 左/右半世界送進來的訊息送給右/左腦處理. 左右互動愈好, 功能整合的程度愈好. 男性左右半球差異較女性顯著, 女性前後功能差異較大.


大腦皮質下

邊緣系統(Limbic System), 巴貝茲迴路(Papez Circuit)
邊緣皮質區(Limbic Cortex) - 邊緣系統支援多種功能例如情緒、行為及長期記憶的大腦結構。這種被描述為邊緣系統的腦部結構與嗅覺結構相近,其包含的部分有杏仁核、海馬迴、扣帶迴、穹窿、下丘腦、丘腦。
視丘(Thalamus) : Gateway, 接收監控外界訊息
下視丘(Hypothalamus) : 監控內在情況(維生系統調控, 激素分泌), 與視丘合稱間腦(Diencephalon)
海馬迴(Hippocampus) : 與記憶與記憶形式相關
扣帶迴(Cingulate Cortex) : 在胼胝體(Corpus Callosum)上方, 與情緒相關. 前扣帶迴(Anterior Cingulate Cortex)處理不確定性的訊息.
基底核(Basal Ganglia) : 負責運動行為及動作, 在有意識動做前活化, 包括尾狀核(Caudate Nuclei), 杏仁核(Amygdala), 殼合(Putamen), 蒼白球(Globus Pallidus).
將尾狀核及前扣帶迴(Anterior Cingulate Cortex)包括在額葉中, 則合稱大額葉(Greater Frontal Lobe).
杏仁核(Amygdala) : 控制與外界的互動, 包括決定攻/逃/交配/攝食. 快速提供生存價值及認知前的評估.
腦幹(Brainstem):腦幹由中腦、橘腦、延髓三部分組成,上接間腦、下接脊髓、負責調節複雜的反射活動,包括調節呼吸作用、心跳、血壓等,對維持機體生命有重要意義。腦幹含有動眼神經、滑車神經、三叉神經、展神經、面神經、前庭蝸神經、舌咽神經、迷走神經、副神經及舌下神經。因此,醫學常以「腦幹死亡」為一個人類失去生命的標準。
小腦(Cerebellum) : 協調動作與感覺間的細微動作.


運動系統

1)錐體系統:包括上, 下兩個神經元. 上運動神經元起自大腦皮質中央前回, 傳出纖維(錐體束)通過內囊, 大腦腳, 橋腦至延髓末端交叉(錐體交叉)後成為皮質脊髓側束, 最後終止於脊髓前角的下運動神經元. 上運動神經元起自大腦皮質中央前回, 傳出纖維(錐體束)通過內囊, 大腦腳, 橋腦至延髓末端交叉(錐體交叉)後成為皮質脊髓側束, 最後終止於脊髓前角的下運動神經元. 由前角細胞發出纖維(脊神經)將衝動傳至意肌, 支配肌運動, 維持肌肉張力和反射活動; 並傳送神經營養衝動, 維持肌肉正常代謝. 由前角細胞發出纖維(脊神經)將衝動傳至隨意肌, 支配肌運動, 維持肌肉張力和反射活動; 並傳送神經營養衝動, 維持肌肉正常代謝.

2)錐體外系統:臨床上錐體外系統是指紋狀體, 丘腦下核, 黑質,紅核以及它們之間的聯繫纖維和對網狀結構, 丘腦與大腦皮質的投身纖維. 它們的主要傳出纖維經紋狀體或小腦, 以紅核為中繼核, 最後至脊髓前柱. 其主要功能是維持肌張力, 身體姿勢和協調運動.

3)小腦系統:包括小腦本體和傳入與傳出的有關各束. 小腦本體包括小腦兩半球及蚓部, 以上/中/下三個臂與腦幹聯繫. 在傳導束中, 其傳入纖維有前庭小腦束, 脊髓小腦束和皮質橋腦小腦束等; 其傳出纖維主要為齒狀核紅核束. 從齒狀核還發出纖維至對側丘腦以至額, 顳葉皮質. 由於齒狀核發出纖維經上臂(結合臂)交叉至對側紅核, 而紅核脊髓束亦交叉下行至脊髓前柱, 兩側交叉, 是以小半球症狀與病灶是同側關係. 小腦蚓部與脊髓和前庭器官發生聯繫, 故其臨床症狀主要表現在軀幹部. 小腦系統主要功能是反射地維持肌張力, 軀體平衡和協調動作.



關於腦的3D模型,可至以下幾個網站觀看,有助於對大腦區域及功能的了解:

1.Genes to Cognition Online - 3D Brain
2.Brain Innovation - Brain Tutor
3.The Secret Life of the Brain - 3D Brain Anatomy
4.Nuclues - Interactive Mutimedia

共同撰寫:Dr.M, Jimmy Lu
資料出處:http://sls.weco.net/CollectiveNote20/BrainAreaFunction

腦記憶

人類(成人)是唯一受到先前累積知識引導的生物, 沒有其他動物具備儲存及移轉權體祖先所遺留下來知識和經驗的工具. 其他動物通常只能依賴先前經驗. 近代因Web的發展, 指數型式的快速累積知識, 可習得(Acquired)和繼承(Inherited)的知識都成了大腦的外加知料庫. 如何保存大象累積的知識, 又能不斷的創新. 是人腦和網路結合要面對的新問題.

長期增益效應(Long Term Potentiation, LTP) : 大腦的神經突觸連接強度可以持續的改變, 並維持一段長時間. 海馬迴的每一個主要神精通路都能影LTP作用.
記議架構
神經觀點與認知觀點
陳述性記憶與非陳述性記憶
暫時記憶, 短期記憶, 長期記憶

陳述性記憶(Declarative Memory, 情結記憶Episodic Memory)是可以用意識去回憶的記憶. 需要個皮質區的訊息匯集到顳葉, 最後再回到海馬迴. 海馬迴及顳葉受損, 將失去事實, 念頭, 事件的記憶. 知識為反思性的(Reflective), 可用語言描述或以心像呈現. 陳述性記憶是不玩美的, 極易被扭曲. 實驗證實可經由引導性問題植入錯誤記憶 (Memory Distortion)

登錄(Encoding) => 儲存(Storage) =>提取(Retrieval) => 遺忘

登錄 : 將訊息轉換為碼. 興趣主導注意力, 注意力決定登錄的品質和數量 => 興趣決定記憶的強度. 當刻意的(Intentional)的學習時, 腦就會深層精緻登錄, 記易增強持久. 加上重覆和提取情境, 學習效果更好.

儲存 : 並無特定儲存地點. 記意識和知覺和處理記憶相同的大腦結構中. 登錄一個經驗並構成記錄時, 大腦改變的總合稱為Engram. 專家和生手的不同, 不在沒有意義細節的記憶能力, 而在於經驗可以登錄並組織專業訊息, 得以快速辨認判斷. 儲存的記憶可背新記憶重塑, 也會因複誦和題曲而改變.

提取 : 儲存的好不代表日後可成功提取. 線索必須有效. 和登錄時的心情和情境類似, 有利於提取. e.g. 專題論文口試一定要預演, 畢們苦讀幫助不大. 提取的提示可能扭曲記憶. 知識的累積, 主要宗旨和重點登錄, 卻是相當正確的.

遺忘 : 除重大事件, 隨時間會遺忘細節. 快樂, 悲傷的記憶都會遺忘. 新訊息不斷的改塑先前的表徵. 催眠顯示陳述性記憶逐漸消失, 並非該事件在大腦了無佷跡. 相關的非陳述記憶可能仍存在.

非陳述性記憶(Nondeclarative Memory)是潛意識(直覺)的記憶, 雖也是來自經驗, 知識以反射性(Reflexive)的行為改變來表達. 潛意識的記憶, 都是多次改變的結果, 新的經驗並未單獨儲存, 每次都增加或減少前面的結果. 經驗可帶來正負向情緒, 情緒相關的的習得(Acquired)要用到杏仁核. 技能和習慣的習得要用到新紋狀體, 習得制約刺激(Conditional Stimulus, CS)反應要用要小腦. 非陳述記憶的經驗會使知覺進步(辨識速度加快)且行為會出現, 但無法回憶描述這個經驗.

陳述性記憶和非陳述性記憶相似處 :

都有短期記憶(數分鐘)和長期記憶, 且都取決於突觸強度的改變
短期記憶都是突觸強度的短暫改變
都要靠基因和蛋白質活化, 將短期記憶轉為長期記憶
都用道新突觸的增長來穩定長期突觸
訊息的永久性決定於細胞間連結的幾何結構改變

記憶七罪 (by Daniel Schacter)

健忘(Transience)
失神(Absent-mindedness)
空白(Blocking)
錯認(Misattribution)
暗示(Suggestibility)
偏頗(Bias)
糾纏(Persistence) :想忘的忘不了.
記憶缺失

前向失憶症 : 無法學習新事物
後向失憶症 : 無法回憶過去已會事物

資料出處:http://sls.weco.net/CollectiveNote20/BrainMemory

2010年4月20日 星期二

Culture Differences in Thinking

Cultural Differences in Thinking
人類智力活動的起源和組織
人類的成長過程中,是否受到不同的文化環境而造成不同的智力發展,成為當時很重要的議題。
Durkheim(1858-1917)
認為智力發展的基本過程不是精神的內在生活或自然發展的結果,他認為智力的發展起源於社會。
Pierre Janet(1859-1947)
也提出了記憶的複雜形式概念在空間、時間、數量也都不是歸類在內在的智力活動範圍。
在1920年爭辯的兩個議題
第一, 是否人類思維的內涵是源自於不同的文化,第二,是否人類基本的智力運轉表現在不同的文化上。
Lucien Levy-Bruhl (1857-1939)影響了很多心理學家,他提出原始的思維,認為原始人的思維是prelogical(最先符合邏輯的)和鬆散的組織,
W.H.R Rivers (1864-1922)
提出在原始的文化,原始人的智力基本上等同於當代人的科技社會。他們的思考也是根據邏輯的定律。而思想基本的差異是在於外在世界進入不同的種類,而這是以往大家都習慣的世界。
格式塔學派Gestalt psychologists
Heinz Werner (1890-1964)Gestalt psychologists
這些學者認為現代人和原始人是可以從思想的差異做辨別的。他推測不管是原始人、大人或小孩思維結構的相似性(structural similarity)他更進一步認為,這些族群的認知活動是無差別的,近乎是統一的。也有另一群的格式塔學得的心理學家認為智力的特性是在所有的文化中。They promoted the idea that principle of perception and thought such as closure or good form are universal categories of mind.

實際的田野考察
Lucien Lévy-Bruhl(1857-1939)他在做田野調查時所蒐集的資料來自於,旅途中接觸到不同種類的人種。而對他來說,專業人種心理學的田野調查還是著重於在幼兒期,因為觀察人種的適當資料確實是不存在的。Vygotsky 的幫忙也讓我在俄國的鄉村進行科學性的實地考察。而在封建制度社會中,農夫平民仍然不識字他們仰賴著豐富的地主生活和封建的君主。而經濟是以生產棉花為主,而畜牧業是在吉爾吉斯鄰近的山區至烏茲別克,在宗教信仰上,依斯蘭教保守的理念也影響當地的人口數量,也影響到當時女人的的觀念以至於和社會脫節。
改革的變遷
經由這些改革,這些區域經歷了社經和文化的改變。這段期間我們觀察到了一開始的農業集體化和快速的社經改變,以及女性觀念的解放。為了做對比,我們觀察了居住在鄉村的文盲和一些有接觸現代社會經驗的人,加以做對比。
實驗對象分為五組:
(1.)居住在遙遠村莊的一群不識字並且沒有社會經驗
活動的女性。
(2.)一群非文盲並且自給自足的鄉下人
(3.)女性參加了短期幼教工作的課程,並非正式的學
習管道。
(4.)封建制度下的工人和年輕人參加短期課程其內容
回集體耕種。
(5.)女學生在學習兩三年後可以到老師學校,但是他
們的教育程度仍然還是很低