深层边缘系统（区别于传统意义上的“边缘系统”，通常我们所说的边缘系统包括扣带回和深层颞叶部分）包括丘脑结构、下丘脑和直接相连的周围结构。它位于大脑中靠近中央的位置，胡核桃般大小。主要功能是提供情绪这一调味剂，使你可以按照自己的意愿产生积极或消极的情绪。
一、这一部分脑区会为你设定情绪的基调。当深层边缘系统激活水平较低的时候，我们常常会有积极、溢满希望的心理状态。而当它被激活，或者过度激活时，消极的情绪就会占主导。这个区域每次呈现出过度激活时，总是伴随着患者的抑郁和消极状态。这些结果向我们表明，当深层边缘系统被激活时，就会给我们带来痛苦的情绪阴影。 深层边缘系统产生的情绪阴影将会成为你认知日常生活事件时的过滤器，或者说给你带上了有色眼镜。它会根据你的情绪状态为生活中的琐事涂抹上不同的色彩。当你悲伤的时候，即深层边缘系统出现过度激活时，你会用消极过滤器来解释中性的事件。比如，你正在和某个人交谈，谈话的美容可能是中性的，甚至是令人愉快的，但是假如对方的深层边缘系统处于过度激活状态，或者说是被“设定为消极状态”时，他仍有可能把这次交谈的内容解释成消极的。而当这部分脑区“冷静下来”或者说功能正常的时候，我们才更可能对事件做出中性或者积极的解释。为生活事件贴上情绪标签对于人类的生存是至关重要的。我们对生活中某类事件的评价能够驱使我们开展行动（比如追求异性配偶）或者躲避某种危险（比如避开曾经伤害过我们的人）。 一些研究还表明深层边缘系统（包括深层颞叶的部分）负责对高度情绪化的记忆进行存储，这些情绪化的信息既包含积极的情绪，也包含消极的情绪。我们所有的情绪记忆经验在某种程度上决定了我们心理状态的情绪基调。我们经历的稳定、积极事件越多，就越容易感到愉快；而我们生活中的创伤越多，也会更容易被推向消极的情绪状态中去。并且，这些情绪记忆能够直接作用于我们对日常生活事件的情绪性评价上。
二、深层边缘系统的功能还能对动机和驱力产生影响。它会在每天早晨唤醒你，并且支撑你度过一天的时光。如果这部分脑区过度激活，那么在生活中我们就会表现处动机和内驱力的不足，这种情况在抑郁症患者身上十分常见。深层边缘系统，尤其是下丘脑结构，控制着睡眠和食欲。健康的睡眠和食欲对维持正常的内部心理环境起到了基本作用。而边缘系统的异常往往会造成这两方面的失调。
三、深层边缘系统结构还与亲子关系以及人际社会关系有着密切的联系。在针对老鼠的实验中我们发现，当母鼠的深层边缘系统结构被损毁之后，它就不会再给幼鼠哺乳和喂食，而是拖着它们在笼中乱走，仿佛这些幼鼠只是一些没有生命的物体。深层边缘系统影响我们和他人产生社会联系的机制，而社会关系的好坏又会影响你的情绪。人类是社会生物，和其他人建立起友好关系，有助于对我们自身和生活产生积极的态度。因此，这种建立社会关系的能力在决定情绪的基调和质量上起到了十分重要的作用。
四、深层边缘系统还会直接参与对气味的感觉加工过程。嗅觉系统是5大感觉系统中唯一能够直接从感受器官联接刀大脑加工脑区的。由于嗅觉信息是直接传到深层边缘系统的，因此气味能够对我们的情绪状态产生那么大的影响也不足为奇
五、把情绪转化成生理反应。深层边缘系统，尤其是位于大脑底部的下丘脑负责将我们的情绪状态转化成生理上的感觉——放松或者紧张。下丘脑前半部通过副交感神经系统传递冷静的信号；而下丘脑的后半部则通过交感神经系统传递刺激、恐惧的信号。当下丘脑的后半部受到刺激时，就会产生“战斗/逃跑”的反应模式，这是在我们威胁和惊吓时的直接反应。当你看到或者经历某种情绪或者生理上的威胁时，这种“直线反应”模式将会立刻启动：心跳加速，呼吸急促，血压升高，手脚冰凉，血液全部从末端集中到大肌肉群（为了战斗或者逃跑），瞳孔放大（为了看得更清）。深层边缘系统把情绪转化成生理反应的能力强大而迅猛。外在的物理威胁或者内在的情绪威胁都能够激发这种能力。这部分脑区和前额叶皮层关系紧密，它是（深层边缘系统）处理情绪与（大脑皮层）理性思考、问题解决间的交换站。当边缘系统被激活时，情绪会占主导地位；而当它冷静下来时，大脑皮层的激活就会增强。当前额研究表明，抑郁症和深层边缘系统的激活、前额叶活动水平的停滞（尤其是左侧前额叶）都有密切关系。
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