第03章 躯体运动的神经控制.ppt

第三章躯体运动的神经控制 第一节神经系统基本组件的一般功能 第三节肌肉运动的脊髓和脑干调控 第二节神经系统的感觉分析功能 第四节高位中枢对躯体运动的控制 一 神经元 一 神经元的一般结构和功能基本结构 胞体 接受 整合信息部位 树突 接受 传导信息部位 轴突 始段 产生可传导信息 AP 部位 N纤维 传导信息 AP 部位 末稍 递质释放部位 第一节神经系统基本组件的一般功能 基本功能 感受刺激 兴奋或抑制 整合 分析 贮存信息 传导信息或分泌激素 二 神经元的类型 1 感觉神经元 传入神经元 2 运动神经元 传出神经元 3 中间神经元 联络神经元 三 神经纤维 神经元的轴突和包被它的结构总称为神经纤维 完整性 绝缘性 双向性 相对不疲劳性 神经纤维传导兴奋具有以下特征 四 神经的营养性作用 神经对所支配的组织除发挥调节作用外 神经末梢还经常释放一些营养性因子 可持续调节所支配组织的代谢活动 影响其结构 生化和生理功能 神经的这种作用称为营养性作用 神经元既能生成营养性因子 维持所支配组织的正常代谢与功能 同时也接受神经营养因子的支持 维持其正常的形态和功能 五 神经冲动的传导 1 局部电流方式传导2 跳跃式传导 二 突触 一 突触及其分类生理学中将相互联结的两个神经元之间或神经元与效应器之间的接触部称之为突触 信息从前一个细胞传递给后一个细胞 之一信息传递过程称为突触传递 1 化学突触2 电突触3 混合性突触 二 突触传递 1 化学突触传递 1 突触的微细结构 2 突触的传递过程 3 突触后电位2 电突触传递生理意义 1 由于它传递的速度快 可使很多神经元产生同步化的活动 2 它能耐受阻断化学传导的药物 对温度变化也不敏感 四 突触可塑性 突触传递并不是固定不变的 一方面它易受环境因素的影响 另一方面其传递能力又可受已进行过的传递活动的影响 这一点称为突触可塑性 三 神经递质和受体 一 神经递质神经递质是指由突触前神经元合并在末梢处释放 能特异性作用于突触后神经元或效应器细胞上的受体 并使突触后神经元或效应器细胞产生一定效应的信息传递物质 二 受体受体是指那些在细胞膜以及细胞浆与核中对特定生物活性物质具有识别并与之发生特异性结合 产生生物效应的特殊生物分子 四 神经胶质细胞 一 神经胶质细胞的结构形态多样且胞体较小 突起多无极性 胞浆内没有尼氏小体 主要参与髓鞘的形成 二 神经胶质细胞的功能 1 支持和营养作用 2 分离和绝缘作用 3 参与血脑屏障的形成 4 营造神经元活动的微环境 5 辅助神经元迁移 6 在脑损伤修复中的作用 7 胶质细胞的免疫功能 第二节神经系统的感觉分析功能一 感受器 生命世界中还有各种各样的感受器 a 这个昆虫名叫螽斯 它的耳朵长在腿上 靠外骨骼振动 来感知声音 b 这种水母的帽状身体的边缘有一圈运动感受器 平衡器 用以感知方向 保持平衡 c 这个巨大的雄蛾有一对羽状触角 用以感受远在11公里以外的雌蛾发出的气味 感受器 是指分布在体表或组织内部的一些专门感受机体内 外环境改变的结构或装置 感觉器官 是指感受器与其附属装置共同构成的器官 根据分布部位不同分为 内 外感受器 根据接受刺激的性质不同分为 光 机械 温度 化学 伤害性感受器等 一 感受器的定义和分类 二 感受器的一般生理特性 1 适宜刺激每种感受器都有它最敏感的刺激 这种刺激就是该感受器的适宜刺激 眼感光细胞 300 800nm光波耳听觉细胞 16 20000Hz 赫兹 的声波 2 换能作用 适宜刺激 感受器 神经冲动 中枢3 编码作用感受器不仅将外界刺激能量转变成电位变化 同时将刺激的环境信息转移到动作电位的排列组合之中 4 适应现象感受器对同一刺激的持续作用 其反应逐渐降低的现象 三 感觉信息的传导 大脑皮质的感觉分析功能 大脑皮质的不同区域在功能上具有不同的作用 称为大脑皮质的功能定位 皮层体表感觉区神经细胞的纵向性状排列构成大脑皮质的基本功能单位为感觉柱 1 体表感觉 位置 中央后回 3 1 2区 功能 定位明确 感觉分析不十分清晰 投射特点 左右交叉 除头面部是双侧性外 倒置分布 除头面部是直立外 精细正比 皮层投射区的大小与感觉分辨的精细程度呈正比 如拇指和食指的投射区大 2 运动感觉区 位置 中央前回与岛叶之间 功能 定位较差 感觉分析粗糙 麻木感 可能与痛觉有关 3 视觉感觉区位置 枕叶距状裂的上下缘 17 18区 4 听觉和前庭觉位置 颞叶的颗横间和颞上回 41 42区 5 内脏感觉位置 第一和第二感觉区 二 机体部分感觉信息的产生过程 一 视觉 人眼的可见光 380 760nm电子波 眼的折光系统 眼折光系统及成像光线由一种介质进入另一种折射率不同的单球面折光体时 只要不与折光体介面垂直 光线便会产生折射 眼折光系统由角膜 眼房水 晶状体 玻璃体组成 简化眼 将入眼设计为一个单球面折射系统 其折光原理与实际眼的折光效果基本相同 假定眼球的前后径为20毫米 折光指数为1 333 光线大眼时只在角膜前球形界面折射一次 节点在角膜后方5毫米处 当平行光线 6m以外 进入简化眼 被一次聚焦于视网膜上 形成一个缩小倒立的实像 视网膜 1 视网膜的感光机能视锥细胞 分布 中央功能 接受强光刺激 形成明视觉和色觉 并能看清物体表面的细节与轮廓 有很强的空间分辨能力 视杆细胞分布 周边部分功能 对光的敏感度高 能接受弱光刺激 形成暗视觉 1 光感受和光信息处理 视锥细胞和视杆细胞含有能吸收光能的光敏物质 感光色素 在光线作用下能发生一系列的化学反应 称为光化学反应 视锥细胞外段中含有感光色素 称视锥色素 视杆细胞内的感光色素是视紫红质 缺乏VitA 夜盲症 色觉 色觉是感光细胞受到不同波长的光线刺激后 产生的视觉信息传入视觉中枢引起的主观感觉视锥细胞有分别含有感红光色素 感绿光色素 感蓝光色素三种 色觉障碍 色盲 凡不能识别三原色中的某一种或某几种颜色者色弱 对某种颜色辨别能力较正常人差者 2 视觉中枢的神经机制 视网膜最后以动作电位作为输出信号 通过其轴突纤维投射到视皮质 17区 18区 19区 二 听觉 外耳 耳廓 外耳道 中耳 鼓膜 听小骨 咽鼓管和听小肌 内耳 耳蜗 椭圆囊 球囊和三个半规管 1 声音信息的感受与传递2 听觉的中枢分析 声波振动 外耳 耳廓 外耳道 中耳 鼓膜 听小骨 卵圆窗 内耳 耳蜗的内淋巴液 螺旋器 声 电转换 神经冲动 听觉中枢 听觉 听觉的产生过程 人耳最敏感的声波频率在1000 3000Hz 三 位觉1 位觉产生的机制 位觉 或前庭感觉 身体进行各种变速运动时引起的前庭器官中的位觉感受器兴奋并产生的感觉 腔内充满内淋巴 前庭器的感受装置与适宜刺激 椭圆囊和球囊的壁上有囊斑 囊斑中有感受性毛细胞适宜刺激是耳石的重力及直线正负加减速运动 视频 当头部位置改变 如头前倾 后仰或左 右两侧倾斜时 由于重力对耳石的作用方向改变 耳石膜与毛细胞之间的空间位置发生改变 使毛细胞兴奋 冲动经前庭神经传到前庭神经核 反射性地引起躯干与四肢有关肌肉的肌紧张变化 同时 冲动传入大脑皮质前庭感觉区 产生头部空间位置改变的感觉 三个半规管 互相垂直 每个半规管均有膨大端为壶腹 壶腹壁上有壶腹崎 壶腹嵴也含有感受性毛细胞 适宜刺激 旋转正负加速度 转椅 开始左转 实验功能反应动画 2 前庭反应与前庭稳定性 前庭反应 当人体前庭器官受到过度刺激时 反射性地引起骨骼肌紧张性的改变 眼震颤及自主功能反应 如心率加快 血压下降 恶心呕吐 眩晕出冷汗等现象 这些改变统称为前庭反应 前庭功能稳定性 过度刺激前庭感受器而引起机体各种前庭反应的程度 在体育运动中 从事赛艇 划船 跳伞 跳水 滑雪 体操 武术 链球 投掷及各种球类运动项目的运动员 其前庭功能稳定性较高 所以 经常参加这类体育运动的训练 有利于提高前庭功能稳定性 四 本体感觉 本体感受器 肌肉 肌腱和关节囊中分布有各种各样的感受器 肌梭与腱梭 机能 分别感受肌肉被牵拉的程度以及肌肉收缩和关节伸展的程度 本体感觉 本体感受器受到刺激所产生的躯体感觉 肌梭结构特点 一 本体感受器结构与功能1 肌梭 2 腱器官 腱器官 分布在腱胶原纤维之间 与梭外肌纤维串联 是一种张力感受器 当肌肉收缩张力增加时 腱器官因受到刺激而发生兴奋 冲动沿着感觉神经传人中枢 反射性地引起肌肉舒张 生理学中通常把人类和高等动物全身和局部的肌肉活动成为躯体运动 1 反射性运动 主要指不受主观意识控制 运动形式固定 反应快捷的运动 如伤害性刺激所引起的肢体快速回缩反射 2 形式化运动 此种运动主观意识只控制运动的起始与终止 而运动期间多可自动完成 此类运动形式固定 具有节律性与连续性 如步行 跑步等 3 意向性运动 这种运动具有明确的目的性 运动全过程均受主观意识支配 运动形式较为复杂 一般是通过后天的学习而获得 随着实践经验的积累运动技巧日渐完善 第三节躯体运动的脊髓和脑干调控 一 脊髓对躯体运动的调控 一 脊髓神经元1 运动神经元脊髓运动神经元分为 三类 一个 运动神经元与它所支配的那些肌纤维 组成一个运动单位 运动单位的大小不等 支配比越小 神经对肌肉的调控越精密 支配比越大 其调控的精细度越低 但长生的力量效率则越大 一块肌肉往往受许多运动神经元的支配 这些神经元比较集中位于脑干内几个毫米或脊髓相邻节段的前角 因此将支配一肌肉的那一组运动神经元相对集中的区域称为运动神经元池 它的主要功能是使其所支配的肌肉收缩和舒张的程度能精确地符合所需要的要运动参数 运动神经元支配快肌纤维 运动神经元支配慢肌纤维r运动神经元的胞体分散在 运动神经元之间 其胞体较运动神经元为小 它的轴突离开脊髓后支配骨骼肌肉的梭内肌纤维 2 中间神经元 1 兴奋性 2 抑制性3 感觉神经元 二 脊髓反射1 牵张反射 概念 当骨骼肌受到牵拉时会产生反射性收缩特点 感受器和效应器都是在同一块肌肉中类型 腱反射肌紧张意义 在于维持身体姿势 增强肌肉力量 腱反射 动态牵张反射 指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射 如 膝跳反射 跟腱反射 膝跳反射弧 叩击肌腱 肌肉受到牵拉刺激 肌梭兴奋性 Ia类和 类N纤维传入 运动 元兴奋 梭外肌收缩 肌紧张 静态牵张反射 概念 指缓慢而持续地牵拉肌腱时所引起的牵张反射 意义 对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势 是一切躯体运动的基础 环的意义 使肌肉维持于缩短状态 脑干某些中枢调节肌紧张是通过兴奋 环实现的 2 屈肌反射 当皮肤或肌肉受到伤害刺激时 引起受刺激一侧的肢体快速回撤 这一反射为屈肌反射 三 高位中枢对脊髓反射的调控 在正常情况下 脊髓反射活动是经常接受高位中枢下行指令的调控 高位中枢发出的运动指令能够在脊髓内通过对感觉传入纤维末梢 中间神经元或运动神经元三部分进行控制 二 脑干对躯体运动的调节 加强肌紧张和肌运动的区域 称为易化区 范围较大 易化区 抑制区 抑制肌紧张和肌运动的区域 称为抑制区 范围较小 网状结构 在脑干广大的区域中 神经细胞和神经纤维交织在一起呈网状 一 脑干对肌紧张的调节 二 脑干对节律性运动的调控 三 姿势反射在躯体活动过程中 中枢神经系统不断地调整不同部位骨骼肌的张力 以完成各种动作 保持或变更躯体各部分的位置 这种反射总称为姿势反射 1 状态反射 概念 是头部空间位置改变时反射性地引起四肢肌张力重新调整的一种反射活动 迷路紧张反射和颈紧张反射 头部后仰 上下肢及背部伸肌紧张性加强 头部前倾 上下肢及背部伸肌紧张性减弱 屈肌及腹肌的紧张性相对加强 头部侧倾或扭转时 同侧上下肢伸肌紧张性加强 对侧上下肢伸肌紧张性减弱 状态反射在体育运动中的应用 体操的后手翻 空翻及跳马动作 若头部位置不正 就会使两臂用力不均衡 身体偏向一侧 常常导致动作失误或无法完成 短跑运动员起跑时 为防止身体过早直立 往往采用低头姿势 这些都是运用了状态反射的规律 举重时 提杠铃至胸前瞬间头后仰 可借以提高肩背肌群的力量能更好地完成动作 违反状态反射规律 例如 有训练的自行车运动员在快速骑车时 做出头后仰而身体前倾的姿势 2 翻正反射 概念 当人和动物处于不正常体位时 通过一系列动作将体位恢复常态的反射活动 特点 先转头 再转身 应用 体育运动中 很多动作是在翻正反射的基础上形成的运动技能 实例 体操运动员的空翻转体 跳水运动中转体及篮球转体过人等动作 都要先转头 再转上半身 然后下半身 使动作优美 协调且迅速 第四节高位中枢对躯体运动的调控 一 大脑皮质的运动调节功能 一 大脑皮质的运动区1 主运动区和运动前区2 辅助运动区3 顶后叶皮质和扣带运动区 二 大脑皮质运动区神经元的组构原则 二 基底神经节对躯体运动的控制 一 基底神经节的神经通路 二 基底神经节的运动控制功能1 参与运动的设计和程序编制 将一个抽象的设计转换为一个随意运动 2 对随意