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第13章神经系统与神经调节 一 神经元的结构与功能二 神经系统的结构三 脊椎动物神经系统的功能四 人脑重点 神经冲动产生与传导的机制 人的神经系统的组成 脊髓的结构 脑的组成 内脏神经系统的功能特点 大脑皮层的功能 运动区躯体感觉区的分布功能特点 神经系统的作用及特点 人体协调内部的生物信息过程主要涉及两个系统 神经系统协调内 外内分泌系统主要协调内部作用 神经系统是机体内起主导作用的调节机构 全身各器官 系统在神经系统的的统一控制和调节下 互相影响 互相协调 保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡 神经调节的特点 1 接受刺激 直接反应 迅速 准确 2 调节或控制内分泌系统间接调节 一 神经元的结构与功能 1 神经元 neuron 是神经系统的基本的结构功能单位2 神经冲动3 神经冲动的传导4 突触的信号传导 一 神经元的结构与功能 1 神经元 neuron 是神经系统的基本的结构功能单位神经元的结构 胞体 突起 轴突 树突 细胞膜 传导电冲动胞体 营养和整合中心 细胞核大 有丰富的神经原纤维 树突 较短 有小突起 是接受冲动并将神经冲动传入胞体的重要结构 轴突 一般只有一个 细长 起始部位称轴丘 其末梢分支很多并形成终扣 轴突外周有髓鞘包着 轴突传出神经冲动 脊髓及神经 2 神经冲动 神经 结缔组织包围着的许多神经纤维 轴突 神经元的基本功能 接受刺激 传导兴奋 即受到刺激产生神经冲动沿轴突传出去 神经冲动 动作电位神经冲动的传导 动作电位的传播 静息膜电位 神经元在静息状态时 即未接受刺激 未发生神经冲动时 细胞膜内积聚负电荷 细胞膜外积聚着正电荷 膜内外存在着 70mV电位差 呈极化状态 机制 1 膜内的蛋白质等生物达分子带负电荷 2 细胞内K离子的含量多于细胞外K离子的含量 细胞内Na离子的含量少于细胞外Na离子的含量 3 细胞膜对K离子于Na离子的通透性是不同的 轴突膜对Na离子的透性低 而对K离子的透性高 此时 细胞外的Na离子很难再进入细胞内 而细胞内的K离子却可以扩散出去 这样 细胞膜两侧的电荷分布就发生了变化 使膜外侧呈正电性 而膜内侧呈负电性 动作电位 神经冲动的产生细胞受刺激时 神经元细胞膜的透性发生急剧变化 首先Na离子通道打开 少量Na离子的流入 导致轴突膜电位发生变化 当这种变化超过一定的阈值时 就会引起瞬时间Na离子的大量内流 离子经通道的流动产生了电流 电流改变了膜电位 这就是电信号 去极化 至中性后继续反极化 随着膜内正离子增加 Na离子通道逐渐关闭 而这时K离子继续外流 由于K离子流出 使膜再次极化 膜极性恢复到静息时的状态 在去极化 反极化 再极化过程中膜电位的变化 即由膜的外正内负到外负内正 再到外正内负的过程称为动作电位 神经冲动 动作电位 3 神经冲动的传导 神经冲动的传导 神经冲动的传导 在无髓鞘神经纤维上的兴奋传导 在兴奋部位局部产生的电位差刺激了相邻的部位 则两者之间产生的局部电流 使相邻部位去极化 达到域值则在相邻部位产生兴奋 兴奋以这种机制快速传播下去直到神经末梢 连续传导 在有髓鞘神经纤维上的兴奋传导 髓鞘间断处 神经兴奋是从一个郎氏结跳跃到下一个郎氏结 跳跃传导 神经纤维传导神经冲动的特点 动作电位沿神经纤维传导 电位恒定 各神经纤维传间的传导互不影响 具绝缘性 4 突触的信号传导 突触 神经末梢 轴突的末端终板 与另一个神经元或效应细胞的联结处 即神经元与神经元或效应细胞之间的信息传递装置 突触 突触前膜 突触间隙 突触后膜 4 突触的信号传导 动作电位通过神经元与神经元之间的突触进行传播 神经突触包括电突触和化学突触两种 跨越细胞间隙传导神经冲动的两种方式 电突触化学突触间隙2nm20nm传导电位神经递质逆向可以不可以已知 绝大多数突触为化学突触 化学突触 即信息以化学物质 递质 的形式从前一神经元向后一神经元传递 神经元在突触处释放化学物质 称为神经递质 突触后细胞的细胞膜上有特殊受体 与神经递质特异结合而使神经冲动的信号传播下去 这种情况下的突触称为化学突触 化学突触常见于高等动物 如 脊椎动物 人体 化学突触 突触前膜内侧有几百上千个 突触小泡 每个小泡内含化学递质分子 当冲动到达前膜时 就会导致一定量的突触小泡与前膜融合 并释出递质进入间隙 递质扩散到后膜 即同后膜上特异的受体结合 继而引发后膜电位变化 信息经突触的传递还具有 单向性 即只能从突触前神经元向突触后神经元传递 而不能逆传 神经递质 1921年德国科学家Loewi发现证实神经递质的存在 经过12年 1933年由英国科学家HenryH Dale证实 这个化学物质是乙酰胆碱 两人因此项工作获1936年诺贝尔医学与理学奖 迄今已发现的神经递质已有十几种 大多数是一些有机小分子 乙酰胆碱是最普遍的神经递质 神经递质由突触前细胞释放 通过受体作用于突触后细胞 引起突触后细胞的反应 电突触 在电突触部位 突触前膜与突触后膜仅有约2纳米左右的间隙 且有若干间断的膜融合 融合膜有小孔 电阻很低 易于离子通过 当冲动到达时 可以无滞缓地从前膜传导到后膜 电突触的传导方向一般是双向的 但也有例外情况 即从前一神经元传向后一神经元比相反方向的传导要容易 电突触常见于低等动物如 蚯蚓 虾 海参等 一个神经元就是一个整合器随时接受成百上千个信息 进行加工 作出决定 兴奋 抑制 随时输出大量信息至不同胞体 二 神经系统的结构 1 神经系统的演变2 脊椎动物中枢神经系统的进化3 人的神经系统 二 神经系统的结构 1 神经系统的演变腔肠动物开始 神经网神经节连成神经索脑 在动物长期进化的过程中 动物神经系统经历了由简单到复杂 由分散到集中的演化 2 脊椎动物中枢神经系统的进化鸟 哺乳动物 脑是神经系统的主导地位 大脑 大为发达 进化主流 脑中脑 变化不大小脑 逐渐发展 人的神经系统是不可分割的整体 中枢神经系统主要包括脑和脊髓 脑包括大脑 小脑 间脑 中脑 脑桥和延髓 周围神经系统主要由12对脑神经和31对脊神经组成 二 神经系统的结构3 人的神经系统 3 人的神经系统 中枢神经系统 周围神经系统 脊髓脑干脑小脑间脑 丘脑 下丘脑 大脑 端脑 延髓脑桥中脑 脊神经脑神经 神经系统 二 神经系统的结构 传入神经 感觉神经 周围神经系统躯体神经传出神经交感神经 运动神经 内脏神经副交感神经 1 脊髓 白质 神经束 传递神经冲动灰质 胞体 树突 低级神经中枢 脊髓的内部结构包括灰质 白质和中央管 灰质横切面呈 H 形 主要由胞体 树突构成 白质在灰质外面 由成束的神经纤维构成 后根 前根 后角白质灰质前角 后根神经节前根脊神经 1 脊髓 2 脑 脑位于颅腔内 由大脑 间脑 中脑 脑桥 延髓和小脑组成 通常把中脑 脑桥和延髓合称为脑干 脑干 包括中脑 脑桥和延髓 脑干下端为延髓 向下与脊髓相连 宽大的中部为脑桥 上端缩窄的部分为中脑 向上与间脑相连 脑干是大脑 小脑与脊髓之间连系的干道 此外 脑干内还有许多重要中枢 如心血管中枢 呼吸中枢等 小脑 有中央与左右半球 外灰质内白质 是平衡 协调肌肉运动的控制中心 大脑 左右两半球 胼胝体 外灰质为大脑皮层 内白质髓质 最高级控制中枢 3 脑神经 12对 4 脊神经 31对 脊神经是混合神经 脊神经是混合神经 脊髓的功能 传导 反射 三 脊椎动物神经系统的功能 1 反射 神经活动的基本形式2 神经系统对躯体运动的调节3 神经系统对内脏活动的调节 三 脊椎动物神经系统的功能 1 反射 神经活动的基本形式反射 在神经系统参与下 机体对内 外环境刺激作出的规律性反应称反射 反射弧 进行反射活动的结构基础称反射弧 反射弧通常由五个基本部分组成 即感受器 传入神经 中枢 传出神经 效应器 神经调节的基本方式是反射脑的高级调节功能是条件反射反射的物质基础是反射弧 五个环节 感受器传入神经神经中枢传出神经效应器传入 感觉 神经元中间 联络 神经元传出 运动 神经元属周围神经系统属中枢神经系统属周围神经系统 2 神经系统对躯体运动的调节 最简单的反射弧 二元反射弧如膝跳反射 膝部感受器大腿感觉神经元脊髓处的运动神经元大腿效应器只经过两个神经元的反射弧 复杂的反射弧 经过多个神经元 需要脊髓或脑部的中间神经元 有的还需多个传出神经元 效应器 如刺痛反射 手指感受器手指感觉神经元脊髓中枢 脑中间神经元运动神经元手臂效应器 手臂肌肉收缩 小脑维持平衡 大脑皮层的运动区控制随意运动 3 神经系统对内脏活动的调节 神经系统对内脏活动的调节通过内脏神经系统 植物神经系统或自主神经系统 内脏神经系统指分布于内脏和血管的平滑肌 心肌及腺体的运动神经 支配内脏器官的活动 不受人的大脑和意志的支配 根据传出神经的特点分 交感神经内脏神经系统副交感神经 1 内脏神经系统与躯体运动神经在结构和功能上的区别 1 所支配的效应器不同 内脏神经系统不受意志支配 2 中枢所在部位不同 3 传出通路的结构不同 内脏传出神经纤维必须在中枢外的神经节换一神经元 节前纤维 节后纤维 4 神经分布形式不同 5 神经纤维成分不同 内脏神经无髓鞘或有薄鞘 内脏运动神经与躯体运动神经的差别 内脏运动神经从低级中枢到达效应器需经过两个神经元节前神经元 发出节前纤维节后神经元 发出节后纤维节前神经元节后神经元节前纤维节后纤维低级中枢效应器 2 内脏神经系统的功能特点 双重神经支配 内脏的活动受交感神经和副交感神经的双重支配 它们的作用相互拮抗 消耗能量 紧张状态交感神经作用占优势 保存能量 安静状态副交感神经作用占优势 交感神经与副交感神经的区别 3 各级中枢对内脏活动的调节 脊髓 简单的反射 脑干 有很多内脏反射中枢 下丘脑 控制内脏活动的高级中枢 大脑 大脑皮层的内脏控制区 边缘皮层 四人脑 1 人脑的结构2 大脑皮层的功能3 左右大脑半球的功能特点4 大脑皮层的电活动5 睡眠和觉醒 四人脑 1 人脑的结构 神经系统的高级功能如学习 记忆 语言 分析等 条件反射都与大脑密切相关 脑位于头骨里 它被脑膜 脑脊髓 流质包围保护 大脑表面灰质是神经胞体部位 大脑有左右两个半球组成 通过叫白质的神经纤维联接起来 表面折叠起来增大脑部面积和协调性 被沟裂分为额叶 顶叶 枕叶 颞叶四个脑叶 大多数大脑活动产生在大脑外部的灰质区 2 4mm厚 大脑皮层 2 大脑皮层的功能运动区 感觉区 视觉区 听觉区 语言区 中央思维联合区等 2 大脑皮层的功能 运动区 中央前回 对侧性颠倒 头部双侧 正立 功能越精细面积越大 感觉区 中央后回 对侧性颠倒 头面部双侧 正立 感觉越敏感面积越大 视区 枕叶后部 听区 颞叶上部 感觉区 3 左右大脑半球的功能特点左半球 主要支配说话 写字 数学计算和程序逻辑推理等等理性思维 控制神经活动占主导地位 理性 脑 思想型 右半球 支配想象力 空间感觉 艺术与音乐能力 理解复杂的关系 感性 脑 艺术型 4 大脑皮层的电活动自发脑电活动 大脑皮层连续的节律性电位变化 脑电图 EEG 从头皮记录到的脑细胞群自发性电位变化的波形 脑电图的波型 波 清醒安静状态 波 紧张活动状态 波 幼儿 岁前 成人困倦 波 婴儿 成人睡眠期间 脑电图可以监测大脑皮层的完好 损伤情况 5 睡眠和觉醒 睡眠的时相 慢波睡眠 正相睡眠 感觉 反应均减慢 生理意义 促进生长发育 促进体力恢复 快波睡眠 异相睡眠 或快速眼球运