神经系统

1,第10章 神经系统的功能,Functions of Nervous System,2,第2节 神经系统的感觉分析功能,第1节 神经元活动的一般规律,第4节 神经系统对内脏活动的调节,第3节 神经系统对躯体运动的调节,第5节 脑的高级功能与脑电活动,第10章 神经系统的功能,3,第1节 神经元活动的一般规律,中枢神经元的数量：1011个,中枢神经胶质细胞的数量：（1-5）1012个,4,一、神经元和神经纤维的功能(一) 神经元的一般结构和功能,1.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)部位轴突 将神经冲动传向另一个细胞突触小体 递质释放部位,2 .基本功能：感受刺激；整合、分析、贮存信息；传递信息,5,神经纤维的功能是传导兴奋，其传导特征包括： 完整性： 结构：如损伤或切断，兴奋传导障碍 功能：如应用麻醉药，兴奋传导障碍 绝缘性：兴奋传导是局部电流在一条纤维上构成回路； 各纤维间存在着结缔组织互不干扰。双向性：局部电流可沿神经纤维向二个方向构成回路相对不疲劳性：比突触传递耗能少,（二）神经纤维的功能,6,（三）神经递质,7,突触(synapse)：神经元之间、神经元和其它效应器细胞之间发生功能性联系的特殊结构。,二、神经元的信息传递,8,化学性突触（chemical synapse） 定向突触： 经典突触和神经-骨骼肌接头(见第二章) 非定向突触： 神经-心肌接头和神经-平滑肌接头电突触（electrical synapse）,突触（synapse）,9,1 .经典突触的结构与分类(1)突触的结构,突触前膜 (Presynaptic Membrane),突触后膜 (Postsynaptic Membrane),突触间隙(Synaptic Cleft),突触 (Synapse),（一）定向突触传递,10,突触前膜 线粒体 囊泡：神经递质,突触间隙 20-40nm，与细胞外液相通 在有使递质失活的酶,突触后膜 特异受体(化学门控离子通道),11,(2)经典突触的分类根据接触部位分类： 轴突-树突式突触 轴突-胞体式突触 轴突-轴突式突触根据接触部位分类： 兴奋性突触 抑制性突触,12,2. 突触传递过程（电-化学-电）,13,神经冲动到达突触前神经元轴突末梢,突触前膜去极化,电压门控Ca2+通道开放、Ca2+内流,轴突末梢Ca2+,囊泡出胞,递质释放(酶解、再摄取),递质与突触后膜特异性受体（化学门控通道）结合,突触后膜对某些离子通透性改变,带电离子发生跨膜流动,突触后电位（EPSP，IPSP）,14,兴奋性突触后电位 (Excitatory postsynaptic potential, EPSP) 抑制性突触后电位 (Inhibitory postsynaptic potential, IPSP),突触后电位 (postsynaptic potential, PSP),15,（1）兴奋性突触后电位（EPSP）,概念：突触后膜发生的短暂的局部去极化。,机制： 兴奋性递质后膜对Na+和K+的通透性增加 Na+内流大于K+外流 导致后膜局部去极化,16,（2）抑制性突触后电位（IPSP）,概念：突触后膜发生的超极化。,机制： 抑制性递质突触后膜Cl-通道开放， Cl-内流突触后膜发生超极化,17,（二） 非定向突触传递,结构基础：曲张体,传递过程：递质释放后，经组 织液扩散到邻近效应器上，与相应受体结合发挥生理作用。,传递特征： 不存在特化的突触前、后膜结构； 一个曲张体可支配多个效应细胞； 递质扩散距离远，耗时长； 效应产生，取决于相应受体。,18,（三）电突触传递 结构基础-缝隙连接(Gap junction) 传递过程：局部电流方式电突触传递特点：双向传递，电阻低，速度快，几乎不存在潜伏期。,19,三、中枢神经元及其联系、整合方式,神经系统的调节功能都是通过反射实现的；反射的结构基础是反射弧；传入神经元、中间神经元和传入神经元之间的联系非常复杂。,20,（一）中枢神经元联系方式：,单线式联系 ：辐散式联系 ：聚合式联系 ：链锁式联系 ：环式联系：,21,（二）突触传递的特征,单向传递突触延搁；总和兴奋节律性改变后放对内环境变化敏感和易疲劳。,22,（三）突触的抑制,1.突触后抑制：概念:是由抑制性中间神经元释放抑制性递质，使突触后神经元产生IPSP，从而使突触后神经元发生抑制。发生部位：突触后膜，产生IPSP；结构基础：抑制性中间神经元；,23,突触后抑制：传入侧支性抑制和回返性抑制,24,2.突触前抑制：概念:突触前膜递质释放减少，使突触后膜EPSP减小的抑制方式。发生部位：突触前膜，突触后膜EPSP；结构基础：轴轴突触；生理意义： （1）调节传入神经的活动（选择性的信息传递)。 （2）控制传入信息，保证特异性传导。,25,突触前抑制,单独刺激A单独刺激B先刺激B再刺激A,26,第二节：神经系统感觉分析功能Process of Sensory Information in Central Nervous System,感觉的产生：,27,一、脊髓和脑干的感觉传导功能,不同水平： 脊髓脑干丘脑大脑皮层,各种躯体感觉、内脏感觉的传入路径都是由脊髓后根神经节和脑神经节发出传入纤维进入脊髓和脑干，并经多次换元接替后投射至大脑皮层 。,28,丘脑的三类核团（黄、红、蓝）,二、丘脑及其感觉投射系统（一）丘脑的功能 接替除嗅觉外的所有感觉,29,1.特异感觉接替核,主要核团:内侧膝状体、外侧膝状体、腹后核功能：接受脑干和脊髓上行的特异感觉纤维（嗅觉除外),2.联络核,主要核团：丘脑枕、腹外侧核、丘脑前核等。 功能：与各种感觉的联系、协调有关（点对点）,3.非特异投射核-髓板内核群,主要核团：包括中央中核、束旁核、中央外侧核等功能：维持和改变大脑皮层兴奋性（弥散投射）,30,（二）感觉投射系统,1.特异投射系统,组成：丘脑特异感觉接替核及投射至大脑皮层的神经通路，包括第二类细胞群。特点： 接受特定的感觉传入； 向皮层直接投射，不换元； 到达大脑皮层特定代表区（点对点）。意义：形成特定感觉并激发大脑皮层发出冲动。,31,2.非特异性投射系统,组成：丘脑非特异投射核及其投射至大脑皮层的神经通路。特点： 各种感觉的共同途径（脑干网状结构）； 反复换元； 向大脑皮层广泛区域弥散性投射。意义： 维持或改变大脑皮层的兴奋性,32,感觉投射系统示意图,两种投射系统的关系： 相互依存、相互制约，非特异性投射系统的传入冲动来自于特异性传入通路的侧支；特定感觉的产生，有赖于非特异性投射系统活动后引起皮层兴奋性的普遍提高。,橙色区代表脑干网状结构蓝线代表特异投射系统紫线代表非特异性投射系统,33,三、大脑皮层的躯体感觉代表区（一）体表感觉区,1. 第一体表感觉区位置：中央后回(3-1-2区)投射特点： .交叉投射: .倒置分布: .精细正比：,34,2.第二体表感觉区位置：中央后回与岛叶之间投射特点： 双侧投射，正立分布，投射区面积小，定位较差、感觉分析粗糙，可能与痛觉有关。,35,(二)本体感觉代表区 位置：中央前回(4区) 功能：刺激人脑中央前回，可引起受试者试图发动肢体运动的主观感觉。（三）内脏感觉代表区 位置：较弥散，和体表感觉区有一定重叠外，运动辅助区 和边缘系统等皮层部位也是内脏感觉投射区。 功能：没有本体感受器； 温度觉和触压觉感受器很少； 主要是痛觉，但分布稀疏（定位不准确）。,36,（四）视觉区 位于距状裂上、下缘 。（五）听觉代表区 位于颞横回和颞上回。 （六）嗅觉代表区和味觉代表区 嗅觉投射区位于边缘叶前底部； 味觉投射在头面部感觉区的下方。,37,四、痛觉,疼痛(pain)概念：伤害刺激引起的不愉快的感觉体验，常伴有情绪变化、植物神经活动和防御反应，又称伤害感受（nociception）分类： 躯体痛（体表痛和深部痛） 内脏痛,38,（一）体表痛（皮肤痛）的二重性： 伤害性刺激作用于皮肤时，可先后出现两种性质不同的痛觉，即快痛和慢痛。 快痛：是一种尖锐而定位清楚的“刺痛”，产生快，消失快，定位精确，感觉鲜明，主由A纤维传导。 慢痛：是一种定位不明确的“烧灼痛”。产生和消失慢，定位不明确，感觉不鲜明，常伴有情绪和心血管、呼吸等内脏功能变化，主要由C类纤维传导。,39,（二）躯体深部痛： 部位：发生在躯体深部，如骨、关节、骨膜、韧带和肌肉深部等处的痛觉。 特点：与体表痛相比，伤害性刺激引起深部痛的特点是定位不明确，可伴有恶心、出汗和血压的改变。,40,（三）内脏痛觉,1. 内脏痛的特点定位不精确（感受器数量相对较少）；发生缓慢（交感C纤维传递）、疼痛持久，即类似于慢痛；对机械牵拉、缺血、痉挛和炎症和扩张等刺激敏感；而对引起体表痛的刺激不敏感。常引起不愉快情绪反应和出汗、恶心、血压降低等自主神经反应；常伴有牵涉痛和体腔壁痛,41,2.体腔壁痛（parietal pain),定义：内脏疾患引起邻近体腔壁浆膜受刺激或骨骼肌痉挛而产生的疼痛。 疼痛特点：刺痛，定位清楚。A传入 * 阑尾炎并发腹膜炎,42,3.牵涉痛（referred pain）,定义：内脏疾患往往引起体表一定部位产生疼痛或痛觉过敏，这种现象称为牵涉痛。意义：疾病诊断机制: 会聚和易化学说常见内脏疾病牵涉痛的部位和压痛区,43,脑干,基底神经节,小脑,大脑皮层,第3节 神经系统对躯体运动的调节,脊髓,44,（一）运动单位概念：由一个脊髓运动神经元或脑干运动神经元及其分支所支配的全部肌纤维组成的功能单位。意义：大运动单位可以产生较大的肌张力；小运动单位有利于肌肉进行精细活动。,一、运动单位和最后公路,45,脊 髓 运 动 神经元 脑 干 运 动 神 经 元,脑干到皮层等高位中枢下传信息,皮肤、肌肉、关节等传入信息,骨 骼 肌 纤 维,引 发 随 意 运 动；调 节 姿 势；协 调 不 同 肌 群 的 活 动,最后公路,（二）最后公路（Final common path),46,1.屈肌反射（flexor reflex) 概念：伤害性刺激作用于动物的肢体皮肤，反射性引起该侧肢体屈肌收缩、伸肌舒张，关节屈曲，称为屈肌反射。 意义：具有保护作用2.对侧伸肌反射(crossed extensor reflex) 概念：在屈肌反射的基础上，加大刺激强度时，在同侧 肢体屈曲的基础上出现的对侧肢体伸直反应。 意义：维持身体平衡,(一) 脊髓(躯体)反射（Spinal Reflex),二、脊髓对躯体运动的调节 Spinal Control of Motor Function,47,3. 牵张反射 (Stretch reflex) 概念：有神经支配的骨骼肌在受到外力牵拉时，能反射性地引起被牵拉的同一肌肉收缩。 分类： 腱反射 (tendon reflex) 肌紧张 (muscle tonus),48,腱反射(位相性牵张反射)：快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。,刺激：快速牵拉肌腱表现：全部肌纤维的一次性同步收缩，明显缩短中枢：脊髓前角、单突触（潜伏期短，约0.7ms)意义：反射弧完整性；高位中枢病变,例如：膝反射、跟腱反射、肱二头肌和肱三头肌肘反射等,49,肌紧张（紧张性牵张反射)：指缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射，,刺激：缓慢持续牵拉肌腱表现：轻度持久的肌肉收缩（轮流），张力增加中枢：多突触传递，是多突触反射意义：是维持机体姿势的基础,* 如直立时，颈部及背部肌肉受到重力牵拉,50,感受器：肌梭传入纤维：Ia、II类纤维 中枢：脊髓前角传出纤维： 运动神经元的A传出纤维 效应器：梭外肌特点：感受器和效应器都在同一块肌肉中,（3）牵张反射的反射弧,51,（4）牵张反射的反射效应,肌肉受到外力牵拉肌梭被拉长而兴奋传入纤维（a/类）传入冲动增加脊髓前角运动神经元兴奋传出纤维（A类）传出冲动被牵拉的梭外肌收缩。,52,（二）脊休克（spinal shock）,1.概念：脊髓与高位中枢离断后，断面以下的脊髓在一段时间内暂时丧失反射活动能力，进入无反应状态。2.表现：骨骼肌紧张性，甚至消失；外周血管扩张，血压发汗反射不出现；粪、尿潴留,53,3. 脊休克的原因：高位中枢（大脑皮层、前庭核、脑干网状结构）下行易化作用的丧失，不是损伤本身引起。4. 脊休克的恢复： 动物进化程度：蛙几分钟，犬数天， 人数周乃至数月 对高位中枢的依赖程度： 简单反射：先恢复，如屈肌反射、腱反射； 复杂反射：后恢复，如对侧伸肌反射5.脊休克的产生和恢复说明：脊髓是某些低级反射的初级中枢，正常时脊髓受高位中枢的调节。,54,三、脑干对肌紧张的调节,Brain Stem Control of Motor Function,（一）脑干网状结构易化区 加强肌紧张和肌运动的区域(范围较大) 上级中枢：小脑前叶的两侧部后叶中间部、延髓的前庭核,（二）脑干网状结构抑制区 抑制肌紧张和肌运动的区域(范围较小) 上级中枢：大脑皮层运动区、纹状体及小脑前叶蚓部,55,1. 概念 在中脑上、下丘之间切断脑干后，动物出现的四肢伸直，坚硬如柱，头尾昂起，脊柱挺硬的现象。 2.机制 脑干网状结构调节肌紧张的易化区活动相对亢进。,（三）去大脑僵直（Decerebrate rigidity）,56,四、基底神经节对躯体运动的调节 Contribution of Basal Ganglia to Motor Function,（一）基底神经节的组成 尾核、壳核、苍白球、丘脑底核、黑质 （二）基底神经节的功能 随意运动的产生和稳定的调节； 肌紧张的调节； 运动的设计和程序的编制。,57,（三）有关疾病,运动过多而肌紧张过弱-低张力综合征，如舞蹈病运动过少而肌紧张过强-僵直综合征，如震颤麻痹,1.震颤麻痹或帕金森病 症状: 随意运动减少、动作缓慢（发起运动困难）,面目表情呆板；全身肌张力增强（肌强直）、常伴有静止性震颤（4-5次/秒）。 发病机制:中脑黑质多巴胺能神经元功能受损。,58,2. 舞蹈病或亨廷顿病,症状： 不自主的上肢和头部舞蹈样动作； 肌张力降低 逐渐加重的痴呆发病机制：新纹状体中的GABA和ACh能神经元功能受损。,59,五、小脑对躯体运动的调节,Contribution of Cerebellum to Motor Function,（一）小脑分区（按功能联系）,60,（二）小脑的功能,1.前庭小脑 （绒球小结叶）,功能：控制身体姿势平衡,控制眼球运动损伤:平衡失调,位置性眼震颤,61,2.脊髓小脑（小脑体蚓部和半球中间部）,功能：（1）协调随意运动：方向、力度、限度和稳定性（2）调节肌紧张 抑制区-前叶蚓部 易化区-前叶两侧部和后叶中间部损伤: 小脑性共济失调（如意向性震颤); 肌张力减退、四肢乏力,62,功能：参与运动的设计动程序的编制损伤：运动起始延缓和快速熟练动作缺失,3. 皮层小脑（半球外侧部 ）,63,六、大脑皮层对躯体运动的调节Cortical Control of Motor Function,（一）大脑皮层运动区中央前回运动前区运动辅助区,64,主要运动区（中央前回和运动前区）功能特征：,交叉支配：一侧运动区支配对侧躯体。倒置分布：头面部内部是正立的。 运动区面积的大小与运动的精细程度成比例。,65,66,（二）运动传导通路,脑干下行通路,皮层脊髓束和皮层脑干束,67,自主神经Autonomic nervous system,传入神经Afferent传出神经Efferent,交感神经Sympatheticnerve副交感神经Parasympa-thetic nerve,一、自主神经的结构和功能特征,第4节 神经系统对内脏活动的调节Visceral Control by Nervous System,68,中枢起源神经节所处部位外周分布,较分散第、对脑神经核；S2-4侧角靠近支配器官或在器官内；节前纤维长，节后纤维短部分器官没有副交感神经支配(皮肤和骨骼肌血管、汗腺、竖毛肌、肾上腺髓质、肾脏等),副交感神经,交感神经,较集中 T1-L2,3灰质侧角靠近中枢；节前纤维短，节后纤维长广泛，几乎所有内脏器官,（一） 自主神经的结构特征,69,（二）自主神经的功能,70,（三）自主神经功能活动特征：,1.双重支配,* 也可表现出协同一致的作用。例如，交感和副交感神经都具有促进唾液腺分泌的功能，前者使唾液分泌量少而粘稠；后者使唾液分泌量多而稀薄。,但肾上腺髓质、汗腺、竖毛肌、皮肤和肌肉内的血管只接受交感神经支配。,作用拮抗: 交感神经：动员能量，应付紧急情况； 副交感神经：贮存能量和休整恢复。,71,2.紧张性支配,切断心迷走神经，心跳就加快；切断心交感神经，心跳就减慢。,3.反应程度的广泛性和选择性,交感活动：比较广泛。紧急情况，交感-肾上腺系统，各器官活动增加。 副交感活动：往往比较局限。,4.作用与效应器功能状态有关,交感神经：有孕子宫收缩(1受体)，无孕则舒张(2受体)迷走神经：收缩状态的胃幽门舒张，舒张状态的收缩。,72,二、自主神经的递质及受体 Neurotransmitter & Receptor,（一）乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）及其受体 1.胆碱能纤维：释放乙酰胆碱作为递质的神经纤维。 胆碱能纤维包括: 自主神经的节前纤维； 大多数副交感节后纤维（少数为肽类纤维）； 少数交感节后纤维（支配汗腺和骨骼肌血管）； 支配骨骼肌的运动纤维。,73,能与Ach特异性结合的受体称为胆碱能受体。根据药学特性可分为： 毒蕈碱受体（muscarinic receptor ，M受体） 烟碱受体（nicotinic receptor，N受体）,2.胆碱能受体：,74,分布：大多数副交感节后纤维（除少数肽类纤维）支配的效应器 少数交感节后纤维支配效应器（汗腺和骨骼肌血管平滑肌） 效应（M样作用）：心肌活动的抑制内脏平滑肌收缩消化腺和汗腺分泌增加骨骼肌血管平滑肌舒张激动剂和拮抗剂： 阿托品、山莨菪碱为拮抗剂 毒蕈碱、毛果芸香碱为激动剂 临床应用：有机磷中毒的M样症状，阿托品缓解中毒,(1)毒蕈碱受体（M受体）,75,分布： N1受体分布周围神经系统的自主神经节突触后膜上 N2受体分布神经骨骼肌接头处的终板膜上效应（N样作用）： Ach+N1能兴奋自主神经节后神经元 Ach+N2产生终板电位，引起骨骼肌收缩激动剂和拮抗剂： 激动剂烟碱 筒箭毒可阻断N1、N2受体 六烃季胺可阻断N1受体 十烃季胺可阻断N2受体为临床应用：有机磷中毒的N样症状。,（2）烟碱受体（N受体）,76,（二）去甲肾上腺素和肾上腺素及其受体,去甲肾上腺素（noradrenaline，NA或 norepinephrine，NE）肾上腺素（adrenaline，Adr或epinephrine，E）,1.肾上腺素能纤维： 在外周中，以NE为递质的神经纤维称为肾上腺素能纤维。主要指大多数交感节后纤维（除支配汗腺和骨骼肌血管的交感胆碱能纤维外）。,77,2.肾上腺素能受体： 能与Adr和NE结合的受体称为肾上腺素能受体。包括： 型肾上腺素能受体（受体） 型肾上腺素能受体（受体）。分布： 多数交感节后纤维（除支配汗腺和骨骼肌血管交感胆碱能纤维外）所支配的效应器细胞膜上。,78,效应： 受体：1受体与Adr和NE结合后效应包括： 平滑肌兴奋（血管、子官、虹膜辐射状肌等） 平滑肌抑制（小肠） 2受体为突触前受体。 受体： 受体与Adr和NE结合后效应包括： 1 受体心肌兴奋 2受体平滑肌效应是抑制的（血管、子官、小肠、支气管）; 3受体与脂肪分解有关。,79,激动剂和拮抗剂：受体：1受体拮抗剂为哌唑嗪； 2受体拮抗剂为育亨宾； 酚妥拉明二者都能阻断; 可乐定为2受体的激动剂。受体：普萘洛乐阻断受体，对1和2受体无选择性； 阿提洛乐阻断1受体； 丁氧胺可阻断2受体。,80,三、各级中枢对内脏活动的调节,(一)脊髓:初级中枢,可完成一些基本的反射,如: 血管张力反射 勃起反射 排尿、排便反射 发汗反射 （二）脑干 延髓：生命中枢、吞咽和呕吐中枢 脑桥：呼吸调整中枢、角膜反射中枢 中脑：瞳孔对光反射中枢,81,1.对摄食行为的调节 下丘脑外侧区：摄食中枢; 下丘脑腹内侧区：饱中枢,2.水平衡调节： 下丘脑外侧区（饮水中枢） ：控制摄水 ADH 、ANP：控制排水,5.对腺垂体激素分泌的调节：下丘脑调节肽 (HRP）,6.生物节律的控制：视交叉上核（SCN),3 .体温调节：PO/AH温度敏感神经元,4.对情绪反应的影响：下丘脑防御反应区,(三)下丘脑,82,(四)大脑皮层,1.边缘叶和边缘系统 复杂多变：如刺激扣带回前部可引起呼吸抑制或加速、血压下降或上升等。2.新皮层 刺激内侧面4区，产生直肠和膀胱运动变化；刺激4区底部，唾液分泌变化。,83,第5节 脑的高级功能与脑电活动Higher Nervous Activity of the Brain and Wakefulness & Sleep,一、人类大脑皮层的活动特征（一）条件反射的形成 非条件反射: 防御反射、食物反射、性反射等。 特点:数量有限、形式固定、较低级，机体初步适应环境 条件反射： 在非条件反射基础上建立的； 数量可以不断增加，扩大了机体的反应范围； 人脑的高级功能和条件反射的建立与有着密切联系 。,84,条件反射的建立,A.铃声不分泌唾液B.食物粘膜中枢唾液腺唾液分泌（非条件反射）C.铃声+食物唾液分泌 （无关刺激+非条件刺激）D.铃声唾液分泌（条件反射）,* 强化(reinforcement) ：无关刺激与非条件刺激在时间上的多次结合,85,两种信号系统,第一信号：具体的、现实的信号，如光、声、嗅、味、 触等感觉刺激。第一信号系统：大脑皮层对第一信号发生条件反射的功 能系统。第二信号：指抽象的、代表第一信号的信号，即语词第二信号系统：大脑皮层对第二信号发生反应的功能系 统被称为第二信号系统 第一信号系统是人类和动物所共有的,第二信号系统是人类所特有的。,86,(二)大脑皮层的语言中枢和优势半球,1.大脑皮层的语言中枢,87,不会说话，但与发音有关的肌肉并不麻痹 不会书写，但手部肌肉其他运动正常 听不懂别人谈话，但听觉功能正常看不懂文字含义，但视觉功能正常,运动性失语症失写症感觉性失语症失读症,中央前回底