神经系统的功能PPT课件文档资料.ppt

第一节神经元与神经胶质细胞的功能 neuron neuroglia soma dendrite axon nervoussystem 一 神经元 neuron 的一般结构与功能 一 神经元由胞体和突起两部分构成 1 神经元的结构特征 2 神经元的分类 1 根据突起的数目 2 根据神经元的功能 3 根据神经元释放的递质 3 神经元的功能 接受 整合 传递信息 1 神经纤维的分类 2 根据传导速度和电生理学特性 二 神经纤维的兴奋传导功能 3 根据纤维直径和来源分类 1 根据髓鞘的有无 表10 1神经纤维的分类 2 影响神经纤维传导速度的因素 温度 髓鞘 2 神经纤维的功能 传导兴奋 excitation 1 神经纤维传导兴奋的机制 三 神经纤维传导兴奋的特征 1 完整性 结构完整 机能完整 2 绝缘性 3 双向性 4 相对不疲劳性 四 神经纤维的轴浆运输 axoplasmictransport 的功能 soma axon 狂犬病 Rabies 恐水病 Hydrophobia 逆向轴浆运输 如狂犬病毒 破伤风毒素等 轴浆运输的生理意义 实现突触传递功能 反馈性调节 五 神经纤维对效应组织的营养性作用和效应组织对神经元的支持作用 1 神经纤维的营养性作用 neurotrophiceffect NGF BDNF等 脊髓灰质炎Polionyelitis 二 神经胶质细胞 neuronglia 数量比神经元多 支持和保护神经元 不形成化学性突触 终身分裂增殖的能力 第二节神经元之间的信息传递 一 突触传递 两个神经元的功能接触部位称为突触 synapse 一 突触的分类 Axo dendriticsynapse Axo somaticsynapse Axo axonicsynapse presynapticmembrane 递质 受体 synapticcleft 水解酶 postsynapticmembrane 受体 离子通道 二 经典的突触传递 神经元信息交流的最基本方式 1 经典的突触功能结构 突触前轴突末梢的AP 2 突触传递的过程 突触传递过程示意图 3 突触后电位的两种类型 1 兴奋性突触后电位 excitatorypostsynapticpotential EPSP 突触前神经元释放兴奋性递质 作用于突触后膜 引起后膜对Na K Cl 尤其是对Na 的通透性加大 产生内向电流 使后膜发生局部去极化 这种去极化电位称为EPSP 突触前神经末梢的AP 突触前膜释放兴奋性递质 递质与突触后膜受体结合 突触后膜离子通道开放 Na 主 K 通透性 去极化 EPSP Na 内流 K 外流 EPSP的形成机制 Ca2 内流 2 抑制性突触后电位 inhibitorypostsynapticpotential IPSP 突触前神经元释放抑制性递质 作用于突触后膜 使膜上Cl 通道开放 引起Cl 内流 从而使后膜发生局部超极化 这种电位变化称为IPSP 突触前神经末梢的AP 突触前膜抑制性递质释放 递质与突触后膜受体结合 突触后膜离子通道开放 Cl 主要 K 通透性 超极化 IPSP Cl 内流 K 外流 IPSP的形成机制 Ca2 内流 4 突触传递的可塑性 plasticityofsynaptictransmission 概念 指由于突触的反复活动可引起突触传递的效率发生较长时程的增强 易化 或减弱 压抑 特性 突触传递的可塑性的表现形式 强直后增强 posttetanicpotentiation 习惯化和敏感化 长时程增强和长时程抑制 long termpotentiation LTP long termdepression LTD 5 突触传递的特征 1 单向传布 2 突触延搁 3 总和 4 兴奋节律的改变 6 对内外环境变化敏感和易疲劳 5 后发放 三 电突触 electricalsynapse 传递 双向 快速 低电阻 同步放电 四 非突触性化学传递 non synapticchemicaltransmission 局部回路神经元和局部神经元回路 中枢神经元的联系方式单线式辐散式聚合式环路式与链锁式 二 神经递质与受体 神经递质 neurotransmitter 神经系统中参与信息传递的化学物质 奥托 洛伊维 OttoLoewi 1873 1961 1 递质的鉴定 突触前神经元应具有合成递质的前体和酶系统 递质贮存于突触小泡内 能作用于突触后膜上的特异受体发挥作用 存在使该递质失活的酶或其他失活方式 有特异的受体激动剂和拮抗剂 2 调质 neuromodulator 神经元产生的另一类化学物质 本身不起信息的传递作用 但可以调节信息传递的效率 增强或减弱递质的效应 阿片肽对交感末梢释放NA的调制作用 3 递质的受体 是指存在于细胞膜或细胞内能与某些化学物质 包括递质 调质 激素或药物等 发生特异性结合并产生生物学效应的特殊生物分子 一 外周神经递质及其受体 1 乙酰胆碱 acetylcholine ACh 释放ACh作为递质的神经纤维称为胆碱能纤维 cholinergicfiber 交感神经 副交感神经 躯体运动神经 AChN AChN AChN AChM MACh NE 汗腺 骨骼肌血管 外周的胆碱能纤维 胆碱受体 凡是能和乙酰胆碱结合并引起细胞产生反应的受体称为胆碱受体 cholinoceptor 1 毒蕈碱样受体 muscarinicreceptor Mreceptor 2 烟碱受体 nicotinicreceptor Nreceptor 分类毒蕈碱受体烟碱受体作用心肌 平滑肌和腺体神经 肌接头 自主神经节毒蕈碱样作用烟碱样作用 M样作用 N样作用 分布大多数副交感神经的所有自主神经元的突触后膜节后纤维和少数交感和神经 肌接头的终板膜上神经的节后纤维支配的效应器细胞上亚型M1 M2 M3 M4 M5N2 N1机制G蛋白 第二信使Ach门控通道阻断剂阿托品筒箭毒碱十烃季铵六烃季铵 2 去甲肾上腺素 norepinephrine NE 及其受体 释放NE作为递质的神经纤维称为肾上腺素能纤维 adrenergicfiber 包括大部分的交感节后纤维 能与去甲肾上腺素类物质结合的受体称为肾上腺素受体 adrenoceptor 肾上腺素受体 受体 受体 1 2 1 2 与 受体结合产生平滑肌效应 以兴奋性为主 如 血管收缩 子宫收缩 虹膜辐射肌收缩 扩瞳 抑制性 如 小肠舒张 与 受体结合产生平滑肌效应 以抑制性为主 如 血管舒张 子宫舒张 小肠舒张 支气管舒张等 对心肌为兴奋性作用 心肌细胞 收缩力 心率 NE对 作用强E对 作用都强异丙肾上腺素对 作用强 受体阻断剂 受体阻断剂 酚妥拉明可消除NE E的升压效应 受体阻断剂 普萘洛尔 心得安 可消除E 异丙肾上腺素的降压效应 肽能神经纤维 末梢释放三磷酸腺苷或肽类作为递质的神经纤维 3 肽类递质 主要存在于胃肠道 引起胃肠道的抑制反应 二 中枢神经递质名称主要分布部位功能特点乙酰胆碱脊髓 脑干网状结构 与感觉 运动 学习丘脑 边缘系统记忆等活动有关单胺类NE低位脑干网状结构与觉醒 睡眠和情绪活动有关多巴胺沿黑质 纹状体投射是锥体外系的重要递质 调节躯系统分布体运动5 羟色胺中缝核与睡眠 情绪活动有关氨基酸类谷氨酸大脑皮质 脊髓背侧部兴奋性递质甘氨酸脊髓抑制性递质 氨基丁酸大脑皮层 小脑皮层 抑制性递质纹状体 黑质投射纤维肽类下丘脑神经肽下丘脑调节自主神经活动阿片样肽脑内调节痛觉胃肠肽脑内与摄食活动有关 三 递质的共存 戴尔原则 Dale sprinciple 一个神经元内只存在一种递质 其全部神经末梢均释放一种递质 此原则现在需要修改 免疫组织化学技术 共同存在于同一突触前神经末梢的递质称为共存递质 cotranmitter 一个神经元中含有两种或两种以上递质的现象称为递质共存 共存递质 多巴胺 DA 5 羟色胺 5 HT NE ACh 5 HT P物质 NE 脑啡肽 递质共存的生理意义 使神经调节的形式更加多样化 有助于实现对不同效应器官在性质上和程度上不同的调节 四 中枢抑制 centralinhibition 突触后抑制 postsynapticinhibition 抑制性中间神经元兴奋 末梢释放抑制性递质 突触后膜 IPSP 突触后神经元活动抑制 超极化抑制 通过抑制性中间神经元的活动而产生 A 传入侧支性抑制 afferentcollateralinhibition 交互抑制 意义 能协调不同中枢之间的活动 B 回返性抑制 recurrentinhibition 负反馈抑制 意义 使神经元活动及时终止 也使同一中枢内许多神经元之间发生同步性活动 突触前抑制 presynapticinhibition 突触前抑制是由于突触前神经元的轴突末梢受另一神经元的作用预先发生了去极化 从而导致该末梢兴奋时产生的动作电位幅度减小 释放的递质也相应减少 因而不易引起突触后神经元兴奋 通过轴 轴突触的活动而引起 mV 轴突B 轴突A 神经元C 刺激A 刺激B 刺激B后 刺激A 70 65 60 GABA 第四节神经系统的感觉功能 一 脊髓的感觉传导功能 浅感觉 痛觉 触觉和温度觉 经脊髓后根进入脊髓后角 交换神经元后交叉至对侧上行 深感觉 压觉和本体感觉 经脊髓后根进入脊髓后沿后索上行 至延髓交换神经元后交叉至对侧上行 二 丘脑及其感觉投射系统 丘脑为感觉传导的换元接替站 只进行感觉的粗糙分析与综合 丘脑的细胞群可分为三类 1 特异性投射系统经典的感觉传导路 嗅觉除外 上行到丘脑 在丘脑感觉接替核和联络核换元后 发出纤维投射到大脑皮层的特定区域 特点 点对点投射功能 引起特定感觉并激发大脑皮层发出神经冲动 2 非特异性投射系统经典感觉传导路的第二级神经元的上行纤维经过脑干时 发出侧支与脑干网状结构的神经元发生突触联系 经过多次换元 到达丘脑的髓板内核群 最后弥散投射到大脑皮层的广泛区域 特点 弥散性投射功能 维持和改变大脑的兴奋性 保持觉醒 特异性投射系统 组成 功能 引起特定的感觉 激发皮层发出神经冲动 不引起特定的感觉 维持和改变大脑皮层的兴奋状态 上行激醒作用 非特异性投射系统 传入丘脑前沿特定途径 经丘脑第一 二类细胞群 丘脑 皮层的点对点投射纤维 传入丘脑前经脑干网状结构多次换N元 经丘脑第三类细胞群 丘脑 皮层的弥散投射纤维 网状结构内有上行激动系统 特点 多次更N换元 投射区广泛 点对点关系 易受药物影响 巴比妥类催眠药物的作用原理 三次更换N元 投射区窄小 点对点关系 功能依赖于非特异性投射系统的上行激醒作用 两种感觉投射系统的比较 在脑干网状结构内存在着具有上行唤醒作用的功能系统 称之为脑干网状结构上行激动系统 ascendingreticularactivatingsystem 三 大脑皮层的感觉分析功能大脑皮层的感觉代表区 1 体表感觉区 位于中央后回2 本体感觉区 位于中央前回3 内脏感觉区 与本体感觉区大致重叠4 视觉区 枕叶距状裂上 下缘5 听觉区 两侧颞叶6 嗅觉和味觉区 位于大脑皮层的边缘系统 交叉性投射 定位精确 分布呈倒置 投射区的大小与感觉灵敏度有关 第一体表感觉代表区投射规律 痛觉感受器 游离神经末梢 伤害性刺激 局部组织释放致痛物质 K H 组织胺 5 HT 缓激肽 前列腺素等 游离神经末梢 疼痛 传入中枢 痛觉 四 痛觉生理 1 快痛 定位清楚的 刺痛 刺激时很快产生 去除刺激后很快消失 传导纤维 有髓鞘的A 纤维 传导速度快 兴奋阈值较低 一 皮肤痛觉 2 慢痛 定位不明确 强烈而又难忍的 烧灼痛 并伴有情绪 心血管和呼吸等方面的反应 去除刺激后还持续几秒钟 传导纤维 无髓鞘的C类纤维 传导速度较慢 兴奋阈值较高 二 内脏痛与牵涉痛 感觉比较模糊 弥散 定位不精确 疼痛发起比较缓慢 持续时间较长 对机械性牵拉 痉挛 缺血 炎症剌激敏感 对切割 烧灼剌激不敏感 常伴有牵涉痛 内脏痛的感受器 游离神经末梢 传入神经 交感神经 迷走神经 盆神经 体腔壁痛 parietalpain 体腔壁浆膜受到刺激时产生的疼痛 牵涉痛 某些内脏疾病往往引起身体体表一定部位发生疼痛或痛觉过敏 第五节神经系统对躯体运动的调节 一 脊髓对躯体运动的调节 一 脊髓运动神经元与运动单位 运动单位 motorunit 由一个 运动神经元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位 眼外肌运动神经元 6 12根肌纤维 精细运动 四肢肌 三角肌 肌运动神经元 2000根肌纤维 巨大张力 二 脊休克 spinalshock 脊动物 脊髓与高位中枢离断的动物 与高位中枢离断的脊髓 手术后暂时丧失反射活动的能力 进入无反应状态 此现象称之为脊休克 躯体和内脏反射活动减弱或消失 恢复速度 蛙 数分钟犬 数天人 数周 数月 脊休克产生的原因 由于离断的脊髓突然失去了高位中枢的易化作用 提高兴奋性 使反射易于发生 脊髓 内脏躯体反射 1 屈肌反射与对侧伸肌反射 屈肌反射具有保护性意义 对侧伸肌反射具有维持姿势的意义 三 脊髓的躯体运动反射 2 牵张反射 stretchreflex 有神经支配的骨骼肌 在外力作用下被伸长时 可反射的引起受牵拉肌肉的收缩 牵张反射的反射弧 感受器 肌梭 musclespindle 腱器官 tendonorgan 中枢 脊髓前角 运动神经元 3 效应器 梭外肌纤维 肌梭示意图 肌梭和腱器官两种感受器在不同情况下的兴奋性的变化 由图可以看出 肌梭在以下两种情况下敏感性增加 A 肌肉被牵拉 如叩击肌腱 B 运动神经元兴奋 当 传出纤维活动加强时 梭内肌纤维收缩 肌梭感受装置的敏感性提高 从而使肌梭传入纤维发放的冲动增加 引起支配同一肌肉的 运动神经元活动增强 然后通过 传出纤维 使其支配的梭外肌收缩 这一反射途径称为 环路 环路 loop 两种感受器的比较 肌梭 腱器官 分布 梭内肌中央 肌腱胶原纤维之间 适宜刺激 感受长度变化 感受张力变化 等长收缩 等张收缩 被动牵拉 引发效应 传入冲动频率不变 传入冲动频率增加 传入冲动频率减少 传入冲动频率不变 传入冲动频率增加 传入冲动频率增加 使 运动神经元兴奋 使 运动神经元抑制 2 牵张反射的类型 腱反射 位相性牵张反射 肌紧张 紧张性牵张反射 去大脑僵直 decerebraterigidity 二 脑干对肌紧张和姿势的调节 1 对肌紧张的调节 1 现象 在中脑上 下叠体 上 下丘 之间切断脑干 动物立即出现四肢伸直 头尾昂起 脊柱挺硬等肌紧张亢进现象 角弓反张 去大脑僵直是在脊髓牵张反射的基础上发展起来的 是一种过强的牵张反射 去大脑僵直主要表现为伸 抗重力肌 紧张性亢进 2 原因 正常情况下 两者对抗而处于相对平衡 以维持正常的肌紧张 易化区的活动略占优势 肌紧张 3 僵直类型 僵直 僵直 2 对姿势的调节 姿势反射 牵张反射 对侧伸肌反射 简单的姿势反射 状态反射 迷路紧张反射 颈紧张反射 翻正反射 小脑功能 维持姿势平衡 前庭小脑 绒球小结叶 调节肌紧张 脊髓小脑 协调随意运动 后叶中间带 受损伤 意向性震颤 小脑性共济失调 小脑前叶后叶中间带 三 小脑对躯体运动的调节 四 基底神经节对躯体运动的调节 基底神经节 尾状核壳核苍白球丘脑底核黑质红核 纹状体 一 基底神经节的功能 调节随意运动的稳定 控制肌紧张 处理本体感觉传入息 二 基底神经节损伤的临床表现 1 震颤麻痹 帕金森病Parkinson sdisease PD 特点 运动过少 肌紧张过强 产生原因 中脑黑质内多巴胺能神经元功能被破坏 在正常人体中 纹状体和黑质间有两种作用相互对立而又相互协调的神经递质系统 静止性震颤的发生机制 丘脑外侧腹核 大脑皮层运动区 纹状体 特点 运动过多 肌紧张过弱 产生原因 纹状体内的胆碱能神经元和 氨基丁酸能神经元功能减退 黑质多巴胺能神经元功能相对亢进 2 舞蹈病与手足徐动症 皮质运动区 脊髓 肌肉运动 纹状体 第四节神经系统对内脏活动 本能行为和情绪反应的调节 一 植物性神经系统 内脏神经系统 自主神经系统 一 交感和副交感神经的特征 效应器 节前纤维 节后纤维 有髓B类纤维传导快 无髓C类纤维传导慢 交感和副交感神经的特征 二 交感和副交感神经系统的功能 调节心肌 平滑肌和腺体 消化腺 汗腺 部分内分泌腺 的活动 1 两者对器官的作用往往相拮抗 功能特点 2 对某些效应器官的作用是一致的 3 对效应器官有持久的紧张性作用 4 外周作用与效应器功能状态有关 5 对整体生理功能调节的意义 交感神经系统 使机体适应环境急剧变化 耗能多 如 应急反应 副交感神经系统 保护机体 休整恢复 促进消化 积蓄能量以及加强排泄和生殖等功能 二 下丘脑对内脏活动的调节 一 体温调节 下丘脑有体温调节中枢 二 摄食行为调节 下丘脑外侧区 摄食中枢 feedingcenter 下丘脑腹内侧核 饱中枢 satietycenter 三 水平衡调节 四 对腺垂体激素分泌的调节 下丘脑 神经分泌小细胞 9种肽类物质 HRP 腺垂体激素分泌 监察细胞 感受血中激素浓度的变化 垂体门脉 五 对情绪反应的影响 情绪 人们对客观事物产生带有冲动的激情状态 喜 怒 哀 乐 喜 怒 忧 思 悲 恐 惊 情绪生理反应 张牙舞爪 甩尾竖毛 扩瞳 发汗 呼吸加快 血压升高 假怒 shamrage 刺激 六 对生物节律的控制 生物节律 biorhythm 机体内的各种活动按一定的时间顺序发生变化 这种变化的节律称为生物节律 生物节律的控制中心 下丘脑视交叉上核 三 大脑皮层对内脏活动的调节 一 新皮层 电刺激皮层内侧面4区一定部位 直肠 膀胱运动 电刺激皮层外侧面4区一定部位 呼吸 血管运动 电刺激4区底部 消化道运动 唾液分泌 电刺6激区一定部位 竖毛与出汗 上下肢血管舒缩 电刺激8区 19区 瞳孔反应 二 边缘叶 边缘前脑的功能 1 对情绪反应的影响 下丘脑防御反应区 杏仁核皮层内侧核群 杏仁核基底外侧核群 抑制 易化 2 对摄食行为的影响 3 记忆功能 记忆 信息的储存 短时性记忆 近期记忆 长时性记忆 长期记忆 海马环路与近期记忆有关 第五节脑的高级功能 一 学习和记忆 学习 learning 人和动物依赖经验来改变自身行为 以适应环境的神经活动过程 记忆 memory 学习到的信息储存和读出的神经活动过程 一 学习的形式 非联合型学习 nonassociativelearning 在刺激和反应之间不形成某种明确的联系 习惯化 当一个不产生伤害性的刺激重复作用时 对该刺激的反射性行为反应逐渐减弱的过程 意义 人和动物依靠习惯化可以去除许多无意义的应答 敏感化 是指一个新异的 强烈的伤害性刺激 如夹捏皮肤致痛 可引起对另一个弱刺激 如触摸皮肤 发生增强反应 意义 有助于人和动物注意避开伤害性刺激 形成条件反射的基本条件 强化 联合型学习 1 经典条件反射 特点 动物必须通过自己完成某种运动或操作后才能得到强化 2 操作式条件反射 二 条件反射活动的基本规律 1 经典条件反射建立需要的基本条件 动物的机能状态 2 经典条件反射的消退 在不强化的条件下 条件反射的丧失 引起兴奋的条件反射 阳性条件反射 引起抑制的条件反射 阴性条件反射 3 人类的条件反射 4 两种信号系统学说 光 声 嗅 味 触 眼 耳 鼻 舌 身 现实具体的信号 第一信号 与第一信号相应的语词 是第一信号的信号 第二信号 第一信号系统 对第一信号发生反应的大脑皮层功能系统 第二信号系统 对第二信号发生反应的大脑皮层功能系统 短时性记忆 持续几秒或几分钟的记忆 长时性记忆 保持几天 几周 甚至终身的记忆 三 记忆的过程 四 学习和记忆的机制 1 神经生理 感觉性记忆 刺激作用过去以后 神经元活动仍存留一定时间 第一级记忆 神经元之间环路的连续活动 海马环路的活动 2 神经生化 长时性记忆与脑内蛋白质合成有关 学习记忆 毒扁豆碱 东莨菪碱 利血平 GABA 加压素 催产素 纳洛酮 脑啡肽 3 神经解剖 持久性记忆与新突触联系的建立有关 人类的第三