中枢神经系统的功能.ppt

,中枢神经系统的感觉功能,第三章中枢神经系统,内外环境的各种变化,感受器,换能作用,神经冲动,传导路,大脑皮层,分析综合产生主观感觉,感觉:是人脑对客观事物的主观反映。,感觉产生过程:,一、概述,二、脊髓的感觉传导与分析功能,脊髓大脑,深感觉传导路径,浅感觉传导路径,浅感觉传导路径:分布在皮肤和黏膜感受痛觉、温度觉和粗略触觉的感受器位于身体表面，因此这些感觉通称为浅感觉。上行特点：先交叉后上行（通过三级神经元换元）深感觉传导通路：本体感觉。上行特点：先上行后交叉（通过三级神经元换元）,三、丘脑的感觉机能,全身的感觉，除嗅觉外，其它的感觉向上传导中，都在丘脑更换神经元，再由丘脑向大脑皮层投射,丘脑感觉机能,丘脑细胞群大致分三类,感觉接替核：接受感觉投射纤维，发出纤维投射到大脑皮层的感觉代表区联络核：不直接接受感觉投射纤维，发出纤维投射到大脑皮层的联络区髓板内核群：弥散性投射到整个大脑皮层,丘脑分成两大投射系统,1.特异性投射系统由丘脑(第一、二类细胞群)沿特定的途径点对点的投射至皮层特定感觉代表区的N纤维。2.非特异性投射系统由丘脑(第三类细胞群)弥散地投射到皮层广泛区域的N纤维。,四、感觉投射系统与前面述及的特异性和非特异性投射系统密切相关,经典的感觉传导道：由三级神经元接替完成,第一级：脊髓神经节或脑神经感觉神经节第二级：脊髓后角或脑干有关神经核内第三级：丘脑感觉接替核内,但特殊感觉比较复杂（视、听、嗅）,一般经典感觉传导道都是通过丘脑特异性投射系统而作用于大脑皮层的,第一级神经元第二级神经元第三级神经元大脑皮层,经典传导道专一感觉传导,通过脑干时发出侧支,网状结构感觉投射,脑干网状结构（反复换元）,丘脑感觉接替核,丘脑第三类细胞群,大脑皮层,非特异性弥散,经典传导道：进入大脑皮层第四层，诱发兴奋,网状结构感觉投射：分散到大脑皮层各层，改变兴奋状态,上行激动系统:指脑干网状结构向丘脑的上传的系统，具有上行唤醒作用。,皮层由兴奋状态抑制状态,如果该系统功能如：应用催眠药、麻醉药,脑干网状结构上行激动系统,作用就是维持与改变大脑皮层的兴奋状态,五、大脑皮层的感觉分析功能,外侧面,体表感觉区=3-1-2区(第一感觉区)+岛叶(第二感觉区)本体感觉区=4区(又是运动区)内脏感觉区=第二感觉区+运动辅助区听觉区=41区+42区视觉区=17区,（一）感觉皮层结构特点：N元分布呈柱状排列构成感觉皮层的最基本功能单位-感觉柱：一个感觉柱的神经元具有同一种功能,对同一感受野的同一类感觉刺激起反应；细胞柱N元兴奋时，其相邻的细胞柱就受抑制，形成兴奋和抑制镶嵌模式。,(二)皮层感觉代表区：.体表感觉代表区：第一感觉区(1.2.3区)位置：中央后回第二感觉区(43区附近)位置：中央前回与岛叶之间。投射特点：.左右交叉.头足倒置分布.精细正比,2.本体感觉代表区：与运动区重叠在一起。3.内脏感觉代表区：第二感觉区+运动辅助区。,4.视觉代表区：位置：枕叶距状裂的上下缘(17区)。投射特点：视网膜的鼻侧交叉投射到对侧枕叶，颞侧不交叉投射到同侧枕叶。,5.听觉代表区：位置：颞横回和颞上回(41区、42区)。投射特点：双侧投射，但以对侧为主。,7.味觉代表区：中央后回头面部感觉投射区下侧。,6.嗅觉代表区：边缘叶的前底部。,中枢神经系统运动机能,（一）、脊髓对躯体运动的调节,一、中枢神经系统对躯体运动的调节,脊髓是完成躯体运动最基本的反射中枢。,1屈肌反射和对侧伸肌反射,2牵张反射与神经中枢保持正常联系的骨骼肌，在受到外力牵拉使其伸长时，引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动称为牵张反射(stretchreflex)。,感受装置肌梭,（1）肌紧张：骨骼肌受重力等缓慢牵拉肌肉的影响而部分肌纤维收缩使整块骨骼肌维持一种轻度的持续收缩状态，产生一定张力，称为肌张力或肌紧张。,（2）腱反射(位相性牵张反射):指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。如：膝跳反射、跟腱反射。,特点：腱反射是单突触反射，所以其反射时很短，耗时约0.7ms。意义：了解神经系统的某些功能状态。如果腱反射减弱或消失，常提示该反射弧的某个部分有损伤；若腱反射亢进，说明控制脊髓的高级中枢的作用减弱。,3脊休克(spinalshock）概念:指脊髓与高位中枢离断(脊动物)时，横断面以下脊髓的反射功能暂时消失的现象。主要表现:横断面以下脊髓所支配的骨骼肌紧张性减弱甚至消失，外周血管扩张，血压降低，出汗被抑制，直肠和膀胱中粪、尿贮留等。特点：这些表现是暂时的，脊髓反射可逐渐恢复恢复的快慢与种族进化程度有关:低等动物恢复快，高等动物恢复慢。恢复的快慢与反射弧的复杂程度有关：简单的反射先恢复(如屈反射、腱反射等)；复杂的反射后恢复(如对侧伸反射等)。人类发生脊休克恢复后，排便排尿反射由原先的贮留变为失禁。,（二）、脑干对肌紧张的调节,1.脑干网状结构抑制肌紧张和肌运动的区域，称为抑制区；加强肌紧张和肌运动的区域，称为易化区,2.去大脑僵直（decerebraterigidity）,上述易化系统和抑制系统对肌紧张的影响，可用去大脑僵直实验加以说明：在动物中脑上下丘之间切断脑干，动物出现伸肌过度紧张现象，表现为四肢伸直、头尾昂起、脊柱挺硬，称为去大脑僵直。,横断脑干切线,（三）、小脑对运动的调节,功能:参与维持身体平衡，协调肌群活动。临床:平衡失调综合症,1.古小脑=前庭小脑,2.旧小脑=脊髓小脑,功能:调节抗重力肌群的活动，提供站立和运动时维持平衡的肌张力强度。临床:肌张力降低，四肢无力，共济失调症状。小脑后叶损伤出现小脑性共济失调症状：意向性震颤：运动过程中的震颤；动作分解：把一个指鼻动作分解位三四个动作才完成；运动时离开指定的路线：指鼻不准（指鼻阳性）；不能快速变换运动（轮替运动障碍）。,3.新小脑=皮层小脑功能:与感觉皮层、运动皮层、联络区之间的联合活动和运动计划的形成及运动程序的编制有关。如精巧运动的学习、熟悉过程临床:精巧运动受损。,特征交叉支配:(除上面部肌受双侧皮层支配外)倒置分布:(除头面部是正立的外)区域大小与精细程度呈正比:功能定位精确：,1.大脑皮层运动区,主要运动区,其他运动区,辅助运动区,(纵裂内缘及扣带回),设计运动动作,部位：第一运动区和运动前区,(4区)(6区),功能：执行随意运动指令,肢体远端肌,肢体近端肌,双侧支配,第二运动区等,(5、6、7、8、18、19区),协调随意运动,(四)、大脑皮质对躯体运动的调节,锥体系1）对侧支配；对皮层无反馈环路。2）加强肌紧张；执行随意运动指令。,锥体外系1）双侧支配对皮层有反馈环路2）调节肌紧张；协调随意运动。,2.锥体系与锥体外系功能特点,（五）基底神经节对运动的调节,1.基底神经节的组成及连接:,纹状体,尾核,壳核,苍白球,基底神经节,新皮层基底神经节丘脑运动皮层,纹状体黑质纹状体,GABA,DA,两个环路,通过反馈环路反馈信息给大脑皮层，以协调随意运动,2.基底神经节的功能及病变:基底神经节有重要的运动调节功能，与控制肌紧张、稳定随意运动等有关。,因基底神经节内存在纹状体黑质纹状体环路，正常时该环路对肌紧张的控制和随意运动的稳定起着重要的作用。损毁基底神经节会使脑干网状结构异化区活动亢进，引起全身肌肉强直。,肌紧张过低而运动过多综合征肌紧张增强而运动过少综合症病症如舞蹈病和手足徐动症等表现肌紧张减低，头部和上肢不自主的舞蹈样动作病变纹状体机制胆碱能N元功能和GABA能N元功能黑质内多巴胺能N元功能相对亢进随意运动治疗耗竭多巴胺递质的药物(如利血平),抑制纹状体胆碱能递质系统作用,肌张力,多巴胺递质,促进多巴胺合成药物(左旋多巴),阻断乙酰胆碱药物(阿托品等),黑质,全身肌紧张增高、肌肉僵硬、随意运动过少、动作缓慢、面部表情呆板。,如震颤麻痹(帕金森氏病),两类病变,二、中枢神经系统对内脏活动的调节（一）自主神经系统的分布特征,1.自主神经系统的一般结构特征,交感神经系统和副交感神经分布的区别,脊髓骶段（24节）侧角,（皮肤和肌肉的血管、汗腺、竖毛肌、肾上腺髓质只有交感神经支配）,(几乎所有脏器),N纤维长度节前节后节前节后,节前节后11117节前节后12,纤维数量比,支配的效应器较广泛较局限,神经节位置离效应器远离效应器近或在效应器壁内,T1L3灰质侧角脑干（、对脑神经）,中枢部位（中间）（两端）,特征交感神经系统副交感神经系统,释放递质,节前纤维为ACh,节前、节后纤维皆为ACh,少部分节后纤维为ACh,大部分节后纤维为NE,2.交感神经与副交感神经的功能特点：1）对同一效应器多数内脏器官为双重支配。个别例外：如汗腺、肾上腺髓质、皮肤和肌肉的血管平滑肌只接受交感神经支配。2）二者作用是相互拮抗的。个别例外：如对唾液腺，二者均促进其分泌，3）二者的紧张性作用在不同状态下不同。剧烈活动时：交感神经活动占优势，安静状态下：副交感神经活动占优势。,3.二者对整体生理功能调节不同。交感神经系统的作用范围较广泛，其作用是使机体迅速适应环境的急剧变化能量动员系统。交感神经系统活动增强时，常伴有肾上腺素分泌增多，故称这一活动系统为交感肾上腺素系统。副交感神经系统的作用范围较小，其作用是促进消化吸收、积蓄能量及加强排泄和生殖功能能量储备系统。迷走神经活动增强时，常伴有胰岛素分泌增多，所以称这一活动系统为迷走胰岛素系统。,自主神经系统的主要功能,代谢促进糖元分解，促进胰岛素分泌促进肾上腺髓质分泌,器官交感神经副交感神经,循环心跳加强加快心跳减弱减慢大部血管缩部分血管舒(腹腔内脏、皮肤、外生殖器等)(软脑膜、外生殖器血管等）肌肉血管可收缩(NE能)或舒张(Ach能),消化分泌粘稠唾液，抑制胃肠运动分泌稀薄唾液，促进胃肠运动抑制胆囊收缩，促进括约肌收缩促进胆囊收缩，使括约肌舒张,呼吸支气管平滑肌舒支气管平滑肌缩，粘液分泌,促进胃液及胰液分泌,泌尿逼尿肌舒，括约肌缩，逼尿肌缩，括约肌舒,生殖怀孕子宫缩，未孕子宫舒,眼瞳孔扩大，睫状肌松弛瞳孔缩小，睫状肌缩，,促进泪腺分泌,皮肤竖毛肌收缩，汗腺分泌,（三）、中枢神经系统对内脏活动的调节1.脊髓对内脏活动的调节脊髓是调节内脏活动的初级中枢：,2.低位脑干对内脏活动的调节脑干是调节内脏活动的基本中枢,延髓有基本生命中枢之称。,3.小脑对内脏活动的调节,下丘脑是调节内脏活动的高级中枢：对体温的调节对水平衡的调节对腺垂体功能的调节对摄食活动的调节下丘脑腹内侧核=饱中枢：电刺激此核动物拒食，损毁此核引起多食和肥胖；下丘脑外侧区=摄食中枢：电刺激此区动物多食，损毁此区引起厌食和不饮。,4.下丘脑对内脏活动的调节,对生物节律的调节生物节律指机体内的各种变化按一定时间顺序发生变化的节律。生物节律按其频率的高低可分为：高频：周期1天(如心动周期、呼吸周期)；中频：日周期(如体温、ACTH的分泌)；低频：周期1天(如月经周期)。实验证明：下丘脑的视交叉上核可能是日节律周期的控制中心。,对行为和情绪反应的调节行为和情绪反应与自主神经系统的活动是分不开的。情绪反应增强时主要表现血压升高，心率加快、出汗等交感神经反应亢进的现象。研究指出，下丘脑近中线两旁的腹内侧区=防御反应区此外，电刺激下丘脑外侧区，动物出现厮打攻击行为；刺激下丘脑背侧区，出现逃避行为。,5大脑皮层对内脏活动的调节大脑皮层是调节内脏活动的最高级中枢：新皮层：电刺激新皮层除引起躯体运动反应外，还能引起内脏活动的变化。例如：刺激皮层内侧4区一定区域，会产生直肠与膀胱运动的变化；刺激皮层外侧一定区域，会引起呼吸、血管运动的变化；刺激6区一定区域，会出现竖毛、出汗、上下肢血管的舒缩反应。,脑的高级机能,脑的高级技能：是一个比较陈旧的概念。在生理学中，常将那些比较简单、初级的运动机能和感觉机能列为单独的部分，而将诸如学习和记忆、觉醒和睡眠、条件反射等列入脑的高级机能范畴。脑在完成这些功能活动时往往需要复杂的整合作用，在高等动物则依赖于皮层的存在。目前，国外许多教材将脑的这种机能作为脑的整合功能。,脑电图（EEG）的记录,EEG是把引导电极安置于颅外头皮表面，是一种皮层自发电活动，在感觉传入诱发下，大脑皮层可产生诱发，若把电极直接安放在大脑皮层表面，此时所记录的电位称为皮质电图（ECG）。在多数情况下，EEG所测量的实际上是大脑皮层众多锥体细胞兴奋时的总和电流。,EEG记录一般使用约20个电极，所测量的电压为微伏级。不同电极对之间可分别反映脑的前、后、左、右不同区域的活动状况。,EEG波形很不规则，通常根据振幅和频率特性分为四种波：1）波，0.5-3.5Hz,出现于成年人深睡时；2）波，4-7Hz，婴幼儿易记录，成年人疲倦时可出现；3）波，8-13Hz，正常成人清醒时呈现的主要波形，外加刺激时出现block；4）波，14-30Hz，该波一般提示大脑处于兴奋状态。,EEG的振幅与节律问题:EEG呈现一定的节律性，为什么？这种节律是如何形成的？从物理学的角度分析，EEG的振幅主要取决于神经元活动的同步化而不是强度。同步化强，振幅大。而在去同步化的情况下，EEG的振幅下降。大群神经元可以通过两种方式产生同步震荡：Pacemaker机制或相互兴奋/抑制机制。,二、睡眠与觉醒觉醒和睡眠是生物体周期性活动规律的典型范例。从脑水平看，睡眠和觉醒之间并不具质的区别；从意识水平看，睡眠和觉醒是两个完全不同的世界，前者是开放的，后者是孤立的。由于睡眠和梦经常联系在一起，所以，睡眠也是艺术、文学、哲学和科学所偏爱的主题。在许多古老文化中，人们相信梦是通向更高一级世界的窗口，是获得信息、指引方向、权利和启示的源泉。的确，在我们的一生中，有1/3的时间是在睡眠中度过的，其中又有1/4是处于做梦的状态。然而，人类对自身睡眠和梦的解释还远未达成共识。问题：1）我们为什么需要睡眠？2）人类有能力真正了解梦的意义吗？,快速眼动睡眠(REM)and非快速眼动睡眠,睡眠：是机体对环境的反应性降低，以及与环境相互作用减弱的一种可以被轻易逆转的状态。1953年，Aserinsky等观察到，婴儿在熟睡时可观察到呼吸、肢体运动的周期性改变，并伴有快速眼球运动，因此，将睡眠分为两个不同时相：快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠。,EEG在REM睡眠时相是觉醒状态的波形，呈现低振幅、快波（去同步化），因此，这种睡眠也被称作快波睡眠或异相睡眠。在非REM睡眠期，EEG呈现高振幅、慢波（同步化），被称慢波睡眠。,有趣的是，如果在REM睡眠期间被唤醒，被试者往往会报告正在做一些生动、古怪的梦。不仅如此，这两种睡眠状态还分别对应不同的生理活动状态。,睡眠循环一般，非REM睡眠占75%，REM睡眠占25%，整个晚上REM睡眠和非REM睡眠交替进行。非REM睡眠又可分4个阶段，睡眠一般从非REM睡眠进入REM睡眠，一个周期约90min。,随着睡眠的加深，非REM睡眠（主要是3期和4期）持续时间逐渐缩短，REM睡眠时间延长。,波,波,波,波,我们为什么睡眠？睡眠是用来休息和恢复的。睡眠使机体脱离困境，也可能是为了保存能量。,“半梦半醒”的宽吻海豚。一侧半球先休息2h，然后两侧半球共同清醒1h，接着另一侧半球休息2h。,梦和REM睡眠的功能问题：梦是我们睡眠中必须的吗？,Freud认为，梦是伪装的满足愿望的方式，是一种幻想的无意识表达形式。清醒时这些幻想不能实现。也有人认为，REM睡眠和梦对记忆有重要作用。剥夺人和大鼠的REM睡眠可以损害多种学习能力。,睡眠的神经机制睡眠不是一个被动的过程，而是一个需要许多脑区参与的主动过程。,脑干NE能、5-HT能、Ach能以及组胺神经元在觉醒之前发放增加。,问题：睡眠是由某种物质诱发的吗？在剥夺睡眠的动物上