《神经系统生理学》课件

神经系统生理学探索神经系统的结构与功能课程概述1课程目标掌握神经系统基本工作原理2主要内容神经元、突触、反射、感觉、运动系统3学习方法理论结合实例，定期复习神经系统的基本结构中枢神经系统大脑、脊髓周围神经系统脑神经、脊神经、神经节神经元的结构细胞体含细胞核，代谢中心1树突接收信号，向细胞体传导2轴突传导动作电位，释放神经递质3神经胶质细胞星形胶质细胞提供营养，参与血脑屏障形成少突胶质细胞形成髓鞘，加速冲动传导小胶质细胞吞噬病原体，充当免疫细胞室管膜细胞参与脑脊液产生，衬覆脑室神经元的电生理基础静息电位约-70mV，由Na+/K+泵维持动作电位快速去极化和复极化过程离子通道电压门控通道对膜电位变化敏感化学门控通道受神经递质或激素调节机械门控通道对机械刺激如压力、拉伸敏感动作电位的产生1去极化Na+内流，膜电位上升至+30mV2复极化K+外流，膜电位回落3超极化短暂负于静息电位动作电位的传导跳跃式传导髓鞘化轴突，冲动在郎飞结跳跃传导连续性传导无髓鞘轴突，冲动沿轴突逐点传导突触的结构突触前膜含突触小泡，存储神经递质突触间隙宽约20nm，神经递质扩散区突触后膜含受体蛋白，接收神经递质化学性突触传递神经递质合成储存在突触前神经元内完成神经递质释放Ca2+内流触发突触小泡胞吐受体结合与突触后膜受体结合信号终止通过再摄取或酶降解主要神经递质乙酰胆碱神经肌肉接头，自主神经系统去甲肾上腺素警觉性，交感神经多巴胺奖励，运动控制5-羟色胺情绪，睡眠兴奋性突触后电位(EPSP)产生机制Na+和Ca2+内流导致去极化递质类型谷氨酸，乙酰胆碱等作用促进神经元产生动作电位抑制性突触后电位(IPSP)产生机制Cl-内流或K+外流导致超极化递质类型GABA，甘氨酸等作用抑制神经元产生动作电位时间和空间整合时间整合同一突触连续刺激累加空间整合多个突触同时激活累加突触可塑性长时程增强(LTP)突触效能增强，记忆形成基础长时程抑制(LTD)突触效能减弱，信息筛选基础神经环路的基本原理发散一个神经元影响多个目标1聚合多个神经元影响单一目标2反馈输出返回影响输入3前馈旁路信号影响最终输出4反射活动单突触反射感受器-感觉神经-运动神经-效应器多突触反射含中间神经元，更复杂脊髓反射伸肌反射膝跳反射，腱器官牵张屈肌反射撤离反应，痛觉刺激交叉伸展反射一侧肢体屈曲同时对侧伸展脑干反射1前庭眼反射头部运动引起代偿性眼球运动2瞳孔对光反射光照引起瞳孔缩小3吞咽反射食物触及咽部引起吞咽动作4前庭脊髓反射维持姿势平衡自主神经系统交感神经系统"战或逃"反应，能量消耗副交感神经系统"休息与消化"，能量储存感觉系统概述感觉受体将刺激转化为电信号传入通路传导至中枢神经系统感觉中枢大脑皮层感觉区感知形成信息整合与意识体验体感觉触觉机械感受器，梅克尔盘，帕奇尼小体温度觉冷热感受器，TRP通道蛋白痛觉伤害性感受器，游离神经末梢视觉系统视网膜结构光感受器：视杆细胞与视锥细胞视神经信号ON和OFF通路并行处理视觉通路视网膜-外膝体-初级视觉皮层听觉系统外耳收集声波1中耳声波放大传导2内耳机械能转化为电信号3听觉通路蜗神经-脑干-听觉皮层4平衡觉系统前庭器官椭圆囊、球囊和三半规管平衡感受器毛细胞感知头位和加速度平衡觉通路前庭神经-前庭核-小脑和皮层嗅觉系统嗅上皮含嗅觉感受器神经元嗅球嗅觉信息初步处理嗅皮层嗅觉意识形成味觉系统甜味舌尖，T1R2+T1R3受体酸味舌侧缘，H+通道咸味舌前部和侧缘，Na+通道苦味舌后部，T2R受体运动系统概述骨骼肌的结构和功能肌纤维排列，肌小节结构运动单位一个运动神经元及其支配的肌纤维脊髓运动功能α运动神经元直接支配骨骼肌收缩γ运动神经元调节肌梭敏感性脑干运动功能1前庭核调节姿势和平衡2网状结构调节肌张力和警觉性3红核控制四肢运动4脑桥核中继小脑信息小脑的运动调节接收输入来自皮层和脊髓的本体感觉信息1信息处理比较预期与实际运动2输出调节调整运动的时间、力量和协调性3基底神经节的运动调节纹状体接收皮层输入，主要输入结构1苍白球主要输出结构，抑制丘脑2黑质多巴胺能神经元，调节纹状体3丘脑下核参与精细运动控制4大脑皮层运动区1初级运动皮层执行具体运动指令2运动前区计划复杂顺序动作3辅助运动区参与双侧协调运动锥体系统皮质起源初级运动皮层、运动前区脑干交叉大部分纤维在延髓交叉脊髓下行前锥体束、侧锥体束脊髓终止直接或间接联系α运动神经元锥体外系统1前庭脊髓束控制姿势和平衡2网状脊髓束调节肌张力3红核脊髓束控制粗大运动4橄榄脊髓束协调精细运动肌梭和腱器官肌梭监测肌肉长度和长度变化速率腱器官监测肌肉张力，防止过度收缩姿势控制和平衡感觉输入视觉、前庭、本体感觉1中枢整合小脑、脑干、皮层2运动输出维持重心，防止跌倒3精细运动控制运动规划前额叶皮层，目标确定运动程序辅助运动区，动作序列执行初级运动皮层，实际动作反馈调节小脑、基底核，修正动作语言和言语的神经基础Broca区左侧额叶，语言表达Wernicke区左侧颞叶，语言理解弓状束连接Broca区和Wernicke区的神经纤维睡眠与觉醒觉醒脑干网状激活系统，高频低幅脑电波非快速眼动睡眠4个阶段，逐渐深入快速眼动睡眠眼球快速运动，做梦脑电图(EEG)α波8-13Hz，安静放松状态β波14-30Hz，清醒专注状态θ波4-7Hz，浅睡眠或打盹δ波0.5-4Hz，深度睡眠学习与记忆的神经基础1短时记忆前额叶皮层，容量有限2工作记忆前额叶-顶叶网络，暂时性信息处理3长时记忆转换海马体参与巩固4长时记忆存储广泛分布于大脑皮层海马在记忆中的作用信息接收从皮层联合区接收多模态信息1临时存储短暂保持新信息2记忆巩固将信息转入长时记忆3空间导航包含位置细胞，形成认知地图4情绪的神经基础边缘系统情绪加工核心网络杏仁核恐惧和情绪反应中心前扣带皮层情绪注意和调节眶额皮层情绪决策和社交行为应激反应的神经调节应激刺激威胁、伤害或挑战杏仁核激活即刻恐惧反应下丘脑激活释放促肾上腺皮质激素释放因子HPA轴激活皮质醇释放，"战或逃"反应疼痛的神经机制伤害性感受器Aδ纤维(快)和C纤维(慢)疼痛通路脊髓后角-丘脑-体感皮层和边缘系统血脑屏障结构内皮细胞紧密连接，星形胶质细胞足突选择性通透允许氧气、葡萄糖等通过阻挡保护阻止大多数病原体和毒素运输系统特殊转运蛋白介导物质转运脑脊液产生主要由脉络丛产生1循环脑室系统至蛛网膜下腔2吸收蛛网膜粒进入静脉窦3功能缓冲保护，运输营养物质和废物4脑血流调节化学调节CO2升高，脑血管扩张神经调节神经元活动增加局部血流自动调节维持恒定脑血流量神经内分泌调节下丘脑释放调节激素和释放因子垂体门脉系统传递下丘脑激素至腺垂体腺垂体释放促腺体激素靶腺体如甲状腺、肾上腺皮质等体温调节的神经机制体温感受皮肤温度感受器和下丘脑感温神经元1中枢整合下丘脑前部调节中心2效应反应出汗、皮肤血管舒缩、肌肉颤抖3饥饿与进食的神经调节下丘脑弓状核含NPY/AgRP(促进食欲)和POMC(抑制食欲)神经元激素信号瘦素(饱腹)和胃饥饿素(饥饿)调节进食渴与饮水的神经调节渗透感受器监测血浆渗透压容量感受器监测血容量变化下丘脑渴中枢位于前外侧下丘脑抗利尿激素促进水重吸收生物节律1昼夜节律约24小时，控制睡眠-觉醒2视交叉上核下丘脑生物钟中枢3松果体分泌褪黑素，促进睡眠4光照信号通过视网膜-视交叉上核通路调节神经可塑性发育期可塑性大规模突触形成和修剪成年期可塑性学习记忆相关突触强化神经退行性疾病阿尔茨海默病β淀粉样蛋白沉积，神经纤维缠结帕金森病黑质多巴胺能神经元退化神经修复与再生轴突再生周围神经可再生，中枢神经再生能力有限突触重组邻近