神经生理学基础

神经生理学基础从神经元到神经系统的功能逻辑教学课件·医学院学生适用课程导览01神经元与信号基础细胞结构与电信号产生机制02突触传递与神经递质化学传递与递质系统03感觉与运动系统信息输入与运动输出通路04神经整合与可塑性高级功能与学习记忆机制01神经元与信号基础细胞是信号的起点从神经元结构到动作电位的完整逻辑神经元是信号处理单元结构决定功能，信号流动的方向由神经元形态所决定。细胞体代谢与整合中心内含细胞核及合成神经递质所需的细胞器。树突接收信息表面布满受体，将局部电位变化向细胞体汇聚。轴突信号输出通道起始段阈值最低，是动作电位的主要发起位点。轴突终末末端膨大成终扣内含突触囊泡，完成信号向下一神经元的传递。静息电位源于离子分布静息状态下膜电位约为-70mV，细胞内相对细胞外为负静息电位的形成机制2项钾离子通透性最高钾离子顺浓度外流，形成外正内负的电位差钠钾泵维持梯度每消耗一分子ATP，排出3个钠离子并泵入2个钾离子离子浓度对比K⁺细胞内150mMK⁺细胞外5mMNa⁺细胞内15mMNa⁺细胞外150mM动作电位是全或无信号动作电位的形态由离子通道的时序活动决定，而非刺激强度。去极化Na⁺内流·膜电位上升到达阈值约-55mV电压门控钠通道大量开放，钠离子快速内流上升至约+30mV钠通道开放→膜电位迅速上升复极化Na⁺失活·K⁺外流钠通道随后失活关闭电压门控钾通道开放，钾离子外流超极化K⁺外流延迟钾通道关闭延迟造成超极化膜电位低于静息水平恢复静息膜电位复原膜电位恢复至静息水平为下一次动作电位作准备02突触传递与神经递质化学信号接力电信号突触结构、传递过程与递质系统突触连接神经元网络突触结构是理解一切化学传递机制的起点。突触是神经元间信息传递的特化结构，也是神经系统功能连接的基本单元化学突触结构2项突触前膜由突触前膜、突触间隙与突触后膜三部分构成轴-树、轴-体可发生在神经元的任何部位，轴-树、轴-体连接最为常见化学突触通过递质释放完成传递哺乳动物神经系统中占绝对主导的突触类型电突触通过缝隙连接直接传导离子流传递速度快且可双向进行化学传递分步完成1第一步钙通道开放电压门控动作电位到达

突触前膜钙离子通道

开放2第二步囊泡融合钙离子内流钙离子内流

促使融合突触囊泡与

突触前膜

融合3第三步胞吐释放胞吐方式神经递质

以

胞吐

方式释放进入

突触间隙递质决定信号方向同一递质作用于不同受体可产生截然不同的效应，受体类型决定信号方向主要兴奋性递质谷氨酸中枢神经系统最主要的兴奋性递质，与学习记忆密切相关主要抑制性递质GABA中枢神经系统最主要的抑制性递质甘氨酸主要分布于脊髓与脑干神经调质系统乙酰胆碱参与骨骼肌收缩与自主神经调节多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺构成弥散性投射系统，调控情绪、觉醒与运动03感觉与运动系统从感知到行动感觉编码与运动控制的神经通路感受器完成信号编码换能感受器将不同形式的刺激能量转化为神经电信号适宜刺激对特定形式刺激最敏感，该刺激类型即为适宜刺激适应现象持续刺激下发放频率逐渐下降感觉的强度与性质，由神经冲动的频率与通路决定。两种编码方式2项频率编码刺激强度增大时动作电位发放频率升高群编码刺激增强时被激活的感受器与传入纤维数量增多感觉通路逐级传递感觉通路每一级都在筛选与加工信息，而非简单接力。一级进入脊髓进入脊髓躯体感觉信息经背根神经节进入脊髓，发出二级纤维上行。二级交叉上行交叉上行主要上行通路在脑干或脊髓处交叉到对侧，投射至丘脑。三级丘脑中继丘脑中继丘脑对信息进行初步整合，并投射至大脑皮层。四级皮层定位皮层定位皮层具有体感拓扑地图，身体各部位按空间对应关系有序排列。五级模式推广模式推广视觉、听觉等特殊感觉遵循同样的"感受器—中继核—皮层"三级传递模式。运动控制分层协同运动并非单向指令下发，而是多层环路持续交互的结果。运动输出依赖感觉反馈持续修正，形成感知—决策—执行的闭环。运动输出依赖感觉反馈持续修正，形成感知—决策—执行的闭环。脊髓反射最基本的运动单位，牵张反射维持肌张力并快速响应扰动。脑干与基底节调节姿势、平衡及运动启动的流畅性。皮层运动区发出皮质脊髓束，支配精细随意运动的执行。04神经整合与可塑性局部机制，整体功能高级神经功能与学习记忆的可塑性基础突触可塑性是学习基础学习与记忆的物质基础，是突触连接的强化与重塑。学习与记忆的物质基础，是突触连接的强化与重塑。核心定义神经可塑性指神经系统应答经验而发生的结构与功能改变。双向调节长时程增强是高频刺激后突触传递效能持续增强的现象长时程减弱则是低频刺激导致的突触效能长期下降细胞机制可塑性改变涉及递质释放增加、受体数量上调及树突棘形态改变。关键证据海马是声明性记忆形成的关键结构，突触可塑性在此得到充分证实。局部机制汇成整体功能从离子流动到行为输出，神经生理学是一个层级分明又高度统一的系统。神经系统的功能并非各层机制的简单叠加，而是逐级整合、层层涌现的结果。1静息电位与动作电位构成信息编码的基本语言2突触传递将单个神经元的信号编织为网络水平的计算3感觉与运动系统展示信息输入与输出的完整闭环4神经调节异常与多种疾病密切相关：多巴胺系统