《生理学》课件：10 神经系统

1、第二节 神经系统的感觉分析功能,第一节 中枢神经系统活动的基本规律,第五节 神经系统对内脏活动的调节,第四节 神经系统对躯体运动的调节,第六节 脑 的 高 级 功 能,第十章 神经系统,第三节 脑的电活动与觉醒、睡眠机制,第一节 中枢神经系统活动的基本规律,一、神经细胞 (一)神经元 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 N纤维：传导信息(AP)部位 末稍：递质释放部位 2.基本功能： 感受刺激兴奋或抑制 整合、分析、贮存信息 传导信息或分泌激素,功能的完整性：如应用麻醉药，麻醉区离子跨 膜运动受阻，兴奋传导障碍,结构的完整性

2、：如损伤或切断兴奋传导障碍,3.神经纤维传导兴奋的特征 完整性： 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。 双向性：局部电流可沿N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。 不衰减性：是以不断产生新的AP的方式进行的，而AP的产生是“全或无”的。,4.神经的营养性作用和支持神经的营养性因子,神经的营养性作用： 功能性作用：N元通过传导AP递质释放调控所支配组织的功能活动； 营养性作用：N元合成、轴浆运输、末梢经常性释放某些营养性因子，持续地调整所支配组织的内在代谢活动。,持续用局部麻醉药阻断AP传导，并不能使所支配的肌肉发生内在的代谢改变。

3、表明：神经的营养性作用与AP无关、而与营养因子有关。,如：,切断运动N所支配的肌肉内糖原合成、蛋白质分解，肌肉逐渐萎缩；将N缝合，经N再生所支配的肌肉内糖原与蛋白质合成，肌肉逐渐恢复。,如：,支持神经的营养性因子 目前已从神经所支配的组织和星形胶质细胞，发现并分离到多种支持N元的生长、发育和功能完整性的神经营养性因子：神经生长因子(NGF)、脑 源性神经营养性因子(BD-NF)、神经营养性因子3(NT-3)、神经营养性因子4/5(NT-4/5)等。 作用机制：,神经营养性因子N末梢的特异受体(TrKA、TrKB、TrKC受体)N末梢摄入轴浆运输(逆流方式)胞体促进N元生长发育。,(二)神经胶质

4、细胞 1. 分类: 周围神经系统:施万细胞、卫星细胞。 中枢神经系统：星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞。 2.基本功能：,支持作用 修复和再生作用 物质代谢和营养性作用 绝缘和屏障作用 维持合适的离子浓度 摄取和分泌神经递质,二、兴奋传递的方式,(一)化学突触传递 1.突触的结构: 分类：,功能结构: 突触前膜： 递质、受体 突触间隙： 水解酶 突触后膜： 受体、离子通道,轴-胞突触、轴-树突触、 轴-轴突触、树-树突触。,2.化学突触传递过程,突触前轴突末梢的AP,突触小泡中递质释放,递质与突触后膜受体结合,突触后膜离子通道开放,Na+(主) K+ 通透性,Cl-(主) K+ 通透性,

5、Ca2+内流：降低轴浆粘度和 消除突触前膜内的负电位,IPSP,EPSP,兴奋性递质,抑制性递质,突触前轴突末梢的AP,突触小泡中兴奋性递质释放,递质与突触后膜受体结合,突触后膜离子通道开放,Na+(主) K+通透性,EPSP,Na+内流、 K+外流,兴奋性突触后电位(EPSP),Ca2+内流：降低轴浆粘度和 消除突触前膜内的负电位,去极化,突触前轴突末梢的AP,突触小泡中抑制性递质释放,递质与突触后膜受体结合,突触后膜离子通道开放,Cl-(主) K+通透性,IPSP,Cl-内流、 K+外流,抑制性突触后电位(IPSP),Ca2+内流：降低轴浆粘度和 消除突触前膜内的负电位,超极化,3.突触传

6、递的特征: 单向传递：突触前N元突触后N元。 突触延搁：需时0.30.5ms/个突触。 总和:时间总和和空间总和。 兴奋节律的改变:,易疲劳性：,对内环境变化的敏感性：,在同一反射弧中的突触前N元与突触后N元上记录的放电频率不同。 主要原因与中间神经元的环式联系和突触后N元常接受多个突触的信息，最后整合所致。,对缺氧、PCO2、药物敏感(如pHN元兴奋性；士的宁递质释放；咖啡因递质释放)。,与递质的耗竭有关。,(二)电突触传递 结构基础：是缝隙连接。 缝隙连接是二个N元紧密接触的部位上有沟通两细胞浆的水通道蛋白，允许带电离子通过，且电阻低。 传递过程：电-电(AP以局部电流方式)。 传递特征：

7、双向性，速度快，几乎无潜伏期。,(三)非突触性化学传递,结构基础：轴突末梢分支上有结节状的曲张体，曲张体内含有递质小泡。 传递过程：,不存在突触前膜与后膜的特化结构；不存在一对一的支配关系；曲张体与效应器间距大于典型突触的间隙间距；递质扩散距离较远，故传递时间大于突触传递；释放的递质能否发挥效应，取决于效应器细胞上有无相应受体。,传递特征：,递质释放后，经组织液扩散到临近的效应器上，与相应受体结合发挥生理作用。,(一)突触的抑制 1.突触后抑制 机制：,回返性抑制:,三、突触的抑制、易化和可塑性,侧支性抑制:,兴奋冲动,抑制性中间N元,释放抑制性性递质,突触后N元产生IPSP,突触后N元发生抑

8、制,分类：,2.突触前抑制,特征：是超极化抑制。,兴 奋 冲 动 传 入,侧支兴奋 抑制性中间N元,抑制性中间N元释放抑制性递质,抑制另一N元,突触后膜产生IPSP,交互抑制,侧支性抑制:,意义:调控其它N元，以便活动协调同步。,兴奋一N元,突触后膜产生,EPSP,回返性抑制,回返性抑制:,意义:调控N元本身，使其活动及时终止。,N元兴奋冲动沿轴突传出,侧支兴奋 抑制性中间N元,抑制性中间N元 释放抑制性递质,原兴奋的 N元抑制,突触后膜产生IPSP,兴奋 效应细胞,突触后膜产生,EPSP,2.突触前抑制,实验A：刺激轴突1时，胞3产生10mV的EPSP； 实验B：先刺激轴突2，再刺激轴突1时

9、，胞3产生5mV的EPSP。,结构基础: 轴2-轴1-胞3串联突触。 概念： ,机制：(见下页),减少或排除干扰信息的传入，使感觉功能更为精细。,意义:,通过改变突触前膜(轴1)电位使突触后N元兴奋性降低的抑制称为突触前抑制。,机制：,先刺激轴2,轴2兴奋释放递质(GABA),轴1部分去极化(Cl-电导),在此基础上再刺激轴1,轴1产生AP幅度,轴1 Ca2+内流量,轴1释放递质量,胞3EPSP幅度,胞3不易总和达到阈电位而兴奋 = 胞3抑制,特征：是去极化抑制。,(二)突触的易化 1.概念：易化是指某些生理过程变得容易。 2.表现： 突触后易化=EPSP。 突触前易化=在与突触前抑制同样的结

10、构基础上，由于到达轴1的AP时程延长，Ca2+通道开放时间增加，胞3产生得EPSP变大。,(三)突触的可塑性 1.概念：可塑性是指突触传递的功能可发生较长时程的增强或减弱。 2.表现： 强直后增强=强直刺激突触前膜内Ca2+积累持续释放递质突触后电位增强。 习惯化=重复刺激时，突触对刺激的反应逐渐减弱或消失。 敏感化=与习惯化相反。 长时程增强(LTP)=短时间内快速重复刺激后，突触后N元产生一种快速形成的和持续性的突触后电位增强(持续时间大于强直后增强)。 长时程抑制(LTD)=与LTP相反。,四、中枢神经递质和受体 (一)中枢神经递质 1.神经递质的标准:,以往：一N元只能释放一种递质=D

11、ales原则。 近来：一N元内可存在二种或二种以上的递质=共存。,2.神经递质的共存：, 突触前神经元内具有合成神经递质的物质及酶系统，能够合成该递质。 递质贮存于突触小泡，冲动到达时能释放入突触间隙。 能与突触后膜受体结合发挥特定的生理作用。 存在能使该递质失活的酶或其它环节（如重摄取）。 用递质拟似剂或受体阻断剂能加强或阻断递质的作用。,3.神经递质分类 分类 家 族 成 员 胆碱类 乙酰胆碱 胺类 多巴胺、NE、5HT、组胺 氨基酸类 谷氨酸、门冬氨酸、甘氨酸、GABA 肽类 下丘脑调节肽、ADH、催产素、阿片肽、 脑-肠肽、A、心房钠尿肽等 嘌呤类 腺苷、ATP 气体 NO、CO 脂类

12、 PG类,(二)神经递质受体 1.概念：,胆碱能受体(N、M) 肾上腺素能受体(、) 5-HT受体、氨基酸类受体等,与离子通道偶联受体 激活G蛋白和蛋白激酶途径受体,注：各类受体有亚型,激动剂：能与受体发生特异性结合并产生生物效应的化学物质。 拮抗剂：能与受体发生特异性结合不产生生物效应的化学物质。,配体,2.受体与配体结合的特性：特异性；饱和性；可逆性。,3.分类：,分布部位分：突触前受体、突触后受体,生物效应分：,结合递质分：,(三)主要的递质、受体系统,递质 受 体 第二信使 拮抗剂 通道效应 递质主要分布,ACh,外周： 所有自主N节前纤维、大多数副交感N节后纤维、少数交感N节后纤维、

13、骨骼肌N纤维； 中枢： 脊髓前角运动N元、丘脑后部腹侧的特异感觉投射N元、脑干网状结构上行激动系统、纹状体、边缘系统等。,筒箭毒 十烃季铵,Na+ 和其他小离子,阿托品,筒箭毒 六烃季铵,M2 (心),Ca2+,IP3/DG,cAMP,IP3/DG,cAMP,K+,N1 （肌肉型烟碱受体）,N2 （N元型烟碱受体）,M1,M4 (腺体),M3,递质 受 体 第二信使 拮抗剂 通道效应 递质主要分布,NE,外周： 多数副交感N节后纤维； 中枢： 低位脑干及上行投射到皮层、边缘前脑、下丘脑以及下行到达脊髓后角、侧角、前角的纤维。,1,多巴胺,1 (心) 2,IP3/DG,cAMP,IP3/DG,c

14、AMP,cAMP,K+,酚妥拉明,酚妥拉明,育亨宾,心得宁 阿提洛尔,丁氧胺,D1，D5,D2，D3，D4,cAMP,K+ Ca2+,黑质-纹状体、 结节-漏斗、 中脑边缘系统。,5-HT,中缝核内及上行投射到纹状体、下丘脑等以及下行到脊髓背角、侧角、前角。,5-HT1,5-HT2,cAMP,K+,K+,K+ Ca2+,2 （突触前膜 小肠）,五、神经系统功能的基本方式-反射 (一)反射与反射弧 1.反射(reflex):在CNS参与下，机体对内外环境刺激的规律性应答反应。,2.分类：,感受器传入N中枢传出N效应器,反射弧(reflex arc)是反射的结构基础核基本单位。,3.反射弧:,条件

15、反射 非条件反射,4.反射过程：,N反射特点: 快、短、准,适宜刺激,感受器,传入神经,反射中枢,传出神经,效应器,内分泌腺,效应器,N-体液反射特点： 慢、广、久,激素,血液,+,AP,AP,环式,链锁式,(三)神经元的联系方式,第二节 神经系统的感觉分析功能,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,概 述 感觉:是人脑对客观事物的主观反映。,感觉产生过程:,丘脑:是各种感觉(除嗅觉外)的总转换站。 丘脑投射系统：特异性和非特异性感觉投射系统。 内侧丘系：传导精细触觉、本体感觉。 脊髓丘脑侧束：传导痛觉、温觉。 脊髓丘脑前束：传导触觉、压觉。

16、传导路脊髓交叉：浅感觉先交叉后上行；深感觉先上行后交叉。 传导路三级换元：,一、感觉传导通路,(一)脊髓与脑干,(二)丘脑的主要核团,1.第一类细胞群=感觉接替核：腹后核的内侧部与外侧部，内、外膝状体。,功能特点：接受第二级感觉投射纤维，换元后投射到皮层特定感觉代表区(构成特异投射系统)，功能上具有点对点空间定位关系，引起特定感觉。,功能特点：接受脑干网状结构的上行纤维，换元后弥散地投射到皮层广泛区域(构成非特异投射系统)，功能上与维持和改变皮层兴奋状态有关。,3.第三类细胞群=髓板内核群：束旁核、中央中核、中央外侧核。,功能特点：接受感觉接替核和其他皮层下中枢的纤维，换元后投射到皮层特定感觉

17、代表区，功能上与各种感觉在丘脑和皮层水平的联系协调有关。,2.第二类细胞群=联络核：丘脑枕、丘脑前核、外侧腹核。,(三)感觉投射系统,1.特异性投射系统,3.两种投射系统组成、功能、特点比较,(见下页),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。,2.非特异性投射系统,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。,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

18、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,上行激动系统: 指脑干网状结构向丘脑的上传的系统。 如果该系统功能,应用催眠药、麻醉药)皮层由兴奋状态抑制状态。如：,(如,二、大脑皮层的感觉分析功能 (一)感觉代表区的分区与功能,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

19、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,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：对同一感受野的同一类感觉刺激起反应；是一个传入-传出信息整合处理单位；细胞柱N元兴奋时，其相临的细胞柱就受抑制，形成兴奋和抑制镶嵌模式。,.体表感觉代表区： 第一感觉区 位置：中央后回 功能：定位明确、感觉分析不十分清晰(患者常难以描述清晰)。 投射特点：,(3-1-2区),.精细正比:皮层投射区的大小与感觉分辨的精细程度呈正比(如拇指和食指的投射区大)；,.左右交叉:(除头面部是双侧性外)； .倒置分布:(除头面

20、部是直立外)；,第二感觉区 位置：中央前回与岛叶之间。 功能：定位较差、感觉分析粗糙(麻木感)；可能与痛觉有关。 投射特点：,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。,.双侧性投射； .分布正立而不倒置，有较大的重叠区。,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。 视网膜的上(下)半部投射到距状裂的上(下)缘;黄斑区(周边区)投射到距状裂的后(前)部。,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。,区下侧。,7.

21、味觉代表区：中央后回头面部感觉投射,6.嗅觉代表区：边缘叶的前底部。,(二)感觉皮层的可塑性 1.概念：皮层N元间的广泛联系可发生较快改变的特性。 2.现象：,感觉单位与皮层的联系具有广泛的聚合和辐散联系，这些联系在废用时减弱/或频繁使用时增强。,3.机制：,当某外周感觉单位频繁使用/或废用时，感觉皮层的相应代表区会扩大/或被邻近的其他代表区占据的现象。 当切除皮层某感觉代表区时，该外周感觉单位的皮层投射移向周围代表区。,(三)躯体感觉和内脏感觉,1.躯体感觉： 躯体感觉包括：浅感觉（触、压、痛、温觉）和深感觉(本体感觉 = 运动觉 + 位置觉等)。 感觉的感知取决于：皮层兴奋的特定部位。 感

22、觉的强度取决于：,浅感觉先交叉后上行； 深感觉先上行后交叉。,传导路脊髓交叉不同：,感觉N冲动传入的频率； 参与反应的感受器数目； 参与反应的感受器点状分布密度(触压觉：指尖四肢躯干；温觉：冷觉热觉)。,传导路特征与临床：,脊丘系,触压觉由内侧丘系和脊-丘前外侧束传导；痛、温和本体觉由脊-丘系传导。 痛、温和部分触压觉在脊髓是先交叉后上行；本体觉和部分触压觉则先上行后交叉。 当脊髓半横断时：痛、温和部分触压觉障碍发生在横断的对侧；本体觉和部分触压觉障碍发生在横断的同侧。,2.痛 觉 痛觉是机体受到伤害性刺激时产生的一种不愉快的感觉，常伴有情绪变化和防御反应。,皮肤痛,躯体痛,内脏痛,深部痛,快

23、痛,慢痛,痛 觉,体腔痛,牵涉痛,刺激后0.5-1.0s出现烧灼痛(难以忍受) 持续时间长,定位不准确,常伴有情绪反应,刺激后立即出现刺痛 持续时间短,定位准确,不伴有情绪反应,这种痛与慢痛相类似,内脏疾患引起体表某部位的疼痛或痛觉过敏,内脏疾患类及临近的体腔壁所致 这种痛与躯体痛相类似,皮肤痛内脏痛的比较：,痛觉分类：,牵涉痛：,皮肤（快、慢）痛,内脏痛(包括躯体深部痛),传导纤维,疼痛特点,产生和消失迅速,定位明确、分辫能力强,躯体传入纤维 (快痛A，慢痛C),感受器,产生缓慢、持续久,定位不清、分辫能力差,慢痛情绪反应明显,情绪反应明显,无牵涉痛,有牵涉痛,敏感刺激,钝性刺激 (牵拉、痉

24、挛、炎症、缺血等),锐性刺激 (切割、烧灼等),自主N传入纤维,游 离 N 末 梢 (其特异性不如其他类感受器，刺激阈比其他类感受器高),能产生初级痛觉过敏 和次级痛觉过敏,能产生初级痛觉过敏 和次级痛觉过敏,致痛物质,皮 肤 痛 与 内 脏 痛 的 比 较,电、机械、化学物质(如K+、H+、组胺、5-HT、PG等),牵涉痛(referred pain) 概念：内脏疾病引起体表某部位的疼痛或痛觉过敏现象。,机制：,.会聚学说: 患病内脏与某部位体表的感觉传入纤维会聚于同一个后角N元痛觉错觉。,常见内脏疾病牵涉痛的部位 患病器官 心 胃、胰 肝、胆 肾脏 兰尾 体表疼痛 心前区 左上腹 右肩胛

25、腹股 上腹部 部 位 左臂尺侧 肩胛间 沟区 或脐区,会聚学说,.易化学说： 患病内脏的痛觉信息传入提高邻近躯体感觉N元的兴奋性对体表传入冲动产生易化作用（痛觉过敏）平常不引起痛觉的躯体传入也能引起痛觉。,患病内脏,中枢镇痛系统 感觉投射系统： 丘脑特异性投射系统:定位明确的快痛 丘脑非特异性投射系统:定位不明确的慢痛,丘脑是传导、调制痛觉信号的重要中枢。,这类物质统称阿片样肽（opioid peptide)，包括脑啡肽、强啡肽和-内啡肽。,中枢镇痛结构:,内源性吗啡样物质吗啡受体吗啡样镇痛效应。,间脑的第三脑室、中脑导水管周围及脑干中缝核。 中枢镇痛结构活动时，可产生很强的镇痛效应。,中枢镇

26、痛物质:,第三节 脑的电活动与觉醒、睡眠机制 大脑皮层的电活动：皮层诱发电位和自发脑电活动(脑电图)。 一、皮层诱发电位(evoked cortical potential ECP) (一)概念：感觉传入系统受刺激时，在皮层某一局限区域引导出的形式较为固定的电位变化。 诱发电位是在自发脑电的背景下发生的。,(二)电位： 1.主反应：为一先正后负的电位变化。,2.后发放：为一系列正相的周期性电位波动。,家兔感觉皮层诱发电位,主反应,后 发 放,主反应的潜伏期一般为512ms (长短取决于感觉冲动传导路的长短、传导速度的快慢、传入途径中突触数目的多少)。 主反应主要是皮层锥体细胞电活动的综合表现。

27、,后发放的节律在812次/秒。 后发放可能是皮层与丘脑转换核(后腹核、内膝体、外膝体)之间的环路活动的结果。,(三)平均诱发电位： 若在清醒状态头皮上引导单个刺激的诱发电位，因为引导电极离皮层较远，颅骨的电阻很大，记录的电位极微小，而且是在自发脑电的背景下发生的，故很难分辨。因此，运用计算机的叠加、平均技术，能使诱发电位突出的显示出来。这种方法记录的诱发电位称平均诱发电位(averaged evoked potential)。 诱发电位已成为研究感觉投射的定位、皮层感觉代表区的投射规律和感觉机能神经系统疾病、行为、心理活动的一种手段。,二、脑电图(electroencephalogram EE

28、G) (一)波形：,正常人四种基本的脑电波, ,频率/Hz 813 14 30 0.5 3 4 7,波幅/V 20100 5 20 20 200 100 150,特 征 安静闭眼时， 枕叶、顶叶 活动时，额叶 深 睡 睡眠、困倦,波在人清醒、安静并闭眼时出现，常具有波的“梭形”波群变化。当睁开眼睛或受到其他刺激时， 波立即消失，这一现象称波阻断。,(二)脑电波的形成机制： 脑电波的形成是大脑皮层-丘脑间非特异性投射系统同步节律活动的结果。因大脑皮层浅层的大量锥体细胞排列较整齐，其顶树突互相平行，它们的,皮层浅层神经组织发生,EPSP,IPSP,皮层表面记录到,负波,正波,皮层深层神经组织发生,

29、IPSP,EPSP,皮层表面记录到,负波,正波,此电场的正、负极性，取决于浅层与深层神经组织的局部突触后电位的种类，导致浅层与深层是电源或电穴的不同，因而记录到正负波动的电位波。,电穴 (),电源 (),电源 (),电穴 (),同步电活动易于总和形成强大的电场。,三、觉醒、睡眠,睡眠和觉醒的昼夜周期性交替是人类生存的必要条件。 觉醒：与脑干网状结构上行激动系统的活动有关。 睡眠： 睡眠的时相：,睡眠的时间：随年龄、个体和工作情况而不同：一般成人79h/d，新生儿1828h/d，儿童1214h/d，老年57h/d。,正相睡眠(慢波睡眠=脑电波呈现同步化慢波时相) 异相睡眠(快波睡眠=脑电波呈现去

30、同步化快波时相),睡眠的时相转换：,由浅睡(慢波睡眠)深睡(快波睡眠)浅睡。每晚可重复45次的周期性过程。,睡眠的两种时相,正相睡眠(慢波睡眠),异相睡眠(快波睡眠),兴奋部位,相关递质,睡眠特点,脑干中缝核,5-HT,脑干中缝核尾端-蓝斑中、后部,5-HT、NE、ACh,EEG为高振幅快波； 感觉、呼吸、Bp、心率、 代谢率，肌紧张减退； 不出现眼球快速运动； 唤醒阈低，且主诉做梦 者少。,EEG为低振幅快波； 感觉和肌紧张 ，阵发性呼吸不规则和肢体抽动； 出现眼球快速运动； 唤醒阈高，且主诉做梦者多。,睡眠不是脑活动的简单抑制，而是一个主动过程。目前认为脑干尾端存在能引起睡眠和脑电波同步化

31、的中枢，其上行通路（上行抑制系统）作用于大脑皮层，与脑干上行激动系统的作用相对抗，从而调节睡眠与觉醒的相互转化。,睡眠的机制：,第四节 神经系统对躯体运动的调节 躯体运动,不论是反射性的或随意性的，都是在一定的肌紧张和一定的姿势前提下进行的。 神经系统是躯体运动的调度者，从脊髓到大脑皮层，各级中枢对躯体运动都能进行调节。 几种主要驱体运动的反射 反 射 刺 激 感受器 中 枢 屈 反 射 伤害性刺激 痛觉 脊髓 (和对侧伸反射) 牵张反射 牵张刺激 肌梭 脊髓、延 紧张迷路反射 重力刺激 耳石器 延髓 迷路翻正反射 重力刺激 耳石器 中脑 视翻正反射 视刺激 眼 大脑皮层 跳跃反射 站立状态向

32、一侧 肌梭 大脑皮层 放置反射 视刺激及本体刺激 各种来源 大脑皮层,(腱反射和肌紧张),一、脊髓对躯体运动的调节 脊髓是完成躯体运动最基本的反射中枢。,脊 髓 前 角 运 动 N 元,皮层等高位中枢的下传信息,皮肤、肌肉、关节等传入信息,骨 骼 肌 纤 维,牵 张 反 射,(一)运动单位与最后公路的概念,最后公路,1.脊髓前角运动N元是躯体运动反射的最后公路。,2.一个运动N元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位称为运动单位。,屈反射（flexion reflex）,(二)脊髓的躯体运动反射 1.屈反射与对侧伸反射,概念：,屈反射使肢体离开伤害性刺激，具有保护性意义。,意义：,受到伤害刺激

33、一侧肢体的屈肌收缩、伸肌舒张，使该肢体屈曲的反射。,对侧伸反射 （crossedextensor reflex）,概念：,对侧肢体的伸直，防止歪倒，以维持身体姿势的平衡。,意义：,受到伤害刺激一侧肢体屈曲的同时，对侧肢体出现伸直的反射活动。,2.牵张反射 概念： 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(stretch reflex)。,感受装置肌梭,感受装置肌梭,梭外肌：,肌 梭：内有二种感受器：,梭内肌：,与肌梭呈并联关系。,与肌梭呈串联关系。,环旋末梢：,N元支配,N元支配,花枝末梢：,是牵张反射的感受,装置，兴奋由Ia类N

34、纤维传入。,可能与本体感觉有关，兴奋由类N纤维传入。,结构特点：,机能特点：,传入冲动,肌梭兴奋性,肌梭张力,梭外肌拉长,传入冲动,肌梭兴奋性,肌梭张力,梭外肌收缩,传入冲动,肌梭敏感性、兴奋性,牵拉肌梭环旋末梢,梭内肌收缩,N元兴奋,N元兴奋,叩击肌腱,N元兴奋梭内肌收缩维持和增加肌梭的传入冲动使梭外肌维持于持续缩短的状态，以保证牵张反射的强度。,N元兴奋梭外肌收缩对抗牵拉刺激。,牵张反射的类型： 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：,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

35、，说明控制脊髓的高级中枢的作用减弱。,意义：,腱反射是单突触反射，所以其反射时很短，耗时约0.7ms。,肌紧张(紧张性牵张反射) ： 概念：指缓慢而持续地牵拉肌腱时所引起的牵张反射。,对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势，是一切躯体运动的基础。 如果破坏肌紧张的反射弧，可出现肌张力的减弱或消失，表现为肌肉松弛，因而无法维持身体的正常姿势。,意义：,肌紧张属于多突触反射。 无明显的运动表现，骨骼肌处于持续地轻微的收缩状态。,特点：,3.反牵张反射： 概念：牵拉肌肉引起牵张反射，引致腱器官传入冲动增多，导致支配被牵拉肌肉的运动N元抑制，使牵张反射受到抑制的反射称为反牵张反射(inverse stretc

36、h reflex)。 意义：防止被牵拉肌肉受到损伤。 原因：,梭外肌与肌梭呈并联关系，梭外肌与腱器官呈并联关系；肌梭感受肌肉的长度变化(肌梭是长度感受器)，腱器官感受肌肉的张力变化(腱器官是张力感受器)；腱器官对被动牵拉不敏感，而对肌肉的主动收缩异常敏感。 当肌肉受到牵拉时，首先兴奋肌梭而发动牵张反射，引致受牵拉肌肉收缩，导致腱器官兴奋而发动反牵张反射。,（三）脊休克(spinal shock） 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、尿潴留等

37、。,上述表现是暂时的，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。如蛙仅数分钟，狗需数天，人则需要数周至数月才能逐渐恢复。 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潴留变为失禁。,特点：,（四）节间反射(intersegmental reflex) 节间反射:指脊动物在反射恢复的后期，脊髓某节段N元发出的轴突与临近上下节段的N元发生联系，通过上下节段之间N元的协同活动所进行的一种反射活动。 如：刺激脊动物腰背皮肤，可引起后肢发生一系列节奏性

38、骚爬动作，称为骚爬反射(scratching reflex)。,二、脑干对肌紧张的调节,(一)脑干网状结构 电刺激延髓脑干网状结构不同区域，观察到存在： 抑制区：,高级中枢对肌紧张和肌运动的作用可能有二种机制：,易化或抑制脊髓运动N元，直接调节肌肉的收缩； 易化或抑制脊髓运动N元，通过环改变肌梭敏 感性而间接调节肌运动。,加强肌紧张和肌运动的区域，称为易化区(范围较大)。,易化区：,抑制肌紧张和肌运动的区域，称为抑制区(范围较小)；,脑干网状结构抑制区和易化区对肌紧张的调节,抑 制 区,易 化 区,网状结构背外侧部 (包括中脑背盖),网状结构内侧尾部,部 位,前庭核、小脑前叶两侧 (与易化区构

39、成易化系统),大脑皮层运动区、 纹状体、小脑前叶引部 (与抑制区构成抑制系统),上级中枢,下传通路,作 用,特 点,正常情况下活动较强, 在肌紧张的平衡调节中占优势,正常情况下活动较弱,网状脊髓束 抑制N元兴奋性 肌梭敏感性 肌紧张和肌运动,网状脊髓束 加强N元兴奋性 肌梭敏感性 肌紧张和肌运动,(二)去大脑僵直（decerebrate rigidity）,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,去大脑僵直的发生机制：,临床:中脑受压(血肿、肿

40、瘤)、病毒性脑炎,也可出现类似去大脑僵直现象。,是因为较多的抑制系统被切除，特别是来自皮层和纹状体等部位的抑制性联系，造成脑干网状结构抑制区和易化区之间的失衡，易化区的活动明显占优势的结果。,三、基底神经节对运动的调节,(一)基底神经节的组成及连接:,纹 状 体,尾 核,壳 核,苍 白 球,丘脑底核,黑 质,红核,丘 脑,运动皮层,脊髓,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,(二)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、处理本体感觉的传入信息等有关。,当纹状体内的 胆碱能N元兴奋 释放AC

41、h 肌张力,当黑质内的 多巴胺能N元兴奋 释放多巴胺 抑制纹状体内的 胆碱能N元兴奋性,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。,当黑质内的多巴胺能N元功能降低或纹状体内的胆碱能N元功能加强运动调节功能障碍的临床表现。,基底神经节病变的 临床表现: 肌紧张增强而运动过少综合症 临床病症：如震颤麻痹（帕金森氏病）。 主要表现: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。 静止性震颤是本病的重要特征，震颤多见于上 肢，尤其是手部，静止时出现，情绪激动时增强，随意运动时减少，入睡后停止。 病理研究:黑质病变，且脑内多巴胺含

42、量明显。 发病机制:尚不很清楚，目前认为:,发病机制: 黑质受损时 多巴胺递质 对纹状体胆碱能递质系统抑制作用 纹状体胆碱能递质系统功能 肌张力 治疗方案:促进多巴胺合成的药物(如左旋多巴)或阻断乙酰胆碱的药物 (如阿托品等)，可缓解上述症状。,肌紧张过低而运动过多综合征 临床病症：如舞蹈病和手足徐动症等。 病理研究:纹状体病变，脑内多巴胺含量正常。 主要表现:肌紧张减低，头部和上肢不自主的舞 蹈样动作。 发病机制:,用耗竭多巴胺递质的药物(如利血平)， 可缓解其症状。,治疗方案:,纹状体病变 胆碱能N元和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,肌紧张过少而运动过多综合征

43、 肌紧张过少而运动过多综合征 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,静止性震颤 随意运动，肌紧张,如震颤麻痹(帕金森氏病),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：,四、大脑皮层对运动的调节,(一)大脑皮

44、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：中央前回和运动前区,(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, ,皮层脊髓束,皮层脑干束, ,脊 髓,延髓锥体,内 囊,（4、6、3-1-2、5、7区）,（二）传导通路,大 脑 皮 层,旁锥体系,皮层起源锥体外系,锥体外系,（运动皮层+感觉皮层）,皮层下中枢,锥体外系,锥体系,锥体系,锥体系 1. 对侧支配； 有单突触联系(占1020); 激活、N元； 对皮层无反馈环路。 2. 加强肌紧张； 执行随意运动指令

45、。,锥体外系 1. 双侧支配 皆多单突触联系 激活N元； 对皮层有反馈环路 2. 调节肌紧张； 协调随意运动。,锥体系与锥体外系功能特点,随意 运动 的设想,皮层 联络区,基底N节,外侧小脑,运动前区和皮层运动区,小 脑 中间带,运 动,执行,设计,产生和调节随意运动示意图,上、下运动神经元麻痹的区别 类 型 上运动神经元麻痹 下运动神经元麻痹 麻痹特点 硬瘫（痉挛性瘫、中枢性瘫） 软瘫（萎缩性瘫、周围性瘫） 损害部位 皮层运动区或锥体束 脊髓前角运动N元或运动神经 麻痹范围 较广泛 常较局限 肌 紧 张 张力过强、痉挛 张力减退、松弛 腱 反 射 增 强 减弱或消失 病理反射 巴彬斯基征阳性

46、 巴彬斯基征阴性 肌 萎 缩 不明显 明 显,注：上运动神经元指管理脊髓运动N元的所有上位N元（包括脑干、基底N节、大脑皮层）； 下运动神经元指脊髓和脑干运动N核发出轴突并直接控制骨骼肌活动的运动N元。,五、小脑对运动的调节 (一)古小脑=前庭小脑（绒球小结叶）,反射:,功能:参与维持身体平衡，协调肌群活动。其功能与前庭器官密切相关。 临床:,小脑的功能分区示意图,平衡失调综合症(身体倾斜，站立不稳，醉步；不影响随意运动)。,切除犬古小脑不再出现运动病； 切除猫古小脑可出现位置性眼震颤。,实验：,前庭器官前庭核古小脑前庭核脊髓运动N元肌肉。,(二)旧小脑=脊髓小脑(小脑前叶及后叶的中间带),功

47、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。,小脑前叶对肌紧张的易化作用抑制作用； 小脑前叶损伤肌张力降低，四肢无力。,原因1：,小脑后叶的中间带接受脑桥纤维的投射，并与大脑皮层运动区之间有环路联系，在执行随意运动指令有重要作用。 小脑后叶损伤出现小脑性共济失调症状：,原因2：,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）。,(三)新小脑=皮层小脑（后叶的外侧部） 功能:与感觉皮层、运动皮层、联络区之间的联合活动和

48、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。,（因新小脑贮存了一整套程序，当大脑皮层发动精巧运动指令时从新小脑中提取贮存的程序将程序回输到皮层运动区锥体系发动运动）。,学习后期：动作渐熟练,（大脑皮层与新小脑之间不断进行联合活动，新小脑参与运动计划的形成及运动程序的编制）。,学习中期：动作渐协调,学习初期：动作不协调（因新小脑未发挥作用）。,第五节 神经系统对内脏活动的调节,一自主神经系统的分布特征,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

49、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,少部分节前纤维为ACh,大部分节前纤维为NE,少部交感节后纤维： 肌肉舒血管纤维、汗腺、胰岛和内脏舒血管纤维、子宫。,胆碱能纤维:,交感神经系统和副交感神经释放的纤维分类,肾上腺素能纤维： 绝大部交感节后纤维。,全部副交感节后纤维； 全部自主节前纤维； 躯体运动；,嘌呤能或

50、肽能纤维：,胃肠道的壁内神经丛。,自主神经系统的受体 分 胆 碱 能 受 体 肾 上 腺 素能 受 体 类 （1、2） （1、2） （1、2） *副交感节后 1:N节内 1:交感节后 1:心脏 分 纤维效应器 突触后膜 效应器 传导系统 *交感节后的 2: N-M 2:突触前膜 2:平滑肌 布 胆碱能纤维 接头后膜 效应器 心跳 骨骼肌缩 以兴奋为主 以抑制为主 逼尿肌缩 节后N元兴奋 (小肠平滑肌舒) (心脏兴奋) 作 支气管平滑肌缩 消化腺汗腺分泌 用 瞳孔括约肌缩 骨骼肌血管舒 阻 阿托品 箭毒(N2) 酚妥拉明(12) 心得安(12) 断 六烃季胺(N1) 育亨宾(2) 氨酰心安(1)

51、 剂 丁氧胺(2),二、 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

52、，睫状肌缩，,促进泪腺分泌,皮肤 竖毛肌收缩，汗腺分泌,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： 2.二者作用是相互拮抗的。 个别例外： 3.二者的紧张性作用在不同状态下不同。 剧烈活动时： 安静状态下：,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。,如对唾液腺，二者均促进其分泌， 交感神经促进分泌的唾液量少而粘稠， 副交感神经使其分泌的唾液量多而稀薄。,交感神经活动占优势，,副交感神经活动就占优势。,4、二者对整体生理功能调节不同。,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。

53、 副交感神经系统活动增强时，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。,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。,三、 自主神经系统的中枢调节 (一) 脊髓对内脏活动的调节,又如：在脊髓水平可出现内脏-躯体反射和躯体-内脏反射：胃炎和胆囊炎上腹部肌紧张和同节段的皮肤发红；皮肤加温抑制小肠运动；骚爬骶部皮肤反射性引起膀胱收缩而发生排尿。,如：脊休克时虽然出现各种反射消失与血压下降等变化，但脊休克过去后，血压可恢复到原有水平，一些躯体和内脏反射也有所恢复(

54、血管张力反射、发汗反射、排尿反射、排便反射等)；再破坏离断脊髓的下方，则血压又明显下降。,脊髓内有调节自主性功能的初级中枢，可以完成一些低等反射。脊髓是调节内脏活动的初级中枢。,说明：,(二) 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。,脑干网状结构中存在许多与内脏活动功能有关的神经元，其下行纤维支配脊髓，调节脊髓的自主神经功能；所以，许多基本生命现象(如循环、呼吸等)的反射调节在延髓水平已能初步完成，因此延髓有基本生命中枢之称。,脑干的自主性神经通过周围自主性神经系统影响内脏的活动，如由延髓发出的副交感神经支配头部的所有腺体、心脏、支气管、喉头、食管、胃、胰、肝和小肠等。,说明

55、：,(三) 下丘脑对内脏活动的调节 1.对体温的调节 (见第七章-体温调节) 2.对水平衡的调节(见第八章-ADH) 3.对腺垂体功能的调节(见第九章-下丘脑调节肽) 4.对摄食活动的调节：,下丘脑是调节内脏活动的高级中枢。,说明：,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。,5.对生物节律的调节(见下1页),6.对行为和情绪反应的调节(见下2页),5.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)；

56、 中频：日周期(如体温、ACTH的分泌)； 低频：周期1天(如月经周期)。,下丘脑的视交叉上核可能是日节律周期的控制中心。如切断该核与摄食行为有关中枢的纤维联系，动物白昼的摄食量正常40%；又如在摘除双眼而自由行走的大鼠，其白昼睡眠多于夜间的节律仍存在，若再破坏视交叉上核，这种日节律则完全丧失。,实验证明：,6.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。,实验研究发现：, 在间脑水平以上切除大脑的猫，只要给予微弱刺激，就能激发出强烈的防御反应：出现张牙舞爪、好似搏斗的表现等一系列交感神经系统兴奋

57、亢进的现象（称之假怒）。 在麻醉动物，电刺激下丘脑近中线两旁的腹内侧区出现骨骼肌血管舒张，血压升高，皮肤和小肠血管收缩，心率加快等交感神经反应；在清醒动物，电刺激该区出现防御性行为。故将下丘脑近中线两旁的腹内侧区称为防御反应区。 此外，电刺激下丘脑外侧区，动物出现厮打攻击行为； 电刺激下丘脑背侧区，出现逃避行为。,(四) 大脑皮层对内脏活动的调节 1.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。,大脑皮层是调节内脏活动的最高级中枢.,2.边缘系统：(见下1页),说明：,2.边缘系统：包括边缘前脑（胼胼胝体回、海马、穹隆、海马回、扣带回、杏仁核、隔区、岛叶、颞极、眶回等）和边缘中脑（中脑的中央灰质、被盖的中央部及外侧部、脚间核等）。,边缘系统与自主性神经系统的功能密切相关。,边缘前脑的功能较复杂，除嗅觉外，主要参与摄食行为、性行为、情绪反应、学习记忆及内脏活动等的调节。,第六节 脑的高级功能 脑的高级功能包括学习与记忆、语言、思维等。 一、学习与记忆 学习是指通过神经系统接受外界环境信息而影响自身行为的过程。 记