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第十章 神经系统. 第一节 中枢神经系统活动的基本规律. 第一节 神经系统的基本结构与功能. 第二节 突 触 传 递. 第三节 中枢活动的一般规律. 第四节 神经系统的感觉分析功能. 第五节 神经系统对姿势和运动的调节. 第六节 神经系统对内脏活动的调节. 第七节 脑 的 高 级 功 能. 神经系统是机体内起主导作用的功能调节系统。 神经系统分为:外周部分:传递信息 中枢部分:处理信息 中枢神经系统:神经细胞(神经元) 神经胶质细胞
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第十章 神经系统 第一节 中枢神经系统活动的基本规律 第一节 神经系统的基本结构与功能 第二节 突 触 传 递 第三节 中枢活动的一般规律 第四节 神经系统的感觉分析功能 第五节 神经系统对姿势和运动的调节 第六节 神经系统对内脏活动的调节 第七节 脑 的 高 级 功 能
神经系统是机体内起主导作用的功能调节系统。神经系统是机体内起主导作用的功能调节系统。 • 神经系统分为:外周部分:传递信息 中枢部分:处理信息 • 中枢神经系统:神经细胞(神经元) 神经胶质细胞 • 神经系统的功能:调节机体的功能活动 整合脑的高级功能
第一节 神经系统的基本结构和功能 一、神经元与神经纤维 (一)神经元的结构与功能: 1.基本结构: 神经元 胞体 突起 树突 轴突 轴丘与始段 神经纤维(有髓、无髓) 神经末稍(突触小体)
基本结构与功能 ⑴胞体: 接受、整合信息部位 ⑵树突: 接受、传导信息部位 ⑶轴突 轴丘与始段: 产生AP的部位 神经纤维: 传导信息(AP)部位 神经末梢:(突触小体) 释放递质或分泌激素(下丘脑)部位
二、神经纤维的分类 (1)根据电生理学的特性分类: A、B、C三类 (2)根据纤维直径和来源分类: Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类 (3)根据功能特性分类: 1)传入神经元(感觉N) 2)传出神经元(运动N) 躯体运动N:骨骼肌 自主N:内脏 3)中间神经元兴奋性中间神经元 抑制性中间神经元
三、神经纤维传导兴奋的特征 1.生理完整性 要求在结构上和生理功能上都必须是完整的。 2.绝缘性 神经纤维传导冲动时彼此隔绝,互不干扰。 3.双向传导 实验条件下 4.相对不疲劳性 神经纤维具有较长时间地产生兴奋、传导冲动而不疲劳的特性。
第二节 突 触 传 递 突触:神经元之间信息传递 功能的特殊接触部位 接头:神经元与效应器相接 触的特殊结构 一、突触的结构及分类 (一)化学性突触 1.突触的结构 经典的化学突触(见图) 2.突触的分类: 轴-胞突触 轴-树突触 轴-轴突触
二、化学性突触传递 1.突触的结构 ①突触前膜: 释放递质、有突触前受体 ②突触间隙: 宽约20~30nm,有水解酶 ③突触后膜: 有受体、离子通道 2.突触的分类 兴奋性突触 抑制性突触
突触前膜去极化→Ca2+内流→突触小泡前 • 移、融合→递质胞裂外排 • Ca2+在触发囊泡释放递质过程中发挥两种作用: • 1)降低轴浆粘度,利于囊泡前移 • 2)消除突触前膜上的负电位,促进囊泡与前 • 膜接触、融合和胞裂。 • 另外, Ca2+被认为是一种起信使作用的物质。
突触传递过程 突触前轴突末梢爆发AP Ca2+内流:降低轴浆粘度和 消除突触前膜内的负电位 突触小泡与前膜融合破裂释放 兴奋性递质 抑制性递质 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↑ Cl-(主)K+ 通透性↑ EPSP IPSP
兴奋通过突触传递的过程与机制: 突触前神经元兴奋,冲动 传至突触前轴突末梢 ↓ 膜外Ca2+内流入突触小体 ↓ 突触小泡释放递质入突触间隙时,若 ↓ 释放兴奋性递质释放抑制性递质 与突触后膜受体结合 与突触后膜受体结合 ↓ ↓ 后膜对K+、Na+特别 后膜对Cl-、K+特别 是Na+通透性增加 是Cl-通透性增加 ↓ 去极化 ↓ 超极化 兴奋性突触后电位(EPSP) 抑制性突触后电位(IPSP) ↓ 总和 ↓ 总和 爆发动作电位(兴奋) 兴奋性降低(抑制)
在中枢神经系统中,一个神经元常于其他多个神经构成突触联系,而突触后神经元的状态取决于同时产生的EPSP与IPSP代数和的总和。在中枢神经系统中,一个神经元常于其他多个神经构成突触联系,而突触后神经元的状态取决于同时产生的EPSP与IPSP代数和的总和。 若:EPSP>IPSP,并达阈电位, 则后神经元呈兴奋状态 EPSP<IPSP 则后神经元呈抑制状态
三、神经-骨骼肌接头的兴奋传递 * 1.神经-骨骼肌接头的功能结构
四、神经递质 神经递质:由突触前膜释放、具有在神经 元之间或神经元与效应器之间 传递信息作用的特殊化学物质。 神经递质分为: 1. 外周神经递质:Ach、NE和肽类递质 2. 中枢神经递质: 乙酰胆碱:在中枢分布广泛 生物胺类:多巴胺、儿茶酚胺、5-HT、组胺 另有氨基酸类、肽类、气体分子(NO、CO)等。
外周神经递质 包括自主神经和躯体运动神经末梢所释放的递质。 (1)乙酰胆碱(Ach) 胆碱能神经纤维1.副交感神经的节前纤维; 2.交感神经的节前纤维; 3.副交感神经的节后纤维; 4.部分交感神经节后纤维(支配 汗腺和骨骼肌的舒血管纤维); 5.躯体运动神经纤维
五、受体 受体:是指在于突触后膜或效应器细胞膜上的一些 特殊蛋白质,它能选择性地与某种神经递质 结合,产生一定的生理效应。 神经递质必须选择性地作用于突触后膜或效应器细胞膜上的受体才能发挥作用。 受体激动剂:能与受体发生特异性结合并产生相 应生理效应的化学物质。 受体阻断剂:只与受体发生特异结合,而不产生 生理效应的化学物质。
1.胆碱能受体(M、N受体 ) (1) M受体(毒蕈碱 muscarine 受体) 分布:副交感节后纤维所支配的效应器上, 部分交感节后纤维支配的汗腺 交感舒血管纤维(骨骼肌)。 效应:毒蕈碱样作用(M样作用)。 主要表现:心脏活动的抑制,平滑肌(支气管、 胃肠道)、膀胱逼尿肌及瞳孔括约肌 收缩,消化腺、汗腺分泌, 骨骼肌的血管舒张等。 M受体阻断剂:阿托品(解痉、扩瞳)
(2)N型受体(烟碱性受体 ) • N1N2 • 分布:自主神经节突触后膜 骨骼肌终板膜 • 效应: 节后神经元兴奋 骨骼肌兴奋 • 阻断剂: 六烃季铵十烃季铵 • 共同阻断剂 :氯筒箭毒碱 • N1 受体:神经元型N受体, • N2受体:肌肉型N受体
2. 肾上腺素能受体(α、β受体) 1) α受体 分布: 小血管平滑肌(皮肤、肾脏、胃肠) 大多数内脏平滑肌、瞳孔括约肌 效应:平滑肌兴奋(除小肠平滑肌外) 阻断剂:酚妥拉明 2) β受体 β1 β2 分布: 心肌平滑肌(支气管、胃肠道等) 效应: 兴奋 抑制 阻断剂: 心得宁 心得乐 共同阻断剂:心得安 心三联针: 肾上腺素、去甲肾上腺素、异丙肾上腺素
第三节 中枢活动的一般规律 一、反射中枢 定义:中枢神经系统内调节某一特定生理功能 的神经元群。 感受器→传入N→反射中枢→传出N→效应器 (兴奋或抑制) 脊髓水平 → 皮层下结构水平 →大脑皮层水平(简单、原始)(复杂、广泛) (最复杂、高级) 突触反射:单突触反射(时程短) 多突触反射(时程长、复杂)
二、中枢神经元的联系方式 1.辐散式 2.聚合式 3.环 式 4.链锁式
三、反射中枢内兴奋传递的特征 (一)单向传递: 突触前N元 → 突触后N元。 (二)突触延搁: 需时约0.3~0.5ms/突触。 (三)总和: 时间总和(相继)、空间总和(同时)。 (四)兴奋节律的改变: 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。 (五)后发放:中间神经元的环状联系是主要原因之一。 (六)对内环境变化的敏感和易疲劳: 酸中毒:昏迷 碱中毒:惊厥 突触传递疲劳是防止中枢过度兴奋的保护机制。
四、中枢抑制 (一) 突触后抑制 突触后抑制的机理 突触后抑制是由抑制性中间神经元引起并在突触后膜上产生的一种抑制。 突触后抑制可分为: 1. 传入侧支性抑制 2. 回返性抑制。 兴奋冲动 抑制性中间神经元 释放抑制性递质 突触后神经元产生IPSP 特点:超极化抑制 突触后神经元发生抑制
1.传入侧支性抑制 传入纤维的兴奋冲动 传入侧支 侧支兴奋 抑制性中间神经元 突触后膜产生 抑制性中间神经元释放抑制性递质 突触后膜 产生IPSP EPSP 抑制另一神经元 兴奋一神经元 意义:调控其它神经元,使反射活动协调同步。 交互抑制
2.回返性抑制 神经元兴奋冲动沿轴突传出 轴突侧支兴奋 抑制性中间神经元 突触后膜产生 抑制性中间神经元 释放抑制性递质 EPSP 突触后膜 产生IPSP 原兴奋的 神经元抑制 兴奋 效应细胞 意义:调控产生兴奋的神经元本身,使其活动及时终止。 负反馈抑制
(二)突触前抑制 突触前抑制是通过轴突—轴突式突触活动,使突触前膜的递质释放量减少,而引起突触后神经元产生抑制的一种抑制形式。 结构基础: 轴2-轴1-胞3串联突触。 意义: 减少或排除干扰信息的传入,使感觉功能更为精细。 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,胞3产生5mV的EPSP。
机制: 先刺激轴2 轴2兴奋释放递质(GABA) 轴1部分去极化 在此基础上再刺激轴1 轴1产生的AP幅度↓ 轴1 Ca2+内流量↓ 轴1递质释放量↓ 胞3EPSP幅度↓ 总和后达不到阈电位发生抑制 特点:去极化抑制
第四节 神经系统的感觉分析功能 感觉是人脑对客观事物的主观反映。 感觉分为三种: ①躯体感觉(浅感觉和深感觉)。 ②内脏感觉(内脏痛觉和脏器感觉)。③特殊感觉(视、听、嗅、味觉和前庭感觉)。 内外环境的各种变化 感觉的产生过程: 分析综合产生感觉 感受器换能作用 传入神经冲动 大脑皮层 传导路
一、脊髓的感觉传导通路 1.浅感觉传导通路: 痛觉、温觉→脊髓后角→脊髓丘脑侧束→丘脑感觉接替核 轻触觉→脊髓后角→脊髓丘脑前束→丘脑感觉接替核 2.深感觉传导通路: 肌肉本体深压觉→薄束核、楔束核→内侧丘系→丘脑后腹核
感觉传导途径有两类: • 浅感觉传导途径深感觉传导途径 • 换元交叉处脊髓延髓 • 传导途径先交叉后上行 先上行再交叉 • 在脊髓半断离的情况下,浅感觉障碍发生在断离的对侧,而深感觉障碍发生在断离的同侧。
(一)丘脑的核团 1.感觉接替核 后复核、内外侧膝状体 2.联络核 枕核、外侧复核、前核 3.髓板内核群 中央中核、束旁核、中央外侧核 二、丘脑及其感觉投射系统 丘脑与大脑皮层之间构成丘脑-皮层投射,决定大脑皮质的觉醒状态与感觉功能(除嗅觉外)
(二)丘脑的感觉投射系统 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。
(三)感觉投射系统的组成、功能和特点 非特异性投射系统 特异性投射系统 ①传入丘脑前经脑干网状结构多次交换神经元 ②纤维由丘脑第三类核团发出 ③丘脑-皮层为弥散性投射 ①传入丘脑前沿特定的途径上行 ②纤维由丘脑第一二类核团发出 ③丘脑-皮层为点对点的投射关系 组成 ①不引起特定的感觉 ②维持和改变大脑皮层的兴奋状态(上行唤醒作用) ①引起特定的感觉 ②激发皮层发出神经冲动 功能 ①多次更换神经元 ②投射区广泛 ③易受药物影响(巴比妥类催眠药物的作用原理) ①投射区窄小 ②功能依赖于非特异性投射系统的上行唤醒作用 特点
三、大脑皮层的感觉分析功能 感觉代表区的分区与结构特点: 大脑皮层是人体感觉的最高级中枢。 人的大脑皮层内神经元的数量大约140亿个,大脑皮层分成52个区。 大脑皮层的不同区域在功能上具有不同的分工,称为大脑皮层的功能定位。 大脑皮层的神经元分布呈柱状排列,构成感觉皮层的最基本功能单位-感觉柱。 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
人的体表感觉指浅感觉,即皮肤感觉,包括温度觉、痛觉、触觉等。人的体表感觉指浅感觉,即皮肤感觉,包括温度觉、痛觉、触觉等。 1.第一体表感觉区 位置: 中央后回(3-1-2区) 感觉特点: 定位明确、性质清晰
投射特点: Ⅰ.交叉支配: 除头面部是双侧性外 Ⅱ.倒置安排: 除头面部是直立外 Ⅲ.皮层投射区的大小 与感觉分辨的精细 程度呈正比: 如:舌和拇指的投射区
2.第二感觉区 位置: 中央前回与岛叶之间。 感觉特点: 定位较差、感觉分析粗糙;可能与痛觉有关。 投射特点: ①双侧性投射; ②分布正立而不倒置,有较大的重叠区。
3、视觉代表区 位置:枕叶距状裂的上下缘(17区)。 投射特点: ①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。 ②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。
四、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,常伴有自主神经活动、运动反射与情绪反应。对机体具有保护意义。 引起疼痛的刺激是损伤性刺激。任何形式的刺激(例如温度、机械、酸碱等)只要达到一定强度而具有损伤性作用时,都称为损伤性刺激,并能引起疼痛。 痛觉感受器:游离神经末梢(化学感受器) 分布与皮肤、肌肉、关节和内脏器官。 致痛物质:K+、H+、组织胺、缓激肽、5-羟色 胺、前列腺素等。
* 痛觉的分类: 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 快痛 皮肤痛 躯体痛 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 慢痛 深部痛 疼痛与慢痛相类似 内脏痛 以空腔脏器壁受刺激产生的疼痛为主,表现为“钝痛” 体腔壁痛 内脏疾患累及临近的体腔壁所产生的疼痛,性质与躯体痛相类似 牵涉痛 内脏疾患引起体表某部位的疼痛或痛觉过敏
皮肤痛与内脏痛的比较 内脏痛(包括躯体深部痛) 皮肤(快、慢)痛 疼痛特点 ①产生和消失迅速 ①产生缓慢、持续时间长 ②定位明确、分辨能力强 ②定位不清、分辨能力差 ③慢痛的情绪反应明显 ③情绪反应明显 ④无牵涉痛 ④有牵涉痛 锐性刺激 (切割、烧灼等) 钝性刺激 (牵拉、痉挛、炎症、缺血等) 敏感刺激 躯体传入纤维 (快痛Aδ,慢痛C类) 多数沿交感通路传入,少数沿副交感通路传入 外周纤维
(三)牵涉痛(referred pain) 内脏疾病引起体表某部位的疼痛或痛觉过敏的现象。 1.常见内脏疾病牵涉痛的部位 患病器官 心 胃、胰 肝、胆 肾脏 阑尾 体表疼痛 心前区 左上腹 右肩胛 腹股 上腹部 的部位 左臂尺侧 肩胛间 沟区 或脐区
2.牵涉痛产生的机制 (1)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神经元→产生痛觉错觉。 会聚学说
(2)易化学说 患病内脏的痛觉信息传入提高邻近躯体感觉神经元的兴奋性→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
第五节 神经系统对姿势和运动的调节 运动是行为的基础。在日常生活、工作与劳动中,人体所处的各种姿势以及所进行的多种形式的躯体运动,都以骨骼肌的活动为基础。在运动过程中,骨骼肌的舒缩活动,不同肌群之间的相互配合,均有赖于神经系统的调节。
一、脊髓对躯体运动的调节 1)传导功能:上传感觉,下传运动 反射功能:躯体反射 牵张反射 屈反射 交叉伸肌反射 内脏反射 (一)脊髓前角运动神经元 (α、γ、β) 1. α运动神经元与运动单位 α运动神经元 :胞体大,数量多。 支配骨骼肌(梭外肌) 能直接引起肌肉收缩。
皮层等高位中枢的下传信息 皮肤、肌肉、关节等传入信息 脊髓前角α运动神经元(最后公路) 最后公路原则: 骨 骼 肌 肌 牵 张 反 射 运动单位:一个α运动神经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。
运动单位分为两类: • 1)动态性运动单位: • 由脊髓前角大α运动N元支配快肌纤维 • 2)静态性运动单位: • 由脊髓前角小α运动N元支配慢肌纤维 • 2. γ运动神经元 • 脊髓前角γ运动神经元:胞体小,数量少,兴奋性高, • 支配梭内肌(肌纤维的两端) • 能调节肌梭感受器的敏感性。 • 3. β运动神经元 • 脊髓前角β运动神经元 :支配梭外肌和梭内肌。
(二)脊髓反射 1.肌牵张反射 概念:有神经支配的 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,称为骨骼肌的牵张反射(stretch reflex)。 生理意义: 姿势反射、维持与调节肌紧张的基础。