神经系统的功能课件

1、神经系统的功能,第十章 神经系统的功能,中枢神经系统（脑和脊髓） 周围神经系统,FUNCTION OF NERVOUS SYSTEM,神经系统的功能,第一节 神经元与神经胶质细胞的一般功能,一、神经元 （一）神经元的一般结构和功能,神经系统的功能,结构 胞体 细胞核 胞 浆 脑、脊髓灰质、神经核 树突(dendrite): 短-联系作用 突起(synapse) 接受刺激 轴突(axon)-神经纤维 整合信息 传导AP 功能 (1)能感受体内外各种刺激而引起兴奋或抑制 (2)对不同来源的兴奋或抑制进行分析综合,神经系统的功能,二）神经纤维的功能与分类 功能：传导兴奋 影响因素：纤维直径 有无髓鞘

2、 髓鞘厚度 温度高低,神经系统的功能,神经纤维传导兴奋的特点： 结构完整 生理完整性: 机能完整: 温度、麻醉 绝缘性: 神经干,多种信号-互不干扰 髓鞘 脂类电阻大, 绝缘性 双向传导离体 在体: 突触作用 单向传导 人工电刺激神经干: 双向,神经系统的功能,相对不疲劳性: 刺激频率 刺激时间 不衰减性传导： 神经纤维的分类 传导速度A类 B类 C类 纤维直径类 类 类 类 和来源,神经系统的功能,三）神经纤维的轴浆运输,逆向轴浆运输(205mm/d) 顺向轴浆运输,快速(410mm/d) 慢速(1-12mm/d,轴浆运输形式,神经系统的功能,四）神经的营养作用 功能性作用 动作电位 传导

3、递质 生理活动 营养性作用 释放物质 调节代谢 影响理化反应 失神经支配的肌肉 ：脊髓灰质炎 （预防方法） （五）支持神经的营养因子 神经生长因子（ nerve growth factor,NGF) 脑源性神经营养性因子 (brain-derived neurotrophic factor, BD-NF ) 神经生长因子 Trk A 脑源性神经营养性因子 营养因子受体 Trk B 神经营养因子3 Trk C 神经营养因子 4/5,神经系统的功能,二 神经胶质细胞,一）神经角质细胞的特征 分类 星型胶质细胞、 少突胶质细胞、 小胶质细胞 数量 10000亿- 50000亿 （二）神经胶质细胞的功

4、能 1 支持作用 2 修复和再生作用 3 免疫应答作用 4 物质代谢和营养性作用 5 绝缘和屏障作用 6 维持合适的离子浓度 7 摄取和分泌神经递质,神经系统的功能,第二节 神经元的信息传递,一 突触传递 媒介：化学性突触 电突触 （一)经典的突触传递 1、突触的微细结构 突触前膜 突触间隙 突触后膜,定向突触 非定向突触,反射弧中传入神经元与中枢，中枢神经元的联系及传出神经元与效应器的联系都通过突触传递信息,神经系统的功能,2、突触的分类 轴突胞体 突触的组成 轴突树突 轴突轴突 树突树突 突触的功能 兴奋性突触 抑制性突触,神经系统的功能,3、突触传递的过程 电变化(AP)化学变化(递质)

5、电变化: 换能-能量形式转换 化学物质 Ca+ 递质 突 触前末梢兴奋 囊泡与前膜接触,融合,破裂 递质释放 突触间隙 神经 递质 + 受体 离子通道 机能状态发生改变 跨膜离子流动 突触后电位,神经系统的功能,4、突触后电位 （1）兴奋性突触后电位（EPSP） 当神经冲动到达突触前轴突末梢时，会在突触 后膜上引起一个除极型局部电位称为EPSP （2）抑制性突触后电位（IPSP） 当神经冲动到达突触前轴突末梢时，会在突触 后膜上引起一个超极型局部电位称为IPSP （3）慢突触后电位 EPSP或IPSP的潜伏期长（100ms500ms） 持续时间长（数秒,神经系统的功能,神经系统的功能,AP,神

6、经系统的功能,EPSP和IPSP的产生机制： Ca+ 动作电位突触前末梢兴奋 囊泡与前膜接触,融合,破裂 内流 兴奋性递质 递质释放+受体 突触后膜对离子通透性改变 抑制性递质 兴奋性递质膜对Na+、K+通透性 EPSP 去极化 兴奋 抑制性递质膜对K+ 、Cl- 通透性IPSP 超极化 抑制,慢突触电位： 慢EPSP由膜的钾离子电导降低所致 慢IPSP由钾离子电导增高所致,神经系统的功能,5、突触后神经元的兴奋和抑制,神经系统的功能,6、影响突触传递的因素,1）影响递质释放的因素 取决于进入神经末梢钙离子的量 （2）影响已释放递质消除的因素 递质的酶解和重摄取 （3）影响受体的因素 受体的亲

7、和力、数量和阻断剂,神经系统的功能,7、突触的可塑性 （形态和功能发生较为持久的改变的特征或现象,1）强直后增强 （突触前末梢再接受一短串高频刺激后，突触后 电位幅度持续增大的现象） （2）习惯化和敏感化 （重复给予较温和的刺激时突触对刺激的反应逐 渐减弱甚至消失的现象） （重复性刺激使突触对原有刺激的反应增强和延 长，传递效率提高的现象） （3）长时程增强和长时程抑制,神经系统的功能,二）非定向突触传递,肾上腺素能纤维（心肌和平滑肌） 多巴胺能纤维 轴突末梢分枝曲张体 （ 黑质 ） 弥 散 5-TH能纤维 NE,5-TH,DA 效应C受体 （中枢内） 特点: 1、无特化的突触结构，突触前成分

8、与突触后成分 非一对一。 2、曲张体与突触后膜成分之间距离大于20nm。 3、作用部位分散无特定靶点，一个曲张体释放的 递质可作用于较多的突触后成分。 4、递质扩散距离远且远近不一，传递时间长且不一。 5、释放的递质作用取决于突触后成分有无相应受体,神经系统的功能,神经系统的功能,三）电突触,缝隙连接（Gap junction,神经系统的功能,二、神经递质和受体,一）神经递质 1、递质概念:由突触前神经元合成并在末梢释放，能特异 性作用与突触后神经元或效应器细胞上的受体，并 使突触后神经元或效应器细胞产生一定效应的信息 传递物质。鉴定标准 2、调质的概念：神经元能合成和释放一些化学物质，他 们

9、不在神经元之间直接起信息传递作用，而是增强 或消弱递质的信息传递效应，这类对递质信息传递 起调节作用的物质成为调质。 3、调质与递质的分类,神经系统的功能,1）按分泌部位分为：中枢神经递质和外周神经递 （2）按化学性质分为胆碱类、胺类、氨基酸类、肽 类、嘌呤类、脂类和气体类等,神经系统的功能,4、递质的共存 概念：两种或两种以上的递质(调质)共存于同一 神经元内。 意义：协调某些生理过程。 5、递质的代谢 过程:合成、储存、释放、降解、再摄取、再合成,神经系统的功能,二）受体,1、概念:细胞膜或细胞内能与某些化学物质（递质、 调质、激素）发生特异性结合并诱发生物 效应的特殊生物分子。 激动剂有

10、生物学效应 拮抗剂无生物学效应 2、分类: （1）离子型受体（少） 烟碱受体 （2）G-蛋白偶联受体（大多数,配体,神经系统的功能,3、突触前受体 作用：负反馈调节突出前递质释放的作用 4、受体的调节 上调：递质分泌不足时受体数量增加，亲和力增强。 下调：递质分泌过多时受体数量减少，亲和力降低,神经系统的功能,三）主要的递质和受体系统,1、Ach及其受体 胆碱能神经元 （1）中枢分布： 脊髓前角运动神经元； 丘脑后腹侧特异感觉投射纤维； 脑干网状结构上行激动系统； 尾核、壳核、苍白球； 边缘系统（梨状区、杏仁核、海马）等。 （2）外周分布： 交感神经和副交感神经的神经节前纤维； 大多数副交感神

11、经节后纤维； 副交感神经的节后纤维； 少数交感神经节后纤维（汗腺和骨骼肌舒血管）； 躯体运动神经纤维（神经-肌接头处,神经系统的功能,胆碱能受体 毒蕈碱受体（muscarinic receptor，M-R） 烟碱受体（nicotinic receptor，N-R） 中枢受体分布： 外周受体分布： M-R：大多数副交感节后纤维支配的效应器细胞 交感神经节后纤维支配的汗腺及骨骼肌血管 平滑肌细胞膜上。 M样作用：平滑肌收缩，心脏抑制，消化腺分泌， 汗腺分泌和骨骼肌血管舒张等。 阻断剂：阿托品,神经系统的功能,N-R：交感和副交感神经节的突触后膜上（N1） 神经-肌肉接头的接头后膜上（N2） N样作

12、用：兴奋自主神经节后神经元;骨骼肌收缩。 阻断剂：N1被筒箭毒碱和六烃季铵阻断， N2被筒箭毒碱和十烃季铵阻断,神经系统的功能,2、去甲肾上腺素和肾上腺素及其受体 NE和E的分布 中枢：NE能神经元：低位脑干 E能神经元: 延髓 外周:（无E为递质的神经纤维） 肾上腺素能纤维：大多数交感节后纤维 受体分布 中枢：广泛，参与心血管、情绪、体温、摄食等 外周：受体大多数交感神经支配的效应器上 1受体心脏组织 2受体肝.脑.冠脉等血管平滑肌细胞膜上,神经系统的功能,阻断剂,神经系统的功能,3、多巴胺（DA）及其受体 位置：中枢（黑质纹状体） （中脑边缘系统） （结节漏斗） 受体：D-R 作用：参与躯

13、体运动、精神情绪活动、垂体分泌及 心血管活动的调节。 4、5羟色胺及其受体 位置：度为脑干中缝核 受体：多，复杂，大多为G-Pr偶联受体 作用：调节痛觉、神经情绪、睡眠、体温、性 行为、垂体内分泌等,神经系统的功能,5、组胺及其受体 位置：下丘脑后部结节乳头内 受体：H(1.2.3)-R 作用：觉醒、性行为、腺垂体分泌、血压、饮水、 痛觉的调节。 6、氨基酸递质及其受体 谷氨酸、天冬氨酸、-氨基丁酸、甘氨酸 （1）兴奋性氨基酸 分布:中枢 受体:促离子型受体、促代谢型受体 （2）抑制性氨基酸 分布： -氨基丁酸（大脑皮层浅层、小脑浦肯野细胞层） 甘氨酸 （脊髓、脑干,神经系统的功能,7、神经肽

14、及其受体 （1）速激肽（P物质、神经肽A、神经肽K、神经肽、 神经激肽A、神经激肽B） （2）阿片肽（-内啡肽、脑啡肽、强啡肽） （3）下丘脑调节肽和神经垂体肽 （4）脑肠肽 （5）其它（血管紧张素、心房钠尿肽、神经肽Y） 8、嘌呤类递质及其受体（腺苷、ATP） 9、其它可能的递质（CO、NO,神经系统的功能,三、反射弧中枢部分的活动规律,一）反射活动的中枢控制 反射： 反射弧： 反射的分类,神经系统的功能,二）中枢神经元的联系方式 传入神经元 传出神经元 中间神经元最多皮层140亿 1、单线式： 2、辐散式: 1个神经元与多个神经元联系 兴奋 感觉传导束多见 放大功能 扩散 抑制 例:同侧屈

15、肌反射及对侧伸肌反射,神经系统的功能,3、聚合式: 许多轴突末梢与同一个N元构成突触 (运动传出) 兴奋 不同神经元 集中: 信息集中 抑制 4、链锁和环式: 链锁状: 空间上作用范围增加 环 状: 反馈控制 正反馈: 加强-后放 负反馈: 减弱,反射终止,神经系统的功能,四）中枢内兴奋的特征 多肽 影响递质释放 NO 1.单向传递 突触性质决定, 前膜释放递质,后膜受体 2.中枢延搁（突触延搁） 感受器兴奋传入N 反射时间 中枢兴奋传播=反射时- 兴奋沿传出N效应器 兴奋通过突触:0.30.5ms 递质释放扩散结合离子电位AP 中枢延搁: (突触延搁)取决突触数目,神经系统的功能,3.总和:

16、 单个EPSP-阈下刺激(易化作用) 单条神经相继多个冲动 (总和) 多个EPSP-阈电位AP 多条神经的同时单冲动 R 空间总和 总和 时间总和 空间总和 stimulus R stimulus 时间总和 抑制也可以总和(IPSP) 说明 若干纤维对同一神经元兴奋或抑制-占优势 最后公路原则,前角神经元 传出兴奋、 抑制代数和,阈电位,神经系统的功能,4. 兴奋节律的改变: 神经纤维联系方式 冲动频率:传入传出 神经纤维功能状态 (AP) 中间N功能状态 5. 后放 反射通路中环状联系 原因 纠正 肌梭传入冲动: 反射 切断背根 维持 6. 对环境的敏感性和易疲劳性(synaptic fat

17、igue) 递质耗竭 O2 PH 突触 易疲劳 代谢 AP频率 麻醉-作用突触,神经系统的功能,五）中枢抑制 1、突触后抑制 (postsynaptic inhibition) (1)传入侧枝抑制 (afferent collateral inhibition) 屈肌感受器 传入N 屈肌中枢+ EPSP屈肌收缩 刺激 髌韧带肌梭传入N伸肌中枢传出股四头M收缩 叩击 侧枝 抑制递质 IPSP 抑制性中间N元 屈肌中枢 传出N 屈肌舒张 交互抑制: 协调中枢间活动(脑、脊髓,299,神经系统的功能,2)回返性抑制: 脊髓前角细胞 传出N 肌肉收缩 （） 甘aa 侧枝 抑制性中间N元 (Rensha

18、w) 部位: 脊髓、海马、丘脑 意义: 负反馈控制 反射活动及时终止 反射活动协调一致 例: 破伤风 破伤风毒素破坏甘氨酸 肌肉抽搐,299,神经系统的功能,2. 突触前抑制 突触前抑制 (presynaptic inhibition) 中枢抑制 回返性抑制 突触后抑制 结构基础: 轴突-轴突突触 传入侧枝抑制 动作电位幅度 递质释放量 释放GABA （GABAA 受体） 原理: B纤维兴奋-A纤维末梢去极化A纤维静息电 刺激 （Ca+ 内流 ） 位值减小 A纤维AP减小 递质释放减 C神经 A.f （cl-内流） 元EPSP小 距阈电位远 运动神经元不易兴奋或不能兴奋 末梢A与运动神经元构成

19、轴突-胞体突触 末梢B与末梢A构成轴轴突触 轴突B先兴奋，再兴奋轴突A，运动神经 300 元记录的EPSP明显减小,c,神经系统的功能,六）中枢易化（突触前易化、突触后易化,突触前易化：EPSP的总和 突触后易化：轴突轴突式突触 机理：B纤维释放5-HT A纤维内cAMP k+ 通道磷酸化关闭 A纤维AP复极化延长 A纤维AP延长 Ca+通道开放延长 Ca+内流 A纤维释放递质 运动神经元EPSP增大 突触前易化,神经系统的功能,第三节 神经系统的感觉分析功能,一、躯体感觉的中枢分析 浅感觉触压觉、温度觉、痛觉 深感觉位置觉、运动觉 （一）传入通路（三级神经元接替,分类,感受器,脊髓后根神经节

20、 脑神经节,中间神经元,运动神经元,效应器,薄束核 楔束核 脑神经核,大脑皮层,丘脑,神经系统的功能,1、丘脑前的传入系统 （1）浅感觉传导: 轻触压觉 触.压觉-脊丘前束 脊N节 后角神经元 交叉 痛.温觉 痛.温觉-脊丘侧束 丘脑腹外侧核 中央后回感觉区,脊髓丘脑束 丘脑皮质束 内 囊,神经系统的功能,触压觉 痛温觉,神经系统的功能,2）深感觉传导: 薄束(第4胸节以下下肢与躯干下半部) 本体感觉 脊神经节 楔束(第4胸节以上下肢与躯干上半部) 薄束核 延髓 丘脑腹外侧核后部 中央后回感觉区 楔束核 中央前回运动区,内侧丘系 内 囊,交叉,精细触觉,神经系统的功能,神经系统的功能,2、丘脑

21、的核团 A 前核群(内脏活动) B 内核群(与情感和记忆有关) C 外侧核群(参与特异感觉投射） 后腹核-躯干、肢体、头面感觉纤维感觉区 空间排列:下肢-外侧,上肢-中部,头面-内侧 感觉接替核 内侧膝状体-听觉换元站-听觉皮层 外侧膝状体-视觉换元站-视觉皮层 感觉联络核 接受后腹核及其他皮层下中枢纤维 感觉接替核 丘脑联络核皮层某些区 皮层下中枢,神经系统的功能,例: 小脑、苍白球 丘 脑 皮 层 肌肉运动 丘脑后腹核 外侧腹核 运动区 D 髓板内核群(参与非特异投射) 弥散性 感觉传导束髓板内核群多次换神经元 皮层各部分 (中央中核、束旁核、中央外侧核） 广泛,神经系统的功能,神经系统的

22、功能,3、感觉投射系统 （1）特异感觉投射系统 （丘脑感觉接替核发出的纤维点对点投射到大脑皮层特定区域） 脊神经节 脊髓后角神经元 丘脑感觉 大脑皮层特定区域 脑神经节 脑干相关神经核 接替核 （特定感觉） 脑干网状结构 丘脑髓板 整个大脑皮层 内核群 （维持和改变大脑 皮层的兴奋状态） （2）非特异感觉投射系统 （丘脑髓板内核群发出的纤维经多次换元后弥散地投射到整个大脑皮层,神经系统的功能,二）大脑皮层感觉代表区 1、躯体感觉 （1）第一感觉区（somatic sensory area ） 中央后回(3-1-2) 脑外手术刺激大脑皮层 投射特点 感觉投射是交叉性, 头面部是双侧 代表区空间分

23、布: 倒置、 头面部正立 代表区范围 辨别精细度 （2）第二感觉区（somatic sensory area ） 中央前回与岛叶之间 特点 正立, 双侧性, 粗糙感觉 分析,神经系统的功能,神经系统的功能,三）躯体感觉,不同感觉皮层特定部位 感觉强度感觉神经纤维上AP的频率 参与反应的感受器数目 1、触压觉 2、本体感觉 3、温度觉 4、痛觉 （1）体表痛 （2）深部痛 慢痛，定位不明，可有自主神经反应,快痛：尖锐；定位清楚；A类纤维；特异投射 慢痛：烧灼；定位不清；C类纤维；非特异投射,神经系统的功能,二、内脏感觉的中枢分析 （一）传入通路与皮层代表区 交感神经 脊髓 脊髓丘脑束 皮层第一

24、副交感神经 脑神经节 感觉投射系统 二感觉区 （二）内脏感觉 1、内脏的特点 （1）定位不明； （2）发生缓慢，持续时间长； （3）中空脏器壁上的感受器对扩张性刺激和 牵拉性刺激十分敏感，对切割、烧灼等 通常易引起皮肤痛的刺激不敏感。 （4）引起情绪变化，伴有恶心、呕吐等改变,神经系统的功能,2、体腔壁痛 3、牵扯痛 （1）会聚学说 （2）易化学说,神经系统的功能,第四节 神经系统对姿势和运动的调节,一、运动传出的最后公路 （一）脊髓和脑干的运动神经元（运动神经元,脊髓运动神经元脑运动神经元,躯干四肢头面部皮肤、肌肉和关节外周感受器,大脑皮层高位中枢,骨骼肌,最后公路,1、引发随意运动 2、调

25、节姿势 3、协调不同肌群的活动,神经系统的功能,运动神经元：支配梭内肌；调节肌梭对牵张刺激的敏感性。 运动神经元：梭内肌梭外肌都有支配；功能不明。 （二）运动单位 概念：一个脊髓运动神经元或脑干运动神经元及其所支 配的全部肌纤维构成的一个功能单位。 分类：大运动单位产生巨大张力。 小运动单位进行精细调节,神经系统的功能,二、姿势的中枢调节,大脑皮层 脊髓 脑干 （一）脊髓的调节功能 1、脊休克 概念：人和动物在脊髓与高位中枢之间离断后反射活动 能力暂时丧失而进入无反应状态的现象。 表现：横断面以下脊髓所支配的躯体和内脏的反射活动 均减退以至消失，如骨骼肌的紧张性降低甚至消 失，外周血管扩张，血

26、压下降，发汗反射消失， 粪尿潴留,神经系统的功能,2、脊髓对姿势的调节 概念：中枢神经系统可通过调节骨骼肌的紧张度或产生 相应的运动，以保持或改正身体在空间的姿势。 （1）对侧伸肌反射 反射通路 踝-膝-髋-对伸 屈肌反射：保护作用, 强度(范围)刺激强度 对侧伸肌反射：维持姿势, 支持体重,神经系统的功能,神经系统的功能,2）牵张反射 概念：骨骼肌受到外力牵拉时引起受牵拉的同一肌肉收 缩的反射活动。 分类：腱反射（快速牵拉肌腱时发生的牵张反射） （单突触反射） 肌紧张（缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射） 肌梭,神经系统的功能,腱反射,神经系统的功能,肌梭的结构,神经系统的功能,神经系统的功能

27、,3）节间反射 概念：脊髓一个阶段神经元发出的轴突与临近节段的神 经元发生联系，通过上下阶段之间神经元的协同 活动所发生的反射活动。（搔爬反射） （二）脑干对肌紧张和姿势的调节 1、脑干对肌紧张的调节 去大脑僵直：在中脑上、下丘之间切断脑干后，动物出 现抗重力肌（伸肌）的肌紧张亢进，表现为 四肢僵直，坚硬如柱，头尾昂起，脊柱挺硬,神经系统的功能,脑干网状结构 抑制区 网状脊髓束 抑制或易化a-运动神经元 易化区 抑制或易化-运动神经元 其他高级中枢 易化系统：新小脑、小脑前叶两侧、前庭核、大脑皮层 抑制系统：大脑皮层运动区、纹状体、小脑前叶蚓部,神经系统的功能,僵直和僵直,僵直：高位中枢的下行

28、性作用直接或间接通过脊髓中间神经元提高运动神经元的活动而出现僵直。 僵直：高位中枢的下行性作用首先提高运动神经元的活动，使肌梭的传入冲动增多，转而增强运动神经元的活动而出现僵直,僵直,僵直,神经系统的功能,2、脑干对姿势的调节 （1）状态反射 （2）反正反射,迷路反射 颈紧张反射,神经系统的功能,三、躯体运动的中枢调节,神经系统的功能,一）大脑皮层的运动调节功能,1、大脑皮层的运动区 主要运动区: 中央前回(4.6) 特点 交叉性,头面部双侧性,面N,舌下N 具有精细定位,倒立,头面部正立 皮层代表区 运动精细程度 其他运动区： 运动辅助区 运动柱（motor column,神经系统的功能,神

29、经系统的功能,2、运动传导系统的功能 皮层脊髓侧束,功能： 控制躯干和四肢近端的肌肉，尤其是曲肌，与姿势的维持和粗大的运动动作有关,皮质脊髓前束,功能： 控制四肢远端的肌肉，与精细的、技巧性的运动有关,神经系统的功能,皮层脑干束：控制头面部肌肉。 顶盖脊髓束： 网状脊髓束： 参与近端肌肉的粗略运动和姿势的调节 前庭脊髓束： 红核脊髓束：参与四肢远端肌肉的精细运动调节 顶盖脊髓束 皮层脊髓束 网状脊髓束 皮层脑干束 前庭脊髓束 红核脊髓束,锥体系,锥体外系,神经系统的功能,Babinski sign,神经系统的功能,二）基底神经节的运动调节功能 尾 状 核 壳 核 新纹状体 豆状核 苍白球-旧纹状体 杏仁核 - 古纹状体 丘脑底核 红核、黑质,纹状体,神经系统的功能,1、新纹状体的功能结构与细胞 2、直接通路和间接通路,大脑皮层广泛区域,新纹状体,苍白球外侧部,苍白球内侧部,丘脑底核,丘脑,皮层运动区,黑质,神经系统的功能,直接通路： 新纹状体 苍白球内侧 丘脑 皮层运动区 去抑制：新纹状体活动增强时，丘脑和大脑皮层的活动增加。 间接通路： 新纹状体 苍白球内侧 丘脑 皮层运动区 苍白球外侧 丘脑底核 新纹状体活动增强时丘脑底核的活动增强，苍白球内侧活动增强，丘脑和大脑皮层活动减弱,神经系统的功能,3、与基底神经节损伤有关