运动生理学躯体运动神经控制

渴望第三章躯体运动的神经控制

第一节神经系统根本组件的一般功能第二节神经系统的感觉分析功能

第三节躯体运动的脊髓和脑干调控目的：掌握中枢神经系统的活动规律掌握脊髓、脑干对躯体的调节第四节高位中枢对躯体运动的调控第一页，共54页。第一节神经系统根本组件的一般功能一、神经元(一)神经元的一般构造和功能神经元：是神经系统的根本构造和功能单位根本构造:胞体构成突起树突轴突外周神经节中枢神经核或灰质神经纤维中枢白质构成第二页，共54页。神经元各部分功能:⑴胞体:承受、整合信息部位⑵树突:承受、传导信息部位⑶轴突:可加工、处理信息传出部位⑷N纤维：轴突组成、传导信息部位⑸末稍：N纤维的细小分支、递质释放部位〔二〕神经元类型⑴感觉神经元:将信息传到中枢⑵中间神经元:起联络作用⑶运动神经元:将中枢信息传向外周第三页，共54页。〔三〕神经纤维神经元的轴突和包被它的构造。分有髓神经纤维和无髓神经纤维动作电位在神经纤维上传导的特点：生理构造完好性双向性不衰减和相对不疲劳性绝缘性脉冲式：由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能交融，两个动作电位之间总有一定间隔。〔四〕神经的营养性作用神经元除对支配的组织有调节作用外，其未梢还能释放一些营养因子，右持续调节支配的组织代谢活动，影响其构造、生化和生理功能。第四页，共54页。(五)神经冲动的传导

第五页，共54页。二突触及突触传递

(一)突触及分类突触：前一个神经元的轴突末梢分枝与后一个神经元的胞体或突起互相接触的部位。轴突—树突型突触类型轴突—胞体型轴突—轴突型突触前膜突触结构突触间隙突触后膜第六页，共54页。2化学性突触传递⑴中枢化学突触的构造特征〔1〕突触后电位①兴奋性突触后电位〔EPSP〕--突触前膜释放兴奋性递质，作用于后膜使后膜对Na+、K+〔尤其是Na+〕通道开放使部分去极化。②抑制性突触后电位〔IPSP〕--突触前膜释放抑制性递质，作用于后膜使后膜对K+、Cl-大〔尤其是Cl-〕通道开放，使部分超极化。〔二〕突触传递1、电突触传递由于突触前后膜无构造的分化,以缝隙连接.意义:1)传递速度快,可使很多神经元产生同步化;2)能耐受阻断化学传递的药物,对温度变化也不敏感.第七页，共54页。③神经肌肉接头与中枢突触的比较：〔三〕突触的整合作用1、通过突触后电位的总和进展整合〔代数和〕2、通过突触连接方式改变输出信息〔会聚、扩散、交互抑制回返反响等〕3、通过改变突触的“作用系数〞〔增加递质释放量、扩大突触接触面积等〕第八页，共54页。〔四〕突触的可塑性三神经递质与受体〔一〕神经递质1神经递质：由突触前膜释放的，快速将信息从突触前传递到突触后的化学物质。2神经递质的条件〔理解〕⑴存在：突触前神经元存在递质前体物和合成酶系统⑵释放：贮存于突触小泡内，神经冲动到达时释放入间隙；⑶效应：与后膜受体结合，产生相应生理效应，受拟似剂或阻断剂影响；第九页，共54页。⑷灭活：存在递质灭活酶或摄取回收机制。3神经递质种类：⑴胆碱类递质：主要是乙酰胆碱〔Ach)；⑵单胺类递质：肾上腺素、去甲肾上腺素、5-羟色胺⑶肽类递质：如阿片肽、P物质、脑啡肽等；⑷氨基酸类递质：谷氨酸、天冬氨酸、γ-氨基丁酸⑸嘌呤类递质：如ATP⑹其他类递质：如一氧化氮、一氧化碳、组织胺等。〔二〕受体1受体：突触后膜或神经元支配的效应器细胞膜上某些特殊蛋白质构造，神经递质必须与它结合才能完成信息传递，产生生理效应。第十页，共54页。2受体特点：⑴特异性：特定受体只与特定递质结合产生生理效应；⑵饱和性：受体的数量是有限的；⑶可逆性：递质与受体结合是可逆的。3受体的种类：⑴胆碱能受体：Ach受体⑵肾上腺能受体：α-受体、β-受体⑶中枢神经递质受体：多巴胺受体、γ-氨基丁酸受体、嘌呤类递质受体第十一页，共54页。四神经胶质细胞无树突和轴突；不传导神经冲动可分

转运功能〔神经元与血管之间代谢交换〕参与血脑屏障组成功能构成神经纤维髓鞘，有绝缘性填补神经元的缺损参与离子和递质调节星形胶质细胞少突胶质细胞小胶质细胞第十二页，共54页。〔二〕感受器的一般生理特征每种感受器都有它最敏感的刺激，这种刺激就是该感受器的适宜刺激。眼感光细胞：380-760nm光波耳听觉细胞：16-20000Hz(赫兹)的声波第二节神经系统的感觉分析功能

一感受器

〔一〕感受器的定义

1感受器：是指分布在体表或组织内部的一些专门感

受机体内、外环境改变的构造或装置。

2、感觉器官：指感受器与其附属装置共同构成的器官第十三页，共54页。适宜刺激→感受器→神经冲动→中枢3.编码作用感受器不仅将外界刺激能量转变成电位变化，同时将刺激的环境信息转移到动作电位的排列组合之中4.适应现象感受器对同一刺激的持续作用,其反响逐渐降低的现象。第十四页，共54页。〔一〕、视觉可见光眼的折光系统折射成像视网膜的感光系统换能作用感受器电位→视N冲动视觉中枢→视觉二、机体部分感觉信息的产生第十五页，共54页。眼折光系统及成像光线由一种介质进入另一种折射率不同的单球面折光体时，只要不与折光体介面垂直，光线便会产生折射。眼折光系统由角膜、眼房水、晶状体、玻璃体组成第十六页，共54页。1、光感受与信息处理

1〕光感器及其信息处理〔1〕视锥细胞:分布：中央功能：承受强光刺激，形成明视觉和色觉，并能看清物体外表的细节与轮廓，有很强的空间分辨才能。〔2〕视杆细胞分布：周边部分功能：对光的敏感度高，能承受弱光刺激，形成暗视觉。光化学反应信息处理感光细胞超极化型慢电位去极化型慢电位水平细胞双极细胞无长突细胞光感受器电位神经节后细胞产生动作电位第十七页，共54页。〔3〕色觉信息的编码与处理色觉是感光细胞受到不同波长的光线刺激后,产生的视觉信息传入视觉中枢引起的主观感觉视锥细胞有分别含有感红光色素、感绿光色素、感蓝光色素三种。对光信息经过编码处理后而形成色觉色觉障碍：色盲：凡不能识别三原色中的某一种或某几种颜色者色弱：对某种颜色区分才能较正常人差者第十八页，共54页。2、视觉中枢的神经机制1〕中枢视觉通路的解剖学和中枢神经元的感受野〔1〕大细胞通路〔2〕小细胞通路2〕视觉信息的综合处理及人脑功能定位枕额区：主管颜色、形状、纹理枕叶背侧和顶叶:主管空间、运动知觉视网膜信息处理高级中枢信息处理处理完成的独立信息视知觉视网膜α神经节细胞视网膜β神经节细胞外膝体大细胞群外膝体小细胞群初级视皮质次级视皮质高级视皮质V4大脑下颞区

视皮质联络区第十九页，共54页。3、空间视觉

1〕视力〔视敏度〕指眼对物体微细构造的分辨才能。通常以分辨两点(或两平衡线)之间的最小间隔为标准。2〕视野单眼不动注视正前方一点时，该眼所能看到的空间范围称为视野。绿红蓝白白色＞黄蓝＞红色＞绿色第二十页，共54页。〔二〕、听觉外耳：耳廓、外耳道。中耳：鼓膜、听小骨、咽鼓管和听小肌。内耳：耳蜗、椭圆囊、球囊和三个半规管1、声音信息的感受与传递基底膜上的螺旋器是声音感受器感受听觉的细胞是听毛细胞第二十一页，共54页。

听觉的产生过程声波振动→外耳(耳廓→外耳道)→中耳(鼓膜→听小骨→卵窗)→内耳(耳蜗的内淋巴液→基底膜螺旋器听毛细胞→声-电转换)→神经冲动→听觉中枢→听觉。行波学说：基底膜振动从蜗底开场到达顶部，那么振幅逐渐增加。到达最大时，突然终止，振动频率不同，行波间隔不同，频率愈大→行波间隔愈短〔即在基底部〕。第二十二页，共54页。1〕声音频率分析及编码遵循两个原那么：〔1〕部位原那么：不同频率声音，兴奋基底膜不同部位的感觉细胞。进行单位编码。〔基底膜不同部位神经纤维发放冲动的空间构型传递信息〕〔2〕频率原那么：不同频率的声音引起听神经兴奋后发放的冲动不同。进展频率编码〔据声音的频率，听神经发放不同频率的冲动〕2)声音强度与复合声分析单一听神经上放电频率增加空间上活动纤维数目增加基音不同频率的谐波组成2、听神经编码及声音的分析声强复合声波由第二十三页，共54页。3、听觉的中枢分析1〕听觉传导通路2〕听觉中枢细胞的音频区域定位音频区域定位：听觉系统的各级中枢中，特征频率不同的神经元按一定顺序排列，每一个特定部位感受一种频率的声音。3〕听觉中枢细胞功能活动接替神经元：传递信息鉴别、整合神经元：对声音鉴别、整合检查神经元：专门检查特殊声音信息听神经一级神经元二级神经元三、四级神经元五级神经元耳蜗核橄榄核丘脑大脑听觉区第二十四页，共54页。〔三〕位觉位觉(或前庭感觉)：身体进展各种变速运动时引起的前庭器官中的位觉感受器兴奋并产生的感觉。前庭椭圆囊球囊半规管+‖前庭器官前半规管后半规管水平半规管腔内充满内淋巴1、位觉的感受装置及产活力理第二十五页，共54页。2、前庭器的感受装置椭圆囊和球囊：壁上有囊斑，囊斑中有感受性毛细胞。毛细胞的纤毛插入耳膜石内。适宜刺激：变速直线运动三个半规管：互相垂直，每个半规管均有膨大端为壶腹，壶腹壁上有壶腹嵴，壶腹嵴也含有感受性毛细胞。其纤毛插入终帽。适宜刺激：变速旋转运动〔其感觉阈为1~3度/秒〕第二十六页，共54页。3、位觉的产活力理〔1〕变速直线运动的产活力理当头部位置改变，如头前倾、后仰或左、右两侧倾斜时，由于重力对耳石的作用方向改变，耳石膜与毛细胞之间的空间位置发生改变，使毛细胞兴奋，冲动经前庭神经传到前庭神经核，反射性地引起躯干与四肢有关肌肉的肌紧张变化。同时，冲动传入大脑皮质前庭感觉区，产生头部空间位置改变的感觉。第二十七页，共54页。〔2〕变速旋转运动的产活力理绕垂直轴旋→程度半规管内淋巴→因惯性压向终帽→毛细胞兴奋→引起肌肉紧张度变化→维持机体平衡，同时产生旋转感觉第二十八页，共54页。4、前庭反响和前庭稳定性1〕前庭反响：指前庭器官受到刺激产生兴奋后，除引起一定位置觉改变以外，还引起骨骼肌紧张性改变、眼震颤及植物性功能改变。例如眩晕、恶心、呕吐和各种姿势反射等。2〕前庭稳定性：刺激前庭感受器而引起机体各种前庭反响的程度。在体育运动中，从事赛艇、划船、跳伞、跳水、滑雪、体操、武术、链球、投掷及各种球类运开工程的运发动，其前庭功能稳定性较高。所以，经常参加这类体育运动的训练，有利于进步前庭功能稳定性。第二十九页，共54页。〔四〕本体感受器—肌梭和腱器官本体感受器：肌肉、肌腱和关节囊中分布有各种各样的感受器(肌梭与腱梭)机能：分别感受肌肉被牵拉的程度以及肌肉收缩和关节伸展的程度。本体感觉：本体感受器受到刺激所产生的躯体感觉。第三十页，共54页。肌梭构造特点：1、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：αN元支配,γN元支配,花枝末梢：是牵张反射的感受装置，兴奋由Ia类N纤维传入。可能与本体感觉有关，兴奋由Ⅱ类N纤维传入。感觉部分收缩部分第三十一页，共54页。2、腱器官腱器官：分布在腱胶原纤维之间，与梭外肌纤维串联，是一种张力感受器。当肌肉收缩张力增加时，腱梭因受到刺激而发生兴奋，冲动沿着感觉神经传人中枢，反射性地引起肌肉舒张。肌梭与腱器官的关系肌肉等长收缩时，肌梭兴奋性不变，而腱器兴奋性增加肌肉等张收缩时，肌梭兴奋性下降，而腱器兴奋性不变肌肉等动收缩时，肌梭兴奋性和腱器兴奋性均增加。但肌梭与腱器作用互相抑制：当肌肉拉长→肌梭〔+〕→张力↗→腱器〔+〕→抑制肌肉收缩→防止肌损伤。第三十二页，共54页。一、脊髓对躯体运动的调控(一)脊髓神经元1、脊髓运动神经元脊髓前角有α和γ神经元1〕α神经元支配梭外肌，它能接收皮肤、肌肉关节等的传入信息，又能接收高级中枢下达的指令，最后由其发出适宜的付出冲动给支配的肌肉，引起各种肌肉运动。“最后公路〞运动单位：一个运动神经元与所支配的肌肉纤维。第三节躯体运动的脊髓和脑干调控第三十三页，共54页。运动神经元池：支配肌肉的那一组神经元。使所支配的肌收缩和舒张程度能准确符合运动要求。运动神经元活动的“大小原那么〞：在中枢神经系统中，运动神经元的兴奋与细胞大小呈负相关，而其抑制性与大小呈正相关。2〕γ神经元支配梭内肌。具有一定的紧张性。α-γ共同激活：当α运动神经元活动时，γ运动神经元也被激活的形式。２、脊髓反射通路中的中间神经元位于脊髓传入与传出神经元之间，是灰质的主要组成，主要功能是介导传入与传出信号。并将传入信息整合为新的、不同形式的输出，使其赋有新的功能意义。第三十四页，共54页。３、脊髓反射的感觉传入脊髓的背根内除了肌肉本体感受传入纤维外，还含皮肤感受器的触、压、冷、温、热和痛等感觉纤维。感觉信息来自各种感受器，传入脊髓，再上行至高位中枢，并在传送感觉信息的同时，通过侧支传到中间神经元和运动神经元。〔二〕脊髓反射1、牵张反射1〕概念：当骨骼肌受到牵拉时，反射性引起被牵接的肌肉收缩。2〕特点：感受器和效应器都是在同一块肌肉中。3〕类型：腱反射〔位相性〕肌紧张〔紧张性〕第三十五页，共54页。①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。膝跳反射弧：叩击肌腱↓肌肉受到牵拉刺激↓肌梭兴奋性↑↓Ia类和Ⅱ类N纤维传入↓α运动Ｎ元兴奋拮抗肌舒张↓交互抑制↓梭外肌收缩第三十六页，共54页。膝跳反射第三十七页，共54页。②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。意义：对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势，是一切躯体运动的根底。由于肌肉中不同运动单位交替进展收缩，而反射持久且不易疲劳梭外肌收缩α运动N元兴奋肌梭的敏感性↑兴奋性↑持续轻微牵拉伸肌梭内肌收缩r运动N元兴奋缓慢持续牵拉肌肉重力作用骨骼肌处于持续地轻微的收缩状态第三十八页，共54页。2、屈肌反射概念：当皮肤或肌肉受到伤害性刺激时，引起受刺激一侧的肢体快速地回撤的反射。特点：有中间神经元参与。是一种保护性反射。表现形式：肢体受细微刺激〔触、压、热等〕只有轻微收缩；肢体受强烈刺激〔剧痛〕那么引起整个肢体屈肌收缩，迅速分开刺激源那么屈肌反射的强度与刺激强度的关。机理：一侧神经元中枢神经元中间神经元中间神经元同侧屈肌收缩侧支同侧伸肌舒张中间神经元侧支侧支对侧伸肌收缩对侧屈肌舒张第三十九页，共54页。〔三〕高位中枢对脊髓反射的调控脊髓反射活动经常承受高位中枢下行指令的调控，高位中枢发妯的运动指令能在脊髓内通过对感觉传入纤维的末梢、中间神经元或运动神经元三部分进展调控。〔如脊髓休克：突然将脊髓横断后，断面以下的一切反射立即丧失，在一定时间内进入无反响状态〕二脑干对躯体运动的调节脑干包括中脑、脑桥和延髓网状构造：在脑干广阔的区域中，神经细胞和神经纤维交织在一起呈网状。第四十页，共54页。〔一〕脑干对肌紧张的调节①抑制区：抑制肌紧张和肌运动的区域(范围较小)；延髓网状构造腹内侧。其兴奋抑脊髓牵张反射，其下行路是脑干网状下行抑制系统。不能发放自主冲动，受大脑皮质抑制区和小脑始动作用后，才发挥抑制作用。②易化区：加强肌紧张和肌运动的区域(范围较大)。在延髓网状构造背外侧。其兴奋那么加强脊髓牵张反射，其下行路是脑干下行易化系统。具有一定兴奋性，同时受到脑干以上部分控制。第四十一页，共54页。去大脑僵直去大脑僵直实验：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。第四十二页，共54页。〔二〕脑干对节律性运动的调节节律性运动：运动一经发起那么不需要意识的参与，能自动地、以固定的形式重复进展。虽然脊髓中枢的形式发生器具有自动地、协调性地引起伸肌和屈肌运动神经元节律性传出兴奋的力，但受到脑干运动区的激活和控制，从而引起节律性运动〔三〕姿势反射中枢神经系统中，调节肌紧张或产生相对运动，以保持或改正躯体空间的姿势。第四十三页，共54页。1、状态反射概念：是头部空间位置改变时反射性地引起四肢肌张力重新调整的一种反射活动。〔1〕迷路紧张反射

头空间位置变化，内耳中迷路耳石器官传入冲动对躯体肌紧张的调节反射。〔囊斑作用〕①旋转运动反射概念：人体在进展主动或被动旋转运动时，为了恢复正常体位而产生的一种反射活动。实例：在弯道上跑步时，身体向左侧倾斜，将反射性地引起躯干右侧肌张力增加。第四十四页，共54页。②直线运动反射升降反射：坐升降电梯着地反射：从高处跳下时，在着地的一刹那，上肢紧张性加强而下肢两脚分开顺势弯曲，以保持身体重心减少震动体育运动中身体从高处落下时做滚翻动作抑制着地反射，预防运动损伤。〔2〕颈紧张反概念：颈部扭曲，颈椎关节、韧带、颈肌肉受到刺激，对四肢肌肉紧张性的调节反射。第四十五页，共54页。规律头部后仰：上下肢及背部伸肌紧张性加强；头部前倾：上下肢及背部伸肌紧张性减弱，屈肌及腹肌的紧张性相对加强头部侧倾或改变时：同侧上下肢伸肌紧张性加强，对侧上下肢伸肌紧张性减弱。第四十六页，共54页。2、翻正反射概念：当人和动物处于不正常体位时，通过一系列动作将体位恢复常态的反射活动。特点：先转头，再转身。应用：体育运动中，很多动作是在翻正反射的根底上形成的运动技能。实例：体操运发动的空翻转体，跳水运动中转体及篮球转体过人等动作，都要先转头，再转上半身，然后下半身，使动作优美、协调且迅速。第四十七页，共54页。状态反射在体育运动中的应用：体操的后手翻、空翻及跳马动作，假设头部位置不正，就会使两臂用力不平衡，身体偏向一侧，常常导致动作失误或无法完成。短跑运发动起跑时，为防止身体过早直立，往往采用低头姿势，这些都是运用了状态反射的规律。举重时，提杠铃至胸前瞬间头后仰，可借以进步肩背肌群的力量能更好地完成动作。违背状态反射规律：例如，有训练的自行车运发动在快速骑车时，做出头后仰而身体前倾的姿势。第四十八页，共54页。第四节高位中枢对躯体运动的调控

一、大脑皮质的运动调节功能特征：①交叉支配:(除上面部肌受双侧皮层支配外)②倒置分布:(除头面部是正立的外)③区域大小与精细程度呈正比:④功能定位精确：1、大脑皮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)协调随意运动第四十九页，共54页。二、高位中枢控制运动的下行通路1外侧通路〔锥体系〕2腹内侧通路〔锥体外系〕第五十页，共54页。锥体系与锥体外系功能特点锥体系1.对侧支配；有单