人体解剖生理学神经系统功能

人体解剖生理学神经系统功能第1页/共93页第一节概述第二节神经系统结构第三节神经系统的功能第2页/共93页第三节神经系统的功能一.概述二.中枢神经系统对运动的控制和调节三.中枢神经系统的感觉功能四.神经系统的高级功能第3页/共93页

一.概述

(一)中枢神经元的联系方式

(二)反射和反射弧(三)反射活动的协调第4页/共93页(一)中枢神经元的联系方式：

辐散式聚合式链锁状环状第5页/共93页1.反射的概念：指机体在中枢神经系统的参与下，对内外环境刺激所发生的规律性应答反应。(二)反射和反射弧第6页/共93页2.反射弧：是反射活动的结构基础，为从接受刺激到发生反应，兴奋在神经系统内循行的路径。一个完整的反射弧由5个部分组成：感受器传入神经神经中枢传出神经效应器

(二)反射和反射弧第7页/共93页3.反射的分类：

(二)反射和反射弧按反射形成的特点分：非条件反射条件反射

按感受器的特点分：外感受性反射内感受性反射本体感受性反射按效应器作用的特点分：躯体反射内脏反射按反应的生物学意义分：防御性反射食物反射性反射探究反射第8页/共93页(三)反射活动的协调

1)诱导

2)最后公路原则3)大脑皮质的协调作用4)反馈①负诱导：一个中枢的兴奋过程引起其他中枢抑制的中枢间相互作用过程。②正诱导：一个中枢的抑制引致其他中枢的兴奋。主要指传出神经元的活动规律。神经元间的环状联系是反馈作用的结构基础。第9页/共93页第10页/共93页二.中枢神经系统对运动的控制和调节(一)中枢神经系统对躯体运动的调节(二)中枢神经系统对内脏活动的调节。第11页/共93页(一)中枢神经系统对躯体运动的调节1.运动神经元及其活动的调节2.脊髓对躯体运动的调节3.脑干对姿势和运动的控制4.大脑皮质对躯体运动的控制5.基底核的功能6.小脑对躯体运动的调节第12页/共93页1.运动神经元及其活动的调节◆躯体运动神经元存在于脊髓灰质前角和脑神经躯体运动核中。◆机体运动和姿势的维持是通过中枢神经系统调节控制躯体运动神经元的活动来完成的。◆骨骼肌中存在的感受器肌梭可将肌肉状态的信息传到中枢，从而使骨骼肌的收缩受到精细调节。第13页/共93页（1）α和γ运动神经元

α运动神经元：

胞体存在于脊髓灰质前角和脑神经躯体运动核中，这种神经元是大型多极神经元。它们的轴突参与组成脊神经或脑神经，轴突末梢与骨骼肌纤维构成运动终板。运动单位：一个α运动神经元及其轴突分支所支配的全部肌纤维所组成的功能单位。是运动系统的机能单位。一个α运动神经元兴奋会引起它所支配的所有骨骼肌收缩。第14页/共93页运动单位第15页/共93页

γ运动神经元：

是脊髓灰质前角中的另一类运动神经元。胞体小，支配肌梭的梭内肌纤维，也叫肌梭运动纤维。其兴奋性较高，主要作用是调节肌梭对牵张刺激的敏感性。第16页/共93页1.运动神经元及其活动的调节

（2）肌肉本体感受器：肌梭第17页/共93页肌梭结构示意图（Ⅰα类纤维）（Ⅱ类纤维）第18页/共93页肌梭的Ⅰα类纤维对刺激产生动态反应：

即在肌肉长度不断变化的过程中，放电频率显著增加，当肌肉维持在被拉长的新长度不变时，放电频率也维持在一定水平不变，此时的放电频率比受牵拉刺激前有所增加，但不如在长度增加时显著。肌梭的Ⅱ类纤维对刺激产生静态反应：

即其放电频率在受牵拉刺激后增加，而在肌肉长度被拉长并维持在被拉长的新长度不变时，其放电频率无显著差异。第19页/共93页α运动神经元轴突梭外肌γ运动神经元轴突梭内肌肌梭感觉神经末梢肌梭为牵张感受器，能感受肌肉长度的变化γ运动神经元兴奋可调节肌梭的敏感性第20页/共93页

（2）肌肉本体感受器：腱器官牵拉肌肉或肌肉的收缩都能激活腱器官，但肌肉收缩是较牵拉肌肉更为有效的刺激。腱器官与梭外肌呈串联关系是张力感受器第21页/共93页2.脊髓对躯体运动的调节◆脊髓反射：只需要脊髓存在即能完成的反射活动。如膝反射、腹壁反射和肱二头肌反射等。◆脊休克：人和动物在脊髓与高位中枢之间离断后，断面以下节段暂时地丧失反射活动能力，骨骼肌以及内脏反射活动受到完全抑制或减弱的现象。

脊髓与高位中枢离断的动物称为脊动物。第22页/共93页(1)牵张反射指骨骼肌受外力牵拉时引起受牵拉的同一块肌肉收缩的反射活动。它有相位(动态）牵张反射和紧张性（静态）牵张反射两种类型。

2.脊髓对躯体运动的调节第23页/共93页★相位牵张反射：

指快速牵拉肌腱时,兴奋了Ⅰα类纤维而发生的牵张反射。如:膝反射。

作用：对抗肌肉的拉长。

特点：是单突触反射，时程较短；

许多肌纤维同步收缩，产生的肌

张力较大；

发生一次相性收缩。第24页/共93页★紧张性牵张反射：

指缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射。感受器是肌梭中的Ⅰα和Ⅱ类纤维末梢。

作用：调节肌肉的紧张度。

特点：同一肌肉的不同运动单位交替收缩；

只是抵抗肌肉被牵拉，收缩力量并不大；

不表现明显的动作。◆紧张性牵张反射是维持身体姿势最基本的反射活动。第25页/共93页第26页/共93页（2）反牵张反射◆高尔基腱器官引起的反射称为反牵张反射。◆反牵张反射既为牵张反射提供了一种辅助功能，又可避免肌肉在受到过度牵拉时受损。第27页/共93页（3)几种多突触脊髓反射：指涉及到一个或多个中间神经元的反射。☆屈肌反射：指伤害性刺激作用于动物肢体时，所发生的相应部位关节屈肌收缩的反射活动。☆对侧伸肌反射：伤害性刺激引起同侧屈肌收缩的同时所发生的对侧伸肌收缩的反射活动。◆在躯体反射中往往相互拮抗的肌肉间存在交互神经支配，支配相互拮抗肌肉的神经中枢间存在交互抑制。第28页/共93页3．脑干对姿势和运动的控制（1）脑干网状结构对肌紧张的调节---通过下行系统网状脊髓束●抑制区：位于延髓网状结构腹内侧区，构成下行抑制系统●易化区：位于延髓网状结构背外侧部及中脑背盖中央灰质和丘脑底部，构成下行易化系统。

脑干网状结构下行系统经常接受来自大脑皮层、小脑、纹状体和丘脑等高级部位的影响。抑制区本身不是发起下行抑制作用的场所，即需要高位中枢的始动作用，但易化区对高位中枢的依赖性较小，它本身具有某种启动作用。第29页/共93页第30页/共93页

指在中脑上、下丘之间及红核的下方水平面上将麻醉动物脑干切断，动物立即出现的肌紧张加强、四肢强直、脊柱反张后挺现象。★产生机制：中脑水平切断脑干后，中断了皮层、纹状体等对网状结构抑制区的功能联系，结果抑制区的活动减弱、易化区活动相对占优势所致。（2）去大脑僵直通过去大脑僵直可了解脑干对肌紧张的调节作用。第31页/共93页（3）脑干对姿势的调节姿势反射：指通过中枢神经系统调节骨骼肌的紧张或相应的运动，以保持或改正身体在空间姿势的反射。①状态反射：头部以及头部与躯干的相对位置改变时，反射性引起的躯体肌肉紧张性改变，称为状态反射。●迷路紧张反射：指内耳椭圆囊、球囊等耳石器官的传入冲动对躯体伸肌紧张性的调节反射。●颈紧张反射：当颈部扭曲时，颈椎关节韧带或肌肉受刺激而引起的四肢伸肌紧张性改变的反射。

②翻正反射：动物被推倒后，经一系列反射活动，恢复正常姿势的反射，称为翻正反射。第32页/共93页4.大脑皮质通过锥体系和锥体外系对躯体运动进行调节：

1)锥体系

皮质脊髓束皮质脑干束●锥体系主要调制脊髓前角运动神经元及中间神经元的兴奋性，此外，锥体束中调节植物性功能的神经纤维对内脏活动有一定作用。2)锥体外系：除锥体束以外参与运动调节和控制的神经元及纤维束统称为锥体外系。●锥体外系的主要功能是调节肌紧张以及调协肌群的收缩活动。第33页/共93页5.基底核的功能

基底核是从大脑皮质出发，经过丘脑又回到大脑皮质这样一个复杂神经环路的中继站。☺通过基底神经节损害所产生的疾病可了解其功能：

●帕金森病●手足徐动症是由于黑质多巴胺能神经元损伤，多巴胺释放减少，从而对纹状体内胆碱能神经元的抑制作用减弱，于是导致乙酰胆碱递质系统功能亢进而引起。新纹状体病变引起胆碱能和γ-氨基丁酸能神经元下行抵达黑质反馈控制多巴胺的功能受损，黑质多巴胺能神经元活动相对亢进所致基底神经节的机能：可能参与运动的设计和程序编制，并可能与随意运动的产生、肌紧张的调节和本体感觉传入冲动信息的处理等有关。基底神经节不同部位损伤，常导致运动障碍。第34页/共93页6.小脑对躯体运动的调节

小脑除参与运动的设计外，还参与运动的执行。

1)维持躯体平衡：绒球小结叶与前庭器官和前庭核共同实现躯体平衡的调节。其反射途径：前庭器官→前庭核→绒球小结叶→前庭核→脊髓前角运动神经元→肌肉装置

2)调节肌紧张

3)协调随意运动

4)设计随意运动和编制运动程序：主要是新小脑的功能。●切除或损伤小脑后，主要症状是：共济失调性震颤及辨距不良。主要是脊髓小脑的功能第35页/共93页(二)中枢神经系统对内脏活动的调节1.交感和副交感神经系统的功能活动特征：1）紧张性作用

正常情况下，不断有冲动传出，使所支配器官处于一定的紧张状态。2）双重神经支配

多数组织器官都接受交感和副交感神经的双重支配，且其作用往往是相互拮抗的；部分器官中，两种神经的作用是协同的。3）与效应器官所处的功能状态有关4）参与整体生理功能的调节第36页/共93页2.自主神经系统的兴奋传递

交感和副交感神经的作用是通过不同的受体实现的。P112.

1)胆碱能纤维：(末梢释放乙酰胆碱)

副交感节前(N型作用)

副交感节后纤维(M型作用)

交感节前纤维(N型作用)

交感节后纤维中支配骨骼肌舒血管及汗腺的纤维(M型作用)●M型受体能被阿托品阻断，N型受体能被大剂量烟碱和筒箭毒阻断。第37页/共93页

2)肾上腺素能纤维(末梢释放去甲肾上腺素)：交感节后纤维中除支配汗腺和骨骼肌舒血管的纤维外。①肾上腺素能受体

α型：去甲肾上腺素与其结合引起平滑肌收缩

β型：去甲肾上腺素与其结合引起平滑肌松弛，心肌收缩力增强，心律增加。②肾上腺素能受体阻断剂：α型受体阻断剂为酚妥拉明，β型受体阻断剂为心得安。

3)自主神经末梢的递质共存第38页/共93页3．中枢神经系统对内脏机能的调节

1)脊髓对内脏机能的调节脊髓是内脏反射的初级中枢，如脊髓可完成基本的血管张力反射、发汗反射、排尿反射、排便反射等，但这些反射没有高位中枢的调控，是不能很好适应生理活动需要的。

2)脑干对内脏机能的调节脑干是部分副交感神经的发源地，尤其延髓是心血管中枢和呼吸中枢的所在部位，有“生命中枢”之称，同时也是吞咽、咳嗽、喷嚏、呕吐等反射活动的整合中枢。

第39页/共93页

3）下丘脑对内脏机能的调节：

下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢。①对内脏活动的调节②对体温的调节③对水平衡的调节④对摄食行为的调节⑤对垂体释放激素的调节⑥对情绪和行为反应的调节⑦控制生物节律

体温调节中枢位于下丘脑内，含温敏神经元和冷敏神经元。下丘脑部位有渗透压感受器，可感受细胞缺水而致的干渴。下丘脑外侧区为摄食中枢，内侧区有饱食中枢，两个中枢的活动处于相互拮抗状态，处理和调制饥饿、胀饱信息。第40页/共93页4)大脑皮质对内脏机能的调节

大脑皮质是调节内脏活动的高级中枢。①新皮质对内脏活动的调节②边缘系统的功能

隔区（胼胝体下回、终板旁回)、扣带回、海马旁回、钩、海马、齿状回等构成边缘叶。由边缘叶与其附近的皮质及皮质下结构组成边缘系统。※调节自主神经系统的活动※产生动机、调节行为和情绪※参与学习记忆过程

第41页/共93页三.中枢神经系统的感觉机能

(一)概述

1.感觉的生物学意义与感觉的分类

2.感受器的一般生理特征

1)各类感受器具有各自的适宜刺激

2)感受器的阈值

3)感受器的换能作用

4)感受器的编码作用

5)感受器的适应

6)感受器的反馈调节和信息的相互作用对于特定感受器而言，敏感性最高的刺激称为适宜刺激。刺激强度通过单一神经纤维上冲动的频率高低以及参与该刺激信息传输的神经纤维的数量多少来编码。指长时间的连续刺激使感觉减弱、消失，出现抑制过程的现象。第42页/共93页(二)感觉的传入途径1.特异性投射系统(图)

●特异性投射系统指由感受器发出的神经冲动沿特定的传入通路传到大脑皮质的特定区域而产生特异性感觉的传导径路。其功能是引起特定的感觉和激发大脑皮层发出传出冲动。1)躯干和四肢的意识性本体感觉传导路

2)躯干和四肢的浅部感觉传导路

3)头面部的浅部感觉传导路

第43页/共93页2.非特异性投射系统：特异性投射系统上行到脑干水平时，发出纤维分支与网状结构形成突触联系，在网状结构内经过多次换元，到达丘脑内髓板内核群再更换神经元投射到大脑两半球的广泛区域，这一信息传递的上行系统称为非特异性投射系统。

其功能是提高和维持大脑皮层的兴奋性，使机体处于觉醒状态，为特异性投射系统功能的实现提供必要条件。脑干网状结构中具有上行唤醒作用的功能系统被称为脑干网状结构上行激动系统。●特异性投射系统与非特异性投射系统比较(表)第44页/共93页3.大脑皮质的感觉分析机能

1）.大脑皮层第一躯体感觉代表区空间布局特点：①躯干和四肢为交叉投射，头面部感觉的投射是双侧性的。②投射区域具一定的定位。③投射区域的大小与感觉分辨的精细程度有关。2）.第二体感区位于中央前回和岛叶之间，可能与痛觉有较密切的关系。

3）.本体感觉代表区在中央前回。4）.感觉柱是感觉区的功能单位。一个柱状结构是一个传入与传出信息的整合与处理单位。

第45页/共93页第46页/共93页

4.

内脏感觉内脏感觉的主要表现是痛觉。脏器的突然扩张、机械性牵拉、脏器的局部缺血、内脏平滑肌的痉挛以及在病理损伤时释放的化学物质均会引起内脏痛。牵涉痛：由于内脏疾病引起相应体表部位疼痛或痛觉过敏现象。其机理是患病内脏和相应的皮肤区域进入脊髓的神经末梢投射到同一脊髓神经元，经同一通路上传到脑。内脏感觉代表区位于大脑皮质的体表第一、二感觉区、运动辅助区和边缘系统的皮质部分，相对面积小且不集中。第47页/共93页内脏痛与皮肤痛的区别第48页/共93页牵涉痛的机制第49页/共93页第50页/共93页第51页/共93页大脑皮层躯体运动区定位示意图第52页/共93页第53页/共93页第54页/共93页第55页/共93页第56页/共93页第57页/共93页大脑皮层躯体感觉区定位示意图第58页/共93页特异性投射系统与非特异性投射系统的特点与区别第59页/共93页四.中枢神经系统的高级机能

(一)概述

(二)大脑皮层的生物电活动

(三)条件反射学说

(四)觉醒与睡眠

(五)学习与记忆第60页/共93页

(一)概述

1.中枢神经系统高级机能的范畴

条件反射、学习与记忆、睡眠与觉醒等机能的完成有赖于中枢神经系统高级部位即高等动物大脑皮层的存在，因此叫高级神经活动或脑的高级功能。第61页/共93页2．中枢神经系统高级机能的研究方法条件反射方法电生理学方法神经化学方法形态学方法药理学方法综合方法第62页/共93页(一)大脑皮层的生物电活动

1.自发电位与诱发电位●自发电位：在无任何明显的外界刺激情况下，大脑皮层经常具有的持续的、节律性的电位变化。●诱发电位：在感觉传入冲动的激发下或刺激传入路径的任何一点，在大脑皮层某一区域产生的较为局限的电位变化。第63页/共93页

2．脑电图与皮层脑电图

●脑电图：将引导电极安置于颅外头皮表面所记录到的皮层自发电位活动。●皮层脑电图：将引导电极直接安置在大脑皮层表面所记录到的自发电位活动。

由于电极安放的位置不同，皮质脑电图的振幅一般比脑电图的振幅大10倍左右。第64页/共93页3.正常脑电图的基本波形第65页/共93页

4.脑电波形成的原理

1)产生脑电节律活动的条件

☺同步化：大脑皮层许多神经元同时放电和同时抑制的过程。

☺神经元的排列方向一致。

2)脑电活动的皮层神经元机制：皮层神经元群同步活动时突触后电位的总和所形成的。

3)皮层自发节律性活动来源于丘脑。第66页/共93页5.皮层诱发电位的组成成分

1)主反应：先正(向下)

后负(向上)2)次反应

3)后发放：一系列正相周期性波动。

皮层诱发电位的记录在临床可用于中枢病变定位诊断，同时也可用于科学研究

第67页/共93页(三)条件反射学说

1.条件反射与非条件反射

第68页/共93页2.条件反射的建立形成条件反射的基本条件是无关刺激与非条件刺激在时间上的结合，即强化。

1)食物分泌性条件反射

2)操作式条件反射

3)防御性条件反射

第69页/共93页第70页/共93页迷宫刺激器第71页/共93页经典条件反射的建立非条件刺激非条件反射无关刺激无反射条件刺激条件反射强化！第72页/共93页3.条件反射形成的机制：暂时联系的接通第73页/共93页

4.条件反射的抑制

1)非条件性抑制：为先天性抑制。①外抑制：指新异刺激引起正在进行的条件反射的抑制。②超限抑制：指当刺激强度超过一定限度时所发生的保护性抑制。

2)条件性抑制：也叫内抑制，为后天获得的抑制。①消退抑制：指在条件反射建立后，如反复应用条件刺激而不予非条件刺激强化，条件反射就会减退，直至完全不出现。②分化抑制：③延缓抑制：第74页/共93页5.人类高级神经活动的特征

1)大脑皮层与语言活动的关系

2)第一信号系统与第二信号系统学说第一信号：现实的具体信号。第二信号：现实的抽象信号，即语言文字。第一信号系统：对第一信号发生反应的皮质机能系统。第二信号系统：对第二信号发生反应的皮质机能系统，为人类所特有，它是在第一信号系统的基础上建立起来的。第75页/共93页(四)觉醒与睡眠

1．觉醒状态的维持靠脑干网状结构上行激动系统的紧张活动维持。

2．睡眠及其发生原理

1)正常睡眠①慢波睡眠：脑电波多呈现同步化慢波，分为1、2、3、4四个时相，相应于睡眠由浅入深的过程。②异相睡眠：脑电波呈现低振幅去同步化快波。第76页/共93页③睡眠时相的转换慢波睡眠1-2-3-4-3-2-1(80-120分钟)↓

异相睡眠(20-30分钟)↓

慢波睡眠↓异相睡眠↓

……

在整个睡眠过程中，这种反复转换约4-5次，慢波睡眠时程逐渐缩短，而异相睡眠时程则逐渐延长。就整个睡眠时间来说，慢波睡眠约占3/4,而异相睡眠约占1/4。第77页/共93页2)睡眠发生的机制①睡眠是一种扩散的抑制过程②睡眠与中枢神经系统内某些特定结构有关脑干网状结构上行抑制系统中缝核上部5-HT递质系统蓝斑核下部去甲肾上腺素递质系统③一些体液因素也与睡眠有关

生长激素、生长激素释放激素、生长抑素、

白细胞介素、干扰素等。第78页/共93页3)睡眠的年龄特征成年人：7-9小时老年人：7小时以下中小学生：9小时

7岁儿童：11小时

3岁儿童：14小时左右

1岁婴儿：16小时第79页/共93页(五)学习与记忆

1.学习与记忆的定义学习：指人和动物获得新知识或新技能的过程。记忆：将学到的新知识或新技能编码、储存以及随后读出的神经活动过程。学习与记忆是人或动物改变自身行为或产生新行为以适应生活环境的必要过程。学习是记忆的前提、基础，而记忆是学习的结果。第80页/共93页

2.学习的类型

1)非联合型学习

习惯化：指人或动物受到一种反复出现的非伤害性刺激作用时，对该刺激的反射性行为反应逐渐减弱的过程。(图)

敏感化：指人或动物在受到某种强烈的或伤害性的刺激后，发生对其他刺激的反应性增强的现象。(图)第81页/共93页2)联合型学习：指脑(或相当于脑的神经系统高级部位)内发生的在时间上很靠近的两种神经活动重复出现而形成的关联。如:◆食物分泌性条件反射

◆操作式条件反射形成条件反射