神经系统主要概念

神经系统主要概念

神经系统概述神经系统从结构上可以分为两个部分：中枢神经系统（CNS）和外周神经系统（PNS）。中枢神经系统：包括脑和脊髓两部分，这两部分协同调控整个神经系统。外周神经系统：包括12对颅神经和31对脊神经，这些神经负责将信号传入和传出中枢神经系统。脑脊髓外周神经2神经系统的构成中枢神经系统负责控制大部分机体功能。外周神经系统是中枢神经系统与身体其他部分之间的信息沟通通路。外周神经系统主要由两部分组成：感觉(或传入)神经：由躯体和内脏神经纤维组成，负责将外周(如皮肤和肠道)的神经冲动传递至中枢神经系统运动(或传出)神经：将冲动从中枢神经系统传递到效应器官(如肌肉和腺体)，控制躯体的自愿行为(如站立、行走、举重等)和非自愿行为(如心律、呼吸、血管收缩和舒张、消化和体温调节）。中枢神经系统(CNS)

(脑和脊髓)外周神经系统(PNS)(颅神经和脊神经)感觉(传入)运动(传出)感觉器官躯体的

(自愿行为)骨骼肌自主行为

(非自愿行为)心跳，平滑肌，腺体肠道副交感神经交感神经3脑的功能解剖脑由大脑、小脑、间脑和脑干四部分组成。脑的形态结构比较复杂，不同的解剖部位具有不同的功能，不同部位发生病变会引起不同的症状和体征。胼胝体脊髓脑干间脑大脑小脑1.大脑大脑由左右两个半球组成1。每个大脑半球分为4个脑叶：额叶、顶叶、颞叶和枕叶2。大脑的表面有很多隆起的脑回和脑沟，这些沟回使大脑具有褶皱的外形2。MRI图像所示为头部正中矢状切面。黄色箭头所示为大脑特有的褶皱外观。额叶顶叶颞叶枕叶5大脑的灰质(大脑皮层)和白质大脑的外层裸视观察下呈现灰色，称为大脑灰质，也称为大脑皮层1

灰质(大脑皮层)：由神经元的胞体和树突组成，负责处理高级功能，比如意识、记忆、逻辑、语言和情绪反应等，以及对感觉信息进行分析整合和随意运动1,2

。大脑皮层的内层裸视观察下呈现白色，被称为大脑白质2。白质：主要是由髓鞘包裹的轴突组成，这些髓鞘包裹的轴突使白质呈现白色的外观，白质中的轴突大部分来自于灰质中的神经元的胞体发出的神经纤维2。大脑横断面

(俯视图)大脑灰质大脑白质右半球左半球6胼胝体胼胝体是连接大脑左右两个半球的神经纤维束1。这些神经纤维传递两个半球之间对应位置相互交流的神经冲动2。胼胝体是脑内最大的白质结构，也是多发性硬化症的重要靶点2。7胼胝体脊髓脑干间脑大脑小脑2.小脑小脑位于大脑的后下方，由两个半球组成，每个半球包含3叶——前叶、后叶和绒球小结叶1,2。与大脑类似的是，小脑也是由外层的灰质和内层的白质构成2。小脑的作用是通过与大脑、脑干、脊髓之间丰富的传入和传出联系，参与躯体平衡和肌张力的调节，其结果是使骨骼肌运动流畅、协调，使躯体保持适度的平衡和体态2,3。8胼胝体脊髓脑干间脑大脑小脑3.脑干脑干位于大脑和脊髓之间1。脑干的3个主要结构2：中脑脑桥延髓脑干包含连接大脑、小脑和脊髓的所有感觉和运动神经纤维以及颅神经，而且是机体的生命中枢，负责调节血压、脉搏、呼吸等机体重要生理活动，若这些中枢严重受损，将危及生命1,2。脊髓中脑小脑脑桥延髓脑干94.间脑间脑的主要结构包括：丘脑：是重要的感觉传导中继站。来自全身各种感觉的传导通路(嗅觉除外)，均在丘脑内更换神经元，然后投射到大脑皮层1,2。下丘脑：调节无意识的躯体功能，如心跳，血管的收缩与舒张，血压和体温；调节垂体的分泌，影响性成熟，调节与原始情绪相关的自主反应，比如恐惧1。垂体：激素分泌(前部)和储存(后部)的腺体，主要受下丘脑调节1。脊髓丘脑小脑下丘脑垂体间脑间脑位于脑干上方并被大脑的两个半球环绕1。10脊髓脊髓位于由33块脊椎骨围成的椎管内，呈长圆柱形，上端与颅内的延髓相连，下端与第一腰椎下缘齐平。脊髓两旁发出许多成对的神经(称为脊神经，共31对)分布到全身皮肤、肌肉和内脏器官。31对脊神经是根据它们出现的脊椎区域来命名的，如胸神经、腰神经等。脊神经是外周神经系统的一部分，将中枢神经系统和与之对应的外周感受器与效应器连接起来。MRI图像所示为头部和颈部的矢状切面。箭头所示为脊髓。11小脑12对颅神经8对颈神经12对胸神经5对腰神经5对骶神经大脑脑干脊髓中枢神经系统（CNS）脊髓横断面(I)：神经纤维脊髓两旁发出成对的神经纤维，包含接收躯体特定部位感觉信息的神经纤维和将运动信息传递至躯体特定部位的神经纤维。每一段脊髓都包含两个感觉神经纤维和两个运动神经纤维。灰质白质12感觉信息通过感觉（输入）根传入。运动信息通过运动（输出）根传出。脊髓(中枢神经系统)到效应器(肌肉和腺体)运动神经传出神经传入神经受体树突外周神经系统轴突(外周部分)感觉神经神经节轴突(中枢部分)中间神经元细胞体脊髓横断面(II)：脊髓灰质和白质脊髓的灰质位于脊髓的中央，灰质主要包含神经细胞的胞体1,2

。脊髓的白质位于灰质的周围，由上行和下行神经纤维组成。13灰质白质脊髓(中枢神经系统)到效应器(肌肉和腺体)运动神经传出神经传入神经受体树突外周神经系统轴突(外周部分)感觉神经神经节轴突(中枢部分)中间神经元细胞体皮质脊髓束皮质脊髓束也就是“锥体束”，是下行运动传导束，由许多神经纤维集合而成，每一个神经纤维都起源于大脑运动皮层的不同区域2。这些运动神经纤维进入脑干后，就会穿过中线至对侧脊髓（也就是从右半脑来的纤维穿过中线至左侧脊髓，来自左半脑的纤维则穿过中线至右侧脊髓）这些纤维进入脊髓后与脊髓的中间神经元形成连接或者直接与运动神经元建立连接。这些神经纤维最终都会与特定的肌肉形成连接。14中线运动皮层延髓纤维穿过中线α-运动神经元颈髓胸髓α-运动神经元皮质脊髓束神经系统结构的有序性

——

每一个部分都有特定的功能…皮肤的不同区域在皮层有非常清晰的代表区，越重要的区域（手，舌头，嘴唇）在皮层的代表区域就越大，…当某区域被频繁使用时，其皮层代表区会增大（可塑性）比如感觉皮层15中枢神经系统的保护大脑和脊髓柔软而精致的结构受到以下结构的保护：骨头（头骨和脊柱）结缔组织保护膜(脑脊膜)水环境的缓冲(脑脊液[CSF])血脑屏障16脑室和脑脊液中枢神经系统浸泡在水样的“脑脊液中”。脑脊液通过脉络丛从血液中不断产生，脉络丛是每个脑室的顶部悬挂的毛细血管丛。大脑的中央有四个脑室（2个侧脑室，一个第3脑室，一个第4脑室）脑室产生脑脊液的速度是：~500毫升/天。脑脊液的作用：在中枢神经系统面对机械冲击时起缓冲作用使营养物质在中枢神经系统中循环清除中枢神经系统产生的化学物质和废物脑脊液的循环路径

(箭头所示)17脉络丛第3脑室第4脑室脉络丛血脑屏障血脑屏障是将血管和中枢神经系统联系起来的细胞结构，它限制了血液和中枢神经系统之间的蛋白质、各种化学物质、细胞和异物（比如细菌）的通过

，但是允许对代谢功能至关重要的物质（比如葡萄糖）通过1。血脑屏障可使脑组织少受甚至不受循环血液中有害物质的损害，从而保持脑组织内环境的基本稳定，对维持中枢神经系统正常生理状态具有重要的生物学意义。细胞核毛细血管脑毛细血管内皮细胞紧密连接星形胶质细胞脚板纤维18典型的神经元形态神经元是神经系统中可兴奋的细胞，通过电化学信号处理信息和传递信息；神经元的主要构成包括：1,2:细胞体：神经元的代谢中心，负责许多神经元的“家务功能”。2,3树突：由细胞体延伸并广泛分支的纤维，它们将传入的神经冲动传递给胞体。单个神经元可通过其树突和胞体的连接与成千上万个其他神经元发生联系。3轴突：产生神经冲动并将其从细胞体中导出的纤维。每个神经元只有一个轴突，它来源于一个被称为“轴突丘”的细胞体区域。3树突突触前终端突触间隙树突胞体树突轴突丘髓鞘郎飞氏结轴突节间体树突突触前终端24神经细胞：轴突和髓鞘轴突含有轴突和少突细胞的神经纤维轴突髓鞘少突细胞的胞体20少突胶质细胞的主要功能是在中枢神经系统中包绕轴突、形成绝缘的髓鞘结构神经元的突触突触是指一个神经元的冲动传到另一个神经元或传到另一细胞间的相互接触的结构。突触是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位1。当动作电位到达轴突末端时，可刺激化学神经递质从突触囊泡中释放至突触间隙中。神经递质与突触后神经元的受体结合，激发突触后神经元产生神经冲动1在神经元-神经元的连接中，突触通常在一个细胞的轴突和另一个细胞上的的树突之间形成1,2在神经元-肌肉的连接中，神经递质可以在靶肌肉上发起动作电位，引起肌肉的收缩2突触前神经元末端突触后神经元突触间隙接近中的神经脉冲囊泡线粒体突触后膜包含受体释放神经递质分子21髓磷脂和髓鞘(I)许多长轴突上都被髓磷脂覆盖，髓磷脂是蜡质的带有白色的脂肪物质1髓磷脂含有~70%的脂质2在中枢神经系统内髓鞘是由少突胶纸细胞形成，在外周神经系统髓鞘是由施旺细胞形成。122电子显微照片显示的轴突横截面，髓鞘为螺旋状包裹的膜。髓磷脂和髓鞘(II)23少突胶质细胞和施旺细胞包裹在轴突周围，形成多层紧密缠绕的细胞膜，起电绝缘体的作用1。在两段髓鞘之间有规律的无髓鞘部分被称为“郎飞氏结”，在郞飞氏结中的轴突膜是不绝缘的，能够产生电活动1。髓鞘用于保护轴突并加速神经冲动的传导，同时保护内部电荷2。髓磷脂还提供营养支持，有助于轴突的健康3。少突胶质细胞(绿色)包裹在轴突(橙色)周围形成髓鞘。少突胶质细胞也可为节间体(星号)提供营养支持和保护。髓鞘间有规律的节间间隔。少突胶质细胞轴突*正常传导正常，节点之间尖峰的跳跃传导轴突髓鞘郎飞氏结动作电位髓磷脂极大地增强了轴突的神经传导动作电位只在郎飞氏结的部位产生，郎飞氏结是髓磷脂缠绕的时候形成的缝隙1在髓鞘化的神经中，钠离子通道集中分布在郎飞氏结上2动作电位在郎飞氏结与郎飞氏结之间沿轴突进行跳跃传播1髓鞘化的神经纤维对神经脉冲的传导速度比未髓鞘化的快150倍124髓鞘的破坏会显著限制神经传导速度慢速传播:4km/h髓鞘被破坏,轴突

被裸露在外神经细胞髓鞘轴突正常神经:完整的髓鞘快速传播:>400km/h正常状态:疾病状态–髓磷脂被部分破坏(如

多发性硬化症):