生理学课件-第十章-神经系统的功能.ppt
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1、第十章第十章 神经系统神经系统一、神经元和神经纤维一、神经元和神经纤维即神经细胞即神经细胞,为为NS的结构和功能的基本单位。的结构和功能的基本单位。N元的结构与功能:元的结构与功能:1.结构结构:胞体胞体N元元 树突树突:树突棘树突棘 (dendrite)突起突起 轴突轴突:始段始段,突触小体突触小体 (axon)1.神经纤维传导兴奋的特征神经纤维传导兴奋的特征u神经纤维传导的特征神经纤维传导的特征1).生理完整性生理完整性 2).绝缘性绝缘性 3).双向性双向性 4).相对不疲劳性相对不疲劳性u神经纤维神经纤维的的传导传导速度速度u神经纤维神经纤维运输某些物质运输某些物质(轴浆运输轴浆运输)
2、u神经神经的的营养性作用营养性作用1.突触种类和结构突触种类和结构突触突触:神经元之间相接触所形成的特殊结构:神经元之间相接触所形成的特殊结构突触的微细结构突触的微细结构 突触前膜突触前膜 突触间隙突触间隙 突触后膜突触后膜根据突触接触部位分为根据突触接触部位分为 轴突轴突 树突式树突式;轴突轴突 胞体式胞体式;轴突轴突 轴突式轴突式。二、二、神经元之间相互作用的方式神经元之间相互作用的方式突触结构突触结构:突触前膜突触前膜 突触间隙突触间隙 突触后膜突触后膜2.2.突触传递的过程突触传递的过程(电电化学化学电的传递过程电的传递过程)突触前神经元兴奋突触前神经元兴奋 突触前膜去极化突触前膜去极
3、化 前前膜的电压门控式膜的电压门控式Ca2+通道打开通道打开 胞外胞外Ca2+进入进入突触前膜突触前膜 神经递质释放神经递质释放 递质在突触间隙内递质在突触间隙内扩散扩散与后膜上的特异受体结合与后膜上的特异受体结合 后膜上某些后膜上某些离子通道开放离子通道开放 某些离子进入胞内某些离子进入胞内 突触后膜突触后膜去极化或超极化。去极化或超极化。1)突触传递过程:电位变化(神经冲动)膜通透性变化 Ca2+内流递质释放入间隙递质与受体结合产生局部的突触后电位EPSP/IPSP2).兴奋性突触后电位兴奋性突触后电位 *概念:在递质作用下,突触后膜的膜概念:在递质作用下,突触后膜的膜电位发生电位发生去极
4、化去极化改变,使突触后神经元的改变,使突触后神经元的兴奋性升高,这种电位变化兴奋性升高,这种电位变化 称为称为EPSP。*实验证据实验证据:*形成形成EPSP的机制的机制:兴奋性递质作用于:兴奋性递质作用于突触后膜上受体突触后膜上受体 增大后膜对增大后膜对Na+和和K+的的通透性,特别是通透性,特别是Na+的通透性的通透性 局部膜的局部膜的去极化。去极化。*概念:在递质作用下,突触后膜的膜概念:在递质作用下,突触后膜的膜电位产生电位产生超极化超极化改变,使突触后神经元兴改变,使突触后神经元兴奋性下降,这种后电位变化称为奋性下降,这种后电位变化称为IPSP。*实验证据:刺激伸肌肌梭的传入神实验证
5、据:刺激伸肌肌梭的传入神经纤维,经纤维,屈肌运动神经元记录。屈肌运动神经元记录。*产生产生IPSP的机制的机制:抑制性递质作用突触后膜,使后膜上抑制性递质作用突触后膜,使后膜上的的Cl-通道开放通道开放 Cl-内流内流 膜电位发生膜电位发生超极化。超极化。3).抑制性突触后电位抑制性突触后电位三、反射活动的一般规律三、反射活动的一般规律中枢神经元的联系方式辐散式(divergence):扩大影响聚合式(convergence):实现整合功能链锁状(chain circuit)与环状(recurrent circuit):中间神经元的联系方式中枢神经元的联系方式及生理意义2.突触传递的特征:单向
6、传递突触延搁总和兴奋节律的改变对内环境变化敏感、易疲劳 项项 目目化学性突触传递化学性突触传递神经纤维传导神经纤维传导方方 向向单向传递单向传递双向传导双向传导速速 度度慢,有突触延搁慢,有突触延搁迅速,无延搁迅速,无延搁变化特征变化特征电电-化学变化化学变化突触前膜释放化学递质突触前膜释放化学递质后膜产生兴奋性突触后电位后膜产生兴奋性突触后电位引起引起AP。电变化,以动作电位形式传导,表现电变化,以动作电位形式传导,表现“全或无全或无”现象。现象。可总和性可总和性可以总和可以总和无总和现象无总和现象代谢水平代谢水平高高低低易疲劳性易疲劳性易疲劳易疲劳不易疲劳不易疲劳对外界刺激的对外界刺激的反
7、应反应易受理化因素的影响易受理化因素的影响不易受理化因素的影响不易受理化因素的影响其他特征其他特征有后放,兴奋节律可改变有后放,兴奋节律可改变无后放,兴奋节律不改变无后放,兴奋节律不改变化学性突触传递和神经纤维传导的区别化学性突触传递和神经纤维传导的区别(三)(三)(三)(三)中枢抑制过程突触后抑制(postsynaptic inhibition)由抑制性中间神经元释放抑制性递质,在突触后膜形成IPSP,导致突触后神经元呈现抑制性效应。突触后抑制的分类传入侧支性抑制(afferent collateral inhibition)返回性抑制(recurrent inhibition)突触前抑制(
8、presynaptic inhibition)指通过轴-轴型突触活动,导制突触后膜(前膜)递质释放量减少,引起后膜EPSP减小,不易使其突触后神经元兴奋,从而使其突触后神经元呈现出抑制性效应。突触前抑制和突触后抑制区别:第二节第二节 神经系统的感觉功能神经系统的感觉功能 一、脊髓的感觉传导功能一、脊髓的感觉传导功能 (一)(一)感觉传入通路感觉传入通路 1、丘脑前(脊髓与脑干)的传入系统、丘脑前(脊髓与脑干)的传入系统 A类纤维:传导机械刺激引起的触类纤维:传导机械刺激引起的触-压觉。压觉。A类纤维:传导温度觉、痛觉和触类纤维:传导温度觉、痛觉和触-压觉。压觉。C类纤维:传导痛觉、温度觉和触类
9、纤维:传导痛觉、温度觉和触-压觉。压觉。1、丘脑前(脊髓与脑干)的传入系统丘脑前(脊髓与脑干)的传入系统 传导痛觉、温度觉和轻触觉传导痛觉、温度觉和轻触觉 AC纤维纤维脊髓后角换元脊髓后角换元第二级神经元第二级神经元中央管前交中央管前交叉至对侧叉至对侧前外侧系前外侧系脊髓丘脑侧束(传导痛觉、温度觉)脊髓丘脑侧束(传导痛觉、温度觉)脊髓丘脑前束(传导触脊髓丘脑前束(传导触-压觉)压觉)丘脑的髓板内非特异感觉接替核丘脑的髓板内非特异感觉接替核丘脑的特异感觉接替核丘脑的特异感觉接替核特点:先交叉后上行特点:先交叉后上行 传导精细触觉和肌肉本体感觉的神经纤维传导精细触觉和肌肉本体感觉的神经纤维 A 同
10、侧后索上行同侧后索上行 第二级神经元发出纤第二级神经元发出纤维交叉到对侧维交叉到对侧 内侧丘系内侧丘系 丘脑(特异感丘脑(特异感觉接替核)。觉接替核)。上行系统有后索(脊髓)或内侧丘系(脑干)。上行系统有后索(脊髓)或内侧丘系(脑干)。特点:先上行,然后在薄束核和楔束核处特点:先上行,然后在薄束核和楔束核处交叉到对侧。交叉到对侧。2、丘脑的核团、丘脑的核团 感觉接替核感觉接替核 接受感觉的投射纤维,经换元后进一步投射到脑皮接受感觉的投射纤维,经换元后进一步投射到脑皮层特定的感觉区,是机体特定感觉冲动(嗅觉除外)层特定的感觉区,是机体特定感觉冲动(嗅觉除外)传向大脑皮层的换元站。传向大脑皮层的换
11、元站。联络核联络核 不直接感觉的投射纤维,而接受丘脑感觉接替核和不直接感觉的投射纤维,而接受丘脑感觉接替核和其他皮层下中枢来的纤维,换元后投射到大脑皮层特其他皮层下中枢来的纤维,换元后投射到大脑皮层特定区域,是各种感觉通向大脑皮层的联系和协调部位。定区域,是各种感觉通向大脑皮层的联系和协调部位。髓板内核群髓板内核群 不与大脑皮层直接联系,而通过多突触的接替换元不与大脑皮层直接联系,而通过多突触的接替换元再弥散地投射到整个大脑皮层,主要有中央中核,束再弥散地投射到整个大脑皮层,主要有中央中核,束旁核。对维持大脑皮层的觉醒状态有重要的作用。旁核。对维持大脑皮层的觉醒状态有重要的作用。3、感觉投射系
12、统、感觉投射系统特异投射系统特异投射系统 (1)定义)定义 指丘脑的第一类细胞群,它们投向大脑皮层指丘脑的第一类细胞群,它们投向大脑皮层的特定区域,具有点对点的投射关系。来自特的特定区域,具有点对点的投射关系。来自特异投射系统的纤维的主要终止于皮层的第四层。异投射系统的纤维的主要终止于皮层的第四层。(2)功能)功能 引起特定的感觉,并激发大脑皮层发出神经引起特定的感觉,并激发大脑皮层发出神经冲动。冲动。非特异性投射系统非特异性投射系统(1)定义)定义 指丘脑的第三类细胞群,它们弥散地投射到在脑皮指丘脑的第三类细胞群,它们弥散地投射到在脑皮层的广泛区域,不具有点对点的投射关系。层的广泛区域,不具
13、有点对点的投射关系。(2)功能)功能 维持和改变大脑皮层的兴奋状态。维持和改变大脑皮层的兴奋状态。(3)脑干网状结构上行激活系统脑干网状结构上行激活系统 在脑干头端网状结构内存在具有上升唤醒作用的功在脑干头端网状结构内存在具有上升唤醒作用的功能系统(通过非特异性投射系统发挥作用)。能系统(通过非特异性投射系统发挥作用)。由于该系统是多突触接替的系统,所以易受药物的由于该系统是多突触接替的系统,所以易受药物的影响(如麻醉药、安定等)而发生传导阻滞。影响(如麻醉药、安定等)而发生传导阻滞。特异投射系统与非特异投射系统的比较:4、大脑皮层的感觉分析功能、大脑皮层的感觉分析功能 1)感觉代表区的分区与
14、功能)感觉代表区的分区与功能 体表感觉代表区:位于中央体表感觉代表区:位于中央后回。后回。感觉投射规律:感觉投射规律:a交叉投射,但头面部交叉投射,但头面部的投射为双侧;的投射为双侧;b投射区域的大小与不投射区域的大小与不同体表部位的感觉分辨精细同体表部位的感觉分辨精细程度有关;程度有关;c 投射总的安排为倒置,投射总的安排为倒置,但头面部为立正。但头面部为立正。2)其他大脑皮层的感觉代表区)其他大脑皮层的感觉代表区 视觉区视觉区 左右两侧枕叶皮层内侧面的距状裂上下两缘。左右两侧枕叶皮层内侧面的距状裂上下两缘。单眼视觉刺激反应单眼视觉刺激反应-皮层第四层皮层第四层 双眼视觉刺激反应双眼视觉刺激
15、反应-其他层(双眼视觉与立体视觉)其他层(双眼视觉与立体视觉)听觉区听觉区颞横回和颞上回(颞横回和颞上回(41,42区)区)嗅觉区嗅觉区嗅觉在大脑皮层的投射区随着进化而愈益缩小,在高等动物只有边缘嗅觉在大脑皮层的投射区随着进化而愈益缩小,在高等动物只有边缘叶的前底部区域与嗅觉功能有关(包括梨状区皮层的前部、杏仁核的一叶的前底部区域与嗅觉功能有关(包括梨状区皮层的前部、杏仁核的一部分等)。部分等)。味觉区味觉区 味觉投射区在中央后回头面部感觉投射区之下侧。味觉投射区在中央后回头面部感觉投射区之下侧。5、痛觉、痛觉 (一)痛的类型、及其性质(一)痛的类型、及其性质 (1)体表痛体表痛 快痛:刺激后
16、很快发生,消失也快,是一种快痛:刺激后很快发生,消失也快,是一种尖锐而定位清楚的尖锐而定位清楚的“刺痛刺痛”,是由,是由A类纤维传导。类纤维传导。慢痛:一种定位不清楚的慢痛:一种定位不清楚的“烧灼痛烧灼痛”,在刺,在刺激后激后0.51.0秒才能感觉到,持续时间长,并伴有秒才能感觉到,持续时间长,并伴有情绪反应及心血管和呼吸等变化,由情绪反应及心血管和呼吸等变化,由C类纤维传类纤维传导。导。(2)躯体深部痛)躯体深部痛:定位不明确,可伴有恶心、定位不明确,可伴有恶心、出汗和血压的改变。其机制可能是组织产生了出汗和血压的改变。其机制可能是组织产生了P物质的缘故。物质的缘故。2、内脏痛、内脏痛内脏痛
17、的特征:内脏痛的特征:缓慢、持续、定位不清和对刺激的分辨能力差。缓慢、持续、定位不清和对刺激的分辨能力差。能能使使皮皮肤肤致致痛痛的的刺刺激激(切切割割、烧烧灼灼等等),作作用用于于内内脏脏一一般般不不产产生生疼疼痛痛;而而机机械械性性牵牵拉拉、缺缺血血、痉痉挛挛和炎症等刺激作用于内脏,则能产生疼痛。和炎症等刺激作用于内脏,则能产生疼痛。和躯体痛一样,内脏痛也可能是某些致痛物质作和躯体痛一样,内脏痛也可能是某些致痛物质作用于痛觉感受器引起的,如用于痛觉感受器引起的,如HCI,5-羟色胺、组胺和羟色胺、组胺和缓激肽等。缓激肽等。3 3、牵涉痛、牵涉痛(referred pain)内内脏脏疾疾病病
18、往往往往引引起起身身体体远远隔隔的的体体表表部部位位发发生疼痛或痛觉过敏。生疼痛或痛觉过敏。常见内脏疾病牵涉痛的部位和压痛区常见内脏疾病牵涉痛的部位和压痛区患病器官患病器官 心心 胃、胰胃、胰 肝、胆囊肝、胆囊 肾结石肾结石 阑尾炎阑尾炎 体表疼痛部位体表疼痛部位 心前区心前区 左上腹左上腹 右肩胛右肩胛 腹股沟区腹股沟区 上腹部上腹部 左臂尺侧左臂尺侧 肩胛间肩胛间 或脐区或脐区 牵涉痛发生的原因牵涉痛发生的原因 发发生生牵牵涉涉痛痛的的部部位位与与真真正正发发生生痛痛觉觉的的患患病病内内脏脏部部位位有有一一定定的的解解剖剖关关系系:它它们们都都受受同同一一脊脊髓髓节节段段的的后后根根神神经
19、经所所支支配配,即即患患病病内内脏脏的的传传入入神神经经纤纤维维和和被被牵牵涉涉皮皮肤肤部部位位的的传传入入神神经经纤纤维维由由同同一一后根进入脊髓。后根进入脊髓。第四节第四节 神经系统对躯体运动的调节神经系统对躯体运动的调节 一、脊髓对躯体运动的调节一、脊髓对躯体运动的调节 (一)脊髓运动神经元与运动单位(一)脊髓运动神经元与运动单位 1运动神经元运动神经元 胞体大小不等,其纤维支配梭外肌纤维。胞体大小不等,其纤维支配梭外肌纤维。神经元为神经元为反射弧的传出部分,因此称为最后公路。反射弧的传出部分,因此称为最后公路。2由一个由一个运动神经元及其所支配的全部肌纤维组运动神经元及其所支配的全部肌
20、纤维组成的功能单位,称为成的功能单位,称为运动单位运动单位。3运动神经元运动神经元 胞体较胞体较运动神经元小,其纤维支配梭内肌纤维。运动神经元小,其纤维支配梭内肌纤维。运运动神经元的兴奋性高。动神经元的兴奋性高。4、运动神经元的末梢释放运动神经元的末梢释放Ach作为递质。作为递质。运动神经元与运动神经元与运动神经元运动神经元(四)牵张反射(四)牵张反射 定义:有神经支配的骨骼肌在受到外力牵拉时能引定义:有神经支配的骨骼肌在受到外力牵拉时能引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动。起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动。牵张反射的类型:牵张反射的类型:腱反射(位相性牵张反射):指快速牵拉肌腱时发腱反射(位相
21、性牵张反射):指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射,为单突触反射。膝反射。生的牵张反射,为单突触反射。膝反射。肌紧张(紧张性牵张反射):指缓慢持续牵拉肌腱肌紧张(紧张性牵张反射):指缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射,为多突触反射。时发生的牵张反射,为多突触反射。特点:肌紧张反射收缩力不大;表现为同一肌肉的特点:肌紧张反射收缩力不大;表现为同一肌肉的不同运动单位进行交替性收缩,不是同步收缩;不易产不同运动单位进行交替性收缩,不是同步收缩;不易产生疲劳。生疲劳。生理意义:维持站立姿势。生理意义:维持站立姿势。检查牵张反射的意义检查牵张反射的意义。牵张反射弧感受器:肌梭与肌肉纤维并行排列,并附着于肌纤维上
22、,或以两端固着在肌腱上。两端具横纹,接受纤维的支配,可收缩;传入神经(感觉神经纤维):A纤维:较粗,螺旋状末梢,对动态牵拉敏感。A纤维:较细,花枝状末梢,对静态牵拉敏感。中枢:基本中枢在脊髓,并受高位中枢调节。传出神经(运动神经元):-运动神经元(只有)效应器:肌(梭外肌)纤维引起相应运动单位的收缩,许多运动单位的收缩使肌肉产生一定张力,来对抗或抵消被动牵拉效果。牵张反射弧 (二)脊休克(二)脊休克 在第在第5节颈脊水平以下切断脊髓,使得脊髓与节颈脊水平以下切断脊髓,使得脊髓与高位中枢离断的动物称为脊动物。高位中枢离断的动物称为脊动物。脊休克概念脊休克概念:与高位中枢离断的脊髓,暂时丧:与高位
23、中枢离断的脊髓,暂时丧失反射活动能力,进入无反应状态。失反射活动能力,进入无反应状态。脊休克表现脊休克表现:骨骼肌肌紧张减低甚至消失,血:骨骼肌肌紧张减低甚至消失,血压下降,外周血管扩张,发汗反射消失,尿粪潴留压下降,外周血管扩张,发汗反射消失,尿粪潴留(躯体和内脏反射消失)。(躯体和内脏反射消失)。脊休克产生的原因脊休克产生的原因:离断的脊髓突然失去了高:离断的脊髓突然失去了高位中枢的调节。位中枢的调节。二、脑干对肌紧张和姿二、脑干对肌紧张和姿势的调节势的调节 (一)脑干网状结构(一)脑干网状结构 易化区易化区 延髓网状结延髓网状结构的背外侧部、脑桥的构的背外侧部、脑桥的被盖。刺激该区可加强
24、被盖。刺激该区可加强肌紧张和皮层运动反应。肌紧张和皮层运动反应。抑制区抑制区 延髓网状结延髓网状结构的腹内侧部,刺激该构的腹内侧部,刺激该区可抑制肌紧张和皮层区可抑制肌紧张和皮层运动反应。运动反应。(二)神经系统的易化系统和抑制系统(二)神经系统的易化系统和抑制系统 易化系统易化系统 加强肌紧张和肌运动区域,包加强肌紧张和肌运动区域,包括延髓网状结构的背外侧部分,脑桥的被盖,括延髓网状结构的背外侧部分,脑桥的被盖,中脑的中央灰质及被盖、下丘脑、丘脑中线核中脑的中央灰质及被盖、下丘脑、丘脑中线核群。群。抑制系统抑制系统 抑制肌紧张和肌运动区域,位抑制肌紧张和肌运动区域,位于延髓网状结构的腹内侧部
25、分。于延髓网状结构的腹内侧部分。去大脑僵直在中脑上、下丘之间及红核的下方水平面上切断脑干,动物出现伸肌过度紧张、四肢强直、头尾昂起(脊柱反张后挺反张)等肌紧张亢进现象。如果切断脊髓背根,消除肌梭传入的影响,则僵直消失。说明去大脑僵直为一种过强的牵张反射。四、小脑对躯体运动的调节四、小脑对躯体运动的调节 前庭小脑前庭小脑:主要由绒球小结叶构成,其功能主要由绒球小结叶构成,其功能是与身体姿势平衡有关。是与身体姿势平衡有关。脊髓小脑:脊髓小脑:由小脑前叶和后叶的中间带区构由小脑前叶和后叶的中间带区构成,其功能为调节肌紧张和协调随意运动。成,其功能为调节肌紧张和协调随意运动。当切除或损伤后叶中间带后,
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