人体解剖生理学 中药药理教研室 邱志霞
第十二章神经系统的结构与功能 神经系统 脑 ( 颅腔 ): 脑干 间脑 小脑 端脑 中枢神经系统 ( 脑干 : 延髓 脑桥 中脑 ) 脊髓 ( 脊柱的椎管 ) 脑神经 (12 对, 脑部 ) 周围神经系统脊神经 (31 对, 躯干和四肢 ) 内脏神经 ( 平滑肌, 腺体和心肌 ) 交感神经 副交感神经 功能 : 控制和协调器官以及其他系统的活动, 使人成为统一的有机整体 接受内外环境的信息改变, 维持机体稳态
第一节神经系统的组成与结构 神经系统常用术语 : 神经节 (PNS) 胞体灰质 神经核 (CNS) 神经元树突突起神经纤维 白质 ( 上下行纤维束 ) 轴突
第一节神经系统的组成与结构脊髓和脊神经 脊髓位置 : 上端, 枕骨大孔处与延髓相连 ; 下端, 平第一腰椎下缘 外形 : 扁圆柱状,6 条纵沟 31 节段 : 颈段 (8 节 ), 胸段 (12 节 ), 腰段 (5 节 ), 骶段 (5 节 ) 以及尾段 (1 节 ) 内部 : 灰质 ( 反射功能 ), 白质 ( 传导功能 )
脊髓灰质和白质
第一节神经系统的组成与结构脊髓和脊神经 脊神经 脊髓 后根 ( 感觉根 ) 前根 ( 运动根 ) 在椎间孔处合成脊神经干 ( 混合性 ) 纤维成分 : 感觉 躯体传入纤维 ( 皮肤及深层的肌腱 ) 内脏传入纤维 ( 内脏 心血管 腺体 ) 数目 :31 对 运动 躯体传出纤维 ( 骨骼肌 ) 内脏传出纤维 ( 平滑肌 心肌 腺体分泌 )
第一节神经系统的组成与结构脊髓和脊神经 脊神经走行和分布规律 1 按体节排列 2 上 下两节段脊神经的支配范围相互重叠 3 与血管伴行 4 分支 ( 出椎间孔 ): 前支 后支 脊膜支 交通支 后支 项 背 皮肤 肌肉 细小前支 颈 胸 腹 四肢皮肤 肌肉 粗大脊膜支 : 脊髓的被膜等处交通支 ; 连于脊神经与交感干之间
脊神经分支
第一节 神经系统的组成与结构 脑和脑神经 脑 丘脑 松果体 下丘脑 中脑 脑桥 小脑 延髓
第一节神经系统的组成与结构脑和脑神经 脑干 1. 位置 : 颅后窝的枕骨大孔上方, 自下而上 : 延髓 脑桥 中脑 上连间脑, 下续脊髓 背面与小脑相连构成第四脑室 2. 外形 : 延髓 : 脑干最下部, 倒置锥形 上连脑桥, 下连脊髓, 背侧与脑桥背面共形成第四脑室底 功能 : 控制呼吸, 心跳, 消化
第一节神经系统的组成与结构脑和脑神经 脑桥 : 延髓与中脑之间, 为大小脑间重要信息通道, 能协调身体两侧肌肉活动 中脑 : 位于脑桥之上, 恰好是整个脑的中点 中脑是视觉与听觉的反射中枢 网状结构 : 居于脑干的中央, 由许多神经元集合而成 控制觉醒 睡眠等不同层次的意识状态
脑干的背侧面
第一节神经系统的组成与结构脑和脑神经 3. 脑干的内部结构 灰质 : 分散的神经核团, 其中脑神经核团分为 4 类 : 躯体运动核 : 头面部的骨骼肌内脏运动核 : 平滑肌 心肌以及腺体躯体感觉核 : 内脏感觉核 : 接受感觉纤维传入白质 : 上 下行纤维束 网状结构 : 神经细胞团块, 部分聚集成神经核, 结构和功能比较复杂
第一节神经系统的组成与结构脑和脑神经 小脑 1. 位置 : 颅后窝, 大脑后下方, 脑干背侧, 与脑桥, 延髓围城第四脑室 绒球小结叶 2. 外形 : 小脑前叶 (2 条深沟 ) 小脑后叶 3. 内部结构 : 灰质 ( 小脑皮质 ) 和白质 ( 小脑髓体 ) 4. 功能 : 维持平衡, 调节肌紧张, 协调运动
第一节神经系统的组成与结构脑和脑神经 间脑 位置 : 脑干和端脑之间, 两侧间脑之间为第三脑室, 分为背侧丘脑, 后丘脑, 上 下丘脑以及底丘脑 下丘脑功能 1. 是调节内脏活动的皮层下高级中枢 直接或通过网状结构与脑干 脊髓的内脏感觉 / 运动核连系 存在调节内脏活动的中枢如 : 体温调节 摄食厌食 水电解质平衡中枢 通过对内分泌的控制, 调节内脏 ( 包括生殖 ) 活动 2. 通过与边缘系的联系, 参与情绪反应
第一节神经系统的组成与结构脑和脑神经 端脑 左右大脑半球借胼胝体连接, 大脑纵裂 : 左右大脑半球分隔, 大脑横裂 : 大脑小脑隔开 外侧沟三条沟中央沟顶枕裂 额叶顶叶 五叶 枕叶岛叶 颞叶
大脑底面观
端脑内部结构 联络纤维 基底核 白质 : 髓质 灰质 : 皮质 包埋在大脑髓质内的灰质核团, 包括豆状核, 尾状核, 杏仁核 (3 类纤维 ) 连合纤维 投射纤维
第一节神经系统的组成与结构脑和脑神经 脑神经 (12 对 )
12 对脑神经 : 一嗅二视三动眼, 四滑五叉六外展, 七面八听九舌咽, 迷走副及舌下全 出脑部位 : 端脑 : 嗅神经中脑二三四, 桥脑五至八 ; 九至十二对, 要在延髓查 纤维成分 : 1,2,8 感觉神经,5,7,9,10 混合神经, 其余为运动神经
脑和脊髓的被膜 : 1. 被膜 第一节神经系统的组成与结构脑和脊髓的被膜 脑脊液和脑屏障 (1) 硬膜 : 厚 韧, 保护脑 脊髓作用 (2) 蛛网膜 : 薄, 结缔组织, 在颅顶部形成颗粒状突起, 称蛛网膜颗粒, 脑脊液由此回流到硬脑膜静脉窦, 进入血液循环 (3) 软膜 : 含丰富血管, 紧贴脑和脊髓, 营养作用
软脑膜
第一节神经系统的组成与结构脑和脊髓的被膜 脑脊液和脑屏障 三腔隙 : 椎管内面 - 硬膜 - 硬膜外隙 ( 硬膜外麻醉 ) 硬膜 - 蛛网膜 - 硬膜下隙 蛛网膜 - 软膜 - 蛛网膜下隙 ( 腰麻 )
第一节神经系统的组成与结构脑和脊髓的被膜 脑脊液和脑屏障 2. 脑脊液及其循环脑脊液充满于脑室系统 脊髓中央管和蛛网膜下隙, 对 CNS 起缓冲 保护 营养 运输代谢产物以及维持正常颅内压的作用 脑脊液循环脉络丛产生脑脊液 侧脑室 室间孔 第三脑室 中脑水管 第四脑室 蛛网膜下隙 大脑背面 蛛网膜颗粒 硬脑膜窦 血液
第一节神经系统的组成与结构脑和脊髓的被膜 脑脊液和脑屏障 血 -- 脑脊液屏障和血 -- 脑屏障 1. 血一脑屏障 blood-brain barrier(bbb), 位于血液与脑 脊髓的神经细胞之间 2. 血 - 脑脊液屏障 blood-csf barrier, 位于脑室脉络丛的血液与脑脊液之间 脑屏障的机能意义在于 : 使脑和脊髓不致受到内 外界环境的影响而维持稳态 脑屏障受到损伤时, 其通透性增高或降低, 使脑和脊髓的神经细胞直接受到各种致病因素攻击, 导致脑水肿 脑出血 免疫异常和使原有病情加重等严重后果
第二节神经活动的一般规律 一 神经元和神经纤维 ( 一 ) 神经元 胞体 : 物质合成部位, 代谢中心树突, 接受刺激, 传导突起轴突, 冲动从胞体传到末梢 神经元 : 神经系统结构和功能的基本单位 神经纤维 : 神经元向其他神经元 肌肉和腺体传递神经冲动的部分
第二节神经活动的一般规律 ( 二 ) 神经纤维 概念 : 神经元的轴突外包胶质细胞所构成 1 神经纤维兴奋传导的机制已兴奋部位与未兴奋部位之间形成的局部电流 诱发邻近轴突膜上钠通道开放 Na + 内流 产生新的动作电位 形成神经冲动传导 e.g. 局麻药
第二节神经活动的一般规律 2 神经纤维传导兴奋的特征: (1) 生理完整性 (2) 双向传导 ( 实验条件下 ) (3) 绝缘性 : 一条神经纤维的兴奋只能沿着本条纤维传导, 不会传递到邻近的神经纤维 (4) 相对不疲劳性 ( 实验条件下 )
( 二 ) 神经纤维 3 神经纤维的轴浆运输 轴浆运输 : 在轴突内借助轴浆流动运输物质的现象 双向性顺向运输 : 胞体向轴突末梢的轴浆流动 逆向运输 : 由末梢向胞体方向的流动 4 神经的营养性作用 释放某些营养因子, 影响被支配组织的代谢活动 持续用局部麻醉药阻断 AP 传导, 并不能使所支配的肌 肉发生内在的代谢改变 表明 : 神经的营养性作用与 AP 无关, 而与营养因子有关
二 神经胶质细胞 1 支持作用: 构成支持神经元的骨架 ; 2 修复和再生作用; 如小胶质细胞可转化为巨噬细胞, 清除神经组织碎片 3 稳定细胞外的 K + 浓度 ; 4 屏障和绝缘作用; 星形胶质细胞血管周足与内皮细胞一起构成血 - 脑屏障少突胶质细胞和施万细胞可形成髓鞘, 隔离绝缘 5 分泌神经营养因子等生物活性物质
第二节神经元之间的信息传递 突触传递 神经递质和受体 反射中枢活动的一般规律
第二节神经元之间的信息传递 一 突触传递 概念 : 神经元之间, 神经元与效应器细胞之间相接触的部位称为突触 分类 : 化学性突触和电突触 ( 一 ) 化学性突触传递突触前膜 : 突触小泡突触间隙 :20~40nm 突触后膜 : 配体门控通道或受体突触小泡 : 含高浓度神经递质
第二节神经元之间的信息传递 1 突触分类 一个突触前神经元可与许多突触后神经元形成突触 一个突触后神经元也可与许多突触前神经元的轴突末梢形成突触 轴突 - 胞体式 按接触部位分 : 轴突 - 树突式 轴突 - 轴突式 按传递信息方式 : 化学性突触 电突触
2 化学突触传递过程 突触前轴突末梢产生 AP Ca 2+ 内流 ( 突出前膜去极化 ) 突触小泡中递质释放递质与突触后膜受体结合突触后膜离子通道开放 兴奋性递质 Na + ( 主 )K + 通透性 EPSP 抑制性递质 Cl - ( 主 )K + 通透性 IPSP Ca 2+ 的两个作用 : 轴浆的粘滞性 ; 中和前膜内的负电荷, 促使递质的释放
第二节神经元之间的信息传递 3 突触后神经元的兴奋或抑制 (1) 兴奋性突触后电位 excitatory postsynaptic potential EPSP: 局部电位, 大小取决于前膜释放的递质量 (2) 抑制性突触后电位 Inhibitory postsynaptic potential IPSP: 局部电位, 可以总和 神经元兴奋性高低取决于兴奋性和抑制性突触后电位整合的结果
第二节神经元之间的信息传递 ( 二 ) 电突触传递 结构基础 : 缝隙连接允许两侧细胞内的电离子和小分子物质通过 膜阻抗较低, 易发生电紧张性扩散 特点 : 双向性, 传递速度快, 几乎无潜伏期, 促进不同神经元产生同步放电
第二节神经元之间的信息传递 二 神经递质和受体 1 神经递质 (neurotransmitter) (1) 突触前神经元内有合成递质的前体物质和合成酶系 (2) 递质贮存于突触小泡, 冲动到达时, 递质释放 (3) 递质作用于突触后膜受体, 发挥效应 (4) 突触部位存在使递质失活的酶或摄取回收环节 (5) 特异性激动剂或阻断剂能增强或阻断该递质的作用 特点 : 传递信息快 作用强 选择性高
第二节神经元之间的信息传递 2 神经调质(neuromodulator) 突触前神经元产生和释放的化学物质, 不直接参与神经元之间的信息传递, 但可改变突触前神经末梢递质的释放来调节神经元之间的信息传递 特点 : 作用慢而持久, 但范围较广
第二节神经元之间的信息传递 3 神经递质的分类 胆碱能纤维 : 释放 Ach 的纤维, 副交感节前纤维及节后纤维 ; 交感节前纤维及部分交感节后纤维 ; 躯体运动神经纤维 肾上腺素能纤维 : 释放 NA 的纤维, 绝大部分交感节后纤维 肽能纤维 : 胃肠道内释放肽类神经递质
第二节神经元之间的信息传递 外周神经递质 : 乙酰胆碱 NE 嘌呤类和肽类 : 三磷酸腺苷为嘌呤类 中枢神经递质 : 胆碱类乙酰胆碱单胺类多巴胺 NE 5 HT 氨基酸类谷氨酸 甘氨酸 GABA 肽类血管活性肠肽 阿片肽 脑 - 肠肽 心房钠尿肽等
第二节神经元之间的信息传递 4 递质共存 一个神经元内可以存在两种或两种以上递质 例如乙酰胆碱和血管活性肠肽的共存, 协同使唾液腺分泌大量稀薄的唾液
第二节神经元之间的信息传递 5 递质代谢 ( 失活 ) Ach 的失活 : 被胆碱酯酶水解 NE 的失活 : a. 一部分被血液循环带到肝脏失活 b. 在效应细胞内被单胺氧化酶水解 C. 大部分被前膜重摄取进入前膜小泡内, 重新利用
第二节神经元之间的信息传递 二 神经递质的受体 1 胆碱能受体: 指能与乙酰胆碱结合而产生特定的生物效应的受体, 分为 : 1)M( 毒蕈碱受体 ): 分布 : 副交感神经节后纤维支配的效应细胞膜 ( 主要 ) 效应 : 抑制心脏活动 支气管 胃肠道平滑肌 膀胱逼尿肌收缩, 消化腺分泌增加, 瞳孔缩小, 血管平滑肌舒张 阻断剂 : 阿托品
第二节神经元之间的信息传递 2)N 型 ( 烟碱受体 ) 分布 : 交感 副交感神经节神经元的突触后膜和神经肌接头的终板膜 效应 : 兴奋性突触后电位和终板电位, 引起节后神经元和骨骼肌兴奋 N N (N 1 ) 受体 自主神经节突触后膜和 CNS N M (N 2 ) 受体 骨骼肌终板膜 阻断剂 : 筒箭毒碱
第二节神经元之间的信息传递 2 肾上腺素能受体 α 受体 1 : 平滑肌, 兴奋效应 2 : 主要分布在突触前, 抑制效应 阻断剂 : 酚妥拉明 β 受体 1 : 心肌兴奋, 兴奋效应 2 : 骨骼肌 血管平滑肌, 支气管 胃肠平滑肌 膀胱逼尿肌 抑制效应 3 : 脂肪组织分解阻断剂 : 普萘洛尔
三 反射活动的一般规律 ( 一 ) 反射及反射弧 反射 : 在中枢神经系统的参与下机体对内外环境刺激的规律性应答 神经调节的基本方式 反射弧 : 感受器 传入神经 中枢 传出神经 效应器 反射的结构基础 反射中枢 :CNS 内调节某一特定生理功能的神经元群 调节复杂生命活动的反射中枢的范围较广 单突触反射 ( 膝跳反射 )& 多突触反射
三 反射活动的一般规律
三 反射活动的一般规律 ( 二 ) 中枢神经元的联系方式 1 单线式: 一个神经元轴突仅与一个突触后神经元发生突触联系的方式 意义 : 高分辨能力传递 2 辐散: 一个神经元的轴突可以通过分支与许多神经元建立突触联系 意义 : 一个神经元的兴奋可引起许多神经元同时兴奋或抑制, 形成兴奋或抑制的扩散 3 聚合: 多个神经元的轴突末梢与同一个神经元形成突触联系 意义 : 不同神经元兴奋或抑制作用汇聚在同一神经元上, 产生整合
三 反射活动的一般规律 4 链锁式: 神经元之间通过侧支依次连接, 形成传递信息的链锁 意义 : 空间上扩大其作用范围 5 环路式: 神经元通过轴突侧支与中间神经元联系, 该中间神经元的分支又返回作用于原先发生兴奋的神经元 本质为反馈联系 兴奋性中间神经元 正反馈 ; 抑制性中间神经元 负反馈
中枢神经元的联系方式 A C B D A: 辅散 B: 聚合 C: 链锁状 D: 环状
三 反射活动的一般规律 ( 三 ) 中枢兴奋 兴奋性突触后电位 :EPSP 兴奋在反射中枢内传播的特征 1 单向传递: 兴奋只能由突触前神经元传向突触后神经元 2 中枢延搁: 兴奋通过中枢部分比较缓慢 3 总和 空间总和 : 若干传入纤维引起多个突触后电位互相叠加而产生的突触后效应 时间总和 : 单根纤维连续快速的冲动引起多个突触后电位互相叠加
4 兴奋节律的改变: 传入神经与传出神经的冲动频率往往不相同 5 后发放 反射中, 作用于传入神经的刺激停止后, 传出神经仍在一定时间内继续发放神经冲动, 使反射效应持续一段时间. 机制 : 神经元的环状联系及中间神经元的正反馈作用 6 对内环境变化的敏感性和易疲劳性( 神经递质耗竭 )
( 四 ) 中枢抑制 1 突触后抑制 机制 : 兴奋性神经元引起一个抑制性中间神经元兴奋 后者释放抑制性递质, 使突触后膜产生 IPSP, 突触后神经元超极化, 兴奋性降低 分类 : 传入侧支性抑制和回返性抑制
A 传入侧支性抑制 : (afferent collateral inhibition ) 兴奋冲动传入 突触后膜产生 EPSP 侧支兴奋抑制性中间 N 元 抑制性中间 N 元释放抑制性递质 突触后膜产生 IPSP 兴奋一 N 元 抑制另一 N 元 意义 : 保证反射活动的协调 交互抑制 : 屈肌反射
B 回返性抑制 : (recurrent inhibition) N 元兴奋冲动沿轴突传出 突触后膜产生 EPSP 兴奋 N 元 侧支兴奋抑制性中间 N 元 抑制性中间 N 元释放抑制性递质 突触后膜产生 IPSP 原兴奋 N 元抑制 意义 : 调控原兴奋 N 元的活动, 使其活动及时终止
( 四 ) 中枢抑制 2 突触前抑制 1 概念 : 发生在突触前膜上的去极化抑制 2 结构基础: 轴 2- 轴 1- 胞体 3 串联突触 3 意义 : 多见于感觉传入途径中, 使特异性感觉更为精细 实验 A: 刺激轴突 1 时, 胞体 3 产生 10mV 的 EPSP; 实验 B: 先刺激轴突 2, 再刺激轴突 1 时, 胞 3 产生 5mV 的 EPSP
中枢抑制的类型及意义 分类 主要发生部位 被抑制的神经元 生理意义 突触后抑制 传入侧支性抑制 回返性抑制 感觉传入神经元 传出神经元 非同类神经元 同类神经元或该神经元本身 交互抑制, 使不同中枢之间的活动相协调 负反馈, 使神经元活动及时终止, 或使同一中枢内各神经元同步活动 突触前抑制 感觉传入神经元 非同类神经元或同类神经元 限制其他感觉传入, 调节感觉传入活动
第三节神经系统的感觉分析功能 内外环境的各种变化 感受器 一 感觉传导通路 感觉产生过程 : 浅感觉传导通路 深感觉传导通路 换能作用 神经冲动 传导路 大脑皮层 分析综合产生主观感觉
一 脊髓和脑干的感觉传导通路 ( 一 ) 浅感觉传导通路浅感觉指皮肤黏膜的痛 温 触觉, 由这些感受器上行的感觉传导通路称为浅感觉传导通路 1 躯干 四肢的痛 温觉和触觉传导通路 (P279) 第 1 级神经元为脊神经节细胞, 其周围突分布于躯干 四肢的感受器, 中枢突经后根进入脊髓 第 2 级神经元胞体 ( 脊髓灰质后角 ) 交叉到对侧 脊髓丘脑侧束 ( 痛 温觉 ), 脊髓丘脑前束 ( 触 压觉 ) 终止于丘脑腹后外侧核 ( 第 3 级神经元胞体 ) 内囊 中央后回中上部和中央旁小叶后部
一 脊髓和脑干的感觉传导通路 2 头面部痛 温 触觉传导通路第 1 级 N 为三叉神经节细胞, 其周围突分布于头面部皮肤及口腔粘膜, 中枢突经三叉神经根入脑桥 三叉神经脊束核 ( 痛 温觉 ) 脑桥核 ( 触觉 ) ( 第 2 级 N 胞体 ) 交叉对侧上行 三叉丘系 丘脑腹后内侧核 ( 第 3 级 N 胞体 ) 内囊 中央后回下部
1 级 N 中枢突经后根进入脊髓 2 级 N 脊髓灰质后角 交叉到对侧 脊髓丘脑侧束 ( 痛 温觉 ), 脊髓丘脑前束 ( 触 压觉 ) 终止于丘脑腹后外侧核 ( 第 3 级 N) 内囊 中央后回中上部和中央旁小叶后部
一 脊髓和脑干的感觉传导通路 ( 二 ) 深感觉传导通路深感觉 : 感受肌肉 肌腱 韧带关节等深部结构的本体感觉 深感觉传导通路同时传导皮肤的精细触觉第 1 级神经元为脊神经节细胞, 周围突分布于肌 腱关节等本体觉感受器及皮肤精细触觉感受器, 中枢突经脊神经后根入脊髓形成薄束和楔束 止于延髓的薄束核和楔束核 ( 第 2 级 ) 交叉对侧 形成内侧丘系 止于丘脑腹后外侧核 ( 第 3 级 ) 内囊 大脑皮质中央后回中 上部和中央旁小叶后部, 部分纤维投射至中央前回
第 1 级 N 中枢突经脊神经后根 脊髓后角 沿同侧后索上行, 在延髓下的 薄束核 楔束核更换神经元 第 2 级 N 发出纤维 交叉到对侧, 形成内侧丘系 止于丘脑腹后外侧核 ( 第 3 级 N) 内囊 大脑皮质中央后回中 上部和中央旁小叶后部
一 脊髓和脑干的感觉传导通路 躯体感觉传导通路的共同特点 : 1 三级神经元第 1 级 : 后根脊神经节或脑神经节第 2 级 : 脊髓后角或脑干内第 3 级 : 丘脑内 2 二级神经元发出纤维一般交叉到对侧 丘脑 内囊 大脑皮质相应区域
二 丘脑与感觉投射系统 ( 一 ) 丘脑的感觉功能 (Sensory function of thalamus) 1 各种感觉传导通路( 除嗅觉外 ) 在丘脑更换神经元, 丘脑 ( 除嗅觉外 ) 是感觉的总转换站, 故丘脑是皮质下感觉中枢, 对感觉进行粗略的分析和整合 2 大脑皮质对感觉进行精细的分析与综合
丘脑的感觉分析功能 内侧丘系 : 传导精细触觉 本体感觉 脊髓丘脑侧束 : 传导痛觉 温觉 脊髓丘脑前束 : 传导触觉 压觉 传导通路在脊髓或延髓交叉 : 浅感觉先交叉后上行 ; 深感觉先上行后交叉 传导路 : 三级 N 元传递
丘脑核团功能分类 1) 感觉接替核 : 接受特异感觉投射纤维 特异投射至皮层相应感觉区 腹后外侧核 : 脊髓丘脑束与内侧丘系的换元站, 与躯体感觉传导有关 腹后内侧核 : 三叉丘系的换元站, 与头面部感觉传导有关 内侧膝状体 : 听觉的换元站 外侧膝状体 : 视觉的换元站
丘脑核团功能分类 2) 联络核 : 接受感觉接替核和其它皮层下中枢的纤维, 换元后投射到皮层特定区域 丘脑前核 外侧核 丘脑枕核 3) 髓板内核群 : 中央中核 束旁核 中央外侧核等 功能 : 间接地通过多突触接替, 弥漫地投射到整个大脑皮层, 维持其兴奋状态
( 二 ) 感觉投射系统 1 特异性投射系统 (specific projection system) 由丘脑感觉接替核和联络核组成皮肤深 浅感觉 视觉 听觉等感觉 ( 嗅觉除外 ) 上传到达丘脑, 经感觉接替核和联络核换元后, 其纤维投射到大脑皮质特定区域 特点 : 点对点的投射, 投射路径专一 功能 : 引起特定感觉, 并激发大脑皮质发出神经冲动
( 二 ) 感觉投射系统 2 非特异性投射系统(non-specific projection system) 由丘脑髓板内核群构成 感觉传导通路纤维发出侧支与脑干网状结构的神经元发生突触联系, 反复多次换元后抵达丘脑髓板内核群, 再次换元后弥漫性地投射到大脑皮层的广泛区域 特点 : 非点对点投射到皮层广泛区域, 不引起特定感觉 功能 : 维持和改变大脑皮质兴奋状态, 使机体处于觉醒状态
两种感觉投射系统的比较 特异性投射系统 1 传入丘脑前沿特定途径组成 : 2 由丘脑外侧核群 外侧膝状体 内侧膝状体发出纤维经内囊到皮质感觉区 功能 : 能引起特定的感觉 特点 : 点对点投射关系 非特异性投射系统 1 传入丘脑前经脑干网状结构多次换 N 元上行 2 经丘脑内侧核群到皮质 3 丘脑 - 皮层的弥散投射纤维 1 不引起特定的感觉 2 维持和改变大脑皮层的兴奋状态 1 在网状结构内多次更换 N 元 2 投射区广泛 ( 非点对点关系 ) 3 易受药物影响 ( 如巴比妥类催眠药物 )
脑干网状结构上行激动系统 : 指脑干网状结构向丘脑的上传系统 如果该系统功能 ( 如应 用催眠药 麻醉药 ) 使大脑皮质由兴奋状态转为抑制状态
三 大脑皮质的感觉分析功能 ( 一 ) 体表感觉代表区 1 第一躯体感觉区: 投射区域在中央后回 1) 交叉性投射, 即躯体一侧的传入冲动投射到对侧皮质, 但头面部感觉投射是双侧性 ; 2) 投射区域有一定分野, 其安排象一个倒置的躯体, 但头面部代表区内部的安排是正立的 ; 3) 投射区域大小与躯体表面感觉分辨精细程度有关 分辨精细的部位的投射区 ----- 面积大
三 大脑皮质的感觉分析功能 2 第二躯体感觉区 1) 中央前回和岛页之间 ( 高等动物 ) 2) 特点 : 投射呈双侧性, 定位不准确, 无倒置现象 3) 功能 : 对感觉进行粗糙的分析, 但与痛觉 ( 慢痛 ) 有密切关系 切除和损伤, 不产生显著的感觉功能障碍
三 大脑皮质的感觉分析功能 ( 二 ) 本体感觉区 位置 : 中央前回 (4 区 ), 既是运动区, 也是肌肉本体感觉投射区 ( 三 ) 特殊感觉的皮质代表区 1 视觉区: 枕叶皮质内侧面距状裂上下缘 2 听觉区: 颞叶皮质颞横回和颞上回听觉的投射是双侧性投射, 即一侧耳蜗的传入冲动投射到双侧听皮层 3 嗅觉区: 边缘叶的前底部区域 4 味觉区 : 中央后回头面部感觉投射区下侧
四 内脏感觉与痛觉 ( 一 ) 内脏感觉的特点 1. 内脏感觉传入纤维数目少, 它混在交感和副交感神经纤维中 2. 其适宜刺激是体内的自然刺激 : 化学 机械 温度等 3. 内脏感受器的传入冲动一般不引起意识感觉, 但传入冲动强烈时会引起意识感觉, 如饥饿感觉等
四 内脏感觉与痛觉 ( 二 ) 痛觉 痛觉分类 : 痛 皮肤痛 快痛 慢痛 刺激后立即出现刺痛持续时间短, 定位准确, 不伴有情绪反应 刺激后 0.5-1.0s 出现烧灼痛 ( 难以忍受 ) 持续时间长, 定位不准确, 常伴有情绪反应 觉内牵涉痛 : 内脏疾患引起体表某部位的疼痛或痛觉过敏脏痛内脏疾患累及临近的体腔壁所致这种痛与躯体痛相类似
1 皮肤痛与内脏痛的比较 疼痛特点 敏感刺激 传导纤维 皮肤痛内脏痛 ( 包括躯体深部痛 ) 1 产生和消失迅速 2 定位明确 分辫能力强 3 慢痛情绪反应明显 4 无牵涉痛 锐性刺激 ( 切割 烧灼等 ) 躯体传入纤维 ( 快痛 : 有髓鞘 Aδ 类纤维, 兴奋阈值低 ; 慢痛 : 无髓鞘的 C 类纤维, 兴奋阈值高 ) 1 产生缓慢 持续久 2 定位不清 分辨能力差 3 情绪反应明显 4 有牵涉痛 钝性刺激 ( 牵拉 痉挛 炎症 缺血等 ) 自主 N 传入纤维
2 牵涉痛 常见内脏疾病牵涉痛的部位患病器官心胃 胰肝 胆肾脏阑尾体表疼痛心前区左上腹右肩胛腹股上腹部 部位左臂尺侧肩胛间沟区或脐区 产生原因 : 会聚学说 患病内脏的传入纤维与被牵涉皮肤传入纤维由同一个后根进入脊髓, 并在脊髓同一区域换元, 这两个中枢很靠近, 引起邻近中枢兴奋, 并传至大脑皮质引起错觉 会聚学说
2 牵涉痛 易化学说 患病内脏的痛觉信息传入提高邻近躯体感觉 N 元的兴奋性 对体表传入冲动产生易化作用 ( 痛觉过敏 ) 平常不引起痛觉的躯体传入也能引起痛觉 患病内脏
第四节神经系统对躯体运动调节 神经系统是躯体运动的控制者, 从脊髓到大脑皮层, 各级中枢对躯体运动都能进行调节 一 脊髓对躯体运动调节 ( 一 ) 脊髓的运动神经元及运动单位 : α 运动神经元 : 胞体大, 支配骨骼肌的梭外肌 γ 运动神经元 : 胞体小, 支配梭内肌, 兴奋性较高, 调节肌梭对牵张刺激敏感性 β 运动神经元 : 对梭内肌 梭外肌纤维均有支配 神经冲动会聚到运动神经元 : 引发随意运动 调节姿势 协调肌群运动
一 脊髓的躯体运动功能 皮层等高位中枢的下传信息 皮肤 肌肉 关节等传入信息 脊髓前角 α 运动 N 元是躯体运动反射的最后公路 一个 α 运动 N 元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位称为运动单位 脊髓前角 α 运动 N 元 最后公路骨骼肌纤维 牵张反射
一 脊髓的躯体运动功能 几种主要的躯体运动反射 反射刺激感受器中枢 屈肌反射 伤害性刺激 痛觉 脊髓 对侧伸肌反射 牵张反射牵张刺激肌梭脊髓 ( 腱反射和肌紧张 )
( 一 ) 屈肌反射与对侧伸肌反射 1 屈肌反射 概念 : 受到伤害刺激一侧肢体的屈肌收缩 伸肌舒张, 使该肢体屈曲的反射 意义 : 屈肌反射使肢体离开伤害性刺激, 具有保护性意义
2 对侧伸肌反射 概念 : 受到伤害刺激一侧肢体屈曲的同时, 对侧肢体出现伸直的反射活动 意义 : 对侧肢体的伸直, 防止歪倒, 以维持身体姿势的平衡
( 二 ) 牵张反射 概念 : 与神经中枢保持正常联系的骨骼肌, 在受到外力牵拉使其伸长时, 引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动称为牵张反射
感受装置 肌梭
1 腱反射 指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射 如 : 膝跳反射 跟腱反射 特点 : 腱反射是单突触反射, 所以其反射时很短, 耗时约 0.7ms 临床意义 : 如果腱反射减弱或消失, 提示反射弧的传入或传出或脊髓反射中枢受损 ; 若腱反射亢进, 说明控制脊髓的高级中枢的作用减弱
膝跳反射 : 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 传出 N 梭外肌纤维收缩
2 肌紧张 ( 紧张性牵张反射 ) 概念 : 缓慢持续牵拉肌腱时所引起的牵张反射 特点 : 1 肌紧张属于多突触反射 2 无明显的运动表现, 骨骼肌处于持续地轻微的收缩状态, 以阻止肌肉被拉长 在肌紧张发生过程中, 同一肌肉内的不同肌纤维轮换地进行收缩, 因而能维持持久而不易疲劳 意义 : 对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势, 是一切躯体运动的基础 例如 : 人体站立时, 由于重力的影响, 使支持体重的关节趋向于弯曲, 后者导致伸肌受到牵拉, 从而引起伸肌的肌紧张增强, 以对抗关节的弯曲, 来维持直立姿势
( 三 ) 脊反射 1 脊休克 脊动物 : 颈脊髓第 5 节段下横切 ( 以维持呼吸 ), 延髓 ( 高位中枢 ) 与脊髓离断的动物 脊休克 : 脊髓与高位中枢突然离断后, 在离断水平以下的部位暂时丧失反射活动的能力, 呈无反应状态 主要表现 : 屈肌反射 对侧伸肌反射 腱反射和肌紧张, 血压 外周血管扩张 发汗反射消失 直肠和膀胱中尿积聚
( 三 ) 脊反射 脊反射可逐渐恢复, 但有种属差异 恢复的快慢与种族进化程度有关 : 低等动物恢复快, 高等动物恢复慢 如蛙仅数分钟, 狗需数天, 人则需要数周至数月才能逐渐恢复 简单的反射先恢复 ( 如屈肌反射 腱反射等 ); 复杂的反射后恢复 ( 如对侧伸肌反射等 ) 脊髓是在高位中枢控制下进行活动 脊休克机制 : 突然失去高位中枢控制, 特别是失去大脑皮质 前庭核和脑干网状结构下行纤维对脊髓的易化作用, 使脊髓暂时处于抑制状态
二 脑干对肌紧张的调节 1 易化区和抑制区 (1) 易化区 : 脑干网状结构存在加强肌紧张及运动的区域高位中枢易化区的功能通过脑干网状结构易化区实现 (2) 抑制区 : 抑制肌紧张及运动的作用 高位中枢抑制区的功能通过脑干网状结构抑制区实现 (3) 易化区活动较强, 抑制区活动较弱, 二者调节肌紧张 2 高级中枢对肌紧张和肌运动的作用可能机制 : 1 易化或抑制脊髓 α 运动 N 元, 直接调节肌肉的收缩 ; 2 易化或抑制脊髓 γ 运动 N 元, 通过 γ 环改变肌梭敏感性而间接调节肌运动
中枢神经抑制区和易化区对肌紧张的调节 部位 抑制区 脑干网状结构腹内侧部 易化区 脑干网状结构背外侧部 大脑皮层运动区 纹状体 小脑前叶引部后三部分是通过脑干网状结构抑制区实现的 前庭核 小脑前叶两侧部, 后两部分是通过脑干网状结构易化区实现的 作用 特点 肌紧张和肌运动 正常情况下活动较弱 肌紧张和肌运动 正常情况下活动较强, 在肌紧张的平衡调节中占优势
去大脑僵直 横断脑干切线 上述易化系统和抑制系统对肌紧张的影响, 可用去大脑僵直实验加以说明 : 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 主要是抗重力肌的肌紧张增强, 伸肌是抗重力肌, 因此, 伸肌肌紧张增强
去大脑僵直的发生机制 : 较多的抑制系统被切除, 特别是来自皮层和纹状体等部位的抑制性联系被切除, 造成脑干网状结构抑制区和易化区之间的失衡, 易化区活动明显占优势
三 小脑对躯体运动的调节 按功能分 : 前庭小脑 ( 绒球小结叶 vestibulocerebellum) 脊髓小脑 (spinocerebellum) 皮层小脑 (cerebrocerebellum)
三 小脑对躯体运动的调节 1 维持身体平衡 ------ 前庭小脑 (1) 由绒球小结叶构成, 与前庭器官及前庭核活动密切相关 (2) 切除绒球小结叶 : 站立不稳, 容易跌倒等, 但在躯体得到支持物扶持时, 其随意运动仍能协调进行 (3) 平衡失调综合症 ( 身体倾斜, 站立不稳, 醉步 ; 不影响随意运动 )
三 小脑对躯体运动的调节 2 调节肌紧张 ------ 脊髓小脑 脊髓小脑 : 小脑前叶和半球中间部 (1) 主要接受脊髓小脑束传入纤维的投射 (2) 易化肌紧张 : 前叶两侧部和半球中间部抑制肌紧张 : 前叶蚓部与脑干网状结构易化区和抑制区有结构和功能联系 (3) 损伤后肌紧张降低, 肌无力
三 小脑对躯体运动的调节 3 协调随意运动 ------ 脊髓小脑 (1) 小脑半球外侧部 : 皮质小脑功能 : 协调随意运动, 拟定运动程序, 与动作精巧熟练有关 (2) 小脑共济失调 : 小脑损伤后出现的动作性协调障碍 (3) 意向性震颤 : 小脑半球损伤后, 肌肉在动作进行过程中, 发生抖动而把握不住方向
四 基底神经节对躯体运动的调节 1 基底神经节组成纹状体 ( 尾核 壳核 苍白球 ) 丘脑底核 黑质 红核 2 因基底神经节内存在纹状体 黑质 纹状体环路, 正常时该环路对肌紧张的控制和随意运动的稳定起着重要的作用
2 基底神经节的功能 功能 : 稳定随意运动 控制肌紧张 处理本体感觉信息 运动过多而肌紧张降低 舞蹈病 手足徐动症 基底神经节损害 运动功能障碍 运动过少而肌紧张过强 震颤麻痹 (Parkinson s disease)
3 与基底神经节损害有关的疾病 (1) 震颤麻痹, 又称帕金森病 1) 症状 : 全身肌紧张过强, 运动过少 如肌肉强直, 随意运动少, 动作迟缓, 静止时常伴有震颤 2) 病变 : 中脑黑质的多巴胺能神经元变性受损 3) 发病机制 : 黑质上行抵达纹状体的多巴胺系统功能受损导致纹状体内 Ach 系统功能亢进 4) 治疗 :M 受体阻断剂 ( 如东莨菪碱 ) 左旋多巴 ( 多巴胺前体, 能通过血脑屏障 )
3 与基底神经节损害有关的疾病 (2) 舞蹈病 1) 症状 : 肌紧张不全, 运动过多 表现 : 不自主的上肢和头部的舞蹈样动作, 伴有肌张力下降 2) 病变 : 新纹状体病变, 而黑质 - 纹状体通路是好的 3) 机制 : 纹状体内胆碱能和 - 氨基丁酸能神经元功能减退, 而黑质多巴胺功能相对亢进
肌紧张降低而运动过多综合征 肌紧张增强而运动过少综合征 病症 舞蹈病 震颤麻痹 ( 帕金森氏病 ) 表现 肌紧张减低, 静止性震颤 头部和上肢不自主的舞蹈样动作 随意运动, 肌紧张 病变 纹状体 ( 病变 ) 黑质 ( 病变 ) 机制 胆碱能 N 元功能 和 GABA 能 N 元功能 多巴胺递质 抑制纹状体胆碱能递质系统作用 黑质内多巴胺能 N 元功能相对亢进 随意运动 肌张力 治疗耗竭多巴胺递质的药物 ( 如利血平 ) 促进多巴胺合成药物 ( 左旋多巴 ) 阻断乙酰胆碱药物 ( 阿托品等 )
五 大脑皮质对躯体运动的调节 1 大脑皮质运动区 主要运动区 : 中央前回 (4 区, 与肢体远端关节如手指等精细调节有关 ) 和运动前区 (6 区, 与肢体近端关节如肩等粗大运动调节有关 ) (1) 交叉支配, 对头面部肌肉的支配是双侧性, 但下部面肌及舌肌受对侧支配 (2) 精细的功能定位, 安排呈倒影, 但头面部代表区的内部为正立 (3) 运动愈精细部位代表区也愈大
大脑皮层的运动区
五 大脑皮质对躯体运动的调节 大脑皮质对躯体运动的调节通过锥体系和锥体外系下传实现 锥体系是大脑皮质下行控制躯体运动的最直接途径 (1) 锥体系 : 皮质脊髓束和皮质脑干束 皮质脊髓束 : 皮质发出并经内囊和延髓锥体下行到脊髓前角运动神经元的传导束 皮质脑干束 : 皮质发出下行抵达脑干运动神经核的传导束 锥体系主要由中央前回和中央旁小叶前部的锥体细胞的轴突所组成 功能 : 加强肌紧张, 发动和协调随意运动
五 大脑皮质对躯体运动的调节 (2) 锥体外系 锥体系以外调节骨骼肌运动的结构称为锥体外系 功能 : 调节肌紧张和协调肌群的运动 切断延髓锥体的动物, 随意运动不完全消失 锥体系和锥体外系在运动功能上是互相不可分割的一个整体
第五节自主神经系统对内脏活动的调节
第五节自主神经系统对内脏活动的调节 一 交感与副交感神经系统的形态学特征 自主神经系统 : 机体内控制内脏功能的神经系统 1 交感神经: (1) 起源于脊髓胸腰段 (T1-L3) 灰质侧角 (2) 远离效应器, 大部分节前纤维短 节后纤维长 ( 3) 一根节前纤维兴奋可引起广泛的节后纤维兴奋 (4) 支配范围广, 除食管上段外几乎所有内脏器官
第五节自主神经系统对内脏活动的调节 2 副交感神经 : (1) 起自脑干的脑神经核和脊髓骶段灰质相当于侧角的部位 (2) 离效应器较近或就在效应器壁内, 故节前纤维长 节后纤维短 (3) 一根节前纤维兴奋可引起较局限的节后纤维兴奋 (4) 分布较局限
自主神经系统的主要功能 器官交感神经副交感神经循环心跳加强加快心跳减弱减慢大部血管缩部分血管舒 ( 腹腔内脏 皮肤 外生殖器等 ) ( 软脑膜 外生殖器血管等 ) 呼吸支气管平滑肌舒张支气管平滑肌收缩 消化分泌粘稠唾液, 抑制胃肠运动分泌稀薄唾液, 促进胃肠运动抑制胆囊收缩, 促进括约肌收缩促进胆囊收缩, 使胃肠括约肌舒张 促进胃液及胰液分泌 泌尿 逼尿肌舒, 括约肌缩, 逼尿肌缩, 括约肌舒 眼瞳孔扩大, 睫状肌松弛瞳孔缩小, 睫状肌缩 代谢 促进糖元分解, 抑制胰岛素分泌 促进胰岛素分泌 促进肾上腺髓质分泌
交感与副交感神经的基本功能 1. 对同一效应器多数内脏器官为双重支配 个别例外 : 2. 二者作用是相互拮抗的 个别例外 : 汗腺 肾上腺髓质 皮肤和肌肉的血管平滑肌只接受交感神经支配 对唾液腺, 二者均促进其分泌, 交感神经促进分泌的唾液量少而粘稠, 副交感神经使其分泌的唾液量多而稀薄 3. 二者的紧张性作用在不同状态下不同 剧烈活动时 : 交感神经活动占优势, 安静状态下 : 副交感神经活动就占优势
交感与副交感神经的基本功能 4 二者对整体生理功能调节不同 交感神经系统的作用范围较广泛, 作用是使机体迅速适应环境的急剧变化 = 能量动员系统 交感神经系统活动增强时, 常伴有肾上腺素分泌增多, 故称这一活动系统为交感 肾上腺素系统 副交感神经系统的作用范围较小, 作用是促进消化吸收 积蓄能量及加强排泄和生殖功能 = 能量储备系统 副交感神经系统活动增强时, 常伴有胰岛素分泌增多, 所以称这一活动系统为迷走 胰岛素系统
二 各级中枢对内脏活动的调节 ( 一 ) 脊髓 1 脊髓内有调节自主性功能的初级中枢, 可以完成一些低等反射 脊髓是调节内脏活动的初级中枢 2 有一定的调节作用, 但调节能力差 3 交感神经和部分副交感神经均起源于脊髓 4 基本的反射血管张力反射 排便 排尿 发汗 勃起反射 eg. 脊休克的恢复
( 二 ) 脑干 1 延髓 生命活动的基本中枢 ( 心血管活动 呼吸 胃肠运动 消化液分泌 咳嗽 恶心 呕吐 ) 2 脑桥 呼吸调整中枢 3 中脑 瞳孔对光反射中枢
( 三 ) 下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢 将内脏活动与躯体活动和内分泌活动联系起来 1 对腺垂体激素分泌的调节下丘脑促垂体区分泌下丘脑调节肽来调节腺垂体活动 2 调节水平衡 1) 饮水中枢 ( 渴中枢 ) 位于下丘脑外侧区, 与摄食中枢极为靠近 2) 排水与 ADH 的分泌有关下丘脑前部存在渗透压感受器, 视上核和室旁核合成和释放 ADH 调节水平衡
( 三 ) 下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢 3 调节摄食行为 摄食中枢 (feeding center): 下丘脑外侧区 刺激下丘脑外侧区, 食量大增 饱中枢 (satiety center): 下丘脑腹内侧核 摄食中枢和饱中枢之间相互制约 4 调节情绪反应 间脑水平以上切除猫的大脑 ( 保留下丘脑以下结构完整 ) 类似人类发怒行为 ( 假怒 ); 若损伤下丘脑, 则 假怒 消失
( 三 ) 下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢 5 调节体温 间脑以上切除大脑皮层 体温相对稳定 下丘脑以下部位横切脑干 体温不稳定 下丘脑为体温调节中枢 视前区 - 下丘脑前部 (PO/AH) 存在温度敏感神经元 感受所在部位温度 整合传入温度的信息 超过或低于调定点 调节散热和产热 体温保持稳定.
( 三 ) 下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢 6 控制生物节律 1) 生物节律 : 机体内多种生理活动按一定的时间顺序发生周期性的变化 2) 下丘脑视交叉上核 日周期节律控制中心 视交叉上核通过视网膜 视交叉上核束与视觉感觉装置发生联系 体内日周期节律和外环境昼夜节律同步 饮水, 排尿等存在昼夜间差别
( 四 ) 大脑皮质对内脏活动的调节 1 新皮质动物电刺激新皮质, 引起躯体运动和内脏活动的改变大脑新皮质是感觉和运动的最高级中枢, 也是内脏功能的高级中枢 2 边缘系统 1) 边缘叶 : 围绕脑干的大脑半球内侧面的一些结构 2) 边缘系统 : 边缘叶及与其有密切关系的皮质和皮质下结构 如 : 岛叶 颞极 眶回及皮质下的杏仁核 下丘脑 丘脑前核等 功能 : 情绪 生殖 调节内脏活动 学习和记忆等
第六节脑的高级功能和脑电图 一 大脑皮质的电活动 皮质诱发电位 : 人工刺激外周感受器或传入神经时, 在大脑皮质一定部位引导出来的电位变化 脑电图 (EEG): 机体在安静状态下, 头皮表面记录到的大脑皮质未受到任何刺激时产生的一种持续和节律性电活动 ( 自发脑电活动 ) 脑电波主要是由大量皮质神经元的电活动形成的
脑电图波形 1 波 处于安静状态出现 ( 慢波 ) 8~13Hz,20~100 μv, 枕叶皮质最显著 波阻断 : 受试者睁开眼睛或受刺激时, 波立即消失转为快波 2 波 处在紧张活动时出现 ( 快波 ) 14~30Hz,5~20 μv, 额叶和顶叶比较显著 3 θ 波 困倦时出现 ( 慢波 ) 4~7Hz,20~150 μv, 颞叶和顶叶较明显 4 δ 波 睡眠状态下出现 ( 慢波 ) 0.5~3Hz,20~200 μv, 额叶较显著 一般认为高幅度的慢波 (θ.δ) 大脑皮质处于抑制
二 睡眠 人类睡眠时间 : Sleep Duration in Mammals 新生儿 18-20 h 儿童 12-14 h 成人 7-9 h 老年 5-7 h 2002 John Wiley & Sons, Inc. Huffman: PSYCHOLOGY IN ACTION, 6E 哺乳类动物睡眠时间
( 一 ) 睡眠时相 慢波睡眠 (slow wave sleep, SWS) 1, 2, 3, 4 期 快波睡眠 (fast wave sleep, FWS): 也称为异相睡眠 (paradoxical sleep, PS) 或快速眼球运动睡眠 (rapid eye movement sleep,rem sleep )
1 慢波睡眠 持续 80-120 分, 脑电波呈现同步化慢波 表现 : (1) 嗅 视 听 触等感觉功能减退 (2) 骨骼肌的肌紧张下降, 腱反射下降 (3) 自主神经系统变化 : 瞳孔, 心率, 血压, 呼吸变慢 尿量 代谢率 体温 胃液分泌 唾液 等 生理意义 : 促进生长和体力恢复 慢波睡眠下, 机体耗氧量, 脑耗氧量不变, 生长激素分泌明显升高
2 快波睡眠 持续 20-30min, 脑电波为去同步化快波, 不规则的 节律 做梦是 FWS 的特征之一 表现 : 各种感觉功能进一步减退, 较难以唤醒 肌紧张进一步, 几乎完全松弛 间断的阵发性动作, 如出现眼球快速运动, 部分肢体搐动, 内脏活动出现不规则变化 ( 血压波动, 呼吸 心率 等 ) 生理意义 : 脑内蛋白质合成, 对幼儿中枢神经系统的成熟有利, 促进记忆, 促进精力恢复, 有利于新的突触建立
( 二 ) 睡眠周期 1 两个时相互相交替成人睡眠开始 慢波睡眠 (80-120min) 异相睡眠 (20-30min) 慢波睡眠 2 慢波睡眠分为 4 期 1 期 : 入睡期, 数分钟, 波和 波不规则混杂 2 期 : 浅睡期, 梭形波 3 期 : 中度睡眠期, 高幅 波 4 期 : 深度睡眠期, 连续高幅 波超过 50% 3 两个时相可直接转化为觉醒状态, 觉醒下一般只能进入慢波睡眠
低幅 节律和 波不规则混杂 睡眠梭形波 复合波 高幅缓慢 节律 SWS- 连续高幅 节律, 超过 50%
( 三 ) 觉醒状态的维持 与脑干网状结构上行激动系统的 唤醒 作用有关 ; 脑电觉醒 : 脑电波呈去同步化快波 ( 波 ) 与脑干网状结构上行激动系统 (Ach 递质 ) 和蓝斑中 NA 递质系统活动有关 行为觉醒 : 与中脑黑质多巴胺递质系统功能有关
( 四 ) 睡眠发生机机制 ⒈ 睡眠是主动过程 ⒉ 脑干网状上行抑制系统与脑干网状上行激动系统的作用相拮抗, 从而调节睡眠与觉醒的相互转化 慢波睡眠可能与脑干内 5- 羟色胺递质系统活动有关 ; 异相睡眠可能与脑干内 5- 羟色胺和 NA 递质系统活动有关
三 学习和记忆 学习 : 人和动物获取外界信息, 形成新的行为 习惯以适应环境的神经过程 记忆 : 学得的信息贮存和 读出 的神经活动过程 学习是经验的获得, 记忆是经验的保持和再现
( 一 ) 学习的形式 1 非联合型学习定义 : 即简单学习, 对单一刺激做出行为反应的过程 类型 : 习惯化和敏感化 2 联合型学习定义 : 对时间上非常接近且重复发生的两个事件建立联系的过程 类型 : 经典的条件反射和操作式条件反射
非条件反射和条件反射 非条件反射 1 先天就有, 无需后天训练 2 反射弧较简单 固定 数量有限 3 刺激性质为非条件刺激 4 各级中枢均可完成 5 多为维持生命的本能活动 6 物种共有 条件反射 1 在非条件反射基础上经后天训练获得 2 反射弧较复杂 易变 数量无限 3 刺激性质为条件刺激 4 需要高级中枢参与 5 能更高度地精确适应内外环境的变化 6 个体特有
1 经典的条件反射 (1) 条件反射的形成 基本条件 : 条件刺激与非条件刺激顺序 多次结合 强化 : 条件刺激与非条件刺激在时间上多次结合 (2) 条件反射的消退 条件反射建立之后, 如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激强化, 条件反射会逐渐减弱, 最后完全消失 条件反射的消退并不是条件反射的简单丧失, 而是从原先引起兴奋的条件反射转化或引起抑制的条件反射
经典条件反射的形成 1 无关刺激 ( 铃声 ) 2 非条件刺激 ( 食物 ) 先 1 后 2 二者反复结合 听觉中枢兴奋 暂时联系 食物中枢兴奋 当仅给 1 唾液分泌 此时, 无关刺激则变成条件刺激 唾液分泌 无关刺激与非条件刺激在时间上的多次结合的过程称条件反射的强化 条件反射建立后, 若反复只给条件刺激而不给非条件刺激进行强化, 条件反射会逐渐减弱最终到消失, 称为条件反射的消退
2 操作式条件反射 相对较复杂, 它要求动物完成一定的操作 意义 : 可使受试动物学会将一种行为反应与一特定结果相联系 笼子内有可分发食物的杠杆, 饥饿的大鼠碰巧踩到杠杆, 获得食物 学会踩杠杆 3 条件反射的生理学意义使机体具有很大的预见性 灵活性和高度的适应性
3 条件反射的两种信号系统学说 第一信号 (first signal): 指一切具体的信号 : 光 声 味 形 色等 第二信号 (second signal): 抽象的信号, 即语言和文字 ; 以所代表的含义来发挥刺激作用 第一信号系统 (first signal system): 能对第一信号发生反应的大脑皮层功能系统 第二信号系统 (second signal system): 能对第二信号发生反应的大脑皮层功能系统 第二信号系统是人类区别于动物的主要特征
( 二 ) 记忆的形式和过程 1 记忆的形式 (1) 根据信息储存和回忆方式分为 陈述性记忆 (declarative memory): 编码信息包括亲历事件 客观事实等, 可用语言文字清楚表达, 与意识有关 非陈述性记忆 (nondeclarative memory): 缓慢积累的过程, 通过熟练的行为活动来表达 (2) 根据记忆保持时间长短分为 短时程记忆 : 保留数秒至几分钟 长时程记忆 : 保留数天至数年甚至一生
人类的记忆过程
( 三 ) 学习和记忆的机制 1. 神经基础 (1) 脑功能定位 : 大脑皮质 海马及其邻近结构 杏仁核 丘脑和脑干网状结构长时记忆形成与海马有关 (2) 神经生理 : 短时记忆 : 原有突触联系传递活动的增强长时记忆 : 与脑内结构和神经生物化学的改变有关较长时程记忆与脑内 Pr 的合成有关永久性记忆可能与新突触的建立有关
2 影响学习和记忆的神经递质和激素 Ach 兴奋大脑皮质, 为学习和记忆提供基础性活动背景 催产素 : 记忆减退 利血平耗竭儿茶酚胺, 破坏学习记忆
复习思考题 1. 简述条件反射与非条件反射的异同和意义 2. 学习分哪几类? 人类记忆的过程分哪几步? 3. 为什么说条件反射形成机制是学习记忆研究的基础? 4. 简述睡眠时相及其生理意义