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第13章.神经系统与神经调节


第13章神经系统与神经调节
? 一、神经元的结构与功能 ? 二、神经系统的结构 ? 三、脊椎动物神经系统的功能 ? 四、人脑
重点:神经冲动产生与传导的机制;人的神经系
统的组成、脊髓的结构、脑的组成;内脏神经系 统的功能特点;大脑皮层的功能—运动区躯体感 觉区的分布功能特点 。

神经系统的作用及特点
? 人体协调内

部的生物信息过程主要涉及两个系统:
神经系统 内分泌系统 协调内、外 主要协调内部

作用:神经系统是机体内起主导作用的调节机
构,全身各器官、系统在神经系统的的统一控制 和调节下,互相影响、互相协调、保证机体的整 体统一及其与外界环境的相对平衡。

? 神经调节的特点:
(1)接受刺激,直接反应。迅速、准确。 (2)调节或控制内分泌系统间接调节。

一、神经元的结构与功能
? 1、神经元(neuron)是神经系统的基本
的结构功能单位 ? 2、神经冲动 ? 3 、神经冲动的传导 ? 4、突触的信号传导

一、神经元的结构与功能
? 1.神经元(neuron)是神经系统的基本的结
? 神经元的结构:胞体、突起(轴突、树突)。 ? 细胞膜: 传导电冲动 ? 胞体: 营养和整合中心。细胞核大、有丰富的神
构功能单位

经原纤维。 树突: 较短、有小突起,是接受冲动并将神经冲动 传入胞体的重要结构。 轴突:一般只有一个,细长。起始部位称轴丘, 其末梢分支很多并形成终扣。轴突外周有髓鞘包 着。轴突传出神经冲动。

脊 髓 及 神 经

2.神经冲动
? 神经:结缔组织包围着的许多神经纤维(轴突)。 ? 神经元的基本功能:接受刺激、传导兴奋。
即受到刺激产生神经冲动沿轴突传出去。 ? 神经冲动-动作电位 ? 神经冲动的传导——动作电位的传播。

? 静息膜电位:神经元在静息状态时,即未
接受刺激,未发生神经冲动时,细胞膜内 积聚负电荷,细胞膜外积聚着正电荷,膜 内外存在着-70 mV 电位差。呈极化状态。

? 机制
(1)膜内的蛋白质等生物达分子带负电荷。 (2)细胞内K离子的含量多于细胞外K离子的含量, 细胞内Na离子的含量少于细胞外Na离子的含量。 (3)细胞膜对K离子于Na离子的通透性是不同的, 轴突膜对Na离子的透性低,而对K离子的透性高, 此时,细胞外的Na离子很难再进入细胞内,而细 胞内的K离子却可以扩散出去。这样,细胞膜两 侧的电荷分布就发生了变化,使膜外侧呈正电性, 而膜内侧呈负电性。

? 动作电位—神经冲动的产生
细胞受刺激时,神经元细胞膜的透性发生急剧变化,首先 Na离子通道打开,少量Na离子的流入,导致轴突膜电位 发生变化,当这种变化超过一定的阈值时,就会引起瞬时 间Na离子的大量内流,离子经通道的流动产生了电流, 电流改变了膜电位,这就是电信号。去极化,至中性后继 续反极化。随着膜内正离子增加,Na离子通道逐渐关闭, 而这时K离子继续外流,由于K离子流出,使膜再次极化, 膜极性恢复到静息时的状态。在去极化-反极化-再极化 过程中膜电位的变化,即由膜的外正内负到外负内正,再 到外正内负的过程称为动作电位—神经冲动。

动作电位

3、神经冲动的传导
神经冲动的传导

神经冲动的传导
在无髓鞘神经纤维上的兴奋传导。在兴奋 部位局部产生的电位差刺激了相邻的部位, 则两者之间产生的局部电流 ,使相邻部位 去极化,达到域值则在相邻部位产生兴奋。 兴奋以这种机制快速传播下去直到神经末 梢。连续传导。 在有髓鞘神经纤维上的兴奋传导。 (髓鞘 间断处) 神经兴奋是从一个郎氏结跳跃到 下一个郎氏结。跳跃传导。

神经纤维传导神经冲动的特点
? 动作电位沿神经纤维传导,电位恒定,各
神经纤维传间的传导互不影响,具绝缘性。

4、突触的信号传导
? 突触:神经末梢(轴突的末端终板)与另
一个神经元或效应细胞的联结处。即神经 元与神经元或效应细胞之间的信息传递装 置。 ? 突触:突触前膜、突触间隙、突触后膜。

4 、突触的信号传导

? 动作电位通过神 经元与神经元之 间的突触进行传 播。

? 神经突触包括电 突触和化学突触 两种。

? 跨越细胞间隙传导神经冲动的两种方式:
电突触 化学突触 间隙 2 nm 20 nm 传导 电位 神经递质 逆向 可以 不可以 已知,绝大多数突触为化学突触。 化学突触:即信息以化学物质(递质)的形式从 前一神经元向后一神经元传递。 神经元在突触处释放化学物质,称为神经递质。突 触后细胞的细胞膜上有特殊受体,与神经递质特 异结合而使神经冲动的信号传播下去。这种情况 下的突触称为化学突触。 化学突触常见于高等动物,如:脊椎动物,人体。

化学突触
? 突触前膜内侧有几百上千个“突触小泡”,
每个小泡内含化学递质分子。当冲动到达 前膜时,就会导致一定量的突触小泡与前 膜融合,并释出递质进入间隙。递质扩散 到后膜,即同后膜上特异的受体结合,继 而引发后膜电位变化。信息经突触的传递 还具有“单向性”,即只能从突触前神经 元向突触后神经元传递,而不能逆传。

神经递质
? 1921 年德国科学家Loewi发现证实神经

递质的存在。经过 12年,1933 年由英国 科学家Henry H? Dale 证实,这个化学物 质是乙酰胆碱。两人因此项工作获 1936年 诺贝尔医学与理学奖。 ? 迄今已发现的神经递质已有十几种,大多 数是一些有机小分子 。乙酰胆碱是最普遍 的神经递质。 ? 神经递质由突触前细胞释放,通过受体作 用于突触后细胞,引起突触后细胞的反应。

电突触
? 在电突触部位,突触前膜与突触后膜仅有约2纳
米左右的间隙,且有若干间断的膜融合,融合膜 有小孔,电阻很低,易于离子通过。 当冲动到达时,可以无滞缓地从前膜传导到后膜。 电突触的传导方向一般是双向的,但也有例外情 况,即从前一神经元传向后一神经元比相反方向 的传导要容易。 电突触常见于低等动物如:蚯蚓、虾、海参等。

? ?
?

?

一个神经元就 是一个整合器 随时接受成百 上千个信息, 进行加工,作 出决定:兴奋/ 抑制。 随时输出大量 信息至不同胞 体。

二、神经系统的结构
? 1. 神经系统的演变 ? 2.脊椎动物中枢神经系统的进化 ? 3.人的神经系统

二、神经系统的结构
? 1. 神经系统的演变 ? 腔肠动物开始: ? 神经网 神经节
?
连成神经索 脑。 在动物长期进化的 过程中,动物神经 系统经历了由简单 到复杂、由分散到 集中的演化。

? 2.脊椎动物中枢神经系统的进化
鸟、哺乳动物:脑是神经系统的主导地位。 大脑:大为发达,进化主流。 脑 中脑:变化不大 小脑:逐渐发展

二、神经系统的结构 3.人的神经系统
? 人的神经系统是不可分 割的整体。 ? 中枢神经系统主要包括 脑和脊髓,脑包括大脑、 小脑、间脑、中脑、脑 桥和延髓;

? 周围神经系统主要由12 对脑神经和31对脊神经 组成。

二、神经系统的结构
3.人的神经系统
脊髓 脑干 中枢神经系统 脑

延髓 脑桥 中脑

神 经 系 统
周围神经系统

小脑 间脑(丘脑、下丘脑) 大脑(端脑)
脊神经 脑神经

? 传入神经 ? (感觉神经) ? 周围神经系统 躯体神经 ? 传出神经 交感神经 ? (运动神经)内脏神经 ? 副交感神经 ?

(1)脊髓
脊髓的内部结构包括灰质、白质和中央管。灰质横切面 呈“H”形,主要由胞体、树突构成;白质在灰质外 面,由成束的神经纤维构成。 ? 白质:神经束,传递神经冲动 ? 灰质:胞体、树突,低级神经中枢
后根

前根

(1)脊髓
后角 白质 灰质 前角 后根 神经节 前根 脊神经

(2)脑
? 脑位于颅腔内,由大脑、间脑、中脑、脑桥、延
髓和小脑组成,通常把中脑、脑桥和延髓合称为 脑干。 脑干:包括中脑、脑桥和延髓,脑干下端为延髓, 向下与脊髓相连,宽大的中部为脑桥,上端缩窄 的部分为中脑,向上与间脑相连。脑干是大脑、 小脑与脊髓之间连系的干道。此外,脑干内还有 许多重要中枢,如心血管中枢、呼吸中枢等。 小脑:有中央与左右半球,外灰质内白质,是平 衡、协调肌肉运动的控制中心。 大脑:左右两半球、胼胝体,外灰质为大脑皮层, 内白质髓质,最高级控制中枢。

?

? ?

? (3)脑神经:12对

(4)脊神经:31对,脊神经是混合神经

脊神经是混合神经。 脊髓的功能:传导、反射。

三、脊椎动物神经系统的功能
? 1.反射—神经活动的基本形式 ? 2.神经系统对躯体运动的调节 ? 3.神经系统对内脏活动的调节

三、脊椎动物神经系统的功能
? 1.反射—神经活动的基本形式 ? 反射:在神经系统参与下,机体对内、外
环境刺激作出的规律性反应称反射。 ? 反射弧:进行反射活动的结构基础称反射 弧。反射弧通常由五个基本部分组成;即 感受器、传入神经、中枢、传出神经、效 应器.

神经调节的基本方式是反射

脑的高级调节功能是条件反射
反射的物质基础是反射弧(五个环节):
感受器 传入神经 神经中枢 中间(联络)神经元 传出神经 效应器

传入(感觉)神经元

传出(运动)神经元

属 周围神经系统

属中枢神经系统

属周围神经系统

? 2.神经系统对躯体运动的调节:
? 最简单的反射弧—二元反射弧
如膝跳反射,膝部感受器 大腿感觉神经元 脊髓处的运动神经元 大腿效应器 只经过两个神经元的反射弧。 ? 复杂的反射弧:经过多个神经元,需要脊髓或脑部的中间 神经元。有的还需多个传出神经元、效应器。 如刺痛反射:手指感受器 手指感觉神经元 脊髓中枢、脑中间神经元 运动神经元 手臂效应器(手臂肌肉收缩)。 小脑维持平衡,大脑皮层的运动区控制随意运动。

3、 神经系统对内脏活动的调节
? 神经系统对内脏活动的调节通过内脏神经
系统(植物神经系统或自主神经系统), 内脏神经系统指分布于内脏和血管的平滑 肌、心肌及腺体的运动神经,支配内脏器 官的活动,不受人的大脑和意志的支配。 ? 根据传出神经的特点分: 交感神经 ? 内脏神经系统 副交感神经

(1)内脏神经系统与躯体运动 神经在结构和功能上的区别
1、所支配的效应器不同;内脏神经系统不受意志 支配。 2、中枢所在部位不同; 3、传出通路的结构不同:内脏传出神经纤维必须 在中枢外的神经节换一神经元,节前纤维、节后 纤维。 4、神经分布形式不同。 5、神经纤维成分不同:内脏神经无髓鞘或有薄鞘。

? 内脏运动神经与躯体运动神经的差别
内脏运动神经 1. 效应器 2. 纤维成分 3. 是否换元? 4. 分布形式 5. 纤维类型 6. 意识支配 心肌﹑平滑肌﹑腺体 两种(交感和副交感) 换元 神经丛 细的有髓和无髓纤维 不受意识支配 躯体运动神经 骨骼肌 一种 不换元 神经干 粗的有髓纤维 受意识支配

?内脏运动神经从低级中枢到达效应器需经 过两个神经元 节前神经元:发出节前纤维 节后神经元:发出节后纤维

节前神经元 节前纤维

节后神经元 节后纤维

低级中枢 效应器

? (2)内脏神经系 ?
统的功能特点:双 重神经支配。 内脏的活动受交感 神经和副交感神经 的双重支配。它们 的作用相互拮抗, 消耗能量、紧张状 态交感神经作用占 优势,保存能量、 安静状态副交感神 经作用占优势。

交感神经与副交感神经的区别
交感神经 低级中枢部位 神经节位置 脊髓 T1~L3 椎旁节和椎前节 副交感神经 脑干和脊髓 S2~4 器官旁节和器官内节

节 前 、 后 神 经 一个节前纤维与许多 一个节前纤维与较少 元的比例 节后神经元突触 节后神经元突触 分布范围 作用 较广 不如交感神经广泛

激动、兴奋(耗能) 安静、平和(储能)

(3)各级中枢对内脏活动的调节: ? 脊髓:简单的反射; ? 脑干:有很多内脏反射中枢; ? 下丘脑:控制内脏活动的高级中枢; ? 大脑:大脑皮层的内脏控制区-边缘皮层。

四 人脑
? 1.人脑的结构 ? 2.大脑皮层的功能 ? 3.左右大脑半球的功能特点 ? 4.大脑皮层的电活动 ? 5.睡眠和觉醒

四 人脑
? 1.人脑的结构:
? 神经系统的高级功能如学习、记忆、语言、分析等、条件
反射都与大脑密切相关。

? 脑位于头骨里,它被脑膜、脑脊髓、流质包围保护。 ? 大脑表面灰质是神经胞体部位,大脑有左右两个半球组成,
通过叫白质的神经纤维联接起来;

? 表面折叠起来增大脑部面积和协调性 ,被沟裂分为额叶、
顶叶、枕叶、颞叶四个脑叶。

? 大多数大脑活动产生在大脑外部的灰质区(2-4mm厚)大脑皮层.

2.大脑皮层的功能
运动区、感觉区、视觉区、听觉区、语言区、中央思 维联合区等。

主要功能区 感应区
从感受器 接受刺激

运动区
送出刺激 到受动器

联合区
综合 信息

2.大脑皮层的功能
? 运动区(中央前回):对侧性颠倒(头部
双侧、正立)、功能越精细面积越大。 ? 感觉区(中央后回):对侧性颠倒(头面 部双侧、正立)、感觉越敏感面积越大。 ? 视区:枕叶后部。 ? 听区:颞叶上部。

感觉区

? 3.左右大脑半球的功能特点 ? 左半球:主要支配说话、写字、数学计算
和程序逻辑推理等等理性思维,控制神经 活动占主导地位,“理性”脑。——思想 型。

? 右半球:支配想象力、空间感觉、艺术与
音乐能力、理解复杂的关系,“感性” 脑。——艺术型。

? 4.大脑皮层的电活动
性电位变化的波形。

? 自发脑电活动:大脑皮层连续的节律性电位变化. ? 脑电图(EEG):从头皮记录到的脑细胞群自发

? 脑电图的波型:α 波-清醒安静状态,β 波
-紧张活动状态,θ 波-幼儿(10岁 前)、成人困倦,δ 波-婴儿、成人睡眠 期间。 ? 脑电图可以监测大脑皮层的完好、损伤情 况。

5.睡眠和觉醒
睡眠的时相:
慢波睡眠(正相睡眠):
感觉、反应均减慢。 生理意义:促进生长发育,促进体力恢复。

快波睡眠(异相睡眠)或快速眼球运动睡眠:
部分运动加快。
生理意义:此期内脑内蛋白质合成↑,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。

? 神经系统的基本功能:
– 通过神经联络全身各部分使动物成为统一 体; – 对外来信息分析、综合、贮存和加工处理; – 调控全身使各器官维持最佳工作状态; – 对外实现最适的反应活动; – 保证组织代谢营养平衡。

思考题
? 1.简述神经冲动产生与传导的机制。 ? 2.简述人神经系统的组成。 ? 3.神经系统活动的基本形式是什么? ? 4.大脑是怎样控制运动的?


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