神经系统机能与调节.ppt

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1、第十二章 神经系统,刘正 615162；qq 1732489872,一 神经元与神经纤维,二 神经元间的功能联系及反射,三 神经系统的感觉功能,四 神经系统对躯体运动的调节,五 神经系统对内脏活动的调节,六 觉醒和睡眠,七 脑的高级功能,第一节 神经系统机能与调节,一 神经元与神经纤维,神经纤维传导兴奋的速度：神经纤维的直径 有无髓鞘及其厚度 温度 神经纤维的分类：根据电生理学的特性分类：A、B、C三类 根据纤维直径和来源分类：、四类,神经纤维传导兴奋的特征：完整性(结构、功能)、绝缘性、双向性、相对不疲劳性,神经元的蛋白合成与轴浆运输 借助于轴浆流动运输物质的现象称轴浆运输。顺向轴浆运输（快

2、速、慢速）逆向轴浆运输,功能性作用：N元通过传导AP递质释放调控所支配组织的功能活动；营养性作用：N元合成、轴浆运输、末梢经常性释放某些营养性因子（NT），持续地调整所支配组织的内在代谢活动，持久的结构、生化和生理变化。,二 神经元间的功能联系及反射,（一）神经元的突触联系 突触联系方式、电化学突触传递机制与特征（二）神经递质与受体（三）反射与反射弧（四）中枢神经元的联系方式（五）中枢抑制 突触后抑制、突触前抑制,（一）神经元的突触联系,1 电-化学-电的传递过程,突触前轴突末梢的AP,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Na+、K+或Cl-）,突触后电位（EPS

3、P或IPSP）,Ca2+内流：降低轴浆粘度和 消除突触前膜内的负电位,2 突触传递的特征:单向传递 突触延搁（中枢延搁）总和 后发放兴奋节律的改变对内环境变化的敏感性和易疲劳性,3 非突触性化学传递,结构基础：曲张体传递过程：,结构基础：缝隙连接传递过程：传递特征：双向性，速度快 几乎无潜伏期,4 电突触传递,概念：由突触前神经元合成并在末梢处释放，经突触间隙扩散，特异地作用于突触神经元或效应器上的受体，引致信息从突触传到突触后的一些化学物质。,（二）神经递质,受体 概念：细胞膜或细胞内能与某些化学物质发生特异结合并诱发生物效应的特殊生物分子.,激动剂：能与受体发生特异性结合并产生生物效应的化

4、学物质。拮抗剂：能与受体发生特异性结合不产生生物效应的化学物质。,主要的递质、受体系统,递质 受 体 第二信使 拮抗剂 通道效应 递质主要分布,ACh,外周：所有自主N节前纤维、大多数副交感N节后纤维、少数交感N节后纤维、骨骼肌N纤维；中枢：脊髓前角运动N元、丘脑后部腹侧的特异感觉投射N元、脑干网状结构上行激动系统、纹状体、边缘系统等。,筒箭毒 十烃季铵,Na+和其他小离子,阿托品,筒箭毒 六烃季铵,M1 M2,Ca2+,IP3/DG,N1,递质 受 体 第二信使 拮抗剂 通道效应 递质主要分布,NE,外周：多数交感N节后纤维；中枢：低位脑干及上行投射到皮层、边缘前脑、下丘脑以及下行到达脊髓后

5、角、侧角、前角的纤维。,1,多巴胺,1(心)2,IP3/DG,cAMP,IP3/DG,cAMP,cAMP,K+,酚妥拉明,酚妥拉明,育亨宾,心得宁 阿提洛尔,丁氧胺,D1，D5,D2，D3，D4,cAMP,K+Ca2+,黑质-纹状体、结节-漏斗、中脑边缘系统。,5-HT,中缝核内及上行投射到纹状体、下丘脑等以及下行到脊髓背角、侧角、前角。,5-HT1,5-HT2,cAMP,K+,K+,K+Ca2+,2（突触前膜 小肠）,（三）反射与反射弧 反射:在CNS参与下，机体对内外环境刺激的规律性应答反应。,感受器传入N中枢传出N效应器,反射弧:是反射的结构基础和基本单位。,（四）中枢神经元的联系方式,

6、1 突触后抑制,传入侧支性抑制,回返性抑制,特征：是超极化抑制。,兴奋冲动,抑制性中间N元,释放抑制性性递质,突触后N元产生IPSP,突触后N元发生抑制,分类：,（五）中枢抑制,机制：,兴 奋 冲 动 传 入,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,抑制另一N元,突触后膜产生IPSP,传入侧支性抑制:,意义:调控其它N元，以便活动协调同步。,兴奋一N元,突触后膜产生,EPSP,回返性抑制:,意义:调控N元本身，使其活动及时终止。,N元兴奋冲动沿轴突传出,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,原兴奋的N元抑制,突触后膜产生IPSP,兴奋效应细胞,突触后膜产生,

7、EPSP,2 突触前抑制,结构基础:轴2-轴1-胞3串联突触。概念：通过改变突触前膜(轴1)电位使突触后N元兴奋性降低的抑制称为突触前抑制。意义:减少或排除干扰信息的传入，使感觉功能更为精细。,特征：去极化抑制,机制：,突触前抑制,三 神经系统的感觉功能,（二）丘脑及感觉投射系统,（三）大脑皮层的感觉分析功能,（四）痛觉,（一）脊髓的感觉传导与分析功能,（一）脊髓的感觉传导与分析功能,丘脑的主要核团：,第一类细胞群：感觉接替核,第三类细胞群：髓板内核群（脑干网状结构觉醒状态）,第二类细胞群：联络核,后腹核-中央后回体感区内侧膝状体颞叶听区外侧膝状体-枕叶视区,感觉投射系统：特异性、非特异性投射

8、系统,（二）丘脑及感觉投射系统,特异性投射系统,组 成,功 能,引起特定的感觉 激发皮层发出神经冲动,不引起特定的感觉 维持和改变大脑皮层的兴奋状态(上行激醒作用),非特异性投射系统,传入丘脑前沿特定途径 经丘脑第一、二类细胞群 丘脑-皮层的点对点投射纤维,传入丘脑前经脑干网状结构多次换N元 经丘脑第三类细胞群 丘脑-皮层的弥散投射纤维 网状结构内有上行激动系统,特 点,多次更换N元 投射区广泛(点对点关系)易受药物影响（巴比妥类催眠药物的作用原理）,三次更换N元 投射区窄小(点对点关系)功能依赖于非特异性投射系统的上行激醒作用,两 种 感 觉 投 射 系 统 的 比 较,体表感觉区本体感觉代

9、表区内脏感觉代表区视、听、嗅、味觉代表区,（三）大脑皮层的感觉分析功能,体表感觉代表区：第一感觉区 位置：中央后回 功能：定位明确、感觉分析不十分清晰(患者常难以描述清晰)。投射特点：.左右交叉:(除头面部是双侧性外)；.倒置分布:(除头面部是直立外)；.精细正比:皮层投射区的大小与 感觉分辨的精细程 度呈正比(如拇指和食指的投 射区大)；,痛觉是机体受到伤害性刺激时产生的一种不愉快的感觉，常伴有情绪变化和防御反应。,四 痛 觉,皮肤痛,躯体痛,内脏痛,深部痛,快痛,慢痛,痛觉,体腔痛,牵涉痛,分类：,皮肤（快、慢）痛,内脏痛(包括躯体深部痛),传导纤维,疼痛特点,产生和消失迅速,定位明确、分

10、辫能力强,躯体传入纤维(快痛A，慢痛C),感受器,产生缓慢、持续久,定位不清、分辫能力差,慢痛情绪反应明显,情绪反应明显,无牵涉痛,有牵涉痛,敏感刺激,钝性刺激(牵拉、痉挛、炎症、缺血等),锐性刺激(切割、烧灼等),自主N传入纤维,游 离 N 末 梢(其特异性不如其他类感受器，刺激阈比其他类感受器高),能产生初级痛觉过敏 和次级痛觉过敏,能产生初级痛觉过敏 和次级痛觉过敏,致痛物质,皮 肤 痛 与 内 脏 痛 的 比 较,电、机械、化学物质(如K+、H+、组胺、5-HT、PG等),牵涉痛 概念：内脏疾病引起体表某部位的疼痛或痛觉过敏现象。,机制：,常见内脏疾病牵涉痛的部位 患病器官 心 胃、胰

11、 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,患病内脏与某部位体表的感觉传入纤维会聚于同一个后角N元痛觉错觉。,四 神经系统对躯体运动的调节,（二）脑干对肌紧张的调节,（三）小脑对躯体运动的调节,（四）基底神经节对运动的调节,（一）脊髓对躯体运动的调节,（五）大脑皮层对运动的调节,（一）脊髓对躯体运动的调节 脊髓前角：运动N元 肌纤维 运动N元 梭内肌,皮层等高位中枢的传出信息,皮肤、肌肉、关节等传入信息,脊髓前角运动N元,最后公路,骨骼肌纤维,运动单位：一个运动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。,脊髓的调节

12、功能,1 脊休克 概念:指脊髓与高位中枢离断(脊动物)时，横断面以下脊髓的反射功能暂时消失的现象。主要表现:横断面以下脊髓所支配的骨骼肌紧张性减弱甚至消失，外周血管扩张，血压降低，出汗被抑制，直肠和膀胱中粪、尿潴留等。,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。恢复的快慢与反射弧的复杂程度有关：简单的反射先恢 复(如屈反射、腱反射等)；复杂的反射后恢复(如对侧伸 反射等)。人类发生脊休克恢复后，排便排尿反射由原先的潴留变 为失禁。,特点：,上述表现是暂时的，脊髓反射可逐渐恢复。,2 脊髓对姿势的调节,中枢神经系统通

13、过调节骨骼肌的紧张度或产生相应的运动，以保持或改正身体在空间的姿势，这种反射活动称为姿势反射。,如果加大刺激强度，则可在同侧肢体发生屈肌反射的基础上出现对侧肢体伸直的反射活动，称为对侧伸肌反射。,脊动物在其皮肤接受伤害性刺激时，受刺激一侧肢体关节的屈肌收缩而伸肌弛缓，肢体屈曲，称为屈肌反射。,3 牵张反射 概念：有神经支配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。,牵张反射的类型：,特点：单突触反射,意义：临床上常用测定腱反射的方法来了解 神经系统的功能状态。,概 念：指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。如：膝跳反射、跟腱反射。,腱反射(位相性牵张反射),肌

14、紧张(紧张性牵张反射)：,特 点：多突触反射；无明显的运动,概 念：指缓慢而持续地牵拉肌腱时所引起的 牵张反射,意 义：对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势,膝跳反射弧：叩击肌腱 肌肉受到牵拉刺激 肌梭兴奋性 Ia类和类 N纤维传入 运动元兴奋 梭外肌收缩,（二）脑干对肌紧张的调节,抑制区：抑制肌紧张和肌运动的区域，称为抑制区；,易化区：加强肌紧张和肌运动的区域，称为易化区。,去大脑僵直,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。,横断脑干切线,去大脑僵直的发生机制：,是因

15、为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，造成脑干网状结构抑制区和易化区之间的失衡，易化区的活动明显占优势的结果。,（三）小脑对躯体运动的调节,1 前庭小脑（绒球小结叶，古小脑）,功能:参与维持身体平衡，协调肌群活动。其功能与前庭器官密切相关。临床:平衡失调综合症(身体倾斜，站立不稳，醉步；不影响随意运动)。,2 脊髓小脑(小脑前叶及后叶的中间带，旧小脑),功能:,临床:肌张力降低，四肢无力，共济失调症状。,调节抗重力肌群的活动，提供站立和运动时维持平衡的肌张力强度。,意向性震颤：运动过程中的震颤；动作分解：把一个指鼻动作分解位三四个动作才完成；运动时离开指定的路线：指

16、鼻不准（指鼻阳性）；不能快速变换运动（轮替运动障碍）。,3 皮层小脑（后叶的外侧部，新小脑）功能:与感觉皮层、运动皮层、联络区之间的联合活动和运动计划的形成及运动程序的编制有关。如精巧运动的学习、熟悉过程：,临床:精巧运动受损。,（四）基底神经节对运动的调节,1 基底神经节的结构与功能:,纹 状 体,尾 核,壳 核,苍 白 球,丘脑底核,黑 质,红核,丘 脑,运动皮层,脊髓,基底神经节,与控制肌紧张、稳定随意运动、处理本体感觉的传入信息等有关。,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。,肌紧张不全而运动过多综合征 病症 如舞蹈病和手足徐

17、动症等 表现 肌紧张减低，头部和上肢不自主的舞蹈样动作 病变 纹状体 机制 胆碱能N元功能 和GABA能N元功能 黑质内多巴胺能N元功能相对亢进 随意运动 治疗 耗竭多巴胺递质的药物(如利血平),抑制纹状体胆碱能 递质系统作用,肌张力,多巴胺递质,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),黑质,静止性震颤 随意运动，肌紧张,如震颤麻痹(帕金森氏病),肌紧张过强而运动过少综合征,特征：交叉支配:(除上面部肌受双侧皮层支配外)倒置分布:(除头面部是正立的外)区域大小与精细程度呈正比:功能定位精确：,（五）大脑皮层对躯体运动的调节,主要运动区,其他运动区,辅助运动区,(纵裂内缘及

18、扣带回),设计运动动作,部位：中央前回和运动前区,(4区)(6区),功能：执行随意运动指令,肢体远端肌,肢体近端肌,双侧支配,第二运动区等,(5、6、7、8、18、19区),协调随意运动,五 神经系统对内脏活动的调节,（二）各级中枢对内脏活动的调节,脊髓低位脑干下丘脑大脑皮层,（一）自主神经系统对内脏活动的调节,传出神经系统分类,（一）自主神经系统对内脏活动的调节,按解剖分类,交感神经系统和副交感神经的结构特征,较 局 限（皮肤和肌肉的血管、汗腺、竖毛肌、肾上腺 髓质只有交感神经支配）,较 广 泛(几乎所有脏器),N 纤维长度 节前 节后 节前 节后,节前节后11117 节前节后12,纤维数量

19、比,支配的效应器,神经节位置 离效应器远 离效应器近或在效应器壁内,中枢部位 脊髓（中间）T1L3灰质侧角 脑干（、对脑神经）脊髓骶段（24节）侧角,特 征 交感神经系统 副交感神经系统,释放递质,节前、节后纤维皆为ACh,节前纤维为Ach 少部分节后纤维为ACh 大部分节后纤维为NE,61,按递质分类,胆碱能神经去甲肾上腺素能神经,Ach,汗腺、骨骼肌血管,胆碱能纤维:,交感神经系统和副交感神经的纤维分类,肾上腺素能纤维：绝大部交感节后纤维。,全部副交感节后纤维；全部自主节前纤维；躯体运动；少部交感节后纤维：如：肌肉舒血管纤维、汗腺、胰岛和内脏舒血管纤维、子宫。,嘌呤能或肽能纤维：胃肠道的壁

20、内神经丛。,自主神经系统的主要功能,代谢 促进糖元分解和肾上腺髓质分泌 促进胰岛素分泌,器官 交感神经 副交感神经,循环 心跳加强加快大部血管缩 心跳减弱减慢部分血管舒(腹腔内脏、皮肤、外生殖器等)（软脑膜、外生殖器血管等）肌肉血管可收缩(NE能)或舒张(Ach能),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，使括约肌舒张,呼吸 支气管平滑肌舒 支气管平滑肌缩，粘液分泌,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,生殖 怀孕子宫缩，未孕子宫舒,眼 瞳孔扩大，睫状肌松弛 瞳孔缩小，睫状肌缩，,促进泪腺分泌,皮肤

21、竖毛肌收缩，汗腺分泌,自主神经系统的功能特征：,紧张性支配 迷走、交感N对同一效应器的双重支配 汗腺、肾上腺髓质、皮肤肌肉的血管平滑肌3.效应器官的功能状态的影响 胃幽门4.对整体生理功能调节的意义剧烈、安静状态下,（二）各级中枢对内脏活动的调节,脊休克时虽然出现各种反射消失与血压下降等变化，但脊休克过去后，血压可恢复到原有水平，一些躯体和内脏反射也有所恢复(血管张力反射、发汗反射、排尿反射、排便反射等)；再破坏离断脊髓的下方，则血压又明显下降。说明：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,1 脊髓对内脏活动的调节,2 低位脑干对内脏活动的调节,脑

22、干网状结构中存在许多与内脏活动功能有关的神经元，其下行纤维支配脊髓，调节脊髓的自主神经功能；所以，许多基本生命现象(如循环、呼吸等)的反射调节在延髓水平已能初步完成，因此延髓有基本生命中枢之称。脑干是调节内脏活动的基本中枢。,3 下丘脑对内脏活动的调节,对体温、饮水、摄食、腺垂体、生物节律的调节,生物节律按其频率的高低可分为：高频：周期1天(如心动周期、呼吸周期)；中频：日周期(如体温、ACTH的分泌)；低频：周期1天(如月经周期)。,4 大脑皮层对内脏活动的调节 1）新皮层：电刺激新皮层除引起躯体运动反应外，还能引 起内脏活动的变化。,2）边缘系统：包括边缘前脑（胼胼胝体回、海马、穹隆、海马

23、回、扣带回、杏仁核等）和边缘中脑。边缘系统与自主性神经系统的功能密切相关,边缘前脑的功能较复杂，除嗅觉外，主要参与摄食行为、性行为、情绪反应、学习记忆及内脏活动等的调节。,（一）觉醒状态的维持：,行为觉醒：与黑质多巴胺递质系统的功能有关 脑电觉醒：与蓝斑上部去甲肾上腺素递质系统Ach为递质的脑干网状结构上行激动系统有关,六 觉醒和睡眠,（二）睡眠的时相：,正相睡眠(慢波睡眠：脑电波呈现同步化慢波时相)异相睡眠(快波睡眠：脑电波呈现去同步化快波时相),睡眠的时相转换：由浅睡(慢波睡眠)深睡(快波睡眠)浅睡。每晚可重复45次的周期性过程。,EEG and EMG Patterns in Roden

24、ts,睡眠的两种时相,学习与记忆 学习是指通过神经系统接受外界环境信息而 影响自身行为的过程。记忆是指将学习获得的信息贮存和提取再现 的神经过程。,七 脑的高级功能,中枢神经系统活动的基本方式是反射(非条件反射和条件反射)。条件反射的形成与巩固是一种最基本的学习与记忆过程。,(一)学习的形式 1.非联合型学习 指不需要在刺激和反应之间形成某种明确的联系。不同形式的刺激使突触发生习惯化和敏感化的可塑性改变属于此型。,2.联合型学习(associactive learning)指两个事件在时间上很靠近地重复发生，最后在脑内逐渐形成联系。如经典条件反射和操作式条件反射。人类的学习形式多为联合型学习，可依靠文字建立许多联系。,(二)记忆的形式与过程,刺 激,持续时间：1秒 感觉性记忆,持续时间：数秒第一级记忆,持续时间：数分至数年 第二级记忆,持续时间：永久（？）第三级记忆,运用,“信息流”的中断（由于顺行性遗忘）,遗 忘（消退和息灭）,遗 忘（新信息的代替）,遗 忘（前活动性和后活动性干扰）,可能不遗忘,长时性记忆,短时性记忆,