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1、神经生物学在生命科学中的地位,Eccles（神经生理学家、诺贝尔医学生理学奖获得者）预言：“在30年内，世界上大多数最伟大的科学家将都是在研究脑”。 美国国会命名20世纪90年代为“脑的10年”。1995年，IBRO（国际脑研究组织）提议把21世纪称为“脑的世纪”。,神经系统,中枢部分,脑（延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑、大脑）,脊髓,外周神经,按解剖部位,按有关功能,脑神经,脊神经,植物性神经,躯体神经,感觉（传入神经）,运动（传出神经）,躯体感觉神经,植物性感觉神经,植物性运动神经 （支配内脏器官、心血管和腺体）,躯体运动神经 （支配骨骼肌）,交感神经,副交感神经,外周部分,神经元(Neur
2、on): 1011个/人大脑,神经元的结构,神经元(Neuron): 1011个/人大脑,第一节 神经元活动的一般规律,一、神经细胞或神经元 （一）结构：胞体和突起 （树突和轴突） （二）功能：感受内外环境 刺激引起兴奋和 抑制；将兴奋和 抑制进行分析综 合；介质或激素。,轴突很少分支。其末梢分支很多并形成终扣(Terminal buttons)。传出冲动。,（三）神经元分类（功能分类） 感觉神经元或传入神经元 中枢神经元或联络神经元 运动神经元或传出神经元,（四）灰质、白质、神经核、神经节、束、丛: 1. 灰质：神经元在脑脊髓内大量集中的部位 2. 白质：神经纤维在脑脊髓内大量集中的部位 3
3、. 神经核：功能和结构相同的神经元胞体在脑脊髓内大量集中的部位 4. 神经节：神经元胞体在脑脊髓外大量集中的部位 5. 神经束：功能相同的神经纤维在白质中平行排列，构成神经束。联系中枢各神经系统 6、神经丛：神经纤维在脑脊髓外的集合排列。联系中枢与外周全身各部。,二、神经纤维的结构、功能、分类 有髓神经纤维,（1）外周神经纤维：轴突、髓鞘 雪旺氏细胞 （2）中枢神经纤维：轴突、髓鞘 2、无髓神经纤维 只存在于外周神经系统， 只含有轴突和雪旺氏细胞。 轴膜：轴突表面的的被膜 神经膜雪旺氏细胞层神经胶 质细胞,二、神经纤维的结构、功能、分类,髓鞘： （1）外周神经系统的髓鞘是由雪旺氏细胞膜不断伸展
4、延长包裹轴突而成。 （2）中枢神经系统的髓鞘是由少突神经胶质细胞反复围绕轴突而成,朗氏结的功能: 电冲动跳跃式传导，可加快传导速度。,神经纤维的分类： 1、根据分布部位分类：中枢和外周 2、根据传导方向和功能分类 传入NF(感觉NF），传出（运动）、联络NF 3、根据结构分类：有髓和无髓 4、外周神经纤维根据纤维直径和传导速度分类： A型：粗大、速度快、有髓鞘的躯体运动神经纤维 B型：较细、速度较慢、有髓鞘的植物性节前纤维 C型：最细、速度最慢、无髓鞘的神经纤维 sC植物性节后纤维 drC外周神经和被根中的无髓纤维,三、神经纤维的兴奋性传导 （一）动作电位的特点： 1、能自动传播 2、峰电位的
5、“全”或“无”现象 3、动作电位的频率在一定范围内随刺激强度的增加而增大。 生理学意义：信息传递以神经冲动的频率来区别。,（二）神经纤维传导冲动的特征: 1、生理完整性 2、绝缘性 3、相对不疲劳性和不衰减性 4、双向传导 （三）神经纤维传导冲动的机理 1、局部电流传导 2、跳跃式传导：特点：速度快、耗能少。,神经纤维的轴浆运输 顺向轴浆运输(快速、慢速) 逆向轴浆运输 神经的营养性作用,GFAP: 胶质原纤维酸性蛋白,神经胶质细胞的功能 1.支持作用 2.修复和再生作用 3.物质代谢和营养性作用 4.绝缘和屏障作用 5.维持合适的离子浓度 6.摄取和分泌神经递质,A. Electrical
6、synapse (电突触): Gap junction. Less than 1% in body.,B. Chemical synapse (化学突触): More than 99% in body.,第二节：突触传递 一、结构与概念 化学性突触： 1、 突触的基本结构 ： 突触前膜：突触小泡； 突触后膜：受体；突触间隙 2、 神经递质：突触前神经元合成并在末梢处释放，经突触间扩散， 特异作用于突触后神经元或效应细胞上的受体，引致信息从突触前传递到突触后的一些化学物质（产生突触后电位）。,二、突触的分类： 1.传递的方向：轴-体突 触；轴-树突触；树-树突触，轴轴突触 2.传递信息的方式：化
7、学性突触；电突触；混合性突触,3、根据突触对下一个神经元功能活动的影响分类 （1）兴奋性突触 （2）抑制性突触 4、根据突触前后膜的特征和突触小泡的特征分类（化学性突触的分类） I 型：兴奋性突触，后膜厚度大于前膜，间隙 宽，突触小泡直径约500的球形 II型：抑制性突触，前后膜无差异，间隙窄， 突触小泡为椭圆或扁平形（500X300）,三、 突触的传递过程： 神经冲动传向末梢 突触前膜去极化Ca2+通透性增加 递质释放 与受体结合 某些离子通道改变 兴奋或抑制 兴奋性突触后电位：Na+, K+, 特别是Na+通透性增加， （EPSP） 产生局部去极化电位 抑制性突触后电位：K和Cl-的通透性
8、增加，产生局部超级化电位 （IPSP）,EPSP,突触后神经元的部分去极化 实质为局部电位 总和后可形成突触后神经元的动作电位,IPSP,突触后神经元的部分超极化 实质为局部电位, Cl离子内流造成. 产生抑制效应,4. 突触传递的抑制和易化 突触后抑制： 抑制性突触后电位：通过抑制性中间神经元产 生超极化膜电位变化 突触后抑制的分类： 侧支性抑制(交互抑制) 回返性抑制,4. 突触传递的抑制和易化 （2）突触前抑制和前易化 轴突轴突突触的效应分为： A、突触前抑制：中间神经元的轴突末梢与另一个兴奋性神经元的突触小体形成突触，前者释放递质使后者产生持续缓慢的去极化 ，膜电位降低，使后者的递质缓
9、慢释放。这样造成兴奋性神经元本身传来的冲动引起的动作电位变小，递质释放减少，EPSP变小，突触后神经元不能产生AP B、突触前易化：结构与上相同。 cAMP Ca2+,5 突触传递兴奋的特征 联系方式：辐散式（传入）；聚合式（运动）；环式（负反馈）；连锁式（正反馈）等 辐散原则、 聚合原则： 特征：（1）单向传递；（2） 突触延搁；（3） 总和：时间总和、空间总和；（4）强直后易化作用； （5） 对内环境变化敏感和易疲劳性,“for their discoveries relating to chemical transmission of nerve impulses”（1936）,Sir
10、Henry Hallett Dale,Otto Loewi,Graz University Graz, Austria(1873-1961),National Institute for Medical Research London, United Kingdom (1875-1968),“for their discoveries concerning the humoral transmittors in the nerve terminals and the mechanism for their storage, release and inactivation“ (1970),Si
11、r Bernard Katz,Ulf von Euler,Julius Axelrod,University College London, United Kingdom 1911-2003,Karolinska Institutet Stockholm, Sweden 1905-1983,National Institutes of Health Bethesda, MD, USA 1912-2004,6 .递质和受体 递质的特征： 具有合成递质的前体和酶系； 递质贮存在突触小泡内，当冲动到达时能释放入突触间隙； 递质作用于突触后膜上特异受体而发挥其特异的生理学作用; 存在使该递质失活的酶或
12、其它失活方式； 有特异的受体激动剂和拮抗剂，并能够拟似或阻断该递质的突触传递作用。, 递质和调质的分类 分类 ： 家族成员： 胆碱类 乙酰胆碱 胺 类 多巴胺，去甲肾上腺素，5-HT 氨基酸类 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸，氨 基丁酸 肽类 下丘脑调节肽，血管升压素，催产素 阿片肽，血管紧张素II，脑肠肽，心房 利尿肽 嘌呤类 腺苷，ATP 气体 一氧化氮，一氧化碳 脂类 花生四烯酸及其衍生物,（二）受体,1、乙酰胆碱及其受体,释放ACh作为递质的神经纤维称为胆碱能纤维。在外周神经包括所有的交感和副交感节前纤维、所有的副交感世后纤维、少部分交感节后纤维及支配骨骼肌的运动神经。,交感 神经,副交感
13、神经,躯体运 动神经,ACh N,ACh N,ACh N,ACh M,M ACh,NE,汗腺、骨骼肌血管,外周的胆碱能纤维：,中 枢,分布部位,脊髓前角运动神经元 丘脑后腹侧特异投射神经元 脑干网状结构上行激活系统 纹状体内 边缘系统某些部位,作用特点：广泛影响中枢功能，以兴奋为主,胆碱能受体： 凡是能和乙酰胆碱结合并引起细胞产生反应的受体称为胆碱能受体。 1、毒蕈碱样受体（muscarinic receptor,M) 可被阿托品阻断 2、烟碱受体 (nicotinic receptor） 可被筒箭毒阻断,N1,N1,交感 神经,副交感 神经,躯体运 动神经,ACh,ACh,ACh,ACh,A
14、Ch,NE,骨骼肌血管、汗腺,N2,M,N1,M,M,烟碱样作用（nicotinic action） 毒蕈碱样作用（muscarinic action）,2、儿茶酚胺及其受体,释放去甲肾上腺素作为递质的 神经纤维称为肾上腺素能纤维。包 括大部分的交感节后纤维。 能与去甲肾上腺素类物质结合 的受体称为肾上腺素能受体。,肾上腺素 能受体,受体,受体,1,2,1,2,3,与受体结合产生平滑肌效应：,以兴奋性为主，如：血管收缩、子 宫收缩、虹膜辐射肌收缩（扩瞳）； 抑制性，如：小肠舒张,与受体结合产生平滑肌效应：,以抑制性为主，如：血管舒张、子宫舒张、小肠舒张、支气管舒张等；对心肌为兴奋性作用。,心肌
15、细胞： 收缩力，心率,NE 对作用强 E 对、作用都强 异丙肾上腺素对作用强,受体阻断剂：,受体阻断剂：酚妥拉明可消除 NE、E的升压效应,受体阻断剂：普洛萘尔（心得安） 可消除E、异丙肾上腺素 的降压效应,抑制性氨基酸： 1， 氨基丁酸， 2：甘氨酸 兴奋性氨基酸： 1：L-谷氨酸 2：L-天门冬氨酸, 受体：细胞膜或细胞内能与某种化学物质特 异结合的并诱发生物学效应的特殊生 物分子。 拮抗剂：能与受体发生特异结合并产生生物效 应的化学物质称为激动剂；只发生特 异结合而无生物学效应的化学物质为 拮抗剂。 特点：特异性；饱和性；可逆性,第三节 反射,一.概念：只有一系列神经元按一定规律形成的反
16、射才是中枢神经系统的功能单位。凡刺激作用于感受器，通过中枢神经活动引起的一切机体活动反射 1、单突触反射（膝跳反射） 2、多突触反射（屈肌反射） 中枢的概念：位于脑脊髓内不同部位，为完成某种反射活动所必需的神经细胞群及其突触联系,第三节 反射,（一）反射的分类： 1、根据反射的条件分类： 条件反射； 非条件反射 2、根据反射弧的传入部位分类： 外感受性反射； 内感受性反射 3、根据反射弧的传出部位分类： 躯体反射； 内脏反射,第三节 反射,二、反射活动的基本特征及协调 （一）特征 1、单方向传递 2、突触传递的延搁。 反射时的概念 3、总和：时间总和；空间总和 4、分散与会聚 5、后发放（后作
17、用） 6、中枢疲劳及其它,第三节 反射,（二）反射活动的协调 1、交互神经支配原则：交互抑制（侧支性抑制）神经活动的同时性诱导 2、扩散： 3、最后公路原则（集中） 4、反馈原则 5、优势现象,第四节 神经系统的感觉功能,一.感受器 （一）感受器的分类： 按刺激的来源和感受器的位置： 外 皮肤 、化学(味、嗅)、距离（距离 -听、视、嗅） 内 本体、内脏（本体关节、肌、腱，前庭） 按刺激的性质：化学、物理（比较多）,第四节 神经系统的感觉功能,一.感受器 感觉单位：每个传入神经元及其外周分支所形成的全部感受器构成一个感觉单位 感受域（野）：每个感觉单位的全部感受器所分布的区域称为感受野,（二）
18、感受器的基本生理特征 适宜的刺激： （感受器对刺激的选择性） 感受器的换能和放大作用感受器电位 感受器将不同性质的刺激变成传入神经的动作电位 放大作用 ： 感受器将刺激能变成神经信号时表现出不同功率的放大作用（不同动物的放大作用不同，即敏感性的差异） 适应现象： 对比现象 刺激之前或同时受到性质相反的刺激时，感受器的敏感性将升高。 后作用: 后作用时间的长短与刺激的强度成正比,二 、传入系统 （一）传入径路： 痛温触觉（躯干和四肢的浅感觉）脊神经节脊髓背角 脊丘外侧束 （痛温） 丘脑大脑皮层 肌腱关节本体感觉：内脏和深部压觉脊神经节延髓（薄束核 和楔束核）丘脑大脑皮层 头面部的感觉三叉神经节
19、脑桥（脊束核）*丘脑大脑皮层,前行（上行）传导,感受器触发的神经冲动传进中枢脊髓脑干上行丘脑特异性和非特异性投射系统大脑皮层,（二）特殊感觉 视觉：感光细胞双极细胞神 经节细胞视神经视神经交叉 （部分） 丘脑大脑皮层 听觉： 耳蜗中的螺旋神经节（双极细 胞） 耳蜗神经延髓耳蜗核* （部分）上橄榄核* 外侧丘 系丘脑大脑皮层颞叶 嗅觉： 嗅细胞 嗅球杏仁核、梨状区 大脑皮层,（三）丘脑的感觉功能 高等动物体内外感觉信息传入大脑的门户（点对点地投射到大脑皮层） 感觉接替核： *接受丘内侧束、脊丘束和三叉神经换元大 脑皮层 *内侧膝状体 听觉传导换元 *外侧膝状体 视觉传导换元 联络核： 接受丘脑本
20、身和其他皮层下中枢的纤维 （不直接接受感觉纤维）换元皮层 弥散性丘脑网状核；中线核群、内侧核群前腹核 和网状核这些核团相互联络 而形成多突触，最后弥散性 的投射到皮层。,总结：丘脑有三大类核群参与感觉冲动的上行传导： 1、第一类核群接受来自脊髓、脑干和视束、听觉等的感觉纤维冲动交换神经元形成特异性投射系统大脑皮层的特定感觉区 2、第二类核群接受来自丘脑本身和其它皮层下中枢发出的投射纤维（不直接接受感觉投射纤维）交换神经元大脑皮层一定区域（特异性投射系统，参与感觉的协调） 3、第三类核群与大脑皮层无直接联系，发出的投射纤维通过多次突出联系，弥散性地投入到整个大脑皮层非特异性投射系统。,（四）特异
21、性和非特异性传入（投射）系统 根据不同传入途径到达皮层的信息产生的作用不同，分为特异性和非特异性传入 特异性: 感受器的冲动固定的（投射）系统（脊髓回脑干）丘 脑点对点皮层特定感觉 特点： 纤维长 换元少 点对点 特定感觉 交叉性 非特异: 特定感觉 脑干网壮结构多次交换神经丘脑网状核 弥散性的到达皮层 特点：纤维短 换元次数多 弥散性 非特定感觉觉醒,三、大脑皮层的感觉功能 1、大脑皮层的结构 2、大脑皮层的分区 （52区） 3、感觉柱：皮层细胞的纵向柱状排列构成大脑皮层的最基本功能单位感觉柱,大脑皮层的分区,1、前叶 2、顶叶 3、后叶 4、侧叶,三 、大脑皮层的分析感觉功能 （一）皮层感
22、觉区定位 1、皮肤肌动觉代表区（312区）：第一感觉区,（一）感觉的基本生理特征： 感觉的强弱：刺激的强度和神经原机能状态 不同感觉互相影响：互相加强或减弱 对比 适应 后作用,四、痛觉的生理机制 （一）疼痛的类型及特点 1、躯体痛 （1）浅表痛：两种疼痛感觉：先出现刺痛，后出现灼痛。 刺痛的特点：产生和消失快，定位明确，屈肌反射。灼痛时间长、弥散性、心血管、情绪反射 （2）深部痛：钝痛 特点：不能明确定位，弥散性、心血管、情绪反射。,四、痛觉的生理机制 （一）疼痛的类型及特点 2、内脏痛 （1）浆膜痛：性质与躯体痛相似 （2）脏器痛：钝痛 特点：持续时间长，不能明确定位，弥散性、 常常伴有牵
23、涉痛,四、痛觉的生理机制 （二）疼痛感受器与传入纤维 1、仅对伤害性刺激或伤害性热刺激起反应： 机械痛感受器（单型式痛感受器） 2、不仅对伤害性刺激，而且对化学、机械、较强的热冷刺激等其反应热痛感受器（多型式痛感受器） 3、痛感受器的特点：很少发生适应；疼痛只发生在损伤正在进行或其后短时间内,四、痛觉的生理机制 （三）疼痛感受器的直接刺激物及传导通路 1、多样性，多肽或其它类似多肽物质可能是主要刺激物（如：组织胺、5羟色胺、缓激肽、前列腺素等，以及钾离子、氢离子）。这些物质称为致痛物质 2、上行通路： （1）新脊髓丘脑束：丘脑再投射到皮层第二感觉区。A纤维传导快痛；C纤维传导慢痛 （2）旁中央上行系统：脊髓弥散上升，抵达网状结构丘脑内侧部边缘系统，主要引起情绪反应。,四、痛觉的生理机制 （四）牵涉痛 患病脏器 心脏 胃和胰 肝 胆 肾结石 阑尾炎 体表 心前区 左上腹 右肩胛 腹股 上腹部 疼痛部位 左肩 肩胛间 沟区 脐部 左上臂,