医学课件生理学-神经系统的功能.ppt

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1、第九章 神经系统的功能,第一节 神经系统功能活动基本原理,一、 神经元和神经胶质细胞 （一） 神经元 人中枢1000亿 、直径4 150um,1. 神经元的基本结构与功能,基本结构,树突,轴突,胞体,接受信息,基本功能,接受和传递信息，对信息分析综合， 对生理功能进行调控 部分神经元有内分泌功能。,2. 神经纤维及功能,（1）神经纤维兴奋传导 1） 神经纤维传导兴奋的特征 2） 影响神经纤维传导速度(NCV)的因素 有髓： V（m/s）直径 6 神经纤维的分类,特征： 完整性 绝缘性 双向性 相对不疲劳性,根据传导速度分类（哺乳动物周围N） A（、 、），B，C 根据纤维直径和来源分类 a、b

2、、 、 ,（2）神经纤维的轴浆运输,顺向快速 线粒体、囊泡、分泌颗粒410mm/d 顺向慢速微管、微丝 1-12mm/d 逆向205mm/d狂犬、破伤风病毒,3. 神经的营养性作用,神经的营养性作用（trophic action） 功能性作用 神经末梢 营养性作用,（二）神经胶质细胞,支持和引导神经元迁移（星形胶质） 隔离作用（星形胶质） 修复和再生作用（小胶质和星形胶质） 免疫应答作用（星形胶质） 参与脑屏障形成（星形胶质、脉络丛上皮和室管膜细胞） 物质代谢和营养作用（星形胶质） 稳定细胞外的钾浓度（星形胶质） 参与某些活性物质的代谢（星形胶质）,二、突触传递 突触（synapse）的概念：

3、 指一个神经元的轴突末梢与其他神经元的胞体 或突起相接触处所形成的特殊结构 （一）电突触传递 （二）化学性突触传递 1. 定向突触传递,2-3nM,3电突触传递,（1）突触的微细结构 （2）突触的分类 （3）突触传递过程： 电-化学-电,7.5, 20-40nm,突触的分类,2非定向突触联系 无特化的突触前后膜 曲张体与突触后成分不一一对应，1曲张体递质 作用较多突触后成分 曲张体与突触后的间距20nm，有的400nm； 递质扩散距离远近不等，传递时间长短不一,兴奋性突触后电位（EPSP） 兴奋脊髓0.5ms后膜去极化Na+、K+ 抑制性突触后电位 （IPSP） 超极化 （Cl- 内流 ）,4

4、. 突触后电位,突触后电位,5. 动作电位在突触后神经元的产生,三、神经递质和受体,（一）神经递质 神经递质（neurotransmitter） 神经调质（neuromodulator）,递质： 指由突触前神经元合成并在末梢释放，特异性作用于突触后膜受体，并产生后电位的信息传递物质。 调质： 调节信息传递，增强或削减递质的效应,递质的鉴定 突触前神经元内有前体 、酶系、能合成该递质 递质储存于突触小泡内，冲动抵达末梢，小泡内递 质释放入突触间隙 递质释放 后膜受体 生理效应 存在递质失活的酶或其他失活方式 有特异的受体激动剂和拮抗剂,（二）受体 （receptor） 指细胞膜或细胞内能与某些化

5、学物（递质、激素等）特异性结合并诱发特定生物效应的特殊生物分子。 配体（ligand） 激动剂（agonist） 拮抗剂（antagonist）,受体亚型 M1-M5; N1-N2 1-2 ; 1-3 突触前受体 2,激活机制： G-蛋白耦联受体（促代谢型受体）：毒蕈 碱、肾上腺素能、肽类递质受体等 离子通道型受体（促离子型受体）：烟碱、 部分氨基酸受体,（三）人体内主要的递质和受体系统,1. 乙酰胆碱及其受体 胆碱能纤维 释放ACh作为递质的神经纤维(cholinergic fiber)。 在周围神经系统：自主N节前纤维、大多数副交感节后纤维（少数纤维释放肽类或嘌呤类）、支配小汗腺和骨骼肌血

6、管的舒血管纤维、支配骨骼肌的纤维,胆碱能受体：以ACh为配体的受体。 毒蕈碱受体（M受体 muscarinic receptor） 大多数副交感节后纤维 支配汗腺和骨骼肌血管的舒血管节后纤维 烟碱受体（N受体 nicotinic receptor） 自主神经节神经元的突触后膜 神经肌肉接头终板膜,胆碱能受体分布及效应 心脏 - 支气管平滑肌 + ACh + M 胃肠平滑肌 + 膀胱逼尿肌 + Atropine 虹膜环行肌 + 消化腺 和汗腺+等,美加明 - ACh + N N1 节神经元+ - N2 骨骼肌+ 筒箭毒 - 十烃季铵,2. NE、E及其受体,肾上腺素能纤维 肾上腺素能受体 : 能

7、与NE或E结合的受体。,肾上腺素能受体 血管+ 子宫+ 虹膜辐射肌+ NA 小肠- 1 心肌+ 血管- 子宫- 2 小肠- 支气管-,酚妥拉明 普洛萘尔 ,1 哌唑嗪 2 育亨宾,1 心得宁- 2 心得乐,-丁氧安,美托洛尔,（心得安）,分类 主要成员 多巴胺 多巴胺 5-羟色胺 5-羟色胺 组胺 组胺 氨基酸类 (+)：谷氨酸、门冬氨酸、(-)：-GABA、甘氨酸 肽类 P物质、阿片肽、下丘脑调节性多肽、 脑-肠肽等 嘌呤类 腺苷 、ATP 气体类 NO、CO,3. 其它递质及其受体系统,三、反射活动的基本 规律,（一）反射分类和中枢 （二）反射中枢整合,非条件反射 条件反射 形成时间 先天

8、、种族性的 后天学习、训练形成 数量 有限，不易改变 无限，有易变性 中枢部位 低位中枢 高级中枢（大脑皮层） 意义 初步适应环境， 随环境变化不断形成 对个体生存和种 新反射，更好地适应 族繁衍有重要意 内、外环境变化 义,（三）中枢神经元的联系方式 人体中枢N系统传出N元数十万 传入N元1-3倍，中间N元更多。 1. 单线,中枢神经元的联系方式,辐散式,聚合式,2. 辐 散 聚 合,3. 链锁和环式,连锁状、环状图,后放,（五）中枢兴奋传播的特征,单向传播 中枢延搁 0.3-0.5ms 总和 兴奋节律的改变 与多N元接替、突触后N元功能状态有关,后放 对内环境变化敏感和易疲劳 缺氧、CO2

9、、麻醉剂等 刺激突触前，兴奋传递持续几ms-几s，递质耗竭有关,（六）中枢抑制 1. 突触后抑制 2. 突触前抑制,传入侧支性抑制 （交互抑制） 回返性抑制,传入侧支性抑制,使不同中枢活动协调起来,回返性抑制,使N元活动及时终止，同一中枢内N元活动步调一致,突触前抑制,突触前抑制的机理：,12级,B+释放GABA,激活A GABAA受体, A的Cl-电导,传到A的AP幅度（ 轴浆内Cl- 高于轴浆外Cl- A的RP ）,进入A的Ca2+ , A释放的递质,运动N元EPSP ,感官,二、 躯体和内脏感觉,（一）感觉传入通路 1. 躯体感觉传入通路 （1）丘脑前传入系统 痛、温觉 后角 交叉到对侧

10、 脊髓丘脑侧束 触-压觉后角交叉到对侧（大部）脊髓丘脑前束 位置、运动觉后索薄、楔束核 交叉到对侧内侧丘系,浅感觉（躯干四肢）,后外侧腹核,深感觉（躯干四肢）,本体感觉,痛、温三叉神经脊束核 触-压、本体三叉神经主核、中脑核,交叉对侧 三叉丘系,头面部,后内侧腹核,（2）丘脑的核团 感觉接替核（躯干四肢后外侧腹核；头 面后内侧腹核；内听、外视 ） 联络核 非特异投射核（髓板内核群：中央中、束旁中央 外侧核等）,（3）感觉投射系统 特异投射系统 非特异投射系统,感觉投射系统,特异投射系统 定义： 感觉接替核及其神经通路 特点： 专一、点对点的投射 功能： 引起特定感觉，激发大脑皮层发出传 出神经

11、冲动,非特异投射系统 定义：髓板内核群及其神经通路 特点：弥散 功能：维持与改变皮层的兴奋性,12级,（二）躯体和内脏感觉代表区,1. 体表感觉代表区,第一感觉区：Brodmann 第二感觉区：中央后底部到脑岛，正立、双侧 本体感觉区：中央前回4区 内脏感觉区：混杂在体表感觉区、第二感觉区、 运动辅助区 视觉区：枕叶 听觉区：颞叶 嗅觉区和味觉区：边缘叶前底部；中央后回底部,特点：,交叉投射（头面部双侧） 投射区的大小与感 觉精细程度有关 倒置,（三） 躯体和内脏感觉 1. 本体感觉 2. 触压觉 3. 温度觉 4. 痛觉,（1） 痛觉的定义和特点 （2） 致痛物质 K+、H+、5-HT、缓激

12、肽、前列腺 素、降钙素 基因相关肽和P物质等 （3）感受器和传入纤维 A 快痛 C- 慢痛,（4）躯体痛（深部痛） 定位不明确，可伴恶心、呕吐、出汗和血压 的改变 骨、肌腱、关节损伤邻近骨骼肌持续收缩 缺血痛进一步加剧（LewisP，K）,（5）内脏痛 内脏痛：与皮肤痛相比，有以下特征： 痛疼定位不清楚 疼痛引起缓慢，但持续时间长 对扩张性、牵拉性刺激敏感，对切割、烧灼不敏感 常引起不愉快的情绪反应，伴恶心、呕吐、心血管和呼 吸活动的改变,牵涉痛： 牵 指某些内脏疾病往往引起远隔的体表部位发生疼痛或痛觉过敏。 机制：会聚学说和易化学说,常见内脏疾病牵涉痛的部位和压痛区,心,胃胰,胃胰,肝胆囊,

13、肾,阑尾,前面观 后面观,肾,牵涉痛的易化学说示意图,第三节 神经系统对躯体运动的调控,一、运动的中枢调控概述 （一）运动的分类 反射运动：特定感觉刺激引起，有固定运动轨迹 随意运动：对感觉刺激反应或主观意愿发动，运 动方向、轨迹、V和时程可随意改变 节律运动： 随意开始和停止，运动一旦开始便不 需意识参与自动重复进行，如咀嚼,二、脊髓对躯体运动的调控 （一）运动传出的最后公路 1. 脊髓和脑干运动神经元 、 、 最后公路 会聚到神经冲动：随意运动、调节姿势、协调 不同肌群的活动,2. 运动单位： 一个脊髓运动N元或脑干运动N元及其所支配的全部肌纤维组成的一个功能单位。 眼外肌6-12肌纤维

14、四肢肌（三角肌）2000肌纤维 、,（二）脊休克 ( spinal shock） 概念:人或动物在脊髓与高位中枢离断后反 射活动能力暂时丧失而进入无反应状 态的的现象 表现,表现：骨骼肌紧张性减低甚至消失、外周血管 扩张、血压下降、发汗反射消失、大小 便潴留。 时间：蛙：几分，犬：几天，人：几周、几月。 顺序：屈、健反射对侧伸肌、骚爬反射 变化：屈肌反射，伸肌反射 原因：,（三）脊髓对姿势的调节,1. 对侧伸肌反射 屈肌反射和对侧伸肌反射,2. 牵张反射 概念 ：有神经支配的骨骼肌受外力牵拉时引起 受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动。 腱反射： 类型 肌紧张:,腱反射 概念： 快速牵拉肌肉时发生的

15、牵张反射 潜伏期0.7ms 意义： 了解神经系统的功能状态,肌紧张 概念： 缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射 意义： 维持躯体姿势,牵张反射的机制 感受器 肌梭： 长几个毫米，囊内6-12肌纤维 传入N Ia、II类纤维 长度感受器 -环路,肌梭和腱器官（张力感受器）,运动神经元,梭内肌纤维,II类传入,Ia类传入,运动神经元,腱器官,Ib类传入,土,Ia类传入纤维,三、脑干对肌紧张和姿势的调节,1. 脑干对肌紧张的调控 去大脑僵直 网状结构抑制区与易化区,大脑皮层运动区 前庭核 纹状体、 小脑前叶2侧部 小脑前叶蚓部 + + 延髓网状结构腹内侧 延髓网状结构背外侧 脑桥被盖、中脑中央灰质 和

16、被盖、下丘脑、丘脑中 线核群,网 状 脊 髓 束,1.-僵直 2.-僵直 （切除小脑前叶）,1,3 切断对脑神经,2,12级,去大脑僵直,四、大脑皮层对运动的调控,（一）大脑皮层的运动区 1. 大脑皮层运动区 主要运动区 中央前区（4区） 运动前区（6区）,特征： 交叉性 面N下部面肌 舌下N 舌肌 代表区的大小与运动精细程度有关 倒置,Brodmann 4、6,（二）运动传出通路皮层脊髓束 皮层脊髓侧束 80%延髓椎体交叉四肢远端肌肉 精细、技巧 皮层脊髓前束 20%白质前连合交叉躯干、双侧 四肢近端肌肉姿势、粗大运动动作 皮层脑干束,顶盖脊髓束、网状脊髓束、前庭脊髓束皮层脊髓 前束近端肌肉

17、粗略运动和姿势调节 红核脊髓束 皮层脊髓侧束四肢远端肌肉精细运 动调节,五、基底神经节对运动的调控,结构 包括：尾核、壳核、苍白球、丘脑 底核、黑质 功能 随意运动的产生和稳定、肌紧张调节 本体感受传入冲动信息处理,与基底神经节有关的疾病,震颤麻痹（帕金森病）肌紧张过强、运动过少 表现：全身肌紧张增高、肌肉强直、随意运动减 少、动作缓慢、面部表情呆板，静止性震 颤（4-6次/秒） 病变部位：双侧中脑黑质-多巴胺能神经元变性 （直接通路、间接通路） 治疗： L- DOPA 症状好转,. 舞蹈病（亨廷顿病，Huntington disease） 表现：不自主的上肢和头部舞蹈样动作，伴肌 张力降低

18、病变部位：双侧新纹状体病变 （间接通路、直接通路） 治疗：利血平耗竭DOPA,六、小脑对运动的调控,（一）前庭小脑-绒球小结叶 控制躯体平衡。 （二）脊髓小脑-蚓部和半球中间叶 协调随意运动、调节肌紧张。 （三）皮层小脑-半球外侧部 运动编程,第四节 神经系统对内脏活动、本能行为和情绪的调节,一、自主神经系统的功能 （一）交感和副交感神经的结构特征,交感 副交感 节前纤维短、节后纤维长 相反 起源脊髓侧角T1-L2-3 缩瞳核、上下唾液核、 迷走背核、疑核，脊骶部侧角 分布广泛 较局限（皮肤、肌肉内血管， 一般汗腺、竖毛肌、肾上腺髓 质、肾） 反应弥散 局限（睫状1：2） （颈上1：11-17

19、）,自主神经分布示意图,（二）交感和副交感神经系统的功能,交感神经,副交感神经,循环系统,心脏+、血管收缩,心脏-、血管舒张,呼吸器官,平滑肌舒张,平滑肌收缩,消化器官,抑制,兴奋,泌尿生殖器官,贮尿 有孕子宫收缩无孕舒张,排尿,眼,瞳孔扩大,瞳孔缩小,皮肤,竖毛肌收缩、汗腺分泌,代谢,糖原分解和肾上腺髓质分泌,胰岛素分泌,（三）自主神经系统的功能特征 1. 紧张性支配心脏 2. 对同一效应器的双重支配 心脏 3. 效应器所处功能状态的影响 交感+无孕- 交感+ 有孕+ 4. 对整体功能调节的意义 交感-应急反应 副交感-积蓄能量,二、中枢对内脏活动的调节,（一）脊髓 （二）低位脑干,（三）下

20、丘脑,（四）大脑皮层对内脏活动的调节,（三）下丘脑 1. 体温调节 2. 水平衡 ADH 3. 对腺垂体和神经垂体激素分泌的调节,4. 生物节律控制 日周期-视交叉上核- 视网膜-视交叉上核束 -视觉感受装置-昼夜节律同步 5. 其他功能 食欲、渴觉、性欲；睡眠、情绪等,三、本能行为和情绪的神经调节 本能行为：动物在进化过程中形成并经遗传固定下来，对个体和种族生存有重要意义的行为 （一）本能行为,1. 摄食行为 电刺激 拒食 下丘脑外侧区 摄食中枢 破坏 多食 电刺激 多食而肥胖 下丘脑腹内侧核 饱中枢 破坏 拒食,饥饿 摄食中枢 相互制约 饱中枢 静注葡萄糖 杏仁核、隔区亦参与,2. 饮水行

21、为 渴觉： 血浆晶体渗透压升高下丘脑前部渗透压感 受器 细胞外液量减少 肾素血管紧张素II间 脑特殊感受区穹窿下器、终板血管器,2. 性行为 刺激大鼠、猫、猴等动物内侧视前区雄、 雌动物均有性行为表现。 破坏对异性冷淡、性行为丧失 杏仁核亦参与,（二）情绪 情绪:指人类和动物对客观环境刺激所表达的一种特殊的心理体验和某种固定形式的躯体行为表现。 恐惧、发怒、愉快、痛苦等,1. 恐惧和发怒 恐惧：出汗、瞳孔扩大、卷缩、后退、左右探头企图 寻求逃遁机会和逃跑 。 发怒：竖毛、张牙舞爪、咆哮、咬与抓。 间脑水平以上切除大脑的猫微弱刺激强烈防御反应 腹内测区（防御反应区）防御反应 清醒动物电刺激 外侧

22、区攻击 背侧区逃跑,2. 愉快和痛苦 愉快：积极的情绪，通常由能够满足机体需要 的刺激引起。美食 痛苦：消极的情绪，一般由伤害躯体和精神的 刺激或渴望不能得到满足产生。 创伤、饥饿、寒冷等,自我刺激大鼠中脑被盖腹侧区-额叶近中线部 分 5000/h，15-20h J.OLD 1954（奖赏系统） 满足和愉快 自我刺激大鼠下丘脑后部的外侧部分，中 脑背侧、内嗅皮层（惩罚系统）退缩、 回避 （嫌恶、痛苦）,第五节 脑电活动及觉醒和睡眠 一、脑电活动 自发脑电活动（spontaneous electric activity of the brain）：在无明显感觉刺激情况下，大脑皮层经常自发产生的节

23、律性电位变化。 皮层诱发电位（evoked cortical potential）：指感觉传入系统某一部位受刺激时，在皮层某一局限区域引出的电位变化。,脑电图：应用引导电极在头皮表面，通过脑电图机所记录的自发脑电活动。 皮层电图：在开颅情况下，应用记录电极直接在皮层表面所记录的自发脑电活动。 *形成机制突触后电位的总和,*脑电图的波形,成人安静清醒闭眼，枕,成人活动，额、顶,少年正常、成年困倦，颞、顶,婴幼儿正常、成人睡眠颞、枕,高频高振幅,（二）皮层诱发电位（自学） 反应形式：主反应 次反应 后发放 意义：临床用于中枢病变定位诊断，如体感诱发电位、听觉诱发电位、视觉诱发电位等；用于科学研究，

24、如皮层感觉区的定位。,思考题 1.神经纤维传导兴奋有什么特征？ 2.何谓突触？试述突触传递的过程。 3.试述EPSP和IPSP的区别。 4.画图并说明突触前抑制产生机制，有何生理 意义？ 5.何谓胆碱能纤维？哪些神经纤维属于这类神经？ 6.试述胆碱能受体的分类、分布及效应。,7.试述肾上腺素能受体分类、分布及效应。 8.中枢兴奋传播的特征有哪些？ 9.突触后抑制有几种形式？产生机制如何？ 有何生理意义？ 10.试述特异投射系统与非特异投射系统有何区 别。 11.第一感觉区感觉投射有何特点？ 12.内脏痛有何特点？,13. 何谓脊髓休克？产生的原因是什么？ 14. 何谓牵涉痛？有何临床意义？ 1

25、5. 腱反射和肌紧张有何异同点？各有何意义？ 16. 自主神经系统结构和功能有何特点？ 17. 应用M受体阻断剂阿托品后，可能发生哪些 内脏活动的变化？试说明其原因。 18.下丘脑有哪些生理功能？,第七节 脑的高级功能,一、学习与记忆 （一）学习的形式 1. 非联合型学习 2. 联合型学习 经典条件反射 操作式条件反射,（二） 人类的条件反射和两种信号系统学说 语词强化的条件反射 两种信号系统学说 第一信号： 现实的、具体的信号 第二信号： 抽象的语词（第一信号 的信号）,1. 新皮层 2. 边缘叶 边缘系统 边缘前脑,功能： 嗅觉、调节摄食行为、性行为、 情绪反应、学习记忆及内脏活动等,三、

26、本能行为和情绪反应的神经调节,本能行为（instinctual behavior）遗传 情绪反应（emotional reaction） 心理+生理 （一）本能行为的调节 1 摄食行为 2 性行为的调节,（二）情绪反应的调节 1 恐惧和发怒 2 行为的激发,（三）记忆的过程,感觉性记忆,第一级记忆,第二级记忆,第三级记忆,短时性记忆,长时性记忆,（四）遗忘,概念：指完全或部分失去回忆和再认能力。 顺行性遗忘症 逆行性遗忘症,记忆障碍,顺行性遗忘症： 概念：不能保留新近获得的信息 逆行性遗忘症： 概念：不能回忆脑功能障碍发生前 一段时间内的经历。,（五）学习和记忆的机制,学习和记忆的脑功能定位

27、神经生理学机制：海马环路 神经生物化学机制：蛋白质合成 神经解剖学机制：新的突触联系,二、大脑皮层的语言中枢,（一）两侧大脑皮层功能的相关 （二）大脑皮层的语言中枢,失写症,失读症,感觉性失语症,运动性 失语症,人大脑皮层语言功能的区域,（三）大脑皮层功能的一侧优势 左侧半球： 在语言活动功能上占优势（优势半球） 右侧半球： 在非语词性的认知功能上占优势 损伤后表现：失用症,睡眠的时相,三、觉醒与睡眠的产生机制,（一） 觉醒状态的维持 与脑干网状结构上行激动系统的作用有关 （二） 睡眠的时相 （三） 睡眠发生机制 上行抑制系统与 上行激动系统相拮抗,递质的共存,戴尔原则 一个神经元末梢可同时释

28、放两种或两种以上的递质。,腹后内侧核,腹后外侧核,腹外侧核,丘脑前核,内髓板,中央中核,束旁核,内侧膝状体,外侧膝状体,丘脑枕,三类： 感觉接替核、联络核、髓板内核群）,发病机制： 利血平DOPA耗竭 症状加重 L- DOPA 症状好转 东莨菪碱可治疗 .舞蹈病 （亨廷顿舞蹈病） 表现 病变部位 机理,（二）条件反射活动的基本规律,1. 建立经典条件反射所需的基本条件 无关刺激与非条件刺激反复多次结合 动物机体状态有密切关系 2. 经典条件反射的消退,4. 痛觉 （1）体表痛 快痛：尖锐、定位清楚的刺痛，A 特异投射 系统第一、二感觉区 慢痛：定位不明确的烧灼痛，S后0.5-1.0s产生， C 扣带回；非特异投射系统皮层广 泛区域,