神經(jīng)系統(tǒng)生理學(xué)探索神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能課程概述1課程目標(biāo)掌握神經(jīng)系統(tǒng)基本工作原理2主要內(nèi)容神經(jīng)元、突觸、反射、感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3學(xué)習(xí)方法理論結(jié)合實(shí)例，定期復(fù)習(xí)神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)中樞神經(jīng)系統(tǒng)大腦、脊髓周圍神經(jīng)系統(tǒng)腦神經(jīng)、脊神經(jīng)、神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)細(xì)胞體含細(xì)胞核，代謝中心1樹突接收信號(hào)，向細(xì)胞體傳導(dǎo)2軸突傳導(dǎo)動(dòng)作電位，釋放神經(jīng)遞質(zhì)3神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞星形膠質(zhì)細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)，參與血腦屏障形成少突膠質(zhì)細(xì)胞形成髓鞘，加速?zèng)_動(dòng)傳導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬病原體，充當(dāng)免疫細(xì)胞室管膜細(xì)胞參與腦脊液產(chǎn)生，襯覆腦室神經(jīng)元的電生理基礎(chǔ)靜息電位約-70mV，由Na+/K+泵維持動(dòng)作電位快速去極化和復(fù)極化過(guò)程離子通道電壓門控通道對(duì)膜電位變化敏感化學(xué)門控通道受神經(jīng)遞質(zhì)或激素調(diào)節(jié)機(jī)械門控通道對(duì)機(jī)械刺激如壓力、拉伸敏感動(dòng)作電位的產(chǎn)生1去極化Na+內(nèi)流，膜電位上升至+30mV2復(fù)極化K+外流，膜電位回落3超極化短暫負(fù)于靜息電位動(dòng)作電位的傳導(dǎo)跳躍式傳導(dǎo)髓鞘化軸突，沖動(dòng)在郎飛結(jié)跳躍傳導(dǎo)連續(xù)性傳導(dǎo)無(wú)髓鞘軸突，沖動(dòng)沿軸突逐點(diǎn)傳導(dǎo)突觸的結(jié)構(gòu)突觸前膜含突觸小泡，存儲(chǔ)神經(jīng)遞質(zhì)突觸間隙寬約20nm，神經(jīng)遞質(zhì)擴(kuò)散區(qū)突觸后膜含受體蛋白，接收神經(jīng)遞質(zhì)化學(xué)性突觸傳遞神經(jīng)遞質(zhì)合成儲(chǔ)存在突觸前神經(jīng)元內(nèi)完成神經(jīng)遞質(zhì)釋放Ca2+內(nèi)流觸發(fā)突觸小泡胞吐受體結(jié)合與突觸后膜受體結(jié)合信號(hào)終止通過(guò)再攝取或酶降解主要神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿神經(jīng)肌肉接頭，自主神經(jīng)系統(tǒng)去甲腎上腺素警覺(jué)性，交感神經(jīng)多巴胺獎(jiǎng)勵(lì)，運(yùn)動(dòng)控制5-羥色胺情緒，睡眠興奮性突觸后電位(EPSP)產(chǎn)生機(jī)制Na+和Ca2+內(nèi)流導(dǎo)致去極化遞質(zhì)類型谷氨酸，乙酰膽堿等作用促進(jìn)神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位抑制性突觸后電位(IPSP)產(chǎn)生機(jī)制Cl-內(nèi)流或K+外流導(dǎo)致超極化遞質(zhì)類型GABA，甘氨酸等作用抑制神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位時(shí)間和空間整合時(shí)間整合同一突觸連續(xù)刺激累加空間整合多個(gè)突觸同時(shí)激活累加突觸可塑性長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)突觸效能增強(qiáng)，記憶形成基礎(chǔ)長(zhǎng)時(shí)程抑制(LTD)突觸效能減弱，信息篩選基礎(chǔ)神經(jīng)環(huán)路的基本原理發(fā)散一個(gè)神經(jīng)元影響多個(gè)目標(biāo)1聚合多個(gè)神經(jīng)元影響單一目標(biāo)2反饋輸出返回影響輸入3前饋旁路信號(hào)影響最終輸出4反射活動(dòng)單突觸反射感受器-感覺(jué)神經(jīng)-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)-效應(yīng)器多突觸反射含中間神經(jīng)元，更復(fù)雜脊髓反射伸肌反射膝跳反射，腱器官牽張屈肌反射撤離反應(yīng)，痛覺(jué)刺激交叉伸展反射一側(cè)肢體屈曲同時(shí)對(duì)側(cè)伸展腦干反射1前庭眼反射頭部運(yùn)動(dòng)引起代償性眼球運(yùn)動(dòng)2瞳孔對(duì)光反射光照引起瞳孔縮小3吞咽反射食物觸及咽部引起吞咽動(dòng)作4前庭脊髓反射維持姿勢(shì)平衡自主神經(jīng)系統(tǒng)交感神經(jīng)系統(tǒng)"戰(zhàn)或逃"反應(yīng)，能量消耗副交感神經(jīng)系統(tǒng)"休息與消化"，能量?jī)?chǔ)存感覺(jué)系統(tǒng)概述感覺(jué)受體將刺激轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳入通路傳導(dǎo)至中樞神經(jīng)系統(tǒng)感覺(jué)中樞大腦皮層感覺(jué)區(qū)感知形成信息整合與意識(shí)體驗(yàn)體感覺(jué)觸覺(jué)機(jī)械感受器，梅克爾盤，帕奇尼小體溫度覺(jué)冷熱感受器，TRP通道蛋白痛覺(jué)傷害性感受器，游離神經(jīng)末梢視覺(jué)系統(tǒng)視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)光感受器：視桿細(xì)胞與視錐細(xì)胞視神經(jīng)信號(hào)ON和OFF通路并行處理視覺(jué)通路視網(wǎng)膜-外膝體-初級(jí)視覺(jué)皮層聽覺(jué)系統(tǒng)外耳收集聲波1中耳聲波放大傳導(dǎo)2內(nèi)耳機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)3聽覺(jué)通路蝸神經(jīng)-腦干-聽覺(jué)皮層4平衡覺(jué)系統(tǒng)前庭器官橢圓囊、球囊和三半規(guī)管平衡感受器毛細(xì)胞感知頭位和加速度平衡覺(jué)通路前庭神經(jīng)-前庭核-小腦和皮層嗅覺(jué)系統(tǒng)嗅上皮含嗅覺(jué)感受器神經(jīng)元嗅球嗅覺(jué)信息初步處理嗅皮層嗅覺(jué)意識(shí)形成味覺(jué)系統(tǒng)甜味舌尖，T1R2+T1R3受體酸味舌側(cè)緣，H+通道咸味舌前部和側(cè)緣，Na+通道苦味舌后部，T2R受體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)概述骨骼肌的結(jié)構(gòu)和功能肌纖維排列，肌小節(jié)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)單位一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及其支配的肌纖維脊髓運(yùn)動(dòng)功能α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元直接支配骨骼肌收縮γ運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元調(diào)節(jié)肌梭敏感性腦干運(yùn)動(dòng)功能1前庭核調(diào)節(jié)姿勢(shì)和平衡2網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)肌張力和警覺(jué)性3紅核控制四肢運(yùn)動(dòng)4腦橋核中繼小腦信息小腦的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)接收輸入來(lái)自皮層和脊髓的本體感覺(jué)信息1信息處理比較預(yù)期與實(shí)際運(yùn)動(dòng)2輸出調(diào)節(jié)調(diào)整運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、力量和協(xié)調(diào)性3基底神經(jīng)節(jié)的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)紋狀體接收皮層輸入，主要輸入結(jié)構(gòu)1蒼白球主要輸出結(jié)構(gòu)，抑制丘腦2黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元，調(diào)節(jié)紋狀體3丘腦下核參與精細(xì)運(yùn)動(dòng)控制4大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)1初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層執(zhí)行具體運(yùn)動(dòng)指令2運(yùn)動(dòng)前區(qū)計(jì)劃復(fù)雜順序動(dòng)作3輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)參與雙側(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)錐體系統(tǒng)皮質(zhì)起源初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層、運(yùn)動(dòng)前區(qū)腦干交叉大部分纖維在延髓交叉脊髓下行前錐體束、側(cè)錐體束脊髓終止直接或間接聯(lián)系α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元錐體外系統(tǒng)1前庭脊髓束控制姿勢(shì)和平衡2網(wǎng)狀脊髓束調(diào)節(jié)肌張力3紅核脊髓束控制粗大運(yùn)動(dòng)4橄欖脊髓束協(xié)調(diào)精細(xì)運(yùn)動(dòng)肌梭和腱器官肌梭監(jiān)測(cè)肌肉長(zhǎng)度和長(zhǎng)度變化速率腱器官監(jiān)測(cè)肌肉張力，防止過(guò)度收縮姿勢(shì)控制和平衡感覺(jué)輸入視覺(jué)、前庭、本體感覺(jué)1中樞整合小腦、腦干、皮層2運(yùn)動(dòng)輸出維持重心，防止跌倒3精細(xì)運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)規(guī)劃前額葉皮層，目標(biāo)確定運(yùn)動(dòng)程序輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)，動(dòng)作序列執(zhí)行初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層，實(shí)際動(dòng)作反饋調(diào)節(jié)小腦、基底核，修正動(dòng)作語(yǔ)言和言語(yǔ)的神經(jīng)基礎(chǔ)Broca區(qū)左側(cè)額葉，語(yǔ)言表達(dá)Wernicke區(qū)左側(cè)顳葉，語(yǔ)言理解弓狀束連接Broca區(qū)和Wernicke區(qū)的神經(jīng)纖維睡眠與覺(jué)醒覺(jué)醒腦干網(wǎng)狀激活系統(tǒng)，高頻低幅腦電波非快速眼動(dòng)睡眠4個(gè)階段，逐漸深入快速眼動(dòng)睡眠眼球快速運(yùn)動(dòng)，做夢(mèng)腦電圖(EEG)α波8-13Hz，安靜放松狀態(tài)β波14-30Hz，清醒專注狀態(tài)θ波4-7Hz，淺睡眠或打盹δ波0.5-4Hz，深度睡眠學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)1短時(shí)記憶前額葉皮層，容量有限2工作記憶前額葉-頂葉網(wǎng)絡(luò)，暫時(shí)性信息處理3長(zhǎng)時(shí)記憶轉(zhuǎn)換海馬體參與鞏固4長(zhǎng)時(shí)記憶存儲(chǔ)廣泛分布于大腦皮層海馬在記憶中的作用信息接收從皮層聯(lián)合區(qū)接收多模態(tài)信息1臨時(shí)存儲(chǔ)短暫保持新信息2記憶鞏固將信息轉(zhuǎn)入長(zhǎng)時(shí)記憶3空間導(dǎo)航包含位置細(xì)胞，形成認(rèn)知地圖4情緒的神經(jīng)基礎(chǔ)邊緣系統(tǒng)情緒加工核心網(wǎng)絡(luò)杏仁核恐懼和情緒反應(yīng)中心前扣帶皮層情緒注意和調(diào)節(jié)眶額皮層情緒決策和社交行為應(yīng)激反應(yīng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)應(yīng)激刺激威脅、傷害或挑戰(zhàn)杏仁核激活即刻恐懼反應(yīng)下丘腦激活釋放促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子HPA軸激活皮質(zhì)醇釋放，"戰(zhàn)或逃"反應(yīng)疼痛的神經(jīng)機(jī)制傷害性感受器Aδ纖維(快)和C纖維(慢)疼痛通路脊髓后角-丘腦-體感皮層和邊緣系統(tǒng)血腦屏障結(jié)構(gòu)內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接，星形膠質(zhì)細(xì)胞足突選擇性通透允許氧氣、葡萄糖等通過(guò)阻擋保護(hù)阻止大多數(shù)病原體和毒素運(yùn)輸系統(tǒng)特殊轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)腦脊液產(chǎn)生主要由脈絡(luò)叢產(chǎn)生1循環(huán)腦室系統(tǒng)至蛛網(wǎng)膜下腔2吸收蛛網(wǎng)膜粒進(jìn)入靜脈竇3功能緩沖保護(hù)，運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物4腦血流調(diào)節(jié)化學(xué)調(diào)節(jié)CO2升高，腦血管擴(kuò)張神經(jīng)調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動(dòng)增加局部血流自動(dòng)調(diào)節(jié)維持恒定腦血流量神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)下丘腦釋放調(diào)節(jié)激素和釋放因子垂體門脈系統(tǒng)傳遞下丘腦激素至腺垂體腺垂體釋放促腺體激素靶腺體如甲狀腺、腎上腺皮質(zhì)等體溫調(diào)節(jié)的神經(jīng)機(jī)制體溫感受皮膚溫度感受器和下丘腦感溫神經(jīng)元1中樞整合下丘腦前部調(diào)節(jié)中心2效應(yīng)反應(yīng)出汗、皮膚血管舒縮、肌肉顫抖3饑餓與進(jìn)食的神經(jīng)調(diào)節(jié)下丘腦弓狀核含NPY/AgRP(促進(jìn)食欲)和POMC(抑制食欲)神經(jīng)元激素信號(hào)瘦素(飽腹)和胃饑餓素(饑餓)調(diào)節(jié)進(jìn)食渴與飲水的神經(jīng)調(diào)節(jié)滲透感受器監(jiān)測(cè)血漿滲透壓容量感受器監(jiān)測(cè)血容量變化下丘腦渴中樞位于前外側(cè)下丘腦抗利尿激素促進(jìn)水重吸收生物節(jié)律1晝夜節(jié)律約24小時(shí)，控制睡眠-覺(jué)醒2視交叉上核下丘腦生物鐘中樞3松果體分泌褪黑素，促進(jìn)睡眠4光照信號(hào)通過(guò)視網(wǎng)膜-視交叉上核通路調(diào)節(jié)神經(jīng)可塑性發(fā)育期可塑性大規(guī)模突觸形成和修剪成年期可塑性學(xué)習(xí)記憶相關(guān)突觸強(qiáng)化神經(jīng)退行性疾病阿爾茨海默病β淀粉樣蛋白沉積，神經(jīng)纖維纏結(jié)帕金森病黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元退化神經(jīng)修復(fù)與再生軸突再生周圍神經(jīng)可再生，中樞神經(jīng)再生能力有限突觸重組鄰近