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導(dǎo)讀目錄?什么是神經(jīng)元?什么是神經(jīng)沖動?什么是神經(jīng)回路?什么是反射弧什么是神經(jīng)元?神經(jīng)元的定義神經(jīng)元,又稱神經(jīng)細(xì)胞,是神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的單位。神經(jīng)元是具有細(xì)長突起的細(xì)胞,它由胞體、樹突和軸突叁部分組成。1891年,瓦爾岱耶提出神經(jīng)元這壹名稱,并確立了神經(jīng)元學(xué)說。?神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)人腦神經(jīng)元的數(shù)量大...
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?什么是神經(jīng)元?什么是神經(jīng)沖動?什么是神經(jīng)回路?什么是反射弧什么是神經(jīng)元
神經(jīng)元,又稱神經(jīng)細(xì)胞,是神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的單位。神經(jīng)元是具有細(xì)長突起的細(xì)胞,它由胞體、樹突和軸突叁部分組成。1891年,瓦爾岱耶提出神經(jīng)元這壹名稱,并確立了神經(jīng)元學(xué)說。
?神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)
人腦神經(jīng)元的數(shù)量大概在100億個以上。各類神經(jīng)元的形態(tài)各異,但都由胞體、軸突和樹突叁部分組成。
壹、胞體
胞體是神經(jīng)元的代謝和營養(yǎng)中心,位于腦和脊髓的灰質(zhì)及神經(jīng)節(jié)內(nèi)。胞體的形態(tài)和大小有很大的差別,有圓形、錘體形、梭形和星形等幾種。胞體最外是細(xì)胞膜,內(nèi)含細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)(介于膜與核之間)。胞質(zhì)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),如神經(jīng)原纖維、尼氏體、高爾基體、線粒體等。其中神經(jīng)原纖維和尼氏體是神經(jīng)元特有的結(jié)構(gòu)。
貳、樹突
樹突是從胞體發(fā)出的壹至多個突起,呈放射狀。樹突在胞體起始部分較粗,經(jīng)反復(fù)分支而變細(xì),形如樹枝狀。樹突較短,其長度只有幾百微米(1微米=1毫米/1000),形狀就像樹的分枝,其作用類似于電視的接收天線,負(fù)責(zé)接受刺激,將神經(jīng)沖動傳向胞體。
叁、軸突
軸突是細(xì)胞發(fā)出的長突起,其長度從十幾微米到1米。每個神經(jīng)元只有壹根軸突。在軸突主干上有時分出許多側(cè)枝。主干內(nèi)包含許多平行排列的神經(jīng)原纖維。軸突末端多呈纖細(xì)分支稱軸突終末,與其他神經(jīng)元或效應(yīng)細(xì)胞接觸。軸突的作用是將神經(jīng)沖動從胞體傳出,到達(dá)與它聯(lián)系的各種細(xì)胞。
01-02神經(jīng)元結(jié)構(gòu)
?神經(jīng)元的分類
神經(jīng)元的分類有多種方法,常以神經(jīng)元突起的數(shù)目、功能分類。
按神經(jīng)元突起的數(shù)目,可以分成假單極神經(jīng)元、雙極神經(jīng)元和多極神經(jīng)元。假單極細(xì)胞從胞體發(fā)出壹個突起,在離胞體不遠(yuǎn)處呈t型分為兩支,因此被稱為假單極神經(jīng)元。雙極神經(jīng)元從胞體兩端各發(fā)出壹個突起,壹個是樹突,另壹個是軸突。而多極神經(jīng)元有壹個軸突和多個樹突,是人體中數(shù)量最多的壹種神經(jīng)元。
01-02神經(jīng)元分類
按功能,可以分成內(nèi)導(dǎo)神經(jīng)元(感覺神經(jīng)元)、外導(dǎo)神經(jīng)元(運動神經(jīng)元)和中間神經(jīng)元。內(nèi)導(dǎo)神經(jīng)元收集和傳導(dǎo)身體內(nèi)、外的刺激,達(dá)到脊髓和大腦;外導(dǎo)神經(jīng)元將脊髓和大腦發(fā)出的信息傳到肌肉和腺體,支配效應(yīng)器官的活動。中間神經(jīng)元介于前兩者之間,起聯(lián)絡(luò)作用。這些中間神經(jīng)元的連接形成了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的微回路,這是腦進(jìn)行信息加工的主要場所。
?神經(jīng)元的主要功能
神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能單位。神經(jīng)元有接受、整合和傳遞信息的功能。壹般就長軸突神經(jīng)元而言,樹突和胞體接受從其他神經(jīng)元傳來的信息,并進(jìn)行整合,然后通過軸突將信息傳遞給另壹些神經(jīng)元或效應(yīng)器。
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什么是神經(jīng)沖動
神經(jīng)沖動是指當(dāng)任何壹種刺激(機(jī)械的、熱的、化學(xué)的或電的)作用于神經(jīng)時,神經(jīng)元就會由比較靜息的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為比較活動的狀態(tài)。
?神經(jīng)沖動的機(jī)制
神經(jīng)沖動是神經(jīng)元在靜息的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。接下來,我們先討論神經(jīng)元的靜息電位。在此基礎(chǔ)上,再來了解神經(jīng)沖動,即動作電位。
壹、靜息電位的定義
當(dāng)神經(jīng)元處于靜息狀態(tài)時測到的電位變化,叫靜息電位。用兩根微電極,壹根插入神經(jīng)元的軸突,另壹根與神經(jīng)元的細(xì)胞膜相連,就像接通電池的正負(fù)極壹樣,可以測量到神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)外的電活動。結(jié)果發(fā)現(xiàn),軸突內(nèi)為負(fù)、外為正,電壓相差70毫伏。可見,即使在靜息狀態(tài)下,神經(jīng)元也是自發(fā)放電的。
貳、靜息電位的機(jī)制
壹般認(rèn)為,靜息電位的產(chǎn)生與神經(jīng)元細(xì)胞膜的通透性和細(xì)胞內(nèi)外的離子分布有關(guān)。
壹、細(xì)胞內(nèi)外離子分布
神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)外存在大量帶有負(fù)電荷或正電荷的離子。離子在膜內(nèi)外有不同的分布,膜外主要是帶正電荷的鈉離子和帶負(fù)電荷的氯離子,而膜內(nèi)主要是帶正電荷的鉀離子和帶負(fù)電荷的大分子有機(jī)物。
貳、細(xì)胞膜的通透性
離子在細(xì)胞膜內(nèi)外的出入是通過所謂的離子通道實現(xiàn)的。在╠定條件下,它讓壹些離子通過,而不讓另—些離子通過。這就是細(xì)胞膜對離子的不同通透性。
叁、產(chǎn)生機(jī)制
在靜息狀態(tài)下,細(xì)胞膜對鉀離子有較大的通透性,對鈉離子的通透性很差。其結(jié)果是鉀離子經(jīng)過離子通道外流,而鈉離子則被擋在膜外,致使膜內(nèi)外出現(xiàn)電位差,膜內(nèi)比膜外略帶負(fù)電(內(nèi)負(fù)于外),這就是靜息電位。
叁、動作電位的產(chǎn)生
當(dāng)神經(jīng)受到刺激時,細(xì)胞膜的通透性迅速發(fā)生變化。鈉離子通道大量開放,帶正電荷的鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,使膜內(nèi)正電荷迅速上升,并高于膜外電位。這壹電位變化過程叫動作電位。
對動作電位來說,鈉離子進(jìn)入細(xì)胞的作用特別大。動作電位是神經(jīng)受刺激時的電位變化,它代表著神經(jīng)的興奮狀態(tài)。
肆、靜息電位的恢復(fù)
動作電位與靜息電位是交替出現(xiàn)的。緊接著動作電位之后,細(xì)胞膜又恢復(fù)穩(wěn)定,它關(guān)閉離子通道,泵出過剩的鈉離子,使自己重新穩(wěn)定下來,并恢復(fù)到—70毫伏的狀態(tài)。
?神經(jīng)沖動的電傳導(dǎo)
壹、電傳導(dǎo)的定義
神經(jīng)沖動的電傳導(dǎo)是指神經(jīng)沖動在同壹根神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)。神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)速度只有每小時32~320公里。
貳、電傳導(dǎo)的機(jī)制
神經(jīng)沖動的電傳導(dǎo)與動作電位的產(chǎn)生有密切的聯(lián)系。電傳導(dǎo)過程如下:
①動作電位產(chǎn)生,神經(jīng)纖維某壹局部出現(xiàn)電位變化。細(xì)胞膜表面由正電位變?yōu)樨?fù)電位,而膜內(nèi)由負(fù)電位變?yōu)檎娢弧?/p>
②鄰近未受刺激的部位,膜外仍為正電,膜內(nèi)仍為負(fù)電。在細(xì)胞表面,興奮部位與靜息部位之間出現(xiàn)電位差。
③在細(xì)胞表面,產(chǎn)生由未興奮部位的正電荷向興奮部位的負(fù)電荷的電流。同樣,膜內(nèi)興奮部位與靜息部位間也出現(xiàn)電位差,產(chǎn)生相反方向的電流,構(gòu)成壹個電流的回路,稱局部電流。
④這種局部電流使鄰近未興奮部位的細(xì)胞膜的通透性發(fā)生了變化,并產(chǎn)生動作電位。
⑤這種作用反復(fù)進(jìn)行下去,就使興奮沿著神經(jīng)元傳導(dǎo)。
叁、電傳導(dǎo)的特點
神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)服從于全或無法則。動作電位的大小不隨外界刺激的強(qiáng)弱而改變,就像鞭炮的引火線壹樣,壹段壹段燃燒下去,不依賴發(fā)火物火力的大小。這種特性,使信息在傳遞途中不會變得越來越微弱。
?神經(jīng)沖動的化學(xué)傳遞
壹個神經(jīng)元不能單獨執(zhí)行神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能。各個神經(jīng)元必須互相聯(lián)系,構(gòu)成簡單或復(fù)雜的神經(jīng)回路,才能傳導(dǎo)信息。對脊椎動物來說,神經(jīng)元之間在結(jié)構(gòu)上沒有細(xì)胞質(zhì)相連,僅互相接觸。神經(jīng)沖動在神經(jīng)元間通過突觸以實現(xiàn)傳遞。
壹、突觸
01-02突觸間隙
壹、突觸的定義
突觸是壹個神經(jīng)元的沖動傳到另壹個神經(jīng)元或傳到另壹細(xì)胞間的相互接觸的結(jié)構(gòu)。
貳、突觸的結(jié)構(gòu)
突觸具有特殊的細(xì)微結(jié)構(gòu)。在電子顯微鏡下進(jìn)行觀察,可以看到突觸包含叁個部分,即突觸前成分、突觸間隙和突觸后成分。
①突觸前成分:指軸突末梢的球形小體,其中包含許多突觸小泡。它是神經(jīng)遞質(zhì)的存儲場所。球形小體末端增厚,形成突觸前膜,而神經(jīng)遞質(zhì)就是通過它釋放出去的。
②突觸間隙:即狹義的突觸,其間隔約200埃(1埃=10-8厘米)。
③突觸后成分:指突觸后神經(jīng)元的樹突膜或胞體膜。它與突觸前膜相對應(yīng)的部分增厚,形成突觸后膜,并通過突觸后膜與外界發(fā)生關(guān)系。突觸后成分含有特殊的分子受體,這種結(jié)構(gòu)保證了神經(jīng)沖動從壹個神經(jīng)元傳遞到與它相鄰的另壹個神經(jīng)元。
叁、突觸的種類
突觸分為兩種,興奮性突觸和抑制性突觸。
興奮性突觸是指突觸前神經(jīng)元興奮時,由突觸小泡釋放出具有興奮作用的神經(jīng)遞質(zhì)(如乙酰膽堿、去甲腎上腺素等),這些遞質(zhì)可使突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生興奮。
抑制性突觸是指突觸前神經(jīng)元興奮時,由突觸小泡釋放出具有抑制作用的神經(jīng)遞質(zhì)(如多巴胺、甘氨酸等),這些遞質(zhì)使突觸后膜“超極化”,從而顯示抑制性的效應(yīng)。
貳、化學(xué)傳遞的機(jī)制
神經(jīng)沖動在突觸間的傳遞,是借助神經(jīng)遞質(zhì)來完成的。過程如下:
①神經(jīng)沖動到達(dá)軸突末梢,有些突觸小泡向突觸前膜移動。
②突觸小泡的細(xì)胞膜與神經(jīng)元的細(xì)胞膜融合,存儲的神經(jīng)遞質(zhì)被釋放出來。
③神經(jīng)遞質(zhì)經(jīng)過突觸間隙,迅速作用于突觸后膜,并與突觸后膜上的分子受體結(jié)合。
④突觸后膜上的某些離子通道打開或關(guān)閉,膜的通透性改變,并引起突觸后膜的電位變化,實現(xiàn)神經(jīng)沖動的傳遞。
⑤神經(jīng)遞質(zhì)在使用之后,被相應(yīng)的酶水解,或是重新回到軸突末梢,包裝成突觸小泡,再重復(fù)得到利用。而神經(jīng)遞質(zhì)對突觸后膜的作用由此解除。
這種以化學(xué)物質(zhì)為媒介的突觸傳遞,是腦內(nèi)神經(jīng)元信號傳遞的主要方式。
什么是神經(jīng)回路
神經(jīng)元與神經(jīng)元通過突觸建立的聯(lián)系,構(gòu)成了極端復(fù)雜的信息傳遞與加工的神經(jīng)回路。
?神經(jīng)回路的復(fù)雜性
據(jù)估計,壹個脊髓前角的運動神經(jīng)元的胞體可有2000個突觸,大腦皮層每個神經(jīng)細(xì)胞可有30000個突觸。芝加哥大學(xué)神經(jīng)學(xué)家赫里克計算,100萬皮層細(xì)胞兩兩組合,就可得102783000種組合。由此可見神經(jīng)回路的復(fù)雜程度。單個神經(jīng)元只有在極少數(shù)的情況下才單獨地執(zhí)行某種功能,神經(jīng)回路才是腦內(nèi)信息處理的基本單位。
?簡單的神經(jīng)回路
最簡單的神經(jīng)回路是反射弧。它壹般由感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)系統(tǒng)的中樞部位、傳出神經(jīng)以及效應(yīng)器伍個基本部分組成。
壹定的刺激作用于感受器,使感受器產(chǎn)生興奮,興奮以神經(jīng)沖動的方式經(jīng)傳入神經(jīng)傳向中樞,經(jīng)過中樞處理加工后,又沿著傳出神經(jīng)到達(dá)效應(yīng)器,并支配效應(yīng)器做出反應(yīng)。
?神經(jīng)元的連接方式
神經(jīng)元的連接方式除了壹對壹的連接外,還有以下叁種典型的方式,即發(fā)散式、聚合式和環(huán)視。
在發(fā)散式連接中,壹個神經(jīng)元的軸突通過它的末梢分支與許多神經(jīng)元(胞體或樹突)發(fā)生突觸聯(lián)系,這種聯(lián)系使壹個神經(jīng)元的活動有可能引起許多神經(jīng)元的同時性興奮或抑制。
在聚合式連接中,許多神經(jīng)元的神經(jīng)末梢共同與壹個神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系。這樣,同壹個神經(jīng)元可以接收許多其他神經(jīng)元的影響,這些神經(jīng)元可能都是抑制的,也可能都是興奮的,或壹部分是抑制的;另壹部分是興奮的。它們聚合起來共同決定突觸后神經(jīng)元的狀態(tài)。
在環(huán)式連接中,壹個神經(jīng)元發(fā)出的神經(jīng)沖動經(jīng)過幾個中間神經(jīng)元,又回到原發(fā)沖動的神經(jīng)元,它使神經(jīng)沖動在這個回路內(nèi)可以往返持續(xù)壹段時間。
什么是反射弧
神經(jīng)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)機(jī)體的活動中,對內(nèi)、外環(huán)境的各種刺激作出適宜的反應(yīng),稱為反射。神經(jīng)系統(tǒng)通過反射來維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定以及內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境的統(tǒng)壹。而反射弧是反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
01-02反射弧
?反射弧的結(jié)構(gòu)
反射弧壹般由感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)系統(tǒng)的中樞部位、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器伍個基本部分組成。
壹、感受器
感受器指各種感覺器官,是壹種信號轉(zhuǎn)換裝置。它能把內(nèi)、外界刺激的信息轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)的興奮活動變化——神經(jīng)沖動。
貳、傳入神經(jīng)
傳入神經(jīng)是指能將感受器的神經(jīng)沖動從神經(jīng)末梢傳向中樞的神經(jīng)。
叁、神經(jīng)系統(tǒng)的中樞部位
神經(jīng)系統(tǒng)的中樞部位是指具有調(diào)節(jié)某壹特定生理功能的神經(jīng)元群。其功能是將傳入的神經(jīng)沖動進(jìn)行分析綜合,并發(fā)出運動信息。
肆、傳出神經(jīng)
傳出神經(jīng)是指能把神經(jīng)系統(tǒng)中樞部位的運動信息傳到效應(yīng)器的神經(jīng)。
伍、效應(yīng)器
效應(yīng)器是傳出神經(jīng)纖維末梢及其所支配的肌肉或腺體。這種從中樞神經(jīng)向周圍發(fā)出的傳出神經(jīng)纖維,終止于骨骼肌或內(nèi)臟的平滑肌或腺體,支配肌肉或腺體的活動。
?反射弧的原理
當(dāng)壹定的刺激作用于相應(yīng)的感受器時,感受器產(chǎn)生興奮。然后,興奮以神經(jīng)沖動的方式經(jīng)傳入神經(jīng)傳向中樞。經(jīng)過中樞的加工,又沿著傳出神經(jīng)到達(dá)效應(yīng)器,并支配效應(yīng)器的活動。這樣就完成了壹次反射活動。
下面介紹人體最簡單的反射——膝跳反射。它的神經(jīng)中樞是低級神經(jīng)中樞,位于脊髓的灰質(zhì)內(nèi)。當(dāng)用手輕快地叩擊膝腱(膝蓋下韌帶)時,膝蓋處股肆頭肌肌腱內(nèi)機(jī)械感受器受到刺激,在傳入神經(jīng)元中引發(fā)了動作電位。接著,動作電位傳到脊髓,脊髓中傳出神經(jīng)元直接與傳入神經(jīng)元建立突觸聯(lián)系。當(dāng)這個動作電位由傳出神經(jīng)傳到大腿肌肉時,股肆頭肌收縮,股貳頭肌舒張,引起膝跳反射。然而,大多數(shù)反射要比膝跳反射復(fù)雜的多。在脊髓中包括有壹個或多個中間神經(jīng)元,將傳出神經(jīng)元和傳出神經(jīng)元連接起來。
?神經(jīng)元的連接方式
神經(jīng)元的連接方式除了壹對壹的連接外,還有以下叁種典型的方式,即發(fā)散式、聚合式和環(huán)視。
在發(fā)散式連接中,壹個神經(jīng)元的軸突通過它的末梢分支與許多神經(jīng)元(胞體或樹突)發(fā)生突觸聯(lián)系,這種聯(lián)系使壹個神經(jīng)元的活動有可能引起許多神經(jīng)元的同時性興奮或抑制。
在聚合式連接中,許多神經(jīng)元的神經(jīng)末梢共同與壹個神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系。這樣,同壹個神經(jīng)元可以接收許多其他神經(jīng)元的影響,這些神經(jīng)元可能都是抑制的,也可能都是興奮的,或壹部分是抑制的;另壹部分是興奮的。它們聚合起來共同決定突觸后神經(jīng)元的狀態(tài)。
在環(huán)式連接中,壹個神經(jīng)元發(fā)出的神經(jīng)沖動經(jīng)過幾個中間神經(jīng)元,又回到原發(fā)沖動的神經(jīng)元,它使神經(jīng)沖動在這個回路內(nèi)可以往返持續(xù)壹段時間。
參考資料:
彭聃齡.普通心理學(xué).北京.北京師范大學(xué)出版社,2012年[d].
詞條主要貢獻(xiàn)者:松鼠