《中枢神经生理》课件

中枢神经生理人体中枢神经系统由大脑、小脑和脑干组成负责感受和调节整个身体的功能,本课程将深入探讨中枢神经系统的生理特点和工作机制课程简介全面了解中枢神经系统学习神经递质机制探究大脑皮层功能本课程将深入探讨中枢神经系统的结构和功课程将重点介绍神经递质的种类、合成和传课程将深入分析大脑皮层的结构和功能分区能包括神经细胞、神经通路、感觉和运动递过程并分析其在神经系统调控中的作用帮助学生理解感觉、运动、认知等功能在,,,,等旨在帮助学生全面掌握中枢神经系统的为后续学习奠定基础大脑中的定位和整合工作机制中枢神经系统的结构中枢神经系统包括大脑和脊髓大脑由大脑皮质、大脑深部结构和小脑组成这些不同部位负责不同的功能如感觉、运动、情绪、学习和记忆等脊髓则负责,连接大脑与身体各部位传递信息并协调身体活动,神经细胞的结构和功能神经元结构神经胶质细胞神经元由细胞体、树突和轴索三神经胶质细胞为神经元提供支持部分组成负责信息传递和保护调节神经功能,,神经元功能神经元可塑性神经元通过电信号和化学信号传神经元可根据刺激改变突触连接,递感觉、运动和认知等信息实现学习和记忆神经元的电生理活动膜电位1神经元细胞膜两侧存在电位差动作电位2一系列离子流动引起局部膜电位急剧变化传导机制3动作电位沿神经纤维有序传播神经元是神经系统的基本功能单位其电生理特性决定了神经信号的发生和传导细胞膜的离子通道和电化学梯度维持静息膜电位当刺激,,达到阈值时会引发一系列离子通道开闭过程产生动作电位这种局部性的急剧电位变化能沿神经纤维有序传播从而实现信息的传递,,突触传递机制电化学信号传递突触前膜释放神经递质神经递质与受体结合信号放大和整合神经元之间的信号传递通过突当动作电位到达突触前膜时神经递质与突触后膜上的特异多个突触信号的叠加可以引起,触完成突触上发生一系列电会导致突触小泡融合并释放神性受体结合引起离子通道开下游神经元产生新的动作电位,,化学过程使神经冲动转化为经递质到突触间隙这些神经放导致下游神经元产生新的从而放大和整合突触输入实,,,,,化学信号再转换为下游神经递质可以与突触后膜上的受体电信号传递现复杂的信息处理,元的电信号结合神经递质及其作用神经递质的种类神经递质包括乙酰胆碱、儿茶酚胺、氨基酸等,它们在神经传递中发挥重要作用神经递质的释放和作用神经递质在神经递质小泡中贮存,当神经冲动到达时,被释放到突触间隙,与受体结合产生作用神经递质受体神经递质与特定的膜受体结合,引起离子通道开放或二次信使的激活,从而产生生理效应大脑皮层的结构与功能大脑皮层是人体最复杂的结构之一由数十亿个神经细胞组成它,负责高级的认知功能如感知、思维、记忆和决策皮层被划分为,不同的区域每个区域负责特定的功能如运动功能、感觉功能和语,,言功能等科学家正在不断探索皮层的奥秘以更好地理解大脑的,运作机制感觉系统多样感官感受器和神经通路12中枢神经系统拥有视觉、听觉每种感觉都有相应的感受器通,、触觉、味觉和嗅觉等多种感过神经信号传递到大脑皮层的官通路可以感知并整合来自外特定区域进行信息处理和整合,部世界的各种信息跨感觉整合感觉皮质功能定位34多感官信息的协调整合有助于大脑皮层中特定区域负责处理我们对环境的全面感知和更精特定感官信息这种功能定位使,确的认知感觉系统具有高度专一性视觉通路视网膜1光信号转化为神经信号视神经2将信号传递至大脑视交叉3信号分离传输到两侧大脑视盖4进一步处理视觉信息视觉皮层5产生视觉感知和识别视觉通路是一个精细复杂的过程,从光信号在视网膜的转化,到沿视神经传递至大脑,经过视交叉、视盖等多个关键结构的加工处理,最终在视觉皮层产生对外界视觉信息的感知和识别每个环节都发挥着不可或缺的作用听觉通路听觉接收1声波进入耳朵后首先在外耳道和鼓膜处发生机械振动随后传,,递至中耳小骨神经元传递2小骨振动引起内耳螺旋器毛细胞产生动作电位沿听神经递送到,大脑神经通路3听神经信号传入下丘脑的内膝状体并投射到第一听皮质形成,,最初的听觉感知体感通路感受细胞体感通路始于皮肤、肌肉和关节中的感受细胞，它们能感知压力、温度和疼痛等信号传入神经纤维感受细胞产生的信号通过感觉神经纤维传入脊髓后角的神经元脊髓传递在脊髓后索中，感觉信号经交叉传入大脑的感觉皮质大脑皮质整合大脑感觉皮质整合各种感受细胞的信息,形成对身体状况的感知和表象运动系统运动皮层位于额叶前中央回负责接收和整合感觉输入并产生相应的运动输出指令,,肌肉收缩运动系统通过神经信号引发肌肉细胞的收缩产生各种身体动作,神经信号传递大脑皮层发出的运动指令通过神经递质和动作电位传导至肌肉引发收缩,运动皮层的功能定位运动皮层的结构功能定位运动皮层位于大脑前中央回由巨运动皮层存在清晰的功能定位不,,细胞皮质组成负责人体各部位肌同肌肉团区域分布有序地投射到,肉的自主控制和协调不同区域皮质脊髓束从运动皮层发出的皮质脊髓束纤维直接支配躯体运动是执行运动指令的主,要通路小脑的作用解剖结构主要功能损伤症状小脑位于大脑后部,由两个半球和脑干连接•维持身体平衡和姿势小脑损伤会导致运动失调,如共济失调、震部分组成它负责控制和协调身体各部位的颤、步态不稳、眼球震颤等这些症状严重协调自主运动和自愿运动•运动确保运动动作的平衡、精细和协调影响日常生活和运动能力,调节肌张力确保动作流畅•,参与学习和记忆运动技能•基底节的作用运动控制认知功能12基底节参与自愿性运动的执行基底节还涉及到一些与认知有和调节协调肌肉张力和运动平关的功能如注意力分配、决策,,滑性制定等情感调节习惯性行为34基底节与情绪反应、情感体验基底节参与习惯和自动化行为和情感行为等方面也有重要作的形成和执行降低大脑皮层的,用负担神经内分泌调节神经内分泌系统下丘脑-垂体轴神经内分泌疾病神经内分泌系统是中枢神经系统和内分泌系统下丘脑分泌释放因子,刺激垂体产生激素垂如肿瘤导致的内分泌失调、糖皮质激素失调、的融合,包括下丘脑、垂体等结构,能调节机体体分泌的激素又反过来调节下丘脑,形成精细抗利尿激素失衡等,会引起严重的生理失常的代谢、生长发育、情绪等多个生理过程的反馈调节机制及时诊断和治疗非常重要下丘脑垂体轴-下丘脑1位于大脑基底部控制自主神经系统和内分泌系统,垂体前叶2分泌激素调控身体各项功能靶器官3如甲状腺、肾上腺皮质等下丘脑垂体轴是人体内分泌系统的重要组成部分通过神经和化学信号的双向调控保证身体各系统功能的协调下丘脑分泌的释放激素调-,,节垂体前叶的激素分泌从而影响靶器官的活动维持生理平衡这个精细的反馈调节机制确保了机体内环境的稳定,,睡眠觉醒调节-睡眠中枢睡眠周期神经递质调控下丘脑和脑干区域的神经元形成睡眠调节中人体存在个睡眠觉醒周期每个周期约乙酰胆碱、多巴胺、羟色胺等神经递质4-6-,5-枢控制睡眠觉醒的转换分钟包括非快速眼动睡眠和快在睡眠觉醒过程中发挥调节作用失衡会,-cycles90,NREM-速眼动睡眠导致失眠、嗜睡等问题REM学习和记忆编码储存学习过程中通过感官输入将信息编码进大脑中信息会被临时或长期储存于大脑不同部位提取神经可塑性需要时能够从大脑中成功检索和调用相关信息大脑神经元之间的连接可随经验而动态调整神经可塑性神经连接的重建突触强化和抑制12大脑具有可塑性能重建和调整重复刺激可增强相关神经突触,,神经连接这是学习和记忆形成而不活跃的联系则会减弱和消,的基础失神经元的再生脑功能的重组34大脑在一定程度上能够重建受大脑可通过神经可塑性重新分损的神经元对于一些疾病的治配功能从而对损伤做出补偿性,,疗有重要意义调整神经元退行性病变神经元退行蛋白质异常神经元结构和功能逐渐恶化可能导致蛋白质错误折叠和聚集可导致神经细,神经系统疾病胞损坏线粒体功能障碍炎症反应神经元对能量代谢高度依赖线粒体损慢性神经炎症会加剧神经细胞的退化,伤可诱发退行性病变过程脑卒中的病理生理血流障碍细胞损伤脑水肿炎症反应脑卒中通常由于脑血管堵塞或缺血导致神经细胞内外渗透压卒中发生后损伤部位会出现受损神经细胞释放大量炎性因,破裂导致局部脑组织血流供给失衡、钙离子过度进入细胞、严重的脑水肿进一步压迫周子激活微小胶质细胞和星形,,中断从而造成相应部位的神活性氧和自由基过度产生最围正常脑组织加重缺血性损胶质细胞引发严重的局部炎,,,,经细胞缺氧和营养物质缺乏终引起神经细胞坏死或凋亡害症反应进一步加剧神经损害,帕金森病的病理生理神经递质失衡基底节功能紊乱帕金森病主要是由于大脑中负责大脑基底节是运动控制的核心枢运动控制的多巴胺神经元逐渐丧纽帕金森病导致这一区域神经失功能所致这导致多巴胺与乙细胞逐渐变性和凋亡从而影响运,酰胆碱之间的平衡失衡动功能突触核蛋白聚集增加α-oxidative stress帕金森病患者大脑中会出现异常氧化应激水平的升高是帕金森病的突触核蛋白聚集这些蛋白沉发病的重要原因之一会加速神经α-,,积导致神经元逐步丧失功能元的损伤和凋亡阿尔茨海默病的病理生理神经元退化异常蛋白聚集认知功能障碍神经系统炎症阿尔茨海默病的主要病理特征大脑中出现异常的淀粉样蛋白神经元损失和突触功能下降造大脑中的免疫细胞活化导致,是大脑神经元逐渐退化和丢失和神经纤维缠结破坏神经细成记忆、语言、定向感等认知慢性神经系统炎症进一步加,,导致大脑皮层和海马体积减胞的正常功能功能逐步恶化剧神经元损伤,小癫痫的病理生理神经元过度兴奋神经递质失衡12癫痫发作是由于大脑某些区域的神经元过度兴奋出现同步神经递质的失衡如兴奋性递质谷氨酸增加或抑制性递质,,放电所致降低会导致神经元过度活跃GABA,离子通道异常大脑皮层局灶性改变34某些离子通道的结构和功能异常如钠离子通道改变也可能大脑皮层某些局部区域的结构和功能异常如发育不良、疤,,,引起神经元的过度兴奋痕等可能导致癫痫发作,肌肉运动障碍肌肉僵硬肌肉震颤肌肉无力肌肉僵硬是指肌肉难以放松通常由于神经肌肉震颤是指肌肉不自主的、有节奏的收缩肌肉无力是指肌肉无法产生足够的力量进行,系统失调或神经肌肉联接问题导致这会和放松通常由大脑皮层或基底节疾病所致正常的运动常见于神经肌肉接头疾病或肌-,,-严重影响正常的运动能力这会影响精细动作的控制肉疾病这会导致活动能力下降痛觉传导障碍神经信号传递障碍脊髓损伤中枢性疼痛由于神经通路受损导致痛觉信号无法有效传脊髓损伤可能引起感觉障碍包括部分或全大脑皮层或深部结构受损也可能导致患者感,递到大脑患者会感觉疼痛减弱或消失身的痛觉消失受不到疼痛,自主神经功能障碍交感神经失调副交感神经失调交感神经异常亢奋或抑制会导致副交感神经功能障碍会引起心率心率加快、血压升高、出汗、瞳下降、胃肠功能紊乱、泌尿困难孔放大等症状等问题神经调节失衡自主神经系统失去协调调节会出现多器官功能紊乱如心血管、消化、排尿,,等中枢神经系统遗传性疾病遗传性脑病染色体异常由单基因或多基因缺陷导致的神经系由染色体结构或数目异常引起的神经统疾病如亨廷顿病、脊髓小脑性共济系统疾病如唐氏综合征等,,失调等线粒体疾病神经退行性疾病由线粒体缺陷导致的神经系统疾由基因缺陷引起的神经元或神经胶质DNA病如米汉综合征等细胞的逐步退化如阿尔茨海默病等,,临床应用与展望临床转化应用基础研究探索跨学科合作技术革新推动中枢神经生理的研究成果可以未来还需进一步探讨神经元可中枢神经系统的研究需要神经新的神经成像技术、基因编辑应用于临床诊断和治疗如神塑性、神经网络机制、神经调生物学、计算神经科学、神经技术、人工智能等的发展将,,经影像学技术、脑电图检查、控等基础机制以推动临床应工程等跨学科的合作与融合进一步推动中枢神经生理学的,,神经调控治疗等用的创新发展以全面认知大脑的复杂功能突破与创新。