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神经系统脑欢迎参加《神经系统脑》课程本课程将深入探讨神经系统和大脑的结构与功能,从基本的神经元到复杂的神经环路,从中枢神经系统到外周神经系统我们将学习大脑不同区域的特点,认识神经系统疾病的机制,并理解神经科学研究的最新进展通过本课程,您将获得对人体最复杂器官系统的全面了解,这些知识对于医学、心理学和神经科学领域的学习和研究都至关重要课程目标和学习成果掌握基础知识1了解神经系统的基本解剖结构和生理功能,包括中枢神经系统和外周神经系统的组成部分及其相互关系理解工作机制2理解神经元的基本结构、功能及信息传递机制,掌握突触传递和神经递质的作用原理认识脑区功能3识别大脑不同区域的特定功能,了解各脑叶、脑干、小脑等结构在感觉、运动、语言和认知过程中的作用应用临床知识4将神经解剖学知识应用于理解常见神经系统疾病的病理生理学机制,培养神经系统检查和临床思维能力神经系统的基本结构神经系统整体控制全身功能的复杂网络1中枢神经系统2大脑和脊髓外周神经系统3脑神经和脊神经体细胞神经系统4感觉和运动功能自主神经系统5交感和副交感神经神经系统是人体最复杂的系统之一,负责协调身体的所有活动它分为中枢神经系统和外周神经系统两大部分中枢神经系统由大脑和脊髓组成,是信息处理的核心;而外周神经系统则包括从中枢延伸出来的所有神经,将信息传递到身体各部位外周神经系统又可分为体细胞神经系统和自主神经系统体细胞神经系统控制随意运动和感觉功能,而自主神经系统则调节内脏器官和腺体的功能,包括交感和副交感两个分支中枢神经系统外周神经系统vs中枢神经系统外周神经系统由大脑和脊髓组成,是所有神经信息的处理中心大脑负责高级包括所有位于中枢神经系统之外的神经纤维,连接中枢神经系统认知功能、情感处理和感觉整合,而脊髓则主要传导信息并控制与身体其他部位它包括12对脑神经和31对脊神经,以及分布全反射活动身的神经节和神经末梢中枢神经系统受到颅骨和脊柱的保护,并被脑脊液和脑膜包围,外周神经系统分为两个功能部分体细胞神经系统(控制随意肌形成额外的保护层此外,它还具有血脑屏障,限制某些物质从肉和感知外界刺激)和自主神经系统(调节内脏功能)与中枢血液进入脑组织神经系统不同,外周神经系统的某些部分具有再生能力脑的主要部分大脑最大的部分,分为左右半球,负责高级认知功能、感觉处理、随意运动控制等大脑表面为大脑皮层,是神经元细胞体富集的灰质区域小脑位于大脑后下方,负责协调精细运动、平衡和姿势维持虽然体积仅占大脑的10%,但含有与大脑皮层同等数量的神经元脑干连接大脑与脊髓,包括中脑、脑桥和延髓负责调节基本生命功能如呼吸、心跳,同时也是神经传导的重要通路间脑包括丘脑和下丘脑等结构,丘脑是感觉信息的中转站,下丘脑则调控自主神经系统和内分泌功能大脑皮层的结构灰质层大脑皮层是大脑表面覆盖的2-4毫米厚的灰质层,含有约140-150亿个神经元细胞体,使其呈现灰色外观这里是高级认知功能的处理中心六层结构大脑皮层从外向内分为六层不同的细胞层,每层具有特定的细胞类型和连接模式不同的脑区可能会有略微不同的层状组织皮质柱皮层中的神经元垂直排列形成功能柱,这些柱状结构是信息处理的基本单位,在视觉、体感等系统中尤为明显白质连接皮层下方是白质,由神经纤维束组成,连接不同皮层区域和皮层与其他脑结构,形成复杂的神经网络大脑半球和脑叶大脑分为左右两个半球,通过胼胝体相连每个半球进一步分为四个主要脑叶额叶、顶叶、颞叶和枕叶,每个脑叶具有特定的功能额叶位于前部,负责执行功能和运动控制;顶叶位于顶部,处理感觉信息;颞叶位于侧面,涉及听觉和语言理解;枕叶位于后部,主要负责视觉处理此外,还有岛叶(深藏在外侧沟内)和边缘叶(位于胼胝体周围),分别参与内感受和情绪功能两个半球虽然外观相似,但功能上存在一定的偏侧化,如左半球通常更专注于语言功能额叶的功能执行功能运动功能额叶,尤其是前额叶皮层,负责执行功能,包括计划、决策制定、工作记额叶后部的初级运动皮层和前运动皮层控制随意运动的规划和执行初级忆、注意力控制和问题解决这些高级认知能力使我们能够制定目标、调运动皮层直接发出运动指令,而前运动皮层负责运动的计划和协调整行为以适应变化的环境社交认知语言表达眶额皮层参与社交行为和情绪处理,帮助我们理解社交规范和做出适当的左侧额叶下部包含布罗卡区,这一区域对语言表达和语言产生至关重要社交决策它与情绪调节和奖励评估密切相关,影响我们的行为选择布罗卡区损伤会导致表达性失语,病人理解语言但难以流利表达顶叶的功能体感信息处理1顶叶最重要的功能是处理来自全身的躯体感觉信息,包括触觉、温度、痛觉和本体感觉初级躯体感觉皮层(S1)位于中央后回,接收来自对侧身体的感觉信息,保持着人体的体表感觉映射空间认知2顶叶,特别是顶叶后部,负责空间认知和定向能力它帮助我们理解物体之间的空间关系,进行导航和方向判断右顶叶损伤常导致空间忽略综合征,病人会忽视左侧空间内的刺激感觉整合3顶叶负责整合不同感觉通道的信息,如视觉、听觉和体感信息,形成统一的感知体验这种多感官整合使我们能够全面理解环境并与之互动计算和阅读4角回和缘上回区域参与数学计算、阅读和部分语言功能这些区域的损伤可能导致计算障碍、阅读困难或书写障碍颞叶的功能听觉处理语言理解记忆功能颞叶上部包含初级和次级听觉左侧颞叶上部后段包含韦尼克颞叶内侧部包含海马体和杏仁皮层,负责接收和处理听觉信区,这一区域对语言理解至关核等结构,对记忆形成尤为重息初级听觉皮层位于颞横回重要韦尼克区损伤导致感觉要海马参与将短期记忆转化(黑塞尔回),能识别声音的性失语,病人能说但难以理解为长期记忆,而颞叶皮层区域基本特征如音调和响度,而周语言,说出的话往往缺乏意义则存储语义记忆和生物性记忆围的联合区则处理更复杂的声音模式情绪处理颞叶内侧的杏仁核参与情绪反应和情绪记忆,特别是恐惧和其他负面情绪的处理这一区域与边缘系统其他部分密切协作,调控情绪状态枕叶的功能初级视觉处理视觉特征分析枕叶包含初级视觉皮层(V1)或称纹状皮层,枕叶周围的视觉联合区(V2-V5)负责更复位于枕叶内侧面的颞枕裂周围V1接收来自杂的视觉分析,如形状识别、色彩处理、面视网膜的信息,开始处理基本视觉特征如线孔识别和视觉空间定位不同的视觉联合区12条、边缘和简单运动专门处理视觉信息的不同方面视觉联想视觉意识枕叶与颞叶和顶叶的交界处参与高级视觉联枕叶对视觉意识至关重要,损伤可导致各种43想功能,如物体识别、视觉记忆和视觉想象视觉缺陷全盲是最严重的形式,而局部损这些区域将视觉信息与其他感官信息和记忆伤可能导致视野缺损(看不到视野的特定部整合起来分)或特定视觉功能的丧失脑沟和脑回脑回结构发育过程功能意义大脑表面呈现出复杂的褶皱状,隆起的部脑沟和脑回在胎儿发育期形成,主要在妊脑沟和脑回不仅增加皮层面积,还在功能分称为脑回,凹陷的部分称为脑沟这种娠第六至第九个月皮层的快速生长超过上划分脑区许多重要脑沟标志着功能不褶皱结构大大增加了大脑皮层的表面积,颅骨的扩张,导致皮层开始褶皱某些主同的脑区边界,如中央沟分隔运动皮层和使其能容纳更多的神经元而不显著增加头要脑沟(如外侧沟)较早出现且位置相对感觉皮层脑沟模式的异常可能与某些神骨体积人类大脑大约有三分之二的皮层固定,而次级脑沟可能因个体而异经发育障碍相关深藏在脑沟中重要的脑沟中央沟外侧沟顶枕沟中央沟是大脑外侧面上最重要的标志之一,外侧沟(又称侧裂)是大脑表面最深最明显顶枕沟位于顶叶后部,标志着顶叶和枕叶之横向延伸分隔额叶和顶叶它的前方是初级的沟,将颞叶与额叶和顶叶分开它内部隐间的边界这一区域是视觉信息和躯体感觉运动皮层(中央前回),后方是初级感觉皮藏着岛叶外侧沟周围分布着语言相关区域,信息整合的重要部位,参与空间感知和视觉层(中央后回)中央沟在功能上明确区分左侧外侧沟后部附近有韦尼克区,前部附近引导的动作了运动和感觉功能区有布罗卡区大脑皮层的层状结构分子层(第层)I1最外层,细胞稀少外颗粒层(第层)II2含小型锥体细胞外锥体层(第层)III3含中型锥体细胞内颗粒层(第层)IV4含星状细胞,接收丘脑投射内锥体层(第层)V5含大型锥体细胞,投射至皮质下多形层(第层)VI6含多种细胞,投射至丘脑大脑皮层从外向内分为六层细胞层,每层具有独特的细胞类型和连接模式第I层主要含有神经元的树突和轴突;第II和III层主要含有锥体细胞,负责皮层间连接;第IV层是主要的输入层,接收来自丘脑的信息;第V层是主要的输出层,将信息传送至皮层下结构;第VI层与丘脑有相互连接不同功能区的皮层可能有层次结构上的变异例如,初级运动皮层第IV层薄而第V层厚,反映其输出功能;而初级视觉皮层第IV层分化明显,适应处理大量视觉输入信息神经元神经系统的基本单位基本结构电生理特性神经元是神经系统的基本功能单神经元具有两个基本电生理特性位,负责接收、处理和传递信息兴奋性和传导性兴奋性使神经典型的神经元由细胞体、树突和元能对刺激产生反应,而传导性轴突三部分组成细胞体含有细则允许电信号沿轴突传播神经胞核和大部分细胞器;树突是主元静息时维持约-70mV的膜电位,要的信息接收区域;轴突则将信当受到足够刺激时会产生动作电息从细胞体传递到其他神经元或位效应器信号传递神经元通过电信号(沿轴突传播的动作电位)和化学信号(在突触处释放的神经递质)相互通信动作电位遵循全或无法则,其振幅不随刺激强度变化,而信息编码主要通过放电频率实现神经元的类型神经系统中存在多种类型的神经元,根据形态、功能和连接方式可进行分类形态学上,有单极神经元(如背根神经节细胞)、双极神经元(如视网膜双极细胞)和多极神经元(如中枢神经系统中的大多数神经元)功能上,可分为感觉神经元(传导感觉信息)、运动神经元(控制肌肉收缩)和中间神经元(在中枢神经系统内连接其他神经元)中枢神经系统中最常见的两类神经元是锥体细胞(主要兴奋性神经元,有锥体形细胞体和长轴突)和星形细胞(通常为中间神经元,轴突较短)特殊类型包括小脑的Purkinje细胞(具有极其复杂的树突)和脊髓前角的α运动神经元(直接控制骨骼肌)突触神经元之间的通信突触前终末突触间隙1含神经递质囊泡20-40纳米宽2信号转导突触后膜4引发突触后反应3含受体蛋白突触是神经元之间或神经元与效应器之间的连接处,是信息传递的关键结构化学突触是最常见的类型,由突触前终末、突触间隙和突触后膜组成突触前终末含有储存神经递质的囊泡;突触间隙是两个细胞膜之间约20-40纳米的空间;突触后膜上则分布有特定类型的受体蛋白信息传递过程始于动作电位到达突触前终末,导致钙离子内流,触发神经递质囊泡与膜融合并释放内容物到突触间隙神经递质分子与突触后膜上的受体结合,引起离子通道开放或启动第二信使系统,最终产生兴奋性或抑制性突触后电位信号终止通常依靠神经递质的重吸收或酶促降解神经递质及其作用神经递质主要分布功能相关疾病乙酰胆碱神经肌肉接头,自主骨骼肌收缩,记忆形重症肌无力,阿尔茨神经系统,大脑基底成海默病前部谷氨酸中枢神经系统广泛分主要兴奋性神经递质痫症,中风,神经退布行性疾病GABA中枢神经系统广泛分主要抑制性神经递质焦虑症,痫症布多巴胺中脑,纹状体,前额运动控制,动机,奖帕金森病,精神分裂叶励症5-羟色胺脑干,边缘系统情绪调节,睡眠抑郁症,焦虑症去甲肾上腺素蓝斑,交感神经系统唤醒,注意力,应激抑郁症,注意力缺陷反应障碍神经递质是由神经元释放的化学物质,负责在突触处传递信息它们可根据化学结构分为小分子神经递质(如乙酰胆碱、氨基酸类和单胺类)和神经肽(如内啡肽、P物质)不同神经递质作用于特定受体,产生兴奋性或抑制性效应,共同调控神经系统功能神经胶质细胞及其功能星形胶质细胞少突胶质细胞小胶质细胞最常见的中枢神经系统胶质细胞,负责中枢神经系统内的髓鞘形成,中枢神经系统中的免疫细胞,源形状呈星状它们提供结构支持,通过其细胞膜多次环绕轴突形成于骨髓单核细胞它们通过吞噬参与血脑屏障形成,调节细胞外绝缘层髓鞘显著提高神经信号清除坏死细胞和外来病原体,同离子环境,特别是钾离子浓度,传导速度,同时减少能量消耗时分泌细胞因子参与炎症反应和并为神经元提供营养物质这些在多发性硬化症等脱髓鞘疾病中,免疫调节小胶质细胞在神经退细胞还能吸收和重分配神经递质,少突胶质细胞是主要的病理靶点行性疾病和脑损伤中扮演重要角尤其是谷氨酸色施万细胞外周神经系统中的髓鞘形成细胞,每个施万细胞仅包裹一段轴突,形成一个髓鞘节间与少突胶质细胞不同,施万细胞具有促进神经再生的能力,在神经损伤后形成引导神经纤维生长的通道脑干的结构和功能结构组成1脑干是连接大脑与脊髓的茎状结构,包括三个主要部分中脑(最上)、脑桥(中间)和延髓(最下)虽然体积较小,但功能至关重要,不仅包含多对脑神基本生命功能经核团,还有网状结构和上行下行的传导束2脑干调控多项基本生命功能,包括心跳、血压、呼吸、吞咽和呕吐等延髓中的心血管中枢和呼吸中枢对维持生命尤为重要,这就是为什么脑干损伤常危及生命觉醒和意识3脑干内的网状激活系统参与调节觉醒状态和意识水平它向大脑皮层发送激活性投射,维持警觉状态这一系统的损伤可导致昏迷和植物状态等意识障碍信息传导4脑干是连接大脑和脊髓的必经通道,包含多条上行和下行传导束上行传导束携带感觉信息至更高脑区,而下行传导束则传递运动指令至脊髓多数传导束在脑干水平交叉,导致左半球控制右侧身体功能中脑的主要特征外部形态中脑是脑干最上部的短段,长约2厘米,连接间脑和脑桥其背侧有四个突起形成四叠体,前面是大脑脚中脑中央有一条细管称中脑导水管,连接第三和第四脑室运动核团中脑包含控制眼球运动的重要核团,包括动眼神经核(第三对脑神经)和滑车神经核(第四对脑神经)这些核团的神经元控制大部分外眼肌,协调眼球运动和聚焦感觉处理中脑上丘参与视觉反射,如转头看向突然出现的视觉刺激;下丘则参与听觉信息处理,尤其是声源定位这些结构促进对环境刺激的快速反应,无需皮层参与黑质和多巴胺中脑包含黑质,一个富含多巴胺神经元的结构,其神经元向纹状体投射,参与运动控制黑质多巴胺神经元退化是帕金森病的主要病理变化,导致特征性的运动症状脑桥的结构和功能解剖位置1脑桥位于中脑和延髓之间,形成脑干中段其名称源于其桥梁状外观,背侧与小脑相连,腹侧呈现明显的横向纤维束脑桥内有第四脑室的一部分,并与小脑一起构成菱脑窝的底部传导功能2脑桥含有连接大脑皮层和小脑的重要纤维束,特别是皮质-脑桥-小脑通路这些纤维通过脑桥将大脑皮层的运动信息传递给对侧小脑,对协调精细运动至关重要脑神经核团3脑桥含有三对脑神经的核团三叉神经(第五对)、外展神经(第六对)和面神经(第七对)三叉神经负责面部感觉和咀嚼;外展神经控制眼外肌;面神经则掌管面部表情和部分味觉呼吸调节4脑桥内的呼吸中枢与延髓呼吸中枢共同调控呼吸节律脑桥肺泡呼吸中枢可调整呼吸深度和频率,特别是在活动时增加呼吸频率以满足增加的氧气需求延髓的重要性生命中枢传导通路1调控心跳、呼吸和血压连接大脑与脊髓的纤维2锥体交叉脑神经核团4运动纤维在此交叉至对侧3包含第8-12对脑神经核延髓是脑干最下部分,连接脑桥和脊髓,尽管体积较小但功能极为重要其中最关键的是自主生命中枢,包括心血管中枢(调节心率和血压)和呼吸中枢(控制呼吸节律)这些中枢的损伤可能导致立即死亡,因此延髓被称为生命中枢延髓还含有多对脑神经核团,包括舌咽神经、迷走神经、副神经和舌下神经这些神经控制咽喉、舌头和颈部肌肉等关键功能此外,延髓是神经传导的重要通路,包括锥体束在此交叉至对侧,这解释了为什么一侧大脑损伤会导致对侧肢体瘫痪小脑的结构整体架构小脑位于大脑后下方,占据后颅窝,被大脑枕叶覆盖它由中央蚓部和两侧的小脑半球组成,表面有密集的横向沟裂,形成叶片状结构小脑通过三对小脑脚(上、中、下)与脑干相连,这些纤维束是小脑输入和输出信息的通道叶瓣划分小脑按发育和功能可分为三个主要部分古小脑(前叶和绒球结节叶)、旧小脑(后叶)和新小脑(绒球)这种分区反映了演化历史,古小脑主要接收前庭信息,新小脑则主要与大脑皮层交流组织结构小脑皮层呈现高度规则的三层结构分子层(外)、浦肯野细胞层(中)和颗粒层(内)这种独特的组织结构在全小脑高度保守,支持其处理信息的基本算法白质内分布有小脑深部核团,是小脑的主要输出结构细胞类型小脑皮层包含五种主要神经元浦肯野细胞、颗粒细胞、星状细胞、篮状细胞和高尔基细胞其中浦肯野细胞是小脑皮层的主要输出神经元,具有极其复杂的树突结构,可接收多达20万个突触输入小脑的功能运动协调姿势和平衡运动学习小脑最主要的功能是协调随意小脑,特别是前庭小脑(绒球小脑参与运动学习和适应,特运动,使运动平滑精确它不结节叶),通过整合前庭、本别是习得的反射性运动它能发起运动,但通过比较运动指体感觉和视觉信息维持姿势和存储运动记忆,使熟练动作变令和实际运动表现,调整肌肉平衡它调节身体姿势以适应得自动化通过长期抑制和长活动小脑损伤导致运动不协重心变化,确保在静止和运动期增强等突触可塑性机制,小调(共济失调),表现为步态中的稳定性这一区域损伤会脑不断优化运动表现,减少错不稳、运动过度和震颤导致步态不稳和体位性震颤误时间感知小脑参与动作时间掌控和知觉时间感知它协助估计事件持续时间和间隔,对音乐节奏感知和语言理解等依赖时间处理的任务尤为重要这也是小脑参与某些认知功能的基础丘脑感觉信息的中转站解剖位置主要核团连接与功能丘脑是一对卵圆形结构,位于间脑中部,围丘脑包含约30个核团,按功能可分为中继丘脑与大脑皮层有广泛的双向连接,几乎所绕第三脑室它由多个核团组成,每个核团核(传递感觉信息至大脑皮层)、联络核有感觉信息(嗅觉除外)都必须经过丘脑中与特定功能相关丘脑是大脑最大的灰质结(连接不同皮层区域)和非特异性核(参与继才能到达皮层除传递感觉信息外,丘脑构之一,与下丘脑、上丘脑和后丘脑共同构唤醒和注意力)重要的中继核包括外侧膝还参与运动控制、语言功能、学习和记忆成间脑状体(视觉)、内侧膝状体(听觉)和腹后丘脑损伤可导致感觉缺失、疼痛综合征或意外侧核(躯体感觉)识障碍下丘脑及其调节作用自主神经调节控制交感和副交感系统1内分泌调节2通过垂体调控激素释放体温调节3维持体温恒定摄食与饮水4调控饥饿和口渴感生物节律5控制睡眠-觉醒周期下丘脑是间脑底部的一个小区域,虽然体积很小(约占大脑总重量的
0.3%),但功能极为重要,作为连接神经系统和内分泌系统的关键接口下丘脑通过控制脑垂体前叶和后叶的活动,调节多种激素的分泌,影响生长、代谢、生殖和应激反应等生理过程下丘脑含有多个功能核团,如控制体温的视前区、调节饥饿感的外侧区、控制水平衡的室旁核、调节性行为的腹内侧核等下丘脑还包含视交叉上核,作为人体主要生物钟,调控昼夜节律下丘脑功能障碍可导致多种疾病,如肥胖、糖尿病、性发育异常和睡眠障碍等基底神经节的组成苍白球(主要输出结构)黑质(多巴胺来源)分为内侧和外侧两部分外侧苍白位于中脑,分为致密部和网状部纹状体(最大成分)球接收来自纹状体的抑制性输入,黑质致密部含有多巴胺神经元,向而内侧苍白球则是基底神经节的主纹状体发送调节性投射;网状部则丘脑下核(兴奋性核团)由尾状核和壳核组成,是大多数皮要输出核团之一,向丘脑发送抑制接收纹状体投射并向丘脑发送输出层输入的主要接收区域尾状核呈小而密集的核团,位于丘脑下方性投射C形环绕侧脑室,而壳核则位于岛它接收来自大脑皮层的兴奋性输入,叶内侧纹状体主要接收来自大脑并与苍白球和黑质形成复杂的调节皮层的谷氨酸能兴奋性投射回路丘脑下核损伤可减轻帕金森病症状2314基底神经节在运动控制中的作用运动选择多巴胺调节基底神经节不发起运动,而是通过促间接通路黑质致密部释放的多巴胺通过不同受进期望的运动程序并抑制竞争性程序直接通路抑制运动的通路纹状体中的另一组体平衡直接和间接通路多巴胺通过来优化运动表现它们参与运动序列促进运动的通路大脑皮层激活纹状神经元投射至苍白球外侧部,减少其D1受体促进直接通路,通过D2受体的学习和自动化,使熟练动作能够流体中的特定神经元,这些神经元直接对丘脑下核的抑制,使丘脑下核能够抑制间接通路,总体促进运动多巴畅执行,无需有意识监控抑制苍白球内侧部,减少其对丘脑的兴奋苍白球内侧部,增强对丘脑的抑胺神经元退化导致帕金森病抑制,从而增强丘脑对皮层的兴奋性制,抑制不需要的运动投射,促进运动的发起和执行脑室系统脑室系统是大脑内相互连通的腔隙,充满脑脊液它由四个主要脑室组成两个侧脑室(位于大脑半球内)、第三脑室(位于丘脑之间)和第四脑室(位于脑桥和小脑之间)侧脑室通过室间孔(Monro孔)与第三脑室相连;第三脑室通过中脑导水管与第四脑室相连;第四脑室则通过三个开口(正中孔和两个外侧孔)与蛛网膜下腔相通脑室系统的主要功能是脑脊液的产生和循环脑室内的脉络丛产生脑脊液,脑脊液经室间孔、中脑导水管和第四脑室开口流入蛛网膜下腔,最终被蛛网膜颗粒吸收回血液脑室系统异常(如阻塞或扩大)与多种神经系统疾病相关,如脑积水(脑室扩大)和脑室炎脑脊液的产生和循环产生脑脊液主要由脑室内的脉络丛产生,特别是侧脑室和第四脑室中的脉络丛脉络丛由毛细血管网和覆盖其表面的特化上皮细胞组成,每天产生约500毫升脑脊液产生过程涉及主动运输和超滤过循环脑脊液从侧脑室流向第三脑室(通过室间孔),再经中脑导水管流入第四脑室,最后通过第四脑室的三个开口(Magendie和Luschka孔)进入蛛网膜下腔在蛛网膜下腔中,脑脊液环绕整个中枢神经系统吸收脑脊液主要通过蛛网膜颗粒(集中在大脑上矢状窦附近)被吸收回静脉系统这些颗粒作为单向阀门,允许脑脊液流入但不流出少量脑脊液也可能通过脊神经根鞘和脑实质周围的腔隙被吸收功能和障碍脑脊液提供机械保护,维持脑内环境平衡,并帮助清除代谢废物循环障碍可导致脑积水(脑脊液在脑室内积聚),临床表现包括头痛、呕吐、步态不稳和认知障碍,严重时需手术分流血脑屏障的重要性结构组成1血脑屏障是由脑毛细血管内皮细胞、周围的基底膜、星形胶质细胞足突和周细胞共同形成的选择性屏障与身体其他部位相比,脑毛细血管内皮细胞之间的紧密连接特别发达,限制了细胞间隙通透性选择性通透2血脑屏障允许氧气、二氧化碳、水和脂溶性分子自由通过,而限制大多数水溶性分子、离子和大分子蛋白质的进入某些必需物质(如葡萄糖和氨基酸)通过特定的膜转运蛋白跨过屏障保护功能3血脑屏障保护大脑免受血液中潜在有害物质的影响,包括病原体、毒素和循环激素它还维持脑内环境的稳定,对神经元功能至关重要中枢神经系统某些区域(如脑室周围器官)缺乏血脑屏障,允许监测血液成分临床意义4血脑屏障对许多药物的渗透性有限,这给神经系统疾病的治疗带来挑战某些疾病(如多发性硬化、脑炎和脑肿瘤)会导致血脑屏障功能受损研究人员正探索临时开放血脑屏障的方法,以改善药物递送大脑的血液供应20%750ml脑血流占比每分钟血流量大脑仅占体重的约2%,却消耗身体20%的氧气和25%的葡萄糖,显示其极高的代谢需求成人大脑每分钟接收约750毫升血液,保证充足的氧气和葡萄糖供应分钟43-5主要动脉缺血耐受时间大脑由两对主要动脉供血内颈动脉和椎动脉,共形成四条主要供血动脉大脑只能耐受极短时间的缺血,一般认为3-5分钟后会开始出现不可逆的神经损伤大脑的血液供应主要来自两个系统内颈动脉系统和椎-基底动脉系统内颈动脉分支为前大脑动脉和中大脑动脉,主要供应大脑半球的前部和侧部区域椎动脉汇合形成基底动脉,再分支为后大脑动脉,主要供应脑干、小脑和大脑半球后部这些主要动脉通过前交通动脉和后交通动脉连接,形成威利氏环,为大脑提供侧支循环保障每个动脉供应特定的脑区,因此特定动脉的梗阻会导致相应脑区的功能缺损例如,中大脑动脉梗阻可能导致对侧肢体瘫痪和语言障碍(若影响优势半球)脑干的血液供应椎基底动脉系统脑桥供血中脑供血-脑干主要由椎-基底动脉系统供血左右椎基底动脉在经过脑桥时发出多数旁正中动中脑由基底动脉末端分支和后大脑动脉的动脉在延髓上部汇合形成基底动脉,后者脉和短环状动脉旁正中动脉穿入脑桥深分支供血后大脑动脉的旁正中穿支(包沿脑桥腹侧向上行进椎动脉产生的主要部,供应内侧结构,包括皮质脊髓束;短括后交通动脉分支)供应中脑内侧,包括分支包括后下小脑动脉(供应延髓外侧和环状动脉则供应脑桥外侧部分,包括小脑大脑脚和红核;后大脑动脉的短环状分支小脑下部)和前脊髓动脉(供应延髓内中脚和三叉神经核此外,前下小脑动脉则供应中脑外侧,包括四叠体和导水管周侧)和上小脑动脉也参与脑桥供血围灰质视觉通路视网膜外侧膝状体视觉信息处理始于视网膜,光信号在此转换为电信号视网膜包含感光细胞(杆状细胞和锥状细胞)和神经节细胞等多层神经元神大多数视神经纤维(约90%)在经过视束后终止于丘脑的外侧膝状经节细胞的轴突汇集形成视神经,带着初步处理后的视觉信息离开体核外侧膝状体有六层结构,奇数层接收对侧眼信息,偶数层接眼球收同侧眼信息,保持了视网膜拓扑映射1234视交叉视辐射与视皮层左右视神经在视交叉处部分交叉来自双眼鼻侧视网膜(感知颞侧外侧膝状体神经元通过视辐射将信息传至枕叶的初级视觉皮层视野)的纤维交叉至对侧,而来自颞侧视网膜(感知鼻侧视野)的(V1)V1保留了视网膜的精确拓扑映射,但中央凹区(负责精细纤维保持在同侧这种安排确保了每一侧大脑接收两眼对应视野的视觉)占据比例较大V1之后,信息传至更高级的视觉联合区,进信息行更复杂的视觉特征分析听觉通路耳蜗与听神经听觉通路始于内耳的耳蜗,声波在此转换为电信号耳蜗内的柯蒂氏器官含有感受不同频率声音的毛细胞这些毛细胞与双极神经元形成突触,双极神经元的轴突构成听神经(第八对脑神经的一部分)脑干中继核团听神经纤维首先进入延髓的耳蜗核(背侧和腹侧),部分纤维交叉至对侧信息随后经过多个中继站上橄榄核复合体(声源定位)、下丘脑(反射性转头)和内侧膝状体(丘脑中继核)在每个中继站,听觉信息都得到进一步处理听觉皮层内侧膝状体的神经元将信息传送至颞叶上回的初级听觉皮层(Heschl回)初级听觉皮层保留耳蜗的频率映射(音调图),低频声音在前外侧表示,高频声音在后内侧表示周围的听觉联合区进一步处理更复杂的声音模式双侧表征与视觉通路不同,听觉通路在每一级中继站都有显著的交叉,使得每一侧大脑皮层都接收来自双耳的信息这种双侧表征与声源定位密切相关,通过比较声音到达两耳的时间和强度差异来确定声源方向嗅觉系统嗅上皮嗅觉始于鼻腔上部的嗅上皮,含有约1000万个嗅觉感受器神经元这些双极神经元直接暴露于鼻腔气流,其顶端有嗅纤毛,含有嗅觉受体蛋白人类基因组编码约400种不同的嗅觉受体,每个嗅觉神经元只表达一种受体类型嗅球嗅觉神经元的轴突穿过筛板进入嗅球,形成与嗅球内二级神经元(僧帽细胞和丛状细胞)的突触表达相同受体的嗅觉神经元汇聚到同一嗅小球,形成独特的空间编码模式嗅球已进行初步的气味信息处理,包括对比增强和适应机制中枢嗅觉通路嗅球通过嗅束将信息直接传递至多个皮层和皮层下结构,包括梨状皮层(初级嗅觉皮层)、嗅结节、杏仁核和内嗅皮层与其他感觉通路不同,嗅觉信息不经过丘脑中继直接到达皮层,这可能反映了嗅觉系统的进化古老性情绪与记忆联系嗅觉系统与边缘系统有广泛联系,特别是通过杏仁核和海马体,这解释了气味与情绪和记忆的密切关联气味常能唤起强烈的情感记忆,这种现象被称为普鲁斯特效应,参考普鲁斯特《追忆似水年华》中玛德莱娜蛋糕的气味唤起童年记忆的描述味觉系统味蕾基本味觉神经传导味觉感受器位于口腔内的味蕾中,主要分布人类能感知五种基本味觉咸味(由钠离子味觉信息由三对脑神经传导面神经(VII,在舌头、软腭、咽部和会厌每个味蕾含有刺激)、甜味(由糖和甜味剂刺激)、酸味前2/3舌)、舌咽神经(IX,后1/3舌)和50-100个感受器细胞,寿命约10天后会被(由氢离子刺激)、苦味(由多种毒性物质迷走神经(X,会厌和咽部)这些神经的新细胞替代味蕾细胞的顶端有微绒毛,暴刺激)和鲜味(由谷氨酸钠等物质刺激)感觉纤维将信息传至孤束核(延髓),再经露于口腔内,与食物中的溶解分子接触每种味觉由特定受体蛋白检测,不同区域的丘脑腹后内侧核中继至初级味觉皮层(岛叶味蕾对不同味道的敏感度有差异和额叶下部)躯体感觉系统触觉温度觉痛觉触觉由分布在皮肤和黏膜中的多种温度感知依赖于离子通道蛋白家族痛觉由分布广泛的伤害感受器(自机械感受器介导,包括美尼尼小体(TRP通道),分布在自由神经末由神经末梢)介导,响应可能造成(迅速适应,感知振动)、梅克尔梢TRPV1-4感知热和温暖组织损伤的刺激这些感受器可被盘(慢速适应,感知持续压力)、(TRPV1也对辣椒素敏感),而机械力、极端温度、化学刺激和炎鲁菲尼小体(慢速适应,感知皮肤TRPM8和TRPA1感知冷和寒冷症介质激活疼痛信号通过Aδ纤拉伸)和毛囊感受器(感知毛发移这些受体在不同温度范围内激活,维(快,锐痛)和C纤维(慢,钝动)提供温度变化的连续感知痛)传导本体感觉本体感觉提供身体位置感和运动感,依靠分布在肌肉、肌腱和关节的专门感受器肌梭感知肌肉长度变化,高尔基腱器官监测肌腱张力,关节感受器检测关节角度这些信息对平衡和协调运动至关重要运动系统的组织大脑皮层最高级运动控制中心1皮层下结构2基底神经节和小脑脑干3调节姿势和自动运动脊髓4包含运动神经元和反射回路骨骼肌5执行运动的效应器运动系统以分层方式组织,具有多级控制和并行处理路径大脑皮层是最高级控制中心,特别是额叶的初级运动皮层(M1)和前运动区,负责运动规划和发起复杂的随意运动皮层下中枢包括基底神经节(参与运动选择和学习)和小脑(确保运动精确和协调)脑干包含多个与运动相关的结构,如前庭核(平衡控制)、红核和网状结构(姿势调节)脊髓含有下运动神经元,直接支配骨骼肌,并包含多个反射回路运动系统可分为两个主要通路锥体系统(随意精细运动)和锥体外系统(姿势调整和自动运动)这些系统相互协作,确保运动的顺利执行锥体系统皮质起源锥体系统是控制精细随意运动的主要下行通路它主要起源于大脑皮层的初级运动区(M1,位于中央前回),但也接收前运动区、辅助运动区和体感皮层的贡献这些区域的锥体神经元(皮质脊髓元)发出构成锥体束的轴突下行路径锥体束纤维下行通过内囊,经脑干到达延髓下部的锥体交叉处在此,约70-90%的纤维交叉至对侧,形成外侧皮质脊髓束;剩余纤维保持在同侧,形成前皮质脊髓束(这些纤维大多在脊髓节段水平交叉)脊髓终止锥体束纤维在脊髓终止于两个主要位置直接与前角运动神经元形成突触(单突触连接,允许最精细的控制),或与中间神经元形成突触,后者再连接多个运动神经元(多突触连接,用于协调活动)体表映射初级运动皮层中锥体细胞的排列反映了运动同源图,身体各部分按固定模式表示需要精细控制的区域(如手、面部和舌头)在皮层中占据不成比例的大面积这种映射组织解释了小范围损伤可能导致特定身体部位运动障碍锥体外系统定义与组成主要下行通路临床意义锥体外系统包括除锥体束以外的所有参与锥体外系包含多条下行通路前庭脊髓束锥体外系损伤导致的症状与锥体系统损伤运动控制的通路和结构主要结构包括基(调节头部和身体位置以维持平衡)、网明显不同锥体外系障碍通常表现为肌张底神经节、小脑、丘脑、脑干核团和各种状脊髓束(调节肌张力和姿势)、交叉红力异常(如帕金森病的肌僵直或舞蹈病的下行通路这个系统协调工作,调节姿势、核脊髓束(控制上肢粗大运动)和丘脑脊肌张力低下)、不自主运动(如震颤、舞肌张力、自动运动和背景运动,为精细随髓束(与网状脊髓束功能类似)这些通蹈样动作、手足徐动)和运动贫乏锥体意运动提供支持路主要起源于脑干核团,受高级中枢调控外系药物如多巴胺能药物和抗胆碱能药物在这些疾病治疗中发挥重要作用脊髓的结构和功能解剖结构脊髓节段反射功能脊髓是中枢神经系统的延伸,从枕骨大孔延脊髓分为31个节段8颈段、12胸段、5腰脊髓是多种反射的整合中心,包括拉伸反射伸至腰1-2椎体水平(成人)横断面上,段、5骶段和1尾段,每段发出一对脊神经(维持肌张力)、屈肌反射(撤离有害刺激)脊髓分为中央的灰质(呈H或蝴蝶形)由于脊髓比脊柱短,下部脊神经在到达相应和交叉伸肌反射(维持平衡)这些反射不和周围的白质灰质含有神经元细胞体,分椎间孔前需沿脊柱下行一段距离,形成马尾需要大脑参与就能完成,但通常受上级中枢为前角(运动)、后角(感觉)和侧角(自各节段负责特定身体区域的感觉和运动功能,调控脊髓反射简化了运动控制,使基本保主神经)白质含有上行和下行的神经纤维形成特定的皮节分布护性反应能快速自动发生束,分为前、侧、后索脊神经的组成和分布基本结构1脊神经是31对混合神经,含有感觉和运动纤维,通过脊髓每节段的前根和后根形成感觉(传入)纤维起源于外周感受器,其细胞体位于后根神经节;运动(传出)纤维起源于脊髓前角和侧角的神经元前后根在椎间孔处汇合形成短的脊神经干,随后分为前支、后支和脑膜支支配区域2脊神经后支主要支配背侧身体肌肉和皮肤脊神经前支支配躯干前外侧和四肢肌肉及皮肤,更为复杂除T2-T12的前支形成单一节段的肋间神经外,大多数脊神经前支相互交织形成神经丛颈丛(C1-C4)、臂丛(C5-T1)、腰丛(L1-L4)和骶丛(L4-S4)重要神经丛3颈丛分支包括膈神经(支配膈肌)和颈横神经等;臂丛形成支配上肢的主要神经,如正中神经、尺神经和桡神经;腰丛分支包括股神经和闭孔神经;骶丛产生坐骨神经(身体最大的神经)等这些神经丛的结构使得特定脊髓节段损伤会产生特征性的功能缺损模式皮节分布4每个脊髓节段通过其脊神经接收和支配特定身体区域的感觉和运动功能,形成有规律的皮节分布了解皮节分布图对于定位脊髓或神经根损伤部位至关重要例如,T4皮节位于乳头水平,T10在脐水平,L4支配内踝,S1负责外踝等自主神经系统交感副交感vs特性交感神经系统副交感神经系统起源胸腰段脊髓T1-L2脑干和骶段脊髓S2-S4节前纤维短长节后纤维长短神经节位置椎旁和椎前神经节靠近或位于靶器官内主要神经递质去甲肾上腺素节后乙酰胆碱节后反应范围广泛性战或逃局部性休息与消化瞳孔扩大缩小心率增快减慢支气管扩张收缩消化活动减少增加自主神经系统控制内脏功能,包括心血管、呼吸、消化、排泄、体温调节和生殖功能它分为交感和副交感两个分支,这两个分支在大多数器官上有拮抗作用,共同维持内环境平衡两者均为两神经元系统,包括节前和节后神经元脑神经对脑神经概述12嗅神经I纯感觉性脑神经,负责嗅觉起源于鼻腔上部的嗅上皮,经筛板进入嗅球特殊之处在于其神经元具有再生能力,这是中枢神经系统中罕见的现象视神经II纯感觉性脑神经,传导视觉信息实际上是中枢神经系统的延伸,而非真正的周围神经视神经纤维在视交叉部分交叉,然后继续作为视束前往外侧膝状体动眼神经III主要为运动性,控制上睑提肌和除上斜肌和外直肌外的所有外眼肌还含有副交感纤维,支配瞳孔括约肌(瞳孔缩小)和睫状肌(调节)动眼神经麻痹导致眼睑下垂、眼球外展和下转、瞳孔散大和调节障碍滑车神经IV最细的脑神经,控制上斜肌,让眼球下转和内收它是唯一从脑干背侧发出的脑神经,也是交叉最完全的脑神经损伤导致复视,尤其在向下内侧注视时明显重要脑神经的功能三叉神经V最大的脑神经,混合性,但主要为感觉性负责面部、鼻腔和口腔前2/3的感觉,以及咀嚼肌的运动分为三支眼支V
1、上颌支V2和下颌支V3,前两支纯感觉,第三支混合三叉神经痛是常见的与该神经相关的疾病,特征为一侧面部剧烈闪电样疼痛面神经VII主要为运动性,支配所有面部表情肌同时含有副交感纤维(支配泪腺和唾液腺)和味觉纤维(舌前2/3)贝尔麻痹是最常见的面神经疾病,通常为单侧急性面瘫,导致同侧面部表情肌瘫痪迷走神经X分布最广泛的脑神经,含有多种纤维类型提供咽喉肌肉的运动支配,传递咽部感觉和味觉,并通过副交感纤维广泛调节胸腹腔脏器功能,包括心率控制语言中枢布罗卡区和韦尼克区布罗卡区韦尼克区布罗卡区位于优势半球(通常是左侧)额叶下回后部,对应44和韦尼克区位于优势半球颞叶上回后部,对应22号皮质区该区域45号皮质区该区域参与语言产生和语音规划,包括语法处理和负责语言理解和语义处理,是听觉词汇表征的中心它与初级听句法组织它与邻近的初级运动皮层连接,协调语言发音所需的觉皮层和角回等区域密切连接,整合听觉信息和概念意义复杂肌肉活动布罗卡区损伤导致表达性(运动性)失语,患者理解语言能力相韦尼克区损伤导致感觉性失语,特征是语言理解能力严重受损,对保留,但语言表达严重受损言语通常缓慢、费力、不流利且而语言流畅度保留患者言语流畅但缺乏内容,常含有新造词和电报式,语法结构简化患者常清楚意识到自己的缺陷,可能表语义错误由于缺乏语言监控,患者可能不意识到自己的言语无现沮丧意义,听者难以理解记忆的神经基础短时记忆工作记忆/短时记忆是容量有限的暂时性记忆系统,可保持信息数秒至数分钟前额叶皮层,特别是背外侧部分,在工作记忆中起关键作用,允许信息的暂时保持和操作短时记忆依赖神经元的持续活动而非结构性变化,因此容易受到干扰长时记忆转换短时记忆向长时记忆的转换(记忆巩固)涉及海马体复合物,包括海马体本身和周围的内嗅皮层、嗅周皮层和海马旁回这些结构不存储记忆本身,而是协调皮层不同区域存储的记忆成分的整合,这个过程可能需要数天至数年长时记忆存储长时记忆实际存储在大脑皮层的不同区域,根据记忆内容而异视觉记忆存储在视觉皮层,运动技能存储在运动相关区域等长时记忆依赖于突触可塑性机制,如长期增强LTP和长期抑制LTD,导致神经网络的持久改变记忆检索记忆检索是一个重建过程,涉及记忆编码时激活的神经网络的部分重激活前额叶皮层在控制记忆检索过程中发挥重要作用,而海马体则帮助整合存储在不同皮层区域的记忆片段,重建完整记忆检索可以由内部线索或外部刺激触发海马体在记忆中的作用结构特点空间导航1位于颞叶内侧,C形结构包含位置细胞,形成认知地图2情景记忆记忆巩固4整合事件的时间、空间背景3短时记忆转换为长时记忆海马体是大脑中最受研究的结构之一,在记忆形成中扮演核心角色它的独特神经环路由齿状回、CA3区、CA2区和CA1区组成,信息主要沿三突触回路流动从内嗅皮层到齿状回,再到CA3,最后到CA1和海马旁回这个回路支持记忆编码和初期巩固海马体对情景记忆(事件发生的时间、地点和背景)特别重要,而对程序性记忆(如骑自行车等技能)影响较小双侧海马体损伤会导致顺行性遗忘(无法形成新记忆)和有限的逆行性遗忘(失去损伤前一段时间的记忆)著名的HM病例,因癫痫治疗切除双侧颞叶内侧部分,导致严重记忆缺损,为理解海马体功能提供了关键见解情绪的神经环路杏仁核杏仁核是情绪处理的核心结构,特别是恐惧和威胁检测位于颞叶内侧,由多个亚核组成基外侧杏仁核接收感觉信息,中央核输出至脑干和下丘脑,触发自主反应杏仁核损伤会导致恐惧反应缺失,而过度活动与焦虑障碍和PTSD相关前额叶皮层前额叶皮层,尤其是腹内侧和眶额部分,在情绪调节中起关键作用它与杏仁核有广泛连接,能够抑制不适当的情绪反应眶额皮层受损会导致冲动控制能力下降、社交行为异常和情绪调节困难,而内侧前额叶功能异常与抑郁症相关边缘系统边缘系统是参与情绪处理的相互连接的结构网络,包括杏仁核、海马体、扣带回、隔区和下丘脑等这些结构协同工作,整合情绪体验的认知、自主和行为成分边缘系统还与奖励系统密切相关,参与积极情绪和动机行为岛叶皮层岛叶在内感受和情绪体验的躯体感觉方面发挥重要作用它监测身体内部状态,对疼痛、温度、内脏感觉等敏感,并将这些信息转化为情绪感受岛叶也参与厌恶情绪和社交情感如同情、羞耻和内疚的处理,对自我意识情绪重要睡眠的神经调控唤醒系统1脑干网状激活系统是维持觉醒的关键,包括蓝斑(去甲肾上腺素)、中缝核(5-羟色胺)、腹侧被盖区(多巴胺)等核团这些结构向大脑皮层发送广泛的兴奋性投射,维持觉醒状态下丘脑的外侧区和结节乳头体核(含有组胺和促黑素细胞激素神经元)也促进觉醒睡眠促进系统2前丘脑的腹外侧视前核和中缝核含有GABA能神经元,通过抑制唤醒中枢促进睡眠这些睡眠开关受下丘脑释放的催眠因子(如腺苷)调节,腺苷随清醒时间延长而积累,增加睡眠压力褪黑素(由松果体产生)调节昼夜节律,在黑暗中增加非快速眼动睡眠3NREM睡眠占成人睡眠约75-80%,分为三个深度递增的阶段特征是脑电图上的慢波活动,由丘脑-皮层神经元的同步振荡产生NREM期间,皮层活动减少,但不完全停止这一时期重要的生理过程包括生长激素释放、组织修复和某些形式的记忆巩固快速眼动睡眠4REM睡眠由脑桥中的胆碱能神经元触发,特征是眼球快速运动、肌肉萎缩(由于脑干核团抑制运动神经元)和做梦活动增加脑电图类似清醒状态(去同步化),但伴随肌电活动抑制REM睡眠可能对情绪调节和程序性记忆巩固特别重要意识的神经基础激活系统丘脑皮层网络前额叶顶叶网络--意识依赖于脑干网状激活系统维持的大脑丘脑与皮层之间的反馈循环对意识体验至前额叶和顶叶皮层形成全局工作空间网皮层适当激活水平这一系统起源于脑干,关重要特定丘脑核团(如丘脑内侧中央络,整合来自不同脑区的信息,产生统一包括蓝斑、中缝核和腹侧被盖区等结构,核和丘脑网状核)调节皮层激活,而特异的意识体验这一网络特别是前额叶背外向丘脑和皮层发送广泛投射网状激活系性丘脑核团则传递感觉信息丘脑损伤,侧部和顶叶内侧部之间的长距离连接,被统损伤可导致昏迷或持续性植物状态,即特别是双侧或涉及内侧核团的损伤,常导认为是有意识感知的基础该网络损伤可使大脑皮层完好致意识障碍导致特定意识内容的缺失神经可塑性突触可塑性结构可塑性皮层重映射神经发生神经可塑性最基本的形式是突触效能的神经系统还表现出更大尺度的结构变化,感觉和运动皮层区域可随经验重新分配,某些脑区,如海马体的齿状回和侧脑室变化,如长期增强LTP和长期抑制包括树突棘形成和消除、轴突和树突分这称为皮层重映射例如,失去一根手下区,在成年后仍保留产生新神经元的LTDLTP是持续的突触强化,通常通支的重塑,甚至新突触和神经元连接的指后,该手指的皮层代表区域会被相邻能力(成人神经发生)新生的神经元过NMDA受体介导,涉及后突触AMPA形成这些变化允许神经回路根据经验手指占据;或者intensive training可整合入现有回路,增加网络可塑性受体增加和突触结构改变LTD则减弱和使用情况重组,是使用依赖性可塑性of specificskills canexpand their这一过程受运动、丰富环境和学习的促突触连接这些机制被认为是学习和记的基础cortical representations.This进,而压力和衰老则抑制它忆的细胞基础process involvesunmasking ofexistingconnections andsproutingof newones.脑发育的关键期神经发生1神经发生始于胚胎期第3周,脊索诱导神经外胚层形成神经板,随后折叠形成神经管神经管前部膨大形成三个原始脑泡,后来发展为前脑(端脑和间脑)、中脑和后脑(脑桥、小脑和延髓)神经干细胞的增殖和分化产生大量神经元,人脑大部分神经元在出生前形成神经元迁移2新生神经元从脑室区的生发区迁移至最终目的地放射状迁移沿胶质细胞指引神经元形成皮层的内向外发展;切向迁移则使神经元水平移动迁移异常可导致皮质发育不良、裂脑回异常等大脑皮层六层结构按内向外顺序形成,深层先于浅层轴突导向与突触形成3神经元发出轴突,在生长锥引导下寻找目标细胞导向受化学信号(如神经营养因子、诱导因子和排斥因子)调控突触形成始于胎儿期,但在婴儿期达到高峰,涉及前突触和后突触成分的精确匹配初期形成过多连接,随后通过经验依赖性修剪优化髓鞘形成4髓鞘是包裹轴突的绝缘层,由少突胶质细胞(中枢)或施万细胞(外周)形成,显著提高信号传导速度髓鞘形成在不同脑区按特定时间顺序进行,从脊髓到脑干,再到小脑和大脑前额叶等高级区域的髓鞘形成持续至成年早期,与认知功能成熟相关神经退行性疾病概述神经退行性疾病是一组慢性进行性疾病,特征是特定神经元群体的选择性死亡,导致功能丧失常见的神经退行性疾病包括阿尔茨海默病(特征是淀粉样蛋白斑块和神经纤维缠结,影响记忆和认知)、帕金森病(黑质多巴胺能神经元变性,导致运动症状)、亨廷顿舞蹈症(纹状体中型棘状神经元选择性死亡)和肌萎缩侧索硬化症(运动神经元退化)这些疾病共享某些病理机制,包括蛋白质错误折叠和聚集、线粒体功能障碍、氧化应激、神经炎症和细胞死亡通路激活许多神经退行性疾病有遗传成分,但环境因素也很重要虽然目前大多数神经退行性疾病尚无治愈方法,但研究正集中于早期诊断标志物和针对基础病理机制的治疗策略脑卒中的类型和机制87%缺血性卒中比例大多数脑卒中是由血管阻塞导致的脑组织缺血引起,而非出血性损伤32%复发风险脑卒中患者在五年内发生第二次卒中的几率约为三分之一,突显预防的重要性小时3-
4.5溶栓时间窗缺血性卒中后使用组织型纤溶酶原激活剂tPA的推荐时间窗口,超过则风险增加千万2每次卒中死亡神经元数典型的中等大小脑卒中每分钟会杀死约200万个神经元,强调快速治疗的必要性脑卒中分为两大类缺血性卒中和出血性卒中缺血性卒中是由动脉阻塞导致脑组织缺血和坏死,可进一步分为血栓性(当地形成的血栓)、栓塞性(远处脱落的栓子)和血液动力学性(全身灌注不足)出血性卒中则是由脑内血管破裂导致的,包括脑内出血和蛛网膜下腔出血缺血性损伤发展为一个中心坏死区(缺血核心)和周围潜在可挽救的组织(缺血半暗带)治疗目标是快速重建血流并挽救半暗带急性期管理包括溶栓治疗、机械取栓和支持治疗,而长期管理则注重危险因素控制和卒中康复脑卒中是全球主要死亡和残疾原因,但通过识别预警症状和紧急治疗,许多不良后果可以预防癫痫的神经机制神经元异常兴奋癫痫的基本机制是大脑中神经元群体的异常、过度和同步放电这种异常活动可能源于单个致痫病灶或更广泛的神经网络在细胞水平,涉及膜兴奋性增加、抑制减弱和神经元同步增强兴奋抑制失衡/正常大脑功能依赖兴奋性谷氨酸能和抑制性GABA能神经传递的平衡癫痫常与这种平衡破坏有关,可能是由于GABA功能减弱、谷氨酸信号增强、或离子通道(如钠、钾、钙通道)功能改变导致癫痫灶形成多种因素可导致癫痫灶形成,包括发育异常、颅脑外伤、脑卒中、感染、肿瘤和遗传突变这些条件可能导致神经环路重组,如苔藓纤维出芽(海马体中的异常连接)和抑制性中间神经元丧失,创造促进异常放电的环境发作扩散局灶性发作可通过几种机制扩散神经元间的直接电突触传播;细胞外钾离子和谷氨酸堆积;以及通过神经解剖连接的活动传播这种扩散可导致发作全面化,产生意识丧失和全身强直-阵挛发作脑肿瘤的分类胶质瘤脑膜瘤垂体腺瘤听神经瘤胚胎性肿瘤其他脑肿瘤按起源可分为原发性(起源于脑组织)和继发性(转移性,源于身体其他部位的癌症)原发性脑肿瘤进一步按组织学分类,最常见的类型包括胶质瘤(源于胶质细胞,如星形细胞瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤和胶质母细胞瘤);脑膜瘤(源于覆盖大脑的脑膜);垂体腺瘤(发生在垂体腺体);和听神经瘤(源于前庭神经鞘)世界卫生组织WHO将脑肿瘤分为I-IV级,反映其恶性程度I级肿瘤生长缓慢,预后通常良好;IV级肿瘤高度恶性,生长迅速,预后差胶质母细胞瘤WHO IV级是最常见和最具侵袭性的原发性脑肿瘤,中位生存期约14-16个月脑肿瘤症状取决于肿瘤大小、位置和生长速度,可能包括头痛、癫痫发作、认知变化和局灶性神经缺损课程总结和展望核心知识点回顾临床应用价值研究前沿展望在本课程中,我们系统地学习了神经系统的组神经系统知识对理解和诊断神经系统疾病至关神经科学是当前生命科学研究中最活跃的领域织原理和功能机制,从基本神经元结构到复杂重要通过本课程学习,我们能够将基础解剖之一脑连接组学、神经可塑性、神经干细胞脑区功能,从中枢神经系统到外周神经系统与生理知识应用于临床实践,有助于神经系统治疗和脑机接口等前沿技术正迅速发展,有望我们了解了大脑皮层的层状结构与区域分工,检查、定位诊断和治疗方案的制定脑卒中、为神经系统疾病的理解和治疗带来革命性进展认识了突触传递的基本原理,探讨了神经环路癫痫、神经退行性疾病等常见疾病的机制也得未来的研究将更加关注功能连接和网络层面的的整合机制到了深入讨论神经机制本课程为您提供了理解大脑和神经系统的基础知识框架,但神经科学领域广阔而深邃,仍有许多未解之谜等待探索希望这门课程能激发您对神经科学的兴趣,为将来的深入学习和研究奠定基础无论您未来从事临床医学、基础研究还是相关应用领域,这些知识都将是宝贵的资源。
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