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神经系统生理欢习课课将讨结迎学神经系统生理程本程深入探人体神经系统的构与功观观脑过习将能,从微的神经元活动到宏的功能整合通系统学,你了解神们维杂过经系统如何控制我的感知、运动、思和情感等复生理程们关这神经系统是人体最精密的控制系统,它与我的一切活动息息相希望课识为续关专课门程能帮助你建立完整的神经生理学知体系,并后相业程打坚础下实基课程目录第一部分神经系统基础绪论组结层质、神经系统成与功能、基本构次、神经元与神经胶第二部分神经元电活动静传导传息膜电位、动作电位、神经、突触递第三部分神经系统功能枢觉级脑中神经系统、感系统、运动系统、高功能第四部分研究方法与前沿术进神经系统疾病、研究技、前沿展与展望课为识讨本程共分四大部分,从神经系统的基本知入手,逐步深入探神经元的电生理绍关进们活动、系统功能整合,最后介相研究方法与前沿展,帮助同学建立完整的神识经生理学知体系绪论神经系统生理学概述研究对象基本任务状神经系统生理学主要研究神经揭示神经系统在正常和病理调态阐系统各部分的功能活动及其下的工作原理,明神经活节为识现机制,包括神经元的电活动与行、意及心理象的传环关为诊断动、突触递、神经路的整系,神经疾病的与治层过疗论础合等各个次的生理程提供理基学科意义认识关键对识神经系统生理学是人类自身的学科,于理解意、情感、学习记忆级脑开脑与等高功能有重要意义,也是发人工智能、机接口等前术础沿技的基现为领仅神经系统生理学是代生命科学中发展最迅速的域之一,其研究成果不深们对认识为践领刻改变了我自身的,也医学实、人工智能、教育等多个域提供了导重要指神经系统的组成与功能中枢神经系统周围神经系统信息传导功能脑脑脑脑组连过传包括大、小、干和脊髓,是神经由神经、脊神经及其分支成,接神经系统通电信号和化学信号递信挥负责枢将觉维传导系统的指中心,信息的处理、整中神经系统与身体各部分,感信息,以动作电位形式沿神经纤,调传枢将传应过传合与控息入中,运动指令出至效通突触在不同神经元之间递脑负责级认脑器传导时大高知功能,小主管运动信息的精确性和序性是神经系统协调脑连为躯础,干控制基本生命活动,脊髓根据功能可分体神经系统和自主神正常工作的基,其效率和准确性直接脑导躯对内环应接大与身体其他部位,并介反射活经系统体神经控制随意运动,自主影响机体外境的适能力调节内脏动神经活动组结杂协维内环稳协调对应现级脑维神经系统的成构精密复,各部分同工作,持机体境定,外界刺激的反,并实高功能如思、情感和识意等神经系统的基本结构层次神经网络质组环由多种神经元和神经胶成的功能性神经路神经胶质辅细支持和保护神经元的助胞神经元单神经系统的基本功能位结层观观为层级单负责传质细虽神经系统的构次由微到宏可分三个基本神经元是最基本的功能位,信息的接收、整合与递神经胶胞不传对维关营养绝缘直接参与信息递,但神经元的功能持至重要,提供支持、保护和免疫防御层质细组杂络环现这络为在更高次上,神经元和神经胶胞成复的神经网,形成功能性路,实特定的生理功能些网又整合更大的功能系终层结协调础统,最构成完整的神经系统各次构的运作是神经系统正常功能的基神经细胞的结构细胞核细遗传质导质谢细位于胞体中,含有物,指蛋白合成,是神经元代活动的中心神经元的胞较显质核大,核仁明,反映其旺盛的蛋白合成能力树突细状数树从胞体伸出的分支突起,量多且高度分支,是接收其他神经元信息的主要部位突树积连上的突棘增加了接触面,形成突触接轴突单较负责将细传导轴轴通常一且长度长的突起,信息从胞体至突末梢突表面常被髓鞘包终释质裹,末端分支形成突触前末,放神经递细胞器分布线细为传导内质细负责粒体在全胞分布,信息提供能量;网和高尔基体主要集中在胞体,蛋质丝细细态白合成;微管和微构成胞骨架,支持胞形细结应传轴树细连神经胞的构高度特化,适其信息递功能突末梢与其他神经元的突或胞体形成突触传础这结单质础接,构成信息递的基种极性构确保了信息的向流动,是神经系统功能的物基神经元分类按结构分类按功能分类单仅细觉传导觉枢•极神经元有一个突起从胞体伸出,稀少•感神经元感信息至中神经系统觉传导应•双极神经元有两个突起,主要分布于感系统•运动神经元运动指令至效器树轴络连觉•多极神经元有多个突和一个突,最常见•联神经元接感与运动神经元的中间神经元单节络数杂环级脑质础•假极神经元发育自双极神经元,常见于背根神经联神经元量最多,构成复的神经路,是高功能的物基结关则现径神经元的分类反映了其在神经系统中的不同功能和位置构上的差异与其信息处理方式密切相,功能分类体了神经信息流动的基本路神经胶质细胞类型星形胶质细胞少突胶质细胞室管膜细胞状规则状枢单层衬脑形不,突起呈星形成髓鞘包裹中神经系排列成上皮,覆枢轴脑分布,是中神经系统中统的突,增加神经冲动室和中央管,参与脊液数质传导质产环量最多的神经胶主速度每个少突胶的生和循部分室管维细轴节细脑要功能包括持离子平胞可包裹多个突的膜胞具有纤毛,帮助脑杂绝缘衡、参与血屏障形成、段,形成复的系脊液流动质损清除神经递和修复统伤小胶质细胞枢细中神经系统的免疫单细胞,源自骨髓核胞静状态状在息呈分支,被为细激活后变吞噬胞,清细除病原体和胞碎片质细虽传对关们职神经胶胞不直接参与神经信息递,但神经系统的正常功能至重要它种类多样,各司其,共为创环维同神经元造适宜的微境,持神经系统的正常运作神经胶质的功能营养支持绝缘功能质细连质许细星形胶胞接血管与神经元,运输葡少突胶和旺胞形成髓鞘,增加信号营养质调节谢传导萄糖和其他物,能量代速度,减少能量消耗免疫防御环境维持4质细监环细质废维小胶胞视微境,清除病原体和清除神经递和物,持离子平衡,参组胞碎片,参与织修复与突触形成与修剪质远传认们积维过质神经胶的功能超统知的胶水作用,它极参与神经系统的发育、持和修复程研究表明,神经胶也参与信息处理,可调节传络以突触递效率,影响神经网活动质细调关为现神经胶胞的功能失与多种神经系统疾病相,如多发性硬化症、阿尔茨海默病等,因此成代神经科学研究的重要方向神经元与神经胶质的相互作用神经发育过程信息传递调节质营养进质细释质神经胶分泌神经因子,促神经元星形胶胞可感知突触活动,放胶轴时质导传调节们还过钙存活和突生长同,神经胶引神递物突触强度它通波在质络传远经元迁移,参与突触形成与修剪,塑造神胶网中递信号,影响处突触活环经路动过质还质在髓鞘形成程中,神经元分泌信号分子星形胶参与突触外神经递的清除,调质质扩围时调节控少突胶的增殖和分化,影响髓鞘包控制递散范和作用间,间接时传裹的间和程度神经递效率能量代谢支持质过将转为给状态星形胶通乳酸穿梭机制,葡萄糖化乳酸供神经元,尤其在高度活跃下这谢应脑种代耦联确保神经元能量供,优化功能调节质谢现应续神经活动可星形胶的代通路,实能量需求与供的精确匹配,支持持的神经活动质细杂单协这仅对神经元与神经胶胞形成复的功能元,彼此密切作种相互作用不神经系统的发关础现来这育至重要,也是成熟神经系统正常功能的基代神经科学越越重视种相互作用在健康状态与疾病下的作用神经元的静息膜电位静息膜电位定义离子分布特点静奋状态时细内为细内对细为负静状态细内细内浓浓细则息膜电位是指神经元处于非兴,胞膜外之间存在的电位差,通常-70mV(胞相于胞外)息下,胞外离子存在不平衡分布胞K+度高,Na+、Ca2+和Cl-度低;胞外相反这进传础为产静稳维对关为细内约为约为细约为约为这浓种电位差是神经元行信息递的基,动作电位的生提供必要条件息电位的定持神经元功能至重要以人类神经元例,胞K+140mmol/L,Na+15mmol/L;胞外K+4mmol/L,Na+145mmol/L种度维静关键梯度是持息膜电位的形成静息膜电位的基础钠钾泵主动运输将细细消耗ATP能量,每个周期3个Na+泵出胞,2个K+泵入胞选择性通透性静状态对对息下膜K+高度通透,Na+通透性低离子浓度梯度细内形成胞外离子不平衡分布静赖关键钠钾选择钠钾过浓将息膜电位的形成依于两个因素泵的主动运输和离子通道的性通透性泵通水解ATP提供能量,逆度梯度Na+泵细将细维浓这过细维静对细出胞,K+泵入胞,建立并持离子度梯度一程消耗胞40-70%的ATP能量,反映了持息膜电位胞的重要性静状态钾开状态钠数关闭对远浓扩带息下,膜上的离子通道大部分处于放,而离子通道多,使膜K+的通透性高于Na+K+沿度梯度向外散,出细内对带负这终稳静正电荷,使胞相电种电荷分离最达到平衡,形成定的息膜电位动作电位的基础机制静息状态约静状态膜电位-70mV,Na+通道和K+通道处于息去极化开内Na+通道放,Na+流,膜电位上升至+30mV左右再极化关闭开Na+通道,K+通道放,K+外流,膜电位恢复超极化迟关闭暂静K+通道延,膜电位短低于息电位细编码传础产赖压动作电位是神经元和肌肉胞的电信号,是信息和递的基其生依于电门控性离时开关当阈约时压开子通道的序性膜电位达到值(-55mV),电门控性Na+通道快速放,Na+顺浓内现度梯度流,使膜电位迅速上升,出去极化时压开静随后,Na+通道自动失活,同电门控性K+通道放,K+外流使膜电位恢复至息水平,甚至暂静过续约现时调短低于息电位(超极化)整个动作电位程持1-2毫秒,体了离子通道精确的间控机制动作电位产生的过程-70mV静息电位细内础状态胞膜外电位差的基-55mV阈值电位临触发动作电位的界电位+30mV峰值电位去极化达到最大值1-2ms持续时间时从起始到恢复的总间产现则当阈时阈则产动作电位的生是一个全或无的象,遵循一或无法局部电位使膜电位达到值,就会触发完整的动作电位;若未达值,不生阈细压钠动作电位值是胞的一个重要特性,由电门控性通道的激活特性决定状对编码频单动作电位的幅度和形在正常条件下相恒定,不受刺激强度影响刺激强度的信息主要在动作电位的发放率中,而非个动作电位的幅这编码度种方式是神经系统信息处理的基本特征动作电位的传导无髓鞘轴突传导有髓鞘轴突传导轴连续传导产奋区阈质细枢许细轴绝缘称为结压在无髓鞘突中,动作电位以方式动作电位生的局部电流流向相邻未兴域,使其去极化达到值,触发新的动作电位髓鞘由少突胶胞(中)或旺胞(外周)包裹突形成,具有作用相邻髓鞘之间的间隙郎飞氏,富含电门控性离子通道这传导较约维觉维结产过结传导这传导种方式速度慢,
0.5-2米/秒,主要存在于自主神经系统的神经纤和某些感纤中动作电位在郎飞氏处生,通局部电流直接激活下一个郎飞氏,使动作电位呈跳跃式大大提高了速度,可达100米/秒动作电位的特性绝对不应期相对不应期最大发放频率约时内论绝对应时产应频动作电位发生后
0.5-1毫秒的间,无不期之后的一段间,神经元可以由于不期的存在,神经元有最大发放率产为刺激多强,神经元都不能生新的动作电生动作电位,但需要比正常更强的刺激此限制,一般500-1000Hz不同类型神经这状态关时时开频位与Na+通道的失活有,此通部分Na+通道已恢复,但K+通道仍处于元的最大率有所不同,与其功能特点相适状态状态应道处于不可激活放绝对应频对应导连续频编码不期限制了动作电位的最高率,保相不期致动作电位之间的间隔变最大发放率是神经元信息容量的重要过奋编码时数传护神经元不会度兴化,影响信息的间精度参,也影响突触递的可靠性这对编码关应传导时应许过调频动作电位的些特性神经信息至重要不期确保了动作电位以离散的方式,防止信号融合同,不期也允神经元通整发放率来编码频编码这传刺激强度,形成率机制了解些特性有助于理解神经系统如何精确处理和递信息局部电位和动作电位的对比特性局部电位动作电位产树细轴生部位主要在突和胞体突起始段传传导传导播特点被动,衰减性主动,非衰减性幅度特性大小可变,与刺激强度成全或无,幅度恒定正比赖离子机制多种离子通道参与主要依Na+和K+通道传功能作用信号整合信号递区产局部电位是指在神经元的局部域生的膜电位变化,包括突触后电位、感受器电位等们过传与动作电位不同,局部电位的强度与刺激强度成正比,可以相互叠加它通被动电导传数方式播,强度随距离呈指衰减负责局部电位和动作电位在神经信息处理中扮演不同角色局部电位主要信号的接收和整产则负责将稳传合,决定神经元是否生动作电位;而动作电位整合后的信息以定形式递到远这杂处种分工使神经系统能够高效准确地处理复信息神经纤维类型与传导速度120m/s纤维Aa径维直12-20μm,粗大有髓纤,主要分布于运动神经元70m/s纤维Ab径维传导觉觉直5-12μm,有髓纤,主要触和本体感30m/s纤维Ad径细维传导觉直2-5μm,有髓纤,痛、温、触等感1m/s纤维C径维传导直
0.4-
1.2μm,无髓纤,慢痛和温度维传导关轴径轴径内传导绝缘传神经纤的速度主要与两个因素有突直和髓鞘厚度突直越大,阻越小,速度越快;髓鞘越厚,效果越好,跳跃式导这维传导效率越高两个因素共同决定了不同类型神经纤的特性维临维损导选择丧围神经纤类型的差异具有重要的床意义在某些神经病变中,不同类型的纤受程度不同,致特定功能性失例如,糖尿病周神经径维导觉觉损维则径维觉觉病变常先影响小直纤,致痛和温度先受;而生素B1缺乏主要影响大直纤,引起触和本体感障碍神经元之间的突触结构化学突触电突触过称连过质连连化学突触是哺乳动物神经系统中最常见的突触类型神经元之间不直接接触,而是通突触间隙电突触又间隙接,神经元之间通特殊的蛋白通道(接蛋白)直接相,形成低阻力通约纳传质释结细传细(20-40米)分隔信息递依靠神经递的放和合路电信号可直接从一个胞递到另一个胞结储质传调节构上包括突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分突触前膜含有突触小泡,存神经递;突触电突触递速度快(几微秒),双向性,不受,主要分布在需要同步活动的神经元之间,如心质结脏节细状结后膜上分布有受体,能与特定神经递合律胞、部分网构中的抑制性中间神经元等势传较调节习记忆础传这当化学突触和电突触在神经系统中共存,各有特点和优化学突触递慢但可塑性高,能被多种因素,是学的基;电突触递快速可靠,有助于神经活动的精确同步两种突触的适配合,使神经系统能够高效灵活地处理各种信息突触的组成与功能神经递质传释递信息的化学分子,由突触前部分放突触后膜转导转含有受体和信号分子,接收并化信号突触间隙宽约纳质扩过20-40米的间隙,神经递散通突触前膜钙负责质释含突触小泡、通道,递放传关键结调区内数质当突触是神经信息递的构,具有信号放大、整合和控功能突触前膜特化域含有大量突触小泡,每个小泡装有千个神经递分子动作电位时压钙开钙内将质释到达,引起电门控性通道放,离子流触发突触小泡与突触前膜融合,递放至突触间隙质扩结开产为奋递分子散至突触后膜,与特定受体合,引起离子通道放或激活第二信使系统,生突触后电位根据引起的电位变化方向,突触可分兴性时过时产(EPSP)和抑制性(IPSP)两类一个神经元常同接收多个突触输入,通空整合决定是否生动作电位神经递质的类型胆碱类单胺类肾羟乙酰胆碱(ACh)多巴胺、去甲上腺素、5-色胺质奖赏为•神经肌肉接头主要递•多巴胺参与行节传肾觉•自主神经突触递•去甲上腺素影响警性习记忆过羟调节绪•参与学程•5-色胺情、睡眠神经肽类氨基酸类内质啡肽、P物、VIP等谷氨酸、GABA、甘氨酸质为奋质•常与经典递共存•谷氨酸主要兴性递为质•作用持久但起效慢•GABA主要抑制性递调节传传•突触递效率•甘氨酸在脊髓抑制递中重要质传关键结为质释谢神经递是化学突触信息递的分子,根据化学构和功能可分多种类型不同类型的神经递通常具有特定的合成、放和代机制,与特定的结产应受体合生不同的生理效释质时释质为协调节质对维脑关一个神经元通常主要放一种经典递,但可能同放神经肽类递作同神经递系统的平衡持正常功能至重要,多种神经精神疾质调关病与递系统失相神经递质的释放与消除合成与储存1质质终细小分子递在胞或突触前末合成,神经肽在胞体合成质转储递被主动运入突触小泡中存钙触发释放钙内动作电位到达触发离子流钙质膜泡融合3离子激活突触小泡与膜融合的蛋白复合物导SNARE蛋白介小泡与突触前膜融合质过释消除与再循环递通出胞作用放至突触间隙质摄扩释递被再取、酶降解或散稀内突触小泡膜被吞回收,形成新的小泡质释过赖杂质钙开钙浓时约这过质协调神经递的放是高度精确的程,依于复的蛋白机制动作电位使突触前膜去极化,通道放,离子度瞬升高100倍,触发突触小泡囊泡与膜融合一程由多种蛋白完成,如SNARE释时蛋白复合物、突触素等,确保放的间精确性质须终为传质单过转摄过过摄递作用后必迅速从突触间隙清除,以止信号并下一次递做准备不同递有不同的清除机制谷氨酸和胺类主要通特异性运体再取;乙酰胆碱主要通乙酰胆碱酯酶水解;GABA通再取和传时酶降解双重机制清除机制的效率直接影响突触递的间特性突触后效应兴奋性突触后电位抑制性突触后电位EPSP IPSP奋质质结开选择钠内钾钠内导导质质结开钾内钾导由谷氨酸等兴性神经递引起,递与AMPA受体等合,放非性阳离子通道,使离子流,离子外流,但离子流占主,由GABA或甘氨酸等抑制性递引起,递与受体合后放氯离子通道或离子通道,使氯离子流或离子外流,致膜超极化致膜去极化远阈奋时编码对IPSP使膜电位离值,抑制神经元兴抑制性输入可精确控制神经元活动,参与间、空间比等信息处理功能单较约时阈产这础个EPSP幅度小(
0.5-1mV),需要多个EPSP空叠加才能使膜电位达到值,生动作电位种叠加是神经元信息整合的基突触可塑性短时程可塑性续时质释关传持间从毫秒到分钟不等,包括易化、增强和抑制主要与突触前递放变化相,反映了突触递效调节记忆应过滤率的短期,参与工作和适性等功能2长时程增强LTP频传续数时数区赖钙高刺激后突触递效能长期增强,可持小至周海马CA1LTP依NMDA受体激活和突触后内导数态离子流,致受体量增加、突触形变化等长时程抑制LTD频导赖钙内浓较低刺激致的突触效能持久减弱与LTP相反,但常依相似的分子机制,如离子流,但度低对遗LTD忘不必要的信息和突触重塑很重要分子机制时转录质导结长程可塑性通常需要蛋白激酶激活、基因和蛋白合成,致突触构和功能的永久性变化这过关键CaMKII、PKA、CREB等分子在一程中起作用传认为习记忆细时突触可塑性是指突触递效能可随活动模式改变的特性,被是学和的胞机制长程增强LTP最早现现脑区证关习论在海马发,已在大多个域实存在LTP具有输入特异性、联性和持久性等特点,与Hebb学理高度吻合仅习记忆础觉应脑区现突触可塑性不是学的基,也是神经发育、感适和功能恢复的重要机制不同和突触类型表出这许脑关不同形式的可塑性,种多样性支持了神经系统处理各种信息的能力突触可塑性异常与多功能障碍相,如瘾阿尔茨海默病、成等神经调控的层次性系统层次环协调现杂多个神经路工作,实复功能神经环路络连多个局部网相互接形成功能性通路局部神经网络过连计单神经元群通突触接形成基本算元单个神经元传细单接收、整合和递信息的基本胞位调现显层单层组则单过树产神经系统的控呈明的次性,从个神经元到整个神经系统,每个次都有其特定的织原和功能特性个神经元通突整合输入,决定是否生动作络连组层状结环连脑区电位;局部神经网由相互接的神经元成,形成基本的信息处理模块,如皮的柱构;神经路接不同,完成特定的功能任务级枢环协现杂认觉级层对过侧侧别高中整合涉及多个路的同活动,实复的知功能例如,视信息处理包括初视皮基本特征的提取,然后通腹和背通路分处理是什么终记忆觉验这层结杂和在哪里的信息,最与、情感等系统整合,形成完整的视体种次性构使神经系统能高效处理复信息中枢神经系统的分区结构大脑小脑脑干为额顶脑为脑层连脑脑脑分左右半球,每半球有叶、位于大后下方,分小皮和小接大和脊髓,包括中、桥和颞缘级认脑负责协调枢叶、叶、枕叶和边叶是高核主要运动、平衡、姿延髓含有重要的生命中,如呼负责维势维习认调节枢知功能的中心,思、情感、知持和运动学,也参与某些知吸、心血管中是多条上行和觉脑层规则组结对脑、随意运动等包含大皮、基功能具有高度的织构下行通路的必经之路,也是多神节脑结底神经、丘等构经的起源脊髓内位于脊柱,延伸至第一或第二腰椎质细质水平含有灰(胞体)和白轴连脑传导(突)接大与身体,感觉和运动信息,也是多种反射的中枢枢结虽紧脑级枢负责杂中神经系统的各部分构然功能各异,但彼此密联系,形成统一的功能整体大是高中,复的认脑协调细脑连枢导感知、运动和知功能;小精运动;干控制基本生命活动;脊髓接中与外周,并介基本反射这区结进历现层级则级枢负责种分构反映了神经系统的化史和功能特化,也体了控制的原——低中基本功能,高级枢进调这结对关中行整合和控了解一构理解神经系统功能和疾病至重要脑区功能定位运动区感觉区级层区辅级躯觉层觉层觉主要包括初运动皮M
1、前运动和助运动包括初体感皮S
1、视皮V
1、听区层皮A1等额顶•位于叶中央前回•S1位于叶中央后回对侧•控制肢体随意运动•V1位于枕叶图颞•呈体部位代表排列•A1位于叶上回语言区联合区区区额顶颞区主要包括Broca和Wernicke包括前叶、--枕联合等区额额负责执•Broca位于下回•前叶行功能语关顶区•与言表达相•叶联合处理空间信息区语关颞区对识别•Wernicke与言理解相•叶联合参与象脑层现过观验现脑术断层扫大皮的功能定位是神经科学的重要发,最早通病变察和电刺激实建立代成像技如功能磁共振fMRI、正电子发射描PET等,使们脑观时脑区进脑图谱我能够在活体人中察不同任务的激活模式,一步完善了功能虽脑区关脑现赖区协现观调络连组单纯论需要注意的是,然某些与特定功能密切相,但大功能的实通常依多个域的同活动代点强功能网和接,而非的定位许级识创难对应单脑区多高功能如意、造力等,很到一脑干的生理功能生命中枢功能意识与觉醒调控枢脑调节状脑络•呼吸中位于延髓和桥,控呼吸•网激活系统从延髓至中的神经网调脑层奋状态律和深度•控大皮兴性和清醒枢调节压觉调节•心血管中位于延髓,心率和血•参与睡眠-醒周期的枢协调杂脑状结过脑•吞咽中复的吞咽动作序列干网构通多条通路投射至丘和皮这枢维识状层维觉状态脑损伤导些中功能持生命活动,即使在无意,持醒中可致昏迷态脑损伤导严下仍能运作干可致重的生命危险其他重要功能脑•眼球运动控制中上丘和动眼核势维•平衡与姿持前庭核复合体调脑导围质•疼痛控中水管周灰脑还对脑颈觉觉干是多神经的起源,控制面部表情、头部肌肉、听、味和吞咽等功能脑虽积维识状态关键结连脑脑干体小,但功能极其重要,是持基本生命活动和意的构它接大、小和脊觉传脑对维关临脑来评髓,是感和运动信息递的必经之路干的完整性生命持至重要,床上常用干反射估脑断脑干功能和判死亡脑脊液与血脑屏障脑脊液的生成与循环血脑屏障的结构与功能脑络丛产约侧脑进脑脑导脑脑细内细质细组内细紧连脊液主要由脉生,每日500ml从室经室间孔入第三室,再经中血屏障由毛血管皮胞、基底膜和星形胶胞足突成皮胞间有密进脑过侧进质过细水管入第四室,从此处通外和正中孔入蛛网膜下腔接,限制物通胞间隙脑终过颗静窦环导脑积脑对诊断脑选择许质过质脊液最通蛛网膜粒被吸收入脉循障碍可致水脊液分析血屏障性允某些物通,如氧气、二氧化碳、葡萄糖和脂溶性物,而阻止大枢肿数质质许进脑质中神经系统感染、炎症和瘤等疾病具有重要价值多水溶性物、蛋白和多药物入大,保护神经元不受血液中潜在有害物的影响500ml150ml日产生量循环总量脑产脑脊液每日总量成人脊液总容量次4-5400-600km更换频率血管总长脑换数脑脑脊液每日更次人血屏障血管总长度脑脑维脑稳内环脑仅缓击还废营养质脑则质进脑维环脊液和血屏障共同持大的定境脊液不提供机械保护,冲外力冲,参与物清除和物运输血屏障控制物出大,持神经元所需的特殊微这关境多种神经系统疾病与两个系统的功能异常相周围神经系统躯体神经系统植物神经系统躯传导觉传维传维传维来肤关节将传枢称内脏组维内环体神经系统包括感信息的入纤和控制随意运动的出纤入纤源于皮、肌肉、等处的感受器,信息至中神植物神经系统又自主神经系统,控制器官、血管和腺体等非随意活动由交感和副交感两部分成,二者在功能上相互拮抗,持传维脑经系统;出纤起源于脊髓前角和干运动核团,支配骨骼肌,控制随意运动境平衡躯识应质为损伤导觉识应质应状态应应过体神经系统的特点是受意控制,运动神经元直接支配效器骨骼肌,神经递乙酰胆碱可致感障碍或运动麻痹自主神经系统的特点是不受意控制,采用两个神经元串联支配效器,递类型多样能适不同生理的需要,如激反、消化程对维内稳态关等,持机体至重要交感与副交感神经系统特征交感神经系统副交感神经系统脑起源胸腰段脊髓T1-L2干和骶段脊髓节维前纤短长节维后纤长短节质前递乙酰胆碱乙酰胆碱节质为肾后递主要去甲上腺素乙酰胆碱战应储功能特点或逃反,耗能休息与消化,能结质显节维交感神经系统与副交感神经系统在解剖构和神经递方面存在著差异交感神经前纤短,节维节维节维对节维后纤长,广泛分布;副交感神经前纤长,后纤短,分布相局限交感神经后纤主要释肾为质放去甲上腺素,副交感神经全程使用乙酰胆碱作递对调节时扩张谢两系统靶器官的作用通常相反交感神经激活加速心率、瞳孔、增加代率、减少为战应则进缩消化活动,或逃反做准备;副交感神经减慢心率、促消化、小瞳孔,有利于机体休息对维内环稳应关单和恢复两系统的平衡持境定和适外界变化至重要某些器官如血管主要受一系统支配感觉神经系统基础感觉接收感觉编码觉将转换为过编码感受体特定形式的能量神经电信号刺激特性通神经元放电模式中枢处理信息传递脑层进级觉传枢觉区大皮行高感信息处理信号沿特定通路至中感觉内环础觉专细细结将热转换为感系统是机体感知外界和部境的基感受体是门的胞或胞构,能特定形式的能量如光、声、、机械力等感受器电位不同类型觉对锥细对蜗细对的感受体特定刺激敏感,如眼睛的视胞光敏感,耳的毛胞机械振动敏感觉转换编码将转为过过频编码过编码质过感与是刺激特性化神经信息的程刺激强度通常通动作电位率,刺激部位通激活特定神经元,刺激性通激活特定类型受体编码觉应对续应渐对环觉脑脑脑层层感系统具有适性,持刺激的响会逐减弱,有助于提高境变化的敏感性不同感通路在脊髓、干、丘和大皮等次都有特定的核区进团和域行信息处理感觉通路躯体感觉受体肤关节压觉觉分布于皮、肌肉和,感受触、温度、痛和本体感不同类型刺激由特异性受体感知初级传入纤维细节脑觉节胞体位于脊神经或神经感将觉传枢感信息入中神经系统脊髓上行通路细觉觉过内侧精触和本体感通后柱-丘系统觉觉过脑痛和温度通脊髓丘束丘脑中继觉过脑继几乎所有感信息都经丘中和处理脑躯觉继丘VPL和VPM核是主要体感中站皮层加工级躯觉层脑初体感皮S1接收丘输入级觉层区进级二感皮和联合行高加工觉组规过级传数觉过对侧关这组觉传感通路的织遵循一定律:通常经至少三神经元递;大多感信息在上行程中交叉至;信息在各个水平都有一定程度的处理;保持体部位映射系种织确保了感信息的精确递和处理专觉觉结觉侧状层觉蜗蜗内侧状颞层层觉化感受器系统如视、听等具有特殊的感受构和通路视信息从视网膜经视神经、外膝体至枕叶视皮;听信息从耳经耳核、下丘、膝体至叶听皮每个系统都有特定的信息处理方式和皮表征感信赖觉息的统一感知依于各感系统之间的整合视觉系统的生理基础视觉皮层加工状识别特征提取与形视觉通路2侧状级层视网膜→外膝体→初视皮视网膜编码3转换为光信号神经电信号光学成像状线角膜和晶体聚焦光到视网膜觉结专数层细组锥细约负责觉细觉区细视系统从构到功能都高度业化视网膜是一种特化的神经外膜,由胞成视胞(600万个)色和精视,集中分布在中央凹;视杆胞约对负责觉锥转换为细传节细(
1.2亿个)弱光敏感,夜视和周边视光刺激首先被光感受器视杆和视吸收,电信号,然后经双极胞至神经胞节细轴颞侧维侧维对侧侧状侧状维辐终级层神经胞的突形成视神经,经视交叉纤不交叉,鼻纤交叉至投射至外膝体从外膝体出发的神经纤经视射止于枕叶初视皮V1区觉级过开对缘对检测级层对选择应续觉区进信息在视通路的每一都经处理,如视网膜水平已始边和比度的初视皮神经元方位、运动方向等特征有性反,后视域一状颜步处理形、色、运动等信息听觉系统外耳和中耳将压转换为收集声波并气波机械振动2内耳转导转换为机械振动神经电信号3听觉通路继觉层信号经多个中站到达听皮4中枢处理调音、音量和空间定位的分析觉将转换为们过锤镫听系统能声波我能感知的声音外耳道收集声波,鼓膜振动通听小骨骨、砧骨、骨放大后传内内蜗满频至耳耳的耳充液体,包含基底膜和柯蒂器声波引起基底膜振动,不同率的声音在基底膜上有不频频顶编码同的最大振幅位置:高声音在基底膜基底部,低声音在部,形成位置内细觉当细弯时产释质柯蒂器上的毛胞是主要的听感受器,基底膜振动使毛胞纤毛曲,生感受器电位,放神经递激维觉过传脑蜗过榄内侧状终活听神经纤听信息通听神经至干的耳核,然后经上橄核复合体、下丘、膝体,最到颞级觉层觉杂觉层达叶的初听皮听通路复,包含多个交叉和平行通路,有助于空间定位和信号提取听皮神经对频选择应级觉层负责杂元特定率和声音模式有性反,更高的听皮复声音的加工化学感觉(味觉、嗅觉)味觉系统觉软觉细换觉味感受器位于舌头、腭和喉部的味蕾中每个味蕾含有50-100个味胞,周期性更五种基本味鲜识别觉过传脑甜、咸、酸、苦、由不同受体蛋白味信息通面神经、舌咽神经和迷走神经入孤束核,经丘级觉层岛VPM核至初味皮叶嗅觉系统觉为将树环约觉嗅感受器位于鼻腔上部的嗅上皮,双极神经元,直接突伸向外界境人类有400种不同的嗅受检测数轴传状层结节结体,可千种气味分子嗅神经突直接投射至嗅球,嗅球信息至梨皮、嗅和杏仁核等构,不过脑继经丘中化学感觉编码觉标记线编码觉细传觉则组编码味主要采用方式,不同味由特定胞和通路递嗅主要采用合,每种气味分这编码觉区数子激活多种受体,每种受体可被多种分子激活,形成特定的激活模式种方式使嗅系统能够分万种不同气味多感觉整合们觉觉觉综谓觉验约来我感知的风味是味、嗅和三叉神经感如辣、凉的合研究表明,所味体中80%自觉贡这觉觉觉质验觉绪记忆关别嗅献些感信息与视、听和地等共同塑造食物体化学感与情和系密切,特觉连缘是嗅直接接边系统觉进为对关们们评营养识别化学感系统在化上最古老,生存至重要它帮助我估食物的价值和潜在毒性,同类和危险,为绪验觉觉环数终影响社交行和情体嗅系统的特殊之处在于感神经元直接暴露于外界境,并且是少能够生再生的神经元类型躯体感觉的中枢加工丘脑定向功能皮层映射组织脑侧内侧躯觉继来觉级躯觉层顶细区组觉丘腹后外核VPL和腹后核VPM是体感信息的主要中站VPL接收自身体的感信初体感皮S1位于叶中央后回,由四个胞柱成3a,3b,1,2,处理不同类型的感信来觉图积该觉息,VPM接收自头面部的感信息息S1呈体部位代表排列,身体各部分的表征面与部分的感敏感性成正比脑仅觉继还选择状态调节传脑状级躯觉层顶顶杂觉识别侧顶区丘不是感信息的中站,有重要的功能,可根据注意入信息的增益丘网二体感皮S2位于叶盖,接收S1输入,参与复触和双整合叶后部联合整合调节层奋过觉觉核参与皮兴性和注意程,影响感信息的加工不同感信息,形成物体的空间和物理特性表征躯觉枢过级级觉层觉质级觉区则杂识别觉觉层体感信息在中神经系统经多加工初感皮主要处理基本感特征,如位置、强度、地等;高感域加工更复的特性,如物体和感-运动整合感信息的皮处理遵循两条主要通路:侧负责导侧负责识别背通路在哪里空间位置和运动引,腹通路是什么物体和特性分析运动系统的生理基础上位运动神经元下位运动神经元脑层脑细脑位于大皮和干的神经元,控制下位运动神经元直接支配骨骼肌的神经元,胞体位于脊髓前角和质锥质为维活动包括皮脊髓束体束和皮延髓束,起源干运动核团分α运动神经元支配普通肌纤和级层区辅区内维于初运动皮、前运动和助运动的神经γ运动神经元支配肌梭的肌纤终来元下位运动神经元是最共同通路,整合自上位运锥负责细细觉传体束主要精随意运动,尤其是手部精动作;动神经元、感入和脊髓中间神经元的输入下质状负责势态损伤导缩皮-网脊髓束系统姿和步的控制上位位运动神经元致肌无力、肌萎和反射消失损伤导张细缓运动神经元致肌力增高、精运动障碍等弛性麻痹等运动单位维组单维为一个运动神经元及其支配的所有肌纤成一个运动位根据肌纤类型和功能可分三类:S型慢肌,抗疲劳劳劳,FR型快肌,抗疲,FF型快肌,易疲单则单渐单这细运动位的招募遵循尺寸原:先激活小运动位S型,再逐激活大运动位FR和FF型确保了精力单数量控制和最佳能量利用不同肌肉的运动位量和大小差异很大组现显层级结层脑层规层节脑运动系统的织呈出明的构:最高次是大皮,划和启动随意运动;中间次包括基底神经和小,调节执层脑环层损伤导运动的行;最低次是脊髓和干,包含基本运动程序和反射路每个次的会致特征性的运动障碍赖觉馈觉闭环馈预测馈稳运动控制依感反,形成感-运动系统前控制和反控制校正共同确保运动的准确性和定练赖内脑过验预测结这对临诊断疗性熟的运动依部模型,大根据去经运动果并优化控制理解一系统床和康复治关至重要脊髓反射种类肌牵张反射屈肌反射缩肌肉被动拉伸引起的收有害刺激引起的肢体屈曲简单单•最的突触反射•多突触反射调节应•骨骼肌长度自动•保护性撤离反•膝跳反射是典型例子•可伴有交叉伸肌反射节律性反射伸肌反射产维势生交替运动模式持站立姿的伸肌活动枢关节•中模式发生器控制4•由肌肉和感受器激活•行走、游泳等基本模式•支持身体重量觉调节•高度自动化的运动序列•受前庭和视输入临牵张维张势础临过检脊髓反射是最基本的神经控制机制,具有重要的生理和床意义肌反射是持正常肌力和姿的基,床上通查腱反射如膝跳反射、跟腱反评这损伤时进损伤时射等估脊髓功能完整性些反射在上位运动神经元亢,下位运动神经元减弱或消失时伤则维势节这屈肌反射是重要的保护性反射,危险刺激迅速撤离肢体,减少害伸肌反射持身体姿和支持重量律性反射支持步行等基本活动些反射由级枢脑层脑节监调节协调标导对关高中如大皮、小和基底神经督和,确保运动的和目向性脊髓反射的平衡正常运动功能至重要反射弧结构运动输出部分中枢整合部分组们轴过感觉接收部分由脊髓前角的α和γ运动神经元成,它的突通脊髓前根质简单单连杂围缩位于脊髓灰,包括从的突触接到复的多神经元网和周神经到达靶肌α运动神经元直接控制骨骼肌收,γ运觉络简单牵张杂调节维张包括特定的感受体,如肌梭感知肌肉拉伸、高尔基腱器官反射如反射可能只涉及一个突触,而复反射动神经元肌梭敏感性,共同持正常肌力张肤觉将节感知肌肉力、皮机械感受器和痛感受器等受体特如屈肌反射涉及多个中间神经元和多个段协缩时转换为觉维反射活动通常涉及肌肉同作用:主动肌收的同,拮抗肌被定刺激感受器电位,激活感神经纤仅还调这协调中间神经元不整合脊段输入,接收下行通路的控,使反射抑制相互抑制种确保了运动的平滑和有效觉细节轴进应标过感神经元的胞体位于脊神经,其突入脊髓后根不活动适整体运动目抑制性中间神经元通GABA和甘氨觉过径维传导传导导调节同感通不同类型和直的神经纤,影响反射的酸介的突触抑制反射强度速度和特性单负馈调牵张为觉奋缩这负反射弧是神经系统的基本功能位,构成了反控机制以肌反射例,肌肉被动拉长→肌梭感受拉伸→感神经元激活→脊髓前角运动神经元兴→肌肉收→抵抗原始拉伸种反馈维稳关节机制有助于持肌肉长度恒定,定位置级枢调节应为时牵张维态节细时这检反射活动可被高中,使其适行需要例如,跑步γ运动神经元活动增强,提高肌梭敏感性,增强肌反射,有利于持步律;而需要精操作,些反射可能被抑制反射查是神临评组经系统床估的重要成部分,不同疾病有特征性的反射改变复杂运动调控小脑功能基底神经节功能脑枢负责协调习节脑纹状状苍小是运动控制的重要中,主要、精确性和运动学它不是运基底神经是大深部的神经核团集合,包括体尾核和壳核、白过较预时调质脑过调节脑层环动的启动者,而是运动的校正者,通比期和实际运动差异,实整球、黑和丘下核它主要通丘-皮路影响运动执运动行节进基底神经功能基于直接通路促运动和间接通路抑制运动的平脑独环结维缘维别传过别这调节小的作用机制基于其特的神经路构:平行纤和攀纤分递衡多巴胺通D1和D2受体分激活两条通路,运动启动和抑制预过细误脑为节选择执习期和实际信号,通浦肯野胞整合,形成差信号小分三个基底神经参与动作、程序化运动序列的行和程序性运动学区脑脑态脑细功能:前庭小平衡、脊髓小体位和步和小半球精运动节现为基底神经疾病表运动启动障碍帕金森病或不自主运动舞蹈病、肌脑损伤导协调调测过颤张调许节小致运动不共济失、量度超量运动、意向性震力障碍等多巴胺系统失是多基底神经疾病的核心机制瘫痪和眼球运动异常等,但不会引起肌无力或脑节虽连执过脑层脑环脑时调误节小和基底神经不直接接运动行器官,但通与大皮和干的路影响运动控制小主要参与实运动整和差校正,基底神经主要参选择协畅标导与运动和启动两者同工作,确保运动的流性和目向性现脑节仅还认脑时语节奖赏习代研究表明,小和基底神经不参与运动控制,涉及知和情感功能例如,小参与间感知和某些言功能;基底神经参与决策、学和记忆这认释这结时状工作反映了运动控制与其他知功能的密切联系,也解了些构病变常见的非运动症高级中枢的整合功能联合区的整合作用语言区功能记忆区网络脑区级觉层负责语级脑区记忆单结脑区协大联合位于初感和运动皮之外,整合言是人类特有的高功能,涉及多个特化不是一构的功能,而是多个同作用的觉态杂认额区负区额负责语语结内侧颞负责记忆不同感模信息和复知处理前叶联合Broca下回后部言表达和法处果海马和叶情景形成和早期存责执规顶区关区颞负责语储脑层负责记忆储额记忆行功能、决策和划;叶联合处理空间系理;Wernicke上回后部言理解;角回参与;大皮长期存;前叶参与工作颞区识别记忆颞顶阅读词汇额顶环语记忆节脑记忆和注意;叶联合参与物体和;枕交界和处理;路参与音处理和策略;基底神经和小参与程序性;杏仁区觉绪记忆整合多感信息数语枢语势核参与情大多人的言中位于左半球言优半球,但存区过层内层连将语侧语记忆编码巩阶阶联合通密集的皮和皮间接,分散处理在个体差异言加工遵循双通路模型:背通路形成包含、固和提取三个段,每个段为认验这识转换侧语语区损伤导脑区记忆陈的信息整合统一的知体种整合是意、注音-运动和腹通路义处理言涉及不同和神经机制不同类型的如述级维础区损伤导杂认语语陈赖环脑损伤意和高思的基联合可致复的知致不同类型的失症,反映了言处理的模块化特性和非述性依不同的神经路,因此特定认执选择记忆障碍,如失用症、失症和行功能障碍性可能性影响某类级枢杂层层结协这们连贯杂计应对环进维创高中整合是神经系统最复的功能之一,涉及皮和皮下多个构的同活动种整合使我能够感知的世界,制定复的划,灵活境变化,行抽象思和现络们这过造性活动代功能影像学如fMRI和网分析方法使我能更全面地理解些程学习与记忆的神经机制编码转换为过信息首次被神经系统处理并神经表征的程内侧颞•叶处理情景信息额编码•前叶参与有效策略绪状态编码质•注意和情影响量巩固稳记忆转为稳记忆过初始不定的痕迹变定长期的程细•突触可塑性是胞水平机制巩记忆组•系统固涉及重和迁移记忆巩关键•睡眠在固中起作用提取储记忆进识过激活存的并使其入意的程线赖应•索依性和情境恢复效额检•前叶控制有效索策略记忆巩•提取引起再固习记忆础连时别学和的神经基是突触可塑性,即神经元接强度可根据使用模式发生变化长程增强LTP是最重要的突触可塑性形式,特是在海区频诱导钙内关数马CA1,由高刺激,与NMDA受体激活和离子流有突触可塑性的分子机制涉及受体量增加、突触后密度增大和新突触形成记忆为环陈记忆赖层陈记忆习赖节脑可分不同类型,各有特定的神经路述性事实和事件依海马-皮系统;非述性中的技能学依基底神经和小;绪记忆习惯纹状脑龄记忆缩额情涉及杏仁核;和条件反射涉及体和小随着年增长,功能下降,与海马萎、前叶功能减退和突触可塑性减弱有关这开认疗记忆了解些机制有助于发知增强策略和治障碍的方法情感与行为调控边缘系统结构缘绪绪习绪记忆带绪监测额层边系统是情处理的核心,包括杏仁核恐惧和情学、海马情、前扣回情注意和冲突、眶叶皮绪调节脑内应这结过杂络产绪验为情和决策和下丘自主神经和分泌反些构通复网相互作用,生情体和行表达神经递质调控绪为质调节调节奖赏为肾觉羟调节绪状态情和行受多种神经递系统多巴胺系统和动机行;去甲上腺素影响醒和注意;5-色胺情为奋质内应应调节和冲动控制;GABA和谷氨酸作主要抑制和兴性递平衡神经活动;啡肽等神经肽参与激反和疼痛情绪环路功能绪环脑层环胁侧纹状额环奖赏乐验内侧额情处理涉及多个并行路:杏仁核-丘-皮路处理恐惧和威;腹体-前叶路参与和快体;前叶-缘环负责绪调节认这环协调产杂绪验应为应边路情和知控制些路的活动生复的情体和适性行反情绪障碍机制绪环质调关羟肾缘质环情障碍与特定神经路和递系统失相抑郁症涉及5-色胺和去甲上腺素系统功能降低,以及边-皮路活动异虑过额关瘾奖赏应额常;焦障碍与杏仁核度活跃和前叶控制减弱有;成障碍反映了系统适性变化和前叶控制减弱为调现脑内环产应应绪仅观验还应认情感与行控体了大如何整合外境信息,生适性反情不有主体成分,包括生理反如心率变化、知为维现证绪认过习记忆加工和行表达等多个度代神经科学已实情与知不是分离的系统,而是高度互动的程,共同影响决策、学和绪调节应额对缘调转换认评应这情是重要的适能力,涉及前叶边系统活动的控它包括注意焦点、知重和反抑制等策略些能力在个过渐额层关为础对进疗体发展程中逐成熟,与前叶皮发育相理解情感和行的神经基心理健康促和疾病治具有重要意义睡眠与觉醒的机制觉醒状态非快速眼动睡眠1脑识渐进阶高度活动和外界意深度的放松和修复段睡眠周期快速眼动睡眠环约记忆巩阶每晚多次循90-110分钟做梦及固段觉节杂环质调觉状态脑状维脑蓝肾睡眠-醒周期是一种基本的生理律,由复的神经路和神经递系统控醒主要由干上行网激活系统持,包括干中的斑(去甲上腺缝羟脑结这过脑脑层进觉觉素)、中核(5-色胺)和基底前(乙酰胆碱)等构些核团通广泛投射激活丘和大皮,促醒和警脑侧导们觉为渐进睡眠启动主要由下丘前部的腹外视前核和中间视前核的GABA能神经元介,它抑制醒系统睡眠周期包括非快速眼动睡眠(NREM,分N1-N3三个阶脑图谢现为脑图深度段)和快速眼动睡眠(REM)NREM睡眠特征是电同步化、代率降低;REM睡眠表电去同步化、眼球快速运动、肌肉松弛和生动梦境腺质调节苷、褪黑素和前列腺素D2等物在睡眠中也起重要作用神经内分泌调控下丘脑释调节整合神经信号,分泌放因子和抑制因子垂体功能内环•感知外境变化内应•制定分泌反策略维内环稳态•持机体境垂体为分前叶(腺垂体)和后叶(神经垂体)状•前叶分泌生长激素、促甲腺激素等释产•后叶放抗利尿激素和催素脑严调•受下丘格控外周腺体状肾包括甲腺、上腺、性腺等释•接收垂体放的促激素应应•分泌相效激素过馈调节级枢•通反机制影响上中内内脑轴为脑对内环进过释神经分泌系统是神经系统和分泌系统相互作用的桥梁,以下丘-垂体核心下丘外境信息行整合,通分泌放因子调节肾质释调节肾质释状释调节和抑制因子垂体激素分泌如促上腺皮激素放激素CRH促上腺皮激素ACTH放,促甲腺激素放激素TRH状释促甲腺激素TSH放应应内调应状态脑胁脑肾轴脑激反是神经分泌控的典型例子激下,大感知到威,激活交感神经系统和下丘-垂体-上腺HPA下丘分泌释进进肾质质质这员调应对紧CRH,刺激垂体放ACTH,而促上腺皮分泌糖皮激素(如皮醇)些激素动能量,整免疫功能,急情况慢性应导轴调节关虑谢综激可致HPA异常,与多种疾病相,如抑郁症、焦障碍和代合征神经系统常见疾病简介脑卒中癫痫帕金森病阿尔茨海默病脑脑导质导由血管阻塞(缺血性)或破裂神经元异常同步放电致的反复黑多巴胺能神经元变性致的神最常见的痴呆类型,特征是β-淀粉导脑组损伤遗传结维缠(出血性)致的织病发作性疾病可由因素、构经退行性疾病α-突触核蛋白异常样蛋白斑块和tau蛋白神经原纤奋谢结隐现为记忆理机制涉及能量耗竭、兴性毒异常、代疾病、感染等因素引聚集形成路易体是特征性病理改起病匿,早期表力钙载损伤奋导节现语性、超、自由基和炎症反起神经元兴性增加与抑制性减变多巴胺减少致基底神经功下降,随后出言障碍、视空间应临现损脑区临调现静颤执床表取决于受,可弱的失衡是核心病理机制床表能失,出止性震、肌强障碍、行功能障碍和人格改变瘫觉语现迟缓势稳状过开包括偏、感障碍、言障碍和多样,从局限性发作到全身性强直、运动和姿不等症病理程可能从发病前几十年认阵挛状觉知功能下降直-发作不等非运动症如嗅减退、睡眠障碍始,涉及突触功能障碍、神经炎症认和知功能下降也很常见和神经退行性变还缩侧导进缩层扩神经系统疾病包括多发性硬化症(一种自身免疫性脱髓鞘疾病)、肌萎索硬化症(运动神经元变性致的行性肌肉无力和萎)、偏头痛(可能与皮散性抑制和三叉神经血关导传管通路激活有)和重症肌无力(乙酰胆碱受体抗体致的神经肌肉接头递障碍)等诊断赖详细检辅检脑图脑测试疗疗术疗神经系统疾病的依的病史、体格查和助查,如神经影像学(CT、MRI、PET等)、电、脊液分析和神经心理等治方法包括药物治、手治、康复治疗疗细疗对这认识疗断进和新兴的基因治、干胞治等随着神经科学的发展,些疾病的和治不深入和步神经生理学的研究技术电生理技术功能影像学技术分子和基因技术术记录过测赖遗传结术电生理技是研究神经元电活动的直接方法微电极功能磁共振成像(fMRI)通量血氧水平依信号间接光学合光敏蛋白和基因技,可精确控制特定神经测单数时较断层扫遗传计可量个或少神经元的活动,提供最高间分辨率;反映神经活动,具有高空间分辨率;正电子发射元群;化学学使用设的受体和配体控制特定神经元钳术脑图单计断层扫编辑术斑块技用于研究离子通道功能;电(EEG)和事描(PET)和光子发射算机描(SPECT)利用活动;CRISPR-Cas9等基因技可修改特定基因,研关创记录脑层脑图剂显脑谢质红单细测术单件相电位(ERP)无大皮的电活动;磁放射性示踪示部血流、代和神经递活动;近究其在神经系统中的功能;胞序技可分析个神测产场时谱过测组谱细(MEG)量神经元活动生的微弱磁,具有良好的外光成像(NIRS)通量头皮下织的光学特性变化经元的基因表达,揭示神经胞类型多样性评脑创间分辨率和中等空间分辨率估活动,便携且无现来赖态术时结时势将记录遗传结环记录代神经生理学研究越越依多模技整合,如同使用EEG和fMRI合高间和空间分辨率的优,或电生理与光学刺激相合,既能控制特定神经路,又能其活动计习络数算神经科学方法,包括机器学和神经网模型,正在帮助科学家从海量神经据中提取模式和原理神经系统生理学前沿进展类脑计算与人工智能态计脑计计脑络络这神经形算采用模拟大的架构和原理设算系统,如类芯片、神经网和脉冲神经网等些系统传计应在能效和并行处理方面优于统算架构,有望用于低功耗人工智能设备神经科学和人工智能的交叉研究杂数为开习正加速发展,一方面人工智能帮助分析复神经据,另一方面神经科学发更高效的学算法提供灵感神经再生与修复细疗显诱导细为干胞法在神经系统疾病中示出潜力,包括多能干胞(iPSCs)分化特定神经元类型用于移调术脑颅颅调节环植神经控技如深部刺激(DBS)、经磁刺激(TMS)和经直流电刺激(tDCS)可神经进为轴环辅围路活动,促可塑性和功能恢复新型生物材料和支架神经突再生提供有利境,助周神经和脊损伤髓的修复脑机接口技术-脑过记录现辅侵入式-机接口通植入电极直接神经活动,已实高精度控制机械臂等助设备非侵入式接虽较术围闭环脑仅读脑口如基于EEG的系统,分辨率低但无需手,适用范更广-机接口系统不取信还觉馈验这术为瘫痪号,提供感反,增强用户体和控制精度些技患者、截肢者和神经系统疾病患者提辅认应供康复和助工具,也推动了神经通信和增强知等用研究术还绘脑结连连组计这继组计领前沿神经技包括精确制大构和功能接的人类接划,是人类基因划后神经科学域最大规项临转应标模的国际合作目之一床化研究方面,精准医学方法正用于神经系统疾病,基于基因和生物志物的个疗渐针对疗遗传体化治策略逐成熟例如,特定基因突变的靶向治已在某些神经病中取得突破伦为领带来伦问题数隐认神经理学作新兴域,致力于解决神经科技发展的理、法律和社会,如神经据私、增强知的术滥战们脑为公平性、神经技用等挑神经科学和社会科学的融合也在深化,帮助我理解大如何影响社会行,以及环这为问题社会境如何塑造神经发展,解决社会提供了新视角小结与提问微观层次重点宏观层次重点单过枢神经元是神经系统的基本功能位,通中神经系统各部分的功能分工与整合,传进传导觉组则动作电位和突触递行信息重点感和运动系统的基本织原,反射活静环础级脑掌握息膜电位和动作电位的形成机制,动的神经路基,以及高功能如学传过调习记忆识了解突触递的程和控,理解神经胶、情感和意的神经机制重点理质细层级组胞的多种功能及其与神经元的相互作解各系统的织和信息处理流程用思考与讨论编码神经系统如何平衡特异性与可塑性?神经信息的基本原理是什么?如何理解神经系统功层级对疗能的整合?神经科学研究理解人类心智和治神经疾病有哪些启示?神经科技发展面临伦战的理挑是什么?识础临应神经系统生理学是一门融合多学科知的学科,从分子机制到系统功能,从基研究到床用,各层紧习这课仅识贯编码次密联系学门程不需要掌握具体知点,更要理解穿其中的基本原理,如信息馈调节与处理、反、可塑性机制等现进时现断现开习态关随着代科技的发展,神经科学正入快速发展期,新发不涌保持放的学度,注领将对时将识临践域前沿,有助于深化神经系统的理解同,所学知与床实和日常生活相联系,可以习课为们专习来坚础提高学兴趣和效果希望本程能同学的业学和未发展奠定实基。
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