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《人的神经系统》欢迎来到《人的神经系统》课程!本课件将全面解析人体神经系统的结构与功能,专为初中生物教学设计在接下来的课程中,我们将深入探讨这个复杂而又神奇的系统,了解它如何控制我们的思维、感觉和行为神经系统是人体最精密的控制中心,它就像一个高效的指挥官,协调着我们身体的各个部分通过这页详细教学课件,我们将逐步揭开神经系统的奥50秘,帮助您建立系统性的知识框架课程目标掌握基本组成和功能理解神经系统的基本构成部分以及它们如何协同工作,形成人体最复杂的调控系统理解神经元结构和传导原理学习神经元的微观结构和神经冲动如何产生与传递的基本原理认识中枢与周围神经系统了解中枢神经系统和周围神经系统的区别及其各自在人体中的功能了解疾病和保健知识认识常见神经系统疾病及其预防方法,掌握神经系统保健的基本知识课程导入人体如何感知外界信息?感官接收并转换为神经信号各器官系统如何协调工作?神经系统提供统一指挥神经系统的重要地位人体的最高控制中心想象一下,当你看到一个美味的食物时,你的眼睛接收到视觉信息,鼻子闻到香味,大脑处理这些信息后,指挥你的手去拿取食物,同时胃开始分泌消化液准备消化这一系列协调活动都离不开神经系统的精密控制神经系统就像人体的总指挥,它不仅让我们感知外界的一切,还调节着体内各器官系统的功能,保持人体内环境的相对稳定,使我们能够适应不断变化的环境神经系统概述最复杂的控制系统信息处理中心与内分泌系统协作神经系统由数十亿个神负责接收来自体内外的神经系统与内分泌系统经细胞组成,形成了人各种信息,在大脑中进共同构成人体的调节系体最精密、最复杂的控行分析处理,然后发出统,前者主要负责快速、制网络,调节着生命活相应的指令,指导身体精确的调节,后者则负动的方方面面做出反应责长期、持久的调节神经系统是一个高度复杂且精密的网络,它就像一台超级计算机,每时每刻都在处理海量信息当你触碰到一个热的物体时,神经系统会在瞬间指挥你的手迅速缩回,避免受伤;当你看到危险时,它会使你的心跳加速,准备应对突发情况神经系统的组成中枢神经系统包括脑和脊髓,是信息处理中心周围神经系统包括脑神经和脊神经,传递信息协调运行两部分密切配合,维持身体功能中枢神经系统就像指挥部,负责接收、整合和分析信息,然后做出决策它由脑和脊髓组成,被颅骨和脊柱保护着脑是思维、意识和记忆的中心,而脊髓则连接大脑与身体,传递信息并控制一些基本反射周围神经系统则像通信网络,由遍布全身的神经纤维构成,负责将信息从感觉器官传递到中枢神经系统,再将中枢的指令传递到效应器官(如肌肉和腺体)它包括对脑神经和对脊神经,覆盖人体的每一个角落1231神经元简介亿万亿860100人脑神经元数量神经连接数量平均每立方毫米约有万个神经元每个神经元可与上千个其他神经元建立连接10秒
0.1信号传导速度神经冲动传导速度可达米秒100/神经元是神经系统的基本结构和功能单位,也称为神经细胞它们高度特化,专门用于信息的接收、处理和传递神经元的形态多种多样,有些很小,有些则可长达一米多(如从脊髓到脚趾的运动神经元)每个神经元都是一个独立的信息处理单元,同时又通过突触与其他神经元相连,形成复杂的神经网络正是这种网络结构使得神经系统能够执行从简单反射到复杂思维等各种功能神经元的数量、连接方式和活动模式决定了人类独特的认知能力和行为特征神经元的结构细胞体树突含有细胞核和细胞器,是神经元的代谢中心从细胞体伸出的分支结构,接收来自其他神和遗传物质所在地经元的信息并向细胞体传导髓鞘轴突包裹在轴突外的绝缘层,由施万细胞形成,从细胞体延伸出的长突起,将神经冲动从细加速神经冲动传导胞体传向其他神经元或效应器神经元的结构非常独特,专门适应于信息的接收和传递细胞体是神经元的指挥中心,包含细胞核和细胞质,负责细胞的生命活动树突像树枝一样从细胞体伸出,表面积大,有利于接收信号轴突则是一条长的纤维,有些可达一米以上,负责将信号从细胞体传向外界大多数轴突外包裹着髓鞘,它像电线的绝缘层,防止信号泄漏,并大大提高传导速度轴突末端分支与其他神经元或效应器形成连接,称为突触,是信号传递的关键部位神经元的类型感觉神经元运动神经元联络神经元也称为传入神经元,负责将外界刺激也称为传出神经元,负责将中枢神经系也称为中间神经元,位于中枢神经系统(如声音、光线、温度等)或内部刺激统的指令传递到效应器(如肌肉或腺内,连接感觉神经元和运动神经元,或(如血压、血糖水平等)转换为神经冲体),引起相应的反应连接不同的联络神经元,参与信息的传动,并传入中枢神经系统递和处理细胞体位于中枢神经系统内•细胞体位于脊神经节或脑神经节数量最多,占神经元总数的以上•树突短而多,轴突长•90%•通常具有较长的树突和较短的轴突•传导方向是从中枢向外周•树突和轴突较短,分支复杂传导方向是从外周向中枢••形成复杂的神经网络•神经冲动的产生静息电位神经元处于静息状态时,细胞膜内外存在约的电位差,称为静息电位-70mV动作电位当刺激达到阈值时,细胞膜内外离子快速交换,产生电位变化,形成动作电位阈值引起神经元兴奋所需的最小刺激强度,通常为左右-55mV恢复期动作电位后,离子泵将离子重新分布到原来位置,准备下一次兴奋神经冲动的产生是神经系统功能的基础在静息状态下,神经元细胞膜内外存在离子不平衡,主要是钠离子在膜外浓度高,钾离子在膜内浓度高,这种不平衡由钠钾泵维持,形成静息电位当神经元受到刺激,膜电位达到阈值后,细胞膜上的电压门控通道会依次打开和关闭,导致钠离子快速内流,后又有钾离子外流,使膜电位先迅速升高后又恢复,形成一个动作电位这种电位变化就是神经冲动的本质,它遵循全或无规律,即要么完全产生,要么不产生神经冲动的传导轴突内传导神经冲动在轴突内的传导有两种方式连续传导和跳跃式传导无髓鞘的轴突采用连续传导,速度较慢;有髓鞘的轴突采用跳跃式传导,冲动从一个郎飞结跳到下一个,大大提高传导速度突触传递当神经冲动到达轴突末梢时,会刺激囊泡释放神经递质到突触间隙神经递质扩散到突触后膜,与特定受体结合,引起突触后膜的电位变化,完成信息从一个神经元到另一个的传递全或无规律神经冲动的传导强度不变,即神经纤维要么完全传导(当刺激达到阈值),要么完全不传导(当刺激未达阈值)神经系统区分刺激强弱主要依靠神经冲动的频率和参与传导的神经纤维数量神经冲动的传导是神经系统功能的关键环节有髓鞘的神经纤维传导速度可达米100/秒,而无髓鞘的则只有米秒髓鞘不是连续的,每隔毫米有一个缺口,称为1-2/1-2郎飞结,正是这种结构使得跳跃式传导成为可能突触结构突触前膜突触间隙位于轴突末梢,含有大量囊泡,囊泡内装宽约纳米的狭窄空间,神经递质通20-40有神经递质当神经冲动到达时,囊泡与过扩散穿过这一区域突触间隙中含有特突触前膜融合,释放递质到突触间隙殊酶类,可以迅速分解某些神经递质,终止其作用含有钙离子通道•防止信号持续传递具有回收和再合成递质的能力••确保信息传递的准确性•突触后膜位于接收神经元的树突或细胞体表面,含有特定的受体蛋白当神经递质与受体结合时,会引起离子通道开放或其他生化变化,产生突触后电位决定突触的特异性•可能产生兴奋或抑制效应•突触是神经元之间或神经元与效应器之间的功能性连接,是神经信息传递的关键部位人脑中大约有万亿个突触,构成了极其复杂的神经网络突触的结构精密而特化,确保了信息传递的100准确性和可塑性神经递质简介乙酰胆碱是神经肌肉接头处的主要递质,负责将运动神经元的指令传递给骨骼肌也存在于自主神经系统中,在副交感神经末梢起作用与记忆和学习有密切关系,阿尔茨海默病患者的乙酰胆碱水平显著降低去甲肾上腺素主要在交感神经系统中发挥作用,介导应激反应在大脑中与情绪、注意力和警觉性有关能够增加心率、血压和血糖水平,使身体准备应对紧急情况抑郁症患者脑中的去甲肾上腺素水平常常降低多巴胺在脑内与奖赏、愉悦感和动机有关,是成瘾行为的重要递质对运动控制也至关重要,帕金森病就是由于产生多巴胺的神经元变性引起的参与调节情绪、注意力和执行功能,与精神分裂症等疾病有关神经递质是一类化学物质,由突触前神经元释放,作用于突触后膜上的受体,传递神经冲动人体内已发现几十种神经递质,它们在不同部位发挥不同作用,共同构成了复杂的神经调控网络中枢神经系统概述脑位于颅腔内,重约千克,是思维、意识和高级精神活动的中枢
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1.4脊髓位于脊柱管内,长约厘米,是连接大脑和身体的重要通路45灰质与白质灰质主要由神经元细胞体构成,白质由有髓鞘的神经纤维束组成脑脊液无色透明液体,充满脑室系统和蛛网膜下腔,起缓冲保护作用中枢神经系统是神经系统的核心部分,由脑和脊髓组成它被颅骨、脊柱、脑膜和脑脊液多重保护,与外界相对隔离,形成血脑屏障,防止有害物质进入中枢神经系统接收、处理和整合来自全身的信息,控制着机体的各种活动脑分为大脑、小脑和脑干三部分,各部分又分为不同的功能区域,负责不同的功能脊髓则连接大脑和全身,是反射活动的中枢,也是神经冲动传导的重要通路灰质和白质的分布在脑和脊髓中呈现不同的特点,反映了它们的功能特性脊髓的结构脊髓是一个圆柱形结构,位于脊柱管内,从枕骨大孔延伸到第一或第二腰椎水平横断面上,中央有一个形或蝴蝶状的灰质区域,周围环绕着白质灰质中含有H大量神经元细胞体,分为前角、后角和侧角前角主要含有运动神经元,后角主要含有感觉神经元,侧角则含有自主神经元白质由有髓神经纤维构成,分为前、侧、后索,含有上行和下行传导束上行传导束将感觉信息从身体传向大脑,下行传导束则将运动指令从大脑传向身体脊髓由三层脊膜(硬膜、蛛网膜和软膜)包裹保护,其间充满脑脊液,起到缓冲和保护作用脊髓的功能传导功能反射功能脊髓是连接大脑和身体的主要通路,脊髓是许多重要反射的中枢,如膝通过各种传导束将感觉信息向上传跳反射、撤退反射等这些反射不递到大脑,并将运动指令从大脑传需要大脑参与,可以快速响应外界递到全身肌肉和腺体刺激,保护机体脊髓损伤的后果脊髓损伤可导致损伤平面以下的感觉和运动功能丧失,严重影响生活质量高位截瘫(颈髓损伤)比低位截瘫(胸腰髓损伤)后果更严重脊髓的传导功能使大脑能够接收来自全身的感觉信息,并向全身发出运动指令这些传导通路是有组织的,不同类型的感觉(如触觉、痛觉、温度觉)和不同部位的感觉由不同的传导束传递同样,控制不同肌肉群的运动指令也由不同的传导束传递脊髓反射是机体对环境刺激的快速、自动反应,对生存和适应环境至关重要例如,当你不小心踩到一个钉子时,在大脑意识到疼痛之前,脊髓反射已经使你的脚迅速抬起,避免进一步伤害这种反射活动由完整的反射弧介导,包括感受器、传入神经、脊髓中枢、传出神经和效应器脑的演化简单脑结构复杂脑结构人脑的独特性低等脊椎动物如鱼类的脑结构相对简单,主要随着进化,哺乳动物的脑结构变得复杂,特别人脑是自然界最复杂的器官之一,特别是额叶由嗅脑、间脑和中脑构成它们的大脑皮层不是大脑皮层显著扩大大脑皮层的发达使哺乳的发达使人类具有复杂的思维、语言和社会行发达,主要是本能行为控制中枢这种简单的动物具有更复杂的感觉处理能力、更精细的运为能力人脑的大小相对于体重来说比例最大,脑结构足以支持鱼类在水环境中的生存,处理动控制和更高级的认知功能灵长类动物的大大脑皮层高度发达,特别是负责高级认知功能基本的感觉信息和运动控制脑皮层进一步扩大,形成了更多的皱褶,增加的区域人脑的神经元数量和连接复杂性远超了表面积其他动物脑的演化是一个漫长而复杂的过程,从简单的神经节到复杂的大脑,反映了生物适应环境变化和生存挑战的需要较高等的动物脑结构更为复杂,但基本的组织原则仍然保持一致,表明了演化的连续性人脑的基本结构大脑小脑最大的部分,分左右半球,负责高级精神活动位于大脑后下方,负责平衡和运动协调2间脑脑干位于大脑半球下方,包括丘脑和下丘脑3连接大脑、小脑和脊髓,控制基本生命功能人脑是一个高度复杂的器官,重约千克,含有约亿个神经元和数量更多的神经胶质细胞大脑占据了颅腔的大部分空间,分为左右两个半球,通
1.3-
1.4860过胼胝体相连大脑表面有许多沟回,大大增加了皮层的面积小脑位于大脑后下方,表面也有密集的沟回,内部白质呈生命树状排列脑干包括中脑、脑桥和延髓,负责连接大脑、小脑和脊髓,同时控制呼吸、心跳等基本生命功能间脑包括丘脑(感觉信息的中继站)和下丘脑(调节自主神经功能和内分泌活动),在维持体内环境稳定方面起着关键作用大脑皮层左右半球结构沟回增加表面积功能区定位大脑分为左右两个半球,通过胼胝体相大脑皮层表面有许多弯曲的隆起(脑回)大脑皮层可分为许多功能区,每个区域连两半球外表看起来几乎对称,但功和凹陷(脑沟)这种沟回结构大大增负责特定的功能这些功能区并非孤立能上有一定的分化一般来说,左半球加了皮层的表面积,使有限的颅腔内能工作,而是通过复杂的神经网络相互连主要负责语言、逻辑思维和精细运动控容纳更多的神经元人脑皮层的总面积接、协同工作功能区的划分有多种方制,右半球主要负责空间知觉、艺术才约为平方厘米,相当于一张报纸法,如按细胞结构划分(如布罗德曼分2200能和情感处理的大小,但厚度只有毫米区)或按功能划分2-4然而,这种左右脑分工并非绝对,两半主要的脑沟包括大脑纵裂、中央沟、外经典的功能区包括运动区(位于中央沟球在多数活动中都有协同工作不同的侧沟等,它们是定位脑区的重要标志前)、躯体感觉区(位于中央沟后)、个体可能表现出不同程度的半球优势不同物种的脑沟回发达程度不同,一般视觉区(位于枕叶)、听觉区(位于颞来说,智力越高的动物,脑沟回越发达叶)等现代脑成像技术如功能性磁共振成像()使我们能更精确地了解fMRI这些功能区的活动模式大脑皮层功能区运动区感觉区位于中央沟前的前中央回,负责控制对侧身体的随位于中央沟后的后中央回,负责处理来自对侧身体意运动运动区的神经元通过锥体束将运动指令传的体表感觉信息,如触觉、压觉、温度觉和痛觉递到脊髓的运动神经元,再支配骨骼肌收缩运动感觉区也呈现倒置小人排列,与运动区相对应区呈现倒置小人排列,下部控制面部和手部,上面部和手部在感觉皮层中占据较大面积,反映了这部控制躯干和下肢些部位敏感度高、精细控制需求大的特点初级运动区直接发出运动指令•初级感觉区接收直接的感觉输入运动前区负责运动的计划和协调••次级感觉区进行感觉信息的整合和解释辅助运动区参与复杂运动序列的组织••联合区位于感觉区和运动区之间或周围的区域,负责更高级的信息处理和整合联合区不直接接收感觉输入或发出运动指令,而是处理来自各感觉区的信息,进行思维、决策、语言等高级认知活动,然后将处理结果传递给运动区执行前额叶联合区思维、计划、决策和人格特征•顶颞枕联合区空间感知和多感觉整合•--布洛卡区和韦尼克区语言的表达和理解•大脑皮层是人类高级精神活动的物质基础,不同区域高度专业化,又通过复杂的联系相互配合,共同完成各种复杂的脑功能皮层的发达程度与智力活动密切相关大脑皮层功能分区额叶顶叶颞叶枕叶占大脑皮层面积位于大脑上部,位于大脑侧面,位于大脑后部,的约,是高中央沟后方,负外侧沟下方,主主要负责视觉信1/3级认知功能的中责处理体感信息要负责听觉处理、息处理初级视心前额叶参与和空间感知初语言理解和记忆觉皮层位于枕叶思维、计划、决级躯体感觉皮层形成初级听觉内侧的距状沟周策和社会行为,位于后中央回,皮层位于颞横回,围,接收来自视被认为是人格和接收来自皮肤、接收来自耳蜗的网膜的视觉信息意识的所在额肌肉和关节的感听觉信息韦尼视觉联合区负责叶也包含运动皮觉信息顶叶联克区是语言理解更复杂的视觉分层,控制随意运合区整合多种感中心,位于左半析,如形状、颜动额叶损伤可觉信息,形成空球颞叶上部颞色、运动和深度导致执行功能障间概念和身体图叶内侧的海马对知觉枕叶损伤碍、人格改变或式顶叶损伤可记忆形成至关重可导致视觉障碍,运动障碍导致感觉异常、要颞叶损伤可严重时可出现皮空间障碍或忽视导致听觉障碍、质性盲综合征语言理解困难或记忆问题大脑皮层的四个叶区虽然有各自的主要功能,但它们并非独立工作,而是通过复杂的神经网络相互连接、协同工作,共同完成各种复杂的认知任务现代神经科学强调脑功能的网络特性,认为大多数复杂功能都涉及多个脑区的协同活动大脑白质基底神经节位置和结构位于大脑深部,由纹状体(尾状核和壳核)、苍白球、黑质和丘脑下核组成的神经核团群运动控制参与运动的启动、调节和终止,特别是自动和习惯性运动,通过调节丘脑对大脑皮层的影响来实现神经递质主要涉及多巴胺、和谷氨酸等神经递质的传递,多巴胺特别重要GABA相关疾病功能障碍可导致帕金森病(运动减少)、舞蹈病(过度运动)和肌张力障碍等运动障碍基底神经节是大脑深部一组相互连接的核团,虽然体积不大,但对运动控制至关重要它们通过复杂的神经环路与大脑皮层、丘脑和脑干相连,形成了运动控制的重要网络基底神经节不直接发出运动指令,而是通过调节皮层丘脑通路来影响运动-黑质纹状体通路是基底神经节中特别重要的一部分,黑质中的多巴胺能神经元向纹状体投射,释放多巴-胺帕金森病就是由于这些神经元变性死亡,导致多巴胺不足引起的患者表现为静止性震颤、运动迟缓和肌肉僵直等症状除了运动控制外,基底神经节还参与认知和情感处理,如奖赏学习、习惯形成和行为抑制等丘脑感觉中继站传递感觉信息到大脑皮层信息过滤器筛选和调节传入信息皮层间连接促进不同皮层区域的通信意识调节参与觉醒和睡眠状态转换丘脑是位于间脑中的一对卵圆形灰质核团,体积虽然不大,但功能极其重要除嗅觉外,所有感觉信息在到达大脑皮层之前都必须经过丘脑中继和处理丘脑不仅简单地传递信息,还会根据当前需要和注意状态对信息进行整合和调控,决定哪些信息可以传递到皮层,哪些信息应该被抑制丘脑分为多个核团,每个核团与特定的皮层区域有密切联系例如,外侧膝状体核处理视觉信息,内侧膝状体核处理听觉信息,腹后外侧核处理体感信息等丘脑还参与运动控制、情感处理和记忆功能丘脑损伤可导致多种神经功能障碍,如感觉异常、运动障碍或意识水平改变丘脑脑血管意外是最常见的丘脑病变,可导致对侧半身感觉缺失下丘脑体温调节饥饿与饱腹感口渴与水平衡下丘脑前部的视前核和后部的视后外侧核是摄食中枢,兴奋时引起室旁核含有渗透压感受器,能够监核共同调节体温当体温升高时,进食行为;腹内侧核是饱中枢,测血液渗透压当血液变得浓缩时,视前核活动增强,促进散热;当体兴奋时抑制进食这两个核团通过这些细胞激活口渴中枢,同时促进温降低时,视后核活动增强,促进感知血糖、脂肪酸水平和消化道激抗利尿激素释放,增加肾脏对水的产热和保温,维持体温稳定在素来调节食欲,长期维持能量平衡重吸收,维持水平衡°左右37C生物节律视交叉上核是人体的主要生物钟,控制昼夜节律它接收来自视网膜的光信息,调整内部节律与外界环境同步,影响睡眠觉醒周期、体-温波动、激素分泌等多种生理过程下丘脑虽然体积很小(约杏仁大小),但却是人体内环境稳态的主要调节中心它位于丘脑下方,第三脑室两侧,与垂体通过漏斗相连下丘脑含有多个功能各异的核团,通过神经和内分泌途径调节着多种基本生理功能小脑结构位置位于大脑半球下方后部,枕骨大孔上方,由小脑幕分隔表面结构表面有许多平行的小沟回,增加皮层面积,灰质在外,白质在内组成部分分为中央的小脑蚓部和两侧的小脑半球,功能上分为前叶、后叶和小脑扁桃体等内部结构白质呈生命树状排列,包含四对深部核团(齿状核、栓状核、球状核和顶核)小脑约占成人脑重量的,但含有大脑皮层神经元数量的以上,这反映了其处理能力的强大小10%80%脑皮层由三层组织构成分子层、浦肯野细胞层和颗粒层其中浦肯野细胞是小脑的主要输出神经元,具有极其复杂的树突树,是中枢神经系统中最大的神经元之一小脑通过三对小脑脚与脑干相连下小脑脚连接延髓,中小脑脚连接脑桥,上小脑脚连接中脑这些纤维束构成了小脑输入和输出的通路小脑接收的信息主要来自前庭器官、脊髓和大脑皮层,经过处理后的信息主要通过小脑深部核团传出,影响运动控制小脑的结构和连接模式非常规则,这使得小脑特别适合进行运动学习和调整小脑功能平衡与姿势维持运动协调与精确控制运动学习与记忆小脑的最原始功能是维持平衡和姿势稳小脑对精细运动控制至关重要它接收小脑在运动技能学习中扮演关键角色定前庭小脑(小脑扁桃体和小脑蚓部)大脑皮层发出的运动指令副本,同时接当我们反复练习某项技能(如弹钢琴、接收来自前庭系统的平衡信息,协调肌收来自肌肉、关节和皮肤的感觉反馈,打字或骑自行车)时,小脑会逐渐记住肉活动以维持身体平衡当你站立、行比较计划与实际执行情况,调整运动以这些动作模式,使其变得自动化,无需走或做任何运动时,小脑不断接收关于达到精确目标小脑半球的外侧部分主有意识控制这种运动学习涉及小脑神身体位置的信息,并做出微调,防止跌要负责手臂和腿部的精细运动控制经元之间突触连接强度的改变,特别是倒平行纤维与浦肯野细胞之间的突触可塑小脑损伤会导致运动分解,即无法将复性小脑损伤的患者常表现为站立不稳,走杂动作组合成流畅的整体,动作变得生路时步态蹒跚,像醉酒一样(称为共济硬、不协调患者还可能出现测量不准近年研究表明,小脑功能不仅限于运动失调)他们还可能出现眼球震颤,即(指尖不能准确触及目标)和动作终止控制,还参与某些认知功能,如时间感眼球不自主的快速抖动,影响视觉稳定障碍(如倒水时无法及时停止,导致溢知、语言处理和空间任务小脑与大脑出)额叶、顶叶和颞叶均有丰富连接,这些连接可能是小脑参与认知功能的基础脑干结构中脑最上部的脑干结构,连接间脑和脑桥脑桥中间部分,连接中脑和延髓延髓3最下部,连接脑桥和脊髓脑干虽然体积不大,但结构复杂,功能重要中脑前部有一对大脑脚,是重要的运动传导束通路;背侧有四丘体,上丘参与视觉反射,下丘参与听觉反射;中脑内还有重要的神经核团,如红核、黑质、动眼神经核等脑桥腹侧隆起,含有纵行和横行的神经纤维,连接大脑和小脑;脑桥内有多个脑神经核,如三叉神经核、外展神经核、面神经核等延髓外观可见锥体和橄榄,内部含有多个重要的神经核团,如呼吸中枢、心血管中枢、延髓网状结构等多条重要的上行和下行传导束通过脑干,连接大脑、小脑和脊髓脑干还是多对脑神经的起源和终止部位,从第三对到第十二对脑神经都与脑干有关脑干损伤非常危险,可能导致呼吸和心跳停止等致命后果脑干功能调节生命活动睡眠觉醒调节反射活动中枢-脑干包含维持基本生命功能的中枢,如呼吸脑干网状结构是觉醒系统的重要组成部分,脑干控制多种重要反射,如瞳孔对光反射中枢和心血管中枢延髓的呼吸中枢通过监向大脑皮层发送激活信号,维持清醒状态(中脑)、眨眼反射(脑桥)、咳嗽和呕吐测血液中的二氧化碳和氧气水平,自动调节睡眠中心也部分位于脑干,特别是与快速眼反射(延髓)等这些反射对维持正常生理呼吸频率和深度脑干损伤可能导致呼吸和动睡眠相关的中枢脑干损伤可能导致昏迷功能和防御有害刺激至关重要医生常通过循环功能衰竭,危及生命或持久性植物状态检查这些反射来评估脑干功能脑干是多对脑神经的起源和中继站,控制着头面部的感觉和运动功能动眼神经、滑车神经和外展神经控制眼球运动;三叉神经负责面部感觉和咀嚼肌控制;面神经控制面部表情肌;前庭蜗神经负责听觉和平衡;舌咽神经和迷走神经参与多种咽喉和内脏功能;副神经控制颈部肌肉;舌下神经控制舌肌脑干也是重要的传导通路,连接大脑、小脑和脊髓上行传导束将感觉信息从脊髓传向大脑;下行传导束将运动指令从大脑传向脊髓脑干网状结构是一个复杂的神经网络,参与调节觉醒、注意力、疼痛感知和肌张力等多种功能现代神经科学研究表明,脑干对高级认知功能也有间接影响周围神经系统概述组成部分由对脑神经和对脊神经组成,是中枢神经与外周组织的连接桥梁1231功能分类分为躯体神经系统(控制随意运动和感觉)和自主神经系统(控制内脏功能)传导方向包含传入(感觉)神经纤维和传出(运动)神经纤维,双向传递信息保护结构周围神经由结缔组织包裹,形成神经外膜、神经束膜和神经内膜三层保护周围神经系统是连接中枢神经系统与身体其他部分的网络,负责信息的传入和传出脑神经起源于脑干和间脑,主要支配头面部区域;脊神经起源于脊髓,支配躯干和四肢每对脊神经通过脊神经后根(感觉)和前根(运动)与脊髓相连,然后合并成混合神经干,分支支配特定区域周围神经系统按功能可分为躯体神经系统和自主神经系统躯体神经系统负责感知外界环境和控制骨骼肌,其活动通常受意识控制;自主神经系统控制内脏器官、血管和腺体的活动,其活动通常不受意识控制,又分为交感神经系统和副交感神经系统与中枢神经系统不同,周围神经具有一定的再生能力,这为周围神经损伤的治疗提供了可能脑神经脑神经编号名称类型主要功能Ⅰ嗅神经感觉嗅觉Ⅱ视神经感觉视觉Ⅲ动眼神经运动大部分眼外肌、提上睑肌、瞳孔括约肌Ⅳ滑车神经运动上斜肌(眼外肌之一)Ⅴ三叉神经混合面部感觉、咀嚼肌运动Ⅵ外展神经运动外直肌(眼外肌之一)Ⅶ面神经混合面部表情肌、味觉(前舌)、2/3泪腺和唾液腺Ⅷ前庭蜗神经感觉听觉和平衡Ⅸ舌咽神经混合咽部感觉、味觉(后舌)、1/3咽肌、腮腺Ⅹ迷走神经混合咽喉感觉和运动、内脏感觉和副交感支配Ⅺ副神经运动胸锁乳突肌和斜方肌Ⅻ舌下神经运动舌肌对脑神经中,前两对(嗅神经和视神经)起源于大脑,其余十对起源于脑干按功能分类,纯感觉神经有对(Ⅰ、Ⅱ、Ⅷ),纯运动神经有对(Ⅲ、1235Ⅳ、Ⅵ、Ⅺ、Ⅻ),混合神经有对(Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ)脑神经损伤可导致相应的功能障碍,如面神经麻痹导致面部表情肌瘫痪(面瘫)4某些脑神经的功能检查是神经系统检查的重要组成部分,如检查瞳孔对光反射(Ⅱ、Ⅲ脑神经)、眼球运动(Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ脑神经)、角膜反射(Ⅴ、Ⅶ脑神经)、听力(Ⅷ脑神经)等脑神经核团多位于脑干,因此脑干病变常导致多对脑神经功能障碍脑神经检查对神经系统疾病的定位诊断具有重要价值脊神经315脊神经对数主要神经丛包括对颈神经、对胸神经、对腰神经、对骶颈丛、臂丛、腰丛、骶丛和尾丛,由相邻节段脊神经81255神经和对尾神经前支吻合形成1100%混合神经比例所有脊神经都是混合神经,同时含有感觉和运动纤维脊神经是连接脊髓与身体各部分的重要通路每对脊神经通过后根(感觉)和前根(运动)与脊髓相连脊神经后根上有脊神经节,含有感觉神经元的细胞体脊神经离开椎间孔后分为前支、后支和交通支后支主要支配背部皮肤和肌肉;前支支配躯干前外侧和四肢;交通支与自主神经系统相连相邻节段的脊神经前支常交织成神经丛,然后分出周围神经支配特定区域重要的神经丛包括颈丛(C1-)支配颈部和部分肩部;臂丛()支配上肢,产生正中神经、尺神经、桡神经等;腰丛()C4C5-T1L1-L4和骶丛()支配下肢,产生股神经、坐骨神经等每个脊神经支配的皮肤区域称为皮节,呈节段性排L4-S4列,这种分布规律在临床诊断中具有重要意义自主神经系统交感神经系统副交感神经系统交感神经系统起源于胸腰段脊髓(),被称为战斗或逃跑系统副交感神经系统起源于脑干和骶段脊髓(),被称为休息与消T1-L2S2-S4当面临压力或紧急情况时激活,准备身体应对挑战交感神经节前纤维化系统在平静状态下占优势,促进能量储存和身体修复副交感神较短,节后纤维较长,主要使用去甲肾上腺素作为神经递质经节前纤维较长,节后纤维较短,主要使用乙酰胆碱作为神经递质加速心率和增强心肌收缩力降低心率和心肌收缩力••扩张支气管,加快呼吸收缩支气管,减慢呼吸••提高血压,将血液转向骨骼肌降低血压,将血液转向消化系统••增加血糖水平,提供能量促进消化和营养吸收••抑制消化和排泄活动增加排泄活动••扩张瞳孔,增强警觉性收缩瞳孔,促进近距离视觉••自主神经系统控制内脏器官、血管和腺体的活动,维持内环境稳态,其活动通常不受意识控制它有别于躯体神经系统的一个显著特点是存在节前和节后两个神经元,节前神经元位于中枢神经系统内,节后神经元位于外周自主神经节内交感和副交感神经系统通常呈拮抗平衡状态,共同调节脏器功能,使其处于最佳状态例如,心脏同时受到交感神经(加速)和副交感神经(减速)的双重支配,在不同情况下调整心率自主神经功能障碍可导致多种疾病,如体位性低血压、瞳孔异常、排汗异常、消化功能紊乱等反射活动感受器接收特定刺激并转换为神经冲动传入神经将冲动从感受器传入中枢神经系统神经中枢处理信息并形成反应指令传出神经将指令从中枢传向效应器效应器执行指令,产生反应(肌肉收缩或腺体分泌)反射是机体对内外环境变化做出的快速、自动的反应,是神经系统最基本的功能活动反射弧是反射活动的结构基础,由五个基本部分组成根据反射中枢的位置,可将反射分为脊髓反射、脑干反射和大脑皮层反射根据反射的形成机制,可分为非条件反射(先天性,如吸吮反射、膝跳反射)和条件反射(后天获得,如巴甫洛夫的狗实验)人体内存在大量反射活动,维持着各种生理功能重要的生理反射包括瞳孔对光反射(保护视网膜)、咳嗽反射(清除呼吸道异物)、吞咽反射(协调吞咽过程)、排尿反射(控制膀胱排空)等反射检查是神经系统检查的重要组成部分,可帮助判断神经系统损伤的位置和程度例如,腱反射亢进提示锥体束损伤,腱反射消失提示反射弧某部分受损膝跳反射传出通路与效应脊髓中枢运动神经元的冲动通过股神经传出,使股四传入通路膝跳反射是一种单突触反射,感觉神经元直头肌收缩,导致小腿前伸整个反射过程在感受器产生的神经冲动通过感觉神经纤维(类纤接与运动神经元形成突触,中间没有联络神几十毫秒内完成,不需要大脑参与,是评估Ia膝跳反射始于髌腱中的肌梭,它是一种特殊维)传入脊髓这些神经纤维的细胞体位于经元参与反射中枢位于腰段脊髓(神经系统完整性的重要指标L2-的感受器,能够感知肌肉的长度变化当医腰段脊神经节中,其中枢突进入脊髓后角,),信息处理快速简单L4生用小锤敲击髌腱时,股四头肌被快速牵拉,然后直接与运动神经元形成突触刺激肌梭产生神经冲动膝跳反射是最典型的单突触反射,也是临床上最常检查的深腱反射之一它是一种牵张反射,目的是维持肌肉张力和身体姿势当肌肉被突然拉长时,反射性收缩可防止肌肉过度拉伸,保护肌肉和关节膝跳反射检查在神经系统评估中具有重要意义反射亢进提示上运动神经元(锥体束)损伤,如脑卒中、脊髓损伤;反射减弱或消失提示反射弧某部分受损,如周围神经病变、腰椎间盘突出等膝跳反射与其他深腱反射(如肱二头肌反射、跟腱反射等)一起,可帮助确定神经系统损伤的位置和性质高级神经活动条件反射形成学习和记忆的神经基础意识和思维的产生条件反射是后天获得的暂时性神经联系,由俄国生理学学习是获取新知识和技能的过程,记忆是存储和提取信意识是自我感知和环境感知的状态,思维是处理信息和家巴甫洛夫系统研究当一个原本中性的刺激(条件刺息的能力两者的神经基础是神经可塑性,即神经元之解决问题的能力两者都是大脑高度整合活动的产物,激,如铃声)反复与一个能引起非条件反射的刺激(非间连接强度的变化分子水平上,这涉及突触前神经递涉及多个脑区的协同工作现代神经科学认为,意识可条件刺激,如食物)结合出现,最终中性刺激本身就能质释放变化和突触后受体敏感性变化,长期还涉及新突能源于大脑不同区域神经元的同步振荡活动,形成暂时引起类似的反射反应(如分泌唾液)触形成和神经回路重组性的功能网络需要条件刺激和非条件刺激的时间关联短时记忆依赖于神经元的暂时活动模式前额叶在高级思维和执行功能中至关重要•••条件刺激应先于或与非条件刺激同时出现长时记忆需要基因表达和蛋白质合成意识需要丘脑和大脑皮层的相互作用•••反复强化形成稳定联系海马在记忆形成中起关键作用思维涉及多个认知网络的协调•••无强化可导致条件反射消退不同类型记忆涉及不同脑区语言在人类思维中扮演独特角色•••高级神经活动是神经系统最复杂的功能,主要由大脑皮层和边缘系统调控,是人类智力、情感和社会行为的基础研究高级神经活动需要结合多种方法,包括神经生理学、心理学、认知科学和计算神经科学等神经系统的发育神经管形成胚胎发育第周,外胚层形成神经板,随后神经板凹陷形成神经沟,最终神经3沟闭合形成神经管2脑泡形成第周,神经管前端扩张形成三个原始脑泡前脑、中脑和后脑,随后前4-5脑分化为端脑和间脑,后脑分化为后脑和髓脑神经元发生和迁移第周,神经干细胞快速增殖并分化为神经元和神经胶质细胞,新生神经8-16元沿放射状胶质细胞迁移到目标位置4轴突生长和突触形成第周至出生后数年,神经元发出轴突和树突,形成突触连接,建立神经回20路,同时发生大量突触修剪髓鞘形成从胎儿期开始,持续到成年期,少突胶质细胞和施万细胞包裹轴突形成髓鞘,大大提高信息传导速度神经系统的发育是一个精密而复杂的过程,任何环节出错都可能导致神经发育异常神经管闭合不全可导致无脑儿或脊柱裂等先天畸形;神经元迁移异常可导致裂脑回、小头畸形等;突触连接异常与自闭症、精神分裂症等发育性疾病有关因此,孕早期补充叶酸、避免有害物质接触对预防神经发育异常至关重要记忆的神经基础短时记忆和长时记忆海马在记忆中的作用突触可塑性与记忆形成短时记忆容量有限(约±项),持续时间短(数秒至海马是一个位于颞叶内侧的弯曲结构,对陈述性记忆(事突触可塑性是指神经元之间连接强度的变化能力,是学习72数分钟),依赖于神经元的持续活动模式,特别是前额叶实和事件的记忆)形成至关重要著名的病例证明和记忆的基础长时程增强()是一种重要的突触可HMLTP的工作记忆网络长时记忆容量几乎无限,可持续终生,了这一点患者双侧海马切除后无法形成新的陈述性记忆,塑性形式,指突触传递效率在强烈刺激后长期增加LTP需要突触结构的改变,包括新蛋白质合成和基因表达的改但旧记忆和程序性记忆(如骑自行车)保留海马参与记需要受体激活,导致钙离子内流,触发一系列分NMDA变短时记忆向长时记忆的转化称为记忆巩固,这一过程忆编码(获取新信息)和巩固(将短时记忆转化为长时记子级联反应,最终增强突触传递长时程抑制()则LTD需要反复练习或情绪唤醒忆),但长期存储可能主要在大脑皮层海马也含有位是突触传递效率的长期减弱海马区的突触可塑性CA1置细胞,参与空间导航和情景记忆特别与记忆形成相关分子水平上,记忆形成涉及CREB等转录因子激活和新蛋白质合成记忆不是存储在单一位置,而是分布在多个脑区的神经网络中不同类型的记忆涉及不同的神经回路陈述性记忆(内侧颞叶系统)、程序性记忆(基底神经节和小脑)、情绪记忆(杏仁核)等年龄相关的记忆衰退与海马萎缩和突触可塑性下降有关,而阿尔茨海默病则导致更严重的记忆障碍睡眠与觉醒睡眠的生理意义睡眠周期恢复能量,促进神经系统修复与发育包括非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠两大阶段2睡眠障碍睡眠觉醒调节-包括失眠、嗜睡、睡眠呼吸暂停和发作性睡病等由脑干、下丘脑和大脑皮层共同控制睡眠是一种可逆的、周期性的意识丧失状态,对生理和心理健康至关重要成年人每晚需要小时睡眠,儿童和青少年需要更多睡眠不足会导致注意力下降、记7-8忆力减退、情绪波动和免疫功能下降长期睡眠不足还与肥胖、糖尿病、心血管疾病和抑郁症等多种疾病相关睡眠分为非快速眼动睡眠(,分为、和三个阶段,是深睡眠)和快速眼动睡眠(,又称异相睡眠)睡眠时,大脑活动减慢,血压NREM N1N2N3N3REM NREM和心率下降,肌肉放松;睡眠时,大脑活动接近觉醒状态,心率和呼吸不规则,骨骼肌处于瘫痪状态,常伴有眼球快速运动和做梦正常睡眠中,和REM NREM睡眠交替出现,形成多个睡眠周期,每个周期约分钟REM90情绪的神经基础情绪的产生机制边缘系统的作用情绪与健康的关系情绪是对内外刺激的复杂反应,涉及主观体边缘系统是围绕脑干和胼胝体的一组相互连情绪状态与身体健康密切相关,这种关系通验、生理变化和行为表现三个方面情绪产接的结构,是情绪处理的核心主要组成部过神经内分泌免疫网络实现长期负面情--生的机制有多种理论,如詹姆斯兰格理论认分包括杏仁核、海马、前扣带回、下丘脑和绪如慢性压力、焦虑和抑郁可激活下丘脑垂--为生理反应先于情绪体验(我们看见熊,所前额叶内侧部分杏仁核对情绪尤其是恐惧体肾上腺轴,导致皮质醇水平长期升高,抑-以跑,因为跑所以害怕),坎农巴德理论反应至关重要,接收感觉信息并评估威胁程制免疫功能,增加心血管疾病、糖尿病和自-则认为生理反应和情绪体验同时发生,由丘度,激活时可引发一系列应激反应身免疫性疾病风险脑将信息同时发送到大脑皮层和交感神经系海马虽然主要与记忆相关,但也参与情绪处相反,积极情绪可促进健康,部分是通过减统理,特别是情境性恐惧和焦虑前扣带回参少压力激素水平,增加内啡肽和催产素等有现代神经科学表明,情绪产生涉及多个脑区与情绪觉察和调节,与注意力和痛苦体验相益激素的释放社会支持和亲密关系对情绪的协同活动,包括感知刺激(感觉皮层)、关下丘脑通过自主神经系统和内分泌系统健康特别重要,可以缓冲压力反应,促进恢评估意义(前额叶和边缘系统)、产生情绪调节情绪的生理表现前额叶内侧部分,特复和韧性情绪调节能力的提高(如通过正反应(杏仁核、下丘脑等)和调节情绪(前别是眶额皮层,参与情绪认知评价和情绪调念冥想)可改善情绪状态,对身心健康产生额叶皮层)不同的基本情绪可能有部分独节,损伤可导致冲动控制障碍和社会行为异积极影响这些发现强调了心理健康对整体立的神经环路,但也有共同的处理机制常健康的重要性疼痛与镇痛疼痛的传导途径疼痛从伤害感受器(痛觉神经末梢)开始,通过纤维(传导快,锐痛)和纤维(传导慢,AδC钝痛)传入脊髓后角脊髓处理痛觉信息在脊髓后角经过初步处理,可能受到抑制或增强,然后通过脊髓丘脑束传向大脑丘脑中继丘脑是痛觉的主要中继站,将信息传递到大脑皮层和边缘系统,产生痛觉的感觉和情绪成分大脑处理初级和次级体感皮层感知疼痛位置和性质,岛叶和前扣带回参与疼痛的情绪体验和反应疼痛是一种不愉快的感觉和情绪体验,与实际或潜在的组织损伤相关它具有重要的保护作用,提醒机体避免有害刺激疼痛感知涉及多个维度感觉辨别维度(疼痛的位置、性质和强度)和情感动机维度(疼痛的--不愉快程度和逃避动机)慢性疼痛(持续个月以上)可导致神经系统敏感性改变,成为独立的疾病3内源性镇痛系统是体内自然的疼痛调节机制,主要包括下行疼痛抑制通路(从中脑导水管周围灰质和延髓大核到脊髓后角);内源性阿片肽系统(内啡肽、脑啡肽等);应激诱导的镇痛(战场上重伤士兵暂时不感疼痛)临床疼痛管理采用多模式方法,包括药物治疗(非甾体抗炎药、阿片类药物、抗癫痫药等)、物理治疗、心理治疗、神经调控和手术干预等,根据疼痛类型和个体差异选择合适的方案语言功能的神经基础语言是人类特有的高级认知功能,其神经基础主要位于大脑的左半球(的右利手和的左利手)布洛卡区位于左侧额下回,主要负责语言表达和语法处理布洛卡区损95%70%伤导致表达性失语,患者理解基本正常,但语言表达困难,语句短而不流利,语法错误多韦尼克区位于左侧颞上回后部,主要负责语言理解韦尼克区损伤导致感觉性失语,患者语言流利但内容无意义,理解严重受损现代神经语言学研究表明,语言处理是一个复杂的网络活动,远不止这两个区域参与角回负责词汇语义处理,额下回参与语音处理,额上回参与语音运动规划,颞中回和颞下-回参与词义理解,补充运动区参与语言启动右半球也参与语言处理,特别是语言的韵律和情感成分功能性神经影像技术如和使我们能够观察健康人大脑处理语言时fMRI PET的活动模式,这些研究揭示了语言处理的动态网络特性支配特殊感觉的神经视觉听觉其他特殊感觉视觉信息从视网膜的感光细胞(视杆细胞和视锥细胞)开始,听觉信息从内耳耳蜗的毛细胞开始,毛细胞将声波转换为电嗅觉信息从鼻腔嗅上皮的嗅觉感受器开始,通过嗅神经(第经过视网膜内的神经元处理后,通过视神经(第二对脑神经)信号,通过听神经(第八对脑神经的一部分)传递听觉信一对脑神经)直接投射到嗅球,然后传递到嗅皮层和边缘系传出视神经在视交叉处部分交叉(来自鼻侧视网膜的纤维息在脑干多个核团(耳蜗核、上橄榄核、下丘)中继后,经统嗅觉是唯一不经过丘脑中继的感觉通路,与情绪和记忆交叉,颞侧不交叉),然后形成视束,经过外侧膝状体(丘过内侧膝状体(丘脑的听觉中继站),最终到达颞叶的初级有密切联系味觉信息从舌头和口腔的味蕾开始,通过三种脑的视觉中继站),最后到达枕叶的初级视觉皮层高级视听觉皮层(颞横回)听觉信息在大脑中的处理高度复杂,脑神经(面神经、舌咽神经和迷走神经)传递,经过孤束核觉处理涉及枕叶、颞叶和顶叶的多个区域,形成两条主要通涉及声音的频率、强度、空间定位和复杂模式(如语言和音和丘脑中继后到达初级味觉皮层平衡觉信息从内耳前庭器路枕颞通路(什么通路,识别物体)和枕顶通路(乐)的分析值得注意的是,听觉通路有多个交叉点,使得官开始,通过前庭神经(第八对脑神经的一部分)传递,与--哪里通路,处理空间位置和运动)单侧听觉皮层损伤通常不会导致单侧聋小脑、脑干和视觉系统密切配合,维持身体平衡和空间定向特殊感觉通路的完整性对感知外界环境至关重要各种疾病和损伤可影响这些通路,导致相应的感觉障碍,如白内障、视网膜病变、耳聋、眩晕等现代医学技术如人工耳蜗和视网膜植入物可帮助恢复部分感觉功能常见神经系统疾病脑卒中癫痫分为缺血性(血栓或栓塞导致血流中断)和出血性(血管破裂导致出血)两种症状取一种慢性疾病,特征是反复发作的神经元异常放电,导致短暂的大脑功能障碍发作类决于受损脑区,可能包括单侧肢体瘫痪、感觉异常、语言障碍、视野缺损等危险因素型多样,包括全身性发作(如强直阵挛发作)和局灶性发作病因包括脑损伤、脑肿-包括高血压、糖尿病、高血脂、吸烟、心房颤动等预防措施包括控制血压、健康饮食、瘤、脑炎、遗传因素等,但约一半病例无明确病因治疗主要依靠抗癫痫药物,难治性规律运动、不吸烟和适量饮酒癫痫可考虑手术治疗发作时的急救原则是保护患者免受伤害,不要强行按压或将物品塞入口中帕金森病阿尔茨海默病一种进行性神经退行性疾病,由中脑黑质多巴胺能神经元变性导致主要症状包括静止最常见的痴呆类型,特征是进行性记忆力减退和认知功能下降病理特征包括大脑中β-性震颤、肌肉僵直、运动迟缓和姿势不稳非运动症状包括认知障碍、抑郁、睡眠障碍淀粉样蛋白斑块和神经原纤维缠结的形成,导致神经元死亡和大脑萎缩风险因素包括和自主神经功能异常治疗包括药物(左旋多巴、多巴胺受体激动剂等)、深部脑刺激年龄、家族史、头部外伤、心血管疾病等目前尚无根治方法,现有治疗主要是对症治和康复治疗最新研究方向包括基因治疗、神经保护策略和干细胞移植疗,如胆碱酯酶抑制剂和受体拮抗剂预防策略包括保持认知活跃、社交活动、NMDA规律运动和心血管健康神经系统疾病种类繁多,影响巨大除上述疾病外,还有多发性硬化症(免疫系统攻击中枢神经系统髓鞘)、肌萎缩侧索硬化症(运动神经元变性)、脑肿瘤、脑外伤、脑膜炎和脑炎等早期识别症状、及时就医和综合治疗对改善预后至关重要神经系统保健合理饮食地中海式饮食(富含橄榄油、鱼类、蔬果、全谷物、适量红酒)有助于大脑健康脂肪酸(鱼油)对神经Omega-3细胞膜和突触功能至关重要抗氧化剂(水果和蔬菜中)可减少氧化应激对神经元的损害族维生素(特别是、B B6和叶酸)对神经元正常功能和髓鞘维持很重要适量饮水有助于维持神经系统正常功能,脱水会影响认知能力B12适量运动有氧运动(如快走、游泳、骑自行车)可增加脑源性神经营养因子()水平,促进神经可塑性和新神经元生成BDNF规律运动还可改善大脑血流量,降低痴呆风险平衡和协调性练习(如太极、瑜伽)有助于维持神经系统协调功能研究表明,每周至少分钟中等强度运动对大脑健康有显著益处运动还可缓解压力和焦虑,改善睡眠质量,间接150促进神经系统健康充足睡眠睡眠对神经系统修复和维护至关重要深度睡眠期间,大脑进行清洁,清除代谢废物(包括淀粉样蛋白)睡眠β-对记忆巩固和神经回路重组也很重要成年人应保证每晚小时的高质量睡眠睡眠障碍与多种神经系统疾病相关,7-8如阿尔茨海默病、帕金森病和抑郁症保持规律的睡眠觉醒周期、睡前放松、创造良好睡眠环境有助于提高睡眠质量-除了以上三个方面,神经系统保健还应注意保持积极的社交活动,社会联系有助于认知健康;进行认知挑战活动,如学习新技能、解决问题、阅读等,保持大脑活跃;管理压力,长期慢性压力会损伤海马等脑区;避免毒素接触,如过量酒精、药物滥用、环境污染物等;保护头部,预防脑外伤;定期体检,及时发现和治疗可能影响神经系统的疾病,如高血压、糖尿病等神经系统保健应贯穿整个生命周期儿童期是大脑发育的关键期,需要充分的营养、刺激和保护;成年期应建立健康生活方式,预防相关疾病;老年期则需更加注重维持认知功能和预防神经退行性疾病采取综合措施,可以显著提高神经系统健康水平和生活质量大脑与学习学习的神经机制基于突触可塑性和神经回路重组注意力的神经基础前额叶顶叶网络控制信息筛选-提高学习效率的方法3基于神经科学的学习策略学习的神经机制基于突触可塑性原理,即同时激活的神经元会增强连接(赫布理论)当我们学习新知识或技能时,相关神经元之间的突触连接会增强,形成新的神经回路或修改现有回路这种变化涉及短期机制(如神经递质释放增加)和长期机制(如新突触形成和基因表达改变)不同类型的学习涉及不同的脑区陈述性学习依赖海马和颞叶内侧结构;程序性学习依赖基底神经节和小脑;情感学习依赖杏仁核注意力对学习至关重要,它由前额叶和顶叶皮层组成的网络控制,可分为自下而上(由刺激驱动)和自上而下(由目标驱动)两种机制多巴胺和去甲肾上腺素等神经递质在调节注意力中起重要作用基于神经科学的高效学习策略包括分散练习而非集中练习,允许神经回路巩固;主动提取而非被动复习,强化记忆通路;多感官学习,激活多个脑区;适当休息和睡眠,促进记忆巩固;适度压力和情绪唤醒,增强学习效果;教授他人或应用所学,深化理解和记忆神经科学新进展脑图谱计划研究成果神经干细胞与再生医学人工智能与神经网络人类脑图谱计划是一项国际性大科学计划,旨在绘制人神经干细胞研究为治疗神经系统疾病带来了新希望科人工神经网络的设计受到了生物神经系统的启发,虽然脑结构和功能的详细地图通过先进的成像技术如超高学家们已经能够在实验室中培养神经干细胞,并诱导它简化了很多,但仍保留了关键特性如分层结构、加权连分辨率、光遗传学和电子显微镜断层扫描等,科学们分化为特定类型的神经元或胶质细胞最新研究表明,接和非线性激活深度学习的突破使人工智能在图像识MRI家们已经成功绘制了大脑不同区域的神经元类型和连接移植神经干细胞或诱导内源性神经干细胞增殖可能有助别、语言处理等领域取得了惊人成就反过来,这些计图谱这些研究发现人脑中存在数百种不同类型的神经于修复受损神经组织在动物模型中,神经干细胞疗法算模型也帮助神经科学家理解大脑的信息处理机制神元,每种都有特定的形态、连接模式和功能特性已显示出治疗脊髓损伤、脑卒中和神经退行性疾病的潜经形态计算是一个新兴领域,旨在开发更接近生物神经力系统工作方式的计算架构除了上述领域,神经科学还有许多令人兴奋的新进展脑机接口技术使人能够直接用思维控制外部设备,为瘫痪患者提供了新的交流和活动方式精准神经调控技术如经颅磁刺激和深部脑刺激为治疗抑郁症、强迫症等精神疾病提供了新选择随着技术不断进步,我们对神经系统的了解将更加深入,为神经疾病的预防和治疗带来更多可能性课堂小结随堂练习神经元结构与功能匹配题请将下列神经元结构与其功能正确匹配树突细胞体轴突髓鞘突触小体神经
1.
2.
3.
4.
5.A.元的代谢中心向细胞体传导刺激从细胞体向外传导刺激增加传导速度释放神经递质B.C.D.E.这个练习帮助巩固对神经元基本结构及其功能特点的理解,是神经系统学习的基础部分神经系统各部分功能的填空题请在下列空白处填入正确的神经系统部分名称负责平衡和精细运动的协调是连
1.____
2.____接左右大脑半球的纤维束调节体温、饥饿和口渴控制交感神经和副交感神经活
3.____
4.____动是语言表达中枢含有控制心跳和呼吸的中枢这个练习旨在检验对神经系统
5.____
6.____各部分功能特点的掌握情况神经反射弧的构建练习请按正确顺序排列膝跳反射弧的组成部分肌梭、运动神经元、效应器(股四头肌)、感觉神经元、脊髓然后画出反射弧示意图,标明神经冲动的传导方向这个练习帮助理解反射活动的结构基础和信息传递过程,加深对神经系统基本工作原理的认识以上练习题涵盖了课程的核心内容,从微观的神经元结构到宏观的神经系统组成和功能通过这些练习,可以检验对重要概念的理解和记忆,发现可能存在的知识盲点,为进一步学习打下坚实基础建议在完成练习后,对照课本或课件检查答案,并认真分析错误原因除了这些基础练习外,还可以尝试一些综合应用题,如分析某些神经系统疾病的症状与相应脑区功能的关系,或者解释日常生活中的某些神经反射现象这类练习有助于提高分析问题和应用知识的能力,使神经系统知识不仅停留在记忆层面,还能灵活运用到实际情境中拓展思考神经系统与人工智能的比较神经系统疾病治疗的前沿研究人工智能系统虽然在某些任务上已超越人类,但在适应性、神经系统疾病治疗正经历革命性变化基因疗法通过修正灵活性和能耗效率方面仍远不及生物神经系统人脑消耗或替换缺陷基因,有望治疗神经遗传病;外泌体疗法利用约瓦特能量,而执行类似复杂任务的系统可能需要这些细胞间通讯囊泡传递治疗因子;神经调控技术如经颅20AI数千瓦生物神经系统具有自组织、自修复能力,能在不磁刺激和深部脑刺激为精神和运动障碍提供新选择;脑机完整信息条件下做出决策,而当前系统在这些方面仍有接口让瘫痪患者能用思维控制设备;靶向药物递送系统可AI很大局限绕过血脑屏障,直接将药物送达病变部位人脑使用并行分布式处理,多为串行计算个体化精准治疗方案日益重要•AI•神经系统学习不需要大量标记数据多学科交叉研究加速治疗突破••生物神经网络拓扑结构更复杂多变早期干预策略显示良好效果••人脑整合了感知、情感和认知功能非侵入性治疗技术不断发展••大脑潜能开发的科学与误区关于人类只使用了大脑的潜能的说法是一个广泛流传的误区现代脑成像研究表明,即使是简单任务也会激活大脑10%多个区域,没有闲置的脑区然而,神经可塑性确实让大脑具有终身学习和适应的能力科学的大脑潜能开发包括持续学习新技能、保持认知挑战、规律锻炼、健康饮食和充足睡眠等商业化脑力开发产品缺乏科学依据•短期记忆训练效果往往不能迁移到其他任务•认知储备可延缓神经退行性疾病症状•终身学习是维持脑健康的关键•这些拓展话题展示了神经科学与多学科的交叉融合,以及理论研究向实际应用转化的前景随着技术进步和研究深入,我们对神经系统的认识将更加全面,为解决神经疾病、开发智能技术提供更坚实的科学基础同时,对神经科学知识的普及也有助于公众辨别伪科学,采取真正有效的方法维护脑健康参考资料教材与专著人教版七年级生物教材是本课程的基础参考资料,其中关于神经系统的章节简明扼要地介绍了基本概念《神经科学基础》(西安交通大学出版社)提供了更深入的神经解剖学和生理学知识,适合想要进一步学习的学生《神经科学探索脑》(中国轻工业出版社,原著等)是国际公认的神经科学经典教材,内容全面且深入浅出Eric Kandel研究机构中国科学院神经科学研究所是国内神经科学研究的领先机构,其网站提供了大量前沿研究资讯美国国立卫生研究院下NIH属的国家神经疾病和卒中研究所网站包含丰富的神经系统知识和疾病信息人类连接组项目NINDS HumanConnectome致力于绘制人脑连接图谱,其网站展示了许多精美的脑成像数据Project网络资源提供了面向公众的神经科学知识,内容准确且易于理解可汗学院的神经科学视频课程适BrainFacts.org KhanAcademy合初学者自学科学松鼠会和果壳网的神经科学科普文章用生动的语言解释复杂概念上的YouTube Neuroscientifically频道有许多高质量的神经系统动画讲解视频,可帮助理解抽象概念Challenged期刊文献《自然神经科学》、《神经元》和《神经科学进展》等国际期刊发表神经科学领域最新研究成果中国神经科学学会官网提-供国内神经科学研究动态中央数据库可检索几乎所有神经科学相关论文摘要,了解最新研究方向这些资源适合PubMed有一定基础的读者深入学习特定主题以上参考资料从不同层次提供了神经系统相关知识,读者可根据自身需求选择适合的学习材料初学者建议先从教材和科普资源入手,建立基本框架后再逐步深入专业内容对于感兴趣的特定主题,可通过数据库检索最新研究成果,了解科学前沿学习神经系统知识不仅需要理论学习,实践观察也很重要可以通过参观科技馆中的神经科学展区,观看神经系统标本,或者参与简单的神经科学实验(如视错觉、反射测试等),加深对理论知识的理解和记忆最重要的是保持好奇心和批判性思维,不断探索这个神奇的系统。
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