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神經(jīng)系統(tǒng)的功能

神經(jīng)系統(tǒng)不同于其他器官,它使得人類有別于其他動(dòng)物。人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS) 比大部分臺(tái)式計(jì)算機(jī)更小,質(zhì)量更輕,是現(xiàn)存的最復(fù)雜和最優(yōu)雅的計(jì)算裝置。它可以接受和翻譯一系列的感覺(jué)信息,控制許多簡(jiǎn)單和復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)行為,并且參與理性和感性的邏輯。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要組成部分
腦可以做出復(fù)雜的決定、創(chuàng)新性思考和感受情感。它可以概括和擁有高級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)法識(shí)別的能力。例如,人的神經(jīng)系統(tǒng)可以立即從呈現(xiàn)的任何角度識(shí)別一個(gè)相似的面孔。它可以幾乎同時(shí)開(kāi)展許多復(fù)雜的任務(wù)。
鑒于神經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜性及其活動(dòng)的多樣性,人們也許會(huì)問(wèn)它是否已經(jīng)被解釋。事實(shí)上,神經(jīng)科學(xué)已經(jīng)開(kāi)始提供一個(gè)特別詳細(xì)的關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)的組織學(xué)和生理學(xué),以及當(dāng)發(fā)生各種疾病時(shí)神經(jīng)系統(tǒng)的改變。這種理解完全基于神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的了解,以及結(jié)構(gòu)和功能之間的內(nèi)在聯(lián)系。
神經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜性是通過(guò)其豐富和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)反應(yīng)的。在某種意義上,神經(jīng)系統(tǒng)可以看作是一種復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的連接計(jì)算機(jī)的網(wǎng)狀物。由于可以很容易理解神經(jīng)系統(tǒng)的解剖,腦和脊髓具有不同的功能,敏銳的臨床醫(yī)師經(jīng)常可以根據(jù)臨床病史和仔細(xì)的神經(jīng)病學(xué)的檢查做出關(guān)于功能紊亂相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
對(duì)于神經(jīng)解剖的理解,對(duì)基礎(chǔ)的神經(jīng)科學(xué)和臨床用藥都十分有意義。臨床神經(jīng)解剖學(xué)(如神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),考慮到神經(jīng)系統(tǒng)紊亂的背景)包括正常神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組織的重要內(nèi)容,對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)紊亂的理解十分必要。
一、神經(jīng)系統(tǒng)的概況 

(一)主要組成部分

1.解剖學(xué) 從解剖學(xué)上來(lái)看,人的神經(jīng)系統(tǒng)是一個(gè)由兩部分組成的復(fù)合體。

(1)中樞神經(jīng)系統(tǒng):由腦和脊髓組成,被骨包圍,由保護(hù)膜(腦脊膜)纏繞并充滿腦脊液。

(2)周圍神經(jīng)系統(tǒng):由腦神經(jīng)和脊神經(jīng)組成 。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(顯示了中樞神經(jīng)系統(tǒng)和覆蓋它的骨之間的聯(lián)系)

2.生理學(xué)   從功能上來(lái)講,神經(jīng)系統(tǒng)分成兩個(gè)系統(tǒng)。

(1)軀體神經(jīng)系統(tǒng):激體壁結(jié)構(gòu)(肌肉、皮膚、黏膜)。

(2)自主(內(nèi)臟)神經(jīng)系統(tǒng)(ANS) :括中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周神經(jīng)系統(tǒng)兩部分。它可以控制平滑肌、內(nèi)臟腺體和血管的活動(dòng)及將感覺(jué)信息傳向腦。 

(二)結(jié)構(gòu)單元和所有器官組織

中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和細(xì)長(zhǎng)的脊髓。腦是一個(gè)分層的結(jié)構(gòu),粗略地可以細(xì)分為大腦、腦干和小腦。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)的兩個(gè)主要的部分—腦和脊髓(正中矢狀面)
神經(jīng)系統(tǒng)最前端(大腦或間腦)是系統(tǒng)發(fā)育最先進(jìn)的部分,并且負(fù)責(zé)最復(fù)雜的功能(如認(rèn)知功能)??拷膊?, 腦干、髓質(zhì)和脊髓的發(fā)生相對(duì)大腦或間腦次之,但在功能上必不可少。

大腦(前腦)包括端腦和間腦。端腦包括大腦皮質(zhì)(腦進(jìn)化程度最高的部分,有時(shí)稱為灰質(zhì)),皮質(zhì)下白質(zhì)和在大腦半球深部的灰色核團(tuán)稱為基底核。之所以稱為白質(zhì),是因?yàn)樵谀X發(fā)生時(shí)由于它含有高含量的髓磷脂而呈現(xiàn)閃閃發(fā)光的表現(xiàn)。白質(zhì)包括有髓鞘的纖維,但不包括神經(jīng)元細(xì)胞體和突觸。

脊髓的橫截面,顯示了灰質(zhì)(包括神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞體、軸突、樹(shù)突和突觸)和白質(zhì)(包括有髓鞘的軸突和相關(guān)的膠質(zhì)細(xì)胞)

間腦主要細(xì)分為丘腦和下丘腦。腦干包括中腦、腦橋和延髓。小腦包括小腦蚓部和兩側(cè)葉。腦是中空的,包括空白系統(tǒng)稱為腦室。脊髓有狹窄的中心通道,在成年人大部分被堵塞。這些空白區(qū)域充滿腦脊液(CSF)。

(三)功能單元

腦約占機(jī)體體重的2%,包括數(shù)以億計(jì)(也許萬(wàn)億)的神經(jīng)元神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。神經(jīng)元或神經(jīng)細(xì)胞,是通過(guò)它們的延伸部分(神經(jīng)纖維或軸突)接受和傳遞信號(hào)給其他細(xì)胞的專門的細(xì)胞。

在大多數(shù)情況下,信息經(jīng)過(guò)一系列電信號(hào)或化學(xué)信號(hào)非???在幾毫秒之內(nèi))地被加工和編碼。許多神經(jīng)元有相對(duì)大的細(xì)胞體和長(zhǎng)的軸突,通過(guò)特別長(zhǎng)的距離傳遞沖動(dòng)時(shí)特別快。

從另一方面來(lái)說(shuō),中間神經(jīng)元有小的細(xì)胞體和短的軸突,傳遞局部沖動(dòng)。具有相同功能的神經(jīng)細(xì)胞經(jīng)常具有相同的作用靶點(diǎn),通常聚集在一起形成核團(tuán)。具有相同形式、功能和聯(lián)系的神經(jīng)細(xì)胞聚集在中樞神經(jīng)系統(tǒng)外,稱為神經(jīng)節(jié)
具有支持神經(jīng)元活動(dòng)作用的其他細(xì)胞元素稱為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞有許多類型。在腦和脊髓內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞與神經(jīng)元的比值超過(guò)了10 :1。

(四)神經(jīng)系統(tǒng)的計(jì)算

神經(jīng)細(xì)胞在突觸上傳遞信號(hào)給另一個(gè)細(xì)胞?;瘜W(xué)傳遞遞質(zhì)與突觸的功能有關(guān):興奮性作用和抑制性作用。

一個(gè)神經(jīng)元可以接受數(shù)以千計(jì)的帶來(lái)不同來(lái)源信息的突觸。通過(guò)整合各種不同來(lái)源的興奮性和抑制性信號(hào)的作用及產(chǎn)生自己的信息,每一個(gè)神經(jīng)元都扮演著一個(gè)信息處理裝置的角色。
一些非常原始的行為(如反射和叩擊膝部肌腱時(shí),膝部周圍肌肉無(wú)意識(shí)地收縮)是通過(guò)有突觸聯(lián)系的兩個(gè)神經(jīng)元經(jīng)過(guò)一系列單突觸的神經(jīng)活動(dòng)協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)的。
然而更多復(fù)雜的行為,需要更大的多神經(jīng)元參與多突觸神經(jīng)回路,也包括相互聯(lián)系的突觸。

(五)神經(jīng)束和神經(jīng)連接索

中樞神經(jīng)系統(tǒng)兩個(gè)核團(tuán)內(nèi)的神經(jīng)元之間的聯(lián)系或途徑形成纖維束。就像在脊髓中看到的一樣,神經(jīng)束聚集在一起形成神經(jīng)索。

神經(jīng)束可以下行(如從大腦到腦干或脊髓)和上行(從脊髓到大腦)。這些途徑在它們發(fā)生時(shí)可能從中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一端交叉到另一端,形成垂直聯(lián)系、水平聯(lián)系,稱為神經(jīng)連接索。
多重神經(jīng)束聯(lián)系神經(jīng)系統(tǒng)的許多部分。例如,多重上行和下行神經(jīng)束將周圍神經(jīng)系統(tǒng)及低位脊髓中心與腦聯(lián)系起來(lái)。
這就反映出一個(gè)事實(shí),神經(jīng)系統(tǒng)通過(guò)使用不同系列的神經(jīng)元提取它的感覺(jué)周圍不同的方面(如形狀、重量和接觸機(jī)體的物體的溫度)及分別編碼和控制運(yùn)動(dòng)行為特定的方面(姿勢(shì)、肌張力、精細(xì)運(yùn)動(dòng))。
神輕束的多樣性也賦予神經(jīng)系統(tǒng)過(guò)多的功能:在神經(jīng)系統(tǒng)部分被破壞后,僅一些功能會(huì)丟失;其他功能也許會(huì)被保留,增加了生物體存活的可能性。

(六)神經(jīng)系統(tǒng)的對(duì)稱性

通常認(rèn)為,神經(jīng)系統(tǒng)解剖大致成左右對(duì)稱。大腦和小腦由左、右兩個(gè)半球組成。最初,考慮這些半球?qū)ΨQ出現(xiàn)。一些高級(jí)的皮質(zhì)功能,像語(yǔ)言在一側(cè)半球比另一側(cè)半球表現(xiàn)得更強(qiáng)大。

但總的來(lái)說(shuō),半球擁有相似的結(jié)構(gòu),甚至在一些靠近尾部的結(jié)構(gòu),像腦干和脊髓,不是由半球構(gòu)成的,但也左右對(duì)稱。

(七)交叉表示

另一個(gè)公認(rèn)的觀點(diǎn)是神經(jīng)系統(tǒng)存在交叉和交叉表示。神經(jīng)解剖學(xué)家用術(shù)語(yǔ)“交叉”來(lái)描述一個(gè)纖維束從神經(jīng)系統(tǒng)的一側(cè)(右或左)到另一側(cè)。右側(cè)大腦接受相關(guān)信息,控制左側(cè)的有關(guān)的運(yùn)動(dòng)功能;反之亦然。關(guān)于右側(cè)世界的視覺(jué)信息在左側(cè)的視覺(jué)皮質(zhì)形成。

同樣,機(jī)體右側(cè)的觸覺(jué)、冷熱覺(jué)和位置覺(jué)在左側(cè)的大腦半球的軀體感覺(jué)皮質(zhì)形成。按照運(yùn)動(dòng)控制,左側(cè)大腦半球的運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)控制屬于右側(cè)外部世界的右側(cè)機(jī)體運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)然,這個(gè)包括控制右側(cè)的上肢和下肢的肌肉,像二頭肌、三頭肌、手部肌群和腓腸肌等。對(duì)于“交叉神經(jīng)支配”這種模式偶爾也有例外,如左側(cè)胸鎖乳突肌由左側(cè)大腦皮質(zhì)控制。
然而,即使這種例外也有功能上的意義:由于這種不同尋常的生物力學(xué),左側(cè)胸鎖乳突肌的收縮使頸部轉(zhuǎn)向右側(cè)。甚至對(duì)于有異常的肌肉,對(duì)于右側(cè)外部世界有關(guān)活動(dòng)的控制起源于對(duì)側(cè)的左側(cè)大腦半球,像前述的交叉表示的原理一樣。

對(duì)于交叉運(yùn)動(dòng)控制的規(guī)則,有一個(gè)重要的例外需注意:由于小腦組織的傳入和傳出信息,每一個(gè)小腦半球控制身體同側(cè)的協(xié)調(diào)性和肌張力。

(八)腦內(nèi)世界的地圖

在每一個(gè)水平,腦(包括代表)繪制出外面世界多種方面的地圖。例如,考慮到脊柱(攜帶感覺(jué)信息,尤其是關(guān)于觸覺(jué)和振動(dòng)覺(jué),從身體表面的感覺(jué)末梢向上一直到脊髓里)。

脊柱的軸突被安排得非常有序,從上肢、軀干、下肢發(fā)出纖維形成保持這些機(jī)體空間聯(lián)系的地圖。在大腦皮質(zhì),也有感覺(jué)地圖(是小人的形式,因此稱為侏儒)在感覺(jué)皮質(zhì)里。
在枕葉和顳葉及頂葉中也有視覺(jué)世界的多重地圖。這些地圖被稱為視網(wǎng)膜拓?fù)鋱D,因?yàn)樗鼈儽A袅宋矬w在視網(wǎng)膜成像和提供腦中的視覺(jué)環(huán)境的空間代表之間的聯(lián)系。每一張地圖包括涉及提取和分析關(guān)于某一刺激特定方面(如形式、顏色或運(yùn)動(dòng))的信息的神經(jīng)元。

(九)發(fā)展

神經(jīng)纖維最早的纖維束約出現(xiàn)在原始生命的第2個(gè)月:主要的下行運(yùn)動(dòng)纖維約在第5個(gè)月出現(xiàn)。脊髓神經(jīng)纖維的髓鞘形成(髓磷脂外殼)約開(kāi)始于原始生命的中期;一些神經(jīng)束在20年的時(shí)間里并不完全形成髓鞘。

最古老的神經(jīng)束(對(duì)所有動(dòng)物都是共同的)先形成髓鞘;皮質(zhì)脊髓束在出生后的第1年和第2年大量形成髓鞘。
在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中,逐漸增長(zhǎng)的軸突在細(xì)胞外引導(dǎo)分子(包括神經(jīng)生長(zhǎng)因子和腦信號(hào)蛋白)的指導(dǎo)下向正確的靶位生長(zhǎng)。它們中的一些扮演著促進(jìn)軸突生長(zhǎng)的引誘劑,指引它們向一個(gè)特定的靶點(diǎn)生長(zhǎng)。其他扮演著排斥劑。
有許多類型的引導(dǎo)分子,很可能每一個(gè)專門作用于一種特定類型的軸突,它們存在于變化著的濃度梯度中。在神經(jīng)系統(tǒng)形成的過(guò)程中,存在有很高新生的多余軸突,這些軸突在修剪過(guò)程中隨后丟失,并沒(méi)有到達(dá)正確的靶點(diǎn)。
盡管在神經(jīng)系統(tǒng)功能開(kāi)始之前腦的組織結(jié)構(gòu)已經(jīng)完美完成,如果在一個(gè)僅僅可以持續(xù)幾天甚至更少時(shí)間的特定時(shí)期內(nèi)提供或保留一個(gè)合適的刺激物,成熟的腦很容易發(fā)生改變。

二、周圍神經(jīng)系統(tǒng)

周圍神經(jīng)系統(tǒng)包括脊神經(jīng)、腦神經(jīng)和與它們相關(guān)的神經(jīng)節(jié)(中樞神經(jīng)系統(tǒng)外的神經(jīng)細(xì)胞核團(tuán))。神經(jīng)包括可以向中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳入或傳出信息的神經(jīng)纖維。

通常來(lái)說(shuō),傳出神經(jīng)纖維涉及運(yùn)動(dòng)功能,像肌肉的收縮或腺體的分泌;傳入神經(jīng)纖維通常傳遞從皮膚、黏膜和更深結(jié)構(gòu)的感覺(jué)刺激。

個(gè)別神經(jīng)在壓迫或物理創(chuàng)傷時(shí)可以被破壞,導(dǎo)致被特殊神經(jīng)支配的機(jī)體的部分運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)的缺失。

一些系統(tǒng)性疾病像糖尿病,或暴露在具有神經(jīng)毒性的毒物或藥物中可以通過(guò)機(jī)體損傷神經(jīng),產(chǎn)生外周多發(fā)性神經(jīng)病:在這些情況中,最長(zhǎng)的神經(jīng)(這些刺激活動(dòng)足)最先受到影響。 

三、平面和術(shù)語(yǔ)

神經(jīng)解剖學(xué)家們傾向于根據(jù)腦和脊髓如何發(fā)生做成切片或截面。這些截面和術(shù)語(yǔ)的平面被用于神經(jīng)解剖學(xué)顯示。

平面(冠狀面、水平面、橫斷面)和方面(頭部、尾部等)經(jīng)常被用于描述腦和脊髓

本次系列共30講,永久復(fù)聽(tīng)

原價(jià)399,限時(shí)拼團(tuán)價(jià)99

支持永久復(fù)聽(tīng)。

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