第2章神经调节

人体的一切生命活动都离不开神经系统的调节和控制。“中国脑计划”正式拉开序幕，并被列入我国重大科技创新和工程项目。

第1节神经调节的结构基础

一.神经系统的基本结构

1.人的神经系统包括：中枢神经系统和外周神经系统

（1）中枢神经系统：包括脑（大脑、脑干和小脑等，位于颅腔内）和脊髓（位于椎管内）。

在中枢神经系统内，大量神经细胞聚集在一起，形成许多的神经中枢，分别负责调控某一特定的生理功能，如脊髓中的膝跳反射中枢、脑干中的呼吸中枢、下丘脑中的体温调节中枢等。

①大脑：包括左右两个大脑半球，表面是大脑皮层；大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。

②小脑：位于大脑的后下方，它能够协调运动，维持身体平衡。

③下丘脑：脑的重要组成部分，其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等，还与生物节律等的控制有关。

④脑干：是连接脊髓和脑其他部分的重要通路，有许多维持生命的必要中枢，如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢。

（2）外周神经系统：包括脑神经和脊神经。它们都有支配内脏器官的神经。

脑神经：人的脑神经共12对，主要分布在头面部，负责管理头面部的感觉和运动。

脊神经：人的脊神经共31对，主要分布在躯干、四肢，负责管理躯干、四肢的感觉和运动。

脑神经和脊神经都含有传入神经（感觉神经）和传出神经（运动神经）。

①传入神经：将接受到的信息传递到中枢神经系统；中枢神经系统经过分析和处理，发出指令信息，再由传出神经将指令信息传输到相应器官，从而使机体对刺激做出反应。

②传出神经：分为躯体运动神经（支配躯体运动的神经）和内脏运动神经（支配内脏器官的神经）。

由躯体运动神经支配的身体活动，明显受到意识的支配。

由内脏运动神经控制的心跳与呼吸的变化等活动，不受意识支配，是不随意的。

自主神经系统：支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。

自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成，它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱；而当人处于安静状态时，副交感神经活动占据优势，此时，心跳减慢，但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。

交感神经和副交感神经对同一器官的作用，犹如汽车的油门和刹车，可以使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好地适应环境的变化。

二.组成神经系统的细胞

组成神经系统的细胞主要包括：神经元和神经胶质细胞两大类。

1.神经元：是神经系统结构和功能的基本单位。

细胞体：神经元的膨大部分，里面含有细胞核。

树突：通常短而粗，用来接受信息并将其传导到细胞体。

神经元轴突：长而较细，它将信息从细胞体传向其他神经元、肌肉或腺体。轴突呈纤维状，外表大都套有一层髓鞘，构成神经纤维。

轴突+髓鞘→神经纤维神经纤维集结呈束+一层包膜→一条神经。

神经末梢：树突和轴突末端的细小分枝叫作神经末梢，它们分布在全身各处。2

2.神经胶质细胞

广泛分布于神经元之间，其数量为神经元数量的10—50倍，是对神经元起辅助作用的细胞。

作用：①支持、保护、营养和修复神经元等多种功能。

②在外周神经系统中，神经胶质细胞参与构成神经纤维表面的髓鞘。

神经元与神经胶质细胞一起，共同完成神经系统的调节功能。

第2节神经调节的基本方式

一.反射与反射弧

1.反射：在中枢神经系统的参与下，机体对内外刺激所产生的规律性应答反应，叫作反射。

反射是神经调节的基本方式。完成反射的结构基础是反射弧。

2.反射弧的构成：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器（传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等）组成的。

反射活动需要经过完整的反射弧来实现，如果反射弧中任何环节在结构、功能上受损，反射就不能完成。

3.兴奋：是指动物体或人体内的某写细胞或组织（如神经组织）感受外界刺激后，由相对静止状态转变为显著活跃状态的过程。

反射的大致过程：感受器产生的兴奋沿着传入神经向神经中枢传导；神经中枢随之产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合；神经中枢的兴奋经过传出神经到达效应器；效应器对刺激作出应答。

刺激→感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器→产生反应。

兴奋除了在反射弧中传导，还会在脑和脊髓等中枢神经系统中传导。

二.非条件反射与条件反射

1.非条件反射：出生后无须训练就具有的反射。

条件反射：出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射。

2.条件反射是在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立的。条件反射建立之后要维持下去，还需要非条件刺激的强化。

3.条件反射的消退：如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激，条件反射就会逐渐减弱，以至最终完全不出现，这是条件反射的消退。

条件反射的消退不是条件反射的简单丧失，而是中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性的信号。因此，条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系，是一个新的学习过程，需要大脑皮层的参与。

4.非条件反射的数量是有限的，条件反射的数量几乎是无限的。

5.条件反射的建立，是动物生存必不可少的。条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围，使机体能够识别刺激物的性质，预先作出不同的反应。因此，条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性，大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。

第3节神经冲动的产生和传导

一.兴奋在神经纤维上的传导

1.神经冲动：在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。

2.静息电位：在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态。此时，神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低。静息时，膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，这称为静息电位。

3.动作电位：当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位。

4.局部电流：在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样形成的电流为局部电流。

二.兴奋在神经元之间的传递

在完成一个反射的过程中，兴奋要经过多个神经元。一般情况下，相邻的两个神经元并不是直接相连的。

1.突触小体：神经元的轴突末梢的每个分枝末端膨大，呈杯状或球状，叫作突触小体。

突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接近，共同形成突触。

2.突触的结构包括：突触前膜、突触间隙与突触后膜。

3.在神经元的轴突末梢处，有许多突触小泡，内含一种化学物质——神经递质。

目前已知的神经递质种类很多，主要的有乙酰胆碱、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸）、5—羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等。

4.信号传递的过程：

兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质→神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近→神经递质与突触后膜上的受体结合→突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化→神经递质被降解或回收。

5.神经元之间兴奋传递的方向：单方向的。

原因：神经递质只存在突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上。

方向：一个神经元的轴突→下一个神经元的细胞体或树突。

6.神经元之间兴奋传递的速度：比在神经纤维上要慢。

原因：突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换。

7.神经元与肌肉细胞或某些腺体细胞之间也是通过突触联系的，神经元释放的神经递质可以作用于这些肌肉或腺细胞，引起肌肉的收缩或腺体的分泌。

三.滥用兴奋剂、吸食毒品的危害

兴奋剂和毒品等也大多是通过突触来起作用的。

1.兴奋剂：原来是指能提高中枢神经系统机能活动的一类药物，现在是运动禁用药物的统称。

2.毒品：是指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精神药品。

有些兴奋剂就是毒品。

3.年，《中华人民共和国禁毒法》正式施行。

禁毒工作实行以预防为主，综合治理，禁种、禁制、禁贩、禁吸并举的方针。

珍爱生命，远离毒品，向社会宣传滥用兴奋剂和吸食毒品的危害，是我们每个人应尽的责任和义务。

第4节神经系统的分级调剂

由脑干参与的眨眼反射，不需要位于大脑中的中枢参与也能够完成，但大脑也可以参与这个反射活动（如战士可以练成长时间不眨眼）。

中枢神经系统的不同部位，存在着控制同一生理活动的中枢。

一.神经系统对躯体运动的分级调节

1.躯体的运动，不仅受到脊髓的控制，也受到大脑的调节。

2.大脑的表面覆盖着大脑皮层。

大脑皮层：主要由神经元胞体及其树突构成的薄层结构。

3.人的大脑有着丰富的沟回（沟即为凹陷部分，回为隆起部分），这使得大脑可以具有更大的表面积。

4.大脑通过脑干与脊髓相连，大脑发出的指令，可以通过脑干传到脊髓。

5.大脑皮层的某些区域与躯体运动的功能是密切相关的。

（1）刺激大脑皮层中央前回的顶部，可以引起下肢的运动。

（2）刺激大脑皮层中央前回的下部，会引起头部器官的运动。

（3）刺激中央前回的其他部位，则会引起其他相应器官的运动。

以上表明：躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有它的代表区，而且皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。

6.躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控，脊髓是机体运动的低级中枢，大脑皮层是最高级中枢，脑干等连接低级中枢和高级中枢。机体的运动在大脑皮层以及其他中枢的分级调节下，变得更加有条不紊与精准。

二.神经系统对内脏活动的分级调节

神经系统对内脏活动的调节也是通过反射进行的。在中枢神经系统的不同部位（如脊髓、脑干、下丘脑和大脑），都存在着调节内脏活动的中枢。

1.排尿不仅受到脊髓的控制，也受到大脑皮层的调控。脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的；交感神经兴奋，不会导致膀胱缩小；副交感神经兴奋，会使膀胱缩小。而人之所以能有意识地控制排尿，是因为大脑皮层对脊髓进行着调控。

2.脊髓是调节内脏活动的低级中枢，并不能很好地适应正常生理活动的需要，也不能受意识控制。

3.脑干中也有许多重要的调节内脏活动的基本中枢，如调节呼吸运动的中枢，调节心血管活动的中枢，一旦受到损伤，各种生理活动即失调，严重时呼吸或心跳会停止。

4.下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢，它也使内脏活动和其他生理活动相联系，以调节体温、水平衡、摄食等主要生理过程。

5.大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者，它对各级中枢的活动起调整作用，这就使得自主神经系统并不完全自主。

第5节人脑的高级功能

大脑皮层具有多亿个神经元，组成了许多神经中枢，是整个神经系统中最高级的部位。它除了感知外部世界以及控制机体的反射活动，还具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。

一.语言功能

语言功能是人脑特有的高级功能，它包括与语言、文字相关的全部智能活动，涉及人类的听、说、读、写。

1.人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的，这些特定区域叫言语区。大脑言语区的损伤会导致特有的各种言语活动功能障碍。

（1）W（Writing）区：此区发生障碍，不能写字。“写”与“讲”是两种不同的语言表达方

（2）S（Speaking）区：此区发生障碍，不能讲话。式，属于“运动”性的。

（3）V（Visioning）区：此区发生障碍，不能看懂文字。→V区可能由视觉中枢演化而来。

（4）H（Hearing）区：此区发生障碍，不能听懂话。→H区可能由听觉中枢演化而来。

2.大多数人主导语言功能的区域是在大脑的左半球，逻辑思维主要由左半球负责。

大多数人的大脑右半球主要负责形象思维，如音乐、绘画、空间识别等。

二.学习与记忆

学习和记忆也是人脑的高级功能。

1.学习和记忆：是指神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。

2.条件反射的建立，也就是动物学习的过程。

3.学习和记忆也不是由单一脑区控制的，而是由多个脑区和神经通路参与。

4.人类的记忆过程分成四个阶段：感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。前两个相当于短时记忆，后两个相当于长时记忆。

（1）感觉性记忆：是转瞬即逝的，有效作用时间不超过1秒，所记的信息并不构成真正的记忆。

（2）第一级记忆：保留的时间从数秒到数分钟，若第一级记忆中的小部分信息经过反复运用、强化，在第一级记忆中停留的时间延长，就很容易转入第二级记忆。

（3）第二级记忆：持续的时间从数分钟到数年不等，储存的信息可因之前或后来的信息干扰而遗忘。若想长久地记住信息，可以反复重复，并将新信息与已有的信息整合。

（4）第三级记忆：永久记忆，有些信息通过长年累月地运用则不易遗忘，成为永久记忆。

5.短时记忆，可能与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。长时记忆，可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。

三.情绪

情绪也是大脑的高级功能之一。

1.积极建立和维系良好的人际关系、适量运动和调节压力都可以帮助我们减少和更好地应对情绪波动。当情绪波动超出自己能够调节的程度时，应向专业人士咨询。

2.抗抑郁药一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。