神经系统对姿势和运动的调节.ppt

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1、第四节 神经系统对姿势和运动的调节 Posture & Motor Control By Nervous System,（五）大脑皮层对躯体运动的调节,（四） 小脑的功能,（三）基底神经节的功能,（二） 脑干对肌紧张和姿势的调节,（一）脊髓调节运动的基本机制,功能：躯体运动的初级中枢 运动N元 梭外肌 运动N元 梭内肌,一、脊髓,运动单位,脊休克,脊髓与高位中枢离断后，断面以下暂时 丧失反射活动能力而进入的无反射状态。 表现： 肌紧张降低或消失 发汗反射消失 血压下降 粪尿积聚 (以后一些以脊髓为基本中枢的反射可恢复),脊休克产生和恢复的原因：,产生： 脊髓突然失去高位中枢的易化或抑制调节所致

2、 恢复： 脊髓的初级中枢发挥作用,牵张反射 有神经支配的骨骼肌受外力牵拉时产生的反射性收缩。 1.腱反射 快速牵拉肌腱引起的牵张反射； 如：膝反射，跟腱反射 2.肌紧张 缓慢持续牵拉肌腱引起的牵张反射。,反射弧：牵拉肌肉肌梭兴奋.f 脊髓运动N元兴奋受牵肌肉收缩,脊髓水平完成的姿势反射有：对侧伸肌反射、 牵张反射、 节间反射,屈肌反射 刺激脊动物皮肤受刺激侧肢体 屈肌收缩，伸肌驰缓。（具保护意义） 对侧伸肌反射 刺激强度加大同侧肢体屈肌 收缩，对侧肢体伸肌。（保持身体平衡）,皮肤感受器,伸肌,对侧腿伸,受刺激侧屈,对侧伸肌反射：,1.去大脑僵直： 在中脑上下叠体之间切断脑干，动物出现 四肢伸直

3、、头尾昂起、脊柱挺硬等肌紧张亢进的现象,二、低位脑干及高位中枢 对肌紧张的调节,抑制区 （小、活动弱）,易化区 （大、活动较强）,脊髓前角运动神经元,调节肌紧张,IPSP,EPSP,小脑前 叶两侧,前庭核,小脑前 叶蚓部,纹状体,皮层运动区,网状脊髓束,去大脑僵直的产生机制:,网状结构抑制区的下行始动作用(大脑皮 层运动区和纹状体等)被切断，抑制区活 动减弱，而易化区活动相对增强所致,人类去皮层僵直及去大脑僵直,A、B、C去皮层僵直 A、仰卧，头部姿势正常， 上肢半屈 B、C、转动头部时上肢姿势 D、去大脑僵直，上下肢均 僵直,2.脑干对姿势的调节：,翻正反射：正常动物可保持站立姿势，如将其推

4、倒则可 翻正过来，这种反射称为翻正反射。,状态反射：包括迷路紧张性反射（tonic labyrinthine reflex）和颈紧张反射（tonic neck reflex）。,脑干整合完成的姿势反射有状态反射、翻正反射、直线和旋转加速度反射,中枢在前庭核，正常人高级中枢存在，状态反射被抑制不易表现出来, 运动的设想起源 大脑皮层联络区； 运动的设计： 大脑皮层、基底神经节和小脑半球外侧皮层； 运动程序的编制与储存： 皮层小脑。, 运动的指令（动令、执行） 皮层运动区皮层脊髓和脑干束骨骼肌,躯体运动的调节系统功能, 引发随意运动 调节姿势 协调不同肌群活动,功能： 稳定随意运动 调节肌紧张 处

5、理本体感觉传入信息 参与运动的设计 和程序编制。,三、基底神经节, 运 动 肌紧张 （震颤麻痹） 运 动 肌紧张 （舞蹈病，手足徐动症),基底神经节损伤：,四.小脑,小脑的功能,五.大脑皮层,功能： 发动、协调随意运动 调节肌紧张,1.主要运动区 中央前回 （4.6区）, 交叉性支配 (头面部多为双侧性) 机能代表区大小 与运动精细程度 呈正变关系 倒置机能定位 (头面部局部正立),主要运动区的功能特征,2.辅助运动区,皮层内侧面4区之前 功能特征： 双侧性支配,第五节 神经系统对内脏活动的调节,Visceral Activity Control By Visceral Activity Co

6、ntrol By Nervous System Nervous System,一、植物性神经系统 交感和副交感N的特征,1、传出N分节前和节后纤维,2、起源,无副交感N,3、交感N分布于几乎全身内脏器官， 而副交感N分布则较局限 皮肤、肌肉的血管 汗腺、竖毛肌 肾上腺髓质 肾,交感,副交感,4、交副N节前纤维和多个节后N元联系， 反应较弥散；副交感N则相反,交感和副交感N的功能,总功能：调节心肌、平滑肌、腺体的活动,项 目 交 感 副交感 心 功 能 加强 减弱 血 管 收缩 支 气 管 舒张 收缩 胃肠运动 抑制 兴奋 逼 尿 肌 舒张 收缩 瞳 孔 扩瞳 缩瞳 汗 腺 分泌 代 谢 糖原分

7、解ENE分泌 胰岛素分泌,自主神经的主要功能,交感N,副交感N,ANS活动的意义：,以整个系统参与活动 应急 使机体休整 促进储能 加强排泄和生殖,脊休克的产生及反射恢复,二、脊髓,功能：某些内脏反射的初级中枢,三、低位脑干,功能： 延髓 基本生命中枢 中脑 瞳孔对光反射中枢 中脑参与调节ANS,四、下丘脑,功能：调节内脏活动的较高级中枢 调节体温 温度R 调定点 体温调节中枢,PO/AH,摄食中枢(外侧区),调节摄食行为,饱中枢(腹内侧核）,控制排水 (渗透压R，ADH),控制摄水的中枢(外侧区),调节水平衡,觉察细胞 下丘脑调节肽,调节腺垂体分泌,防御反应区等,影响情绪反应,控制生物节律,

8、视交叉上核 控制日周期节律的中心,五、大脑皮层,大脑皮层对内脏活动的调节 新皮层： 边缘系统：调节内脏的较高级中枢与血压、心律、胃肠运动、 排尿、情绪、记忆等功能有关。,第六节 脑的高级功能,一、大脑皮层的电活动 Electric activity of cerebral cortex,二、学习和记忆 learning & memory,1. 脑电图,alpha waves,Eyes open,Eye close,alpha waves,Alpha Block:,2.皮层诱发电位,Definition: The electrical events that occur in the corte

9、x after stimulation of a sence organ can be monitred.,Brain Computer Interface脑-机接口,A Brain-Computer Interface is a communication system that do not depend on peripheral nerves and muscles Applications: Patient with severe movement disorders: Control external devices (neuroprosthesis, wheelchair) by

10、 mental focus Entertainment (games) Military Use (fighter pilots),Brain Computer Interface（BCI）,相关链接,http:/en.wikipedia.org http:/www.lce.hut.fi/research/css/bci ,睡眠与觉醒,睡眠和觉醒是人类和较高等动物生命活动必需的两个相互转化的生命过程。 正常充足的睡眠是觉醒时各种活动和工作的保证。 睡眠与觉醒相互交替的节律活动不是完全由环境昼夜交替引起的被动反应,而是身体内部的振荡机制进行调节和维持的结果。,1.睡眠的分期,成年人正常睡眠是由慢

11、波睡眠与快波睡眠两个时相周期交替形成的，每夜大约反复转变4-5次。 开始入睡时首先进入慢波睡眠（slow wave sleep, SWS），或称非快速眼动睡眠(non-rapid-eye-movement sleep,NREM)； 再转为快波睡眠，或称异相睡眠（paradoxical sleep, PS），这个阶段发生在慢波睡眠之后，常伴有间断性的眼球快速运动，又称快速动眼睡眠 (rapid-eye-movement sleep,REM)。,脑电图(Electroencephalography，EEG)记录技术的发展及应用有力地推进了睡眠的实验性研究。根据脑电图描记的特征性改变，睡眠周期可细分

12、五期。其中期为慢波睡眠，第V期为快波睡眠。,图7 睡眠时的EEG波形特征及睡眠的分期,2.睡眠的生理意义,睡眠的重要生理意义是恢复脑力和体力。 慢波睡眠对儿童少年时期的生长发育特别有利。 快波睡眠时蛋白质合成及脑代谢率都比慢波睡眠增强,这显然对促进生长、恢复脑力与体力、促进记忆也是很有利的。 睡眠缺乏或睡眠不足会影响注意力和记忆的保持。 剥夺睡眠与脑力活动过分紧张一样,都会引起脑疲劳,典型表现是注意力不集中、记忆减退、情绪波动、思维反应不灵敏等等。,3.睡眠的神经机制,睡眠与觉醒是生物节律最为重要的外在表现，睡眠的实施由褪黑素、视交叉上核的节律性活动，以及脑干上行激活系统、脑干上行抑制系统，以

13、及大脑皮层、海马边缘系统等神经结构相互作用、相互影响而得以共同实现。,表1 睡眠和觉醒神经机制的区别,上 行 抑 制 系 统,上 行 激 动 系 统,脑干网状结构,脑干尾端,NE 5-HT,产生机制,睡眠 觉醒,4. 睡眠的体液调节,1910年法国生理学家（H.Pieron）证明，把疲劳了的狗脑脊液注入休息过后的狗的血内，可以使休息过的狗再睡眠，说明在动物脑脊液和血液内，确实存在着这样的一些睡原物质，可以诱导动物的睡眠。 80多年来研究者们已经发现了许多对睡眠有影响作用的物质，比较确定的有细胞因子如白细胞介素1(IL-1)和肿瘤坏死因子(TNF)、生长激素、催乳素(PRL)和血管活性肠肽(VI

14、P)、褪黑素等。,5. 觉醒,当经过一定时间的睡眠，大脑神经元细胞的内环境趋于平衡，由于生物分子钟的反馈机制，此时脑内分泌的褪黑素逐渐减少，视交叉上核诱导睡眠的脉冲电作用逐渐减弱。 两者作用变化的结果，一是皮层神经元兴奋性的逐渐增强，二是脑干上行抑制系统的作用逐渐地减弱，睡眠逐渐地由IV、III时相进入第II时相、REM时相。 如果此时大脑额叶和其它未兴奋脑区的抑制被它们自身的电活动所翻转，个体就会从睡眠状态转为清醒。,6.睡眠疾病,常见的睡眠疾病有失眠症、梦游症、磨牙症、嗜睡症、呼吸暂停综合征、睡眠不足综合征、时差综合症、睡眠遗尿症、夜间吃喝综合症、催眠药依赖性睡眠疾患等等， 其病因与年龄、

15、体重、精神、遗传、生活方式、内在疾病等因素有着密切关系。,学习：人和动物不断地接受环境变化而获得新的行为习惯（或经验）的过程（获得外界信息的神经过程）,记忆：将获得的行为习惯或经验贮存一定时期的能力，也可以说是经验的保存与再现。（信息的贮存和读出的神经过程）,学习与记忆,学习形式 非联合型学习：简单学习。习惯化、敏感化 联合型学习：两种不同刺激的联合。 经典条件反射：巴普洛甫反射 操作性条件反射：,敏感化,习惯化,非伤害性刺激,弱伤害性刺激,弱伤害性刺激,强伤害 性刺激,1.简单学习,2. 联合型学习 经典条件反射： 无关刺激 非条件刺激 条件刺激 条件反射, 操作性条件反射：,两种信号系统

16、第一信号：现实而具体的信号。对第一信号发生反应的大脑皮层功能系统，称第一信号系统。 第二信号：抽象的语词。对第二信号发生反应的大脑皮层功能系统，称为第二信号系统。 记忆的过程： 短时性记忆：感觉性记忆和第一级记忆 长时性记忆：第二级记忆和第三级记忆 学习和记忆的机制： 神经生理：后放；环路联系；可塑性 神经生物化学：蛋白质、递质合成 神经解剖学：新的突触建立,1学习和记忆的结构基础,短时记忆回路：一般认为，海马、杏仁核、间脑、前额叶皮质共同构成一个统一整体，形成了短时记忆回路，其反馈为正反馈。 (1)海马与杏仁核 (2)间脑腹内侧 (3)前额叶皮质,长时记忆的保存：在大脑中，没有一个特定的长时

17、记忆中枢存在。如对视觉感知的事物的方位、形状等其感觉整合中枢是额叶下部的皮质部位，而事物空间位置的感觉整合中枢则是顶叶后部的皮质部。另外，大脑皮层下层的某些结构也与长时记忆的再现有关。杏仁核除了参与构成短时记忆回路外，还是不同感觉记忆的结合部位。如果杏仁核被损毁，则学习、情绪、动机以及其它的感觉信息就不能整合在一起。,2 学习与记忆的细胞学基础,神经细胞间突触传递的改变是学习和记忆的基础。环境刺激等因素可以引起脑内不同区域的突触后膜致密物质(Postsynaptic Density, PSD)变化。如一次性电击可使大鼠海马3区的显著增厚。易化记忆的药物脱苷氨酰胺精白氨酸加压素能引起小鼠脑内大脑

18、皮层躯体感觉运动区和海马3区突触的增厚。可见突触膜致密物质增加或减少，可能是学习和记忆的细胞形态学基础。,大脑皮层的语言中枢 两侧大脑皮层功能相关： 大脑皮层的语言中枢 语言运动区：中央前回底部之前，运动性失语。 语言书写区：额中回后部，失写症。 语言感觉区： 额上回后部，感觉性失语。 语言视觉区：在角回，失读症。 大脑皮层功能的一侧优势 优势半球：右手劳动的成年人，左侧大脑皮层在语言活动功能上占优势，称。,病 名 损伤部位 症 状,失 读 症 角 回 视觉、语言功能正常,却看不懂文字含义 失 写 症 额中回后部 能听懂语言、看懂文字、会讲话，却不会书写 感觉失语症 颞上回后部 会讲话、会书写

19、、能看懂文字，却听不懂谈话 运动失语症 布洛卡三角 能看懂文字、听懂语言,却不会讲话,皮层语言代表区,（阅读中枢）,（书写中枢）,（听话中枢）,（说话中枢）,Brocas area,Wernicks area,右半球对空间进行综合，左半球对时间进行分析； 右半球着重视觉的相似性，左半球着重概念的相似性； 右半球对知觉形象的轮廓进行加工，左半球则对精细部分进行加工； 右半球把感觉信息纳入印象，左半球则把感觉信息纳入语言描述； 右半球善于做完整性综合，左半球则善于对语音进行分析。,思维及脑机制,人具有形象(直感)思维、抽象(逻辑)思维和灵感(顿悟)思维3种思维方式。 形象思维是一种以客观现象为思维

20、对象、以感性形象认识为思维材料、以意象为主要思维工具、以指导创造物化形象的实践为主要目的的思维活动，是一种并行处理，并具有协同性、动态性、总体性、容错性、无法预测性和不确定性、难以直接表达等特点。,抽象思维是以概念、判断、推理等形式进行的理性思维，它反映了人们以抽象的、间接的、概括的方式认识客观世界。 从认识的顺序性说，总是在概念的基础上形成判断，在判断的基础上进行推理；但是在思维的实际过程中，判断构成推理，又在推理中形成新的判断，从而创造和形成新的概念，因此，概念、判断、推理不是孤立的，而是相互联系的，抽象思维整个过程表现为一维的、串行的，并具有局部、准确、简洁、易于表达等特点，但某一个局部

21、错误可能导致整体完全错误。,灵感思维是在显意识下，经潜意识加工后，再通向显意识，是显意识和潜意识相互作用的结晶。它具有非同期的突发性、非线性的独到性、非神秘的模糊性等特点，穿插在抽象思维和形象思维之中，起着突破、升华的作用，它比形象思维更复杂。,第七节 脑疾病与脑功能退化,出生前的胎儿神经系统的形成和发育是正常脑功能的决定性基础； 儿童脑的可塑性发育是人才智力和健康心理形成的关键； 成年人脑的有效工作取决于神经网络中信息的高效传递和加工； 老年人健康生活依赖于有无病理性衰变和神经损伤。,一、阿尔茨海默病,临床表现为进行性记忆力减退、智能障碍以及人格改变； 主要病理学改变为大脑皮层或某些皮层下结

22、构中老年斑和神经纤维缠结的形成以及多种神经元尤其是胆碱能神经元的原发性变性。 一定数量的老年斑和神经纤维缠结是的病理形态诊断要点。,二帕金森病(parkinson disease, PD),的病理改变主要位于黑质、苍白球、纹状体(尾状核及壳核)和蓝斑内。无论是原发型或脑炎型，黑质几乎都必受侵。肉眼可见黑质有明显的色素消失，脑室有轻度扩大。在显微镜下可见最明显的改变为神经细胞消失。黑质色素细胞中的黑色素消失，黑色素颗粒往往游离散布在组织内及巨噬细胞内，常伴有不同程度的神经胶质增生。,三、亨廷顿病,是一种病变涉及纹状体、大脑皮层为主的中枢神经系统退行性变性疾病。 临床主要表现有舞蹈样不自主动作和进

23、行性痴呆。早期的症状包括身体和四肢的不随意运动、显著的人格改变、抑郁、逐渐变得健忘。随着病情加重，说话变得急促不清，吞咽困难，步态不稳。,第八节脑功能研究技术,一脑电图 二脑成像技术 1.电子计算机断层扫描（CT） 2.正电子发射型计算机断层显像(PET) 3.核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR) 三人脑数字化“地图集” 四“脑-机接口”（Brain Computer Interface，BCI）,复习思考题 1. 神经纤维传导兴奋的特征有哪些？ 2. 影响神经纤维传导速度的因素有哪些？ 3. 试述化学性突触的传递过程。 4. 突触后电位的类型有哪些？各自

24、产生原理如何？ 5. 突触后抑制是如何发生的？其分类及意义如何？ 6. 突触前抑制是如何发生的？ 7. 突触部位兴奋传递的特征如何？与神经纤维有何不同？ 8. 何谓感觉的特异性和非特异性投射系统，各自特点及作用如何？ 9.何谓胆碱能纤维？外周神经中哪些神经纤维属于这类？肾上腺素能纤维又如何？ 10.皮肤痛与内脏痛有何不同？ 11. 试比较骨骼肌牵张反射的两种类型。 12. 何谓肌紧张？中枢神经系统是如何对其进行调节的？ 13. 何谓脊休克？其主要表现及发生原因如何？ 14. 简述下丘脑的主要功能。 15. 何谓第一信号系统、第二信号系统？举例说明。 16. 睡眠有哪两种不同的时相？各自特点、意义如何？ 17. 脑电图的基本波形及其意义？ 18. 条件反射与非条件反射有何不同？,