神经功能网络假说
(一)传统的中枢概念
中枢神经系统是由大量的神经细胞组成的。神经细胞相互联系,分别组合成许多不同的中枢(center),又称为反射中枢(reflex center)。反射中枢是指中枢神经系统内对体内某一功能活动具有调节作用的神经细胞相对集中的部位。
在人类进化和发展的过程中,愈是复杂的功能,愈往脑的高级部位集中。大脑皮质是最复杂的脑功能的实现者,是最高级的中枢。脊髓只能控制一些低级的功能活动,如屈肌反射等。体内复杂的功能活动,是由较高级的脑部位形成的中枢进行调节的,如体温调节的中枢在下丘脑。由于中枢的整合功能,故调节体内某一功能活动的中枢可分布在脑的不同部位,如调节心血管活动的基本中枢在延髓,但在下丘脑和大脑皮质等部位对心血管的功能亦有整合性的调节作用。
在各反射中枢间还存在复杂的神经纤维联系,因而具有相互影响的作用。
(二)神经功能网络的组成
神经功能网络假说是冯志强教授在上述结构和功能的基础上,用发展的思想和观点提出的。神经功能网络由相同功能的神经细胞和与之共生(synbiosis)的神经胶质细胞以及细胞外液理化因素共同组成(图4-1)。虽然三者各有其功能但是相互影响的,在体状态下是作为一个整体发挥作用。以往对神经细胞的研究结果,实际上包含了胶质细胞在其中的作用,只是被忽略了而已。没有上述的神经胶质细胞对神经细胞的作用,神经细胞传导、传递和整合信息的功能是不可能实现的。没有内环境理化性质的相对稳定作为条件,神经组织的功能活动亦不可能得以正常的发生和发展。

图4-1 神经功能网络组成示意图
(三)神经功能网络的活动及相互间的关系
神经系统是由数量巨大的不同的神经功能网络组成。大脑皮质(及其同传入和传出联系)组成的功能网络对其他神经功能网络的活动具有调节作用,是神经系统功能网络的核心,视为一级网络。调节体内某种功能活动的各级中枢部位、同该功能活动中枢相联系的其他部位、以及那些目前未知的某些部位,共同组成的功能网络,视为二级网络。对某种功能活动具有直接传入和传出信息联系以发挥调节作用的神经中枢结构视为三级网络,三级网络是调节某种功能活动的基本中枢。三级网络中的神经细胞内信息传递系统则视为四级网络。每个功能网络都有一个自控中心。每级网络内部和相互间都存在着复杂的结构和功能联系。例如,调节心血管功能活动和整体功能活动变化对心血管活动影响的各中枢部位和目前未探明的神经结构,共同组成二级功能网络。在二级网络中,除包括三级网络外,还有联系各级调节心血管活动的中枢以及调节体内其他活动的中枢的功能网络。通常所说的位于延髓心血管中枢的缩血管区、舒血管区和心抑制区,属于三级功能网络的组成部分。由于神经胶质细胞的绝缘作用,使各功能网络都能相对独立地工作,又因神经细胞间的突触联系和神经细胞产生的信息的扩散作用,使各功能网络间得以相互联系和影响。三级网络具有独立和自主的活动能力,作为神经功能网络的一员,其活动又是在相应的高级中枢和大脑皮质组成的功能网络的调节下产生并随时加以调整的。(https://www.daowen.com)
电信息及其编码组合是神经功能网络的通用语言,不同功能网络的特殊语言是由其中的神经细胞和胶质细胞产生的神经递质或神经肽以及其他的化学物质组成,这些化学物质经信息的传递过程,转化为网络间的通用语言,和(或)表现为该网络的功能活动及其变化。因此,电信息和特殊的化学物质是所有网络都具有的两大信息交流源。两大信息交流系统相互作用和影响,实现了网络内部和网络间功能的联系和协调。
(四)神经功能网络的活动特征
神经功能网络具有如下的特征:①作为信息传递和处理的物质基础,网络内部处于不断的信息更新和功能变化的状态。②其结构和功能在不断地受到所处环境理化因素的变化和来自其他功能网络信息的刺激时,会通过自我改造和调整以适应其变化,即具有自我保护其功能活动相对稳定的能力。③在不同的功能网络间,均有复杂的神经纤维联系,这种联系会因彼此的不断影响而使相互的协同性或对抗性作用加强。④调节能力或对信息的处理和贮存能力,都具有很大的潜力。长时间缺乏信息刺激,会使功能网络的调节能力减弱,反之,经常性的接受信息刺激,会使其功能逐渐增强。⑤病理性损伤只要没有累及功能网络的自控中心,其网络的功能将通过自身和(或)上一级网络的代偿机制,继续保持其调节作用。上述五个特征,共同构成神经功能网络的可塑性(plasticity)。
(五)神经功能网络概念的解释
从上面的叙述中,已知神经功能网络是由具有相同功能的神经细胞、同这些神经细胞共存的神经胶质细胞,以及提供二者进行正常功能活动的内环境理化因素共同组成。
神经功能网络是在已有神经结构和功能研究的基础上产生的和需进一步发展的概念。神经功能网络的概念特征:①强调神经功能网络的整体性,各级网络都具有整合的功能,各网络既有自控中心又同其他网络间有密切的联系。②除神经细胞外,还强调神经胶质细胞和内稳态在神经系统功能活动中的作用。③包含了目前尚未认识,随着对中枢神经系统功能的研究将逐步认识其功能的数量巨大的功能网络。④传统的中枢概念是指调节体内某种功能活动的神经细胞相对集中的部位。神经功能网络既补充了中枢的结构组成,又强调了各级中枢间功能网络的联系和协调作用。⑤目前,凡未能确切定位的中枢或不便称为中枢的,可视为调节某种功能活动的神经功能网络的组成部分。例如,延髓背侧呼吸组和腹侧呼吸组,由于吸气和呼气神经细胞分布较分散,可视为调节吸气和呼气的神经功能网络的组成部分。这样的概念既包括已初步研究明确的同呼吸运动产生有关的神经纤维间的联系,又将许多未知的但在发挥功能的神经结构包含其中。
随着信息技术和生命科学研究的结合,电子计算机体层扫描(computerized tomography)、磁共振成像(magnetic resornance imaging)等技术在脑科学研究中的应用,人体脑三维解剖图形模式和测量系统功能的逐渐完善,神经功能网络假说在神经系统功能的研究中,也许会产生积极的作用。