神经系统的特点

一、神经系统的特点

神经元即神经细胞,是神经系统结构和功能的最基本单位。神经元的主要功能是接受刺激,经过分析综合后,传递给下一级的神经元。神经元由细胞体和突起构成,如图2-38所示。突起包括两种,即树突与轴突。树突一般分支较多、较短,可以将刺激传向细胞体;轴突只有一个,分支少且较为细长,可以把神经冲动从细胞体传出。神经元的长突起被髓鞘或神经膜包裹形成了神经纤维。通常意义上所说的神经是由大量的神经纤维集合成束构成的。

图示

图2-38 神经元细胞结构

(一)中枢神经系统

1.脊髓

脊髓位于椎管内,呈圆柱状,全长为40~45厘米;上端与延髓相连;下端所处位置存在年龄上的差异,新生儿可平齐第三腰椎,4岁时可平齐第一或第二腰椎,至成人后位于第一腰椎管下缘。脊髓内部由灰质和白质构成。灰质由神经元胞体和树突聚集而成,因在新鲜标本上色泽灰暗而被称为灰质。脊髓灰质位于脊髓中央,呈蝶形或“H”形。灰质两侧向前突出的部分为前角,由前角运动神经元组成;后部狭长,为后角,由联络神经元组成。白质由神经纤维聚集而成,因在新鲜标本上色泽白亮而被称为白质。脊髓白质位于脊髓的外周,由神经纤维集中而成。白质中有大量上、下走行的神经纤维束,负责将躯干、四肢和内脏等处传来的神经冲动向上传入脑的神经纤维是上行神经纤维束;负责把脑的各部分发出的神经冲动向下传到脊髓及全身各处的神经纤维是下行神经纤维束。

脊髓是中枢神经系统的低级部位,其主要功能为反射与传导。脊髓的反射功能是通过灰质中的许多低级中枢来实现的,这些反射活动包括躯体反射和内脏反射,如膝跳反射、排尿反射等。传导功能是由构成脊髓白质的上、下行传导束来实现的,是构成脑与躯体、内脏之间联系的通道。若脊髓因受到损伤而横断,上、下行神经冲动的传导会因此中断,严重时会造成损伤面以下的机体出现感知运动障碍。

2.脑

脑是中枢神经系统的高级部位,位于颅腔内,由大脑、小脑、间脑和脑干组成,如图2-39所示。

图示

图2-39 脑的结构

大脑:人的大脑分为左、右两个半球,借助由神经纤维构成的胼胝体相连。大脑表面覆盖着由神经元细胞组成的皮质,神经元的总数为140亿左右。大脑皮质的总面积约为2200平方厘米,皮质表面凹凸不平,凸起来的是回,凹陷下去的是沟(较深的沟可称为裂)。大脑皮质约有1/3显露于表面,2/3藏在沟里。大脑皮质有3条较为恒定的沟裂(大脑外侧裂、中央沟和顶枕裂),分为5个叶:额叶、顶叶、颞叶、枕叶和岛叶。

人类的大脑非常发达,大脑皮质是神经系统的最高级部位,也是进行思维和意识活动的器官,是掌控人体生命活动的“司令部”。依据各部位的机能不同,大脑皮质可分为许多功能区,称为大脑皮质功能定位,或称中枢。某个功能区就是某种反射的中枢。比较重要的中枢有:①躯体运动中枢,位于额叶中央沟前回,是可以支配对侧肢体运动的高级中枢;②躯体感觉中枢,位于顶叶中央沟后回,是可以管理对侧感觉的高级中枢;③听觉中枢,位于颞叶的颞横回,是听觉的高级中枢;④视觉中枢,在枕叶内侧面,是视觉的高级中枢;⑤语言中枢,是人类所特有的皮质区,包括听、说、读、写4个功能区。某一个功能区受损会带来相应功能的缺失。例如,书写中枢在额叶,与中央沟前回管理上肢运动的区域靠近,若受到损伤,将影响损伤者的写字、绘画能力。

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大脑皮质的功能定位特点

身体各部位在运动和感觉中枢中的投影如同一个倒置的人形(头面部不倒置)。例如,中央前回上部和中央旁小叶前部与下肢的运动有关,中央前回下部管理头面部骨骼肌运动。运动区某部位的损伤会引起对侧半身相应部位的骨骼肌运动障碍。传导下肢感觉冲动的纤维投射到中央后回的上部和中央旁小叶的后部。传导头颈部感觉冲动的纤维投射到中央后回的下部。感觉区某部位的受损会引起对侧半身相应部位的感觉障碍。

在长期的进化、发展中,左、右大脑半球的结构和功能发育明显分化,呈不对称性,各有优势。左侧大脑半球与语言、意识、数字等密切相关,右侧大脑半球与音乐、图形、非语言信息等抽象概念关系密切,二者相互协调和配合以完成各种高级神经精神活动。

大脑皮质下是由神经纤维组成的白质。白质可以将大脑左右半球、皮质与小脑、脑干和脊髓联系起来,并通过这些纤维来调节全身器官的活动。如果某些神经纤维受损伤就会出现相应的功能障碍。

小脑位于脑干的背侧,大脑的后下方。小脑的结构与大脑类似,分为灰质与白质两部分,灰质表面有许多沟回,皮质内部是白质。小脑的主要功能是维持身体平衡,协调肌肉运动。如果小脑功能受损,患者会出现走路歪斜易倒、身体无法维持平衡、动作无法精确定位的症状。间脑由丘脑和下丘脑组成。其中丘脑是传入信息的中转站,下丘脑(丘脑下部)是大脑皮质以下调节植物性神经的较高级中枢,可以调节机体内脏的活动,并对体温、物质代谢起调节作用。此外,下丘脑还控制了脑垂体的内分泌活动,进而影响其他内分泌腺的分泌活动。

脑干位于大脑之下,上连间脑,下接脊髓,背部跟小脑相连。脑干包括中脑、脑桥和延髓。延髓有“生命中枢”之称,因为它是调节机体生命活动的重要中枢,呼吸、心跳、血管运动中枢等都存在于延髓的灰质中,延髓一旦受损会立即引起心跳、呼吸、血压的严重障碍而危及生命。此外,延髓和脑桥的灰质中还有吞咽、呕吐等中枢。

(二)周围神经系统

1.脑神经

脑神经是附着脑的神经,共有12对,从脑发出,主要分布在头、面部各器官,其中迷走神经分布在胸、腹腔的内脏器官。脑神经可用罗马数字表示其顺序,具体为:Ⅰ嗅神经、Ⅱ视神经、Ⅲ动眼神经、Ⅳ滑车神经、Ⅴ三叉神经、Ⅵ展神经、Ⅶ面神经、Ⅷ前庭蜗(位听)神经、Ⅸ舌咽神经、Ⅹ迷走神经、Ⅺ副神经、Ⅻ舌下神经,如图2-40所示。脑神经纤维的成分主要有四种:躯体感觉纤维、内脏感觉纤维、躯体运动纤维、内脏运动纤维。每对脑神经内所含神经纤维成分不同,多者4种,少者1种。

2.脊神经

脊神经共31对,分布于躯干和四肢,由内脊椎骨两侧的根间孔传出,如图2-41所示。每一对神经由前、后根组成,前根属于运动性的,后根属于感觉性的。每对脊神经都是混合性的,均含有感觉性和运动性两种成分,而每种成分又可分为躯体性和内脏性神经。因此,脊神经含有4种纤维成分,可以调节躯干和四肢的活动。

图示

图2-40 脑神经示意图

3.植物神经

植物神经由脑和脊髓发出,分布于内脏器官和腺体上,用于支配内脏器官和腺体的活动,所以植物神经又称为自主神经或内脏神经。植物神经与躯体神经一样含有传入(感觉)和传出(运动)两种纤维成分。植物神经的主要功能是在中枢神经的控制下,调节机体的呼吸、循环、分泌、排泄、生长和生殖等功能活动,并影响全身组织的新陈代谢。(https://www.daowen.com)

植物神经根据形态结构、生理功能和药理特点可分为交感神经和副交感神经(又叫迷走神经)两大类。人体大部分的内脏器官都同时要接受交感神经和副交感神经支配。两者交互抑制,才能保证机体各器官的协调作用。交感神经与副交感神经作用的区别,见表2-4。

图示

图2-41 脊神经示意图

表2-4 交感神经与副交感神经作用的区别

图示

(三)神经系统的重要机能

反射是神经系统活动的基本方式。所谓反射是指人体对来自外界和内部的各种刺激所发生的反应。从接受刺激到发生反应有一定的通路,这个通路就是反射弧。反射弧由感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器5个环节组成,如图2-42所示。

人类的反射活动可以分为非条件反射与条件反射两种。非条件反射是机体生而有之无须后天学习的本能行为,是生来就有的,反射弧是固定的,反射比较恒定,数量有限,是一种较低级的由皮下中枢就可以完成的神经活动。例如,敲打膝盖下面的膝腱,小腿会立即向上弹跳的膝跳反射;再如,有异物轻触眼球,人会立即产生眨眼反应等。与非条件反射相比,条件反射是在后天的生活过程中在一定条件下通过学习和训练形成的,它的反射弧不固定,若不加强则可能消退,是以非条件反射为基础建立起来的,是一种高级神经活动。条件反射提高了机体适应环境的能力。实际上,人类的学习过程就是条件反射的建立过程。人类掌握的知识经验越多,形成的技能、技巧越多,建立条件反射的数量就会越多,对环境的适应能力越强。

图示

图2-42 反射弧结构示意图

条件反射是动物和人类共有的生理活动,可是人与动物的条件反射却有着本质的差异。对具体信号刺激发生反应的皮质功能系统是人与动物都具有的,称为第一信号系统。例如,人与动物都会对强烈的声、光刺激发生反应。但是,人类除具备第一信号系统外,还可以对语言文字发生反应,人类这种对语言文字发生反应的皮质功能系统叫作第二信号系统。例如,人们常常提到的“谈虎色变”就是建立在第二信号系统上的条件反射,人有了这种条件反射才有了概念、判断、推理等抽象思维的能力,从而提高了适应环境的能力。

(四)大脑皮质的活动特性

人类大脑皮质活动除具有第一、第二信号系统和语言功能外,还具有特殊的规律。了解这些规律对于指导科学用脑、开发智力及脑的卫生保健具有重要意义。

1.对侧支配的规律

大脑的左、右两球具有对侧支配的特点,即大脑皮质会将机体对侧的身体活动置于自己的管辖之下。例如,当人体大脑的左半球出现功能障碍后,身体的右侧会出现相应的活动障碍。但是大脑的两个半球并非独立活动,而是通过胼胝体的沟通得以交流、协调合作来维持大脑的正常运转。

2.皮质功能区面积与功能相关并呈倒立分布状态的规律

大脑皮质功能区的面积大小与机体功能的强弱直接相关,例如手部活动在大脑皮质功能区上所占面积远远大于下肢活动所占面积,这与机体活动的精细和准确程度成正比,与肌肉的大小无关。而且躯体不同部位在皮质功能区上的分布呈倒立状态,即皮质感觉运动区最上部支配下肢与躯干,中部支配上肢,最下部支配头、面部,如图2-43所示。

3.睡眠抑制皮质活动的规律

睡眠是大脑皮质的抑制过程。有规律的、充足的睡眠是机体生理上的需要。充足的睡眠可以帮助人体消除疲劳,使精神和体力得到休息和恢复。

4.动力定型的规律

动力定型是指一种由固定程序的条件作用建立的暂时联系系统,即条件反射系统。它是巴甫洛夫学说中的一个概念。在这种系统内,所有刺激条件均要按严格的序列和时间逐一呈现,在重复多次(强化)后,最后出现的结果就是每到一定时间大脑就会自然重现这些活动的过程,并提前做好准备,在大脑皮质的活动中建立起一种动力定型。动力定型一旦建立,大脑的工作效率会得到极大的提高,从而收到最好的效果。

图示

图2-43 大脑皮质躯体感觉定位图

5.优势原则的规律

人们常说“兴趣是最好的老师”,这是由于学习和工作的效率与有关的大脑皮质区域是否处于“优势兴奋”状态有关,而兴趣能促进“优势兴奋”状态的形成。“优势兴奋”状态一旦形成,人们的注意力、理解力、创造力会大大增强,思维也异常活跃,工作、学习的效率就会提高。

此外,大量科学实验研究表明,大脑两半球的功能各具特点,存在“优势半球”的不同。左半球语言和逻辑等显意识功能较强,右半球情感和形象等潜意识功能较强。

6.镶嵌式活动原则的规律

脑是人体所有活动的指挥部。这个机构有着十分细致的分工,使得大脑皮质的神经细胞有劳有逸、以逸待劳、维持高效率。就好比镶嵌在一块板上的许多小灯泡,忽亮忽灭,才能一直闪闪发光。这种“镶嵌式活动”的方式是指人在从事某一项活动时,只有相应区域的大脑皮质在工作,与这项活动无关的区域则处于休息状态。随着工作性质的转换,工作区域休息区不断轮换。