神經(jīng)生理功能神經(jīng)系統(tǒng)如何工作？探索神經(jīng)元、突觸和大腦功能的奧秘。課程概述課程目標(biāo)掌握神經(jīng)系統(tǒng)基本生理功能主要內(nèi)容神經(jīng)元結(jié)構(gòu)、突觸傳遞、感覺運動系統(tǒng)學(xué)習(xí)方法理論結(jié)合實例，定期自測神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)中樞神經(jīng)系統(tǒng)大腦和脊髓周圍神經(jīng)系統(tǒng)腦神經(jīng)和脊神經(jīng)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)細(xì)胞體包含細(xì)胞核，代謝中心樹突接收信號，向細(xì)胞體傳導(dǎo)軸突傳導(dǎo)信號至其他神經(jīng)元神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞星形膠質(zhì)細(xì)胞支持神經(jīng)元，維持環(huán)境穩(wěn)定少突膠質(zhì)細(xì)胞形成髓鞘，加速信號傳導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞免疫防御，清除廢物神經(jīng)元的分類感覺神經(jīng)元傳導(dǎo)感覺信號至中樞1運動神經(jīng)元傳導(dǎo)運動信號至肌肉2中間神經(jīng)元連接感覺與運動神經(jīng)元3神經(jīng)元的電生理特性1靜息電位約-70mV，由離子濃度差產(chǎn)生2動作電位電信號，神經(jīng)沖動的基礎(chǔ)離子通道電壓門控通道膜電位變化激活或抑制化學(xué)門控通道神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合后開放漏電通道靜息狀態(tài)下維持膜電位動作電位的產(chǎn)生去極化鈉離子內(nèi)流，電位上升復(fù)極化鉀離子外流，電位下降超極化電位低于靜息值，不應(yīng)期動作電位的傳導(dǎo)跳躍式傳導(dǎo)髓鞘化軸突，蘭維結(jié)傳導(dǎo)，速度快連續(xù)傳導(dǎo)無髓鞘軸突，連續(xù)傳導(dǎo)，速度慢突觸的結(jié)構(gòu)1突觸前膜含神經(jīng)遞質(zhì)囊泡2突觸間隙寬約20-40nm3突觸后膜含受體蛋白突觸傳遞電突觸直接電流傳遞，間隙連接化學(xué)突觸通過神經(jīng)遞質(zhì)傳遞信息神經(jīng)遞質(zhì)合成在神經(jīng)元中生成1儲存包裝入突觸囊泡2釋放鈣離子觸發(fā)囊泡融合3降解酶分解或重吸收4主要神經(jīng)遞質(zhì)概述1乙酰膽堿神經(jīng)肌肉接頭，自主神經(jīng)系統(tǒng)2去甲腎上腺素警覺性，情緒調(diào)節(jié)3多巴胺獎勵系統(tǒng)，運動控制45-羥色胺情緒，睡眠調(diào)節(jié)興奮性突觸后電位（EPSP）1遞質(zhì)釋放鈣離子內(nèi)流觸發(fā)囊泡釋放2受體激活鈉離子通道開放3局部去極化膜電位向閾值移動抑制性突觸后電位（IPSP）遞質(zhì)釋放GABA或甘氨酸等抑制性遞質(zhì)受體激活氯離子通道開放超極化膜電位遠(yuǎn)離閾值突觸整合時間整合同一突觸連續(xù)信號疊加空間整合不同突觸同時信號疊加神經(jīng)遞質(zhì)受體離子型受體直接開啟離子通道，反應(yīng)快代謝型受體通過G蛋白激活第二信使，反應(yīng)慢神經(jīng)調(diào)質(zhì)內(nèi)源性大麻素逆行信號傳遞，調(diào)節(jié)突觸釋放神經(jīng)肽Y影響攝食行為，應(yīng)激反應(yīng)P物質(zhì)參與痛覺傳導(dǎo)，炎癥反應(yīng)神經(jīng)可塑性1長期可塑性突觸結(jié)構(gòu)改變，記憶形成2中期可塑性蛋白質(zhì)合成，持續(xù)數(shù)小時3短期可塑性突觸效能暫時變化，短時記憶感覺系統(tǒng)概述1高級處理聯(lián)合皮層解釋感覺2中繼傳導(dǎo)丘腦處理感覺信息3初級處理感覺通路編碼信息4感覺接收特異性感受器轉(zhuǎn)換刺激體感覺觸覺麥斯納小體感受輕觸壓覺帕齊尼小體感受深壓溫度覺魯菲尼末梢感受熱，克勞澤末梢感受冷痛覺傷害性感受器自由神經(jīng)末梢脊髓傳導(dǎo)經(jīng)脊髓側(cè)索傳導(dǎo)丘腦中繼傳至大腦皮層本體感覺1肌梭感知肌肉長度變化2高爾基腱器官感知肌肉張力3關(guān)節(jié)感受器感知關(guān)節(jié)位置視覺系統(tǒng)1角膜和晶狀體光線折射聚焦2視網(wǎng)膜光感受器轉(zhuǎn)換光刺激3視神經(jīng)傳導(dǎo)視交叉，側(cè)膝狀體4視皮層加工枕葉視覺皮層解析視覺信息處理V1區(qū)初級視覺皮層，邊緣檢測V2-V3區(qū)形狀，顏色處理V4區(qū)顏色和形狀認(rèn)知V5區(qū)運動感知聽覺系統(tǒng)外耳收集聲波中耳聲波放大傳導(dǎo)內(nèi)耳耳蝸感受聲波頻率聽覺通路傳至顳葉皮層前庭系統(tǒng)半規(guī)管感知旋轉(zhuǎn)加速度橢圓囊和球囊感知線性加速度和重力嗅覺系統(tǒng)嗅上皮嗅覺感受器位于鼻腔頂部嗅球初級嗅覺處理中心嗅皮層氣味識別和情緒聯(lián)系味覺系統(tǒng)甜味糖類物質(zhì)1咸味無機鹽2酸味酸性物質(zhì)3苦味堿性物質(zhì)4鮮味氨基酸5運動系統(tǒng)概述骨骼肌執(zhí)行隨意運動運動單位一個運動神經(jīng)元及其支配的肌纖維運動控制皮層和皮層下結(jié)構(gòu)協(xié)同脊髓反射伸肌反射肌腱被拉伸引起同側(cè)肌肉收縮屈肌反射有害刺激引起肢體屈曲運動皮層初級運動皮層執(zhí)行隨意運動，位于額葉后部前運動皮層運動計劃和準(zhǔn)備輔助運動區(qū)復(fù)雜動作序列的協(xié)調(diào)錐體系統(tǒng)1皮質(zhì)脊髓束精細(xì)運動控制2皮質(zhì)延髓束頭面部運動控制錐體外系統(tǒng)1紅核脊髓束肢體屈肌控制2網(wǎng)狀脊髓束姿勢維持3前庭脊髓束平衡控制4脊髓橄欖束肢體伸肌控制基底神經(jīng)節(jié)紋狀體尾狀核和殼核1蒼白球內(nèi)側(cè)和外側(cè)部分2黑質(zhì)緊密部和網(wǎng)狀部3丘腦下核運動調(diào)節(jié)中心4小腦結(jié)構(gòu)小腦皮層、白質(zhì)和深部核團(tuán)功能運動協(xié)調(diào)、平衡和精細(xì)運動連接接收運動皮層和感覺系統(tǒng)輸入自主神經(jīng)系統(tǒng)概述交感神經(jīng)系統(tǒng)"戰(zhàn)或逃"反應(yīng)，應(yīng)激狀態(tài)副交感神經(jīng)系統(tǒng)"休息與消化"，平靜狀態(tài)心血管系統(tǒng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)延髓心血管中樞調(diào)節(jié)心率和血壓交感神經(jīng)作用增加心率、收縮力和血壓副交感神經(jīng)作用降低心率呼吸系統(tǒng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)延髓呼吸中樞基本呼吸節(jié)律1腦橋呼吸中樞精細(xì)調(diào)節(jié)呼吸模式2化學(xué)感受器監(jiān)測血氧、二氧化碳3肺牽張感受器監(jiān)測肺擴張程度4消化系統(tǒng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)胃腸神經(jīng)系統(tǒng)腸道"第二大腦"副交感作用促進(jìn)消化腺分泌和蠕動交感作用抑制消化活動內(nèi)分泌系統(tǒng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)1靶腺體分泌激素至血液2垂體分泌促腺激素3下丘腦分泌釋放或抑制因子下丘腦功能體溫調(diào)節(jié)控制產(chǎn)熱和散熱攝食調(diào)節(jié)控制饑餓和飽腹感生物節(jié)律調(diào)節(jié)晝夜周期情緒和limbic系統(tǒng)邊緣系統(tǒng)是情緒處理中心，包括杏仁核(恐懼)、海馬(情緒記憶)和扣帶回(情緒調(diào)節(jié))睡眠與覺醒學(xué)習(xí)與記憶1感覺記憶幾秒內(nèi)的信息保持2短期記憶工作記憶，幾分鐘3長期記憶持久性記憶存儲突觸可塑性與記憶長時程增強突觸傳遞效能增強，記憶形成基礎(chǔ)長時程抑制突觸傳遞效能降低，選擇性遺忘語言功能Broca區(qū)運動性語言區(qū)，語言表達(dá)Wernicke區(qū)感覺性語言區(qū)，語言理解弓狀束連接兩語言區(qū)的神經(jīng)纖維束注意力機制選擇性注意聚焦特定刺激，忽略其他持續(xù)性注意長時間保持警覺分散注意同時處理多個任務(wù)意識與認(rèn)知1元認(rèn)知對自身思維的認(rèn)知2自我意識對自我的認(rèn)知3覺醒意識對外界刺激的反應(yīng)神經(jīng)發(fā)育神經(jīng)元產(chǎn)生神經(jīng)干細(xì)胞分裂增殖神經(jīng)元遷移細(xì)胞移動至目標(biāo)位置軸突導(dǎo)向形成神經(jīng)連接突觸形成建立功能性連接神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性發(fā)育期可塑性關(guān)鍵期內(nèi)環(huán)境影響顯著成年期可塑性學(xué)習(xí)和適應(yīng)性變化神經(jīng)退行性疾病阿爾茨海默病淀粉樣蛋白沉積，神經(jīng)元死亡帕金森病黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元丟失亨廷頓舞蹈病紋狀體神經(jīng)元變性精神疾病的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)抑郁癥5-HT和NE功能異常精神分裂癥多巴胺功能失調(diào)焦慮癥GABA和NE系統(tǒng)異常神經(jīng)營養(yǎng)因子神經(jīng)生長因子促進(jìn)外周神經(jīng)元存活腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子促進(jìn)中樞神經(jīng)元存活，增強突觸可塑性神經(jīng)營養(yǎng)因子-3支持感覺神經(jīng)元發(fā)育神經(jīng)再生中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生能力有限，膠質(zhì)瘢痕阻礙周圍神經(jīng)系統(tǒng)再生能力較強，施萬細(xì)胞支持神經(jīng)科學(xué)研究方法電生理學(xué)技術(shù)(膜片鉗)、功能性核磁共振、腦電圖記錄和光遺傳學(xué)技術(shù)等方法探索神經(jīng)系統(tǒng)功能神經(jīng)生理學(xué)前沿研究腦機接口通過電極將大腦與外部設(shè)備連接神經(jīng)干細(xì)胞潛在治療神經(jīng)損傷和疾病腦連接組繪制完整腦神經(jīng)連接圖