第三章神经信号传导过程.课件.ppt

1、动物有机体内部的动物有机体内部的信息传递和加工的基本过程信息传递和加工的基本过程几个概念静息电位静息电位: :静息状态下静息状态下, ,细胞膜外细胞膜外Na+Na+浓度较高浓度较高, ,膜膜内内K+K+浓度较高浓度较高, ,这类带电离子因膜内外正离子浓这类带电离子因膜内外正离子浓度差造成膜内外大约负度差造成膜内外大约负70-9070-90毫伏的电位差毫伏的电位差, ,称为称为静息电位静息电位( (极化现象极化现象).).动作电位动作电位: :神经细胞受刺激时神经细胞受刺激时, ,细胞膜的通透性迅细胞膜的通透性迅速发生变化速发生变化,Na+,Na+通道临时打开通道临时打开,Na+,Na+被泵入被

2、泵入 细胞细胞膜内部膜内部, ,使细胞膜内正电荷迅速上升使细胞膜内正电荷迅速上升, ,并高于膜外并高于膜外电位电位, ,形成内正外负约形成内正外负约4040毫伏的电压差毫伏的电压差, ,称为动作称为动作电位电位( (去极化现象去极化现象).).l超极化超极化:指的是膜内外电位的提高指的是膜内外电位的提高,这时膜这时膜内负性较高内负性较高.l去极化去极化:指的是膜内外电位的下降指的是膜内外电位的下降,这时膜这时膜内负性降低内负性降低,以至变为正的以至变为正的.l绝对阈限绝对阈限：引起神经冲动的最低刺激强度：引起神经冲动的最低刺激强度就是神经冲动的阈限。就是神经冲动的阈限。绝对阈限近似值绝对阈限近

3、似值l感觉类型感觉类型 （绝对）阈限（绝对）阈限l视觉视觉 在一个晴朗的夜晚，在一个晴朗的夜晚，3030英里外的烛光英里外的烛光 l听觉听觉 在一个安静的房间里在一个安静的房间里20 20 英尺外手表的英尺外手表的滴答声滴答声l味觉味觉 250250加仑水中溶解一盎司的奎宁加仑水中溶解一盎司的奎宁l嗅觉嗅觉 一套六居室的住房里弥散的一滴香水一套六居室的住房里弥散的一滴香水l触觉触觉 一厘米外蜜蜂的翅膀扇到脸颊的力量一厘米外蜜蜂的翅膀扇到脸颊的力量 （一）传导机制（一）传导机制1 1、神经细胞未受刺激时，细胞膜内外存在一个电、神经细胞未受刺激时，细胞膜内外存在一个电位差，内负外正，相差约位差，内

4、负外正，相差约7070毫伏。毫伏。 细胞膜上的离子通道使用离子泵让一些离子细胞膜上的离子通道使用离子泵让一些离子通过，而不让另一些离子通过。在神经细胞未通过，而不让另一些离子通过。在神经细胞未受刺激时，细胞膜对受刺激时，细胞膜对K+K+离子有较大的通透性，离子有较大的通透性，对对NaNa、ClCl、及带负电的有机蛋白离子的通透性、及带负电的有机蛋白离子的通透性差，结果导致膜外差，结果导致膜外K K浓度大，从而形成一定的膜浓度大，从而形成一定的膜内外电位差，这个电位差叫做静息电位。内外电位差，这个电位差叫做静息电位。2 2、神经细胞受刺激时，细胞膜的通透性迅速发神经细胞受刺激时，细胞膜的通透性迅

5、速发生变化，生变化，NaNa离子通道临时打开，离子通道临时打开，NaNa离子被泵入离子被泵入细胞膜内部，使细胞膜内正电荷迅速上升，并细胞膜内部，使细胞膜内正电荷迅速上升，并高于膜外电位，形成内正外负的电位差，这个高于膜外电位，形成内正外负的电位差，这个电位差叫做动作电位。电位差叫做动作电位。3 3、受刺激的神经纤维局部电位内正外负，而相、受刺激的神经纤维局部电位内正外负，而相邻部位内负外正，因此，相邻神经纤维之间就邻部位内负外正，因此，相邻神经纤维之间就形成一个电流回路。这种电流使临近细胞膜的形成一个电流回路。这种电流使临近细胞膜的通透性发生变化，产生动作电位。这种作用反通透性发生变化，产生动

6、作电位。这种作用反复进行下去，就使兴奋从一处传向另一复进行下去，就使兴奋从一处传向另一处。4 4、神经细胞受刺激后，大量的、神经细胞受刺激后，大量的NaNa离子涌入细胞离子涌入细胞内，这个过程不超过内，这个过程不超过1 1毫秒，毫秒，NaNa离子通道关闭，离子通道关闭，细胞内正电荷开始排斥细胞内正电荷开始排斥K K离子，细胞膜上的离离子，细胞膜上的离子孔又开始对子孔又开始对K K离子开放。离子开放。K K离子被排出后，又离子被排出后，又形成了内负外正的电位差。形成了内负外正的电位差。（大脑的大部分能量都用于维持离子泵的工作，（大脑的大部分能量都用于维持离子泵的工作，从而使神经细胞膜的内外保持离

7、子的一定梯度，从而使神经细胞膜的内外保持离子的一定梯度，以准备在受到刺激时产生动作电位。）以准备在受到刺激时产生动作电位。） 当神经细胞接受的刺激强度达到或超过神经冲当神经细胞接受的刺激强度达到或超过神经冲动产生的阈限时，就会产生动作电位，这个电动产生的阈限时，就会产生动作电位，这个电位变化在传导过程中保持一致，不会发生衰减。位变化在传导过程中保持一致，不会发生衰减。而且即便刺激强度超过阈限，电位差也不再增而且即便刺激强度超过阈限，电位差也不再增加。这就是神经冲动的全或无特性。加。这就是神经冲动的全或无特性。 刺激强度的增加虽然不能增加神经冲动的幅度，刺激强度的增加虽然不能增加神经冲动的幅度，

8、但在一定的强度范围内增加神经冲动的频率但在一定的强度范围内增加神经冲动的频率较强的刺激可使连续产生的神经冲动之间的较强的刺激可使连续产生的神经冲动之间的间隔时间缩短。间隔时间缩短。 刺激强度越强，神经冲动的频率越快，但最多刺激强度越强，神经冲动的频率越快，但最多达到每秒达到每秒12001200次，就不能再增加了。次，就不能再增加了。1 1、神经冲动传到突触终端，促使突触泡释放递、神经冲动传到突触终端，促使突触泡释放递质进入突触间歇。质进入突触间歇。2 2、化学递质与突触后膜中的受体蛋白结合引起、化学递质与突触后膜中的受体蛋白结合引起膜电位的变化，在某些突触上是去极化的变化膜电位的变化，在某些突

9、触上是去极化的变化（兴奋），在另一些突触上是超极化的变化（兴奋），在另一些突触上是超极化的变化（抑制）。（抑制）。3 3、多余的酶分解多余的递质，并且阻止它越出、多余的酶分解多余的递质，并且阻止它越出突触间歇的范围。突触间歇的范围。4 4、突触前膜回收多余递质。、突触前膜回收多余递质。5 5、递质与受体的结合促使第二信使释放到突触、递质与受体的结合促使第二信使释放到突触后细胞中。后细胞中。( (并不是所有的突触处都有第二信并不是所有的突触处都有第二信使的作用使的作用) )6 6、第二信使扩大第一信使的作用。、第二信使扩大第一信使的作用。7 7、酶使第二信使丧失活力。、酶使第二信使丧失活力。8

10、8、突触后电位扩散。、突触后电位扩散。（二）化学传导的特性（二）化学传导的特性1 1、一个突触后神经元可接受来自多个突触前神、一个突触后神经元可接受来自多个突触前神经元传入的信号。经元传入的信号。（大脑有上千亿个神经元，分为约（大脑有上千亿个神经元，分为约150150种类型，种类型，平均每个神经元与其他神经元可形成平均每个神经元与其他神经元可形成20002000种左种左右联系。）右联系。）2 2、突触前神经元虽然都是使用同一种电位信号，、突触前神经元虽然都是使用同一种电位信号，但对突触后神经元的影响则有兴奋或抑制的相但对突触后神经元的影响则有兴奋或抑制的相反效果。这种区分取决于突触后膜的受体蛋

11、白。反效果。这种区分取决于突触后膜的受体蛋白。3 3、神经冲动的信号只能从突触前传给突触后，、神经冲动的信号只能从突触前传给突触后，不能相反。不能相反。4 4、突触后去极化开始的时间比前冲动到达突触、突触后去极化开始的时间比前冲动到达突触的时间约迟的时间约迟0.50.5毫秒。毫秒。神经活动的两种主要类型神经活动的两种主要类型兴奋兴奋: :机体受到内外环境的刺激时可唤起某些器机体受到内外环境的刺激时可唤起某些器官组织的特殊机能的出现官组织的特殊机能的出现. .如肌肉的运动和腺体如肌肉的运动和腺体的分泌等的分泌等. .抑制抑制: :表现为机体受到外界动因作用时外表上没表现为机体受到外界动因作用时外

12、表上没有反应或反应降低有反应或反应降低. .抑制不是活动的静止而是一抑制不是活动的静止而是一种积极的过程种积极的过程. .依靠抑制肌体的活动才能被精确依靠抑制肌体的活动才能被精确调节并与外界环境相适应调节并与外界环境相适应. .抑制在大脑皮质中扩抑制在大脑皮质中扩散可引起睡眠散可引起睡眠, ,它对中枢神经系统具有保护作用它对中枢神经系统具有保护作用. .超限抑制：任何一种刺激强度过大，不但不会引超限抑制：任何一种刺激强度过大，不但不会引起兴奋，反而会引起抑制，这叫做超限抑制。起兴奋，反而会引起抑制，这叫做超限抑制。外抑制：现时以外的新异刺激所引起的抑制过程外抑制：现时以外的新异刺激所引起的抑制

13、过程叫做外抑制。叫做外抑制。侧抑制侧抑制：当一个区域的神经元受到强刺激时，它：当一个区域的神经元受到强刺激时，它们的高度兴奋能抑制临近的受弱刺激的神经元的们的高度兴奋能抑制临近的受弱刺激的神经元的兴奋。这叫做侧抑制。兴奋。这叫做侧抑制。（113页）页）消退抑制、分化抑制、延缓抑制、条件抑制消退抑制、分化抑制、延缓抑制、条件抑制三、神经信号在突触处的整合作用三、神经信号在突触处的整合作用级量反应：与全或无规律相反，其电位的幅值随阈上级量反应：与全或无规律相反，其电位的幅值随阈上刺激的强度的增大而变高，反应的频率并不发生变化。刺激的强度的增大而变高，反应的频率并不发生变化。（级量反应的电位幅值缓慢

14、增高后缓慢下降，这一过（级量反应的电位幅值缓慢增高后缓慢下降，这一过程持续约几十毫秒，且在这段时间内不能向周围传导程持续约几十毫秒，且在这段时间内不能向周围传导出去，只能局限在突触后膜不超过出去，只能局限在突触后膜不超过1 1平方微米的小点平方微米的小点上，但可以通过总和作用使突触后膜达到刺激阈限产上，但可以通过总和作用使突触后膜达到刺激阈限产生神经冲动。）生神经冲动。）1 1、空间的总和作用、空间的总和作用 如果少数的兴奋性突触不能使突触后神如果少数的兴奋性突触不能使突触后神经元的轴突小丘发生达到阈限水平的去极经元的轴突小丘发生达到阈限水平的去极化，大量的兴奋性突触同时作用使突触后化，大量的

15、兴奋性突触同时作用使突触后神经元的轴突小丘的去极化达到阈限水平，神经元的轴突小丘的去极化达到阈限水平，从而产生冲动。从而产生冲动。2、消减作用消减作用 在兴奋性前突触作用的同时，还有抑制性在兴奋性前突触作用的同时，还有抑制性前突触的作用，突触后神经元是否产生神经冲前突触的作用，突触后神经元是否产生神经冲动，取决于兴奋和抑制的代数总和。（兴奋为动，取决于兴奋和抑制的代数总和。（兴奋为正、抑制为负）如果正负的代数和是一足够大正、抑制为负）如果正负的代数和是一足够大的正数，则突触后神经元仍能产生神经冲动，的正数，则突触后神经元仍能产生神经冲动，反之，得一负值，即为抑制。反之，得一负值，即为抑制。3、

16、时间的总和作用时间的总和作用 如果起作用的突触为数虽少，但有一连串的如果起作用的突触为数虽少，但有一连串的神经冲动到达突触，使他们对突触后膜连续地神经冲动到达突触，使他们对突触后膜连续地施加兴奋性影响，也可以使突触后神经元的轴施加兴奋性影响，也可以使突触后神经元的轴突小丘的去极化达到阈限而发生神经冲动突小丘的去极化达到阈限而发生神经冲动。神经元的整合功能之有选择地反应刺激神经元的整合功能之有选择地反应刺激明暗对比现象明暗对比现象明暗对比现象的神经基础明暗对比现象的神经基础同时在亮处受到同样强度的刺激的神经元，彼此同时在亮处受到同样强度的刺激的神经元，彼此都有几乎同等程度的抑制。而在明暗交界线的

17、两都有几乎同等程度的抑制。而在明暗交界线的两边的两个神经元彼此的抑制则是极不平等的，在边的两个神经元彼此的抑制则是极不平等的，在亮处的神经元对临近的较暗区的神经元的抑制远亮处的神经元对临近的较暗区的神经元的抑制远远超过它本身受到的抑制。因此，在这样的不均远超过它本身受到的抑制。因此，在这样的不均等的相互影响下，交界线两边的神经元的兴奋性等的相互影响下，交界线两边的神经元的兴奋性的差别就更大了。的差别就更大了。内分泌腺系统内分泌腺系统内分泌系统也是一种整合性的调节机制。它通过内内分泌系统也是一种整合性的调节机制。它通过内分泌腺分泌的化学物质来实现的。内分泌系统和神分泌腺分泌的化学物质来实现的。内分泌系统和神经系统是从共同的系统演化而来的。它们都是细胞经系统是从共同的系统演化而来的。它们都是细胞间实现沟通的化学信使。神经递质对其临近的细胞间实现沟通的化学信使。神经递质对其临近的细胞发生作用，这种作用是迅速发生的；而荷尔蒙等化发生作用，这种作用是迅速发生的；而荷尔蒙等化学物质对远方的细胞发生作用，它的作用是缓慢实学物质对远方的细胞发生作用，它的作用是缓慢实现的。现的。神经系统通过内分泌腺分泌的激素影响各种效应器神经系统通过内分泌腺分泌的激素影响各种效应器官的活动，这叫做神经官的活动，这叫做神经体液调节。体液调节。