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　　一、神經解剖學知識

　　1.神經解剖將神經系統分為兩大部分：即中樞神經系統和外周神經系統。

　　2.中樞神經系統由顱腔里的腦和椎管內的脊髓組成。顱腔里的腦又可分為大腦、小腦、間腦、中腦、橋腦和延腦六個腦區。椎管內的脊髓分31節。

　　3.外周神經系統是中樞發出的纖維，由12對腦神經和31對脊神經組成，它們分別傳遞軀干、頭、面部的感覺與運動信息。在腦、脊神經中都有支配內臟運動的纖維，分布于內臟、心血管和腺體，稱之為植物神經（自主神經）。根據植物神經的中樞部位、形態特點，可將其分為交感神經和副交感神經，在功能上彼此拮抗，共同調節和支配內臟活動。

　　4.神經組織學根據腦與脊髓內的細胞聚集和纖維排列將其分為灰質、白質、神經核和纖維束。灰質和神經核是由神經細胞體和神經細胞樹突組成。白質和纖維束是由神經細胞的軸突（神經纖維）組成。

　　5.在大腦中，灰質分布在表層，稱為大腦皮層；白質在深部，稱為髓質。在脊髓中正好相反，灰質在內，白質在外。根據大腦皮層細胞層次不同，可將皮層分為古皮層、舊皮層和新皮層（占大腦皮層90%）。

　　6.根據解剖部位從前向后，又可將大腦皮層分為額葉、頂葉、枕葉和顳葉。顳葉以聽覺功能為主。枕葉以視覺功能為主。頂葉為軀體感覺的高級中樞。額葉以軀體的運動功能為主。

　　7.前額葉皮層和顳、頂、枕皮層之間的聯絡區則與復雜知覺、注意和思維過程有關。

　　8.邊緣葉：大腦的底面與大腦半球內側緣的皮層-邊緣葉（包括胼胝體下回、扣帶回、海馬回及其海馬回深部的海馬結構）。

　　9.邊緣系統：邊緣葉及皮層下一些腦結構，如丘腦、乳頭體、中腦被蓋等，共同構成邊緣系統，具有內臟腦之稱，是內臟功能和機體內的高級調節控制中樞，也是情緒、情感的調節中樞。

　　10.在大腦髓質（白質）深部有一些神經核團，稱基底神經節，包括尾狀核、豆狀核、杏仁核和屏狀核。尾狀核與豆狀核組成紋狀體，對機體的運動功能具有調節作用。

　　11.間腦位于大腦與中腦之間，被大腦兩半球所遮蓋，由丘腦、上丘腦、下丘腦和底丘腦四大部分組成。

　　12.丘腦是皮層下除嗅覺外所有感覺的重要整合中樞。它將傳入的信息進行選擇和整合后，再投射到大腦皮層的特定部位。上丘腦參與嗅覺和某些激素的調節功能。下丘腦是神經內分泌和內臟功能的調節中樞。底丘腦是錐體外系的組成部分，調節肌張力，使運動功能得以正常進行。

　　13.中腦、橋腦和延腦統稱腦干，它的腹側由脊髓與大腦之間的上下行纖維組成，傳遞神經信息。

　　14.腦干的背側面上下排列著12對腦神經核。中腦的背側有4個凸出，稱四疊體，由一對上丘和一對下丘組成，分別對視、聽信息進行加工。腦干的背腹之間稱被蓋，由縱橫交錯的神經纖維和散在纖維中的許多大小不一、形態各異的神經細胞組成，即腦干網狀結構，其上下行纖維彌散性投射，調節腦結構的興奮性水平。

　　15.小腦位于橋腦與延腦的背側，其結構與大腦相似，外層是灰質，內層是白質，在白質的深部也有4對核，稱之為中央核。主要功能是調節肌肉的緊張度，以便維持姿勢和平衡，順利完成隨意運動。

　　二、神經細胞的基本知識

　　1.神經組織由兩類細胞組成，即神經元（神經細胞）和神經膠質細胞，兩者的數目大體相等。神經膠質細胞構成神經系統框架，并對神經元發揮組織營養的功能，不直接參與神經信息的傳遞。

　　2.神經元由胞體、軸突和樹突組成。神經元之間發生關系的微細結構，稱為突觸。突觸由突觸前神經末梢-終扣、突觸后膜和兩者之間大約20-50納米的突觸間隙所組成。突觸前興奮的神經沖動并不能跳越突觸間隙直接傳向突觸后成分，絕大多數情況下要通過化學傳遞機制，才能完成信息傳遞過程，突觸根據功能可分興奮和抑制性突觸。

　　3.神經系統的生理功能可以從腦整體水平和細胞水平上加以討論：

　　（一）整體水平的神經生理學概念

　　經典神經生理學通過實驗分析的方法證明，腦活動是反射性的，每種反射活動的結構基礎稱為該反射的反射弧。是由傳入、傳出和中樞3個部分組成。機體的先天本能行為以遺傳上確定的反射弧為基礎，是同一種屬共存的特異非條件反射活動。與此不同，后天習得行為是建立在先天本能行為基礎上，由暫時聯系的機制而形成的條件反射。是在個體經驗基礎上因人而異的反射活動。

　　無論是非條件反射還是條件反射活動，在神經系統內都有興奮和抑制兩種神經過程，按一定的規律發生運動，即擴散與集中和相互誘導的運動規律。腦內任何一點出現興奮或抑制活動，都會立即迅速向四周擴散開來，然后再相對緩慢地集中回來。某點上出現的神經過程，總會在一定距離的周圍處誘導出相反的神經過程，這個相反的過程就會限制或妨礙原點的神經過程無限擴散。

　　抑制過程也和興奮過程一樣，可分為非條件抑制和條件抑制兩大類。任一刺激強度過大，不但不會引起興奮過程，相反會引起抑制，稱為超限抑制。當機體進行某項活動，周圍出現異常可怕的聲音時，總會情不自禁地怔一下，停止正在進行的活動，這種現象就是外抑制。簡言之，現時活動以外的新異刺激所引起的抑制過程就是外抑制。超限抑制和外抑制都是先天的非條件抑制過程；消退抑制、分化抑制、延緩抑制和條件抑制，都是條件抑制過程，都需個體習得經驗才能建立的抑制過程。

　　腦電圖（EEG）：大腦直流電背景上的自發交流電變化，經100萬倍放大以后所得到的記錄曲線。當人們閉目養神，內心十分平靜時記錄到的腦電圖多以8-13次/秒的節律變化為主要成分，故將其稱為基本節律或α波。如果這時突然受到刺激或內心激動起來，則腦電圖的α波就會立即消失，為14-30次/秒的快波（β波）所取代。這說明β波出現，代表大腦發生了興奮過程。相反，在閉目養神時逐漸睡著了，就會發現EEG的α波為4-7次/秒的？

　　（二）細胞神經生理學的基本概念

　　利用微電極技術對細胞電活動進行記錄，是細胞神經生理學的基本研究方法。資料表明，神經元的興奮過程，伴隨著其單位發放的神經脈沖頻率加快；抑制過程為單位發放頻率降低。無論頻率加快還是減慢，每個脈沖的幅值不變。換言之，神經元對刺激強度是按著“全或無”的規律進行調頻式或數字式編碼。

　　“全或無”：規則是指每個神經元都有一個刺激閾值，對閾值以下的刺激不發生反應；對閾值以上的刺激，不論其強弱均給出同樣高度（幅值）的神經脈沖發放。

　　突觸后膜上的電位，無論是興奮性突觸后電位（EPSP），還是抑制性突觸后電位、神經動作電位或細胞的單位發放后的后電位都是級量反應。神經動作電位或細胞的單位發放后的后電位，無論是后興奮電位還是后超級化電位都是級量反應。此外，感覺器官的感受器官的感受器電位，也是級量反應。在這類反應中，其電位的幅值隨閾上刺激強度增大而變高，反應的頻率并不發生變化，因為每個級量反應電位幅值緩慢增高后緩慢下降，且不能向周圍迅速傳導出去。

　　神經元密密麻麻地分布著數千個突觸，一個神經元上的許多突觸后膜同時或間隔幾毫秒相繼出現EPSP或IPSP，則可以總和起來（空間總和與時間總和）。如果總和的EPSP超過這個神經元的單位發放閾值，就會導致這個神經元全部細胞膜去極化，出現整個細胞為一個單位而產生70-110毫伏的短脈沖，這就是快速的單位發放。它可以迅速沿神經元的軸突傳遞到末梢的突觸，經突觸的化學傳遞環節，再引起下一個神經元的突觸后電位。神經信息在腦內的傳遞過程，就是從一個神經元“全或無”的單位發放到下一個神經元突觸后電位的級量反應總和后，再出現發放的過程，即“全或無”的變化和“級量反應”不斷交替的過程。

　　這一過程的物質基礎：40多年前，細胞電生理學家根據這種過程發生在細胞膜上，就斷定細胞膜對細胞內外帶電離子的選擇通透性，是膜電位形成的物質基礎。在靜息狀態下，細胞膜外鈉離子濃度較高，細胞膜內鉀離子濃度較高，這類帶電離子因膜內外的濃度差造成了膜內外大約負70-90毫伏電位差，稱之為靜息電位（極化現象）。當這個神經元受到刺激從靜息狀態變為興奮狀態時，細胞膜首先出現去極化過程，即膜內的負電位迅速消失的過程，然而這種過程往往超過零點，使膜內由負電位變為正電位，這個反轉過程稱為反極化或超射。所以，一個神經元單位發放的神經脈沖迅速上升部分，是由膜的去極化和反極化連續的變化過程。這時細胞膜外的大量Na+流入細胞內，將此時的細胞膜稱為鈉膜；隨后細胞膜又選擇性地允許細胞內大量K+流向細胞外，稱為鉀膜。這就使去極化電位迅速相繼下降，就構成細胞單位發放或神經干上動作電位的下降部分，又稱細胞膜復極化過程。細胞的復極化過程也是個矯枉過正的過程，達到興奮前內負外正的極化電位后，這個過程仍繼續進行，使細胞膜出現了大約-90毫伏的后超級化電位。后超級化電位是一種抑制性電位，使細胞處于短暫的抑制狀態，這就決定了神經元單位發放只能是斷續地脈沖，而不可能是連續恒定增高的電變化。

　　綜上所述，神經元單位發放或神經干上的動作電位，其脈沖的峰電位上升部分與膜的去極化和反極化過程形成，膜處于鈉膜狀態；峰電位的下降部分與復極化和反超計劃過程而形成，此時膜為鉀模狀態。

　　三、分子神經生物學的基本概念

　　1.分子神經生物學是近20-30年迅速發展起來的研究領域。它從分子水平上揭露神經信息傳遞和神經組織能量代謝的許多復雜機制，為人類探索大腦奧秘打開一扇大門。

　　（一）神經信息傳遞的生化機制

　　2.神經元單位發放所形成的神經沖動，沿軸突迅速傳遞，隨軸突分枝達神經末梢之時，無法以電學機制超越20-50納米的突觸間隙，將神經沖動傳到突觸后膜。所以，神經信息從一個神經元向另一個神經元傳遞時，突觸的化學傳遞機制是必不可少的。這種機制設計幾十種分子量大小不一的生物活性物質，分別成為神經遞質、調質、受體、通道蛋白細胞內信使和逆信使。

　　3.神經遞質：凡是神經細胞間神經信息傳遞所中介的化學物質，神經遞質大都是分子量較小的簡單分子，包括膽堿類、單胺類、氨基酸類和多肽類等30多種物質。

　　4.神經調質：并不直接傳遞神經信息，而是調節神經信息傳遞過程的效率和速率，其發生作用的距離比神經遞質大，但其化學組成和結構可能與同類神經遞質相同，也可能與神經遞質完全不同。

　　5.逆信使：神經信息在細胞傳遞過程中，除了這類參與從突觸前膜向突觸后膜傳遞信息的遞質與受體結合外，由突觸后釋放一種更小的分子，迅速逆向擴散到突觸前膜，調節化學傳遞的過程，將這類小分子物質稱為逆信使。已知的逆信使有腺苷和一氧化氮。

　　6.受體：是細胞膜上的特殊蛋白分子，可以識別和選擇性地與某些物質發生特異性受體結合反應，產生相應的生物效應。

　　7.1987年以來，逐漸將受體按其發生的生物效應機制和作用加以分類， 如G-蛋白依存性受體家族、電壓門控受體和自感受體等。

　　8.神經細胞間信息傳遞的化學機制并非總是如此復雜，當那些電壓門控受體與神經遞質結合時，就會直接導致突觸后膜的去極化，產生突觸后電位。

　　9.雖然腦重量約占全身體重的2%，但其耗氧量與耗能量卻占全身的20%，而且99%利用葡萄糖為能源代謝底物，又不像肝臟、肌肉等其他組織那樣，本身不具糖元儲備，主要靠血液供應葡萄糖。所以，腦對乏氧和血流量的不足是十分敏感的，可見腦功能與腦能量代謝有著密切關系。