第四章 神经系统的电信号

2020/1/29生理心理学1第四章神经系统的电信号2020/1/29生理心理学2第一节概论有机体可以被看作是一个处理信息的系统，信息的传递和加工是一切行为的基础，本章主要讲解神经系统中信息是怎样传递的，神经细胞是如何产生传递信息的神经信号和这些信号在它们之间是如何传递的。2020/1/29生理心理学3第二节静息膜电位一、定义是指细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位差。由于这一电位差存在于安静细胞膜的两侧，故又称为跨膜静息电位或膜电位。2020/1/29生理心理学4第二节静息膜电位二、膜电位的实验这个实验表明静息电位表现为膜内比膜外低，即膜内带负电，而膜外带正电。2020/1/29生理心理学5第二节静息膜电位三、生理学名词静息电位存在时膜两侧所保持的内负外正状态称为膜的极化（polarization）。当静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时，称膜的超极化（hyperpolarization）。膜内电位向负值减少的方向变化时，称为去极化或除极化（depolarization）。细胞先发生去极化，然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复，则称为复极化（repolarization）。2020/1/29生理心理学6第二节静息膜电位四、生物电现象原理生物电现象是以细胞膜两侧带电离子的不均衡分布和选择性离子跨膜转运为基础的。常见的离子有4种：K+Na+Cl-Ca++，细胞内还有带负电荷的蛋白质，这些离子在神经元膜任一侧的静电荷分布是不平衡的。2020/1/29生理心理学7第三节动作电位——神经冲动一、定义动作电位是指细胞受刺激而兴奋时，在膜两侧所产生的快速、可逆、可扩布性的电位变化。动作电位是细胞兴奋的标志。二、实验2020/1/29生理心理学8第三节动作电位——神经冲动三、名词：引起神经冲动的最低刺激强度就是神经冲动的阈限。（sthreshold）神经冲动除了在传导过程中不减幅外，还有另一个特点，即在刺激强度超过阈限或更强时，它的幅度也不再增加。这就是神经冲动的全或无（all-or-non）的特性。刺激强度的增加虽然不能增加神经冲动的幅度，但在一定的强度范围内能增加神经冲动的频率，可使连续产生的神经冲动之间的间隔时间缩短。2020/1/29生理心理学9第三节动作电位——神经冲动神经纤维的动作电位一般在0.5-2.0ms的时间内完成，这使它在描记的图形上表现为一次短促而尖锐的脉冲变化，因而我们常把这种构成动作电位主要部分的脉冲变化称为锋电位。在锋电位下降支最后恢复到静息电位水平前，膜两侧电位还要经历一些微小而较缓慢的波动，称为后电位。2020/1/29生理心理学10第三节动作电位——神经冲动一般是先有5-30ms的负后电位（去极化后电位），再出现一段延续更长的正后电位（超极化后电位）。锋电位存在的时期相当于绝对不应期。负后电位出现时，细胞大约正处于相对不应期和超常期。正后电位期相当于低常期。2020/1/29生理心理学11第三节动作电位——神经冲动四、生物电产生的机制1、膜的离子流学说生物电产生的前提是细胞膜内外某些带电离子分布和浓度不同。正常时，细胞内的K+浓度和蛋白质负离子A-浓度比膜外高，而细胞外的Na+和Cl-浓度比膜内高，因此，K+和A-有向膜外扩散的趋势，而Na+和Cl-有向膜内扩散的趋势。2020/1/29生理心理学12第三节动作电位——神经冲动2、静息电位产生的机制静息电位主要是K+外流所形成的电——化学平衡电位。2020/1/29生理心理学13第三节动作电位——神经冲动3、动作电位产生的机制动作电位的上升支主要是细胞外Na+内流造成的。动作电位的下降支主要是细胞内K+外流造成的。2020/1/29生理心理学14第四节动作电位的传导一、可兴奋细胞的特征：任何一处膜产生的动作电位都可沿着细胞膜向周围传播，使整个细胞膜都经历一次类似于被刺激部位的离子电导的改变，表现为动作电位沿整个细胞膜的传导。二、实验2020/1/29生理心理学15第四节动作电位的传导三、机制所谓动作电位的传导，实际是已兴奋的膜部分通过局部电流“刺激”了未兴奋的膜部分，使之出现动作电位，这样的过程在膜表面连续进行下去就表现在整个细胞的传导。2020/1/29生理心理学16第四节动作电位的传导四、神经冲动沿着神经纤维传导的动作电位是呈脉冲式的锋电位，称为神经冲动。神经冲动可以通过突触或神经接头进行传递。2020/1/29生理心理学17第四节动作电位的传导五、神经冲动传导的特点1、突出的特点是不衰减。即动作电位的幅度，传导速度不会央传导距离的增加而减少，呈现动作电位“全或无”现象。2、双向性：即兴奋能从受刺激的部位向相反的两个方向传导。2020/1/29生理心理学18第四节动作电位的传导3、完整性：神经纤维的结构和功能完整时，才能正常传导兴奋。4、绝缘性：一根神经干中的各条神经纤维，各传导自己的兴奋而基本上互不干扰，从而保证了神经调节的精确性。5、相对不疲劳性：用每秒50-100次的电刺激连续刺激神经9-12h,发现神经纤维始终保持着兴奋的能力。2020/1/29生理心理学19第四节动作电位的传导六、无动作电位的神经信号传递局部兴奋的基本特性：1、不是“全或无”的，而是随着阈下刺激的增大而增大。2、不能在膜上作远距离传播。3、局部兴奋是可以叠加的。2020/1/29生理心理学20第四节动作电位的传导A．当一处产生的局部兴奋由于电紧张性扩布致使邻近处的膜也出现程度较小的去极化，而该处又因为另一刺激也产生了局部兴奋，虽然两者（当然不一定限于两者）单独出现时都不足以引发一次动作电位，但如果遇到一起可以叠加起来，以致有可能达到阈电位而引发一次动作电位，称为兴奋的空间性总和。2020/1/29生理心理学21第四节动作电位的传导B．局部兴奋的叠加边可以发生在连续受到数个阈下刺激的膜的某一点，亦即当前刺激引起的局部兴奋尚未消失时，与后面刺激引起局部兴奋发生叠加，称为时间性总和。2020/1/29生理心理学22第五节脑电图一、起源和特性脑电图是许多细胞的活动，而且是在距离这些细胞较远的地方记录下来的。在没有特殊刺激时记录到的脑电位称为自发电位或自发节律（spentaneousrlythms）。刺激引起的电位变化称为诱发电位或事件相关电位(event-relatedpotention)。2020/1/29生理心理学23第五节脑电图二、自发性节律自发性节律的变化在临床上常用来诊断许多神经功能的障碍。2020/1/29生理心理学24第五节脑电图三、事件相关电位（诱发电位）某些确定的刺激，如闭光或嗒嗒声，或有意识的活动所引起的脑电位变化通称为事件相关电位，也叫做诱发电位。2020/1/29生理心理学25第五节脑电图四、脑电位的来源问题脑电图记录的是突触电位总和，包括电极所能拾取的范围内的兴奋和抑制的后突触电位总和。2020/1/29生理心理学26第五节脑电图五、带有病理特征的脑电图癫痫病例