第三章-躯体运动的神经控制

第三章躯体运动的神经控制神经系统是机体内起主导作用的系统。它将机体内、外环境的各种信息进行整合并传递到机体的各系统器官，控制和调节各系统器官的活动。以维持机体内、外环境的相对平衡。周围神经系统神经系统中枢神经系统端脑间脑小脑中脑脑桥延髓脑干按与中枢连接的部位分脑神经（12对）脊神经（31对）按所支配的范围分躯体N内脏N内脏运动N内脏感觉N脑脊髓躯体运动N躯体感觉N第一节神经系统基本组件的一般功能1.神经元(neuron)神经元是神经系统的基本结构和功能单位，它具有感受刺激和传导兴奋的功能。神经组织神经元神经胶质树突轴突胞体突起一、神经元(一)神经元的一般结构和功能基本结构:⑴胞体:接受、整合信息部位⑵树突:接受、传导信息部位⑶轴突①始段:产生可传导信息(AP)部位②N纤维：传导信息(AP)部位③末稍：递质释放部位基本功能：⑴、接受刺激和传递信息→兴奋或抑制⑵、对信息进行整合、分析、贮存⑶、合成和释放多种信息分子以及其他维持细胞生命所需的活性物质，有些还能分泌激素（二）神经元的类型•1.感觉神经元（传入神经元）•2.运动神经元（传出神经元）•3.中间神经元（联络神经元）（三）神经纤维•神经元的轴突和包被它的结构总称为神经纤维不同类型的神经纤维传导兴奋的速度与神经纤维直径大小、有无髓鞘、髓鞘的厚度以及温度等有关神经纤维传导兴奋具有以下特征：①完整性②绝缘性③双向性④相对不疲劳性•轴浆运输：神经纤维内的轴浆经常处于流动状态，轴浆流动具有运输物质的作用。•运输方式：顺向轴浆运输逆向轴浆运输（四）神经的营养性作用•神经对所支配的组织除发挥调节作用外，神经末梢还经常释放一些营养性因子，可持续调节所支配组织的代谢活动，影响其结构、生化和生理功能，神经的这种作用称为营养性作用。•神经元既能生成营养性因子，维持所支配组织的正常代谢与功能，同时也接受神经营养因子的支持，维持其正常的形态和功能。•神经营养因子：神经生长因子、脑源性神经营养因子、神经营养因子3、4、5、6等（五）神经冲动的传导•1.局部电流方式传导•2.跳跃式传导：经济性、节约能量二、突触及突触传递•（一）突触及其分类生理学中将相互联结的两个神经元之间或神经元与效应器之间的接触部称之为突触，信息从前一个细胞传递给后一个细胞，这一信息传递过程称为突触传递。•1.化学突触：（媒介：神经递质）•2.电突触：（媒介：局部电流）•3.混合性突触（两种突触皆有）（二）突触传递•1.化学突触传递•（1）突触的微细结构•（2）突触的传递过程•（3）突触后电位•2.电突触传递生理意义：（1）由于它传递的速度快，可使很多神经元产生同步化的活动；（2）它能耐受阻断化学传导的药物，对温度变化也不敏感。（三）突触的整合作用•突触的整合作用：突触后神经元的反应总是取决于许多突触同时或在一段时间内先后施加影响的整合，这一作用称为突触的整合作用突触整合的三种方式：一、通过突触后电位的总和进行整合；二、通过突触连接方式的改变，编码第二级神经元的输出信息（汇聚、扩散、交互抑制、侧抑制、回返反馈等整合方式）三、通过改变突触的“作用系数”进行整合（四）突触可塑性•突触传递并不是固定不变的，一方面它易受环境因素的影响，另一方面其传递能力又可受已进行过的传递活动的影响，这一点称为突触可塑性。•突触易化：后面的刺激可较前面的刺激引起更多的递质释放，可维持数百毫秒，这一效应称为突触易化•长时程增强（LTP）：由于突触连续活动产生的可以延续数小时乃至数日的突触活动增强三、神经递质和受体•（一）神经递质•神经递质是指由突触前神经元合并在末梢处释放，能特异性作用于突触后神经元或效应器细胞上的受体，并使突触后神经元或效应器细胞产生一定效应的信息传递物质。•神经调质：对递质信息传递起调节作用的物质，主要表现为对突触兴奋水平的修饰、影响靶细胞对刺激的反应能力•神经递质多属于快突触传递•神经调质属于慢突触传递•（二）受体•受体是指那些在细胞膜以及细胞浆与核中对特定生物活性物质具有识别并与之发生特异性结合，产生生物效应的特殊生物分子。受体的激动剂：能与受体发生特异性结合并产生生物效应的化学物质受体的拮抗剂：能与受体发生特异性结合，但不产生生物效应的化学物质配体受体具有三个特征•①饱和性：受体的分子量是有限的，因此与递质结合的剂量效应曲线具有饱和性，其特异性结合应具有高亲和性与低容量性；•②特异性：特定的受体仅与特定的递质结合发挥生物学效应；•③可逆性：受体与递质在生理活动中结合应该是可逆的，递质与受体复合物的解离常数虽有所不同，解离下来的递质应该是原物，而不是其代谢产物。四、神经胶质细胞•（一）神经胶质细胞的结构•形态多样且胞体较小，突起多无极性，胞浆内没有尼氏小体，主要参与髓鞘的形成。•（二）神经胶质细胞的功能•（1）支持和营养作用•（2）分离和绝缘作用•（3）参与血脑屏障的形成•（4）营造神经元活动的微环境•（5）辅助神经元迁移•（6）在脑损伤修复中的作用•（7）胶质细胞的免疫功能第二节神经系统的感觉分析功能人体完成的各种体育运动都是在各器官系统相互协调配合下实现的整体活动。一、感受器•（一）感受器的定义与分类感受器指感觉神经末梢分布于组织或细胞中，构成的专门感受机体内外环境变化的特殊结构或装置。感觉器官：是指感受器与其附属装置共同构成的器官。•根据分布部位不同分为：内、外感受器。•根据接受刺激的性质不同分为：光、机械、温度、化学、伤害性感受器等。（三）感受器的基本特征•适宜刺激：各种感受器都只对特定形式的刺激能量敏感，将能引起感受器产生反应的刺激称为适宜刺激。如声波是螺旋器的适宜刺激。•换能作用：感受器的换能作用指感受器具有将各种物理、化学刺激的能量形式，转变为在相应神经纤维上传导的神经冲动（动作电位）的功能。•编码功能指感受器在将不同形式的刺激转变为动作电位时，不仅进行能量形式的转换，还能将刺激所包含的环境变化的信息也转移到动作电位的排列组合中，即根据外界刺激的“质”与“量”进行编码。•适应现象以一定强度的刺激作用于感受器时，其感觉神经产生的动作电位频率，将随刺激时间的延长而逐渐减小的现象称为感受器的适应。感受器可分为快适应与慢适应两类。二、机体部分感觉信息的产生过程内外环境的各种变化感受器换能作用神经冲动传导路大脑皮层分析综合产生主观感觉•感觉信息的传导（一）视觉眼是视觉的感觉器官，其感受器存在于视网膜内，适宜刺激是波长为380～760nm的电磁波。外界物体发出的光线，经过眼折光系统的折射后，在视网膜上形成物像，刺激视网膜上的视细胞，并将外界光刺激所包含的视觉信息在视网膜上进行初步处理，在视神经纤维上以动作电位的形式传向大脑皮层视觉中枢形成视觉。可见光眼的折光系统折射成像视网膜的感光系统换能作用感受器电位→视NAP视觉中枢→视觉•眼的折光系统由角膜、房水、水晶体、玻璃体组成复杂的光学系统（复合透镜）。•外界射入眼内的光线，在达到视网膜之前，必须通过四种折光率不同的介质，同时通过四个曲率不同的折射面（角膜的前、后表面与晶状体的前、后表面）的折射后，才能聚焦于视网膜上。•视网膜能将外界光刺激所包含的视觉信息进行编码、加工后转换为电信号，由视神经传向视觉中枢做进一步分析，最后形成视觉，实现光-电换能作用。1.光感受和光信息处理视网膜的光感受器包含视锥细胞与视杆细胞；•视锥细胞在靠近视网膜后部密集（称为黄斑），能感强光、辨颜色和分辨物体的微细结构；人体内存在三种不同光谱吸收的视锥色素，能分别吸收蓝、绿、红三种颜色，若缺其中一种则为色盲，若比平常人弱则为色弱。•视杆细胞远离中央凹处分布，内含能感弱光刺激的视紫红质，与夜晚或暗光下的视觉有关，不能分辨物体的颜色和微细结构。2.视觉中枢的神经机制视网膜最后以动作电位作为输出信号，通过其轴突纤维先投射到外膝体细胞层，并从这里直接投射到初级视皮质，然后再通过次级视皮质投射到高级视皮质。中枢视通路的各转换站与视网膜之间存在着点对点的关系（二）听觉外耳：耳廓、外耳道。中耳：鼓膜、听小骨、咽鼓管和听小肌。内耳：耳蜗、椭圆囊、球囊和三个半规管1.声音信息的感受与传递听觉的产生过程人耳最敏感的声波频率在1000-3000Hz•声波振动→外耳(耳廓→外耳道)→中耳(鼓膜→听小骨→卵圆窗)→内耳(耳蜗的内淋巴液→螺旋器→声-电转换)→神经冲动→听觉中枢→听觉。听神经冲动是以全或无形式传布•2.听觉的中枢分析特征频率不同的神经元在解剖上按照一定顺序排列，每一特定部位感受同一种频率的声音，称为音频区域定位听觉中枢的细胞分类：接替神经元鉴别、整合神经元检查神经元(三)位觉1.位觉产生的机制•位觉(或前庭感觉)：身体进行各种变速运动或重力不平衡时产生的感觉腔内充满内淋巴维持身体姿势和平衡的位觉感受装置是内耳迷路中的前庭器其感受器包括壶腹嵴、椭圆囊斑与球囊斑。•当人体进行旋转或直线变速运动，以及头在空间位置和地心引力的方向发生相对位置变化时，将刺激前庭器官相应的位觉感受器，产生兴奋，经前庭神经传至大脑皮层的神经中枢，引起相应的感觉与生理效应。•囊斑位于内耳膜迷路的椭圆囊与球囊中，其适宜的刺激为直线正、负加速度运动，是感受直线正、负加速度运动与头部位置改变的位置感受器。壶腹嵴位于内耳膜迷路膜性半规管的膜壶腹中，由膜壶腹内的粘膜局部增厚形成，适宜的刺激是旋转变速运动（角加速度）。2.前庭反应、前庭稳定性与前庭习服当人体的前庭感受器受到刺激时，可反射性地引起骨骼肌的紧张性改变、眼震颤（指人体作旋转运动时，引起眼球发生不随意的颤动）和植物性功能改变，出现心跳加快、血压下降、恶心呕吐、眩晕出冷汗等现象，统称为前庭反应。•前庭稳定性指过度刺激前庭感受器，引起机体产生各种前庭反应的程度。前庭器官稳定性愈好，接受变速运动刺激时，出现的前庭功能的反射反应愈轻；反之愈重。•通常在定量角加速或直线加速运动后，植物性功能或姿势反射的反应，均可作为判断前庭功能稳定性的指标。•体操与跳水等项目对人体前庭功能的稳定性有较高的要求。•某一特定性质的刺激反复、长期地作用于前庭器官，经过一段的时间后，前庭器官对刺激引起的反应逐渐减小的现象称为前庭习服。•研究表明，经常从事赛艇、划船、跳水、跳伞、滑雪等各种体育运动，有利于提高前庭功能的稳定性，使前庭器官对刺激引起的反应逐渐减小或消失。（四）本体感觉•本体感受器：肌肉、肌腱和关节囊中分布有各种各样的感受器(肌梭与腱器官)•机能：分别感受肌肉被牵拉的程度以及肌肉收缩和关节伸展的程度。•本体感觉：本体感受器受到刺激所产生的躯体感觉。1.肌梭•肌梭位于骨骼肌的肌腹中，其结构较腱梭复杂。集中存在于执行精细运动的肌肉中，是一种高度特化的感受器，呈梭状，末端附着在骨骼肌的结缔组织(肌内膜)中，与梭外肌纤维平行排列，支配肌梭运动的神经是来自脊髓小直径的γ运动神经元。•肌梭由一结缔组织囊包裹，内含有2～12根特化的梭内肌纤维，根据细胞核在纤维内的分布可分为核袋纤维和核链纤维两类。•肌梭对大量、快速牵拉作出反应，向脊髓和脑的整合中枢提供有关肌纤维绝对长度和肌纤维长度变化速率的信息。•当肌梭所在的肌肉被拉长时，可发放牵拉长度和速率变化的信号，骨骼肌长度的改变与关节的角度变化密切相关，因此，肌梭感受器是中枢神经系统了解肢体或体段相关位置的外周感受结构。2.腱器官•腱器官是位于肌腱、肌腹与肌腱连接处或腱鞘内的一种张力感受器，由包被在结缔组织囊中的一些胶原纤维束与缠绕于胶原束之间的感觉神经末梢组成。•腱梭的工作特征：①适宜刺激；②腱梭是一种安全机制。•在摔跤等运动中偶然发生肌肉或肌腱撕裂与骨折，是因为肌肉积极收缩，加上对抗肌产生的张力可能超过机体力量的极限而造成的。•生理学中通常把人类和高等动物全身和局部的肌肉活动成为躯体运动。•（1）反射性运动。主要指不受主观意识控制，运动形式固定，反应快捷的运动，如伤害性刺激所引起的肢体快速回缩反射。•（2）形式化运动。此种运动主观意识只控制运动的起始与终止，而运动期间多可自动完成，此类运动形式固定，具有节律性与连续性，如步行、跑步等。•（3）意向性运动。这种运动具有明确的目的性，运动全