王步标版运动生理学第八章神经系统

第八章神经系统对运动及其学习的调控教学目的1、掌握突触与突触传递、神经递质与受体、反射与反射弧的基本概念。2、掌握各级中枢对运动调控和运动技能的学习及其生理学机制。3、熟知神经系统的感觉功能，感觉在运动中的作用及其生理学机制。各级中枢对躯体运动的调控和运动技能的学习。教学重点教学难点运动中神经中枢对各器官系统的整合作用。神经学基础神经系统的感觉功能躯体运动的调控运动学习与记忆躯体运动的整合内容提要第一节神经学基础一、神经元胞体胞突树突轴突(neuron)二、突触传递（一）突触突触是神经元之间或神经元与肌纤维之间接触并传递信息的部位。突触结构突触前膜突触间隙突触后膜（二）突触传递1、神经肌肉接点传递2、中枢化学传递突触前膜释放兴奋性递质突触前膜释放抑制性递质递质与后膜受体结合，提高了后膜对K+、Na+，尤其是Na+的通透性（兴奋性突触后电位EPSP）突触后神经元兴奋。后膜去极化突触后神经元抑制。后膜超极化（抑制性突触后电位IPSP）透性增高，尤其是Cl-后膜对Cl-、K+通3、电突触传递发现存在于神经系统、心肌、平滑肌与肝脏中，以电耦合的方式进行传递，成为双向传递基础。其意义在于传递速度快，产生同步化活动。4、中枢突触传递的特征神经（化学）递质或电传递兴奋节律的转换化学突触单向传递，电突触双向传递总和现象后放对环境变化的敏感性和易疲劳性可塑性三、神经递质和受体（一）神经递质神经递质是指由突触前（神经末梢）膜释放的化学物质，在中枢神经系统中起兴奋或抑制作用。按功能分：兴奋性和抑制性递质按分子量分：神经肽和与经典递质（二）受体受体指存在于细胞膜、细胞质和细胞核中特定的生物活性物质，能识别并与之结合而发挥生物效应的大分子物质。具有选择识别化学递质与激活效应器的功能。特征：①饱和性。②特异性。③可逆性。四、反射（一）反射与反射弧反射：是神经系统活动的基本方式，是指在中枢神经系统的参与下，机体对内外环境变化所产生的有规律的应答过程。反射弧（二）非条件反射与条件反射非条件反射：先天的、固定的、简单反射，是人类与动物在长期的种系发展与进化中形成的，对个体与种族的生存具有重要意义。如膝跳反射。条件反射：指个体在后天的学习和训练中，与大脑皮层之间建立的暂时性的、复杂的高级反射活动。改造，具有更强的适应性。膝跳反射①感受器②传入途径③大脑皮层感觉形成的三个环节第二节神经系统的感觉功能（一）感受器：是指分布在体表或组织内部的一些专门感受机体内、外环境变化的结构和装置。感受器种类繁多，不同的分类。（二）感觉器官：是指由感受器及其附属结构构成的器官。一、感受器与感觉器官（三）感受器的基本特征适宜刺激：性质、强度换能作用：刺激能感觉编码：刺激的质和量适应现象电能二、视觉眼是视觉器官。（一）眼的折光与成像眼的折光系统折光成像原理：凸透镜相似。形成倒立缩小的实像。（二）视调节1、晶状体的调节（形似凸透镜）视近物时，睫状肌收缩，睫状小带松驰，晶状体变凸，曲率增加，物像前移到视网膜上。2、瞳孔调节瞳孔调节反射瞳孔对光反3、眼球会聚4、折光异常：近视远视散光近视：眼球视轴过长，折光力过强，物象落在视网膜前据卫生部、教育部联合调查，目前中国学生近视发生率接近60%，居世界第一。2012-06-06（三）视网膜的感光功能1、视网膜的感光细胞①视锥细胞：中央，感强光和分辨颜色。②视杆细胞：周边，感弱光，无辨色功能。2、视杆细胞的感光换能机制光—电换能作用视杆细胞内的感光色素是视紫红质。在光的刺激下，感光色素发生光化学反应，分解为两部分，将光能转换为动作电位。3、视锥细胞的感光换能机制通常用三原色学说解释。视网膜上分布有三种不同的视锥细胞，分别含有对红、绿、蓝敏感的视色素。在不同光的刺激下，三种色素分解的比例不同，经信息处理后转化为不同的视觉冲动，产生不同的色觉。如维生素A供应不足，会引起夜盲症。视紫红质的光化学反应外界物体发出的光线，经过折光系统折射后，在视网膜上形成一个倒立缩小的实像；视网膜上感光细胞受到光的刺激，发生一系列光化学反应，将光能转变成神经冲动，神经冲动经视神经传到丘脑，再传向大脑皮层视觉中枢——枕叶，产生视觉。视觉的形成（四）视觉功能评定的生理指标1、视敏度（视力）：是指眼对物体微细结构的精细分辨能力。以视角大小表示。视力与视锥细胞大小、眼的折光力、视觉中枢分析能力等有关。2、视野：单眼注视正前方不动时所能看到的空间范围，称为视野。上侧视野＜下侧，鼻侧＜颞侧。不同颜色的视野大小依次为：白色＞蓝、黄＞红＞绿。3、双眼视觉:两眼同时视物时的视觉称为双眼视觉或立体视觉。能观察到物体（高、宽、长）三维空间。立体视觉在各项体育活动中，具有重要意义。4、眼肌平衡:眼肌平衡决定于运动眼球的三对肌肉的紧张与松弛是否协调。如果其中一条眼肌紧张度大，瞳孔偏向一方，则称为斜视。还有隐斜视，隐斜视可矫正。斜视影响运动成绩。5、融合现象临界融合频率：指能引起连续光感的最低闪光频率。可作为判断大脑兴奋水平和运动性疲劳的一个指标。三、听觉听觉器官——耳外耳和中耳是传音系统，内耳是感音系统。声波外鼓耳膜卵园窗听骨链鼓室空气耳蜗骨壁颅骨卵园窗外鼓耳膜声波内耳耳蜗空气传导骨传导（一）耳的传音功能（二）耳的感音功能——内耳的功能耳蜗——感音器官——声音感受器。螺旋器（柯蒂氏器）外界物体发出的声音通过外耳和中耳的传递到达内耳，振动螺旋器，盖膜与毛细胞接触，听毛弯曲，毛细胞兴奋，将机械刺激转变为（电能）神经冲动，经听神经将冲动传到大脑皮层听觉中枢——颞叶，产生听觉。（一）囊斑的适宜刺激与中枢机制适宜刺激——直线变速运动。（二）壶腹嵴的适宜刺激与中枢机制适宜刺激——旋转变速运动四、位觉——前庭觉。前庭器的组成：椭圆囊、球囊和三个半规管功能：维持身体姿势和平衡，产生空间位置觉。感受器：囊斑、壶腹脊直线（或旋转）变速运动囊斑（壶腹嵴）毛细胞兴奋前庭核肌肉大脑皮层感觉区产生空间位置感觉和变速感觉调节肌紧张，维持身体平衡1、前庭反应：当前庭器官受到刺激时，反射性地引起骨骼肌紧张性改变、眼球震颤和植物性功能反应，出现眩晕、恶心呕吐、血压下降等现象，称为前庭反应。2、前庭功能稳定性：刺激前庭器而引起机体各种前庭反应的程度称为前庭功能稳定性。前庭功能稳定性影响人体的工作能力和限制参与某些运动。参加体育活动可以提高前庭功能稳定性性。3、前庭习服：某一特定性质的刺激反复、长期作用于前庭器官，经过一段时间后，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。（三）前庭反射和前庭稳定性五、本体感觉（一）腱梭——感受肌肉张力变化位于肌腱、肌腱与肌腹连接处或腱鞘内的张力感受器，其感觉末梢属于Ⅰb类纤维。肌肉主动收缩是最有效的刺激，它对被动牵拉刺激不敏感。（二）肌梭——感受肌肉长度变化位于肌腹中，外包结缔组织膜，2～12根梭内肌纤维组成。每根梭内肌纤维的中部是感觉部分，分布有粗大的感觉神经纤维（Ⅰa类）和次级感觉末梢（Ⅱ类纤维），两端是收缩部分。（三）本体感觉的特征无清晰的主观感觉——暗淡感觉要通过长时间的训练才能比较明显而精确地体验到。六、触压觉七、感觉信息的传导丘脑感受器脊髓维持与改变大脑皮层的兴奋状态大脑皮层大脑皮层产生特定感觉传入神经由脊髓后根脑干特异性投射系统非特异性投射系统第三节躯体运动的调控生理学中通常把人和高等动物全身或局部的肌肉活动称为躯体运动。反射性运动形式化运动意向性运动可分为三类：•一、脊髓对躯体运动的调控——躯体运动低级中枢、最后公路•（一）脊髓的神经纤维与神经元•1、感觉神经元与感觉传入纤维:脊髓后根，•脊髓后角或后索•2、中间神经元后角，数量多•3、运动神经元（传出）脊髓前角神经元运动神经元α运动神经元②小α运动神经元支配慢肌纤维。①大α运动神经元支配快肌纤维。γ运动神经元支配梭内肌纤维β传出纤维是α运动神经元发出支配梭内肌纤维的侧支运动反射的最后公路运动神经元活动的“大小原则”——小神经元先启动，然后较大的神经元依次被启动。（二）脊髓反射1、牵张反射：指在完整神经支配下的骨骼肌，受到外力牵拉时引起同一肌肉收缩的反射。2、牵张反射的分类及生理意义（1）动态牵张反射：又称位相性牵张反射或腱反射。感受器：肌梭功能：增强肌肉的收缩力，导致拮抗肌舒张----交互抑制。如膝跳反射。（2）静态牵张反射：又称紧张性牵张反射或肌紧张。功能：调节肌肉的紧张度，对维持躯体姿势具有非常重要意义。如直立姿势的维持。•3、屈肌反射：指当皮肤或肌肉受到伤害性刺激时，引起受刺激一侧的肢体快速地屈曲撤回的反射。•交叉伸肌反射（对侧伸肌反射）•4、高位中枢对脊髓反射的调控•在正常情况下，脊髓反射活动经常接受高位中枢下行指令的调控，高位中枢发出的运动指令可通过脊髓对其感觉到传入纤维的末梢、中间神经元或运动神经元等环节予以调控。如脊休克现象。二、脑干对躯体运动的调控（一）脑干对肌紧张的调控肌紧张是维持身体姿势的基础，其反射初级中枢在脊髓,常接受上位中枢的调控。脑干网状结构抑制区：使肌紧张减弱脑干包括延髓、脑桥和中脑。易化区的活动大于抑制区的活动。易化区：使肌紧张加强实验证据：去大脑僵直（二）姿势反射姿势反射：是通过中枢神经系统对骨骼肌张力进行调控，以保持或改变身体空间位置的反射活动的总称。1、状态反射指头部空间位置改变，以及头与躯体相对位置发生改变时，反射性地引起躯体和四肢肌肉紧张性改变的反射活动。迷路紧张反射颈紧张反射①头后仰时，引起上肢及背部伸肌紧张性加强，下肢降低；②头前倾时，引起下肢和腹肌紧张性加强，上肢和背部减弱；③头侧倾或扭转时，引起同侧上下肢伸肌紧张加强，异侧则减弱。应用：指当人和动物处于不正常体位时，通过一系列协调运动将体位恢复常态的反射。翻正的顺序：头—躯干（身体）—后肢应用：跳水的转体动作、篮球转身过人动作。2、翻正反射应用：在完成一系列运动技能时起重要作用，如体操中的后手翻、后空翻、跳马等，举重运动员的发力、短跑运动员起跑、背跃式跳高过杆动作等均与状态反射有关。三、高位中枢对躯体运动的调控——大脑皮层是躯体运动的最高级中枢大脑皮层功能定位1、主运动区与运动前区主运动区位于中央前回和中央旁小叶前部，相当于4区。运动前区位于中央前回前前方6区。运动区的功能特点：①交叉性（头面部双侧性）；②倒置性（头面部正立）；③功能代表区的大小与运动精细和复杂程度有关。④刺激所得的肌肉运动反应简单。2、辅助运动区：位于大脑皮层的内侧和背外侧上部的6区。在编排复杂的运动程序时和执行运动前的准备状态中起重要作用。3、顶后叶皮层（5区和7区）：在肢体运动感觉方面起重要作用。（一）大脑皮层的运动调节功能1、锥体系是大脑皮下行控制躯体运动的最直捷通路，主要管理骨骼肌的随意运动。（二）高位中枢控制运动的下行传导通路（1）皮层脊髓束：起源于中央前回与旁小叶前部锥体细胞下行到达脊髓。（2）皮层核束：起源于中央前回下部的锥体细胞止于脑干神经运动核。大脑皮层对躯体运动的调控是通过锥体系和锥体外系来实现。主要功能：发动随意运动，调节精细动作，保持运动的协调性。•2、锥体外系：指大脑皮层锥体系以外调控躯体运动的下行传导通路，起源广泛，结构与功能十分复杂。•（1）皮质-纹状体系。•（2）皮质-脑桥-小脑系。主要功能：调节肌紧张、协调随意运动、维持机体姿势。①参与运动的程序设计和编制，将一个抽象的设计转换为一个随意运动；②可能与随意运动的产生和稳定、肌紧张的调节有关；③某些核团还参与自主神经活动的调节、感觉传入、行为、学习与记忆等功能活动。（三）基底核的运动调节功能（四）小脑对运动的调控1、调节躯体和眼球运动平衡2、调节肌紧张3、协助大脑皮层控制随意运动4、参与随意运动的设计和程序的编制四、自主神经自主神经（植物性神经）：指分调节内脏器官、心血管和腺体的运动神经，其活动通常不受意志支配。分为交感神经和副交感神经。人体内的大多数内脏都接受交感和副交感神经的双重支配，两者对同一器官的功能对立，但在高位中枢的调控下，它们之间又是又相互协同的。第四节运动学习与记忆第一信号：具体事物（信号）。第二信号：语