第十二章神经系统的感觉机能和感觉器官

第十二章神经系统的感觉机能与感觉器官第一节神经系统机能概述动物体内有两种调节机制：神经调节和体液调节。神经系统一方面直接调节身体各器官系统的活动，另一方面又影响内分泌腺的活动来调节机体各部分的机能。神经系统(nervesystem,NS)的机能大致可分为三类：感觉机能：NS对体内外刺激的感受机能。运动机能：NS对躯体运动(骨骼肌收缩)的调节和对内脏器官平滑肌、心肌运动以及内外分泌腺分泌活动的调节。高级机能：NS的高级整合机能。(整合：NS把各种活动联合起来，协调起来)。学习、记忆等都是复杂的高级整合机能。第二节感受器、感觉器官的概念及分类感受器(receptor)：分布于体表或组织内部的一些专门感受机体内、外环境条件改变的结构或装置。感受器官(senseorgan)：感受器和非神经性附属结构一起构成的感受装置。2.1感受器分类：依所在部位分:内R(interoceptors)：位于身体内部。能感受内部环境变化。这些感受器的活动不一定能引起主观上清晰的感觉。外R(exteroceptors)：位于机体表面。感受外界环境的变化。这些感受器的活动可以引起主观上清晰的感觉。依接受刺激的性质分：机械R、化学R、温度R......2.2感觉的分类：传统：视觉、听觉、味觉、嗅觉触觉、肌觉、内脏觉等。临床：特殊感觉(specialsenses)表面感觉(superficialorcutaneoussensations)深部感觉(deepsensations)内脏感觉(visceralsensations)第三节感觉过程的一般原理感觉过程就是感受器接受了内外环境的刺激，并把刺激的能量转变为一连串的神经冲动，然后神经冲动沿着一定的神经通路传送到各级神经中枢，并通过效应器发生与刺激相适应的反射性活动。3.1感受器的一般生理特性：3.1.1适宜刺激(adquatestimulus)各感受器都有自己最敏感的刺激形式。对某个感受器而言，敏感性最高的能量形式的刺激就是该感受器的适宜刺激。3.1.2换能作用与放大作用P265图12-1放大感受器细胞的适宜刺激换能作用放大作用放大作用：单个红光的光子只有3×10-19焦耳的辐射能，然而一个感光细胞俘获单个光子所引起的感受器电流却有5×10-14焦耳的电能。生理意义：适应环境，感觉远距离的弱信号。3.1.3编码(coding)作用刺激信息AP序列刺激的强度是通过单一Nf上AP频率的高低和参加这一信息传输的Nf数目的多少来编码的。P266图12-23.1.4适应(adaptation)现象当刺激作用于感受器一定时间后，感受器发放神经冲动的频率逐渐下降，感觉逐渐减弱，甚至消失。这种现象叫做感觉的适应或者感受器的适应(adaptation)。刺激继续AP频率↓不同的感受器其适应的快慢不同P269图12-73.2感觉过程的一般原理3.2.1感受器的冲动原理刺激感受器电位APP266图12-2P267图12-33.2.2感觉的传入每一类感受器都有一定的传入通路以传导感受器发放的冲动，最后传送到大脑皮层特定的区域。传入通路：a.非特异性丘脑皮层投射上传除嗅觉以外的其它各种感觉的冲动，与感觉的关系不大，主要起激活作用。b.特异性丘脑皮层投射一条神经通路只传导一种感觉。浅感觉感觉冲动(一级N元)由脊髓背根脊髓(二级N元)换元交叉丘脑(后腹核)(三级)延髓(二级N元)大脑皮层顶叶中央后回(体觉区)特异性丘－皮投射换元交叉深感觉感觉冲动(一级N元)由脊髓背根进入脊髓后继续上行脑干网状结构(在这里多次换元)(三级、四级、五级…)丘脑(中部核)大脑皮层非特异性丘－皮投射3.2.3大脑皮层的感觉分析功能(1)体表感觉区：中央后回投射特点：交叉(头面部例外)倒置(头面部例外)投射区的大小与感觉的灵敏度有关(2)本体感觉(深感觉)区：中央前回听觉，视觉3.2.4感觉的投射感觉的过程的最后环节是将神经过程转化为感觉，这个过程是在大脑皮层进行的。但是，最后我们总是将感觉回溯到外部环境或感受器的部位，这称之为感觉的投射。即使直接刺激大脑皮层，所引起的感觉也是投射外部的一定部位。比如，刺激中央后回顶部可以引起来自下肢的主观感觉，刺激中央后回底部可以引起来自面部的主观感觉。3.2.5感受器的中枢抑制感受器在通过传入神经纤维向中枢传送神经冲动时，还会接受来自中枢的传出神经纤维的调节。一般来说，中枢的这种调节多数是抑制性的，以避免感受器过度反应。如视网膜，耳蜗，前庭等感觉器官均受中枢抑制。第四节化学感受性化学感受性(chemoreception)：指嗅觉感受器和味觉感受器对溶于水的化学物质的感受机能。嗅觉和味觉的感受器虽然形态结构不同，但两种感受器的感受机制却基本相同。这两种感受机能相互配合，相互影响。4.1嗅觉感受器嗅觉感受器：嗅细胞(双极N元)嗅细胞是一种胞体为卵圆形的双极N元，外端长有嗅纤毛，内端变细成为无髓鞘神经纤维，传导感受器电位。嗅细胞起着感受刺激传导冲动的作用。化学分子与嗅细胞接触时便与膜上的受体分子相结合，从而使膜的通透性发生变化，产生感受器电流，轴丘处形成AP上传。P271图12-9味觉感受器：味蕾(味觉C+支持C)P272图12-10味觉C(感受器电位)脑Ⅶ、Ⅸ神经(AP)4.2味觉感受器基本味觉：酸、甜、苦、咸味觉区分机制：通过来自四种基本味觉的专用N通路上N信号的频率和不同组合来感知各种味觉。P272图12-11(1)味觉细胞的分布(舌背面、舌尖、舌侧面)(2)嗅、味觉细胞的更新(基底细胞)(3)味觉细胞的数量(年龄越大越少)(4)舌面各部分对味觉的敏感性(5)影响味觉敏感性的因素(食物温度、血液中的化学成分)第五节机械感受性5.1触(压)觉感受器机制：压力差细胞膜的牵张与形变感受器电位AP由于感受器在皮肤里的分布不均，所以不同部位敏感度不同。四肢比躯体敏感，手指则更敏感。此外，不同部位的皮肤感受两点之间最小距离的能力也不同，也就是说两点阈不同。所谓两点阈就是皮肤感觉能分辨出的两点之间的最小距离。在人体各部位的两点阈差别很大，背部正中只能分辨两个相隔6-7mm的刺激，手掌能分辨2.2mm，而舌尖能分辨两个相隔1.1mm的刺激。把手指插入汞中，只是在汞与空气的界面上手指才有压觉，在汞中的其他部分没有压觉。这表明对机械感受器的直接刺激是细胞膜的牵张和变形。机能装置：毛细胞P273图12-13机制：纤毛的弯曲方向决定传入N上N冲动的发放频率的高低(P274图12-14)5.2平衡觉和位置觉感受器官：球囊(sacculus)椭圆囊(utriculus)半规管(semicircularcanals)(前庭器官)P275图12-16球囊、椭圆囊适宜刺激：直线变速运动及头部位置的改变半规管的适宜刺激：角变速运动椭圆囊与球囊的机能装置：囊斑(毛C+耳石)参考P274图12-15、P276图12-18半规管的机能装置：壶腹嵴(毛C+胶质终帽)P275图12-17感受机制：P274图12-14毛C(感受器电位)Ⅷ(前庭N)AP第六节哺乳动物的声音感受器与听觉耳作为声音感受器来说，它的适宜刺激是声波。声波是一种机械振动波，人所能听到的声波频率在16赫-20千赫。人类的听觉器官——耳分外耳、中耳、内耳。耳的结构图6.1传音装置与传音途径6.1.1传音装置(1)外耳与中耳的集音扩音和共鸣腔作用P277图12-19P277图12-20集音传音扩音①鼓膜鼓膜较好的频率响应较小的失真度鼓膜振动与声波振动同始同终听骨链锤骨砧骨镫骨②中耳听骨链的增压效应增压效应鼓膜听骨链卵圆窗(1)鼓膜面积:卵圆窗膜面积=17:1(2)听骨链捶骨端长度:镫骨端长度=1.3:117×1.3≈22咽鼓管调节鼓室(中耳)与大气的压力平衡③咽鼓管6.1.2传音途径①空气传导(airconduction)声音经过外耳、鼓膜和听小骨传至内耳，是声音传导的主要途径。另外，鼓膜的振动也可以引起鼓室内空气的振动，此振动经卵圆窗传入内耳。这两种传导途径叫空气传导。②骨传导(boneconduction)堵塞双耳，阻断空气传导，将振动的音叉放在耳后乳突处或前额，便可听到音叉振动的声音，这是通过骨传导听到的。空气传导与骨传导相比，其效率要高得多，正常人的听觉主要是通过空气传导实现的。6.2感音装置与感音机制6.2.1耳蜗的感音换能作用适宜刺激：16-20000Hz的空气振动疏密波感音装置：人和哺乳动物的感音装置是耳蜗(耳蜗管)，鸟和鳄鱼则是不发达的耳蜗管。低等脊椎动物依靠椭圆囊和球囊的耳石与毛细胞来感受声波振动。耳蜗的结构(P275图12-16显示了前庭阶、骨阶和蜗管的位置关系)6.2.2感音机制——行波学说外耳、中耳、内耳、听N、听中枢行波(travellingwave)理论内容：①蜗底部基底膜振动②以行波方式沿基底膜传向蜗顶部③低频引起的行波传播较远，最大振幅处靠近蜗顶部④高频引起的行波传播较近，最大振幅处靠近蜗底部⑤某频率→某处(最大振幅处)毛细胞↑中枢某部位产生某音调其处Nf兴奋6.2.3耳蜗神经冲动产生的机制：耳蜗的功能基底膜(科蒂氏器)振动使毛细胞顶端纤毛与覆(盖)膜发生相对位移毛细胞胞体产生感受器电位，即耳蜗微音器电位听N的AP当声波传来时，毛细胞弯曲(P280图12-25)，从而使毛细胞纤毛顶部细胞膜的通透性发生变化。K＋通道开放，K＋内流入纤毛内，形成去极化的感受器电位，这种局部电位就是耳蜗微音器电位。其使毛细胞底部轻微去极化，从而增加突触递质的释放，进而引起传入纤维发放神经冲动，这是耳蜗AP的发放的直接动因(P281图12-26)。反之，如果基膜向下位移时，覆膜与柯蒂氏器之间的相对位移使毛细胞的纤毛向静纤毛方面弯曲，从而使毛细胞的去极化程度↓，即使得耳蜗微音器电位↓，突触递质的释放↓，耳蜗AP的发放频率↓。从耳蜗核发生的神经纤维大部分交叉，还有部分不交叉。所以听觉到皮层的投射是双侧性的，一侧皮层的代表区与双侧耳蜗感觉功能有关。此外，除听觉的传入通路外，还有一条传出通路，它们下行到各级听觉中枢终止于毛细胞，调整听觉的传入冲动。所以说，听觉感受器的活动也受中枢神经神经系统的调节控制(P281图12-27)。6.3听觉的神经通路6.4听觉障碍(1)传导性耳聋(2)感音性耳聋(3)中枢性耳聋6.5声源方向的判定声源发生的声音到达双耳时，双耳的声强差、声音到达两耳时的相差是中枢判定声源方位的根据。P283图12-29(切断了狗左右脑半球的联系)对声源方向的定位需要双耳协同工作，也需要两个半球协同工作。第七节哺乳动物的光感受器与视觉适宜刺激：370-740nm的电磁波7.1眼的折光系统及其调节7.1.1眼的结构P285图12-33最外层：巩膜(前面称角膜)中间层：血管膜(从前至后分别称为虹膜、睫状体、脉络膜)最内层：视网膜简化眼(reducedeye)物体的大小AB物体到节点的距离An像的大小ab节点到像的距离an=7.1.2眼的折光系统与成像7.1.3眼的调节(accommodation)(1)视觉调节(visualaccommodation)：在一定范围内眼能自行调节，使来自较近物体的光线在视网膜上聚焦。人和哺乳动物主要靠增加折光系统的折光力来实现调节机能。方式：晶状体曲度增加。晶状体变凸：视近物物像模糊(视网膜后方)视区皮层中脑正中核睫状肌收缩悬韧带松弛晶状体变凸(睫状小带)视物清晰物像前移折光力↑当眼作最大调节时才能看清物体的最近点称为近点(nearpoint)。眼与近点的距离随年龄而增加原因：晶状体弹性减小，导致其不能达到正常的曲度。花眼(老花眼)：加凸镜花不花，四十八(2)瞳孔缩小：瞳孔和瞳孔对光反射光感光细胞中脑顶盖前区副交感纤维左眼瞳孔括约肌收缩右眼瞳孔括约肌收缩左动眼N核右动眼N核瞳孔大小随光照强度而变化的反应。特点：互感性对光反射(双侧性)意义：调节入眼光量；保护视网膜；增加视像清析度(瞳孔缩小可以减小球面像差和色像差)。(3)两眼会聚：视轴会合：视近时，两眼同时内转，两眼视轴在物体处交叉，使物像落在两眼视网膜的相称位置。调度反射：P287表12-17.1.4眼