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第三章 肌肉活动的神经调控一、学习要点本章以神经系统基本构件及其功能为基础, 系统阐述了神经系统的感觉功能和对躯体运动的调控作用 一)神经系统的基本构件与功能神经元是构成神经系统结构与功能的基本单位在结构上神经元由胞体和突起两部分组成, 突起包括树突和轴突神经元具有接受刺激、 传递信息和整合信息功能突触是指一个神经元的轴突末梢与其他神经元的胞体或突起相接触并进行信息传递的装置依据突触结构特点, 突触可分为电性突触、 化学性突触和混合性突触 3 种, 其中, 混合性突触数量很少突触的主要功能是传递信息对于化学性突触, 信息的传递是通过突触前膜释放化学递质和导致突触后膜电变化来实现的兴奋性突触, 其突触前膜释放兴奋性递质, 突触后膜产生兴奋性突触后电位( EP-SP) , 从而产生兴奋效应; 抑制性突触, 其突触前膜释放抑制性递质, 突触后膜产生抑制性突触后电位( IPSP) , 从而产生抑制效应由于突触存在, 兴奋在中枢传布表现为 6 个特点: ① 单向传递; ② 中枢延搁; ③ 总和现象; ④ 兴奋节律改变; ⑤ 后放作用; ⑥对内外环境变化的敏感性和易疲劳性中枢神经系统的基本活动过程是兴奋和抑制。

中枢抑制的机制比较复杂, 发生的部位在突触后膜的为突触后抑制( 如前述) , 发生部位在突触前膜的, 即为突触前抑制 二)神经系统的感觉功能感觉是客观事物在人脑中的主观反映感觉的形成是通过 3 个相互联系的环42 运动生理学题解节来实现的, 即感受器接受刺激, 并将刺激的能量转变成相应的神经冲动; 神经冲动经传入神经到达神经中枢; 中枢神经系统对传入感觉信息进行加工和处理, 最后形成感觉1 感受器和感觉器官感受器是指分布在体表或各组织内部, 能够感受机体内外环境变化的特殊结构或装置感受器可分为外感受器和内感受器两大类外感受器位于眼、 耳、 鼻、舌、 皮肤等器官中, 它们分别感受光、 声、 化学以及温度和机械等外环境刺激, 它们活动能引起主观上清晰的感觉内感受器是指位于内脏、 肌肉、 关节和肌腱中的感受装置, 它们接受内部环境变化刺激, 常常不引起清晰的主观感觉, 但对调节机体各种活动, 实现内环境稳态具有重要作用感受器的一般生理特征: ① 感受器的适宜刺激; ② 换能作用; ③ 编码作用; ④ 适应现象视觉是指通过视觉感受器( 眼的视网膜) 接受外界一定波长的光刺激, 经换能、编码和视神经中枢整合后获得的主观感觉。

眼具有折光成像和感光换能功能眼的折光成像功能是由眼的折光系统来完成的, 正常眼视远物时或视近物时, 经眼的调节( 包括晶状体调节、 瞳孔调节和视轴会聚) 都可以使物体的像清晰地落在视网膜上视网膜是实现眼感光换能功能的结构基础, 视网膜上有两种感光细胞( 视觉二元学说) , 即视杆细胞和视锥细胞视杆细胞感受弱光和暗光, 视杆细胞和它们相联系的双极细胞以及神经节细胞组成了视网膜的视杆系统或晚光觉系统视锥细胞感受强光和色光, 视锥细胞和它们相联系的双极细胞以及神经节细胞组成了视网膜的视锥系统或昼光觉系统视锥系统有 3 种视锥细胞, 它们分别含有感受红、 绿、 蓝 3 种基本光刺激的感光色素, 眼能分辨各种不同颜色都是由这 3 种感光色素以不比例分解的结果( 三原色学说) 听觉是耳、 听神经和听觉中枢共同完成的耳的外耳、 中耳和内耳迷路的耳蜗是听觉的感受器官声波经由外耳和中耳构成的传音系统抵达耳蜗的卵圆窗, 继而引起耳蜗的基底膜( 柯蒂氏器) 振动, 基底膜上的听毛细胞受到刺激, 经换能与编码作用产生发生器电位, 声音的机械能转变成相应的神经冲动, 神经冲动由听神经和中枢听觉传导路传递到大脑的听觉中枢, 经整合后产生听觉。

位觉是由内耳迷路的前庭器、 前庭神经和位觉中枢共同完成的前庭器包括椭圆囊、 球囊和 3 个半规管, 它们是位觉的感受器官椭圆囊和球囊的壁上有囊斑( 感受器) , 囊斑的适宜刺激是直线变速运动半规管的壶腹壁上有壶腹嵴( 感受器) , 壶腹嵴的适宜刺激是旋转变速运动当人体进行各种变速运动或头与躯干相对位置发生改变时, 前庭器中的感受器受到刺激, 其中的毛细胞兴奋, 经换能与编码作用, 产生相应的神经冲动, 神经冲动沿前庭神经和中枢听觉传导路传递到大脑的位觉中枢, 一方面调节肌肉紧张, 维持身体平衡, 另一方面产生位置变化的感觉第三章 肌肉活动的神经调控43 存在于骨骼肌内的肌梭和腱器官称为本体感受器肌梭是一种高度分化的感受器, 长约 10 mm, 直径 100 mm, 形呈梭状, 其末端附着在骨骼肌的结缔组织中,与梭外肌纤维平行排列肌梭被一结缔组织囊包裹, 内含细的梭内肌纤维梭内肌的收缩成分位于纤维的两端, 感受装置位于其中间部肌梭传入神经有‥a 类纤维和…类纤维两种, 传出纤维为 r 神经元发出的神经纤维肌梭为长度感受器,是牵张反射的生理学基础腱器官是存在于肌纤维和肌腱连接处, 为囊状结构, 是肌肉的张力感受器, 感受肌肉收缩时张力的变化。

2 感觉传导系统来自各种感受器的神经冲动, 都要通过脊神经后根或脑神经进入脊髓或脑干,然后经各上行传导路到达大脑皮层感觉传导系统有特异性投射系统和非特异性投射系统各感受器传入的神经冲动经脊髓或脑干上行后, 在丘脑换元, 再发出纤维投射到大脑皮层特定的区域, 引起特定感觉, 为特异性投射系统经典的特异性投射系统是由三级神经元接替完成的, 第一级神经元在脊神经节或脑神经节内, 第二级神经元在脊髓或脑干, 第三级神经元在丘脑感觉接替核内特异性投射系统的神经纤维上行至脑干时, 发出侧支与脑干网状结构的神经元发生突触联系, 通过多次换元之后, 上行抵达丘脑内侧部换元, 再发出纤维弥散地投射到大脑皮层广泛区域, 为非特异性投射系统该上行传导系统上行时已失去专一的特异功能, 是不同感觉的共同上会途径, 其功能是维持和改变大脑皮层的兴奋状态3 大脑的感觉功能大脑皮层感觉投射区主要有:( 1)体表感觉区位于中央后回, 相当于皮层的 312 区, 是全身痛、 温、触、 压等浅感觉投射部位该区功能特点表现为: 投射是交叉的, 但头面部感觉投射是双侧的; 投射区具有精细分工, 总体安排是倒置的, 但头面安排是竖立的; 投射区域大小与体表各部分感觉精细程度有关。

2)本体感觉区位于中央前回, 既是躯体运动区, 也是运动的本体感觉区 3)特殊感觉区视觉投射区位于大脑枕叶内侧面距状裂上下两缘; 听觉投射区位于大脑颞叶的颞横回和颞上回; 嗅觉投射区位于大脑边缘叶的前底部 三)躯体运动的神经调控通常把人类和高等动物的全身或局部肌肉活动称为躯体运动躯体运动依运动时主观意识参与程度可分为反射运动、 形式化运动和意向性运动中枢神经系统对躯体运动的调控是通过中枢神经系统各个水平来实现的, 在结构上它们构成运动神经系统1 脊髓对躯体运动的调控44 运动生理学题解脊髓的运动神经元有α神经元和γ神经元α神经元直接支配梭外肌, 是控制肌肉活动的“ 最后公路” 一个α神经元及其所支配的全部肌纤维, 为一个运动单位一块肌肉通常有多个运动单位γ神经元支配梭内肌, 其功能是调节肌梭兴奋水平脊髓对躯体运动的调控是通过脊髓反射来实现的, 典型的脊髓反射是牵张反射, 即骨骼肌被外力牵拉伸长时, 反射性引起受牵拉肌肉收缩, 它包括动态牵张反射( 或称位相性牵张反射) 和静态牵张反射( 或称紧张性牵张反射) 牵张反射是姿势反射的基础2 脑干对躯体运动的调控脑干对躯体运动调节表现在脑干对肌紧张和姿势的调节。

在脑干的中轴部,有长短不一联系广泛的神经纤维纵横穿行, 交织成网, 而形状与大小不一的神经元散在其中, 形成所谓脑干网状结构该结构存在调节肌紧张的易化区和抑制区, 这些区域通过网状结构下行系统直接作用脊髓γ神经元调节肌紧张一般情况下,脑干网状结构易化区的作用强于抑制区, 但由于高位中枢的影响, 通常情况下脑干网状结构的易化和抑制作用又保持动态平衡如果在动物中脑上下丘之间切断脑干, 该动物立即显现全身伸肌紧张性亢进, 为四肢挺直、 头尾昂起、 脊柱呈角弓状,称为去大脑僵直其原因在于此时脑干网状结构的易化区和抑制区失去了上位中枢的控制, 使易化区作用加强, 而抑制区作用削弱, 表现肌紧张的亢进现象中枢神经系统通过对不同部位肌肉张力的持续调节, 以保持和改变身体姿势的反射活动, 称为姿势反射姿势反射由一系列反射活动组成, 它们的基本中枢在脑干这些反射与体育运动有关密切关系3 基底神经节和小脑对躯体运动的调控基底神经节是位于大脑皮层下的尾状核、 壳核、 苍白球、 丘脑底核、 黑质和红核的统称, 其运动的调节功能表现为对随意运动的产生和稳定、 肌紧张的调节、 本体感受器传入冲动信息的处理有关小脑可划分为前庭小脑、 脊髓小脑和皮层小脑3 个功能部分, 其运动功能表现为维持身体姿势、 调节肌紧张、 协调和形成随意运动。

4 大脑皮质对躯体运动的调控大脑皮质的运动区主要有主运动区、 运动前区、 辅助运动区、 顶后叶皮层以扣带运动区等主运动区位于中央前回和中央旁小叶前部, 其功能特征为:( 1)对躯体运动调节为交叉支配, 但头面部肌肉大部分为双侧支配 2)具有精细定位, 即刺激一定部位的皮层引起一定肌肉的收缩, 功能代表区的面积大小与运动的精细复杂程度有关 3)运动定位的上下安排总体是倒置的, 但头面部代表区的内部安排又是正立的大脑皮质对躯体运动的调节是通过下行的运动传导路来实现的运动传导第三章 肌肉活动的神经调控45 路包括锥体系和锥体外系锥体系为皮层脊髓束和皮质脑干束统称, 是大脑皮质下行控制躯体运动的最直捷通路, 而锥体外系是指除锥体系外所有控制脊髓运动神经元活动的下行通路二、学习难点1 化学性突触的传递机制2 突触前抑制的发生原因及其意义3 基底神经节和小脑对躯体运动的调节功能三、习题( 一)填空题1 神经组织由神经细胞和组成, 神经细胞又称为2 神经元的两种特征结构是和3 一个神经元通常具有一条细长的圆柱状, 将神经元信息传出至另一神经元或效应器4 中枢内神经纤维集中的部位称为。

5 神经元依其功能分为 3 大类:、、6 电突触的传递是定型化的快速传递, 化学突触的传递则具有性和性7 视觉系统中对光敏感、 接收光的部位是、分别感受视觉和亮光视觉8 人体如果缺乏对某一波长光线敏感的视锥细胞, 即称之为, 要是对某一波长的光线敏感性比正常人弱, 则称之为9 外膝体是视觉信息传入大脑的中继站, 视觉中枢位于大脑皮质的叶10 声音刺激的机械能是通过换能作用将声波转化为电信号来传递声音信息的11 听神经第一级传入神经元的轴突全部终止在脑干的核和耳蜗前腹核之内12 人体对声音的分辨是多层次的, 除的作用外, 也涉及各级听觉中枢细胞的活动13 声音通过外耳道、、及镫骨底板传到外淋巴后, 部分机械能量46 运动生理学题解推动外淋巴从前庭阶经蜗孔及鼓阶到14 在声音频率分析中遵循着两个原则, 即部位原则和原则15 人体对声音强度的编码是随着声音强度的加大, 首先是单根听神经神经纤维上放电频率增加; 其次是空间上的数目增多16 躯体运动由控制和调节根据控制情况, 习惯上将躯体运动分为和17 脊髓中的运动神经元, 按功能可分为和,它们的轴突经脊髓直达所支配肌肉。

18 脊髓是有关躯体信息的传入和传出的19 兴奋性突触后电位是由于突触后膜对、尤其是通透性升高而去极化所致20 大α 运动神经元支配纤维, 小α 运动神经元支配纤维, γ 运动神经元支配骨骼肌中的纤维21 肌梭的主要功能是当它所 在的那块肌肉被拉长 时, 可 发放牵拉和变化的信号22是肌梭内的一种肌纤维, 它可分为和23 骨骼肌长度的改变与关节的角度变化密切相关, 因此感受器是中枢神经系统了解肢。