《神經(jīng)電信號(hào)傳遞》課件

神經(jīng)電信號(hào)傳遞神經(jīng)系統(tǒng)由神經(jīng)元組成，神經(jīng)元通過電信號(hào)傳遞信息。神經(jīng)電信號(hào)傳遞是神經(jīng)元之間相互作用的關(guān)鍵機(jī)制。神經(jīng)系統(tǒng)概述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)由無數(shù)神經(jīng)元構(gòu)成，這些神經(jīng)元相互連接，形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。感知與控制神經(jīng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收外界信息，并將信息傳遞到大腦，進(jìn)而控制身體的各個(gè)器官和系統(tǒng)。協(xié)調(diào)與整合神經(jīng)系統(tǒng)通過神經(jīng)信號(hào)傳遞，協(xié)調(diào)身體的各個(gè)部分，并整合來自不同器官的信息。神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。每個(gè)神經(jīng)元都包含細(xì)胞體、樹突和軸突。細(xì)胞體包含細(xì)胞核和其他細(xì)胞器，負(fù)責(zé)合成蛋白質(zhì)和代謝活動(dòng)。樹突是細(xì)胞體上的分支，接收來自其他神經(jīng)元的信號(hào)。軸突是長而細(xì)的突起，將信號(hào)傳送到其他神經(jīng)元或靶細(xì)胞。神經(jīng)元膜電位神經(jīng)元膜電位是指神經(jīng)元細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。靜息狀態(tài)下，膜內(nèi)電位比膜外電位更負(fù)，約為-70mV，稱為靜息膜電位。靜息膜電位是由細(xì)胞膜內(nèi)外離子濃度差和膜對(duì)離子的選擇性通透性共同維持的。離子膜外濃度(mM)膜內(nèi)濃度(mM)Na+14515K+5150Cl-12010動(dòng)作電位的產(chǎn)生1靜息電位神經(jīng)元處于靜息狀態(tài)時(shí)，膜內(nèi)負(fù)電位，膜外正電位。2刺激神經(jīng)元受到刺激，膜電位發(fā)生改變，達(dá)到閾電位。3鈉離子通道打開鈉離子大量涌入細(xì)胞內(nèi)，膜內(nèi)電位迅速上升。4去極化膜內(nèi)電位超過零電位，形成動(dòng)作電位峰值。5復(fù)極化鈉離子通道關(guān)閉，鉀離子通道打開，鉀離子流出細(xì)胞。動(dòng)作電位是一種快速而短暫的膜電位變化過程，它是由神經(jīng)元膜上離子通道的快速開放和關(guān)閉所引起，進(jìn)而導(dǎo)致膜內(nèi)外離子濃度發(fā)生快速變化，最終導(dǎo)致膜電位發(fā)生波動(dòng)。動(dòng)作電位的產(chǎn)生是神經(jīng)元進(jìn)行信息傳遞的關(guān)鍵步驟，也是神經(jīng)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。動(dòng)作電位的傳播1去極化動(dòng)作電位到達(dá)軸突起始段，導(dǎo)致局部膜去極化，引起相鄰膜片去極化，形成新的動(dòng)作電位。2鈉離子通道去極化導(dǎo)致鈉離子通道開放，鈉離子內(nèi)流，膜電位進(jìn)一步去極化，并向下一個(gè)膜片傳遞。3鉀離子通道鉀離子通道隨后開放，鉀離子外流，膜電位恢復(fù)到靜息狀態(tài)。突觸結(jié)構(gòu)和功能突觸是神經(jīng)元之間傳遞信號(hào)的結(jié)構(gòu)。每個(gè)突觸包含三個(gè)主要部分：突觸前神經(jīng)元、突觸間隙和突觸后神經(jīng)元。突觸前神經(jīng)元是發(fā)送信號(hào)的神經(jīng)元，而突觸后神經(jīng)元?jiǎng)t是接收信號(hào)的神經(jīng)元。突觸間隙是突觸前神經(jīng)元和突觸后神經(jīng)元之間的狹窄空間，神經(jīng)遞質(zhì)會(huì)通過這個(gè)空間傳遞信號(hào)。神經(jīng)遞質(zhì)是由突觸前神經(jīng)元釋放的化學(xué)物質(zhì)，它們與突觸后神經(jīng)元的受體結(jié)合，從而改變突觸后神經(jīng)元的活性。神經(jīng)遞質(zhì)的類型和作用11.興奮性神經(jīng)遞質(zhì)例如谷氨酸和乙酰膽堿，能使突觸后神經(jīng)元去極化，增加產(chǎn)生動(dòng)作電位的可能性。22.抑制性神經(jīng)遞質(zhì)例如γ-氨基丁酸(GABA)和甘氨酸，能使突觸后神經(jīng)元超極化，降低產(chǎn)生動(dòng)作電位的可能性。33.調(diào)節(jié)性神經(jīng)遞質(zhì)例如多巴胺、去甲腎上腺素和5-羥色胺，它們?cè)谇榫w、記憶、學(xué)習(xí)和運(yùn)動(dòng)控制中起著重要作用。44.神經(jīng)肽例如內(nèi)啡肽和催產(chǎn)素，它們?cè)谔弁凑{(diào)節(jié)、社會(huì)行為和母愛行為中起著重要作用。興奮性神經(jīng)遞質(zhì)促進(jìn)神經(jīng)元興奮使神經(jīng)元更易于產(chǎn)生動(dòng)作電位，提高神經(jīng)元興奮性。傳遞興奮信號(hào)促進(jìn)突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生興奮性突觸后電位，增強(qiáng)神經(jīng)信號(hào)的傳遞。參與神經(jīng)活動(dòng)參與學(xué)習(xí)、記憶、情緒、運(yùn)動(dòng)等多種神經(jīng)活動(dòng)，調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的功能。抑制性神經(jīng)遞質(zhì)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)這類神經(jīng)遞質(zhì)可減弱神經(jīng)元活動(dòng)，降低神經(jīng)元的興奮性，調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能。抑制性神經(jīng)遞質(zhì)可以起到平衡和抑制過度興奮的作用，維持神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)常見抑制性神經(jīng)遞質(zhì)有γ-氨基丁酸(GABA)和甘氨酸，它們?cè)谏窠?jīng)元之間的信號(hào)傳遞中起著關(guān)鍵作用，調(diào)節(jié)神經(jīng)活動(dòng)。作用機(jī)制抑制性神經(jīng)遞質(zhì)通過與特定受體結(jié)合，打開離子通道，使神經(jīng)元膜內(nèi)負(fù)電荷增加，抑制神經(jīng)元的興奮性，降低神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位的可能性。重要作用抑制性神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，幫助調(diào)節(jié)情緒、睡眠、學(xué)習(xí)和記憶等重要功能，并幫助維持神經(jīng)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和重吸收神經(jīng)遞質(zhì)釋放動(dòng)作電位到達(dá)突觸末梢，導(dǎo)致鈣離子內(nèi)流。鈣離子與突觸囊泡結(jié)合，促進(jìn)囊泡與突觸前膜融合，釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙。神經(jīng)遞質(zhì)擴(kuò)散釋放的神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙中擴(kuò)散，并與突觸后膜上的受體結(jié)合，引發(fā)信號(hào)傳遞。神經(jīng)遞質(zhì)重吸收突觸間隙中的神經(jīng)遞質(zhì)會(huì)被突觸前膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白重新吸收，或被酶分解，終止神經(jīng)傳遞。跨突觸信號(hào)傳遞1神經(jīng)遞質(zhì)釋放神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)2受體結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激活下游信號(hào)通路4效應(yīng)產(chǎn)生觸發(fā)目標(biāo)細(xì)胞的反應(yīng)跨突觸信號(hào)傳遞是指神經(jīng)元之間的信息傳遞方式。這個(gè)過程涉及神經(jīng)遞質(zhì)從一個(gè)神經(jīng)元釋放，然后與另一個(gè)神經(jīng)元上的受體結(jié)合。這種結(jié)合會(huì)引發(fā)一系列的事件，最終導(dǎo)致目標(biāo)細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)?？伤苄酝挥|的特點(diǎn)可塑性突觸突觸連接非常動(dòng)態(tài)，會(huì)隨著經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)發(fā)生改變。這個(gè)過程被稱為突觸可塑性，對(duì)于學(xué)習(xí)和記憶至關(guān)重要。特點(diǎn)突觸可塑性是通過改變突觸強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的，包括改變突觸傳遞效率或連接數(shù)量。這種可塑性可以是長期增強(qiáng)或長期抑制。長期增強(qiáng)與長期抑制1長期增強(qiáng)突觸傳遞效率增強(qiáng)，神經(jīng)元間聯(lián)系加強(qiáng)。2長期抑制突觸傳遞效率減弱，神經(jīng)元間聯(lián)系減弱。3機(jī)制突觸前機(jī)制突觸后機(jī)制神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性神經(jīng)元連接神經(jīng)元之間可以建立新的連接，或加強(qiáng)現(xiàn)有的連接。突觸可塑性突觸的強(qiáng)度和效率可以發(fā)生改變，影響信息傳遞。神經(jīng)元再生在某些情況下，神經(jīng)元可以再生或被新的神經(jīng)元取代。學(xué)習(xí)和記憶神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性是學(xué)習(xí)和記憶的基礎(chǔ)。神經(jīng)元的修復(fù)與再生神經(jīng)元損傷神經(jīng)元損傷會(huì)導(dǎo)致功能障礙，例如癱瘓或感覺喪失。神經(jīng)元再生神經(jīng)元再生是指受損神經(jīng)元恢復(fù)功能的能力。神經(jīng)元修復(fù)神經(jīng)元修復(fù)是指受損神經(jīng)元通過自身的修復(fù)機(jī)制恢復(fù)功能。神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞可以分化成神經(jīng)元，有助于修復(fù)受損的神經(jīng)組織。環(huán)境因素營養(yǎng)、運(yùn)動(dòng)、睡眠等因素會(huì)影響神經(jīng)元的再生和修復(fù)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)大腦大腦是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要部分，負(fù)責(zé)高級(jí)認(rèn)知功能、情感和運(yùn)動(dòng)控制。脊髓脊髓是連接大腦和身體其他部位的神經(jīng)通路，負(fù)責(zé)傳遞感覺信息和控制運(yùn)動(dòng)。腦干腦干負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)呼吸、心跳和血壓等基本生命活動(dòng)。小腦小腦負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)、平衡和精細(xì)動(dòng)作。周圍神經(jīng)系統(tǒng)連接中樞神經(jīng)系統(tǒng)周圍神經(jīng)系統(tǒng)包括所有連接中樞神經(jīng)系統(tǒng)（腦和脊髓）的нервы。傳遞信息它將感覺信息從身體傳送到大腦，并將運(yùn)動(dòng)指令從大腦傳回身體。分為兩部分軀體神經(jīng)系統(tǒng)自主神經(jīng)系統(tǒng)自主神經(jīng)系統(tǒng)控制身體的非隨意功能包括心跳、呼吸、消化、排泄等。這些功能不受意識(shí)控制，自動(dòng)進(jìn)行。分為交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)交感神經(jīng)在緊急情況下增強(qiáng)身體功能。副交感神經(jīng)在休息時(shí)恢復(fù)身體機(jī)能。體性感覺系統(tǒng)1感覺信息的接收感知外部世界，如溫度、壓力和疼痛。2感覺信息的傳遞通過感覺神經(jīng)元將信息傳遞至大腦。3感覺信息的整合大腦將感覺信息進(jìn)行處理和整合，形成感知。4感覺信息的反饋大腦將整合后的感覺信息反饋給身體，調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)。特殊感覺系統(tǒng)視覺視覺由眼睛接收光線并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再傳遞到大腦進(jìn)行處理。眼睛包含角膜、晶狀體和視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。聽覺聽覺由耳朵接收聲波并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再傳遞到大腦進(jìn)行處理。耳朵包含外耳、中耳和內(nèi)耳，內(nèi)耳中的毛細(xì)胞接收聲波并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。嗅覺嗅覺由鼻子接收氣味分子并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再傳遞到大腦進(jìn)行處理。鼻子中的嗅覺受體細(xì)胞感知?dú)馕斗肿?，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。味覺味覺由舌頭接收食物中的味道分子并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再傳遞到大腦進(jìn)行處理。舌頭上的味蕾包含味覺受體細(xì)胞，感知甜、酸、苦、咸、鮮五種基本味道。感覺信息的整合1感覺神經(jīng)元接收外來刺激2中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳遞到大腦3大腦皮層整合信息4感知形成意識(shí)體驗(yàn)感覺信息來自各種感受器，這些信息沿著感覺神經(jīng)元傳到中樞神經(jīng)系統(tǒng)。大腦皮層負(fù)責(zé)整合來自不同感覺通道的信息，形成完整的感知體驗(yàn)。整合過程包括將感覺信息與過去的經(jīng)驗(yàn)和記憶結(jié)合，形成有意義的理解。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是人體的重要組成部分，由骨骼、關(guān)節(jié)和肌肉組成。骨骼是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的支架，為身體提供支撐和保護(hù)。關(guān)節(jié)連接著骨骼，使身體能夠進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)。肌肉收縮和放松，帶動(dòng)骨骼進(jìn)行各種動(dòng)作，完成身體的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)功能運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括骨骼、關(guān)節(jié)和肌肉，這些結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)身體的運(yùn)動(dòng)。肌肉收縮提供動(dòng)力，關(guān)節(jié)作為活動(dòng)樞紐，骨骼提供支撐和保護(hù)。支撐和保護(hù)骨骼構(gòu)成人體骨架，提供支撐和保護(hù)作用。骨骼為內(nèi)臟器官提供保護(hù)，例如顱骨保護(hù)大腦，胸廓保護(hù)心臟和肺。上位運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元控制隨意運(yùn)動(dòng)位于大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)基底神經(jīng)節(jié)規(guī)劃和控制運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)肌肉動(dòng)作小腦協(xié)調(diào)肌肉運(yùn)動(dòng)保持平衡和姿勢(shì)腦干控制基本運(yùn)動(dòng)例如呼吸、心跳下位運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元神經(jīng)元下位運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元是控制肌肉收縮的最終通路。肌肉下位運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元直接支配骨骼肌，通過釋放乙酰膽堿，引起肌肉收縮。脊髓大部分下位運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元位于脊髓的前角，支配軀干和四肢肌肉。腦干部分下位運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元位于腦干，支配頭面部的肌肉。反射弧1感受器接受刺激2傳入神經(jīng)將信號(hào)傳至中樞神經(jīng)系統(tǒng)3中樞神經(jīng)系統(tǒng)整合信息4傳出神經(jīng)將信號(hào)傳至效應(yīng)器5效應(yīng)器做出反應(yīng)反射弧是神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)刺激做出反應(yīng)的基本結(jié)構(gòu)單元，由感受器、傳入神經(jīng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器五部分組成。運(yùn)動(dòng)功能的調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)通過復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)肌肉運(yùn)動(dòng)，確保精準(zhǔn)的執(zhí)行。感覺反饋運(yùn)動(dòng)過程中，感覺器官接收反饋信息，調(diào)整運(yùn)動(dòng)策略。運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)通過反復(fù)練習(xí)，運(yùn)動(dòng)技能不斷完善，反應(yīng)速度加快。激素調(diào)節(jié)激素如腎上腺素，可增強(qiáng)肌肉力量，提升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。神經(jīng)協(xié)調(diào)功能障礙1運(yùn)動(dòng)障礙包括癱瘓、痙攣、震顫等，影響運(yùn)動(dòng)控制和協(xié)調(diào)能力。2感覺障礙可能導(dǎo)致麻木、疼痛、感覺遲鈍或過敏，影響對(duì)外部刺激的感知。3認(rèn)知障礙影響注意力、記憶、語言和思維能力，導(dǎo)致認(rèn)知功能下降。4情緒障礙神經(jīng)協(xié)調(diào)功能障礙可能導(dǎo)致情緒波動(dòng)，例如焦慮、抑郁或易怒。神經(jīng)調(diào)控和疾病預(yù)防營養(yǎng)補(bǔ)充選