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  讲座1 脑的结构与功能(1)  
 
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各位学员,您好!

如图所示,你能辨认出,在光学显微镜下,神经组织切片中着色的结构吗?这是用一种细胞化学染色方法染色的,称为尼氏染色技术。

神经元的胞体中,有大量核糖核酸,主要以尼氏小体的形式存在,可与碱性染料结合而着色。细胞核染色浅,但有明显的核仁。常用的碱性染料有焦油紫、硫堇等。
这种染色方法,可以显示神经细胞中的尼氏体,用来研究神经系统的细胞构筑情况。

在高中生命科学第二册第8页“发现之路”,介绍了两位神经解剖学先驱,他们对神经系统的研究做出了巨大贡献,并荣获诺贝尔医学生理学奖。

意大利神经解剖学家高尔基(Golgi C,1843-1926)发明的银染技术,也被称为Golgi技术,就是用硝酸银镀染整个神经元的胞体和突起,在显微镜下,可以看到,在组织切片中,整个细胞的轮廓和突起,对研究神经系统的结构和功能非常有用。但是,Golgi法的染色机理,至今仍然不清楚。

       
 

脊髓前角运动神经元

 

小脑浦肯野细胞

 

大脑皮层锥体细胞

 

如图所示,图中显示了用Golgi染色方法,得到的神经元的形态结构图。这些神经元分别是脊髓前角运动神经元,小脑浦肯野细胞、大脑皮层锥体细胞。

除了尼氏染色、高尔基染色之外,你还了解哪些脑功能研究的技术呢?不妨,将你的广角镜聚焦在本环节的知识阅读部分,领略一下科学家使用了哪些技术来研究脑的结构与功能,虽然这些内容还不能包罗万象,但可以对脑科学研究手段略知一二了。如果你有兴趣,可以查找相关资料,并阅读“广角镜:脑科学研究的相关技术”。

一、神经系统的组成  

如图所示,神经系统是由中枢神经系统和周围神经系统组成的。

1.中枢神经系统

中枢神经系统由脑和脊髓组成。

如图所示,脑位于颅腔内,由大脑、间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑等组成。通常把中脑、脑桥和延髓,合称为脑干。

2.周围神经系统

周围神经系统,是指中枢神经系统以外的神经系统。如图所示。

 

(1)按照解剖的部位,周围神经系统分为脊神经和脑神经。由脊髓发出的神经称为脊神经,由脑发出的神经称为脑神经。

(2)按功能分为:周围神经分为传入神经和传出神经。脊神经和脑神经,大多数既含有传入神经纤维,又含有传出神经纤维。

传入神经,又称感觉神经,是将外周感受器产生的神经冲动传到中枢的神经。

传出神经,又称运动神经,是将中枢发出的神经冲动传到外周的效应器的神经。

传出神经又分为支配骨骼肌的躯体运动神经和支配内脏器官活动的自主神经。

自主神经由交感神经和副交感神经组成。

二、相关术语  

1.灰质

如图所示,中枢神经系统中,神经元胞体和树突聚集的部位,呈暗灰色,称为灰质。例如,大脑皮层、小脑皮层。大脑半球表面的灰质,称大脑皮质。大脑深部的白质,称大脑髓质。埋在髓质内的灰质核团,称为神经核。左侧大脑半球和右大脑半球,内部各有一个腔隙,称为侧脑室。

2.白质

如上图所示,在中抠神经系统中,神经纤维聚集的部位,颜色苍白,称为白质。在大脑和小脑内的白质,位于皮层内侧的深层,又称髓质。

3.神经束

如图所示,在中枢神经系统中,功能相同、起止点基本相同的神经纤维,集合在一起,形成束状的结构,称为神经束,又可以称为纤维束、传导束。

4.神经核

如上图所示,在中枢神经系统中,在皮层之外的其他部位,也有一些灰质存在,称为神经核。

二、相关术语  

5.神经节

 

如图所示,在周围神经系统中,神经元胞体聚集成团,称为神经节,例如脑神经节、脊神经节。

下面让我们分别对脑的各组成部分的结构和功能进行分析和讨论。

三、脑干  

如图所示,脑干由延髓、脑桥和中脑3部分组成。延髓和脑桥的背侧,与小脑相连。延髓向下,经过枕骨大孔,与脊髓相连。中脑向上,与间脑相连。

四、间脑  

如图所示,间脑由丘脑和下丘脑组成。

四、间脑  

1.丘脑

丘脑是皮层下的感觉中枢。全身的感觉,除嗅觉以外,其他感觉向中枢传导过程中,都在丘脑更换神经元,再投射到大脑皮层。如图所示,显示了左右两个丘脑,在脑内的位置和形状。

根据丘脑细胞群的生理功能特点,可以把细胞群分成三种类型。

(1)前核群

前核群,也是联络核。这些核群,接受皮层下中枢,或者其他丘脑核团投射,并且发出神经纤维,投射到大脑皮层的特定区域。参与对躯体运动、内脏活动的调节。

(2)内侧核群

内侧核群,是非特异性投射系统的核团。这些核群,与脑干网状结构联系密切,维持觉醒状态。接收信息后,弥散的向大脑皮层的广泛区域投射,是上行激活系统的一部分,在维持大脑皮层兴奋性活动方面起重要作用。

如果在脑干部位有肿瘤,压迫脑干网状结构,病人不能维持觉醒状态,会出现昏睡现象。

(3)外侧核群

外侧核群,是感觉接替核。除了嗅觉之外,各种感觉输入到感觉接替核,因此,外侧核群是感觉输入的中继站。

外侧核群,接受来自脊髓、脑干上行的特异性感觉传导纤维的投射。并且,这些丘脑感觉接替核的神经元,发出神经纤维,投射到大脑皮层的特定区域。

2.下丘脑

如图所示,下丘脑位于丘脑前下方,也称丘脑下部,是间脑的一部分。下丘脑是控制自主神经系统的高级中枢,还释放神经激素,通过垂体调节内分泌腺的活动。下丘脑有许多重要的核团,对血压、体温、摄食、水平衡、内分泌调节,具有重要的影响。

动物离不开运动,高等动物的运动十分复杂,有非常精确。杂技团的演员走钢丝绳,体操运动员在平衡木上翻跟斗,都离不开小脑的活动。小脑是躯体运动的重要调节中枢,还对维持身体平衡有重要作用。