神經(jīng)系統(tǒng)的電信號

關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)的電信號24.03.2023生理心理學(xué)1第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)2第一節(jié)概論有機(jī)體可以被看作是一個處理信息的系統(tǒng)，信息的傳遞和加工是一切行為的基礎(chǔ)，本章主要講解神經(jīng)系統(tǒng)中信息是怎樣傳遞的，神經(jīng)細(xì)胞是如何產(chǎn)生傳遞信息的神經(jīng)信號和這些信號在它們之間是如何傳遞的。

第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)3第二節(jié)靜息膜電位一、定義

是指細(xì)胞未受刺激時存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差。由于這一電位差存在于安靜細(xì)胞膜的兩側(cè)，故又稱為跨膜靜息電位或膜電位。

第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)4第二節(jié)靜息膜電位二、膜電位的實(shí)驗(yàn)

這個實(shí)驗(yàn)表明靜息電位表現(xiàn)為膜內(nèi)比膜外低，即膜內(nèi)帶負(fù)電，而膜外帶正電。第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)5第二節(jié)靜息膜電位三、生理學(xué)名詞

靜息電位存在時膜兩側(cè)所保持的內(nèi)負(fù)外正狀態(tài)稱為膜的極化（polarization）。

當(dāng)靜息電位的數(shù)值向膜內(nèi)負(fù)值加大的方向變化時，稱膜的超極化（hyperpolarization）。

膜內(nèi)電位向負(fù)值減少的方向變化時，稱為去極化或除極化（depolarization）。

細(xì)胞先發(fā)生去極化，然后再向正常安靜時膜內(nèi)所處的負(fù)值恢復(fù)，則稱為復(fù)極化（repolarization）。

第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)6第二節(jié)靜息膜電位四、生物電現(xiàn)象原理

生物電現(xiàn)象是以細(xì)胞膜兩側(cè)帶電離子的不均衡分布和選擇性離子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)為基礎(chǔ)的。

常見的離子有4種：K+Na+Cl-Ca++，細(xì)胞內(nèi)還有帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)，這些離子在神經(jīng)元膜任一側(cè)的靜電荷分布是不平衡的。

第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)7第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動一、定義

動作電位是指細(xì)胞受刺激而興奮時，在膜兩側(cè)所產(chǎn)生的快速、可逆、可擴(kuò)布性的電位變化。動作電位是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。

二、實(shí)驗(yàn)

第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)8第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動三、名詞：

引起神經(jīng)沖動的最低刺激強(qiáng)度就是神經(jīng)沖動的閾限。（sthreshold）

神經(jīng)沖動除了在傳導(dǎo)過程中不減幅外，還有另一個特點(diǎn)，即在刺激強(qiáng)度超過閾限或更強(qiáng)時，它的幅度也不再增加。這就是神經(jīng)沖動的全或無（all-or-non）的特性。

刺激強(qiáng)度的增加雖然不能增加神經(jīng)沖動的幅度，但在一定的強(qiáng)度范圍內(nèi)能增加神經(jīng)沖動的頻率，可使連續(xù)產(chǎn)生的神經(jīng)沖動之間的間隔時間縮短。

第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)9第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動

神經(jīng)纖維的動作電位一般在0.5-2.0ms的時間內(nèi)完成，這使它在描記的圖形上表現(xiàn)為一次短促而尖銳的脈沖變化，因而我們常把這種構(gòu)成動作電位主要部分的脈沖變化稱為鋒電位。

在鋒電位下降支最后恢復(fù)到靜息電位水平前，膜兩側(cè)電位還要經(jīng)歷一些微小而較緩慢的波動，稱為后電位。

第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)10第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動

一般是先有5-30ms的負(fù)后電位（去極化后電位），再出現(xiàn)一段延續(xù)更長的正后電位（超極化后電位）。

鋒電位存在的時期相當(dāng)于絕對不應(yīng)期。

負(fù)后電位出現(xiàn)時，細(xì)胞大約正處于相對不應(yīng)期和超常期。

正后電位期相當(dāng)于低常期。

第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)11第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動四、生物電產(chǎn)生的機(jī)制

1、膜的離子流學(xué)說

生物電產(chǎn)生的前提是細(xì)胞膜內(nèi)外某些帶電離子分布和濃度不同。正常時，細(xì)胞內(nèi)的K+濃度和蛋白質(zhì)負(fù)離子A-濃度比膜外高，而細(xì)胞外的Na+和Cl-濃度比膜內(nèi)高，因此，K+和A-有向膜外擴(kuò)散的趨勢，而Na+和Cl-有向膜內(nèi)擴(kuò)散的趨勢。

第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)12第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動

2、靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制

靜息電位主要是K+外流所形成的電——化學(xué)平衡電位。

第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)13第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動

3、動作電位產(chǎn)生的機(jī)制

動作電位的上升支主要是細(xì)胞外Na+內(nèi)流造成的。

動作電位的下降支主要是細(xì)胞內(nèi)K+外流造成的。

第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)14第四節(jié)動作電位的傳導(dǎo)一、可興奮細(xì)胞的特征：

任何一處膜產(chǎn)生的動作電位都可沿著細(xì)胞膜向周圍傳播，使整個細(xì)胞膜都經(jīng)歷一次類似于被刺激部位的離子電導(dǎo)的改變，表現(xiàn)為動作電位沿整個細(xì)胞膜的傳導(dǎo)。

二、實(shí)驗(yàn)

第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)15第四節(jié)動作電位的傳導(dǎo)三、機(jī)制

所謂動作電位的傳導(dǎo)，實(shí)際是已興奮的膜部分通過局部電流“刺激”了未興奮的膜部分，使之出現(xiàn)動作電位，這樣的過程在膜表面連續(xù)進(jìn)行下去就表現(xiàn)在整個細(xì)胞的傳導(dǎo)。

第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)16第四節(jié)動作電位的傳導(dǎo)四、神經(jīng)沖動

沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的動作電位是呈脈沖式的鋒電位，稱為神經(jīng)沖動。神經(jīng)沖動可以通過突觸或神經(jīng)接頭進(jìn)行傳遞。

第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)17第四節(jié)動作電位的傳導(dǎo)五、神經(jīng)沖動傳導(dǎo)的特點(diǎn)

1、突出的特點(diǎn)是不衰減。即動作電位的幅度，傳導(dǎo)速度不會央傳導(dǎo)距離的增加而減少，呈現(xiàn)動作電位“全或無”現(xiàn)象。

2、雙向性：即興奮能從受刺激的部位向相反的兩個方向傳導(dǎo)。

第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)18第四節(jié)動作電位的傳導(dǎo)3、完整性：神經(jīng)纖維的結(jié)構(gòu)和功能完整時，才能正常傳導(dǎo)興奮。

4、絕緣性：一根神經(jīng)干中的各條神經(jīng)纖維，各傳導(dǎo)自己的興奮而基本上互不干擾，從而保證了神經(jīng)調(diào)節(jié)的精確性。

5、相對不疲勞性：用每秒50-100次的電刺激連續(xù)刺激神經(jīng)9-12h,發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維始終保持著興奮的能力。第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)19第四節(jié)動作電位的傳導(dǎo)六、無動作電位的神經(jīng)信號傳遞

局部興奮的基本特性：

1、不是“全或無”的，而是隨著閾下刺激的增大而增大。

2、不能在膜上作遠(yuǎn)距離傳播。

3、局部興奮是可以疊加的。

第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)20第四節(jié)動作電位的傳導(dǎo)A．當(dāng)一處產(chǎn)生的局部興奮由于電緊張性擴(kuò)布致使鄰近處的膜也出現(xiàn)程度較小的去極化，而該處又因?yàn)榱硪淮碳ひ伯a(chǎn)生了局部興奮，雖然兩者（當(dāng)然不一定限于兩者）單獨(dú)出現(xiàn)時都不足以引發(fā)一次動作電位，但如果遇到一起可以疊加起來，以致有可能達(dá)到閾電位而引發(fā)一次動作電位，稱為興奮的空間性總和。

第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)21第四節(jié)動作電位的傳導(dǎo)

B．局部興奮的疊加邊可以發(fā)生在連續(xù)受到數(shù)個閾下刺激的膜的某一點(diǎn)，亦即當(dāng)前刺激引起的局部興奮尚未消失時，與后面刺激引起局部興奮發(fā)生疊加，稱為時間性總和。

第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)22第五節(jié)腦電圖一、起源和特性

腦電圖是許多細(xì)胞的活動，而且是在距離這些細(xì)胞較遠(yuǎn)的地方記錄下來的。

在沒有特殊刺激時記錄到的腦電位稱為自發(fā)電位或自發(fā)節(jié)律（spentaneousrlythms）。

刺激引起的電位變化稱為誘發(fā)電位或事件相關(guān)電位(event-relatedpotention)。

第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)23第五節(jié)腦電圖二、自發(fā)性節(jié)律

自發(fā)性節(jié)律的變化在臨床上常用來診斷許多神經(jīng)功能的障礙。

第二十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三24.03.2023生理心理學(xué)24第五節(jié)腦電圖三、事件相關(guān)電位（誘發(fā)電位）

某些確定的刺激，如閉光或嗒嗒聲，或有意識的活動所引起的腦