《腦的奧秘》全冊配套課件

《腦的奧秘》全冊配套課件腦的奧秘

“人類應該知道，因為有了腦，我們才有樂趣、欣喜、歡笑和運動，才有了悲痛、哀傷、絕望和無盡的憂思。因為有了腦，我們才以一種獨特方式擁有了智慧、獲得了知識；我才看得見、聽得到；我們才懂得了美與丑、善與惡；我們才感受到甜美與無味……同樣，因為有了腦，我們才會發(fā)狂和神智昏迷，才會被畏懼和恐懼所侵擾……我們之所以會經(jīng)受這些折磨，是因為腦有了病恙……由于這樣一切原因，我認為，腦對人有最大的影響?！?/p>

——希波克拉底《論神圣的疾病》

腦比天恢弘，若將兩相并，腦中有天空，君亦在其中。

——

迪金森

“人只不過是一根蘆葦，是自然界最脆弱的東西；但他是一根能思想的蘆葦。用不著整個宇宙都拿起武器來才能毀滅他；一口氣、一滴水就足以致他死命了。然而，縱使宇宙毀滅了他，人卻仍然要比致他于死命的東西更高貴得多；因為他知道自己要死亡，以及宇宙對他所具有的優(yōu)勢，而宇宙對此卻是一無所知。因而，我們?nèi)康淖饑谰驮谟谒枷搿薄?/p>

——帕斯卡爾《思想錄》開設(shè)本課的目的1、腦的工作原理和相關(guān)疾病。我們的一生——事業(yè)，生活，家庭，愛情或者影響著自己的快樂幸福和悲傷痛苦，都與大腦思維有著直接的關(guān)系。腦是如何認識世界，如何才能發(fā)揮每個人腦的最大潛力。腦有關(guān)的疾病是如何發(fā)生的？如何才能減少這些疾病的發(fā)生。2、愛護腦，善用腦，開發(fā)潛能，獲得健康幸福。從學習基本知識到腦活動的基本規(guī)律，最后要應用于實際生活。切實養(yǎng)成良好用腦習慣，不斷完善大腦，最終獲得健康幸福人生。課程的講述模式課程是綜合醫(yī)學、神經(jīng)科學、心理學的研究成果來講述。

1、腦的基本知識正常腦功能的研究進展。相關(guān)疾病的研究進展。2、大腦活動的基本規(guī)律引申出的一些基本規(guī)律和規(guī)則。3、腦知識的應用知識應用到自己的生活中去。4、科普片（10部）講課模式范例

1、基本知識比如，大腦皮質(zhì)被劃分為5個主要的葉額葉和前額葉——計劃和判斷、理智和人格顳葉——記憶和情緒穩(wěn)定性頂葉——部分感覺、運動和方向感枕葉——視覺小腦——協(xié)調(diào)和速度

大腦深層（質(zhì)質(zhì)下面）也有一些重要的結(jié)構(gòu)扣帶前回——變速桿、思維的靈活性、適應性基底神經(jīng)節(jié)——焦慮中心邊緣系統(tǒng)——情緒中心腹側(cè)被蓋區(qū)——獎賞系統(tǒng)：產(chǎn)生多巴胺，與顯著度有關(guān)（去做某件事有多重要）2、基本規(guī)律和規(guī)則

符合健康、平衡的大腦的運行規(guī)律1、大腦一直在進化，

每個大腦都不同

。

03腦的進化與結(jié)構(gòu)2、腦喜歡多重感覺的世界。04感覺綜合3、越運動，大腦越聰明。05運動

4、壓力會損傷你的大腦。06腦的適應功能、需要和動機5、激情燃燒的生活，避免情緒的失調(diào)。07情緒6、睡得好，大腦才會轉(zhuǎn)得好。08

腦的節(jié)律-睡眠與覺醒7、短時記憶取決于最初幾秒，長期記憶取決于有規(guī)律的重復。09學習與記憶

實際案例分析：1848年9月13日，鐵路工人蓋奇用孔洞中塞滿黑色火藥，放入引信線，填上沙子，然后用鐵棍夯實。這次炸藥爆炸卻發(fā)生了不幸的意外，爆炸時鐵棍穿過他的左下巴，整個穿透了他的頭部。令人驚訝的是在床上躺了幾周后，蓋奇完全恢復了傷口的感染也消退了。你推測下覺得這個人會有什么改變？3、知識的應用：不同腦區(qū)的功能提示：損傷的部分是額葉和前額葉基本日常生活沒問題，可以走路、說話，做簡單算術(shù)。但是人們開始注意到了他的改變。他經(jīng)常忘記了一些社會禁忌，由此導致了行為舉止異常。以前，菲尼亞斯是個愿意合作而友善的人，而現(xiàn)在他卻變得專橫、優(yōu)柔寡斷、傲慢、頑固、對旁人漠不關(guān)心。事故12年后，在一次狂歡節(jié)的怪誕秀上，他將鐵棍再次插入已經(jīng)愈合的顱洞里，悲劇性的死在有病態(tài)嗜好的旁觀者面前。3、知識的應用：如何擁有一個健康、平衡的大腦。

“播下一個行動，你將收獲一種習慣；播下一種習慣，你將收獲一種性格；播下一種性格，你將收獲一種命運?！?/p>

威廉.詹姆士常見的對大腦產(chǎn)生危害的的一些不良習慣1、配餐不良。2、缺乏鍛煉。3、睡眠不好。4、過度沉溺于電腦、手機中。5、不良嗜好、藥物濫用。吸煙和過度飲酒、吸毒等。6、長期應激，處于高度緊張的壓力中。7、消極思想、長期憂慮或憤怒。8、置身于大腦受外傷的風險中。

第一次神經(jīng)科學導論、腦的基本要素《盡在腦中尋》第二次神經(jīng)元電信號傳導、神經(jīng)元之間化學信號傳遞《大腦與感官》第三次腦的進化和結(jié)構(gòu)

《腦的進化》第四次感覺《思想之窗》第五次運動《大腦神經(jīng)》

第六次腦的適應功能、需要和動機《萬物之首》

第七次情緒《情感澎湃》

第八次腦的節(jié)律—睡眠和覺醒《最終的謎團》

第九次學習與記憶《思想培訓》

第十次思維《大腦迷思》

第十一次復習答疑

第十二次考試（開卷）

課程設(shè)置：

教學參考書：

MarkF.B編，王建軍譯《神經(jīng)科學——探索腦》JohnG.N編，楊雄里譯《神經(jīng)生物學—從神經(jīng)元到腦》

NeiR.C編，蘇彥捷譯《生理心理學》第六版戴維邁爾斯著，黃希庭譯《心理學》第九版

雅頓著，黃延峰譯《重塑你的大腦》陳宜張《腦的奧秘》

蓋博《像達芬奇那樣思考》

講義（下載）：登陸學?！赌X的奧秘》課程中心教學資源中下載

學生提問：

5350877@

人腦的三種狀態(tài)疾病腦健康腦亞健康腦長時負荷工作，睡眠不足、精神壓力、不良心理應激等，引起的神經(jīng)衰弱、心理情緒問題，還沒產(chǎn)生明顯的疾病癥狀機體沒有器質(zhì)病變。如，多數(shù)為情緒心理問題，如焦慮、抑郁、易沖動等腦的組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了相應的病理變化，相應功能受損,產(chǎn)生相應臨床表現(xiàn)。如，腦外傷，中風，癡呆，精神分裂、抑郁癥等正常腦的組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了相應正常的功能。如具有正常的心理精神活動表現(xiàn)在下幾個方面1、認知：它包括感覺、知覺、記憶、思維等心理現(xiàn)象。2、情緒、情感：伴隨認知和意志過程產(chǎn)生的、對外界事物的態(tài)度和內(nèi)心的體驗。3、意志和行為：是人的思維決策見之于行動的過程，表現(xiàn)了心理對行為的支配。4、能力和人格：順利、有效地完成某種活動所必須具備的心理條件。正常的腦功能（健康腦）心理精神活動健康的標志是：

1、身體、認知、情緒、意志行為十分協(xié)調(diào)；

2、很好的適應環(huán)境，人際關(guān)系中彼此能謙讓；

3、有幸福感；

4、職業(yè)工作中，能充分發(fā)揮自己的能力，過著有效率的生活。

——第三屆國際心理衛(wèi)生大會

腦功能不正常（abnormal)——腦有關(guān)的障礙和疾病類型具體種類治療腦器質(zhì)性疾病疾病腦肉眼和顯微鏡下能看到明顯的病理性變化。也伴有功能和行為的變化。腦外傷神經(jīng)外科（手術(shù)治療）神經(jīng)內(nèi)科治療（藥物治療）戒毒所腦部腫瘤、炎癥腦血管疾病神經(jīng)退行疾病：阿爾茨海默病、帕金森病藥物成癮、吸毒腦功能性疾病亞健康腦顯微鏡下看不到明顯的病理性變化。主要是心理功能的異常。（知、情、意）一般心理問題：現(xiàn)實刺激，常形沖突心理咨詢（交談，行為矯正為主的心理治療）嚴重心理問題：比一般更嚴重神經(jīng)癥性疾病焦慮癥、強迫癥、恐懼癥精神病性疾病精神分裂、心境障礙（抑郁或燥狂）精神科(藥物治療）人格障礙（偏執(zhí)型、分裂型、反社會型）腦的樣子（側(cè)面照）位于顱骨內(nèi)，重約3斤。處理各種信息適應環(huán)境。我們的視覺、聽覺、觸覺等各種感覺最終都要傳入腦中進行處理。腦(brain)成了信息中樞，對接受的各種信息作出適當?shù)姆磻Ｈ祟愃氂械母呒壵J知。我們的意識、思維、情感、和記憶都由它產(chǎn)生和保持。腦中有什么？人腦中有1000億個這樣的神經(jīng)細胞（神經(jīng)元,neuron1011

個）。神經(jīng)元的獨特之處在于有如此眾多連接，以進行信息的傳遞（電信息和化學信息）。神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的連接有一千千億（1014

）個。處理信息的能力神經(jīng)元不同于人體其它器官的獨特功能，每個人的差異就在于連接的不同。令人驚奇的是，連接具有可塑性（plasticity），每天動態(tài)的信息變化就能改變這些連接。大腦是自然界最復雜和精密的器官。神經(jīng)元連接形成通路——最簡單神經(jīng)反射（reflex)

信息從感覺sensory神經(jīng)元（紅線條表示）傳遞到脊髓spinalcord，一部分上傳到腦，另一部分又通過運動motor神經(jīng)元（綠線條表示）支配肌肉的收縮。踩到釘子有什么反應？如何發(fā)生的？神經(jīng)通路上信息的流動被破壞

破傷風、蜘蛛和蛇使人中毒的共同之處

神經(jīng)與神經(jīng)細胞之間，以及神經(jīng)與肌肉連接之間都需要特殊的化學物質(zhì)（神經(jīng)遞質(zhì),neurotransmitter）的釋放來達到信息傳遞的作用。破傷風、蜘蛛和蛇產(chǎn)生的神經(jīng)毒素進入血液后，通過血液循環(huán)，到達神經(jīng)與肌肉連接處（神經(jīng)肌接頭）。神經(jīng)毒素通過抑制神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，達到阻礙神經(jīng)與肌肉的信息傳遞，達到呼吸肌麻痹，呼吸衰竭。神經(jīng)與肌肉的連接處中風（stroke）：腦血管損害導致了腦功能的損傷。在美國，中風在致死性疾病中位居第三，每年約有10萬中風患者存活下來，但他們卻終身喪失勞動力。神經(jīng)細胞需要血管供血以提供細胞所需的氧、葡萄糖、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)。腦只占體重2.5%，卻占心臟輸血的20%！腦對氧很敏感，缺氧三分鐘，神經(jīng)細胞便發(fā)生不可逆的死亡，而其它器官細胞還能耐受。中風（stroke）:腦血管意外中風——腦血管破裂或堵塞

影像學檢查能明顯看到缺血后引起的異常圖像改變（與左側(cè)對比），在病理切片中出現(xiàn)由于缺氧引起的局部神經(jīng)細胞壞死?；颊叱霈F(xiàn)相應腦功能受損的臨床癥狀（如癱瘓、失語等）。

CT影像學（水平斷面）腦外傷（cerebraltrauma）

頭部外傷可造成腦內(nèi)出血，血塊壓迫大腦，顱內(nèi)高壓（頭痛、嘔吐、視乳頭水腫三主征），形成腦疝。若搶救不及時，壓迫腦干（心跳和呼吸中樞），造成心臟呼吸停止。腦部CT

腦疝神經(jīng)退行性疾病（degenerativedisease)

神經(jīng)元不明原因的進行性死亡生活條件及醫(yī)療水平的改善，生命延長，人口老齡化帶來新的問題。

神經(jīng)退行疾病的發(fā)病率顯著提高，如老年性癡呆(Alzheirmer’sdisease)，帕金森氏病(Parkinson’sdisease)，嚴重的影響了人類生活質(zhì)量。老年性癡呆損害患者的記憶功能，（遺忘），而帕金森氏病則引運動麻痹（運動不能）。治療中的老年癡呆患者藥物濫用導致的腦功能紊亂日常生活中，大家都在接觸對腦有作用的化學物質(zhì)。抽煙（含煙堿），喝咖啡（咖啡因）來提神，或喝酒（酒精）來高興或悲傷一下。前兩者是屬于興奮劑，能引起神經(jīng)系統(tǒng)功能增強。而后者是麻醉劑，抑制大腦的正常功能。也會用到一些對腦有作用的藥品。如：頭痛時吃點止痛藥，睡不好覺時用安眠藥，這些藥物同樣也可以暫時影響腦的功能，達到緩解癥狀的目的。但另一些精神藥物如嗎啡（morphine)、海洛因(Heroin)等，為中樞性鎮(zhèn)痛藥，我們卻稱之為毒品?？膳碌氖沁@類精神藥物會引起嚴重的藥物成癮（addiction)，患者欲罷不能，導致理知喪失，人格的扭曲，為了能吸食毒品而不顧一切，違反法律道德，對社會的危害很大。青年人居多的腦疾病——精神分裂癥、抑郁癥兩者均為思維和情緒的疾病。精神分裂癥（schizophrenia）是一種嚴重的性格疾病，表現(xiàn)出妄想(delusion)，幻覺（hallucination，illusion）和異常行為。多在青春期和成年早期發(fā)病，而且纏病終身。抑郁癥（depression）表現(xiàn)為強烈的情緒低落、自卑和負罪感。在美國大約有1500萬人在他們一生中的某個階段會患上此病。該疾病成為導致自殺的主要原因。Fig1.Ageatfirstsignofpsychoticsymptomsinschizophrenicpatients第一講神經(jīng)科學導論—腦科學的歷史及現(xiàn)狀一、古代對腦的認識二、近代對腦的認識三、當今的神經(jīng)科學古代：“心思”還是“腦思”?Platon的學生亞里士多德（Aristotle)卻相信“心臟是智慧之源”，他說，當然腦和知覺一點關(guān)系都沒有，正確的觀點是知覺之所在和源泉都在于心區(qū)。認為腦只是個散熱器，用來平衡體溫之用。“havingabrokenheart”“memorizingbyheart”無獨有偶，這個觀點在中國也得到認同。

“心之官則思”

——《孟子》

“心居中虛，以治五官”

——《荀子》

“心憂炭賤愿天寒”

——唐·白居易《賣炭翁》

“心樂之”

——唐·柳宗元《至小丘西小石潭記》

心想、心理、心情、心不在焉、心地善良、心煩意亂、心無二用等等“請告訴我思想藏身何處？在心底里，還是在頭腦里？”——莎士比亞，《威尼斯商人》古代：“心思”還是“腦思”?西方醫(yī)學之父的希波克拉底（Hippocrates)認為:“腦不僅參與對環(huán)境的感知，而且是智慧的發(fā)源地”。柏拉圖(Platon)

曾提出：人的欲望、思想、智慧是從腦產(chǎn)生的。秦代醫(yī)書《皇帝內(nèi)經(jīng)?素問》里說“頭者，精神之府”。明代李時珍也指出：“腦為元神之府”。最有力的證據(jù)兩種學說都有支持者，爭論持續(xù)了一千多年，但誰都拿不出有力的證據(jù)。每個人都希望自已更聰明，根據(jù)“吃什么，補什么”的簡單思維，狐貍(心）和猴子（腦）開始遭殃。這種混亂情況最終由古羅馬的醫(yī)生蓋倫（Galen)用最為有力的實驗所證實。他分別對動物的心臟和腦的進行夾捏刺激，發(fā)現(xiàn)夾捏心臟表現(xiàn)為呼吸急促，四肢掙扎等；而夾捏腦卻出現(xiàn)感覺喪失，很快昏迷，進入無意識狀態(tài)，失去了全身各種有意識的活動。因此，結(jié)論再簡單不過了，感覺思維和隨意運動都是由腦產(chǎn)生的！蓋論觀點：大腦是感覺接收裝置，小腦則支配肌肉。

他是怎么得出這個結(jié)論的？希臘醫(yī)師蓋倫接受了Hippocrates的關(guān)于腦功能的觀點，還對動物的腦進行了大量而細致的解剖。現(xiàn)象：大腦較為松軟，而小腦較為堅硬結(jié)論：大腦很可能是感覺接收裝置，小腦則一定是支配肌肉依據(jù)：“結(jié)構(gòu)-功能相關(guān)性”形成記憶的關(guān)鍵是將感知“刻印”（imprint)于腦，這一過程自然只能發(fā)生在面團般松軟的大腦上。錯誤的依據(jù)中得出正確的一般性結(jié)論。圖片羊腦解剖圖返回（大腦）（小腦）（側(cè)面觀）（頂面觀）那么腦如何來感知環(huán)境并支配軀體運動的呢？Galen將羊腦切開，發(fā)現(xiàn)腦是空的，空心的腔室內(nèi)有液體，這些腔室被稱作腦室(類似于心臟的心室)在Galen看來,這一發(fā)現(xiàn)極好的吻合了當時流行的理論:機體的功能有賴于4種重要體液的平衡?！把獨夥絼傉呤怯删哂谐睗窈蜏嘏@種基本性質(zhì)的血液控制著；在冷靜沉著者的身上，是潮濕和寒冷的粘液控制著人體的靈魂特質(zhì)；憂郁的人是處在干而冷的黑膽汁的影響之下；易怒者是受了干而熱的黃膽汁的作用”。性情急躁、動作迅猛的膽汁質(zhì)；性情活躍、動作靈敏的多血質(zhì)；性情沉靜、動作遲緩的粘液質(zhì)；性情跪弱、動作遲純的抑郁質(zhì)；這四種性格直到現(xiàn)在也是人類性格的重要分類方法之一。感知被大腦所記錄，運動被大腦所啟動，都是由體液通過神經(jīng)到達腦室和離開腦室流動而實現(xiàn)的，認為神經(jīng)是一種類似于血管的中空管道。Galen有關(guān)腦的觀點延續(xù)了將近1500年！

圖片圖片艾森克的人格結(jié)構(gòu)的維度理論人格有三個維度：

內(nèi)外向（Extraversion

）：興趣的指向神經(jīng)質(zhì)（Neuroticism）：情緒的穩(wěn)定性精神質(zhì)（Psycoticism）：自我中心返回艾森克（HansJ.Eysenck,(1916—1997）英國心理學家最近科學家也開始研究人格特質(zhì)與腦結(jié)構(gòu)之間可能關(guān)系。與某些特定神經(jīng)遞質(zhì)和腦區(qū)活動有一定聯(lián)系。如，PET掃描顯示內(nèi)向者流入額葉和丘腦前區(qū)的血流量要高于內(nèi)向者。切開的羊腦并顯示出腦室返回（腦室）神經(jīng)系統(tǒng)已經(jīng)可以完整的剝離出來，它的大體解剖也因此獲得了更為細致的描述。一些科學家展開腦物質(zhì)構(gòu)成的更深入研究。一些觀察表明腦組織分灰質(zhì)（graymatter)和白質(zhì)（whitematter)。由于白質(zhì)是軀體神經(jīng)的延續(xù)性結(jié)構(gòu)，因此認為白質(zhì)包含有纖維，這些纖維起到向灰質(zhì)傳遞信息，以及傳遞灰質(zhì)發(fā)出信息的作用。腦表面觀察到廣泛存在的隆起（稱為腦回，gyri)以及一些凹槽（稱為溝和裂，sulci和fissure)。這一結(jié)構(gòu)使得大腦以葉（lobe)的形式組裝起來，成為了不同腦功能定位于不同腦回上這一理論的基礎(chǔ)。這一突破開創(chuàng)了腦功能定位研究的新時代。圖片2圖片1圖片3返回18世紀的腦研究進展腦的白質(zhì)和灰質(zhì)（白質(zhì)）（灰質(zhì)）返回神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)（nervoussystem)

外周神經(jīng)系統(tǒng)（Peripheralnervoussystem,PNS）軀體運動植物神經(jīng)

中樞神經(jīng)系統(tǒng)

（Centralnervoussystem,CNS）腦(Brain)

脊髓(Spinalcord)神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

腦又由三部分組成

1.大腦（Cerebrum)端腦（大腦皮質(zhì)）間腦（丘腦、上、下丘腦、基底節(jié)）2.腦干(Brainstem)中腦腦橋延髓3.小腦(Cerebellum)返回大腦的五葉

返回（額葉）（枕葉）（頂葉）（顳葉）（小腦）腦干近代對腦的認識

先總結(jié)一下，18世紀末人們對神經(jīng)系統(tǒng)的認識腦的損傷可以引起感覺、運動和思維的喪失，甚至導致死亡腦通過神經(jīng)與軀體的肌肉、皮膚、內(nèi)臟相聯(lián)腦具有可以明確劃分的一些部位，這些不同的部位很可能執(zhí)行了不同的功能腦像一臺機器那樣運作，并遵循自然界所有的規(guī)律

神經(jīng)“電纜”論特定的功能在腦不同部位的定位神經(jīng)系統(tǒng)的進化神經(jīng)元：腦的基本功能單位返回接下來的100年里，人類對腦功能的了解超出了此前有記載的所有知識的總和，要點有以下四個方面。

神經(jīng)“電纜”論意大利的LuigiGalvani證明神經(jīng)受到電刺激時會引起肌肉的顫動，同時腦本身也能產(chǎn)生電流。這些發(fā)現(xiàn)最終取代了“神經(jīng)通過液體的流動而與腦相聯(lián)系”的觀點。產(chǎn)生了新觀點：神經(jīng)是一些“電纜”，它們將電信號傳入傳出腦。那么引起肌肉運動的信號和來自皮膚的感覺信號是否經(jīng)過同一根神經(jīng)電纜進行傳導？這個問題被蘇格蘭內(nèi)科醫(yī)生CharlesBell解決了。Bell推論：每根神經(jīng)都是許多“電纜”的復合體，其中一些纖維將來自皮膚的信息傳入腦和脊髓，而另一些則將腦和脊髓發(fā)出的信息傳送到肌肉。但對于每一根感覺和運動纖維而言，信息傳遞則表現(xiàn)出嚴格的單向性。圖片返回Bell的實驗返回（脊髓）（腹根）（神經(jīng)）（背根）（脊椎骨）神經(jīng)纖維（軸突）特定的功能在腦不同部位的定位早在Galen時期，發(fā)現(xiàn)大腦與小腦的結(jié)構(gòu)差異，推測小腦支配肌肉運動。

Bell發(fā)現(xiàn)不同功能定位于脊神經(jīng)根的，推測不同的功能也很可能定位于腦的不同部位。他推測運動纖維起源于小腦，感覺纖維最終到達大腦。

問題是如何去證實呢？Gall的顱相學(phrenology)：奧地利的醫(yī)學生Gall看到了腦表面的那些隆起，它們是具有不同的功能呢？他堅信顱骨上的隆起反映了腦表面的隆起，因而提出一個人的性格傾向，例如大度性、遮掩性、破壞性等都與腦的大小相關(guān)聯(lián)。Gall搜集并仔細測量了數(shù)百個具有不同性格的人的頭顱研究對象中既有天才，也有具有犯罪傾向的精神病人。中國的看相學（面相，手相）。

“生得身長八尺，兩耳垂肩，雙手過膝，目能自顧其耳，面如冠玉，唇若涂脂….相者云：此家必出貴人”

——

羅貫中《三國演義》第一回圖片顱相學圖譜返回特定的功能在腦不同部位的定位法國神經(jīng)科醫(yī)生Broca的發(fā)現(xiàn)。曾遇到這樣一個病人，該病人能夠理解別人的言語，但自已卻無法說話。當這個病人死后，Broca仔細的研究了他的腦子，結(jié)果在其左額葉上發(fā)現(xiàn)了損傷。根據(jù)這一病例以及其他幾個類似的病例，Broca認為大腦的這一區(qū)域具體負責語言的形成。很快一些來自動物的實驗為腦功能定位學說提供了可靠的支持，法國的生理學家Flourens通過系統(tǒng)的損毀腦的某一部位，進而決定其功能的方法(實驗性切除法)，在多種動物上進行了研究，證實小腦確實在運動的協(xié)調(diào)方面起作用；德國生理學家Hermann采用類似的方法證明了大腦枕葉是視覺功能所必需的。而德國赫茨格用電刺激狗大腦皮質(zhì)的方法，發(fā)現(xiàn)對側(cè)肢體發(fā)生抽動，在大腦上勾畫出運動皮質(zhì)的粗略圖。我們現(xiàn)在知道，大腦有非常明確的分部，而這些不同的部位的執(zhí)行了彼此不同的功能。今天腦功能定位圖譜，可以與顱相圖譜相媲美。圖片返回PaulBroca(1824-1880)研究腦損傷而失語的病人，確信不同功能可能是定位于不同的大腦區(qū)域失語的病人的腦言語運動中樞：布洛卡中樞受損。表達性失語癥——失說言語聽覺中樞：威爾尼克中樞受損。接受性失語癥——失聽視覺性言語中樞：角回受損。失讀癥——失讀書寫性言語中樞：額中回\中央前回受損。失寫癥——失寫返回神經(jīng)系統(tǒng)的進化1859年，生物學家達爾文（darwin）出版了《物種起源》一書，明確的闡述了進化的理論：所有生命物種均起源于共同祖先，物種之間的差異源于“自然選擇”的過程。不同物種的神經(jīng)系統(tǒng)進化源于共同祖先，而且不同的物種的神經(jīng)系統(tǒng)具有共同的作用機制，這一思想為將動物實驗的結(jié)果用于人類提供了理論基礎(chǔ)。

如研究槍烏賊巨大軸突上獲得的神經(jīng)電沖動傳導的知識同樣適用于人類。大鼠獲得重復自我攝取可卡因時，就會表現(xiàn)出明確的成癮癥狀，使用這種大鼠模型可以研究成癮的機制及治療藥物。另一方面，物種間的差異是由于其生活環(huán)境差異造成的，某一物種的許多行為性狀與該物種的局部生活環(huán)境有高度特異性。

枝頭靈活攀援的猴子具有敏銳的視覺，而習慣在地洞中穿梭的老鼠卻具有高度進化的觸覺功能。每一物種的腦結(jié)構(gòu)和功能均反應了對環(huán)境的適應。圖片返回

恒河猴和大鼠不同的腦功能特化

返回視覺中樞嗅覺中樞神經(jīng)元：腦的基本功能單位19世紀早期，伴隨著顯微鏡的發(fā)明，科學家第一次有機會觀察動物組織。1839年德國動物學家施旺提出了已廣為人知的細胞理論：一切組織均有被稱為細胞的顯微單位所構(gòu)成。神經(jīng)系統(tǒng)自然也不例外，構(gòu)成大腦中的細胞被稱為神經(jīng)細胞，又稱神經(jīng)元。神經(jīng)元是腦的基本功能單位，腦的一切功能都必需以神經(jīng)元為基礎(chǔ)。但由于神經(jīng)細胞有許多從中心細胞體向外伸展的突起，人們當時無法肯定來自不同的神經(jīng)細胞突起是否會融合在一起，如果是那樣的話，不同神經(jīng)細胞相互連接的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”才可能是腦功能的基本單位。返回當今的神經(jīng)科學從研究的層次來分分子神經(jīng)科學：腦中最基本在成份—各種分子的功能糖、蛋白質(zhì)、DNA、神經(jīng)遞質(zhì)細胞神經(jīng)科學：由分子組成的神經(jīng)元是如何行使其功能系統(tǒng)神經(jīng)科學：某一共同的功能——如視覺和運動系統(tǒng)——許多神經(jīng)元構(gòu)成了復雜的環(huán)路。認知神經(jīng)科學：神經(jīng)系統(tǒng)是怎樣一起工作，產(chǎn)生協(xié)調(diào)的行為和認知。神經(jīng)科學的終極目標是弄清人類的精神活動——

如自我意識、思維想象——的神經(jīng)機制。從研究的領(lǐng)域來分臨床領(lǐng)域類：醫(yī)生在醫(yī)院治療神經(jīng)方面的疾病，也可做研究。神經(jīng)內(nèi)科腦外科精神科心理學實踐領(lǐng)域：治療心理方面的一些問題，也可做研究。

臨床心理學家咨詢心理學家學校心理學家基礎(chǔ)研究：在大學或研究所從事神經(jīng)相關(guān)研究神經(jīng)生物學、發(fā)育神經(jīng)學、神經(jīng)解剖學、神經(jīng)化學、神經(jīng)生理學、神經(jīng)藥理學神經(jīng)心理學、生物心理學、生理心理學等結(jié)語本講介紹了神經(jīng)科學的發(fā)展歷史，不同時代對神經(jīng)科學的認識，反應了人們對探索人腦的一種嘗試和努力。神經(jīng)科學的研究目的在于了解神經(jīng)系統(tǒng)的功能，腦是如何工作的？在了解腦的工作機制的基礎(chǔ)上，進一步找到治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的有效辦法。問題：大腦的基本功能有哪些？腦功能不正常會產(chǎn)生哪些常見的疾??？基礎(chǔ)篇之一

第二講腦的基本要素肖

飛(FeiXiao)

(DepartmentofPhamacology，SchoolofMedicine,5350877@)

生命的構(gòu)成Atom原子（C、N、O等）Molecules分子（如O2、糖、脂肪、DNA，蛋白質(zhì)等）Cell細胞（如上皮細胞，神經(jīng)元）Tissue組織（如上皮組織，神經(jīng)組織等）Organ

器官（如眼睛，腦等）Organsystem器官系統(tǒng)（如視覺系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)等）Multicellorganism多細胞生命（如人，魚等）Population種群（如人群、魚群等）Community生物群落（許多種群組合在一起）Ecosystem生態(tài)系統(tǒng)（海洋，草原，河流等）Biospere生物圈（地球）引言

“神經(jīng)元是大腦基本結(jié)構(gòu)和功能單位，神經(jīng)元的突起不是連通的，是通過接觸而非連通傳遞信息”

——

Cajal(1906年諾貝爾醫(yī)學生理學獎）第二講神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞一、神經(jīng)元學說的由來二、神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)三、神經(jīng)元的分類四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞細胞學說17世紀中葉，顯微鏡被用于生物學研究，顯微鏡觀察來自樹皮的木栓，看到一個個“小室”結(jié)構(gòu)，稱之謂“Cell”（細胞）。19世紀初，兩位德國生物學家施萊登和施旺正式明確提出：細胞是植物體和動物體的基本結(jié)構(gòu)單位。經(jīng)過后來的豐富和發(fā)展，形成公認的細胞學說：

細胞是所有動、植物的基本結(jié)構(gòu)單位；每個細胞相對獨立，一個生物體內(nèi)各細胞之間協(xié)同配合；新細胞由老細胞繁殖產(chǎn)生。圖片

英國科學家霍克（R.Hook,1635-1703),英國皇家學會領(lǐng)導成員,發(fā)表對木栓的觀察,命名Cell，被稱為細胞。返回細胞的基本結(jié)構(gòu)和功能

含有三個主要的生物大分子（DNA、RNA、Protein)細胞膜（membrane）將細胞與周圍環(huán)境分隔開細胞核：(nucleolus)遺傳信息攜帶。內(nèi)含染色體——由脫氧核糖核酸（DNA）組成，遺傳信息儲存其中

細胞質(zhì)：化學反應場所。膜分隔成許多小室，稱內(nèi)膜系統(tǒng)（endomembranesystem)，每個小室稱細胞器。

1、線粒體：提供能量

2、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)：蛋白質(zhì)（protein,polypeptide)的合成

3、高爾基體(Golgibody)：蛋白質(zhì)加工

4、核糖核酸（RNA）：將遺傳信息帶到細胞質(zhì)

圖片細胞核細胞膜

高爾基體mitochondrion

線粒體滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)返回三大生物大分子如何協(xié)調(diào)運作？

細胞核細胞質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯

DNA轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)遺傳信息藍圖信使生命功能執(zhí)行者

細胞工作的核心分子——蛋白質(zhì)（protein)

蛋白質(zhì)由氨基酸相互連接組成，不僅是細胞的結(jié)構(gòu)成份，還參與了幾乎所有的細胞功能!

結(jié)構(gòu)蛋白：（如：α-角蛋白形成纖維以增強表皮組織，是頭發(fā)和角的主要成分）動力蛋白（如：肌肉中的肌球蛋白為動物提供驅(qū)動力）酶（enzyme)是一種蛋白質(zhì)，能加速細胞的化學反應（消化食物時，胃能分泌蛋白酶降解食物中的蛋白質(zhì)）信號蛋白（如：胰島素可以控制血糖的濃度）轉(zhuǎn)運蛋白（如：血紅蛋白與氧結(jié)合負責運輸氧）受體蛋白(如：乙酰膽堿受體接受乙酰膽堿的化學信號）圖片1圖片3圖片6圖片5圖片2圖片4頭發(fā)的組成

許許多多的角蛋白相互連接組成三條鏈，然后進一步組裝，最后形成肉眼能見到的頭發(fā)返回

肌肉

許多肌肉細胞

單個肌肉細胞

肌纖維

肌球蛋白互相連接形成的肌絲

肌肉如何收縮的？肌肉的收縮在于肌絲的相互滑動而縮短返回胃（stomach)依靠胃液中的胃蛋白酶來消化食物

消化能力過強會引發(fā)胃潰瘍（胃自身消化）,不足容易消化不良。

胃周圍是什么器官呢？胃蛋白酶的三維結(jié)構(gòu)胃胰十二指腸返回胰腺分泌胰島素（insulin)能降低血液中的糖（glucose)

胰島素不足則發(fā)生糖尿?。ㄑ沁^高從尿中排出），過多就會低血糖。胰島素的三維結(jié)構(gòu)皮下注射胰島素蛋白返回

血紅蛋白出現(xiàn)問題引起的廉狀紅細胞貧血

紅細胞內(nèi)的血紅蛋白運輸氧正常紅細胞異常紅細胞返回乙酰膽堿與乙酰膽堿受體結(jié)合

神經(jīng)元與神經(jīng)元之間傳遞化學信息（乙酰膽堿受體）（乙酰膽堿）乙酰膽堿的化學結(jié)構(gòu)神經(jīng)元與神經(jīng)元連接處返回神經(jīng)元學說的提出1、腦細胞太?。ㄖ睆郊s在0.01-0.05mm)，肉眼無法看到，只能通過顯微鏡來觀察。單位縮寫數(shù)量實際生活中的對比量米（meter）m1m正常走二步厘米（centimeter）cm10-2m小指厚度毫米（millimeter）mm10-3m指甲厚度微米（micrometer）μm10-6m光學顯微鏡分辨率納米（nanometer）nm10-9m電子顯微鏡分辨率2、為了能看到腦細胞，不得不制成薄切片（切片厚度為5微米~20微米）以使光線能透過細胞。過程大致為先將取出的腦組織用福爾馬林進行固定，以保存組織；然后進行切片，切片標本在顯微鏡下呈均一的奶油色，沒有色差，無法識別單個細胞，需要用染色的方法才可看到。

制作薄切片的切片機細胞核染成藍色兩種腦切片染色方法

1.Nissl發(fā)明的尼氏染色焦油紫可染出神經(jīng)元的核及核周問題：根據(jù)切片染色的圖片，請判斷神經(jīng)元立體形狀？2.Golgi發(fā)明的高爾基染色鉻酸銀染色可以染出完整的神經(jīng)元圖片

神經(jīng)元的三維電腦重構(gòu)圖返回神經(jīng)元胞體突起突起探究腦奧秘的起點：典型的神經(jīng)元(Neuron)由三部分構(gòu)成胞體(Soma)樹突(Dendrites)軸突(Axon)Typicalneuron1、胞體：

微型化學加工廠——生產(chǎn)神經(jīng)元所需的各種化學物質(zhì)及生物大分子（DNA、RNA、蛋白質(zhì)等）神經(jīng)元膜：脂質(zhì)雙分子層，使細胞有一個獨立的空間，與外界隔開。神經(jīng)細胞核：

1、脫氧核糖核酸（DNA）:帶有遺傳信息，指導RNA合成（基因轉(zhuǎn)錄）。

2、核糖核酸（RNA）:將遺傳信息帶到細胞質(zhì)，指導蛋白質(zhì)的合成（翻譯）神經(jīng)細胞質(zhì)：有許多細胞器，大分子生產(chǎn)車間。

1、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：蛋白質(zhì)的合成

2、滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體：蛋白質(zhì)的加工

3、線粒體：氧化葡萄糖，提供能量（能量貨幣：ATP）

4、細胞骨架：微管，微絲，神經(jīng)絲

神經(jīng)元內(nèi)部結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)生產(chǎn)線粒體：細胞呼吸場所，產(chǎn)生能量流通物質(zhì)——ATP。脂肪、糖、蛋白質(zhì)細胞骨架（微管）（中間絲）（微絲）神經(jīng)元所特有的結(jié)構(gòu)：樹突和軸突

3、軸突負責信息傳遞（信息傳出）的使命由起點、中間段、末端三部分構(gòu)成

（軸丘）（側(cè)支）（樹突）2、樹突負責信息傳遞（信息傳入）的使命樹突上有一個個小突起（樹突棘）（樹突棘）

多個樹突傳入信息，在胞體上進行綜合處理后，再由胞體發(fā)出信息，沿軸突傳出信息.智障與樹突棘

正常嬰兒的樹突智障嬰兒的樹突樹突棘是樹突-軸突連接點正常和異常的樹突棘返回神經(jīng)元之間的連接結(jié)構(gòu)——突觸（synapse）由三部分組成1.突觸前軸突終末（電信號）

2.突觸間隙（化學信號）3.突觸后樹突（電信號）

主要功能信號轉(zhuǎn)換并具可塑性參與學習記憶，異常導致某些精神疾患毒素與藥物作用位點（1.突觸前：軸突終末）（2.突觸間隙）（3.突觸后：樹突）（突觸）返回出生后大腦發(fā)育——神經(jīng)元的連接（突觸）在增加并進行修剪，而神經(jīng)元數(shù)量沒有變化。出生-3歲，連接各細胞的“”互相交錯地伸向各神經(jīng)纖維，腦細胞之間的網(wǎng)絡(luò)框架基本完成。返回神經(jīng)元的分類按執(zhí)行的功能分類感覺神經(jīng)元（sensoryneuron)：接受各種感覺的信息并傳遞到上一級神經(jīng)元最終到達信息中樞——腦、脊髓。分布于外周神經(jīng)系統(tǒng)。運動神經(jīng)元(motorneuron)：接受腦發(fā)出的信息指令，傳遞到下一級神經(jīng)元最終到達效應器官—肌肉、臟器等。分布于外周神經(jīng)系統(tǒng)。中間神經(jīng)元(interneuron)：處理感覺神經(jīng)元傳來的信息，進行分析綜合最后發(fā)出信息給運動神經(jīng)元，為信息中樞。

想一下，這類神經(jīng)元主要分布在哪里？按釋放神經(jīng)遞質(zhì)分類（突觸使用何種化學信息）大腦有許多釋放各種各樣神經(jīng)遞質(zhì)的神經(jīng)元類型。如膽堿能神經(jīng)元：此類神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿來完成信息傳遞，與其它神經(jīng)元進行溝通。

一類感覺神經(jīng)元（痛覺傳入）（皮膚）（臟器）（神經(jīng)節(jié)）（脊髓）sensoryneuronaxon:感覺神經(jīng)元軸突

motorneuronaxon:運動神經(jīng)元軸突Spinalcord:脊髓Cellbody:胞體（）支配肌肉運動的膽堿能神經(jīng)元

在軸突終末將電信號轉(zhuǎn)變成化學信號（釋放乙酰膽堿），將信息傳遞到肌肉，引起肌肉的收縮。

同時它也是

A感覺神經(jīng)元

B運動神經(jīng)元

C中間神經(jīng)元

請選擇正確答案？返回膽堿能神經(jīng)元神經(jīng)膠質(zhì)細胞

腦中除了神經(jīng)元還有膠質(zhì)細胞，分布在神經(jīng)元周圍，數(shù)量是神經(jīng)元的10倍。星形膠質(zhì)細胞：對神經(jīng)元起營養(yǎng)支持作用(圖A）少突膠質(zhì)細胞：提供一層層的膜螺旋狀圍繞軸突（髓鞘）以隔離軸突，可以加快電信號在軸突的傳播（圖B）圖A圖B少突膠質(zhì)細胞神經(jīng)元結(jié)語本講介紹了腦中的兩類細胞——神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞腦的基本功能單位是神經(jīng)元，神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)：胞體、樹突、軸突處理信息是神經(jīng)元的主要功能。

基本過程：樹突接受許多來自其它神經(jīng)元的信息，達到胞體后并進行綜合，然后沿軸突傳遞信息到突觸，突觸釋放神經(jīng)遞質(zhì)，通過間隙，將信息再次傳遞到另一個神經(jīng)元的樹突。（其功能是不是有點象個微型CPU？）而另一些數(shù)量更多的神經(jīng)細胞是神經(jīng)膠質(zhì)細胞，其功能是營養(yǎng)支持神經(jīng)元。問題：神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)有哪些？各部分的功能是什么？基礎(chǔ)篇之二

第三講神經(jīng)元上電信號傳導肖飛

(暨南大學醫(yī)學院5350877@)引言

傳遞和處理信息是神經(jīng)元的獨特之處，神經(jīng)元是通過產(chǎn)生電信號和化學信號來實現(xiàn)信息傳導的，那么神經(jīng)元如何才能實現(xiàn)這一目標呢？神經(jīng)元之間是通過化學信號來傳遞的。神經(jīng)元上是通過產(chǎn)生動作電位來傳導電信號的。靜息狀態(tài)下胞內(nèi)電位相對于胞外為負（-65mV)，動作電位是這一電位的快速翻轉(zhuǎn)，即在瞬間使胞內(nèi)電位為正。

第三講神經(jīng)元上電信號傳導一、神經(jīng)元電的化學基礎(chǔ)二、神經(jīng)元靜息膜電位的離子基礎(chǔ)三、動作電位的特性四、動作電位的機制—離子跨膜運動五、動作電位的傳導神經(jīng)元電特性的起源1751年，F(xiàn)ranklin（弗蘭克林）出版了《ExperimentandObservationsonElectricity》，宣告了對電現(xiàn)象一次全新的認識。自然界中的“生物電”現(xiàn)象，如一種名叫電鰻的魚能放電擊昏獵物或來犯之敵。意大利科學家LuigiGalvani證明神經(jīng)受到電刺激時會引起肌肉的顫動，也就是神經(jīng)具備了電興奮性，揭開了神經(jīng)元的傳遞電信號特性。能放電的魚——電鰻生活在南美洲亞馬遜河，能產(chǎn)生高達300V的電壓！電鏝視頻（有興趣可以看一下）

LuigiGalvani(1737-1798)與它的青蛙肌肉收縮實驗

神經(jīng)元電特性的化學基礎(chǔ)

電流的本質(zhì)是電荷在電場中的移動，神經(jīng)的電活動不像金屬中電子的移動，而是帶電離子在電場中移動。神經(jīng)元膜（membrane)上的跨膜電流由三個要素組成：

1、神經(jīng)元膜內(nèi)外的鹽溶液：提供帶電離子

2、神經(jīng)元膜：將內(nèi)外隔開形成電場

3、跨膜蛋白質(zhì)：離子在膜內(nèi)外電場移動的通道1、膜內(nèi)外的鹽溶液水:是神經(jīng)元膜內(nèi)外溶液的主要成份。帶電的原子（離子）溶解其中。水分子最重要的特性是它不均衡的電荷分布，因此具有極性。離子(ion)：帶有電荷的原子或分子稱為離子。帶正電荷的稱為陽離子（cation),帶負電荷的稱為陰離子（anion)。生物體內(nèi)常見陽離子有：Na+,K+和Ca2+

。常見陰離子為Cl-固體NaCl溶解過程極性共價鍵2、神經(jīng)元膜——由磷脂組成（磷脂雙層）（極性“頭”）（非極性“尾”）（細胞外）（細胞內(nèi)）

磷脂：是神經(jīng)元膜的主要化學構(gòu)件。既含有親水的極性“頭”（含磷酸）和又含有另一疏水性的非極那“尾”（含碳氫鏈）。尾尾相對的雙層磷脂將細胞質(zhì)和細胞外液分隔開來。3、跨膜蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是由20種氨基酸排列組合而成的分子。一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基相互連接形成肽鍵，許多個氨基酸互相連接就形成了蛋白質(zhì)，也稱多肽。不同的按基酸組合形成不同的空間結(jié)構(gòu)和形狀。通道蛋白——具有獨特的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)形成了獨特空間結(jié)構(gòu)，有些膜上的蛋白質(zhì)能形成像通道一樣形狀，以使特定離子通過。主要有兩種類型。離子通道（ionchannel)：打開時，只允許特定離子通過，如鉀通道(只允許鉀離子通過）,鈉通道（只允許鈉離子通過），鈣通道等。打開時讓離子從高濃度流向低濃度，不需能量。離子泵(ionpump)：不僅允許離子通過，而且還能像泵一樣將離子從低濃度向高濃度轉(zhuǎn)運，需要消耗能量（分解能量貨幣ATP）膜離子通道（細胞外液）（細胞質(zhì)）（磷脂雙層）（多肽亞基）A離子通道B離子泵

二者都是讓離子進行跨膜運動，有何區(qū)別？離子的運動

離子通過離子通道進行跨膜運動受兩個因素影響:擴散和電學1、擴散（diffusion)：從濃度高向濃度低區(qū)域的凈移動。離子跨膜進行擴散要有兩個條件

1.膜兩側(cè)有濃度差

2.離子通道打開（若關(guān)閉，離子不能通過膜）

２、電學：離子在電場作用下發(fā)生凈移動。與兩個因素有關(guān)。

１）電位：又稱電壓。是施加在帶電粒子上力，電位越大，流過的電流越多。

２）電導：電阻的倒數(shù)。電荷從一點遷移到另一點的相對能力，電導越大，流過的電流越多。

離子跨膜進行電學運動要有兩個條件

1.膜兩側(cè)要有電位差

2.離子通道打開（若關(guān)閉，離子不能通過膜）離子跨膜運動小結(jié)由于磷脂雙層中間的疏水性，單純的磷脂雙層的細胞膜對水溶性離子（Na+,K+，Ca+和Cl-）不具通透性。神經(jīng)元膜上存離子通道蛋白，在其打開時能形成通道讓水溶性的離子通過。離子通過離子通道進行跨膜運動受三個因素影響

濃度差電位差離子通道的開放（電導增大，若關(guān)閉則電導為０）返回什么是靜息電位膜電位:是指在任何狀態(tài)下神經(jīng)元膜內(nèi)外差用符號Vm。靜息電位：靜息（相對于電信號傳遞的時期）時神經(jīng)元的膜電位。一般為—65mV（膜外當作０），也就是說靜息時膜內(nèi)比膜外低65mV。此電位是由電荷的跨膜不均衡分布引起的。電壓計微電極平衡電位（equilibriumpotential)a圖，胞內(nèi)的鉀鹽濃度為胞外的20倍，而此時沒有離子通道存在，膜電位是多少？b圖，在此基礎(chǔ)上在膜上加入K離子通道，并且是開放狀的，胞內(nèi)的K離子由穿過細胞膜到達胞外，此時膜電位怎么變化？（以胞外為0）胞內(nèi)的K離子會一直流下去嗎？c圖，K離子不再進行擴散，進出達到平衡，為什么？電位差與濃度差的驅(qū)動力正好相反，達到平衡。此時的膜電位稱為平衡電位。精確平衡某種離子的濃度差的電位稱為該離子平衡電位，簡稱平衡電位。內(nèi)外平衡電位的特點只要膜內(nèi)外存在濃度差，當離子通道開放后，Ｋ+的凈運動，膜電位便逐步達到Ｋ+的平衡電位。若胞內(nèi)濃度為100mmol/LＫ離子，膜外的濃度為5mmol/L，兩者相差20倍，達到-80mV的平衡電位，只需要胞內(nèi)很少的Ｋ離子流到胞外，胞內(nèi)濃度只降低了0.00001。已知某一離子跨膜濃度差，可以計算其平衡電位。靜息電位——K離子的平衡電位靜息條件下，神經(jīng)元膜內(nèi)外存在著各種不同濃度的離子。胞內(nèi)為高鉀、低鈉。胞外為低鉀、高鈉。靜息時，只有K通道處于開放，此時的電位為K離子平衡電位，大約為-80mV。實際靜息電位為-65mV，原因是還有少量的Na持續(xù)漏入細胞。平衡電位鉀通道的發(fā)現(xiàn)鉀通道的選擇性通透是決定靜息電位的重要因素。加州大學舊金山分校的Jan等成功的測定了一類鉀通道的氨基酸序列。

他們在培育果蠅時發(fā)現(xiàn)了一種對乙醚產(chǎn)生晃動的果蠅，稱為Shaker。進一步研究表明，這種異常行為是一種鉀通道受損傷引起的。利用分子生物學技術(shù)，Jan等找到了大量不同的鉀通道，包括維持神經(jīng)元膜電位的鉀通道。另一個例子是被稱為Weaver鼠，該鼠難以保持正常姿勢和運動，是由于小腦神經(jīng)元中鉀通道一個氨基酸突變，導致鉀通道空間結(jié)構(gòu)的變化，使得Na+和K+都能通過通道。許多遺傳性神經(jīng)疾病，如某種類型的癲癇，可能是由特定K通道突變引起的。K通道突變可引起癲癇患者,男，16歲，發(fā)作性抽搐8年。發(fā)作時大叫一聲，突然意識喪失，跌到在地，全身肌肉強直收縮，頭向后仰，口張開后閉合，咬舌，口吐白沫，雙眼上翻20秒，全身肌肉陣孿，上肢屈，兩手握舉，雙下肢伸直強直。經(jīng)3分鐘清醒，瞳孔由大變?yōu)檎?，醒后無記憶發(fā)病情況。其特征為腦神經(jīng)元突發(fā)性異常高頻率放電并向周圍擴散，引起短暫的運動、感覺、意識和植物神經(jīng)功能異常,可伴有腦電圖改變。

癲癇大發(fā)作時放電的傳播病灶異常放電向?qū)?cè)大腦傳播

向周圍組織傳播

鉀通道結(jié)構(gòu)

鉀通道由4個亞基組成，如木桶的鐵板一樣排列成一個孔。膜內(nèi)外各種離子濃度差是怎樣建立并維持？是由于離子泵的存在，通過離子泵的不停工作來建立各種離子濃度差。主要有鈉鉀泵和鈣泵，這是一個耗能的過程，它們均為一種能分解ATP的酶，引起空間結(jié)構(gòu)改變。據(jù)估計鈉鉀泵消耗的能量約占大腦總ATP消耗量的70%。鈉鉀泵:將鉀離子泵入細胞內(nèi)，而鈉離子泵出細胞，使得細胞內(nèi)高鉀低鈉，而胞外低鉀高鈉。鈣泵:將鈣離子泵入細胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。使得細胞內(nèi)離子濃度低，而胞外高鈣。圖片鈉鉀泵返回細胞外液：高Na低K細胞質(zhì)：低Na高K調(diào)控細胞外鉀濃度的重要性由于靜息電位是需要胞外低鉀和胞內(nèi)高鉀的濃度差來維持的。因此細胞外鉀濃度的變化將影響其平衡電位。因此有機體必需很好的控制胞外鉀離子濃度。

膜外鉀離子濃度增加將導致膜電位負值減少甚至為變?yōu)?mV.膜電位細胞外液K+濃度靜息電位消失的后果

靜脈注射KCl可引起死亡。注射死型程序：先給予麻醉劑，然后靜脈注射KCl。原因：靜息電位對于維持神經(jīng)元及心肌細胞的電興奮性的基礎(chǔ)。一旦細胞外出現(xiàn)高鉀破壞了正細胞內(nèi)外的K離子濃度差，首先將導致心肌失去靜息電位，從而失去興奮性，無法產(chǎn)生動作電位，心肌無法進行收縮。而神經(jīng)元由于血腦屏障的保護受影響小一些，但過高也會使神經(jīng)元無法形成靜息電位，使電傳導無法進行。結(jié)語1神經(jīng)元膜內(nèi)外存在不同離子的濃度差異，它是由離子泵建立和維持的。這一過程需要消耗大量能量（分解ATP）。靜息時細胞內(nèi)高鉀低鈉鈣，胞外則相反。靜息條件下，由于鉀通道的存在而對K有高通透性，K順濃度梯度跨膜遷移使得神經(jīng)元膜內(nèi)負電荷增加，并最終達到其平衡，（電壓驅(qū)動力與濃度驅(qū)動力相等），此時的膜電位便是K的平衡電位。判斷題：1、平衡電位是一種特殊狀態(tài)時的膜電位，各種離子有相同的平衡電位。2、靜息電位是指神經(jīng)元靜息時的膜電位，主要是K的平衡電位。返回動作電位：神經(jīng)元膜傳遞電信號神經(jīng)元靜息狀態(tài)下，即不產(chǎn)生動作電位時，通過插入胞內(nèi)微電極可以測定細胞膜內(nèi)電位（Vm,膜電位）。此時電壓表的讀數(shù)穩(wěn)定在-65mV，也就是靜息電位。動作電位產(chǎn)生程中，膜內(nèi)電位短暫地變?yōu)檎娢弧＿@個過程非常之快，比眨眼快100倍。用示波器（一種特殊的電壓計）可以記錄到膜電位隨時間的變化。動作電位形狀象一個陡峭的山峰，可分為兩部分，即上升相和下降相。動作電位的記錄細胞外電極細胞內(nèi)電極單個動作電位的上升相和下降相

膜電位

Vm時間動作電位的產(chǎn)生靜息時，神經(jīng)元膜內(nèi)為負，膜外為正，即靜息電位，約為-65mV,這種電荷不對稱狀態(tài)稱為極化狀態(tài)。膜內(nèi)的負電位減小,膜內(nèi)與膜外電位差值減小,稱為去極化。

1、物理因素。如牽張刺激導致鈉離子進入胞內(nèi)，引起去極化；

2、化學因素。如化學物質(zhì)釋放導致鈉離子進入胞內(nèi)，引起去極化；

3、人為的用微電極向胞內(nèi)注入電流直接使神經(jīng)元去極化。只有負電位減小到閾值（threshold，觸發(fā)動作電位的膜電位水平，-40mv）時，即去極化達到或超過閾值時,才觸發(fā)動作電位。向細胞內(nèi)注入電流導致動作電位的產(chǎn)生注入電流注入電流引起膜內(nèi)負值變小——去極化

達到或超過閾值才會引發(fā)動作電位返回動作電位產(chǎn)生機制A：靜息時：鉀通道開放，鈉通道關(guān)閉，達到鉀平衡電位B：上升相，鈉通道開放，鈉離子內(nèi)流，膜電位上升細胞膜內(nèi)離子狀態(tài):高鉀低鈉鈉內(nèi)流動作電位產(chǎn)生機制C：下降相：鈉通道關(guān)閉，鉀離子外流，膜電位下降D：恢復靜息電位：鉀通道重新開放，鉀平衡電位鉀外流細胞膜內(nèi)離子狀態(tài):高鉀低鈉動作電位產(chǎn)生的關(guān)鍵——鈉通道短暫開放動作電位的上升相是由于鈉通道打開，鈉離子內(nèi)流引起的膜電位上升。而下降相是由于鉀離子在電壓梯度驅(qū)動下外流，而使膜電位恢復，從而形成了一個脈沖峰。前面講到去極化能引起動作電位產(chǎn)生，而動作電位的產(chǎn)生是首先鈉離子內(nèi)流引起的。換句話說，去極化先導致了鈉通道的開放，引起鈉離子內(nèi)流。這種隨著電壓改變而開放關(guān)閉的鈉通道，稱之為電壓門控鈉通道。當去極化達到閾值時，電壓門控鈉通道就打開，鈉離子內(nèi)流引發(fā)動作電位?，F(xiàn)在的問題是：通道的打開為什么能受電壓的控制？

電壓門控鈉通道由多個氨基酸組成的蛋白質(zhì)長鏈。鏈反復穿過細胞膜，開成四個部分，每個部分又由6個α螺旋組成，分別為S1-S6。電壓門控鈉通道打開關(guān)閉機制

膜去極化，由-65mV到達-40mV時，膜內(nèi)正電荷增加，電荷排斥作用，使蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，鈉通道打開。而當電位恢復時，則使鈉通道關(guān)閉。++++電鰻為什么能放電？

人人都能放電，只是電太弱了（動作電位從-65mV到+40mV之間)。電鰻形成了特殊的放電器官。器官的細胞膜上含有大量鈉通道，單個細胞產(chǎn)生的動作電位高，再加上細胞成串聯(lián)排列，同時啟動，可將電壓差升到300V。為了吃美味不要命！河豚（puffer):在受到干擾后能充氣或充水發(fā)生鼓脹如球，分布于暖水及溫帶海區(qū)，也見于半咸水或淡水。臟器有毒。河豚被認為是一道美味佳肴，采用特殊方法烹制，以避免中毒，盡管如此，但仍導致嘴唇周圍麻木，每年都有中毒事件發(fā)生！而導致中毒原因是誤食！河豚毒素的化學結(jié)構(gòu)河豚毒素（tetrodotoxin,TTX)最初是從日本河豚卵巢中分離出來的，是一種毒性很強的神經(jīng)毒素，只要食入豚毒0.5mg-3mg就能致死。它能在納摩爾濃度與鈉通道結(jié)合，能完全阻斷鈉離子的內(nèi)流,導致神經(jīng)元無法傳遞電信號，嚴重引起神經(jīng)元的信號不能傳到呼吸肌，引起呼吸麻痹，導致死亡。除了TTX外還有許多其它的毒素能如石房蛤毒素從一種甲藻中提取。而以這些海藻為食的蚌、蠔等體內(nèi)會富集這種毒素。有時，甲藻爆長會導致“赤潮”，此時食用將是致命的。返回動作電位的傳導

產(chǎn)生的動作電位能沿神經(jīng)元軸突進行傳導。局部去極化，使鄰近的電壓門控鈉通道開放，鈉離子內(nèi)流，鄰近局部去極化，去極化又引起鄰近的電壓門控鈉通道開放，鈉離子內(nèi)流。就這樣依次向前推進。平均速度為120米/秒。鉀外流鈉內(nèi)流局部麻醉藥（localanesthesia）為什么讓你不感到痛？局部注射利多卡因（lidocaine)是如何使你的嘴變得麻木，在拔牙時不感到痛疼？利多卡因是一種局部麻醉藥，被直接注射到需要的局部組織中，引起局部感覺（皮膚感覺、痛覺、溫覺）缺失。第一個藥用的局部麻醉藥是由德國醫(yī)生Niemann在1860年從古柯樹葉中提取出來的可卡因（cocaine)。在尋找可卡因的替代物過程中，得到了利多卡因。它已成為應用最為廣泛的局麻藥。將利多卡因溶于液體中，然后涂于粘膜麻醉神經(jīng)末梢（表面麻醉）；也可注入組織（浸潤麻醉）或神經(jīng)（神經(jīng)封閉）。甚至可將其注入脊髓段腦脊液中（脊麻），能使身體大部區(qū)域麻醉。脊麻:作用于脊髓一段

引起下半身被麻醉麻醉機制：利多卡因等局麻藥物暫時阻斷軸突上動作電位的產(chǎn)生及傳導。藥物穿過神經(jīng)元的軸突膜，通過開放鈉通道門，在孔道中找到結(jié)合位點（S6α螺旋區(qū)），將鈉通道的孔堵塞，鈉離子無法流入膜內(nèi)，阻斷了動作電位的產(chǎn)生和傳導。來自外周的感覺（皮膚感覺、痛覺、溫覺）信息無法傳遞到大腦，自然也就感覺不到疼痛。S6α螺旋區(qū)Lidocaine結(jié)合位點髓鞘和跳躍傳導少突膠質(zhì)細胞包裹軸突形成一個個髓鞘，迫使電流順軸突流動，增加了動作電位的傳導速度，稱為跳躍傳導。去髓鞘疾病1、多發(fā)性硬化（multiplesclerosis):病人經(jīng)常抱怨無力，協(xié)調(diào)性差，視力以及言語能力受損。主要是中樞白質(zhì)包括神經(jīng)纖維的髓鞘的減少甚至消失引起神經(jīng)傳導減慢。該病反復發(fā)作，遷延不愈。2、格林—巴利綜合征（Guilain-Barresyndrome):損壞外周神經(jīng)中支配肌肉和皮膚的神經(jīng)髓鞘。使支配肌肉和皮膚的軸突動作電位傳導變慢或無效?；颊甙橛懈腥臼罚?～2周后患者出現(xiàn)雙手和/或雙足的無力，并逐漸向雙上肢及雙下肢發(fā)展，可伴有麻木感，病情嚴重時可以累及呼吸肌而導致呼吸困難，此時患者感到咳痰無力、氣憋，若治療不及時可危及生命，此病具有自愈性，只要控熬過此期，便能恢復。結(jié)語2本節(jié)介紹了神經(jīng)的電信息傳遞——動作電位的產(chǎn)生及傳導?；仡櫼幌虏葓D釘?shù)钠鹗歼^程。圖釘劃破皮膚，牽張感覺神經(jīng)末梢，對牽張敏感的鈉離子通道開放，帶正電荷的鈉離子進入神經(jīng)末梢，內(nèi)流的正電荷使起始區(qū)的神經(jīng)元膜去極化達到閾值，產(chǎn)生動作電位。動作電位沿神經(jīng)纖維傳導，到達神經(jīng)元終末，就是與下一個神經(jīng)元連接點即突觸。信息如何從一個神經(jīng)元終末到達另一個神經(jīng)元的起點的，即如何通過突觸？這是下一節(jié)要紹的內(nèi)容。問題：簡述臨床上使用局麻藥利多卡因的作用機制?；A(chǔ)篇之三

第四講神經(jīng)元之間的化學信號傳遞肖飛

(暨南大學醫(yī)學院5350877@)引言

神經(jīng)元上通過動作電位的方式來傳導電信號，神經(jīng)元之間是通過突觸進行接觸，突觸之間存在著突觸間隙。神經(jīng)元如何將信息通過這個間隙而送到下一個神經(jīng)元?

第四講神經(jīng)元之間的化學信號傳遞一、突觸傳遞二、突觸傳遞的原理三、突觸整合神經(jīng)元上的信息流動（電流的形式）

從樹突傳入的動作電位到達胞體，胞體綜合多個信息后，產(chǎn)生動作電位沿軸突傳出。神經(jīng)元之間的化學信息傳遞（化學物質(zhì)形式）

上一個神經(jīng)元上的電信號傳遞到突觸時，突觸釋放某種化學物質(zhì)，化學物質(zhì)擴散，穿過突觸間隙，作用下一個神經(jīng)元，在下一個神經(jīng)元上產(chǎn)生新的電信號。

（1.突觸前：軸突終末）（2.突觸間隙）（3.突觸后：樹突）（突觸）神經(jīng)元之間的相接觸的部位——突觸(synapse)突觸傳遞：突觸處發(fā)生的化學信息傳遞第一個神經(jīng)信息傳遞物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)

OttoLoewi的雙蛙心實驗OttoLoewi發(fā)現(xiàn)電刺激神經(jīng)軸突可以釋放化學物，后來研究證實該化學物質(zhì)就是乙酰膽堿，是一種神經(jīng)遞質(zhì)。獲1936年Nobelprize。電刺激迷走神經(jīng)心率

突觸傳遞的基本過程

神經(jīng)元產(chǎn)生的動作電位到達突觸，引起突觸釋放化學物質(zhì)，化學物質(zhì)通過突觸間隙作用下一個神經(jīng)元，產(chǎn)生新的動作電位。該化學物質(zhì)被稱為神經(jīng)遞質(zhì)（傳遞信息的物質(zhì)）。

電傳導

電傳導化學傳導返回突觸傳遞的原理1、神經(jīng)遞質(zhì)概念

神經(jīng)遞質(zhì)（neurotransmitter)：由神經(jīng)元合成并由突觸釋放參與突觸信息傳遞的化學物質(zhì)。神經(jīng)元之間通過神經(jīng)遞質(zhì)進行電—化學—電信號的轉(zhuǎn)換。神經(jīng)遞質(zhì)

腦內(nèi)有五十多種神經(jīng)遞質(zhì)，不同的神經(jīng)元使用不同的神經(jīng)遞質(zhì)。

不同的神經(jīng)遞質(zhì)在腦內(nèi)的功能各不相同，有的使人興奮(如去甲腎上腺素)，有的使人抑制(如甘氨酸,

γ氨基丁酸有催眠作用)。有的具有抗痛作用(如腦啡肽)，有的含量增加會致痛(如P物質(zhì))。氨基酸類單胺類多肽類甘氨酸（Gly）谷氨酸（Glu）γ氨基丁酸（GABA）乙酰膽堿（Ach)多巴胺（DA）腎上腺素去甲腎上腺素（NE）5-羥色胺（5-HT）膽囊收縮素腦啡肽生長抑素P物質(zhì)（substanceP)血管活性腸肽（VIP）

神經(jīng)遞質(zhì)的種類和功能：代表性的神經(jīng)遞質(zhì)(a)氨基酸類(b)單胺類

(c)多肽類

谷氨酸氨基丁酸甘氨酸乙酰膽堿去甲腎上腺素P物質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)的合成和儲存

(a)多肽類(b)氨基酸、單胺類突觸囊泡神經(jīng)遞質(zhì)的釋放突觸囊泡神經(jīng)遞質(zhì)分子神經(jīng)遞質(zhì)與膜上的受體（receptor,能接受化學物質(zhì)的一種蛋白質(zhì)）結(jié)合后產(chǎn)生動作電位

（A）遞質(zhì)門控離子通道（受體）遞質(zhì)與遞質(zhì)門控離子通道結(jié)合

遞質(zhì)門控離子通道打開鈉離子流入膜內(nèi)膜內(nèi)電位增加產(chǎn)生動作電位（B）G蛋白耦聯(lián)離子通道神經(jīng)遞質(zhì)與G蛋白結(jié)合G蛋白亞基與離子通道結(jié)合鈉離子通道打開鈉離子流入膜內(nèi)膜內(nèi)電位增加產(chǎn)生動作電位小結(jié)神經(jīng)元之間的連接部稱之為突觸，突觸之間的信息傳遞就是突觸傳遞，神經(jīng)遞質(zhì)充當信使，作用于下一個神經(jīng)元的離子通道（受體，能與化學物質(zhì)結(jié)合的蛋白質(zhì)），產(chǎn)生動作電位，化學信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｍ挥|傳遞的過程由遞質(zhì)合成、儲存、釋放及和下個神經(jīng)元膜上的受體結(jié)合產(chǎn)生動作電位這幾個基本過程組成。由于人的神經(jīng)系統(tǒng)突觸傳遞都是化學性的，因此，一些化學物質(zhì)（藥物和毒物）能對突觸傳遞的任一過程產(chǎn)生影響，加強或減弱某種遞質(zhì)的信息傳遞，從而達到治病或致病的作用。這也是化學物質(zhì)與腦作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。

破傷風、蜘蛛和蛇產(chǎn)生的神經(jīng)毒素作用機理神經(jīng)與肌肉的連接處破傷風產(chǎn)生肉毒素、黑寡婦蜘蛛毒液、銀環(huán)蛇毒素都能破壞神經(jīng)肌肉連接處的化學突觸的傳遞。神經(jīng)肌肉之間的信息傳遞的化學物質(zhì)是乙酰膽堿。神經(jīng)毒素通過抑制神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的釋放，達到阻礙神經(jīng)與肌肉的信息傳遞，達到呼吸肌麻痹，呼吸衰竭。運動神經(jīng)元有機磷化合物作用于神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的降解酶，引起乙酰膽堿不能及時降解，使受體失敏，產(chǎn)生致死效應。主要有兩個用途：早期的化學武器，至今仍是恐怖活動的武器。

1995年日本的奧姆真理教對東京地鐵發(fā)動的恐怖主義攻擊中釋放了化學毒劑沙林。大約5,000人生病，12人死亡。沙林是一種無色、純液態(tài)時無臭的水樣液體，化學名稱為甲氟磷酸異丙酯，人員中毒后，會出現(xiàn)縮瞳、視覺模糊、流涎、氣喘、肌顫等。

農(nóng)藥殺蟲劑。嗎啡（morphine）

最強的鎮(zhèn)痛藥物，模擬神經(jīng)遞質(zhì)腦啡肽的作用，使機體抗痛系統(tǒng)作用加強，達到鎮(zhèn)痛作用。缺點是有很強的成癮性。HOOHON-CH3AB15C12345678910111213141617N具有苯基哌啶基本結(jié)構(gòu)的物質(zhì)都有不同程度的鎮(zhèn)痛作用。罌粟花

精神分裂癥的治療藥—氯丙嗪(Chlorpromazine)

精神分裂癥患者腦內(nèi)的多巴胺神經(jīng)遞質(zhì)過多,功能過強