2013年生理心理學章節筆記:第一章(2)


神經細胞的基本知識
1.神經組織由兩類細胞組成,即神經元(神經細胞)和神經膠質細胞,兩者的數目大體相等。神經膠質細胞構成神經系統框架,并對神經元發揮組織營養的功能,不直接參與神經信息的傳遞。
2.神經元由胞體、軸突和樹突組成。神經元之間發生關系的微細結構,稱為突觸。突觸由突觸前神經末梢-終扣、突觸后膜和兩者之間大約20-50納米的突觸間隙所組成。突觸前興奮的神經沖動并不能跳越突觸間隙直接傳向突觸后成分,絕大多數情況下要通過化學傳遞機制,才能完成信息傳遞過程,突觸根據功能可分興奮和抑制性突觸。
3.神經系統的生理功能可以從腦整體水平和細胞水平上加以討論:
(一)整體水平的神經生理學概念
經典神經生理學通過實驗分析的方法證明,腦活動是反射性的,每種反射活動的結構基礎稱為該反射的反射弧。是由傳入、傳出和中樞3個部分組成。機體的先天本能行為以遺傳上確定的反射弧為基礎,是同一種屬共存的特異非條件反射活動。與此不同,后天習得行為是建立在先天本能行為基礎上,由暫時聯系的機制而形成的條件反射。是在個體經驗基礎上因人而異的反射活動。
無論是非條件反射還是條件反射活動,在神經系統內都有興奮和抑制兩種神經過程,按一定的規律發生運動,即擴散與集中和相互誘導的運動規律。腦內任何一點出現興奮或抑制活動,都會立即迅速向四周擴散開來,然后再相對緩慢地集中回來。某點上出現的神經過程,總會在一定距離的周圍處誘導出相反的神經過程,這個相反的過程就會限制或妨礙原點的神經過程無限擴散。
抑制過程也和興奮過程一樣,可分為非條件抑制和條件抑制兩大類。任一刺激強度過大,不但不會引起興奮過程,相反會引起抑制,稱為超限抑制。當機體進行某項活動,周圍出現異常可怕的聲音時,總會情不自禁地怔一下,停止正在進行的活動,這種現象就是外抑制。簡言之,現時活動以外的新異刺激所引起的抑制過程就是外抑制。超限抑制和外抑制都是先天的非條件抑制過程;消退抑制、分化抑制、延緩抑制和條件抑制,都是條件抑制過程,都需個體習得經驗才能建立的抑制過程。
腦電圖(EEG):大腦直流電背景上的自發交流電變化,經100萬倍放大以后所得到的記錄曲線。當人們閉目養神,內心十分平靜時記錄到的腦電圖多以8-13次/ 秒的節律變化為主要成分,故將其稱為基本節律或α波。如果這時突然受到刺激或內心激動起來,則腦電圖的α波就會立即消失,為14-30次/秒的快波(β 波)所取代。這說明β波出現,代表大腦發生了興奮過程。相反,在閉目養神時逐漸睡著了,就會發現EEG的α波為4-7次/秒的?
(二)細胞神經生理學的基本概念
利用微電極技術對細胞電活動進行記錄,是細胞神經生理學的基本研究方法。資料表明,神經元的興奮過程,伴隨著其單位發放的神經脈沖頻率加快;抑制過程為單位發放頻率降低。無論頻率加快還是減慢,每個脈沖的幅值不變。換言之,神經元對刺激強度是按著“全或無”的規律進行調頻式或數字式編碼。
“全或無”:規則是指每個神經元都有一個刺激閾值,對閾值以下的刺激不發生反應;對閾值以上的刺激,不論其強弱均給出同樣高度(幅值)的神經脈沖發放。
突觸后膜上的電位,無論是興奮性突觸后電位(EPSP),還是抑制性突觸后電位、神經動作電位或細胞的單位發放后的后電位都是級量反應。神經動作電位或細胞的單位發放后的后電位,無論是后興奮電位還是后超級化電位都是級量反應。此外,感覺器官的感受器官的感受器電位,也是級量反應。在這類反應中,其電位的幅值隨閾上刺激強度增大而變高,反應的頻率并不發生變化,因為每個級量反應電位幅值緩慢增高后緩慢下降,且不能向周圍迅速傳導出去。
神經元密密麻麻地分布著數千個突觸,一個神經元上的許多突觸后膜同時或間隔幾毫秒相繼出現EPSP或IPSP,則可以總和起來(空間總和與時間總和)。如果總和的EPSP超過這個神經元的單位發放閾值,就會導致這個神經元全部細胞膜去極化,出現整個細胞為一個單位而產生70-110毫伏的短脈沖,這就是快速的單位發放。它可以迅速沿神經元的軸突傳遞到末梢的突觸,經突觸的化學傳遞環節,再引起下一個神經元的突觸后電位。神經信息在腦內的傳遞過程,就是從一個神經元“全或無”的單位發放到下一個神經元突觸后電位的級量反應總和后,再出現發放的過程,即“全或無”的變化和“級量反應”不斷交替的過程。
這一過程的物質基礎:40多年前,細胞電生理學家根據這種過程發生在細胞膜上,就斷定細胞膜對細胞內外帶電離子的選擇通透性,是膜電位形成的物質基礎。在靜息狀態下,細胞膜外鈉離子濃度較高,細胞膜內鉀離子濃度較高,這類帶電離子因膜內外的濃度差造成了膜內外大約負70-90毫伏電位差,稱之為靜息電位(極化現象)。當這個神經元受到刺激從靜息狀態變為興奮狀態時,細胞膜首先出現去極化過程,即膜內的負電位迅速消失的過程,然而這種過程往往超過零點,使膜內由負電位變為正電位,這個反轉過程稱為反極化或超射。所以,一個神經元單位發放的神經脈沖迅速上升部分,是由膜的去極化和反極化連續的變化過程。這時細胞膜外的大量Na+流入細胞內,將此時的細胞膜稱為鈉膜;隨后細胞膜又選擇性地允許細胞內大量K+流向細胞外,稱為鉀膜。這就使去極化電位迅速相繼下降,就構成細胞單位發放或神經干上動作電位的下降部分,又稱細胞膜復極化過程。細胞的復極化過程也是個矯枉過正的過程,達到興奮前內負外正的極化電位后,這個過程仍繼續進行,使細胞膜出現了大約-90毫伏的后超級化電位。后超級化電位是一種抑制性電位,使細胞處于短暫的抑制狀態,這就決定了神經元單位發放只能是斷續地脈沖,而不可能是連續恒定增高的電變化。
綜上所述,神經元單位發放或神經干上的動作電位,其脈沖的峰電位上升部分與膜的去極化和反極化過程形成,膜處于鈉膜狀態;峰電位的下降部分與復極化和反超計劃過程而形成,此時膜為鉀模狀態。
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