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第二章神经调节
第四节 神经系统的分级调节
当一位同学在你面前挥一下手,你会不自觉地眨眼;而经过训练的人,却能做到不为所动。
1.因为这一反射活动不需要大脑皮层的参与,是一种保护的非条件反射。
2.说明眨眼反射是可以受大脑皮层控制。
中枢神经系统的不同部位,存在控制同一生理活动的中枢。
神经系统对躯体运动的控制受大脑调节受脊髓控制躯体运动如何控制?如膝跳反射、缩手反射等脑的重要组成部分,其中有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等,还与生物节律等的控制有关。
是连接脊髓和脑其他部分的重要通路,有许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢。
包括左右两个大脑半球,表面是大脑皮层;大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。
位于大脑的后下方,它能够协调运动,维持身体平衡。
下丘脑
脑 干
大 脑
小 脑
知识回顾
大脑皮层(灰质)
白质
位置:覆盖在大脑的_____
组成:主要由神经元_____及其_____构成的
结构特点:有丰富的____
功能:___________________________
位置:位于大脑皮层以内
组成:由神经纤维组成
功能:将两个大脑半球以及小脑、脑干、脊髓巧妙地联系起来
表面
胞体
树突
沟回
调节机体活动的最高级中枢
一
神经系统对躯体运动的分级调节
(一)、大脑的结构
沟即凹陷部分,
回即隆起部分;
据推算,如果将大脑的沟和回全部展开,一个成年人大脑皮层的总面积可达2200cm2。人的大脑有丰富的沟回,这有什么意义?
使得大脑在有限体积的颅腔内,可以具有更大的表面积。
大脑皮层
小脑
脑桥
延髓
脑干
脊髓
大脑通过 与脊髓相连,大脑发出的指令,可以通过 传到脊髓。
脑干
脑干
(二)大脑皮层的功能
听觉中枢
视觉中枢
运动性语言中枢
视觉性语言中枢
听觉性语言中枢
躯体感觉中枢
中央沟
躯体运动中枢
书写性语言中枢
思考·讨论 大脑皮层与躯体运动的关系
?
资料1:
一位老人突然出现脸部、手臂及腿部麻木等症状,随后上下肢都不能运动。后经医生检查,发现他的脊髓、脊神经等正常,四肢也都没有任何损伤,但是脑部有血管阻塞,使得大脑某区出现了损伤。这类现象称为脑卒中,在我国非常普遍 。
1. 在资料1中老人的上肢、下肢和脊髓都没有受伤,为什么不能运动呢?
资料1 中的老人上肢、下肢和脊髓都没有受伤,但大脑某区受损伤,肢体失去了大脑的控制,所以不能运动。
这说明大脑与脊髓之间有什么关系?
脊髓控制的运动受到大脑的调控。
第一运动区
(中央前回)
资料2:下图是大脑皮层第一运动区与躯体各部分关系示意图。
思考·讨论 大脑皮层与躯体运动的关系
?
讨论2:躯体各部的运动调控在大脑皮层有没有对应的区域?
如果有,它们的位置关系有什么特点?
有,并且皮层代表区的位置与躯体各部分的位置关系是倒置的。
(头面部依然是正置的)
吞咽
流涎发声咀嚼
面部表情
手
前臂
臂
躯干
骨盆
大腿
足
小腿
讨论3大脑皮层运动代表区范围的大小,是与躯体中相应部位的大小相关还是与躯体运动的精细程度相关?
大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细程度相关,运动越精细,大脑皮层代表区的范围越大。例如,人手指的运动很精细复复杂,代表区的面积就大;人面积会形成复杂的表情,代表区的面积也就越大。
讨论4. 分析缩手反射如何受大脑皮层相应区域的调控,推测这种调控的途径是怎样的?
缩手反射的中枢在脊髓,但脊髓缩手反射中枢受大脑皮层相应代表区的调控。
感受器
效应器
脑(高级神经中枢)
脊髓(低级神经中枢)
传入神经
传出神经
向上传导
向下传导
(三)大脑皮层与躯体运动的关系
1.躯体运动中枢:位于大脑皮层的中央前回(又叫第一运动区)
2.第一运动区与躯体运动的关系
管理身体对侧骨骼肌的随意运动
躯体各部分的运动机能在大脑皮层第一运动区都有代表区
3.损伤表现:若第一运动区某部位受到损伤,则对侧机体相应部位运动功能出现障碍
第一运动区
(中央前回)
4.中央前回调节躯体运动的特点
①前后倒置(头面正立):皮层代表区的位置与躯体各部的关系是倒置的。但头部是正的
②精细正比:大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细程度相关,运动越精细大脑皮层代表区的范围越大。
③左右交叉(头面双侧):躯体左右交叉性支配, 头面部多为双侧性支配
例如: 人手指的运动很精细复杂,人面部会形成复杂的表情,代表区的面积也就越大。
1.进行膝跳反射实验时,若实验前告诉受试者,在其有思想准备的情况下,膝跳反射可能表现会弱一些,原因是( )A.反射弧发生变化B.传出神经受阻C.感受器受到抑制D.高级中枢对低级中枢具有调控作用D2.一位运动员不幸摔伤,腰部脊髓受损严重,导致下肢丧失运动功能,由此可知脊髓的功能之一是( )A.能对外界或体内的刺激产生反应B.是脑与躯干、内脏之间的联系通路C.能协调运动,维持身体平衡D.是人体的低级反射中枢B3.人体各部位的感觉和运动机能在大脑皮层体觉区与运动区中有它的代表区。下列关于人大脑皮层功能的叙述,正确的是( )
A.一侧手指传入神经上的神经冲动,可传到对侧大脑皮层中央前回中间部
B.一侧大脑皮层中央前回底部受损,会使对侧下肢的运动功能出现障碍
C.头面部肌肉的代表区,在运动区呈倒置排列,即口部在上眼部在下
D.分辨精细的部位如手,在代表区所占的面积比躯干的小
A
4.某病人CT检查时发现左侧大脑半球的中央前回有血凝块,该病人可能出出现的后遗症是( )
A.左侧躯体运动的障碍
B.右侧躯体运动的障碍
C.左侧躯体的感觉障碍
D.右侧躯体的感觉障碍
B
(四)躯体运动的分级调节
肌肉收缩等运动
脊髓
小脑和脑干
大脑皮层(运动区)
躯体的运动受_____________________________等的共同调控,______是机体运动的低级中枢, 是最高级中枢,______
等连接低级中枢和高级中枢。
大脑皮层以及脑干、脊髓
脊髓
大脑皮层
脑干
【例】下列关于躯体运动分级调节的叙述错误的是( )
A.躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控
B.大脑皮层发出的指令必须经过小脑或脑干才能传给低级中枢
C.小脑和脑干能控制脊髓,同时也受大脑皮层的控制
D.大脑皮层是最高级中枢,
脑干连接低级中枢和高级中枢
B
进行膝跳反射实验时,若实验前告诉受试者,在其有思想准备的情况下,膝跳反射可能表现会弱一些,原因是( )
A. 反射弧发生变化
B. 传出神经受阻
C. 感受器受到抑制
D. 高级中枢对低级中枢具有调控作用
D
二
神经系统对内脏活动的分级调节
神经系统对内脏活动的调节与它对躯体运动的调节相似,也是通过______进行的;
在中枢神经系统的不同部位(如______、______、______和______),都存在着调节内脏活动的中枢;
下面我们以排尿反射为例进行分析:
反射
脊髓
脑干
下丘脑
大脑
思考·讨论 排尿反射的形成
?
资料1:尿在肾脏不断生成,经输尿管流入膀胱暂时储存。当膀胱储尿达到一定程度时,引起尿意。控制排尿的初级中枢在脊髓。
资料2:一般成年人可以有意识地控制排尿,即“憋尿”,在适宜的环境下才排尿,但婴儿经常尿床。
资料3:有些人因为外伤等情况使意识丧失,出现像婴儿那样尿床的现象。
资料4:在医院做尿检时,在没有尿意的情况下也能排出尿液。
讨论1成人可以有意识地控制排尿,婴儿却不能,二者控制排尿的神经中枢的功能有什么差别?
脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的。成年人之所以能有意识地控制排尿,是因为大脑皮层对脊髓进行着调控;而婴儿大脑皮层发育不完善,还不能对脊髓排尿反射中枢进行有效的控制。
讨论2:有些成人患者出现资料3所提到的不受意识支配的排尿情况,是哪里出现了问题?
说明大脑皮层对脊髓排尿反射中枢不能进行有效的调控,可能是大脑皮层相应中枢出现损伤,也可能是大脑皮层与脊髓反射中枢的神经联系出现了损伤。
讨论3:这些例子说明神经中枢之间有什么联系?
这些例子说明调节同一反射活动的中枢既有大脑皮层,也有皮层以下的中枢,这些中枢之间是有联系的,而且大脑皮层是高级中枢,对低级中枢有着调控作用。
1.当膀胱中的尿液充盈到一定程度(约400 mL)时,人膀胱中的牵张感受器受到刺激产生神经冲动就会引发排尿反射。
2.尿道内括约肌和膀胱逼尿肌均为平滑肌,受副交感神经和交感神经的支配;尿道外括约肌为骨骼肌,受躯体运动神经支配。
3.在排尿活动中,交感神经的作用是抑制排尿,副交感神经的作用是引起膀胱逼尿肌收缩、尿道内括约肌舒张。
排尿反射是如何完成的?
积极思维
脊髓的排尿反射低级中枢
积极思维
膀胱
大脑皮层排尿反射高级中枢
副交感神经
尿道内括约肌
尿道外括约肌
排尿
牵张感受器
膀胱逼尿肌
躯体运动神经
排尿反射的过程
传入神经
尿(400mL)
舒张
收缩
舒张
大脑皮层
脊髓
交感神经
副交感神经
膀胱
缩小
膀胱
不缩小
控制有意识排尿
控制无意识排尿
①排尿不仅受到_____的控制,也受到__________的调控;
②脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由______________支配的:
_________兴奋,不会导致膀胱缩小;
___________兴奋, 会使膀胱缩小;
③人之所以能有意识地控制排尿,是因为______________________
脊髓
大脑皮层
自主神经系统
交感神经
副交感神经
大脑皮层对脊髓进行着调控
(一)排尿反射的分级调节
排尿反射没有分级调节;
有意识的排尿有分级调节;
[检测]右面是排尿反射的示意图,
请据图分析:
(1)婴儿会尿床, 也就是膀胱内尿满了就会排出,
没有控制的意识,那么婴儿的排尿反射的过程
是 (用字母表示)
(2)成年人在医院尿检时能主动排尿,
其过程是 (用字母表示)
低级中枢受相应的高级中枢的调控。
a→b→c→d→e
g→h→c→d→e
(3)上述例子说明低级神经中枢和高级神经中枢之间有什么关系?
①脊髓是调节内脏活动的___________;
低级中枢
②脊髓可以完成简单内脏反射活动,如______、______、_________等
排尿
排便
血管舒缩
③特点: 脊髓对这些反射活动的调节是_____的,并______很好地适应正常生理活动的需要;
例如: 如果没有高级中枢的调控,排尿反射____进行,但___________,也_____受意识控制
初级
不能
可以
排尿不完全
不能
(二)神经系统对其他内脏的活动的分级调节
1.脊髓
③特点: 脑干一旦受到损伤,各种生理活动即______,严重时______或______会停止
①脑干有许多重要的调节内脏活动的____________
基本中枢
②脑干中的重要基本中枢主要包括调节__________的中枢、调节____________的中枢等
呼吸运动
心血管活动
失调
呼吸
心跳
①下丘脑是调节内脏活动的____________,它也使内脏活动和_______________相联系
较高级中枢
②下丘脑可调节______、________、______等主要生理过程。
其他生理活动
体温
水平衡
摄食
2.脑干
3.下丘脑
大脑皮层是许多低级中枢活动的___________,它对_________的活动起_____作用,这就使得自主神经系统并______________
高级调节者
各级中枢
调整
不完全自主
4.大脑皮层
以下是关于自主神经系统的错误假设。不妨逆向思考一下,在其中任何一种假设成立时,机体的调控机能可能发生哪些改变?这对你深入理解自主神经系统的特点有哪些启示?
思考·讨论 自主神经系统的“不完全自主” P36
?
那么我们必须时刻惦记着自己的心跳、呼吸、胃肠蠕动等内脏器官的活动,即使我们在学习、工作、睡眠时也必须用意识去支配心跳、呼吸,某一刻“忘了”支配心跳与呼吸,我们可能就会停止心跳与呼吸。
(1)它的调控不“自主”,必须在意识的支配下才能进行调控。
如果自主神经绝对自主,不受大脑等高级中枢的控制,那我们随时随地都可能会便溺; 我们也无法进行有意识的深呼吸与憋气,机体的适应能力就会大大下降。
如果我们的内脏只受交感神经或副交感神经的控制,那就无法协调内脏器官的活动。
(2)它绝对自主,不受大脑等高级中枢的控制。
思考·讨论 自主神经系统的“不完全自主”
?
(3)内脏活动只受交感神经或副交感神经的单一控制。
(三)神经系统对内脏活动调节的主要特点
1.高级神经中枢和低级神经中枢共同参与,分级调节内脏活动;
2.内脏活动受到交感和副交感神经的双重调控;
一、概念检测
1. 基于对神经系统分级调节的理解,判断下列表述是否正确。
(1)脑与脊髓中的神经中枢分工明确,独立地调控机体的生命动。 ( )
(2)自主神经系统是不受意识控制的,因此它对机体活动的调节与大脑皮层无关。 ( )
2.因交通事故,某人的脊髓不幸从胸部折断了,一般情况下会表现岀 ( )
A. 膝跳反射存在,针刺足部有感觉
B. 膝跳反射存在,针刺足部无感觉
C. 膝跳反射不存在,针刺足部有感觉
D. 膝跳反射不存在,针刺足部无感觉
×
×
B
3.判断题(1)没有高级中枢的调控,排尿反射不可以进行( )(2)通过脊髓可以完成简单的内脏反射活动( )(3)自主神经系统是完全自主的,不受大脑皮层调节( )×√×4.关于神经系统分级调节机制,下列说法错误的是( )
A.高级中枢可以调控低级中枢
B.上课憋尿是高级中枢的调控行为
C.打针时大脑对脊髓产生抑制
D.婴儿尿床是由于膀胱发育不完善
D
解析 婴儿尿床不是由于膀胱发育不完善,而是由于大脑中控制排尿反射的高级神经中枢发育不完善。
5.如图是尿液的形成及排尿的调控过程示意图。图中内括约肌平时处于收缩状态,使尿道闭合;外括约肌平时处于舒张状态,使尿道口张开。请据图回答问题:
(1)产生尿意的部位是_________。
大脑皮层
(2)该图体现了神经系统的_____调节,若图中
的①受损,排尿反射_____(填“能”或“不能”)进行。
分级
不能
(3)人为刺激图中的③,②处____(填“有”或“无”)电位变化,原因是_____________________________________________。
无
兴奋在神经元之间是单向传递的,只能由②传向③
课堂小结