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第二章 神经调节
第4节 神经系统的分级调节
问题探讨
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。
讨论
1.为什么眼前有东西飞来时,眼睛会不受控制地眨一下?
因为这一反射活动不需要大脑皮层的参与,是一种保护性的
非条件反射。
2.为什么有些人可以练成长时间不眨眼呢?这说明了什么?
说明眨眼反射是可以受大脑皮层控制。
一、神经系统对躯体运动的分级调节
研究表明,躯体的运动,如膝跳反射、缩手反射等,不仅受到脊髓的控制,也受到大脑的调节。
思考:大脑中的神经中枢是如何控制躯体运动的?
大脑
中央前回
中央前沟
中央沟
中央后回
中央后沟
1.大脑的结构
大脑的表面覆盖着主要由神经元胞体及其树突构成的薄层结构—大脑皮层。
①组成
②结构
人的大脑有着丰富的沟回
(沟即为凹陷部,回为隆起部)
这使得大脑在有限体积的颅腔内,可以具有更大的表面积。
③大脑与脊髓之间的联系
大脑通过脑干与脊髓相连,大脑发出的指令,可以通过脑干传到脊髓。
大脑皮层
小脑
脑桥
延髓
脑干
脊髓
思考与讨论: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。
讨论
1.在资料中老人的上肢、下肢和脊髓都没有受伤,为什么不能运动呢?这说明大脑与脊髓之间有什么关系?
血管阻塞致使大脑某区受损,没法发出指令,肢体得不到指令,所以不能运动。这说明脊髓控制的运动受到大脑的调控。
思考与讨论:大脑皮层与躯体运动的关系
资料2
右图是大脑皮层第一运动区躯体各部关系示意图。
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?
从图中可以看出,躯体各部分的运动调控在大脑皮层是有对应区的,皮层代表区的位置与躯体各部分的位置关系是倒置的。
思考与讨论:大脑皮层与躯体运动的关系
资料2
右图是大脑皮层第一运动区躯体各部关系示意图。
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杂,代表区的面积就大;人面部会形成复杂的表情,代表区的面积也就越大。
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。在接受刺激后,产生的信号传至脊髓,脊髓将信号继续传向大脑皮层,大脑作出综合分析后将是否缩手的信号传至脊髓,脊髓通过传出神经将信号传至上肢相应肌肉,作出反应。
第一运动区(中央前回)与躯体运动的关系
(1)第一运动区(中央前回)的位置
中央前回
中央后回
中央沟
(2)第一运动区的功能研究:
①刺激中央前回的顶部,可以引起____的运动;
下肢
②刺激中央前回的下部,则会引起_________的运动;
头部器官
③刺激中央前回的其他部位,则会引起______________的运动;
其他相应器官
顶部
下部
2.大脑皮层与躯体运动的关系
特点
①躯体各部的运动机能在皮层的第一运动区(中央前回)内都有它的代表区,而且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.大脑皮层与躯体运动的关系
特点
②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。
2.大脑皮层与躯体运动的关系
特点
③对躯体运动的调节为交叉性支配,即一侧皮层代表区主要支配对侧躯体的肌肉运动;但头面部多为双侧性支配。
②脑中相应_________会发出指令对_________进行不断的调整;
①躯体的运动受_________以及____、____等的共同调控;脊髓是机体运动的_________,大脑皮层是______中枢,____等连接低级中枢和高级中枢。
小结:躯体运动的分级调节特点
③机体的运动在_________以及其他中枢的_________下,变得更加________ 与_____;
大脑皮层
脑干
脊髓
高级中枢
低级中枢
大脑皮层
分级调节
有条不紊
精准
低级中枢
最高级
脑干
大脑皮层(运动区)
小脑和脑干
脊髓
肌肉收缩等运动
二、神经系统对内脏活动的分级调节
思考与讨论:神经系统不同中枢对排尿反射的控制
资料1
尿在肾中不断生成,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。控制排尿的低级中枢在脊髓。
资料2
一般成年人可以有意识地控制排尿,你也可以"憋尿"。例如,上课的时候如果你有了尿意但不是很急, 你可以憋到下课再去上厕所;课间,即使你没有尿意,但为了避免上课时去厕所,你可能会选择去排一次尿。
资料3
婴儿常尿床。有些人由于外伤等使意识丧失,出现像婴儿那样尿床的情况。
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。
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?
成年人出现不受意识支配的排尿,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。
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。
二、神经系统对内脏活动的分级调节
1.排尿反射的分级调节
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
(抑制排尿)
(促进排尿)
2.各级中枢对内脏活动的调控
大脑皮层
小脑
脑桥
延髓
脑干
脊髓
下丘脑
最高中枢
较高中枢
生命中枢
低级中枢
(1)脊髓
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;
②脊髓可以完成简单的内脏反射活动,
如 、 、 等。
①脊髓是调节内脏活动的 ;
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。
低级中枢
排尿
排便
血管舒缩
初级
不能
可以
排尿不完全
不能
(2)脑干
①脑干中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。
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。
脑干被称为“生命中枢”
呼吸运动
心血管活动
失调
呼吸
心跳
(3)下丘脑
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
(4)大脑皮层
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
调节
不完全自主
神经系统对躯体运动的分级调节
大脑皮层(运动区)
小脑和脑干
脊髓
肌肉收缩等运动
神经系统对内脏活动的分级调节
大脑皮层
脊髓
交感神经
副交感神经
总结:神经系统的分级调节
一、概念检测
1.基于对神经系统级调节的理解,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活动。( )
(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,一般情况下会表现出( )
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
二、拓展应用
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?
(1) 它的调控不“自主”,而是必须在意识的支配下才能进行调控。
假设自主神经的调控不“自主”,而是必须在意识支配下才能进行,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。
(2) 它绝对自主,不受大脑等高级中枢的控制。
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。
(3) 内脏活动只受交感神经或副交感神经的单一控制。
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。例如,心脏如果只受交感神经支配,心跳就会不断加快;如果只受副交感神经支配,心跳就会逐渐减弱。胃肠器官如果只受交感神经支配,蠕动就会逐渐停止;如果只受副交感神经支配,蠕动就会不断加强。