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第2章 神经调节
第2节 神经调节的基本方式
缩手反射:如果你的手指被植株上尖锐的刺扎了一下,你会迅速把手缩了回来,然后感觉到疼痛,紧接着你意识到手被扎了。
1. 这一过程是如何发生的?分别涉及了神经系统的哪些结构?
2. 缩手动作在前、感觉到疼痛在后,这有什么适应意义?
1. 当手指被植株上尖锐的刺扎了一下后,手指皮肤中的感受器受到刺激,产生的兴奋经传入神经传到脊髓中的神经中枢,然后兴奋再通过传出神经传到效应器,引起上肢相应的肌肉收缩,产生缩手反射。
当兴奋到达脊髓时,还会沿着脊髓向上传至大脑皮层,在大脑皮层产生痛觉。
由于由脊髓到大脑皮层需要多个神经元传导,所以先缩手,后感觉到疼痛。
这个过程涉及了神经系统的脊髓、大脑皮层等结构。
2. 缩手在前是对机体的一种保护机制;感觉在后可以使机体更灵活的应对环境变化。
一、反射与反射弧
反射:在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应。
常见的反射:缩手反射、眨眼反射、膝跳反射……
反射是神经调节的基本方式。
完成反射的结构基础是反射弧。
膝跳反射
1. 一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗?
2. 缩手反射与膝跳反射的反射弧都是由哪些部分组成的?
3. 结合生活经验,举出说明脊髓在反射中作用的实例。
1. 不能,至少需要两个(膝跳反射)。绝大多数的反射活动需要三个或三个以上的神经元参与,且反射活动越复杂,参与的神经元数量越多。
2. 都由感受器、传人神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。
3. 蛙的搔扒反射有脊髓的参与,人的排尿反射、排便反射等也都有脊髓参与。
蛙的搔扒反射
第一步:将浸有稀硫酸(一种对皮肤有刺激作用放入化学药品)的小纸片贴在青蛙的背部皮肤上。青蛙很快做出反应,用后肢向背部搔扒。
第二步:用手术方法去掉该蛙的脑,重复第一步的实验,青蛙做出同样的反应。
第三步:继续破坏该蛙脊髓,重复第一步的实验,青蛙无反应。
反射弧通常是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)组成的。
反射活动需要经过完整的反射弧来实现,如果反射弧中任何环节在结构、功能上受损,反射就不能完成。
体检时医生敲击膝盖下方,如果小腿正常抬起,不仅说明下肢参与该反射的功能正常,也说明脊髓中相应中枢是完好的。
反射弧中传入神经和传出神经的判断
注意:
1. 不是所有生物都有反射,只有具有中枢神经系统的多细胞动物才有反射。
如植物和单细胞动物没有反射,只有应激性。2. 不是有刺激就可以引起反射,反射的发生需要接受适宜强度的刺激,
若刺激强度过弱,则不会发生反射。3. 反射必须有完整的反射弧参与,刺激传出神经或效应器,都能使效应器产生反应,但却不属于反射。
在反射活动中,感受器接受一定的刺激后,产生兴奋。
兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。感受器产生的兴奋沿着传入神经向神经中枢传导,神经中枢随之产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合,神经中枢的兴奋经过传出神经到达效应器,效应器对刺激作出应答。
兴奋除了在反射弧中传导,还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。
二、非条件反射与条件反射
非条件反射:出生后无需训练就具有的反射。
膝跳反射、缩手反射、眨眼反射(面对突然的刺激,如挥舞拳头或遇到强光时,人会迅速眨眼以保护眼睛)、吮吸反射(婴儿自然地吮吸乳头或手指)、排尿反射、防御反射、食物反射(接触或闻到食物时,会自然产生唾液分泌)、定向反射(对环境变化做出自然反应,如追逐光明或逃避黑暗)
条件反射:出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射。
巴浦洛夫和他的狗
习得:将条件刺激(铃声)和非条件刺激(食物)同时或近于同时地多次呈现,建立起条件反射。
条件反射建立之后要维持下去还需要非条件刺激的强化。
如果反复应用条件刺激(铃声)而不给予非条件刺激(食物),条件反射就会逐渐减弱,以至最终完全不出现,这是条件反射的消退。
条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号,铃声的出现不再预示着食物的到来。
在个体的生活过程中,非条件反射的数量是有限的,条件反射的数量则几乎是无限的。
条件反射的建立,是动物生存必不可少的。机体不能只依靠食到嘴边才产生进食动作,更不能只在身体遭受伤害时才启动防御反应。条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围,使机体能够识别刺激物的性质,预先作出不同的反应。
因此,条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。
反射≠反应≠感觉反射的发生要有完整的反射弧和一定条件的刺激。反应是指生物体对内外刺激作出的规律性应答,不需要完整的反射弧。感觉是在大脑皮层形成的,需要感受器、传入神经、神经中枢参与,传出神经和效应器可不参与,可不产生反应。