2018年脑与认知科学第三章-神经元-文档资料.pptx
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1、目录,引子,大脑信息处理的最基本单元是神经元: 神经元的结构是怎样? 神经元是如何工作的? 如何交流信息的? 交流信息的方式有哪些?,3.1神经系统的细胞,Cajal神经元的两个主要原理 连接的特异性:神经元的细胞浆彼此并不相通,因此每个神经元相互独立的;而神经元间的这种连接并不是随意的,他是神经元传递信息的特异性通路。 功能性两极分化:神经元一部分专门负责接收信息,而另一部负责将信息传递给其他神经元或肌肉。,3.1神经系统的细胞,神经系统由2种细胞组成: 神经元 神经胶质细胞 1、神经元(neuron)的结构 细胞体; 树突(dendrites): 轴突(axon):,3.1神经系统的细胞,
2、胞体:(直径约1030m最大的可达100m )又被称为核周体(perikaryon),其由细胞膜、细胞核、细胞质、细胞器组成。进行着维持生命的各种代谢活动。,树突(dendrite):是胞体的延伸,在细胞体周围反复分枝,细胞内容物也存在其中,直径从粗到细变化明显,长度1至几十m 。树突中有尼氏体,表面有大量细小的突起,即树突棘(spine)。树突棘实际上是树突上的小突起。在树突棘的顶部有突触的连接点。负责接受刺激,并把刺激传向胞体。,轴突(axon):神经元只有一个长细而均匀的轴突,被 称为神经纤维(nerve fiber)。其长1至几百m或更长。轴突在细胞起始部被称为轴丘,轴丘内没有尼氏体,
3、其兴奋性最高,往往是动作电位发起的地方。进行动作电位的快速传导和物质的转运。,3.1神经系统的细胞,树突(dendrites)的表现形式多种多样,有的树突表现为类似老橡树的分支和末梢广泛的树枝样分布,也有的表现的相当简单。,3.1神经系统的细胞,突触(synapse): 突触前(presynaptic) 突触后(postsynaptic) 髓鞘(myelin) :是包绕许多神经元轴突的脂类物质。,3.1神经系统的细胞,2、神经元的分类: 神经元的形态具有多样性,按结构形态解剖学家将其归为四种大的类型: 单极神经元 双极神经元-感觉信息加工; 假单极神经元- 多级神经元 按分布区域:大脑皮层锥体
4、细胞、海马侵体细胞等。,3.1神经系统的细胞,单极神经元:只有一个远离胞体的突起此突起能分支形成树突和轴突,此类神经元常见于无脊椎动物的神经系统; 双极神经元:此类神经元具有两个突起,一根树突和一根轴突,通过树突接收来自某一端的信息,通过轴突将信息传至另一端。主要参与感觉信息加工,听觉、嗅觉、视觉等信息传递系统,眼的视网膜; 假单极神经元:是双极感觉神经元树突和轴突融合,其多见于脊髓背根神经节,躯体感觉神经细胞; 多级神经元:多见于运动和感觉系统中,其有一个轴突和多个树突。,3.1神经系统的细胞,3、神经胶质细胞neuroglial cell : 有神经胶水之称,其数量约为神经元的10多倍,占
5、脑容量的一半,是另一大类神经细胞,通常其胞体较小,直径为810 m 。神经胶质细胞在形态上与神经元最大的区别是虽然有突起但没有形成明显的轴突,自身不传递信息。 胶质神经细胞位于中枢神经系统和外周神经系统内,但他们的类型不同。,3.1神经系统的细胞,神经胶质细胞分类 : 中枢神经系统 星形胶质细胞 少突胶质细胞 小胶质细胞 外周神经系统 许旺氏细胞,3.1神经系统的细胞,星形胶质细胞:是一种呈圆形对称形状的大细胞,他们围绕着神经元并与脑血管紧密连接星形细胞与脑血管的接触部位特化为终足,该结构即允许离子进入血管壁又在中枢神经系统的组织与血液之间构建了一道屏障-血脑屏障(blood-brain ba
6、rrier BBB)。 此屏障能阻档某些血液的病原或过度影响神经活动的化学物质进入,从而保护中枢神经系统。 小胶质细胞:一种形状小而不规则的胶质神经细胞主要脑组织损伤时发挥作用。,3.1神经系统的细胞,神经胶质细胞的主要功能是构成神经元的髓鞘; 少突胶质细胞:中枢神经系统中髓鞘(myelin) 许旺氏细胞:外周神经系统中髓鞘 朗飞氏结(nodes of Ranvier),3.1神经系统的细胞,神经胶质细胞的特性和功能 支持和保护作用:胶质细胞与神经元紧密相邻,在中枢神经系统内几乎充满了神经元结构以外的所有 空间。 分离和绝绦作用:在中枢神经系统内胶质细胞把神经元分开,尤其是对突触的隔断, 使神
7、经元各自的活动不发生“串线”。 参与脑屏障的形成。 胺质细胞营造的微环境构成神经元电活动的本底:灭活神经递质、调节胞外K离子、胶质细胞为神经元活动提供了一个活动的“舞台。 引导发育中神经元的生长、迁移和排布,3.1神经系统的细胞,4、神经元的特性:除了神经元的形态多样性外,其机能最大的特点是特异的信息传递和处理,且具有传递信息的绝缘性和极性。神经元的极性是指树突是信息的接受端,为输入极;另一端的轴突是信息的输出端。树突和轴突分别向其靶方向的细胞生长并建立突触联系。可以从电活性和化学活性两方面了解神经元的机能。前者是神经细胞膜的特性,决定神经元对刺激的反应、换能和传导,表现为在静息膜电位基础上产
8、生的去极化、动作电位传导和复极化过程;后者参与神经元之间的信息传递,表现为神经递质的合成、运输、分泌和重吸收或灭活。,3.2神经信号,神经元发放信号需要的必备条件-能量 神经元如何为神经元发放信号提供能量? 能量如何用于神经元内信号的产生? 神经元间如何实现信号的相互传递? 1、神经元信息交流基本流程 接收信号:化学信号-神经递质、气味等;物理信号-触摸、光线、音波和电信号等 突触后神经元细胞膜变化-导致电流流入或流出神经元,电流是由离子流传导的。 动作电位-长程传送的信号是锋电位启动区产生的锋电位(动作电位),动作电位的结果是沿轴突下行传输到轴突末梢,引起神经递质的释放。,3.2神经信号,2
9、、神经元细胞膜和膜电位的特性: 细胞膜是磷脂双分子层结构由于脂质成分的存在细胞膜不溶解于细胞内外的水环境,3.2神经信号,(1)静息膜电位(resting membrane potential): 神经元未受到刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差,膜内外有-40-90mV的电位差;,3.2神经信号,细胞膜不仅是磷脂双分子层结构它还包括很多跨膜的蛋白质,形成了各种特异性的结构- 离子通道(ion channel)、 主动转运器或泵结构,3.2神经信号,离子通道(ion channel):由跨膜蛋白质所构成,这些蛋白质造成一些孔,这些孔是跨膜通道,允许钠、钾和氯离子(Na+,K+,Cl-)穿过,数以
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