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生理心理学第三章动物有机体内部的信息传递和加工的基本过程本章结构1、概论2、神经系统中的电信号3、神经元兴奋和传导的离子运动4、突触传递的化学性质5、脑表面的整体电位6、激素：也是一种化学通讯的系统信息传递的结构信息传递内部神经系统电信号化学信号激素外部感觉器官神经系统中的电信号神经信号的电性质的发现伽伐尼青蛙实验伏特电堆三种状态的电位和变化1、静息电位（restingpotential）,或称为膜电位。2、动作电位（actionpotential）,或称为神经冲动。3、局部电位变化（localpotentialchanges),或称为渐变的电位静息膜电位多种细胞都有膜电位，这是在细胞膜的表面和里面之间的微小电位差。神经细胞是唯一能将静息电位的变化作为信号传送给其他细胞的细胞。静息膜电位是指神经元在不活动时的电位状态。神经细胞静息电位特征图解动作电位动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。它代表着神经的兴奋状态。动作电位的传导特点与一般规律“全或无”：只有阈刺激或阈上刺激才能引起动作电位。阈刺激与任何强度的阈上刺激引起的动作电位水平是相同的，这就被称之为“全或无”。（神经冲动的阈限是一个点，当刺激达到这个点就会引起全部幅度水平的动作电位。）不能叠加：因为动作电位具有“全或无”的特性，因此动作电位不可能产生任何意义上的叠加或总和。不衰减性传导：在细胞膜上任意一点产生动作电位，那整个细胞膜都会经历一次完全相同的动作电位，其形状与幅度均不发生变化。低等动物的神经传导速度比高等动物的神经传导速度慢。直径越大的轴突传导神经冲动的速度越快有髓鞘的神经纤维传导速度比无髓鞘的传导速度快（跳跃式传导。离子不能在髓鞘中穿过，只能在郎飞氏节中通过）特殊刺激对动作电位的影响刺激强度的增加可以在一定范围内增加神经冲动的频率，最高可达1200次。间隔极短的连续刺激会使轴突产生一系列现象：1、绝对不应期：第一个刺激过后的1ms之内，很强的刺激也不能引起反应。实质是Na+通道失活2、相对不应期：在绝对不应期之后约1.5ms，只有强刺激才能引起反应。实质是Na+通道开始恢复。3、许多神经元轴突的膜电位在此之后并不是直接回到原有水平，而是伴随大的电位波动，包括超常和低常，这种变化称为后电位。突触后电位（局部电位）突出后电位：是突触前的轴突传导的神经冲动到达突触时通过一系列的生化过程在突触后地点引起的电位变化。两种分类•1兴奋性突触后电位和抑制性突触后电位•2以化学传递物质为媒介的化学传递所产生的突触后电位与以突触前神经元的动作电流进行电传递而产生的突触后电位。分类1的对比分析~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~华丽的分割线XD~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~一般要使突触后神经元产生一个动作电位常常需要有几个兴奋的突触前神经元同时作用。并且，这几个兴奋性的突触前神经元所引起的兴奋的突触后电位可以在突触后神经元上总和起来，产生一个达到阈限以上的电位，从而触发动作电位。当刺激抑制性的突触前神经元时或者兴奋性的突触前神经元受到另一抑制性的神经元的轴突末梢的作用，使其兴奋性递质的释放减少，从而使兴奋性突触后电位电位减小，以致不容易甚至不能引起突触后神经元兴奋，呈现抑制效果。分类2的对比分析化学传递的突触电传递的突触既有化学又有电传递的突触电突触的突触前膜与突触后膜距离比较近，降低了之间的其间的电阻，因此突触前的神经冲动的电流很容易通过突触间隙到达突触后膜。这种电传递常常是出现在比较简单的动物或功能比较简单的神经线路中发现的，大多数是在执行逃跑反应的神经线路中的，也常在需要协同活动的一些神经元线路中发现这种电突触。突触后电位的功能与特点突触后电位的电位变化有大小和正负，并常以相加或相减的方式相互影响。既可以总和。这是神经元信息加工的基础。突触前神经元对突触后神经元的影响有兴奋和抑制的相反效果。这种区分依赖于突触的存在。化学传递或者电传递的神经冲动的信号只能从突触前传送到突触后，不能相反。神经冲动延轴突传导是一般都是朝远离胞体的方向。化学传递的突触远比电传递的突触普遍。神经元信息加工功能举例有选择地反映刺激侧抑制现象神经元兴奋和传导的离子运动静息电位的离子机制（现象）当将两个微电极都放在神经细胞膜外时，在示波器上没有记录到电位差，说明神经细胞膜外各处电位相等。当将一个微电极的尖端刺穿细胞膜瞬间，便可通过示波器记录到－70mV的电位差，表明膜内电位比膜外电位低了70mV。再继续深插此电极，只要电极尖端还留在神经细胞内，则此电位值便不再改变。由于此电位发生在静息状态的神经细胞膜的两侧，故称静息电位（外正内负）。静息电位的离子机制（机制）正离子（带正电荷的离子）：胞体中的钾离子和轴突中的钠离子负离子（带负电荷的离子）：胞体中的大蛋白离子和氯离子钾平衡电位：钾离子停止流动时胞外的电位。动作电位的发生我们规定膜外电位我0mv.静息电位时，膜内电位为-70mv.产生动作电位时，膜内电位变成+35mv。既神经纤维受刺激后，示波器上显示的数字由－70mV逐渐减小到0，并出现+35mV动作电位的发生资料：在神经细胞兴奋的过程中，有部分K+流到了膜外，部分Na+流到膜内，但恢复静息后，经测定，细胞内的K+浓度和细胞外的Na+浓度与静息时几乎相同，这说明必然存在某种机制将流入细胞内的Na+重新转运到细胞外，否则随着兴奋次数的增多，膜外的Na+浓度会越来越低。同理，也必然存在某种机制将流出细胞的K+重新转运到细胞内，否则细胞内K+浓度会越来越低。钠钾泵丹麦生理学家斯科（JensC.Skou）等人发现了细胞膜上存在钠钾泵，并因此获得了1997年的诺贝尔化学奖。科学家发现，钠钾泵是一种钠钾依赖的ATP酶，能分解ATP释放能量，用于将膜外的K+运进细胞，同时将膜内的Na+运出细胞。细胞内K+浓度高，细胞外Na+浓度高，正是由钠钾泵维持的。人体处于静息状态时，细胞25%的ATP被钠钾泵消耗掉，神经细胞70%的ATP被钠钾泵消耗掉。动作电位原理①AB段，神经细胞静息时，非门控的K+渗漏通道一直开放，K+外流，膜两侧的电位表现为外正内负；②BC段，神经细胞受刺激时，受刺激部位的膜上门控的Na+通道打开，Na+大量内流，膜内外的电位出现反转，表现为外负内正；③CD段，门控的Na+通道关闭，门控的K+通道打开，K+大量外流，膜电位恢复为静息电位后，门控的K+通道关闭；④一次兴奋完成后，钠钾泵将细胞内的Na+泵出，将细胞外的K+泵入，以维持细胞内K+浓度高和细胞外Na+浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。突触传递的化学性质突触突触（synapse）一词是由Sherrington(谢灵顿,1858-1952）在1890首先提出的。一个神经元与另一个神经元之间的机能性接触联系，将信息从一个神经元传递到另一个神经元。突触分为化学突触和电突触电突触示意图化学突触的主要结构突触泡：存在于突触前神经元的轴突末梢中，用于储存化学递质线粒体：用于提供化学递质合成时所需的ATP（能量泡）突触间隙：突触前膜和突触后膜之间的空间，中间有无数细丝组成突触网，功能不明。受体座：位于突触后膜，用于接受和反应化学递质，引起膜电位的变化。突触连接方式神经递质的释放过程兴奋性突触后电位产生的离子机制抑制性突触后电位的机制突触前膜释放的是抑制性神质递质，其离子通道开放后以Cl-内流为主脑表面的整体电位脑电图（EEG）脑电图（Electroencephalography,EEG）是通过医学仪器脑电图描记仪，将人体脑部自身产生的微弱生物电于头皮处收集，并放大记录而得到的曲线图。脑电图测量来自大脑中神经元的离子电流（英语：Ioncurrent）产生的电压波动。特性：自发的（自发电位）和诱导的（事件相关电位）脑电来源：以神经元为基础，是兴奋的或抑制的突触电位的总和。自发电位自发电位：在没有特殊刺激时记录到的脑电位。有几种主要的波动频率和警觉或注意的心理状态有关。事件相关电位（ERP）事件相关电位：刺激的作用或撤销引起的电位变化特征：1、必须在特定的部位才能检测出来；2、都有其特定的波形和电位分布；3、诱发电位的潜伏期与刺激之间有较严格的锁时关系，在给予刺激时几乎立即或在一定时间内瞬时出现。视觉诱发电位1、是大脑皮质枕叶区对视刺激发生的电反应，代表视网膜接受刺激，经视路传导至枕叶皮层而引起的电位变化。2、了解从视网膜到视觉皮层，即整个视觉通路功能完整性检测。脑干听觉诱发电位脑干听觉诱发电位(BAEP)是一项脑干受损较为敏感的客观指标，是由声刺激引起的神经冲动在脑干听觉传导通路上的电活动，能客观敏感地反映中枢神经系统的功能。体感诱发电位体感诱发电位(SomatosensoryEvokedPotential，简称SEP)是常见的感觉诱发电位，是当感觉器官、感觉神经或感觉传导途径上任何一点受刺激时，在中枢神经系统引导出的电位。它在一定程度上反映了特异性躯体感觉传入通路、脑干网状结构及脑皮层的机能状态癫痫病例大发作：全身肌肉抽动及意识丧失的发作小发作：表现为短暂的意识障碍，而不伴先兆或发作后症状激素：也是一种化学通讯系统现代内分泌学的出现1850年著名的法国实验生理学家克劳·伯尔纳(ClaudeBernard)发现:酸性食糜进入小肠，胰腺马上会分泌出胰液并立刻送到小肠，进行消化活动。19世纪的学术界普遍认为，胃酸刺激小肠的神经，神经将兴奋传给胰腺，使胰腺分泌胰液。贝利斯和斯塔林做了关于类似的实验，并且假设：这种实验现象不是神经调节的结果，而是化学调节的结果：在盐酸的作用下，小肠黏膜产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随着血液流到达胰腺，引起胰液的分泌。人体内的腺体人体内主要分泌腺广度速度信息模式随意性神经系统固定线路毫秒脉冲式能激素调节全身秒模拟式不能激素与神经的整合作用内分泌系统和神经系统的信息互相交流，动物的许多行为需要激素和神经的协作。在一个既有神经细胞又有内分泌细胞的完整系统中，细胞间的信息传递可能有四种方法关系：SEEYOU