中枢神经系统的高级功能
为刺激桡浅神经记号,间隔 10 ms 后即出现先正后负的主反 应,再间隔100 ms左右后,即 相继出现正相波动的后发放。
二、觉醒和睡眠 (awakening and sleep)
• 睡眠时间: 新生儿 18-20 h 儿童 12-14 h 成人 7-9 h 老年 5-7 h
• 睡眠表现:脑电慢波,感觉、运动、肌紧张、血压↓, 心率慢,瞳孔缩小,体温↓,呼吸慢,唾液↓,但胃液分 泌可↑,发汗↑。
3. 睡眠时相的转换 反复转化约4-5次,愈向后REM时间愈长。
生理意义 • non-REM:生长素分泌比觉醒明显升高,促进生长
与体力恢复 • REM:缺乏时出现易激动等心理活动扰乱(如动
物一出现REM即唤醒,持续数天,其自然睡 眠REM时间延长),该时相脑内蛋白质合成加 快,有利于幼儿神经系统成熟,建立新的突触 联系,促进记忆与精力恢复。
短时程敏感化(short-term sensitization) 长时程敏感化(long-term sensitization)
缩鳃反射敏感化的突触机制
2. 结合型学习(联合型学习, associative learning)
(一)学习的类型
1. 非结合型学习(非联合型学习nonassociative learning) 一种简单的学习类型,不需要在刺激和反应之间形成某
种 明 确 的 联 系 , 包 括 习 惯 化 (habituation) 和 敏 感 化 (sensitization)。
海兔(Aplysia californica)
专栏
海兔的缩鳃反射
海兔缩鳃反射的习惯化:
短时程习惯化(short-term habituation) 钙离子内流受阻 长时程习惯化( long-term habituation) 突触末梢结构变化
细胞水平的习惯化
反复电刺激感觉神经元,导致突触后运动神经元 EPSP逐渐减小
海兔缩鳃反射的敏感化:
• CNS高级机能的研究方法:
条件反射法:巴甫洛夫
综合法:电生理学方法、神经化学方法、形态学方法、 药理学方法(微电极技术、脑内注射法、微电泳法、同 位素示踪法、免疫细胞化学法、放射免疫法等)从分子、 细胞和整体水平进行综合研究
一、大脑皮层的生物电活动 (一)自发脑电活动
1. 脑电图 (electroencephalogram, EEG)
特征: 全身肌张力降低,运动减至最小; 体温和能耗降低; 心 率、呼吸和泌尿均减慢,消化活动增强;精神活动也 降至最低。 1、2、3、4期
2. 异相睡眠 (paradoxical sleep, PS) 快速眼动睡眠(rapid eye movement sleep,REM)
特征: 肌张力近乎完全丧失; 深部体温降低; 心率、呼 吸加速但不规则;脑电呈现快速低幅的波动; 做梦的睡眠。
棘波:时程在80ms以下,幅度为50-150μV。 尖波:时程为80-200ms,幅度为100-200μV。 棘慢综合波:棘波后跟随出现一个慢波,慢波时
程达200-500ms;一般棘慢综合波出现时, 多数为每秒3次左右。
在皮层具有占位性病变(肿瘤等)的区域,即使病人外于 清醒状态时,亦可引出θ波或δ波。
4. 睡眠发生机制
扩散的抑制过程 与中枢神经系统内某些特定结构有关 与某些中枢递质系统的功能有关
三、学习和记忆
学习和记忆的概念 简单地说,神经系统的学习、记忆以及回忆机 能,就是接收、储存和再现信息的神经生理活 动,这是神经网络的普遍的机能特性。
学习 (learning) 记忆 (memory)
③ 黑质多巴胺系统→维持行为觉醒,单纯破坏中脑黑质多巴 胺系统:对新异刺激不能表现探究行为,行为 不能觉醒,但脑电仍有快波。
(二)睡眠的时相及发生机制
睡眠 是机体对环境的反应性降低,并与环境的相 互作用减弱的一种可以轻易逆转的状态。
1. 慢波睡眠 (slow wave sleep, SWS) 非快速眼动睡眠 (non-rapid eye movement sleep, non-REM)
(一)觉醒状态的维持
• 与脑干网状结构密切相关:破坏中脑网状结构头 端,保留特异感觉途径→动物昏睡,脑电不能形 成快波。刺激之,相反。
脑电觉醒 行为觉醒
觉醒有三个成分:
① 脑干网状结构上行激动系统非特异投射系统→Ach,对昏 睡有唤醒作用,但为时相性,不能持久,阿托 品阻断唤醒。
② 蓝斑上部NE系统:维持持续紧张性脑电,破坏此束→脑电 快波明显减少,Ach能调制NE系统的脑电觉醒 作用。
2. 脑电波形成的原理
• 一般认为,脑电波主要是由突触后电位变化形成的, 也就是由细胞和树突的电位变化形成的,是由大量皮 质神经元突触后电位同步总和形成。脑电波的节律不 同于皮质细胞本身的内在节律性活动,而是同丘脑的 活动有关。
产生脑电节律活动的条件 同步化: 脑电图出现低频率高振幅的波形,抑制过程。 去同步化:脑电图出现高频率低振幅的波形,兴奋过程。
第四节 中枢神经系统的高级功能 The higher function of CNS
• CNS高级机能的范畴:
conditioned reflex sleep and wakefulness 对复杂行为的调节控制
learning and memory motivated behavior 高级神经活动
正常脑电图的基本波形
δ波: 0.5-3 Hz,20-200μV θ波: 4-7 Hz,100-150 μV α波: 8-13 Hz,20-100 μV β波: 14-30Hz 5-20μV
同步化(synchronization),去同步化(desynchronization)
异常脑电
癫痫:脑电图可出现棘波、尖波、棘慢综合波等,
神经元的排列方向一致
脑电活动的皮层神经元机制
皮层神经元节律性同步活动的起源
(二)诱发脑电活动
• 诱发电位 (evoked potential) 感觉器官或感觉传导途径上任何一点受刺激时,在大 脑皮层引出的电位变化。
家兔大脑皮层感觉运动区诱发电位 上线:诱发电位记录,向下为正,
向上为负。 下线:时间 50 ms ,第一个向上小波