第五節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能及特性神經(jīng)系統(tǒng)是人體最重要的機(jī)能調(diào)節(jié)

1、2-1Jia GuozhuTel: 82316173 Email:第五節(jié)第五節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能及特性神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能及特性1. 神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)是人體最重要的機(jī)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)。人體各器官、系統(tǒng)活動都是直接或間接地是人體最重要的機(jī)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)。人體各器官、系統(tǒng)活動都是直接或間接地在神經(jīng)系統(tǒng)控制下進(jìn)行的。在神經(jīng)系統(tǒng)控制下進(jìn)行的。包括：中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)包括：中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)：腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)：腦 + 脊髓脊髓腦：顱腔內(nèi)；脊髓：椎管內(nèi)。腦：顱腔內(nèi)；脊髓：椎管內(nèi)。 二者在枕骨大孔處相連。二者在枕骨大孔處相連。覆在左右大腦半球表面的灰質(zhì)層稱為覆在左右大腦半球表面的灰質(zhì)層稱為大腦皮質(zhì)大腦皮

2、質(zhì)，控制著脊髓和腦的，控制著脊髓和腦的其余部分，是調(diào)節(jié)人體活動的最高中樞。其余部分，是調(diào)節(jié)人體活動的最高中樞。脊髓是初級中樞所在部位，它通過上下傳導(dǎo)束與腦部密切聯(lián)系，其脊髓是初級中樞所在部位，它通過上下傳導(dǎo)束與腦部密切聯(lián)系，其功能受各級腦中樞制約。功能受各級腦中樞制約。2-2Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2-3Jia GuozhuTel: 82316173 Email:- 周圍神經(jīng)系統(tǒng)周圍神經(jīng)系統(tǒng) 是中樞神經(jīng)以外全部神經(jīng)的總稱。它起始于中樞神經(jīng)，是中樞神經(jīng)以外全部神經(jīng)的總稱。它起始于中樞神經(jīng)，分布于周圍器官。分布于周圍器官。 分類：分類：- 按起始部位：腦神經(jīng)，脊

3、神經(jīng)按起始部位：腦神經(jīng)，脊神經(jīng)- 按分布器官：軀體神經(jīng)，內(nèi)臟神經(jīng)按分布器官：軀體神經(jīng)，內(nèi)臟神經(jīng) 功能：在感受器與中樞神經(jīng)之間，以及中樞神經(jīng)與效應(yīng)功能：在感受器與中樞神經(jīng)之間，以及中樞神經(jīng)與效應(yīng)器之間傳導(dǎo)神經(jīng)沖動器之間傳導(dǎo)神經(jīng)沖動2-4Jia GuozhuTel: 82316173 Email:神經(jīng)系統(tǒng)活動方式神經(jīng)系統(tǒng)活動方式1) 反射弧反射弧反射：神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)肌體的活動，對內(nèi)外環(huán)境的刺激反射：神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)肌體的活動，對內(nèi)外環(huán)境的刺激作出一定的應(yīng)答反映，稱為作出一定的應(yīng)答反映，稱為反射反射。反射?。簠⑴c一個反射活動的全部結(jié)構(gòu)組成該反射的反射弧：參與一個反射活動的全部結(jié)構(gòu)組成該反射的反射?。ㄈ缦ヌ?/p>

4、反射的反射?。?。反射?。ㄈ缦ヌ瓷涞姆瓷浠。７瓷浠〉幕经h(huán)節(jié)：反射弧的基本環(huán)節(jié)： 感受器感受器 傳入神經(jīng)元傳入神經(jīng)元 中間神經(jīng)元中間神經(jīng)元 效應(yīng)器效應(yīng)器2-5Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2-6Jia GuozhuTel: 82316173 Email:信息鍵信息鍵人機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)系統(tǒng)中的信息信息在人的神經(jīng)系統(tǒng)中的循環(huán)過程。在人的神經(jīng)系統(tǒng)中的循環(huán)過程。2-7Jia GuozhuTel: 82316173 Email:人的運動系統(tǒng)組成是：人的運動系統(tǒng)組成是：骨骨（運動杠桿）（運動杠桿）+ 關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)（運動樞紐）（運動樞紐）+ 肌肉肌肉 （運動動力）（運動動力）它們在

5、神經(jīng)系統(tǒng)的支配下，協(xié)調(diào)一致完成動作。它們在神經(jīng)系統(tǒng)的支配下，協(xié)調(diào)一致完成動作。1. 骨骼骨骼成人全身有成人全身有206塊骨，其中有塊骨，其中有177塊直接參與人體運動。塊直接參與人體運動。分為：軀干骨，四肢骨，顱骨三部分。分為：軀干骨，四肢骨，顱骨三部分。軀干骨：軀干骨： 椎骨椎骨 + 關(guān)節(jié)關(guān)節(jié) = 脊柱脊柱 肋骨肋骨 骨性胸部骨性胸部 胸骨胸骨2-8Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2-9Jia GuozhuTel: 82316173 Email:脊柱位于背部中央，構(gòu)成人體的脊柱位于背部中央，構(gòu)成人體的中軸。中軸。脊柱的活動范圍很大：脊柱的活動范圍很大： 沿沿矢狀面

6、矢狀面做俯仰運動，做俯仰運動， 沿沿冠狀面冠狀面做側(cè)屈運動，做側(cè)屈運動， 沿沿垂軸垂軸做回旋運動，也可做環(huán)轉(zhuǎn)運動。做回旋運動，也可做環(huán)轉(zhuǎn)運動。 人的大部分活動都要有脊椎運動的支持，所以背部損人的大部分活動都要有脊椎運動的支持，所以背部損傷的機(jī)會很多。傷的機(jī)會很多。 在工具及工作臺、椅設(shè)計時，應(yīng)避免彎曲。在工具及工作臺、椅設(shè)計時，應(yīng)避免彎曲。2-10Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2-11Jia GuozhuTel: 82316173 Email:關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)全身的骨與骨之間借一定的結(jié)構(gòu)相連接，稱為全身的骨與骨之間借一定的結(jié)構(gòu)相連接，稱為 骨連接（骨連接（關(guān)節(jié)）關(guān)節(jié)）。骨

7、與骨之間除了借骨與骨之間除了借關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)連接外，并由連接外，并由肌肉肌肉和和韌帶韌帶連接在連接在一起。一起。韌帶除了有連接兩骨、增加關(guān)節(jié)的穩(wěn)固性的作用以外，韌帶除了有連接兩骨、增加關(guān)節(jié)的穩(wěn)固性的作用以外，還有限制關(guān)節(jié)運動的作用。因此，人體各關(guān)節(jié)的活動有還有限制關(guān)節(jié)運動的作用。因此，人體各關(guān)節(jié)的活動有一定限度。一定限度。人體處于各種舒適位置時，關(guān)節(jié)必然處在一定的舒適調(diào)人體處于各種舒適位置時，關(guān)節(jié)必然處在一定的舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，節(jié)范圍內(nèi)， 如表。如表。2-12Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2-13Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2-14Jia

8、GuozhuTel: 82316173 Email:3. 肌肉肌肉人體活動的能力決定于肌肉。人的肌肉分人體活動的能力決定于肌肉。人的肌肉分為：為：骨骼?。焊接谟诠趋溃溥\動受意志骨骼?。焊接谟诠趋溃溥\動受意志支配。支配。平滑肌（內(nèi)臟?。捍蠖紭?gòu)成內(nèi)臟的平滑肌（內(nèi)臟?。捍蠖紭?gòu)成內(nèi)臟的壁。壁。心?。悍植荚谛呐K的壁上，其運動不心?。悍植荚谛呐K的壁上，其運動不受意志支配。受意志支配。2-15Jia GuozhuTel: 82316173 Email:骨骼肌的四種特性：骨骼肌的四種特性：收縮性：肌肉有靜止和運動狀態(tài)。處于靜止的肌肉并不是收縮性：肌肉有靜止和運動狀態(tài)。處于靜止的肌肉并不是完全休息放松，

9、其中少數(shù)運動部位的肌肉保持輕微的收縮完全休息放松，其中少數(shù)運動部位的肌肉保持輕微的收縮（緊張度），用以維持人體的一定姿勢。（緊張度），用以維持人體的一定姿勢。伸展性：骨骼肌在受外力作用時可被拉長的特性。伸展性：骨骼肌在受外力作用時可被拉長的特性。彈性：骨骼肌有受壓變形，外力解除即可復(fù)原的特性。彈性：骨骼肌有受壓變形，外力解除即可復(fù)原的特性。粘滯性：粘滯性是原生質(zhì)的普遍特性，主要是由于其內(nèi)部粘滯性：粘滯性是原生質(zhì)的普遍特性，主要是由于其內(nèi)部含有膠狀物質(zhì)的緣故。氣溫降低，肌肉的粘滯性增加，肌含有膠狀物質(zhì)的緣故。氣溫降低，肌肉的粘滯性增加，肌肉易被拉傷；氣溫升高，肌肉的粘滯性減少，這可保證人肉易被拉

10、傷；氣溫升高，肌肉的粘滯性減少，這可保證人的動作靈活性，避免肌肉拉傷。的動作靈活性，避免肌肉拉傷。2-16Jia GuozhuTel: 82316173 Email: 在人機(jī)系統(tǒng)中，操作者接受系統(tǒng)的信息并經(jīng)加工后，便依在人機(jī)系統(tǒng)中，操作者接受系統(tǒng)的信息并經(jīng)加工后，便依據(jù)加工的結(jié)果對系統(tǒng)作出反映，這稱之為操作者的據(jù)加工的結(jié)果對系統(tǒng)作出反映，這稱之為操作者的信息輸信息輸出出。操作者的操作者的信息輸出信息輸出有有語言輸出語言輸出和和運動輸出運動輸出等形式，運動輸?shù)刃问剑\動輸出是最重要的形式。出是最重要的形式。運動輸出運動輸出的質(zhì)量指標(biāo)有的質(zhì)量指標(biāo)有反應(yīng)時間、運動速度和準(zhǔn)確性反應(yīng)時間、運動速度和準(zhǔn)確

11、性。2-17Jia GuozhuTel: 82316173 Email: 反應(yīng)時間反應(yīng)時間 （反映潛伏期）（反映潛伏期）指刺激和反應(yīng)的指刺激和反應(yīng)的時間間距。時間間距。刺激引起了一種過程，包括：刺激引起了一種過程，包括：使感覺器官產(chǎn)生活動，使感覺器官產(chǎn)生活動，經(jīng)由傳入神經(jīng)傳入大腦，經(jīng)由傳入神經(jīng)傳入大腦，經(jīng)綜合加工再由傳出神經(jīng)從大腦傳給肌肉，經(jīng)綜合加工再由傳出神經(jīng)從大腦傳給肌肉，肌肉收縮作出操作活動。肌肉收縮作出操作活動。2-18Jia GuozhuTel: 82316173 Email:上述每一步驟都需要時間，這些時間和稱為反應(yīng)時間。上述每一步驟都需要時間，這些時間和稱為反應(yīng)時間。 反應(yīng)時間反

12、應(yīng)時間=反應(yīng)知覺時間反應(yīng)知覺時間 + 動作時間動作時間 反應(yīng)知覺時間反應(yīng)知覺時間: 自出現(xiàn)刺激到開始執(zhí)行操縱的時間自出現(xiàn)刺激到開始執(zhí)行操縱的時間 動作時間動作時間: 執(zhí)行操縱的延續(xù)時間執(zhí)行操縱的延續(xù)時間2-19Jia GuozhuTel: 82316173 Email:感覺器官感覺器官 各種感覺器官的反應(yīng)時間如表。各種感覺器官的反應(yīng)時間如表。由表可見，由表可見， 觸覺和聽覺反應(yīng)時間最短，其次是視覺。觸覺和聽覺反應(yīng)時間最短，其次是視覺。因此：因此：在報警信號設(shè)計中，常用聽覺刺激為報警信號形式。在報警信號設(shè)計中，常用聽覺刺激為報警信號形式。在常用信號設(shè)計中，多以視覺刺激為主要信號形式。在常用信號設(shè)

13、計中，多以視覺刺激為主要信號形式。感覺器官感覺器官反應(yīng)時間反應(yīng)時間/ms觸覺觸覺聽覺聽覺視覺視覺嗅覺嗅覺味覺味覺110-160120-160150-200210-390330-1100影響反應(yīng)時間的因素：影響反應(yīng)時間的因素：2-20Jia GuozhuTel: 82316173 Email:刺激信號的強(qiáng)度刺激信號的強(qiáng)度反應(yīng)時間與信號強(qiáng)度有關(guān)。反應(yīng)時間與信號強(qiáng)度有關(guān)。刺激反應(yīng)時間隨信號強(qiáng)度增加而減少，但是有限度，稱刺激反應(yīng)時間隨信號強(qiáng)度增加而減少，但是有限度，稱為為 “不可減的最少限不可減的最少限”。刺激刺激對刺激開對刺激開始反應(yīng)的始反應(yīng)的時間時間ms聲聲中強(qiáng)中強(qiáng)度度弱強(qiáng)弱強(qiáng)度度閾限閾限強(qiáng)度強(qiáng)度

14、119184779光光弱弱強(qiáng)強(qiáng)2051622-21Jia GuozhuTel: 82316173 Email:刺激的清晰度和可辨性刺激的清晰度和可辨性刺激信號與背景的對比程度影響反應(yīng)時間。刺激信號與背景的對比程度影響反應(yīng)時間。設(shè)計聲音信號時，要考慮信號與背景的信噪比及頻率不同。設(shè)計聲音信號時，要考慮信號與背景的信噪比及頻率不同。設(shè)計標(biāo)志信號時，要考慮信號與背景的顏色對比。設(shè)計標(biāo)志信號時，要考慮信號與背景的顏色對比。2-22Jia GuozhuTel: 82316173 Email:人的主體因素人的主體因素指習(xí)俗、個體差異、疲勞等對反應(yīng)時間的影響。指習(xí)俗、個體差異、疲勞等對反應(yīng)時間的影響。人的反

15、應(yīng)速度如表。人的反應(yīng)速度如表。練習(xí)可提高人的反應(yīng)速度、準(zhǔn)確度和耐久力。練習(xí)可提高人的反應(yīng)速度、準(zhǔn)確度和耐久力。反應(yīng)條件反應(yīng)條件 反應(yīng)時間反應(yīng)時間/s一般反應(yīng)一般反應(yīng)復(fù)雜的選復(fù)雜的選擇擇復(fù)雜判斷復(fù)雜判斷和認(rèn)知反和認(rèn)知反應(yīng)應(yīng)0.1-0.151-33-52-23Jia GuozhuTel: 82316173 Email:運動速度運動速度 運動速度可用完成的時間表示。人的運動時間與運運動速度可用完成的時間表示。人的運動時間與運動特點、目標(biāo)距離、動作方向、動作軌跡特征、負(fù)荷重動特點、目標(biāo)距離、動作方向、動作軌跡特征、負(fù)荷重量等因素有關(guān)。量等因素有關(guān)。動作特點動作特點 人體各部位動作一次的最少平均時間如表

16、。人體各部位動作一次的最少平均時間如表。 由表可見，即使使用同一部位，但動作特點不同，由表可見，即使使用同一部位，但動作特點不同，所需的最少平均時間也不同。所需的最少平均時間也不同。2-24Jia GuozhuTel: 82316173 Email:動作部動作部位位動作特點動作特點最少平均最少平均時間時間/s手手抓取抓取直線的直線的曲線的曲線的0.070.22旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)克服阻力克服阻力不克服阻不克服阻力力0.720.22腳腳直線的直線的克服阻力的克服阻力的0.360.72腿腿直線的直線的腳向側(cè)面腳向側(cè)面0.360.72-1.46軀干軀干彎曲彎曲傾斜傾斜0.72-1. 6210262-25Jia

17、GuozhuTel: 82316173 Email:2) 運動方向運動方向 運動方向和運動距離對運動速度有影響。運動方向和運動距離對運動速度有影響。 當(dāng)被試者在坐姿平面向當(dāng)被試者在坐姿平面向0、30、60、90度七個不同方度七個不同方向進(jìn)行重復(fù)敲擊運動，設(shè)定距離分別為向進(jìn)行重復(fù)敲擊運動，設(shè)定距離分別為10、30、50cm, 實驗結(jié)果如圖。實驗結(jié)果如圖。當(dāng)運動距離當(dāng)運動距離30cm, 各方位敲擊速度差異明顯各方位敲擊速度差異明顯。左手左手右手右手 最慢區(qū)最慢區(qū)最快區(qū)最快區(qū) 最快區(qū)最快區(qū) 中等區(qū)中等區(qū) 中等區(qū)中等區(qū)最慢區(qū)最慢區(qū)2-26Jia GuozhuTel: 82316173 Email:動作

18、軌跡特征動作軌跡特征動作軌跡特征對運動速度的影響極為明顯：動作軌跡特征對運動速度的影響極為明顯： 連續(xù)改變和突然改變的曲線式動作，前者速度快，后者速連續(xù)改變和突然改變的曲線式動作，前者速度快，后者速度慢。度慢。 水平動作比垂直動作速度快。水平動作比垂直動作速度快。 圓形軌跡動作比直線軌跡動作快。圓形軌跡動作比直線軌跡動作快。 順時針動作比逆時針動作靈活。順時針動作比逆時針動作靈活。 手向著身體的動作比離開身體的動作靈活；向前后的往復(fù)手向著身體的動作比離開身體的動作靈活；向前后的往復(fù)運動比向左右的往復(fù)運動速度快。運動比向左右的往復(fù)運動速度快。2-27Jia GuozhuTel: 82316173

19、 Email:運動準(zhǔn)確性運動準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性是評價運動輸出質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。準(zhǔn)確性是評價運動輸出質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。影響準(zhǔn)確性的因素主要有：影響準(zhǔn)確性的因素主要有：運動速度與準(zhǔn)確性運動速度與準(zhǔn)確性運動速度與準(zhǔn)確性相互補(bǔ)償，見速度運動速度與準(zhǔn)確性相互補(bǔ)償，見速度-準(zhǔn)確性特征曲線。準(zhǔn)確性特征曲線。運動方向與準(zhǔn)確性運動方向與準(zhǔn)確性筆尖運動測試圖。筆尖運動測試圖。準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度運動速度運動速度最佳點最佳點拐點拐點fastslow2-28Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2-29Jia GuozhuTel: 82316173 Email:操作方法與準(zhǔn)確性操作方法與準(zhǔn)確性由于手的結(jié)構(gòu)

20、特點，不同部位隨意控制能力的不同，使由于手的結(jié)構(gòu)特點，不同部位隨意控制能力的不同，使手的某些運動比另一些運動更靈活、更準(zhǔn)確，見對比手的某些運動比另一些運動更靈活、更準(zhǔn)確，見對比分析如圖。分析如圖。2-30Jia GuozhuTel: 82316173 Email:1. 作業(yè)姿勢的基本類型作業(yè)姿勢的基本類型1) 類型類型 立姿：立姿：7種種 （直立、彎腰、前屈、蹲姿（直立、彎腰、前屈、蹲姿） 端坐姿：端坐姿：14種種 （直立、彎腰、前屈、蹲姿（直立、彎腰、前屈、蹲姿） 靠椅坐姿：靠椅坐姿：10種種 （正常、前屈（正常、前屈） 臥姿：臥姿：3種種2-31Jia GuozhuTel: 8231617

21、3 Email:影響因素影響因素 作業(yè)空間的大小及照明條件，變換姿勢的可能性。作業(yè)空間的大小及照明條件，變換姿勢的可能性。 體力負(fù)荷的大小及用力方向，作業(yè)所要求的準(zhǔn)確度和速體力負(fù)荷的大小及用力方向，作業(yè)所要求的準(zhǔn)確度和速度。度。 工作場所的布置，工具材料的位置及取用和操作方法。工作場所的布置，工具材料的位置及取用和操作方法。 作業(yè)方式、方法及操作時的起坐頻率。作業(yè)方式、方法及操作時的起坐頻率。 工作臺面與坐椅的高度，有無足夠的容膝空間。工作臺面與坐椅的高度，有無足夠的容膝空間。2-32Jia GuozhuTel: 82316173 Email:確定作業(yè)姿勢的一般原則確定作業(yè)姿勢的一般原則姿勢對

22、肌肉和心血管系統(tǒng)的影響姿勢對肌肉和心血管系統(tǒng)的影響人體姿勢所造成的肌肉負(fù)荷可用肌電圖顯示。人體姿勢所造成的肌肉負(fù)荷可用肌電圖顯示。肌電圖肌電圖:伴隨肌肉收縮產(chǎn)生的生物電位的變化。伴隨肌肉收縮產(chǎn)生的生物電位的變化。人體的人體的13種姿勢，具有代表性的種姿勢，具有代表性的21處肌肉群通處肌肉群通過肌電圖得出的結(jié)果如圖。過肌電圖得出的結(jié)果如圖。2-33Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2-34Jia GuozhuTel: 82316173 Email:2) 一般原則一般原則以坐姿為好，其次是坐立姿。以坐姿為好，其次是坐立姿。盡可能采取平衡姿勢。盡可能采取平衡姿勢。應(yīng)使操作者

23、能自由變換體位。應(yīng)使操作者能自由變換體位。2-35Jia GuozhuTel: 82316173 Email:立姿立姿正確立姿：正確立姿：- 身體各個部分（頭、頸、胸、腹）等均垂直于水平面。身體各個部分（頭、頸、胸、腹）等均垂直于水平面。- 人體的重量主要由骨骼承擔(dān)。人體的重量主要由骨骼承擔(dān)。- 肌肉和韌帶的負(fù)荷最小。肌肉和韌帶的負(fù)荷最小。舒適的立姿舒適的立姿：是身體自然直立或軀干向前傾：是身體自然直立或軀干向前傾15度左右。度左右。下列情況宜采取立姿：下列情況宜采取立姿：- 常用的控制器分布在坐姿不可能達(dá)到的較大區(qū)域。常用的控制器分布在坐姿不可能達(dá)到的較大區(qū)域。- 需要較大肌力的作業(yè)。需要較大肌力的作業(yè)。- 沒有容膝空間的作業(yè)。沒有容膝空間的作業(yè)。- 需要頻繁坐、立的作業(yè)。需要頻繁坐、立的作業(yè)。- 單調(diào)的易引起心理性疲勞的作業(yè)。單調(diào)的易引起心理性疲勞的作業(yè)。2-36Jia GuozhuTel: 82316173 Email:坐姿坐姿正確坐