神經(jīng)系統(tǒng)的電信號

關于神經(jīng)系統(tǒng)的電信號19.05.2023生理心理學1第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學2第一節(jié)概論有機體可以被看作是一個處理信息的系統(tǒng)，信息的傳遞和加工是一切行為的基礎，本章主要講解神經(jīng)系統(tǒng)中信息是怎樣傳遞的，神經(jīng)細胞是如何產(chǎn)生傳遞信息的神經(jīng)信號和這些信號在它們之間是如何傳遞的。

第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學3第二節(jié)靜息膜電位一、定義

是指細胞未受刺激時存在于細胞膜兩側的電位差。由于這一電位差存在于安靜細胞膜的兩側，故又稱為跨膜靜息電位或膜電位。

第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學4第二節(jié)靜息膜電位二、膜電位的實驗

這個實驗表明靜息電位表現(xiàn)為膜內(nèi)比膜外低，即膜內(nèi)帶負電，而膜外帶正電。第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學5第二節(jié)靜息膜電位三、生理學名詞

靜息電位存在時膜兩側所保持的內(nèi)負外正狀態(tài)稱為膜的極化（polarization）。

當靜息電位的數(shù)值向膜內(nèi)負值加大的方向變化時，稱膜的超極化（hyperpolarization）。

膜內(nèi)電位向負值減少的方向變化時，稱為去極化或除極化（depolarization）。

細胞先發(fā)生去極化，然后再向正常安靜時膜內(nèi)所處的負值恢復，則稱為復極化（repolarization）。

第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學6第二節(jié)靜息膜電位四、生物電現(xiàn)象原理

生物電現(xiàn)象是以細胞膜兩側帶電離子的不均衡分布和選擇性離子跨膜轉運為基礎的。

常見的離子有4種：K+Na+Cl-Ca++，細胞內(nèi)還有帶負電荷的蛋白質(zhì)，這些離子在神經(jīng)元膜任一側的靜電荷分布是不平衡的。

第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學7第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動一、定義

動作電位是指細胞受刺激而興奮時，在膜兩側所產(chǎn)生的快速、可逆、可擴布性的電位變化。動作電位是細胞興奮的標志。

二、實驗

第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學8第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動三、名詞：

引起神經(jīng)沖動的最低刺激強度就是神經(jīng)沖動的閾限。（sthreshold）

神經(jīng)沖動除了在傳導過程中不減幅外，還有另一個特點，即在刺激強度超過閾限或更強時，它的幅度也不再增加。這就是神經(jīng)沖動的全或無（all-or-non）的特性。

刺激強度的增加雖然不能增加神經(jīng)沖動的幅度，但在一定的強度范圍內(nèi)能增加神經(jīng)沖動的頻率，可使連續(xù)產(chǎn)生的神經(jīng)沖動之間的間隔時間縮短。

第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學9第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動

神經(jīng)纖維的動作電位一般在0.5-2.0ms的時間內(nèi)完成，這使它在描記的圖形上表現(xiàn)為一次短促而尖銳的脈沖變化，因而我們常把這種構成動作電位主要部分的脈沖變化稱為鋒電位。

在鋒電位下降支最后恢復到靜息電位水平前，膜兩側電位還要經(jīng)歷一些微小而較緩慢的波動，稱為后電位。

第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學10第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動

一般是先有5-30ms的負后電位（去極化后電位），再出現(xiàn)一段延續(xù)更長的正后電位（超極化后電位）。

鋒電位存在的時期相當于絕對不應期。

負后電位出現(xiàn)時，細胞大約正處于相對不應期和超常期。

正后電位期相當于低常期。

第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學11第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動四、生物電產(chǎn)生的機制

1、膜的離子流學說

生物電產(chǎn)生的前提是細胞膜內(nèi)外某些帶電離子分布和濃度不同。正常時，細胞內(nèi)的K+濃度和蛋白質(zhì)負離子A-濃度比膜外高，而細胞外的Na+和Cl-濃度比膜內(nèi)高，因此，K+和A-有向膜外擴散的趨勢，而Na+和Cl-有向膜內(nèi)擴散的趨勢。

第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學12第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動

2、靜息電位產(chǎn)生的機制

靜息電位主要是K+外流所形成的電——化學平衡電位。

第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學13第三節(jié)動作電位——神經(jīng)沖動

3、動作電位產(chǎn)生的機制

動作電位的上升支主要是細胞外Na+內(nèi)流造成的。

動作電位的下降支主要是細胞內(nèi)K+外流造成的。

第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學14第四節(jié)動作電位的傳導一、可興奮細胞的特征：

任何一處膜產(chǎn)生的動作電位都可沿著細胞膜向周圍傳播，使整個細胞膜都經(jīng)歷一次類似于被刺激部位的離子電導的改變，表現(xiàn)為動作電位沿整個細胞膜的傳導。

二、實驗

第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學15第四節(jié)動作電位的傳導三、機制

所謂動作電位的傳導，實際是已興奮的膜部分通過局部電流“刺激”了未興奮的膜部分，使之出現(xiàn)動作電位，這樣的過程在膜表面連續(xù)進行下去就表現(xiàn)在整個細胞的傳導。

第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學16第四節(jié)動作電位的傳導四、神經(jīng)沖動

沿著神經(jīng)纖維傳導的動作電位是呈脈沖式的鋒電位，稱為神經(jīng)沖動。神經(jīng)沖動可以通過突觸或神經(jīng)接頭進行傳遞。

第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學17第四節(jié)動作電位的傳導五、神經(jīng)沖動傳導的特點

1、突出的特點是不衰減。即動作電位的幅度，傳導速度不會央傳導距離的增加而減少，呈現(xiàn)動作電位“全或無”現(xiàn)象。

2、雙向性：即興奮能從受刺激的部位向相反的兩個方向傳導。

第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學18第四節(jié)動作電位的傳導3、完整性：神經(jīng)纖維的結構和功能完整時，才能正常傳導興奮。

4、絕緣性：一根神經(jīng)干中的各條神經(jīng)纖維，各傳導自己的興奮而基本上互不干擾，從而保證了神經(jīng)調(diào)節(jié)的精確性。

5、相對不疲勞性：用每秒50-100次的電刺激連續(xù)刺激神經(jīng)9-12h,發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維始終保持著興奮的能力。第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學19第四節(jié)動作電位的傳導六、無動作電位的神經(jīng)信號傳遞

局部興奮的基本特性：

1、不是“全或無”的，而是隨著閾下刺激的增大而增大。

2、不能在膜上作遠距離傳播。

3、局部興奮是可以疊加的。

第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學20第四節(jié)動作電位的傳導A．當一處產(chǎn)生的局部興奮由于電緊張性擴布致使鄰近處的膜也出現(xiàn)程度較小的去極化，而該處又因為另一刺激也產(chǎn)生了局部興奮，雖然兩者（當然不一定限于兩者）單獨出現(xiàn)時都不足以引發(fā)一次動作電位，但如果遇到一起可以疊加起來，以致有可能達到閾電位而引發(fā)一次動作電位，稱為興奮的空間性總和。

第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學21第四節(jié)動作電位的傳導

B．局部興奮的疊加邊可以發(fā)生在連續(xù)受到數(shù)個閾下刺激的膜的某一點，亦即當前刺激引起的局部興奮尚未消失時，與后面刺激引起局部興奮發(fā)生疊加，稱為時間性總和。

第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學22第五節(jié)腦電圖一、起源和特性

腦電圖是許多細胞的活動，而且是在距離這些細胞較遠的地方記錄下來的。

在沒有特殊刺激時記錄到的腦電位稱為自發(fā)電位或自發(fā)節(jié)律（spentaneousrlythms）。

刺激引起的電位變化稱為誘發(fā)電位或事件相關電位(event-relatedpotention)。

第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學23第五節(jié)腦電圖二、自發(fā)性節(jié)律

自發(fā)性節(jié)律的變化在臨床上常用來診斷許多神經(jīng)功能的障礙。

第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月19.05.2023生理心理學24第五節(jié)腦電圖三、事件相關電位（誘發(fā)電位）

某些確定的刺激，如閉光或嗒嗒聲，或有意識的活動所