《神經(jīng)干動(dòng)作電位》課件

神經(jīng)干動(dòng)作電位什么是神經(jīng)干動(dòng)作電位電信號(hào)神經(jīng)干動(dòng)作電位是一種快速變化的電信號(hào)快速傳遞神經(jīng)干動(dòng)作電位可以快速傳遞信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)干動(dòng)作電位是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的基礎(chǔ)神經(jīng)干動(dòng)作電位的特征全或無定律動(dòng)作電位一旦產(chǎn)生，其幅度和形狀保持不變，不受刺激強(qiáng)度的影響。不衰減傳播動(dòng)作電位在神經(jīng)纖維上傳播時(shí)，其幅度不衰減，可以遠(yuǎn)距離傳導(dǎo)。相對(duì)不應(yīng)期在動(dòng)作電位產(chǎn)生后，神經(jīng)纖維處于暫時(shí)性的不應(yīng)期，不易再產(chǎn)生動(dòng)作電位。頻率編碼神經(jīng)纖維通過改變動(dòng)作電位的頻率來傳遞信息。神經(jīng)干動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制1靜息電位神經(jīng)元處于靜息狀態(tài)時(shí)，膜內(nèi)負(fù)電位，膜外正電位，形成電位差。2去極化當(dāng)神經(jīng)元受到刺激，膜電位發(fā)生改變，膜內(nèi)負(fù)電位減小，膜外正電位增大。3動(dòng)作電位的產(chǎn)生當(dāng)去極化達(dá)到閾值電位時(shí)，神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位，膜電位迅速反轉(zhuǎn)。4復(fù)極化動(dòng)作電位結(jié)束后，膜電位恢復(fù)到靜息電位水平。靜息電位和去極化1靜息電位神經(jīng)元處于未被刺激狀態(tài)時(shí)，膜內(nèi)電位比膜外電位低，形成靜息電位。2去極化當(dāng)神經(jīng)元受到刺激時(shí)，膜對(duì)鈉離子的通透性增加，鈉離子內(nèi)流，膜內(nèi)電位升高，接近膜外電位，稱為去極化。電壓門控Na+通道的開啟膜電位變化當(dāng)膜電位去極化至閾值電位時(shí)，電壓門控Na+通道開始打開。Na+離子內(nèi)流打開的通道允許Na+離子從細(xì)胞外流入細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)一步去極化膜電位。正反饋循環(huán)Na+離子的內(nèi)流導(dǎo)致更多的Na+通道打開，形成正反饋循環(huán)，加速膜電位的去極化。動(dòng)作電位的形成1去極化膜電位上升2峰值膜電位達(dá)到峰值3復(fù)極化膜電位下降動(dòng)作電位的傳播1去極化動(dòng)作電位到達(dá)一個(gè)部位時(shí)，會(huì)引起該部位膜電位發(fā)生去極化。2鈉離子通道開啟去極化會(huì)導(dǎo)致鄰近部位的鈉離子通道開啟，允許鈉離子流入。3新動(dòng)作電位鈉離子流入會(huì)導(dǎo)致鄰近部位膜電位去極化，產(chǎn)生新的動(dòng)作電位。4連續(xù)傳播這一過程不斷重復(fù)，使動(dòng)作電位沿著神經(jīng)纖維傳播。鈉離子通道的失活1失活狀態(tài)鈉離子通道短暫關(guān)閉，防止持續(xù)去極化2恢復(fù)過程膜電位恢復(fù)至靜息電位，通道重新打開3重要意義確保動(dòng)作電位短暫性，允許神經(jīng)元恢復(fù)靜息狀態(tài)鉀離子通道的開啟膜電位恢復(fù)Na+通道失活后，膜電位開始恢復(fù)鉀離子通道開啟電壓門控K+通道打開，K+離子流出細(xì)胞膜電位回落K+離子流出導(dǎo)致膜電位迅速回落，回到靜息電位膜電位的恢復(fù)1鈉離子通道失活鈉離子通道關(guān)閉，阻止鈉離子進(jìn)入細(xì)胞2鉀離子通道開放鉀離子通道打開，鉀離子流出細(xì)胞3膜電位恢復(fù)膜電位逐漸恢復(fù)到靜息電位水平重復(fù)動(dòng)作電位的產(chǎn)生恢復(fù)期膜電位恢復(fù)到靜息電位后，神經(jīng)元可以再次興奮。刺激強(qiáng)度如果刺激強(qiáng)度足夠，可以再次引發(fā)動(dòng)作電位。動(dòng)作電位序列一系列動(dòng)作電位以特定頻率傳遞信號(hào)。閾值電位和刺激強(qiáng)度1閾值電位神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位的臨界點(diǎn)。達(dá)到或超過閾值電位，神經(jīng)元會(huì)產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)作電位，低于閾值則不會(huì)。2刺激強(qiáng)度刺激強(qiáng)度決定神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位的頻率。刺激越強(qiáng)，動(dòng)作電位發(fā)生的頻率越高。3全或無定律動(dòng)作電位的幅度不受刺激強(qiáng)度的影響，要么發(fā)生，要么不發(fā)生，這就是神經(jīng)元遵循的全或無定律。神經(jīng)沖動(dòng)的頻率編碼刺激強(qiáng)度神經(jīng)沖動(dòng)的頻率與刺激強(qiáng)度成正比。更強(qiáng)的刺激會(huì)引發(fā)更頻繁的神經(jīng)沖動(dòng)。信息傳遞神經(jīng)系統(tǒng)通過神經(jīng)沖動(dòng)頻率來編碼信息。例如，強(qiáng)烈的疼痛會(huì)引發(fā)更頻繁的神經(jīng)沖動(dòng)，從而傳遞更強(qiáng)烈的痛覺。神經(jīng)干的解剖結(jié)構(gòu)神經(jīng)干是由許多神經(jīng)元組成的束狀結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)傳遞神經(jīng)沖動(dòng)。神經(jīng)元包含軸突、樹突和細(xì)胞體。軸突是神經(jīng)元傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)的細(xì)長突起。樹突是神經(jīng)元接收神經(jīng)沖動(dòng)的短而分支的突起。細(xì)胞體是神經(jīng)元的中心部分，包含細(xì)胞核和細(xì)胞器。軸突傳導(dǎo)的三種類型不連續(xù)傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)以跳躍的方式沿軸突傳播，速度較慢。連續(xù)傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)以連續(xù)波的方式沿軸突傳播，速度較快。鹽橋傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)在軸突中通過鹽橋傳遞，速度最快。髓鞘的作用提高傳導(dǎo)速度髓鞘可以加速神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)速度，使信息傳遞更加高效。減少能量消耗髓鞘可以降低神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)過程中的能量消耗，提高神經(jīng)系統(tǒng)的效率。增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度髓鞘可以減少神經(jīng)沖動(dòng)在傳導(dǎo)過程中的衰減，增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度，確保信息的完整傳遞。髓鞘的形成過程1神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞髓鞘是由神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞形成的，這些細(xì)胞圍繞著神經(jīng)纖維軸突形成多層膜。2包裹軸突神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的膜逐漸包裹著軸突，形成髓鞘層，這些層可以有效地絕緣軸突。3朗飛結(jié)髓鞘層之間存在間隙，這些間隙被稱為朗飛結(jié)，它們對(duì)于動(dòng)作電位的快速傳導(dǎo)至關(guān)重要。髓鞘化的意義1加速神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)髓鞘能夠有效提高神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)速度，使神經(jīng)信號(hào)快速傳遞。2節(jié)約能量消耗髓鞘能夠減少神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)過程中能量的消耗，提高神經(jīng)系統(tǒng)的效率。3提高神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性髓鞘化能夠使神經(jīng)系統(tǒng)更有效地整合和處理信息，提高神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性。突觸結(jié)構(gòu)和功能突觸是神經(jīng)元之間相互作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，它負(fù)責(zé)傳遞神經(jīng)沖動(dòng)。突觸由突觸前神經(jīng)末梢、突觸間隙和突觸后膜組成。突觸前神經(jīng)末梢儲(chǔ)存著神經(jīng)遞質(zhì)，這些遞質(zhì)會(huì)在神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)時(shí)釋放到突觸間隙，并與突觸后膜上的受體結(jié)合，引起突觸后膜的興奮或抑制。突觸前神經(jīng)末梢的結(jié)構(gòu)突觸小泡包含神經(jīng)遞質(zhì)，通過胞吐作用釋放到突觸間隙。線粒體為神經(jīng)遞質(zhì)的合成和釋放提供能量。鈣離子通道在神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)時(shí)打開，使鈣離子進(jìn)入突觸前末梢，觸發(fā)遞質(zhì)釋放。突觸小泡的融合與遞質(zhì)釋放1鈣離子流入動(dòng)作電位到達(dá)突觸前膜2小泡與膜融合鈣離子與突觸小泡蛋白結(jié)合3遞質(zhì)釋放小泡打開，釋放神經(jīng)遞質(zhì)遞質(zhì)的作用機(jī)制1受體激活遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體激活后引發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路3效應(yīng)發(fā)生信號(hào)通路最終導(dǎo)致突觸后神經(jīng)元的興奮或抑制突觸后膜的結(jié)構(gòu)和功能突觸后膜神經(jīng)元細(xì)胞膜上的特化區(qū)域，接收突觸前神經(jīng)元釋放的遞質(zhì)。受體蛋白與遞質(zhì)結(jié)合，引發(fā)突觸后膜電位變化。離子通道受體蛋白的激活，打開離子通道，改變膜電位。突觸后電位的產(chǎn)生1神經(jīng)遞質(zhì)釋放當(dāng)動(dòng)作電位到達(dá)突觸前末梢時(shí)，神經(jīng)遞質(zhì)被釋放到突觸間隙中。2遞質(zhì)與受體結(jié)合釋放的神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合，引發(fā)一系列的生化反應(yīng)。3離子通道開放受體激活后，會(huì)打開突觸后膜上的離子通道，導(dǎo)致離子流入或流出細(xì)胞。4膜電位變化離子流動(dòng)的改變會(huì)引起突觸后膜電位的變化，產(chǎn)生突觸后電位。興奮性突觸后電位膜電位升高興奮性突觸后電位(EPSP)是指突觸后神經(jīng)元膜電位升高，使其更接近于動(dòng)作電位的閾值。鈉離子流入EPSP通常是由突觸前神經(jīng)元釋放的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，如谷氨酸，結(jié)合到突觸后神經(jīng)元上的受體，導(dǎo)致鈉離子流入突觸后神經(jīng)元而引起的。增加興奮性EPSP增加了突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位的可能性，從而促進(jìn)神經(jīng)信息的傳遞。抑制性突擊后電位抑制性遞質(zhì)抑制性突擊后電位是由抑制性遞質(zhì)引起的。這些遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合，增加膜的通透性，導(dǎo)致膜電位更負(fù)。膜電位變化抑制性突擊后電位使膜電位變得更負(fù)，這被稱為超極化。超極化減少了神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位的可能性。神經(jīng)干通訊的整合多個(gè)神經(jīng)元之間的相互作用產(chǎn)生復(fù)雜的信息處理。興奮性突觸后電位和抑制性突觸后電位共同作用，決定神經(jīng)元是否放電。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的整合能力是高級(jí)認(rèn)知功能的基礎(chǔ)。神經(jīng)干通訊調(diào)節(jié)的意義1精準(zhǔn)控制神經(jīng)干通訊調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)信號(hào)的精準(zhǔn)控制，以適應(yīng)不同生理需求。2靈活性神經(jīng)干通訊調(diào)節(jié)賦予了神經(jīng)系統(tǒng)高度的靈活性，能夠根據(jù)環(huán)境變化及時(shí)調(diào)整。3適應(yīng)性神經(jīng)干通訊調(diào)節(jié)能夠幫助神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境的變化，以維持機(jī)體的穩(wěn)定和正常功能。異常神經(jīng)通訊的病理意義神經(jīng)遞質(zhì)失衡抑郁癥、焦慮癥和精神分裂癥等精神疾病與