《神经系统的感觉分析功能》课件.ppt

第三节 神经系统的感觉分析功能,内外环境的各种刺激,感受器/感觉器官,传入神经动作电位,传导路,大脑皮层,分析综合产生主观感觉,感觉：人脑对客观事物的主观反映。,换 能,一、脊髓的感觉传导功能躯体感觉（somatic sensation）触压觉、温度觉、痛觉和本体感觉。躯体感觉的传入通路由三级神经元接替：初级神经元胞体位于脊髓后根神经节或脑神经节；第二级神经元在脊髓后角或脑干有关神经核内；第三级神经元在在丘脑的感觉接替核内，最后到达大脑皮层的感觉区。由脊髓经脑干上传到大脑皮层的感觉传导路径可分为两大类。,1.浅感觉传导路径传导温度觉、痛觉、轻触觉痛、温、轻触觉 脊髓后角换 neuron 交叉 脊髓丘脑侧束(痛、温觉)/脊髓丘脑前束（轻触觉）丘脑。（先交叉后上行）2.深感觉传导路径传导肌肉本体感觉、深部压觉肌肉本体感觉、深部压觉、辨别觉（浅感觉）脊髓后角 延髓薄束核和锲束核换 neuron 交叉 内侧丘系 丘脑。（先上行后交叉）,脊髓半离断：离断的对侧浅感觉障碍 离断的同侧深感觉障碍,二、丘脑的核群及其感觉投射系统在大脑皮层不发达的动物，丘脑（thalamus）是感觉的最高级中枢。在大脑皮层发达的动物，thalamus 是各种上行感觉传导的换元接替站。丘脑的核群众多，大致分成三大类：特异性感觉接替核、联络核、非特异性投射核。,(一)丘脑核团的分类 1.特异性感觉接替核（specific sensory relay nucleus）接受机体除嗅觉外的感觉，换元后投射到大脑皮层。(1)躯干、肢体感觉 脊髓丘脑束、内侧丘系 腹后外侧核 头面部感觉 三叉丘系 腹后内侧核 大脑皮层感觉区(2)听觉 内侧膝状体 大脑皮层听觉代表区(3)视觉 外侧膝状体 大脑皮层视觉代表区,2.联络核（associated nucleus）接受丘脑 sensory relay nuclei 和其他皮层下中枢来的纤维，换元后投射到大脑皮层特定区域。联系、协调各种感觉。(1)内、外侧膝状体 丘脑枕 大脑皮层顶叶、枕叶、颞叶(2)小脑、苍白球、腹后核 腹外侧核 大脑皮层运动区(3)下丘脑乳头体 丘脑前核 大脑皮层扣带回,3.非特异性投射核（nonspecific projection nucleus）靠近中线的髓板内核群中央中核、束旁核、中央外侧核等，是丘脑的古老部分。它们接受来自脑干网状结构的纤维，换元后经多突触接替后，弥散地投射到整个大脑皮层。刺激任何一个核团，都可影响皮层广泛区域。提高和维持大脑皮层兴奋状态。,(二)丘脑的两类感觉投射系统 1.特异性投射系统（specific projection system）定义：躯体各种特异性感觉传导通路（如视觉、听觉、皮肤温触觉、深部感觉、痛觉）传来的冲动，在丘脑感觉接替核换元后投射至大脑皮层的特定区域，产生特异性感觉，这一投射系统称为 specific projection system。特点：每一种感觉传导都具有专一性，点对点投射到皮层 特定区域。投射纤维主要终止于大脑皮层的第4层。投射纤维终止的区域小，突触小体多而密，因而 局部阈下兴奋易总和产生扩布性兴奋。功能：引起特定的感觉。激发大脑皮层发出传出冲动。,2.非特异性投射系统（nonspecific projection system）定义：特异性感觉传导纤维通过脑干时发出侧支，与脑干网状结构的神经元发生突触联系，并多次换元上行到丘脑的髓板内核群，换元后的纤维弥散地投射到大脑皮层的广泛区域。特点：反复换元后投射到大脑皮层广泛区域，无点对点的投射关系。终止于大脑皮层的各层细胞。投射纤维末梢的突触小体少而稀，因而局部兴奋不易总和，只能通过电紧张性扩布影响皮层细胞的兴奋性。功能：提高和维持大脑皮层的兴奋性，使机体处于觉醒状态。,脑干网状结构上行激活系统（ascending reticular activating system）概念：脑干网状结构中向丘脑上传的系统，它主要通过 nonspecific projection system 发挥作用。特征：该系统损伤，动物昏睡不醒。多突触联系，易受药物影响而发生传导阻滞。如催眠药和麻醉药的作用就是抑制和阻断了该系统而发挥的。,三、大脑皮层的感觉分析功能大脑皮层是形成感觉和意识的部位，是感觉分析的最后和最高级部位。,（一）大脑皮层的结构特点和分区以及纤维联系1.大脑皮层的结构特点和分区大脑皮层（cerebral cortex）是构成大脑两半球沟回表面的浅灰色组织。人类大脑半球的总面积 2500 cm2 厚度 2.54.0 mm 体积 6001000 cm3 神经元 92140 亿个,新皮层由六层组成：分子层 外颗粒层 外锥体细胞层 内颗粒层 内锥体细胞层 多形细胞层,传入层,传出层,分区：根据神经元的成分和结构特征，Brodmann 将大脑皮层分为52区。感觉拄（sensory column）：皮层细胞的纵向柱状排列构成大脑皮层的最基本功能单位。同一柱状内的神经元都具有同一种 功能（如对同一类型感觉刺激起反应）。,2大脑皮层的纤维联系根据大脑皮层纤维的走向和联系，可区分为3类：（1）投射纤维联系皮层和皮层下各部位，包括上行和下行投射纤维。（2）连合纤维如胼胝体把左右两半球的功能联系起来。（3）联络纤维联系每一侧半球内各个区域。,(一)大脑皮层的体表感觉代表区包括：第一体表感觉区（somatic sensory area I，S I）第二体表感觉区（somatic sensory area II，S II）,1.第一体表感觉区中央后回，Brodmann分区的3-1-2 区。感觉投射规律：(1)交叉投射：躯干、四肢感觉交叉投射；但头面部感觉双侧投射。(2)倒置投射：下肢投射到皮层顶部，头面部投射到皮层底部。(3)感觉愈精细的部位投射到皮层的区域愈大：如：大拇指大；胸部小。原因：感觉灵敏部位感受器多，与其联系的皮层神经元多。,2.第二体表感觉区中央前回与岛叶之间，面积小感觉投射此区是双侧性的接受痛觉的传入投射,(三)本体感觉代表区在中央前回（4区），既是运动区，又是肌肉本体感觉投射的代表区。(四)内脏感觉代表区 位于第一、二体表感觉代表区、运动辅助区、边缘系统。内脏感觉代表区弥散、混杂、重叠、不集中，因此内脏感觉定位不准确、比较模糊。,一侧枕叶皮层受损 双眼对侧偏盲双侧枕叶皮层受损 全盲,(五)视觉代表区位置：枕叶距状裂周围（17区）。投射特点：视网膜的鼻侧纤维投射到对侧枕叶，颞侧纤维投射到同侧枕叶。黄斑区（周边区）纤维投射到距状裂的后（前）部。视网膜上（下）半部纤维投射到距状裂的上（下）缘。,(五)听觉代表区位置：颞叶皮层的颞横回和颞上回（41、42区）。投射特点：双侧投射，即一侧颞叶皮层接受双侧耳蜗感觉传人的投射。(六)嗅觉和味觉代表区嗅觉代表区在边缘叶的前底部。味觉代表区在中央后回头面部感觉投射区的下方（43区）。,四、痛觉生理痛觉概念：pain 是机体受到伤害性刺激时产生的一种不愉快的复杂感觉，常伴有情绪变化和防御反应。痛觉意义：pain 是机体受到伤害的报警信号，对机体具有保护作用；又是许多疾病的共同症状，临床意义重大。痛觉分类：皮肤痛、内脏痛。,(一)痛觉感受器 特征：游离的神经末梢 化学感受器 广泛存在于皮肤、肌肉、关节、内脏 各种伤害性刺激（机械、温度、化学）只要达到一定的强度，均可引起组织损伤并释放出化学性致痛物质，如：K+、H+、组胺、5-HT、缓激肽、前列腺素、P物质等。这些物质促进神经末梢去极化，产生AP，传导入中枢，引起 pain sense。,(二)皮肤痛觉性质及其传导通路,1.快痛（fast pain）：刺激后立即出现（0.1s）尖锐的刺痛 定位明确 撤除刺激后很快消失 A 纤维传导，速度快，兴奋阈值低2.慢痛（slow pain）：刺激后 0.51.0 s 出现 烧灼样疼痛 定位不清 撤除刺激后仍持续数秒钟 伴有心率加快、血压升高、呼吸改变、情绪变化 C类纤维传导，弥散投射到大脑皮层和边缘系统。,(三)内脏痛与牵涉痛1.内脏痛（visceral pain）(1)真内脏痛脏器本身的功能状态或病理变化引起的疼痛，如心绞痛、胃肠绞痛、分娩痛。(2)体腔壁痛体腔壁浆膜受到刺激产生的疼痛，如胸膜炎引起的胸壁痛。Visceral pain 特征：疼痛缓慢、持续、定位不清、对刺激分辨率差。对机械性牵拉、缺血、痉挛、炎症、化学刺激敏感，对烧灼、切割刺激不敏感。可引起牵涉痛 主要经交感神经传入纤维传入，但食管、气管痛由迷走神经传入，直肠、子宫痛由盆神经传入。,2.牵涉痛（referred pain）定义：内脏疾病引起的体表部位发生疼痛或痛觉过敏的现象。例如：心肌缺血或梗死心前区、左肩、左上臂疼痛 胆囊病变右肩胛区疼痛 阑尾炎上腹部、脐周疼痛 因此，referred pain 有一定的临床诊断价值。,Referred pain 发生的原因(1)会聚学说（convergence theory）患病内脏与发生牵涉痛皮肤的传人神经在脊髓会聚到同一后角神经元，并经同一上行纤维传入脑。由于日常生活中人习惯意识体表的疼痛，所以将来自患病内脏的疼痛错认为来自体表。(2)易化学说（facilitation theory）患病内脏与发生牵涉痛皮肤的两个中枢相距很近（同一节段脊髓），内脏传来的兴奋会提高相应皮肤中枢的兴奋性，引起痛觉过敏。,30,机体通过感觉认识外部世界和感受体内变化躯体感觉：感受器-感觉神经节-脊髓背角或延髓的感觉核-丘脑-皮层,第三节 神经系统的感觉分析功能,31,一、感觉信息的传导（一）感觉信息的特异性传导1、丘脑前传入本体感觉和精细触觉深感觉：肌肉、肌腱、关节的运动觉、位置觉、震动觉。精细触觉传入纤维进入脊髓后角 后索（先上行）薄束核、楔束核（后换元、交叉）经内侧丘系 到达丘脑的特异感觉接替核 经内囊到中央后回,32,温觉与粗触压觉浅感觉：痛、温觉，触压觉。传入纤维进入脊髓后角 先换元、交叉 后上行（脊丘侧束传导痛、温觉；脊丘前束传导触-压觉）到达丘脑的特异感觉接替核 经内囊到中央后回,33,头面部感觉传入痛、温觉，触觉 三叉神经节 三叉神经脑桥核和三叉神经脊束核 三叉丘系 丘脑腹后内侧核 内囊 中央后回下部本体感觉 三叉神经 三叉神经中脑核向上传导,34,脊髓损伤对感觉的影响脊髓完全横断：断面以下全部感觉丧失脊髓半横断：对侧：痛觉、温度觉和粗略触-压觉障碍。同侧：本体感觉和精细触-压觉障碍,35,2、丘脑的感觉功能丘脑接受除嗅觉以外所有感觉传导束的投射，换元后再投射到大脑皮层。丘脑是最重要的感觉接替站。,36,37,丘脑划分为50多个核团，与感觉有关的：特异性核群，非特异性核群。（1）特异核群（感觉接替核）腹后外侧核、腹后内侧核，内、外侧膝状体腹后外侧核-躯干和四肢感觉的接替核腹后内侧核-头面部感觉的接替核内侧膝状体-听觉的接替核外侧膝状体-视觉的接替核各种感觉在丘脑内的投射具有精确定位。,38,（2）联络核群：丘脑前核、腹外侧核、丘脑枕接受丘脑接替核和其它皮层下中枢纤维，换元后发出纤维投射到大脑皮层特定区域。它们与大脑皮质有特定的投射关系,39,（3）非特异核群中线核、板内核、网状核等。接受脑干网状结构、嗅脑、脊髓、小脑的传入纤维，经多突触换元后弥散投射整个大脑皮层。,40,丘脑的感觉投射系统特异性投射系统（specific projection system）非特异性投射系统（non-specific projection system）,41,特异性投射系统丘脑感觉接替核-皮层的感觉中枢（点对点投射），主要终止于第四层-形成兴奋性突触联系，产生特定感觉非特异性投射系统丘脑非特异性投射核团-弥散的投射到皮层的广泛区域-调制和维持皮层的激醒状态,42,43,（二）感觉信息的非特异传导及其作用脑干网状结构上行激动系统（ascending reticular activating system）脑干网状结构内具有上行唤醒作用的功能系统脑干网状结构的上行纤维在非特异投射核团接替后，形成非特异性投射系统的一部分。维持和改变大脑皮层的兴奋状态易受药物影响而发生传导阻滞，麻醉药和催眠药的作用部位。,44,刺激脑干网状结构上行激动系统-唤醒动物损毁脑干网状结构上行激动系统-睡眠状态,45,二、大脑皮质的感觉代表区及其功能各种感觉信息最终传导大脑皮质，引起感知觉（conscious perception）。大脑皮质的Brodmann分区：52个区,46,感觉住大脑皮层感觉区细胞的纵向柱状排列所构成的基本功能单位称为感觉柱（sensory column）同一感觉柱内的神经元都对同一感受野内的同一类感觉刺激起反应，构成了一个基本的感觉信息处理单位。一个细胞柱发生兴奋活动时，其相邻细胞柱就受到抑制，形成兴奋和抑制镶嵌模式。,47,（一）体表感觉中央后回（3-1-2区），接受丘脑特异投射系统的传入。第一躯体感觉区（SI）。,48,3区：慢适应皮肤感觉1区：快适应皮肤感觉2区：关节、骨膜、筋膜等深部感觉。,49,中央后回感觉投射特点：交叉投射但头面部感觉的投射是双侧性的精确定位，倒立安排但头面部代表区内是正立的机能分布皮层代表区的大小与感觉的精细程度有关，感觉分辨越精细的部位代表区越大。,50,51,52,躯体感觉区的功能躯体感觉的精确定位感知身体受压的程度感知物体的重量、形状、大体结构。感知材料质地电刺激该区的一定部位可引起来自躯体相应部位的主观感觉；损伤或切除该区将造成感觉缺失。,53,第二感觉区（SII）了解较少中央前回与岛叶之间，面积较小。定位不精确、双侧投射、正立排列。该区可能只对感觉信息作粗糙的分析，并与痛觉的关系较为密切。切除人类该区后并不产生显著的感觉障碍,54,（二）本体感觉肌肉、关节的位置觉与运动觉。本体感觉信息投射到中央前回（4区）。,55,（三）内脏感觉内脏感觉代表区的范围小、弥散，混杂于体表感觉区、运动辅助区、边缘系统。,56,（四）视觉视觉皮质-枕叶17区,57,（五）听觉听觉皮质-颞横回、颞上回（41、42区）。,58,（五）听觉听觉皮质-颞横回、颞上回（41、42区）。,59,（六）嗅觉梨状皮质前部、杏仁核与嗅觉有关。（七）味觉面神经、舌咽神经、迷走神经中的味觉纤维-延髓孤束核-丘脑腹后内侧核-颞叶的岛盖-脑岛,60,三、中枢对特异感受活动的传出性控制中枢的下行冲动在各级水平调节感觉信息的传递过程（一）感受器附属器官水平强光照射-反射性瞳孔缩小-减少进入眼睛的光量（二）感受器水平肌梭本体感受器传入中枢，同时传出调节肌梭敏感性。,61,（三）中枢突触水平感觉信息上传过程中会受到中枢下传冲动的调节。突触前抑制。,62,四、痛觉生理人体受到伤害性刺激时产生的一种不愉快的或痛苦的感觉，通常伴有躯体防卫反应、情绪反应和自主神经反应。疼痛表现的形式：刺痛、灼痛、绞痛等。疼痛对机体具有保护意义,63,（一）痛觉感受器及致痛物质痛觉感受器是游离的神经末梢，各种刺激达到一定强度可兴奋神经末梢，产生痛觉。致痛物质：K+、H+、5-HT、组胺、缓激肽等。,64,（二）躯体性（皮肤）痛觉（somatic pain）与传导通路伤害性刺激作用于皮肤时，可先后出现两种性质不同的痛觉，即快痛（fast pain）和慢痛（slow pain）。,65,感受痛觉的游离神经末梢（free nerve endings）没有适宜刺激，不易出现适应。初级传入纤维：快痛，传导速度6-30 m/s。慢痛，传导速度0.5-2 m/s。,66,67,痛觉信号上行传导通路快痛：感受器-脊神经节-脊髓背角-丘脑后腹核-大脑皮层第一感觉区-快痛慢痛：感受器-脊神经节-脊髓背角-脑干网状结构-丘脑髓板内核群-大脑皮层体感第二感觉区、边缘系统-慢痛、情绪反应,68,（三）内脏痛（visceral pain）内脏痛的主要特点一些实质性器官对伤害性刺激不敏感，痛觉是由于器官的包膜受到刺激。空腔器官对切割不敏感疼痛弥散、定位不清伴有自主神经反应有些内脏痛伴有牵涉痛,69,内脏痛的感受器及信号传入感受器是游离的神经末梢，传入纤维C纤维，行走于交感、副交感神经内，中枢传导路径复杂。致痛物质：缓激肽、5-HT、组胺等。,70,（四）牵涉痛牵涉痛（referred pain）：某些内脏病变常出现远隔部位的体表疼痛或痛过敏。造成误诊的原因之一。,71,牵涉痛的发生机制易化学说：由患病内脏传来的冲动可提高后角中躯体感觉神经元的兴奋性，对体表传入冲动产生易化作用，从而引起痛觉。不能解释幻肢痛现象,72,会聚学说传导内脏痛和躯体痛信号的传入纤维会聚到同一后角神经元上皮肤刺激和内脏刺激同时激活同一脊髓神经元内脏痛涉及上述两种机制,