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第4节 神经系统的分级调节
第2章 神经调节
选择性必修一
本节聚焦
01
神经系统是如何实现对躯体运动的分级调节的？
02
大脑皮层第一运动区有什么特点？
03
神经系统是如何对内脏活动进行分级调节的？
脑和脊髓通过它们发出的脑神经和脊神经调节躯体的各项生命活动。这些神经中枢是孤立地对生命活动进行调节的么？
一、神经系统对躯体运动的分级调节
二、神经系统对内脏活动的分级调节
一、神经系统对躯体运动的分级调节
1.脊髓对躯体运动的调节
屈肌反射和对侧伸肌反射
机体的运动功能，从简单的膝跳反射到节律性运动，再到复杂的随意运动，都是在中枢神经系统不同水平的调节下进行的。简单的反射仅需低级中枢参与，复杂的反射受大脑皮层控制，需要高级中枢的参与。
一只脚踩在钉子上，马上引起腿的收缩以避开损伤性刺激的继续作用，而另一条腿同时伸直以支持身体，使身体不会跌倒。
屈肌反射与对侧伸肌反射的中枢均在脊髓。
膝跳反射
叩击膝关节以下的股四头肌肌腱，使该肌受到牵拉，则股四头肌发生一次快速收缩，称为膝跳反射
2.脑干对肌紧张的调节
正常机体即使在安静时，其骨骼肌也存在着一定的肌紧张以维持某种姿势；在活动时，肢体的肌肉也是在一定的肌紧张的背景上发生收缩。脊髓的牵张反射可以产生一定的肌紧张，但远不足于维持机体的姿势和平衡。在正常情况下，脊髓的牵张反射要受高位中枢的调控。
3.小脑的躯体运动功能：与身体平衡、随意运动的协调有关
4.大脑皮层对躯体运动的调节
机体的随意运动只有在神经系统对骨骼肌的支配保持完整的条件下才能发生，而且必须受大脑皮层的控制。
大脑皮层与躯体运动的关系
“脑卒中”（cerebral stroke）又称“中风”、“脑血管意外”，是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，包括缺血性和出血性卒中。
脑血管出血的话，出血会压迫神经，导致一个脑功能的障碍，相对的那个出血区域，压迫脑组织，就会影响相对应的功能。
脑梗会导致一个脑缺血，脑组织会坏死，坏死的话也会影响相应的功能。
讨论：中风患者的上肢、下肢和脊髓都没有受伤，为什么不能运动？说明大脑与脊髓之间有什么联系？
脊髓控制的运动受大脑调控
大脑皮层第一运动区（中央前回）与躯体运动的关系
中央前回主要是是运动区，中央后回主要是感觉区。
讨论：
躯体各部分的运动调控在大脑皮层有没有对应的区域？如果有，它们的位置关系有什么特点？
大脑皮层运动代表区范围的大小，是与躯体中相应部位的大小相关还是与躯体运动的精细程度相关？
（1）皮层代表区位置与躯体各部分位置是倒置的。
刺激中央前回顶部：引起下肢运动（下肢代表区在中央前回顶部）
刺激中央前回下部：引起头部运动（头面部肌肉代表区在中央前回底部）
刺激中央前回其它部位：引起其它相应器官的运动（上肢代表区在两者之间）
（2）支配对侧躯体运动；对头面部的支配主要是双侧性的
与躯体运动的精细程度有关，运动越精细，大脑皮层代表区的范围越大。
如：手和五指的代表区很大，几乎与整个下肢所占的区域同等大小；面部会形成复杂的表情，代表区的面积也就大。
躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区（中央前回）都有它的代表区。
分析缩手反射如何受大脑皮层相应区域的调控，推测这种调控的途径是怎样的？
大脑皮层
（运动区）
脊髓
手
当一位同学在你面前挥一下手，你会不自觉地眨眼；而经过训练的人，却能做到不为所动。眨眼反射如何受大脑皮层的调控，画出调控途径？
大脑皮层
脑干
眼睛
婴儿刚开始学步时步履蹒跚，经过练习，学会走路后步态稳定优美，力度和速度合适而随意变化，画出调控途径？
大脑皮层
（运动区）
脊髓
腿脚
小脑
大脑皮层
（运动区）
脊髓
腿脚
小脑
婴儿学步的分级调节
大脑皮层
（运动联络区）
成人走路的分级调节
总结：神经系统对躯体运动的分级调节
（1）躯体各部分运动机能在皮层的第一运动区都有它的代表区。
（2）躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等共同调控，脊髓是机体运动的低级中枢，大脑皮层是最高级中枢。
（3）脑干等连接低级中枢和高级中枢。
（4）高级中枢发出指令，对低级中枢进行不断调整。机体的运动在大脑皮层及其它中枢的分级调节下有条不紊、精准进行。
总结：神经系统对躯体运动的分级调节
（1）躯体各部分运动机能在皮层的第一运动区都有它的代表区。
（2）躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等共同调控，脊髓是机体运动的低级中枢，大脑皮层是最高级中枢。
（3）脑干等连接低级中枢和高级中枢。
（4）高级中枢发出指令，对低级中枢进行不断调整。机体的运动在大脑皮层及其它中枢的分级调节下有条不紊、精准进行。
（1）不同的神经中枢调节某一特定的生理功能。
（2）不同的神经中枢相互联系，相互调节。
（3）低级神经中枢受相应的高级中枢的调控。
二、神经系统对内脏活动的分级调节
排尿反射
正反馈
1.脊髓对内脏活动的调节
脊髓内存在调节内脏功能的初级中枢：血管运动、排尿、排便、发汗等
脊髓水平的内脏-躯体反射和躯体-内脏反射：皮肤加温时抑制小肠运动；骚爬骶部皮肤能反射性引起膀胱收缩而发生排尿。
2.脑干对内脏活动的调节
延髓发出的副交感神经支配头部的所有腺体、心脏、支气管、喉头、食管、胃、胰腺、肝和小肠等。脑干中还存在与内脏活动功能有关的神经元，其下行纤维到达脊髓，调节脊髓的自主神经功能。
3.下丘脑对内脏活动的调节
下丘脑是调节内脏活动的高级中枢。参与调节体温、饮水与水平衡、摄食行为、行为与情绪反应、垂体内分泌、昼夜节律活动等功能，并将内脏活动与机体其它功能结合起来。
实验表明，刺激下丘脑某一区域，会引起交感神经兴奋，心跳加快，血压升高，消化管运动减弱等；刺激下丘脑另一区域，会引起副交感神经兴奋，心跳减慢，血压降低，消化管运运增强等。
4.大脑皮层对内脏活动的调节
实验发现，刺激大脑内侧面的某一特定区域的不同部位，可以引起复杂的内脏活动反应，血压可以升高或降低，呼吸可以加快或抑制，胃肠道运动可以加强或减弱等。
总结：神经系统对内脏活动的分级调节
中枢神经系统对内脏活动的调节，是通过植物性神经的活动来实现的。
植物性神经对内脏活动的调节，要受到中枢神经系统中各级神经中枢的控制。植物性神经调节的低级中枢在脊髓和脑干，可以完成一些调节内脏功能的基本反射活动；较高级中枢在下丘脑，主要在情绪反应中协调内脏与躯体的活动；高级中枢在大脑皮层，可以协调整体行为中的内脏活动。
自主神经系统的特点
自主神经系统是脊椎动物的末梢神经系统，由躯体神经分化、发展，形成机能上独立的神经系统。单一地或主要地由传出神经组成，受大脑的支配，但有较多的独立性，特别是具有不受意志支配的自主活动，因此，兰列(J.N.Langley1905)命名为自主神经系统，另外也称不随意神经系统或植物性神经系统。其主要的功能是调节心肌、平滑肌和腺体(消化腺、汗腺、部分内分泌腺)的活动。其功能有：
1.紧张性作用：在安静状态下，自主神经持续发放一定频率的冲动，使所支配的器官处于一定程度的活动状态，称为自主神经的紧张性作用。这可通过切断神经后观察它所支配器官的活动是否发生改变加以证实。例如，切断心迷走神经后心率加快，说明心迷走神经通过紧张性传出冲动，对心脏具有持久的抑制作用;而切断心交感神经，则心率减慢，说明心交感神经有兴奋心脏的紧张性传出冲动。又如，切断支配虹膜的副交感神经，瞳孔散大;而切断其交感神经，则瞳孔缩小。自主神经的紧张性来源于其中枢的紧张性活动，而中枢紧张性来源于神经反射和体液因素等多种原因。例如，来自颈动脉窦和主动脉弓压力感受器的传入冲动，对维持心交感神经和心迷走神经的紧张性起重要作用，而中枢组织内CO2浓度对维持交感缩血管中枢的紧张性有重要作用。
2.双重神经支配：许多组织器官都受交感神经和副交感神经的双重支配，两者的作用往往相互拮抗。例如，心迷走神经抑制心脏活动，而心交感神经则兴奋心脏;迷走神经增强小肠的运动和分泌，而交感神经则起抑制作用。这种相互拮抗的双重神经支配，可使器官的活动状态快速调整以适合机体当时的需要。此外，双重神经支配有时对某一器官的作用也可以是协同的，例如，交感和副交感神经都有促进唾液腺分泌的作用，但仍有一定差别，交感神经促使少量黏稠唾液分泌，而副交感神经则引起大量稀薄唾液的分泌。
3.受效应器所处功能状态的影响：自主神经的活动与效应器本身的功能状态有关。例如，
刺激交感神经可抑制未孕动物的子宫平滑肌，但可兴奋有孕动物的子宫平滑肌。这是因为未孕子宫和有孕子宫表达的受体不同。胃幽门处于收缩状态时，刺激迷走神经能使之舒张，而幽门处于舒张状态时，刺激迷走神经则使之收缩。
4.对整体生理功能调节的意义：交感神经系统的活动一般比较广泛，在环境急剧变化的条件下，可以动员机体许多器官的潜在力量，促使机体适应环境的急变。例如，在肌肉剧烈运动、窒息、失血或寒冷环境等情况下，交感神经系统活动增强，机体出现心率加速、皮肤与腹腔内脏血管收缩、体内血库释放血液以增加循环血量、红细胞计数增加、支气管扩张、肝糖原分解加速及血糖升高、肾上腺素分泌增加等现象。虽然交感神经系统活动具有广泛性，但对于一定的刺激，不同部分的交感神经的反应方式和程度是不同的，表现为不同的整合形式。
副交感神经系统的活动相对比较局限，其意义主要在于保护机体、休整恢复、促进消化、积蓄能量以及加强排泄和生殖功能等。例如，心脏活动的抑制、瞧孔缩小避免强光的进入、消化道功能增强以促进营养物质吸收和能量补充等，以发挥保护机体的作用。
小结
总结：神经系统对躯体运动的分级调节
（1）躯体各部分运动机能在皮层的第一运动区都有它的代表区。
（2）躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等共同调控，脊髓是机体运动的低级中枢，大脑皮层是最高级中枢。
（3）脑干等连接低级中枢和高级中枢。
（4）高级中枢发出指令，对低级中枢进行不断调整。机体的运动在大脑皮层及其它中枢的分级调节下有条不紊、精准进行。
总结：神经系统对内脏活动的分级调节
中枢神经系统对内脏活动的调节，是通过植物性神经的活动来实现的。
植物性神经对内脏活动的调节，要受到中枢神经系统中各级神经中枢的控制。植物性神经调节的低级中枢在脊髓和脑干，可以完成一些调节内脏功能的基本反射活动；较高级中枢在下丘脑，主要在情绪反应中协调内脏与躯体的活动；高级中枢在大脑皮层，可以协调整体行为中的内脏活动。
排尿是一种复杂的反射活动，当膀胱充盈时，膀胱内牵张感受器受到刺激产生冲动，使人产生尿意。当环境条件适宜时，膀胱逼尿肌接收到冲动后收缩、尿道括约肌舒张，产生排尿反射。如图表示人体神经系统不同中枢对排尿的调节过程，下列分析合理的是
A. 当冲动到达a点时，神经细胞膜对钾离子的通透性增加
B. 产生尿意后，（适宜条件下）脑发出神经冲动完成排尿过程的传导途径为：f-d-c-a-膀胱逼尿肌、尿道括约肌．
C. 某位患者神经系统受损，能产生尿意但排尿反射不能完成，其受损部位一定是图中的c
D. 正常人排尿过程中，当逼尿肌开始收缩时，又刺激了膀胱壁内牵张感受器，由此导致膀肢逼尿肌反射性地进一步收缩，并使收缩持续到膀胱内尿液被排空为止，该过程属于负反馈调节

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