书城社会科学了解我们的身体(男孩女孩青春期教育系列)
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第13章 人体的神经系统(1)

我们身体的各个器官、各个系统有着互不相同的结构,它们各自的功能和作用也各不相同。

那么,它们是各自为政、孤立地发生作用的吗?答案是否定的,人体的种种机能如循环机能、呼吸机能、消化机能以及运动机能等等,都不是相互不联系地进行工作的,而是在互相影响、互相制约和互相协调下各司其职的。

大家都知道,我们人类是在一定的外界环境中生活的,我们可以感受到诸如冷、热等周围环境的变化,而环境条件的变化也必然会影响人体内各种机能的反应。例如在夏天,气温到达30℃,我们就会出汗,会觉得热,想喝水;下雪天,我们会觉得冷,小便的次数也会相应增加;再比如,开篝火晚会的时候,靠火近会觉得热,再近就会觉得疼并立刻远离火……这种生活中的例子数不胜数,那么,人体是怎样对外界刺激作出反应的呢?我们体内的各种器官,各种系统之间怎样协调行动的呢?这就要依靠我们人体的最高司令部——神经系统来调节和安排了。

神经系统的组成

神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统两部分。中枢神经系统包括位于颅腔内的脑和位于椎管内的脊髓,它们是神经系统的最高统帅。脑又可以分为延髓、脑桥、中脑、小脑、间脑和大脑六个部分。有时我们也把延髓、脑桥和中脑合称为脑干。周围神经系统包括脑神经、脊神经和植物性神经三部分,植物性神经实际上是脑神经和脊神经中支配内脏器官的那部分传出神经。其中,脑发出12对脑神经,脊髓发出31对脊神经。

周围神经系统分布在人体全身各处。脑神经主要分布在头颈部,脊神经则主要分布在躯干和四肢。植物性神经又被称作内脏运动神经或自主神经。根据结构和功能的不同,又分为交感神经和副交感神经两种。

神经元就是神经细胞,是构成神经系统的基本的结构和功能单位。神经元由细胞体和突起两部分组成。一个神经元一般都有一条轴突,几条树突。所谓轴突就是指长而分枝少的如同轴线一般的结构,树突则指短且分枝多如树杈的结构。神经元的突起叫做神经纤维。神经纤维的长短也不相同,最短的只有几微米,我们用肉眼几乎看不到,最长的大约有一米左右,例如从脊髓下部发出的到达足趾的神经纤维就长达一米左右。

在中枢神经系统内,神经元细胞集中的地方形成色泽灰暗的结构,叫做灰质;神经纤维集中的地方色泽又亮又白,被称为白质。在脑的白质内往往有一些功能相同的神经元细胞集结成团,这叫做神经核。在周围神经系统内,也有一些神经元细胞集中的地方,被人们称为神经节。

神经元受到刺激后等产生兴奋,并且能把这种兴奋传导到其他的神经元。这种能传导的兴奋叫做神经冲动,简称冲动。这也就是说,在神经系统中,兴奋是以神经冲动的形式进行传导的。同学们要注意,这里讲的“兴奋”是一个科学术语,并不是指我们日常生活中的快乐、喜悦的情感,而是指神经元受到刺激做出的迅速的反应。

神经元如果按照功能的不同来分类的话,可分为三类:一类是它受到内在环境刺激所产生的兴奋传入中枢的神经元,这叫做传入神经元,也可以叫做感觉神经元;一类是把中枢产生的兴奋传出到外周去的神经元,叫做传出神经元,也被称作运动神经元;还有一类是介于传入神经元和传出神经元之间的能起到联络作用的神经元,叫做联络神经元,也叫中间神经元,这类神经元位于中枢神经系统内。

在周围神经系统内,神经元的神经纤维集结成束,外面包以结缔组织鞘,这就是通常所说的神经。由传入神经纤维集结成的神经叫做传入神经(也叫感觉神经);由结出神经纤维集结成的神经叫传出神经(也叫运动神经)。由传入和传出神经纤维集结成的神经叫混合神经。

人体对外界和内部各种刺激产生的反应叫做反射。反射是神经系统调节人体各种活动的基本方式。完成反射活动的神经结构叫做反射弧。反射弧由感受器(感觉神经末梢部分)、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(运动神经末梢和它所支配的肌肉或腺体)五个环节组成。

膝反射就是一个简单而形象的例子。当我们用小锤轻轻地敲打膝盖下面的韧带,这个敲打的刺激就引起肌腱和肌肉内感受器产生兴奋,兴奋沿着传入神经传入脊髓(神经中枢),脊髓将兴奋通过传出神经,传到效应器——大腿肌肉,引起肌肉收缩,使小腿前伸,这就是通过反射弧所进行的反射活动。

反射弧的任何一个环节有了损伤,反射活动就不可能产生或者会出现不正常的情况,比如反射过程可能加强或减弱,还有可能引发其他变化。因此,医生在做体格检查的时候,往往要检查一些反射活动,来检验一下神经系统是否一切正常,如果有病的话,就要仔细察看病变发生在神经系统的什么部分,加以及时诊治。

通过上面的讲述,我们已经知道,神经元受到刺激后能产生兴奋,并且能够把这种兴奋传导出去。我们禁不住要问:神经冲动是怎样从一个神经元传递给另一个神经元呢?这就要请突触来帮忙了。

突触就是一个神经元与另一个神经元相接触的部分。如果我们通过光学显微镜进行观察,就会发现一个神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每一小支的末端膨大呈杯状或球状,这叫做突触小体。这些突触小体可以与多个神经元的细胞体或树突相接触,形成突触。如果我们从电子显微镜下观察,可以看到,这种突触是由三部分构成的:突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成,突触间隙是两个神经元之间很狭小的空隙,这就告诉我们,这两个神经元之间仅仅是互相接触,它们的细胞质却没有连通。

在各个神经元之间,神经冲动的传导是单方向传导,即神经冲动只能由一个神经元的轴突传导给另一个神经元的细胞体或树突,而不能向相反的方向传导。当神经冲动通过轴突传导到突触小体时,突触小体中的突触小泡就会释放出化学递质到突触间隙中,这些化学递质起携带信息的作用,它能把前一个神经元的冲动传到下一个神经元上,使下一个神经元发生兴奋或抑制。

突触可以分为两类:兴奋性突触和抑制性突触。兴奋类突触的突触小泡释放兴奋递质(如乙酰胆碱和去甲肾上腺素),引起另一神经元兴奋。抑制性突触的突触小泡释放抑制性递质,则引起另一个神经元抑制。

在人体任何的反射活动中,都是既有兴奋过程,又有抑制过程。例如,手触到烫的东西就缩回来,这是一个反射活动。在这个反射活动中,支配手臂屈肌的运动神经元是兴奋的,而支配手臂伸肌的运动神经元是抑制的,这样手才能够回来。如果屈肌和伸肌同时兴奋、收缩,手就不可能缩回来。

脊髓和脊神经

脊髓呈圆柱形,脊髓以上是脑干的延髓,全长40~45厘米,脊髓的下端到达第一第二腰椎处。脊髓全长的粗细不等,有两处比较膨大,一处在第5、第6领椎的水平,叫领膨大。另一处在12胸椎水平叫腰膨大。这两处为什么会出现膨大呢?因为我们人类的上肢和下肢活动较多,从这两处发出到上肢、下肢的神经,神经细胞相应增多,所以这两个地方有些膨大。脊髓的末端是没有神经结构的终梢。脊髓是许多反射的低级中枢,同时也是一些上下传导道路。

在脊髓的横断面上可以看到,脊髓的中央部分有一个暗灰色的有点像蝴蝶形状的结构,这叫做灰质。灰质是神经元细胞体集中的部位。在前面的灰质叫前角。在后面的灰质叫后角,前角是运动神经元的细胞体聚集的部位,患小儿麻痹症的时候,这个部位发生病变,会引起有关的肌肉瘫痪。后角是中间神经元的细胞体聚集的部位。中间神经元跟一部分传入神经纤维发生突触联系,然后再发生轴突跟中枢神经元发生联系。

脊髓灰质的周围颜色比较白,叫做白质。白质是由神经纤维所构成的传导束组成的。这些传导束中有的上行,把传入神经从躯干、四肢和内脏等处传来的神经冲动传导到脑的各部分,有的下行,把从脑发出的神经冲动传导到脊髓,支配脊髓的活动。

脊髓里有许多反射活动的基本中枢,如膝反射、排尿反射、排便反射等的基本中枢。在正常情况下,这些反射活动都是在脑的控制下进行的,比如,平时我们可以有意识地控制排尿和排便。如果由于外伤或其他原因,使脊髓在胸中完全截断,这时在断面以下的脊髓就不再受脑的控制,排尿和排便等反射活动也就不再受意识的控制,因而会出现大小便失禁的现象。

脊髓除了作为低级反射中枢,参与许多反射活动外,还具有一个很重要的功能,即传导功能。组成脊髓白质的上行传导束和下行传导束,是脑和躯体、内脏之间的联系通道。

有人很形象地把脊髓比作电话系统中的交换台,下面让我们看看这个交换台是怎样工作的:来自人体大部分器官的神经冲动,先是沿脊神经进入脊髓,然后再沿上行传导束传达到脑;脑所要传出的大部分神经冲动先是沿着下行传导束传达到骨髓,然后再由脊髓通过脊神经传达到人体大部分器官,完成各种活动。例如,我们的手偶然接触到针尖,手就会立刻缩回来,这是脊髓所控制的简单的反射活动;在发生反射的时候,我们并没有意识到是怎么一回事,当反射发生后,才觉察到手是被针刺痛了。可见,来自手部皮肤感受器的神经冲动传到骨髓以后,脊髓发出的神经冲动有一部分沿上行传导束传达到了脑。这个例子说明,脊髓白质存在着上行结导束。同样道理,大脑能够有意识地控制下部排便和排尿反射中枢的活动,说明脊髓白质存在着下行传导束。

脊神经是从脊髓两侧发出的支配身体一定部位活动的成对神经。脊神经属于外周神经,共有31对,其中包括领神经8对,胸神经12对,腰神经5对,骶神经5对,尾神经1对。脊神经是混合神经,因为它是由感觉神经纤维和运动神经纤维合成的。脊神经既可以将感受器产生的神经冲动传到中枢,又可以将中枢产生的神经冲动传到效应器。如果脊神经发生疾病或受到损伤,它所支配的器官,严重的会丧失感觉和运动功能,轻微的会出现感觉麻木或疼痛。所谓的“坐骨神经痛”,是一种比较常见的由神经损伤引起的病,是由于人体中的坐骨神经发生损伤造成的。

脑和脑神经

脑位于颅腔内,由大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥和延髓组成。中脑、脑桥和延髓三者合在一起看,好像是大脑半球的一个柄,被合称为脑干,也有的人认为间脑也应该包括在脑干之内。当然,这只是研究者们的划分。间脑的大部分被大脑所覆盖,下面接着脑干。小脑位于脑干的后方。

一、脑干

脑干上接间脑,下接脊髓,脊部与小脑相连。从上往下看,中脑位于脑干的上部,脑桥和脑髓分别位于中部和下部。

脑干的内部结构和脊髓一样也分为灰质和白质,但灰质和白质的分布情况却跟脊髓不同。灰质大多集中在脑干的背侧,白质主要分布在脑干的腹侧和中央部分。脑干的白质大部分是上行和下行的神经传导束,是跟大脑、小脑和脊髓相互联系的重要通路。脑干的灰质由于被神经纤维束隔开,而分成为许多灰质块,由于它是由神经元的细胞体聚集而成,所以被称为神经核。这些神经核可分为两类:感觉核和运动核,它们分别与第3对至第12对脑神经相连,支配有关器官的活动。

从脑干的解剖位置和内部结构可以发现,脑干也具有传导作用。除此以外,来自大脑左、右半球的运动神经纤维通过延髓的时候,大部分神经纤维是左、右交叉的,也就是说,来自左侧大脑半球的神经纤维通向身体的右侧,来自右侧大脑半球的神经纤维通向左侧,分别支配身体对侧的运动。

还有很多非常重要的生命活动中枢也在脑干中。比如,在脑髓和脑桥中有调节心血管活动、呼吸、吞咽、呕吐等重要生命活动的反射中枢。延髓如果受到损伤,就有可能危及生命。

脑干跟人体的感觉、运动和植物功能的调节都有密切的关系。同时,脑干还不断地把身体受内、外刺激所产生的神经冲动传入大脑皮层,使大脑维持“觉醒”状态,这是人能够产生注意力和其他意识活动的基础。

二、间脑

间脑的大部分被大脑所覆盖,下面与脑干相连。间脑主要由丘脑和下丘脑组成,在丘脑和下丘脑中,存在着上行和下行的神经传导束,以及具有调节功能的神经核。

丘脑是人体传入神经冲动的转换站。来自全身各个感觉器的传入神经纤维,除了嗅觉感受器的神经纤维以外,全部都在丘脑更换神经元,然后才会投射到大脑皮层的一定部位。丘脑是大脑皮层以下最高级的感觉中枢。这些传入神经纤维来自感觉器,它们在到达丘脑以前已经交叉过了,这也就是说,来自身体左侧感觉器的传入神经纤维经过交叉到了右侧,右侧的神经纤维则到了左侧。所以如果丘脑的某一侧受到损伤(如肿瘤压迫或血液供给障碍),就会导致侧肢体发生感觉障碍或自发疼痛。

下丘脑在丘脑的前下方,是大脑皮层以下调节植物性神经活动的高级中枢,也是人体对环境刺激发生诸如喜、怒、哀、乐等情绪性反应的高级调节部位,还能对体温、物质代谢起调节作用。另外,下丘脑还能控制垂体的内分泌活动,并可以通过垂体影响其他内分泌腺的分泌活动。

三、小脑

小脑位于脑干背侧,大脑的后下方。小脑的表面凹凸不平,有许多凹下去的沟和隆起来的回。小脑的表层是灰质,叫做小脑皮层。小脑的内部是神经核和白质,这个神经核是由少数灰质形成的。小脑通过一些神经纤维束跟脑干相连,并进一步跟大脑、脊髓发生联系。

小脑的作用是协调人体的运动,保持人体平衡以及控制人体的肌肉收缩,如果一个人的小脑有病,他闭上眼睛站着时就会摇摆不定,走路时就会摇摇晃晃,当他运动时,也会非常笨拙,手脚极不协调,一些复杂的动作也难以完成。

四、大脑

大脑是中枢神经系统的最高级部分。人的大脑最发达,是进行思维和意识活动的器官,这是人类在长期进化过程中不断发展起来的。

大脑由左、右两个大脑半球组成,这两个大脑半球由神经纤维所构成的胼胝体互相连接起来。

和小脑表面一样,大脑半球表面也有许多凹陷的沟(或叫裂)和隆起来的回,这些沟和回把大脑表面分成四个叶,即额叶、顶叶、颞叶、枕叶。