中枢神经系统(central

• 體神經系統
– 負責骨骼肌（又稱為橫紋肌）的快速、意識 動作
• 自律神經系統
– 控制非骨骼肌（心肌和平滑肌）的動作
Automatic Nervous System
• 主要功能
– 調整身體的新陳代謝，也就是能量和養分的 吸收、貯存和利用，以及廢物的排除
• 交感神經
– 主要控制能量和養分的利用 – 例如心跳加快、血液流向肌肉
• 運動神經(motor efferent): 將肌肉運動的訊息從腦 經由脊髓傳送到肌肉，或者直接由脊髓傳到肌肉 （反射）
– 直接產生反射(reflex), 以便快速對外界刺激 做出自動生理反應
Peripheral Nervous System (PNS)
• 主要功能
– 中樞神經系統以及感覺、運動神經之間的訊 息傳送
The Action Potential
• 在產生活動電位的過程中，如果又有另 一個神經衝動傳到軸突，則神經細胞會 如何反應?
– 絕對不活動期(absolute refractory phase)：無 論刺激強度如何，神經細胞都不會產生反應。 發生在鉀離子向外流出時（高峰期）。 – 相對不活動期(relative refractory phase)：只 要刺激強度超過先前，神經細胞就會再度產 生反應。發生在鉀離子通道關閉後（恢復 期）。
• Studying the Living Brain
• The Endocrine System
Chapter 3: Biological Bases Of Behav and Heritability • Nature and Nurture
The Organization of the Nerve System
• 活化閾限(threshold of excitation)：使神經細胞 產生活動電位的最小刺激量
• 活動電位(action potential)：神經細胞內外之電 化學平衡的短暫改變，起因為神經接受的電化 學刺激達到或超過其活化閾限
• 全有或全無(all or none)：只要刺激達到活化閾 限，就會產生活動電位；否則完全沒有反應
• 傳導方式為電化學(electrochemical)活動，也就是 依靠正負離子的活動
– 神經細胞間傳導(interneuronal communication)
• 探討神經細胞間如何傳遞訊息 • 傳導方式為化學活動，也就是依靠神經傳導素 (neurotransmitter)
The Action Potential
• 神經調節素(neuromodulators)
– 可以增進或減弱突觸後神經細胞之反 應性的化學物質 – 由終端鈕所釋放
– 其作用方式是直接影響軸突或影響受 器的敏感性
The Structures and Functions of the Brain
• 後腦(hindbrain)：位於最後方，接近頸部
Neurotransmitters and Neuromodulators
• 古典神經傳導素 1. 乙醯膽鹼(ACh)
• • •
• •
傳遞活化訊息 出現在海馬迴、周邊神經系統 與記憶、動作有關
傳遞活化和抑制訊息 與動作、注意、學習有關
2. 多巴胺(dopamine)
Neurotransmitters and Neuromodulators
• 如何處理未利用的神經傳導素？
1. 再吸收(reuptake)：由終端鈕將神經傳導素 再度吸收，未來可再度利用 2. 酵素分解：由酵素將神經傳導素或神經調 節素分解，使其失去活性 3. 自動受器(autoreceptor)：突觸前神經細胞 的軸突可偵測神經傳導素濃度，產生負回 饋，減少神經傳導素的釋放
• 副交感神經
– 主要控制能量的貯存 – 例如促進消化系統的活動、心跳減慢
Nervous System Cells and Functions
• 神經細胞(neuron)是構成神經系統的基本 構造 • 神經細胞的種類
– 感覺神經細胞(sensory neuron)：負責從環境 中接收訊息 – 運動神經細胞(motor neuron)：將訊息從脊髓 和腦傳送到身體，使其做出特定反應 – 聯絡神經細胞(interneuron)：介於感覺神經 細胞和運動神經細胞之間，佔神經系統的最 大部分
The Anatomy of the Neuron
• 神經細胞的構造
– 突觸(synapse)：神經細胞之間傳遞訊息的間 隙 – 樹突(dendrite)：接收其他神經細胞傳來的訊 息 – 細胞體(soma)：負責供給細胞養分，維持生 存和複製。亦可接收其他神經細胞傳來的訊 息。 – 軸突(axon)：將樹突和細胞體所接受的訊息 傳送到突觸。一束軸突稱為神經(nerve)
The Action Potential
•神經衝動的傳導
–休息期：細胞的休息電位為－70mV，表示細胞外的 電位高於細胞內 –活動期：當神經受到刺激時，電位開始轉為正值， 其原因是細胞膜上的離子通道打開，使帶正電的鈉 離子流入軸突內 –高峰期：活動電位達到最高，然後電位降低，鈉離 子通道關閉，鉀離子通道開啟，使鉀離子流出軸突 外 –恢復期：鉀離子通道關閉，電位恢復到原先的水準
A神經細胞從終端鈕當中釋放出神經傳導素 神經傳導素跨越突觸，抵達B神經細胞之樹突（或細 胞體）上的受器 B神經細胞的樹突受到神經傳導素的刺激，直到強度 達到活化閾限 如果強度達到活化閾限，則B神經細胞的活動電位沿 著軸突傳遞 如果B神經細胞的活動電位傳到終端鈕，則B神經細 胞會釋放出神經傳導素，傳到下一個突觸
– 下身麻痺(paraplegia)：腿部失去感覺和肌肉控制
– 四肢麻痺(quadriplegia)：手臂和腿部失去感覺和肌 肉控制
Spinal Cord
• 功能
– 收集從周邊神經系統所獲得的訊息, 並且傳 送到腦
• 感覺神經(sensory afferent): 接受身體遠端之神經 細胞所傳來的感覺訊息
4.
5.
Neural Transmission
• 神經傳導素所傳遞的訊息包括兩種 1. 活化訊息(excitatory messages)：增加突 觸後神經細胞達到活化閾限的可能性 2. 抑制訊息(inhibitory messages)：減少突 觸後神經細胞達到活化閾限的可能性
Neural Transmission
Neural Transmission
• 突觸(synapse)：神經細胞的終端鈕和另 一個神經細胞的軸突和樹突之間的微小 間隙 • 神經傳導素(neurotransmitter)：在神經衝 動間傳遞到訊息的化學物質，可以跨越 突觸
Neural Transmission
•
1. 2. 3.
突觸的活動
• 交感神經(sympathetic nervous system) • 副交感神經(parasympathetic nervous system)
Central Nervous System (CNS)
• 腦和脊髓都包在骨骼中，周圍有腦脊髓 液(cerebrospinal fluid)保護，以避免衝撞 和受傷 • 腦脊髓液的功能
3. 血清胺(serotonin, 5-HT)
• • •
•
少數傳遞活化訊息，大多為抑制訊息 與心情、食慾，以及對痛覺的敏感性有關 迷幻藥LSD可抑制血清胺的活動，導致幸 福感和幻覺 產生焦慮感
4. γ-胺基酪酸(GABA)：對軸突有直接抑 制效果，可提高活化閾限
Neurotransmitters and Neuromodulators
The Anatomy of the Neuron
• 髓鞘(myelin sheath)：包裹在軸突外的組織
– 保護軸突，與其他神經細胞隔絕，避免干擾 – 加快軸突的傳導速度
• 髓鞘退化與多發性硬化症(multiple sclerosis, MS) 有關，患者會逐漸失去運動功能 • 軸突的類型
– 有髓鞘的軸突較粗、較長，傳導速度可達到每秒 100公尺 – 無髓鞘的軸突較細、較短，傳導速度通常只有每秒 5公尺
The Anatomy of the Neuron
• 髓鞘被蘭氏結(nodes of Ranvier)所分 隔 • 終端鈕(terminal button)：包含神經傳 導素(neurotransmitter)，將訊息由軸突 傳送到下一個神經細胞
Glial Cells
• 膞狀細胞(glial cells or neuroglia)將中樞神 經系統維持在適當位置，彼此之間維持 適當距離 • 功能
Some Major Neurotransmitters
神經傳導素 乙醯膽鹼 (Ach) 功 能 活化神經受器；與記憶功能有關；刺激周邊 神經系統以收縮骨骼肌；抑制心肌的神經細 胞。罹患老年癡呆症(Alzheimer’s disease)者的Ach功能受阻。 影響動作、注意力和學習；跟愉快反應有關。 濃度不足時與帕金森氏症(Parkinson’s disease)有關；過量與精神分裂症有關。
– 延腦、橋腦、小腦
• 中腦(midbrain)：位於前腦與後腦之間
– 上丘、下丘 – 網狀結構
• 前腦(forebrain)：位於最前方，朝向臉部
– 大腦皮質 – 邊緣系統（海馬迴、杏仁核、中隔） – 視丘、下視丘
The Hindbrain
• 延腦(medulla oblongata)：位於脊髓和腦 部交接處。其功能是維持生存，控制心 跳、呼吸、吞嚥和消化 • 橋腦(pons)：神經傳導的中繼站，與意識 狀態、頭臉活動有關 • 小腦(cerebellum)：控制身體協調、平衡 和肌肉張力
– 將中樞神經系統連在一起，使細胞維持在適 當的位置且彼此分離 – 協助形成髓鞘 – 破壞和清除死亡、受傷或老化的神經細胞
Neuronal Communication
• 神經細胞的傳導方式
– 神經細胞內傳導(intraneuronal communication)
• 探討神經細胞內的各部分如何傳遞訊息
• 其他神經傳導素
– 麩胺酸鹽(glutamate)：對突觸後神經細胞的 軸突有直接活化效果，可降低活化閾限 – 天門冬酸鹽(aspartate)、胺基乙酸(glycine) • 由於血液和大腦之間有阻礙(blood-brain barrier)， 可阻止毒素由身體進入腦
Neurotransmitters and Neuromodulators
多巴胺 (DA)
Some Major Neurotransmitters
神經傳導素 血清胺 (serotonin, 5-HT) 功 能 與激發狀態、睡眠，以及心情、胃口對於痛 覺的敏感度調節有關；可以抑制作夢、產生 焦慮。
對於軸突有直接抑制效果，因此提高活化閾 γ-胺基酪酸 限。胺基酸類的神經傳導素（包括GABA） 不平衡與痙攣、亨丁頓氏舞蹈症、破傷風有 (GABA) 關。
Chapter 3: Biological Bases of Behavior
• The Organization of the Nerve System • Nervous System Cells and Functions
• The Structures and Functions of the Brain
• 中樞神經系統(central nervous system, CNS)
– 腦(brain) – 脊髓(spinal cord)
• 周邊神經系統(peripheral nervous system, PNS)
– 體神經系統(somatic nervous system) – 自律神經系統(automatic nervous system)
– 清除中樞神經的廢物
Brain
• 神經系統的最高級器官，直接控制思想、 情緒和動機
• 腦與身體其他部位的雙向溝通
– 身體將訊息傳送到腦
– 腦處理訊息後，發出指令，控制身體
• 腦由神經細胞(neuron)所組成
Spinal Cord
• 脊髓(spinal cord)：細長、圓筒狀的纖維，直徑 接近小指，包圍在脊柱當中，負責將訊息從感 覺神經細胞傳到腦，或者從腦傳到運動神經細 胞 • 脊髓受傷