04第四章 人体控制系统

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生理学 人体内自动控制系统

生理学   人体内自动控制系统

人体内控制系统可分为非自动控制系统、反馈控制系统和前馈控制系统。

非自动控制系统在人体内并不多见,故而下面主要介绍反馈控制系统和前馈控制系统。

一、反馈控制系统:
1、定义及概述:反馈控制系统是由比较器、控制部分和受控部分组成的一个闭环系统;由于在该系统中反馈信号对控制部分的活动可发生不同的影响,所以可将其分为两种:负反馈和正反馈。

2、负反馈控制系统:(1)定义:来自受控部分的输出信息反馈调整控制部分的活动,最终使受控部分的活动向与其原先活动的相反方向改变。

(2)举例:①正常机体内,血糖浓度、PH、循环血量、渗透压的稳定②减张反射
3、正反馈控制系统:(1)定义:来自受控部分的输出信息反馈调整控制部分的活动,最终使受控部分的活动向与其原先活动的相同方向改变。

(2)举例:①排尿反射、排便反射②血液凝固过程③神经纤维膜上达到阈电位时Na+通道开放④分娩过程⑤胰蛋白酶原激活的过程
二、前馈控制系统:
1、定义:当控制部分发出信号,使受控部分进行某一活动时,受控部分不发出反馈信号,而是由某一监测装置在受到刺激后发出前馈信号,作用于控制部分,使其及早做出适应性反应,及时调控受控部分的活动。

2、意义:避免负反馈调节时矫枉过正产生的波动和反应的滞后现象,
使调节控制更快、更准确。

人体运动控制系统正反馈机制解读

人体运动控制系统正反馈机制解读

人体运动控制系统正反馈机制解读人体运动控制系统是由大脑、脊髓和肌肉组成的复杂系统,通过神经元之间的相互作用来实现身体各种运动的控制。

其中,正反馈机制在人体运动过程中起着重要的作用。

本文将对人体运动控制系统中正反馈机制的原理和功能进行解读。

正反馈是指一个变量的增加将导致另一个变量的进一步增加的过程。

在人体运动控制系统中,正反馈机制的作用是增强和维持特定动作或姿势的稳定性。

这种机制通过一系列神经元之间的信号传递和反馈回路实现。

在运动过程中,当我们执行某个肌肉动作时,大脑通过神经元发送相应的指令到脊髓,引发相应的肌肉收缩。

而在这个过程中,正反馈机制被激活。

一旦肌肉开始收缩,肌肉内部的运动传感器就会感知到这个变化,并通过神经元将这个信息反馈给大脑。

大脑接收到来自运动传感器的反馈信号后,会对其进行分析和处理。

如果反馈信号与大脑预期的运动结果相符,大脑将继续保持当前的运动状态。

这种情况下,正反馈机制会使得肌肉的收缩程度和力度增加,从而增强动作的稳定性。

然而,如果反馈信号与预期的结果不符,大脑将意识到当前的运动状态存在问题,并会采取相应的措施进行调整。

大脑可能会发送新的指令给相关的肌肉,以纠正姿势或调整运动的幅度。

这种调整过程本身也会产生新的反馈信号,从而触发新的正反馈循环,保持运动的平衡和稳定。

正反馈机制在人体运动过程中的作用非常重要。

它可以帮助我们保持稳定的姿势,使得我们能够进行精确的运动。

例如,当我们进行站立、行走或跑步等动作时,正反馈机制能够帮助我们保持平衡,防止摔倒。

在进行复杂的运动任务时,正反馈机制也可帮助我们调整和控制肌肉运动的精度和力度,以达到更好的运动效果。

除了运动控制外,正反馈机制在其他生理过程中也起到重要作用。

例如,正反馈机制在产程中的子宫收缩过程中发挥重要作用,子宫收缩通过神经元传递的信号触发更多的子宫收缩,从而推动分娩的进展。

正反馈机制在血小板聚集和血液凝固等生理过程中也起到了关键的调节和放大作用。

人体运动控制系统正反馈机制解读

人体运动控制系统正反馈机制解读

人体运动控制系统正反馈机制解读人体运动控制系统是指通过神经系统和肌肉系统协调工作,实现人体动作和运动的机制。

在这个系统中,正反馈机制被广泛应用于调节和控制运动的过程。

本文将解读人体运动控制系统中的正反馈机制,并探讨其在人体运动中的作用和意义。

正反馈机制是一种自我强化的调节机制,通过使某一过程的输出增加,进而进一步增强该过程的输入。

在人体运动控制系统中,正反馈机制起到了调节和增强运动过程的作用。

一个典型的正反馈机制的例子是肌肉收缩过程中的短距肌动单元(SARCOMERE)。

当神经系统发出信号,刺激肌肉收缩时,肌动单元开始收缩并产生力量。

这种力量会进一步拉长肌动单元,导致更多的收缩力量的产生。

这个过程会一直进行下去,直到肌动单元无法再进一步收缩为止。

这种正反馈机制使肌肉收缩的力量得到增强,从而实现更强大的运动力量。

除了肌肉收缩过程中的正反馈机制,还有其他几个重要的正反馈机制在人体运动控制系统中起到了重要的作用。

例如,在人体平衡控制中,正反馈机制被用来提高身体姿势的稳定性。

当我们的身体陷入不平衡状态时,神经系统会通过调整肌肉的紧张程度和运动来纠正姿势。

这种调整会产生一个正反馈效应,使得我们的姿势更加稳定。

这个正反馈机制帮助我们维持平衡,从而避免摔倒和受伤。

此外,正反馈机制还在人体协调运动中发挥着重要的作用。

当我们进行复杂的协调运动时,正反馈机制可以使我们更加熟练和高效地完成任务。

例如,当我们学习打乒乓球时,神经系统会通过调整肌肉的收缩力量和位置,以及手眼协调能力来实现击球。

随着不断的练习和反馈,我们的运动技巧得到了改善,并且我们能够越来越准确地击球。

这个过程中的正反馈机制起到了关键作用,帮助我们不断提高协调运动的能力。

正反馈机制在人体运动控制系统中的作用十分重要。

它不仅使我们能够产生更强大的力量,更稳定的姿势,更高效的协调运动,还有助于我们学习和提高运动技能。

正反馈机制通过调节和控制运动过程,提高了我们的运动表现和运动能力。

人体保持平衡的控制系统工作原理.

人体保持平衡的控制系统工作原理.

人体保持平衡的控制系统工作原理.
人体保持平衡的控制系统主要由视觉系统、前庭系统和感觉系统组成。

它们共同作用来感知身体的位置和动态变化,并发送相应的信号来控制身体的肌肉、关节和神经系统,以保持平衡。

首先,视觉系统负责通过眼睛感知周围的视觉信息。

这些信息可以告诉大脑身体的位置、方向和速度,从而帮助维持平衡。

例如,当一个人站立时,视觉系统可以感知地面的倾斜程度,以及人体与地面的相对位置。

其次,前庭系统位于内耳中,负责感知身体的加速度和角速度,以及头部的姿势变化。

前庭系统包含半规管和耳石器,它们可以感知头部的线性和角度移动,并将这些信号传输到大脑。

这些信号与视觉信息相互作用,帮助大脑准确地感知身体的位置和运动状态。

当身体发生倾斜或头部发生旋转时,前庭系统会发送相应的信号来激活肌肉,以维持平衡。

最后,感觉系统包括皮肤、肌肉、关节和深感觉系统等,负责感知身体的接触、压力、张力和位置等信息。

这些感觉器官通过神经传递信息到大脑,与视觉和前庭系统的信息相结合,提供更准确的位置和运动反馈。

通过感知器官的协调工作,大脑可以及时调整肌肉张力和身体位置,以保持平衡。

总之,人体保持平衡的控制系统通过视觉系统、前庭系统和感觉系统的协调工作,感知身体的位置和动态变化,并发送信号来控制肌肉、关节和神经系统,以维持
平衡。

这些系统相互配合,使人体能够在不同的位置和运动状态下保持稳定和平衡。

体内的控制系统

体内的控制系统

12/27/2019
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第一节 生理学的研究对象和任务
一、生理学的任务 定义:
生理学(physiology)是研究生物体生命活动 各种现象及其功能活动规律的科学 人体生理学的研究任务:
①功能 各细胞、组织、器官和系统的功能 ②机制 各细胞、组织、器官和系统的功能产生原理 ③调节 在整体内使各细胞、组织、器官和系统的功能
协调一致
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第二节 机体的内环境与稳态
内环境(internal environment )定义: 细胞生活的体液环境,即内环境-细胞外液
体液60%
细胞内液40%
细胞外液20%
血浆5% 组织间液15%
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第二节 机体的内环境与稳态
稳态 (homeostasis)定义: 保证内环境各种成分质和量、理化性质相对 恒定的状态
简单、固定
不固定
低级中枢
高级中枢
有限
无穷
不易改变
易变ห้องสมุดไป่ตู้


时机体具有基本的 适应能力,维持个 体的生存和种族的
绵延
是形成条件反射的 基础
随环境的变化不断 形成新反射。能精 确的适应内外环境
变化
能控制非条件反射 活动
第三节 机体生理功能的调节
(二)体液调节 (humoral regulation) 指体内的一些细胞生成并分泌的某些特殊化 学物质,经体液运输,到达全身的组织细胞 或某些特殊的组织细胞,通过作用于细胞膜 上相应受体(receptor),对组织细胞各种 生理功能活动进行的调节方式
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第二节 机体的内环境与稳态
内环境和稳态(internal environment and homeostasis) 人体与自然环境之间的关系

人体具备一个能量控制系统!

人体具备一个能量控制系统!

人体具备一个能量控制系统!人体有三大能量形式,他们在人体中起到推动生理活动、主导运动、调节身体分配的作用,生物电控制心跳,辐射能控制副交感神经系统及食欲系统,水热能保持体温,这才是人体主流的控制系统,而内分泌、神经系统等作用来自于能量传导和能量调节。

目前主流观点,人体是受激素、神经等进行控制的,这似乎正确,但这是错误的,这是基于物质控制论的,像气温、射线、光纤、离子等就不对人体构成影响和生理作用吗?显然是不对的。

例如艾灸就是通过提高辐射能来治疗疾病。

这些同样可以影响人体生理,他们也是非物质介入的。

有人说多巴胺是控制因素,那么水声提高多巴胺的分泌。

雨天促进促进胰岛素的分泌,光线造成乙酰胆碱的敏感,这些都是非物质介入激素的。

西医说前列腺素造成疼痛,而伤口上撒盐造成剧烈疼痛,到底是前列腺素导致疼痛还是前列腺素聚集电解质导致疼痛呢?这都是值得商榷的。

能量医学认为,这些激素都是能量作用的结果,也是能量载体而已。

所以西医的结论都是不可靠的,他与能量医学治疗存在差异,它是直接介入治疗,干扰人体自身自然分泌功能的。

而这些激素不需要外源性介入,在体内就能合成,合成机制是什么样的?西医根本不提,他们也没有这个原理。

再说一下神经控制,神经是输送能量的,主导人体能量资源的分配,传导,其中辐射能传导,生物电能传导都是能量传导形式,而血液输送的不仅仅有营养,还有能量,水热能。

这才构成人体能量资源的存在,构成了生物电、辐射能、体温的稳定存在。

任何波动都会造成这三种生命能源的波动,这都决定着生命的构成。

那么我们对西医的一大类研究就可以翻译了,神经递质是传输能量的介质,神经是传导能量的通路,髓灰质是产生生物电的器官,内分泌是能量生产的介质,也能够控制能量生产,激素是能量的载体,受体是能量消耗器官,这样看到的医学是不是不一样了?所以,西医忽略一大类生命科学,采用误导、主观、偏见、低端思维来认识生命科学,是要否定的,在生命科学里,解剖实体不是最主要的,最主要的还是人体的能量结构,这是能量医学的主旨观点,这要比西医高级的多,它也是中医解密的灵魂所在。

人体运动控制系统的建模

人体运动控制系统的建模

人体运动控制系统的建模一、引言人体运动控制系统是指人体神经系统、肌肉系统、关节系统、感觉系统等各个方面的综合体。

它是实现人体运动的重要机制,对于解释和理解运动过程有着重要的作用。

本文将从建模的角度入手,介绍人体运动控制系统的建模方法和应用。

二、人体运动控制系统的模型人体运动控制系统的建模方法主要有三种:力学模型、生物力学模型和神经元模型。

1. 力学模型力学模型主要关注力的平衡和运动的规律。

对人体运动控制系统建模时,可以采用一些基本的力学定律,如牛顿第二定律、动量守恒定律、角动量守恒定律等等。

这种模型适用于研究人体运动时所涉及的力、位移和速度等物理量。

2. 生物力学模型生物力学模型关注人体的结构和物理特性。

对人体结构和肌肉、骨骼系统等进行分析和建模,可以得到人体运动机制的生物力学特性。

这种模型适用于研究人体的形态结构、力矩、质量和惯性等生物力学要素。

3. 神经元模型神经元模型关注运动信号在神经系统中的传输和处理过程。

人体运动控制系统中包含了大量的神经元,对这些神经元进行建模可以得到人体运动控制系统在神经信号传输方面的模拟结果。

这种模型适用于研究人体神经系统中的信号传输、信号整合和信号编码等过程。

以上三种模型可以结合使用,以得到更全面的人体运动控制系统模型。

例如,可以使用生物力学模型来得到运动器官的结构和质量等特性,再配合神经元模型来模拟神经信号的传递和处理,最后使用力学模型来分析运动时所涉及的力学因素。

三、人体运动控制系统的应用人体运动控制系统的建模在很多领域都有广泛的应用。

1. 运动识别通过对人体运动控制系统进行建模,可以较准确地识别和分类人体的运动。

例如,可以建立人体运动库,通过采集人体运动过程中的数据来训练神经网络模型,进而实现对人体运动状态的识别和分类。

2. 运动分析人体运动控制系统的模型可以用于对运动过程进行分析,以分析运动的质量、运动学特征以及运动过程中产生的力和反力等物理量。

例如,在体育技术分析、康复治疗等领域都有广泛的应用。

04第四章 人体控制系统

04第四章 人体控制系统

三、下丘脑与垂体
(一)垂体的位置、形态与结构 位置:悬垂于脑的底面,通过漏斗柄与下 丘脑相连 形态:卵圆形小体,呈淡红色 包括腺垂体和神经垂体 下丘脑与腺垂体和神经垂体的联系非常密 切
(二)下丘脑-腺垂体系统 1.下丘脑与腺垂体的结构和功能联系 (1)下丘脑促垂体区和下丘脑调节肽 下丘脑基底部的“促垂体区”的神经细胞 分泌九种下丘脑调节肽 (2)垂体门脉系统 作用是将下丘脑分泌的调节肽输送到腺垂 体,调节腺垂体分泌细胞的活动
二、神经元之间相互作用的方式 1. 突触


神经元之间或神经元与非神经细胞之间的一种特 化的细胞连接。 作用:是神经元传递信息的结构。


突触的结构
突触前成分-——突触前膜 突触后成分——突触后膜 突触间隙
2.突触传递

传递过程: 神经元——突触小泡——突触前膜——突触间 隙——突触后膜的受体
2.腺垂体分泌的激素 分泌包括生长激素(GH)等7种 其中TSH、ACTH、GTH分别作用于甲状腺、 肾上腺皮质和性腺
(三)下丘脑-神经垂体系统 1.下丘脑与神经垂体的结构和功能联系 神经垂体没有腺细胞,催产素和升压素储 存在神经垂体 2.神经垂体释放的激素 血管升压素和催产素
5.脑室

脑内间隙,内充脑脊液,各脑室连通 侧脑室(大脑半球内,左右各一) 第三脑室(间脑内) 中脑水管(中脑) 第四脑室(脑桥与小脑之间)
二、脑神经


与脑相连的神经称脑神经 共12对,主要分布于头面部
三、脑脊髓被膜、脑脊液、脑屏障
1.脑脊髓被膜

脑和脊髓的被膜由外至内,分三层: 硬脑(脊)膜 硬脑膜 蛛网膜 脑(脊)蛛网膜 软脑(脊)膜

人体内自动控制系统

人体内自动控制系统

人体内自动控制系统人体内存在许许多多不同类型的复杂的控制系统,精密地调节着人体生命活动。

1948年,美国数学家Norbert Wiener发表了《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,建立了自动控制理论(cybernetics),随后控制论很快被运用到人类工程学、通讯工程学、计算机工程学、生理学与医学、管理学与数学,形成了众多的交叉学科,推动了科技和管理科学的发展。

运用工程技术领域中使用的自动控制理论,有助于我们对人体内自动控制系统的运作规律和特点的认识和理解。

控制系统可分为非自动控制系统、反馈控制系统和前馈(feed-forward)控制系统。

非自动控制系统是一个开环系统(open-loop system),其控制部分的活动不受受控部分活动的影响。

由于其在体内并不多见,所以在此不做讨论。

下面主要介绍反馈控制系统和前馈控制系统。

一、反馈控制系统反馈控制系统是由比较器、控制部分和受控部分组成的一个闭环系(closed-loop system)。

控制部分发出指令使受控部分发生活动,输出变量反映受控部分的活动情况,监测装置对输出变量进行采样,并发出反馈信息回输到比较器,比较器将此信息与系统原先设定的参考信息(标准信息)进行比较,将反馈信息和参考信息比较产生的偏差信息传输至控制部分,控制部分接收偏差信息后进行整合、分析并作出调整的决定,发出控制信息对受控部分的活动进行调整,以保证输出变量的准确性,避免受控部分受到干扰而影响输出变量(图 1-4)。

这样,在控制部分和受控部分之间形成一种反馈控制系统的闭环联系。

在反馈控制系统中,反馈信号对控制部分的活动可发生不同的影响,据此,可将反馈分为两种:负反馈( negative feedback) 和正反馈(positive feedback)。

机体的控制系统也好比这样一个自动控制的闭环系统,神经中枢就好比控制部分,肌肉器官的效应器就好比受控部分,各式各样的感受器就好比监测装置,机体的各种生理活动都有一个相应的调定点,如体温调定点设置在37T ,体液 pH的调定点设置在 7.4 等,调定点就如比较器的参考信息。

控制系统生命活动的奥秘

控制系统生命活动的奥秘

人体生理学-绪论体内的控制系统二、体内的控制系统•人体功能调节过程和工程控制有许多共同的规律。

•从控制论的角度来看,人体内存在数以千计的各种控制系统(control system);甚至在一个细胞内也存在着许多极其精细复杂的控制系统,对细胞的各种功能进行调节。

•从控制论的观念来分析,任何控制系统都由控制部分和受控部分组成。

控制系统可分为三大类:1.非自动控制系统2.反馈控制系统3.前馈控制系统◆开环系统(open loop system)◆控制部分不受受控部分活动的影响◆单向,无自动控制作用◆少见寒冷刺激,作用于下丘脑,使腺垂体(控制部分)分泌生长激素增多,促进靶细胞(受控部分)的生长,但靶细胞的生长,并不会发出反馈信息影响由寒冷引起的生长素分泌增多,这种调节的原理就是开环调节。

控制部分受控部分机能活动指令◆开环系统(open loop system)◆控制部分不受受控部分活动的影响◆单向,无自动控制作用◆少见应急时,因压力感受器受抑制,应急刺激引起交感神经系统高度兴奋,使心率加快、血压升高,而这些信息不能引起明显的神经调节活动,故心率、血压维持在高水平什么是应急反应?应激反应?控制部分受控部分机能活动指令(二)反馈控制系统◆闭环系统closed loop system◆控制部分发出信息控制受控部分的活动,同时控制部分不断受到受控部分反馈信息的作用,而不断改变控制部分的活动状态。

◆两种反馈控制系统:负反馈negative feedback ;正反馈positive feedback控制部分受控部分机能活动控制信息反馈信息(一)负反馈negative feedback•受控部分的反馈信息能减弱控制部分的活动•意义:保持内环境稳态•调定点(set point)•重调定(resetting)血压的调节:负反馈方式颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射(负反馈调节)体温的调节:负反馈方式(二)正反馈positive feedback•受控部分的反馈信息能加强控制部分的活动•意义:使某种生理功能在短时间内迅速完成•数量较少:血液凝固、排便反射、排尿反射、分娩•病理情况下:恶性循环排尿反射:正反馈分娩:正反馈子宫收缩(+)胎头下降宫颈牵张胎儿娩出FⅫFⅫaFIX FXIa HKPKK 胶原、异物表面激活的正反馈组织损伤FⅢFⅦa Ca 2+PL FXFXa FVa Ca 2+PL正反馈效应血液凝固:正反馈控制部分指令快捷通路前馈信息受控部分1.跑步时机体代谢增强,通过反馈控制系统、开环控制系统使心率加快、呼吸加强。

人体控制系统讲课文档

人体控制系统讲课文档
②.烟碱型受体(N型受体):当乙酰胆碱与这类受 体结合后产生兴奋性突出后电位和终极电位,导致 节后神经元和骨骼肌兴奋。
现在三十九页,总共七十五页。
2.肾上腺素能受体
①.α型肾上腺素能受体(α受体):儿茶酚胺类递质
与a受体结合后产生的平滑肌效应主要是兴奋的, 包括血管收缩、子宫收缩、虹膜辐射肌收缩等,也 有抑制的,如小肠。
第四节 神经系统传导通路
现在二十五页,总共七十五页。
神经传导通路是大脑皮质与感受器或效应 器相联系的神经纤维通路
分为:感觉传导通路和运动传导通路
现在二十六页,总共七十五页。
一、感觉传导通路
(一)浅感觉传导通路
1.躯干、四肢的浅感觉传导通路
感觉神经元位于脊神经节内
通路:脊神经节——脊髓灰质后角——脊髓丘脑 束——丘脑——大脑皮质躯干和下肢的感觉区。
素分泌的调节
3.大脑皮质对内脏活动的调节
现在四十六页,总共七十五页。
第七节 脑的高级功能和脑电图
现在四十七页,总共七十五页。
一、脑电图和脑诱发电位
1.皮层自发脑电活动:大脑皮层经常具有持续的节律性 电位变化,称为皮层自发脑电活动。
2.脑电图:在头皮上安置引导电极,通过脑电图仪可 记录到皮层自发脑电活动的图形。
(2)去甲肾上腺素:兴奋时,末梢释放去甲肾上 腺素的神经,称为去甲肾上腺素能神经。
现在三十六页,总共七十五页。
2.中枢神经递质 (1)乙酰胆碱
(2)单胺类 :包括多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺。 (3)氨基酸及肽类 3.递质的释放和失活 (1)递质的释放 (2)递质的失活
现在三十七页,总共七十五页。
(二)神经受体 受体——指在突触后膜或效应细胞上能与某

人体运动控制系统的建模与控制

人体运动控制系统的建模与控制

人体运动控制系统的建模与控制人体是一个复杂的系统,其运动行为一直是研究的热点。

而人体的运动行为有其自身的控制系统。

人体运动控制系统的建模与控制是一个极富挑战性的研究领域。

在这篇文章中,我们将讨论人体运动控制系统的建模与控制,并分析其中的一些关键技术和挑战。

一、介绍人体运动控制系统人体运动控制系统主要分为传感器、控制中枢和执行器三部分。

其中传感器负责感知环境和身体的状态,控制中枢负责运动规划和命令发出,执行器则负责产生力以执行命令。

在人体运动控制系统中,最基本的控制方式就是通过神经肌肉系统来控制肌肉的收缩和松弛。

神经肌肉系统是一个高度复杂的控制系统,其中肌肉的运动是由神经冲动引起的。

人体神经肌肉系统中的每一个动作都是通过一系列的动作来实现的。

二、建模人体运动控制系统人体运动控制的建模是通过建立人体运动系统的数学模型来实现的。

数学模型可以帮助我们更好地理解和预测人体的运动。

在建模人体运动控制系统时,通常采用的方法有机械模型、神经元模型和生物力学模型等。

机械模型是一种模拟人体运动的物理模型,它通常用于描述单关节的运动机制。

在机械模型中,人体的运动被抽象成机械系统中的运动。

这种模型的优点是直观、易于理解和计算。

但是机械模型的缺点也很明显,它没有考虑到人体的生物特性和神经系统的影响。

神经元模型是基于神经元发放动作电位的机制来模拟人体运动的。

神经元模型是通过模拟神经元间的相互作用来解析人体的运动控制机制。

这种模型的优点是在一定程度上考虑了神经元对人体运动的影响,但是其模型的复杂度也增加了很多。

生物力学模型主要考虑人体肌肉、骨骼和韧带等生物组织的特性和相互作用。

生物力学模型是模拟生物组织的动态行为,可以更加准确地描述复杂运动:三、控制人体运动控制系统控制系统是一种控制人体运动行为的计算机算法。

通过这个算法,我们可以控制人体肌肉的收缩和肌力的产生。

在控制人体运动的过程中,我们通常将其分为开环控制和闭环控制。

开环控制是指我们根据先前的计划来控制人体的行动,而不考虑环境或其他因素的影响。

第四章人的运动系统及其设计

第四章人的运动系统及其设计
2. 肌肉收缩 粗微丝(肌球蛋白)和细微丝(肌动蛋白)和两端的 弹性成分构成一个收缩系统。 肌肉收缩产生肌力,其大小
与肌肉长度和肌肉横截面积
的大小有关。
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4.1.1 肌肉的生理特征
3. 肌肉收缩的代谢过程
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4.1.1 肌肉的生理特征
4. 肌肉活动强度的测量 通常采用肌电图(Electromyography,EMG)来对 肌肉活动进行测量。肌电图就是通过放大的肌肉电活动来 测量肌肉活动的记录。
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4.1.3 肌肉施力
2. 静态施力的生理效应 静态作业与人体症状如下:
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4.1.3 肌肉施力
2. 静态施力的生理效应 举例:
铣工
钻工
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4.1.3 肌肉施力
3. 静态施力极限 在设计作业动作的 时候,首先应该尽量减少 静态施力产生,肌肉施力
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4.2.1 骨的结构和功能
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4.2.1 骨的结构和功能
骨的功能主要包括四个方面:
第一,骨与骨连接组成骨骼,支持人体软组织和全
身重量; 第二,骨形成体腔壁,保护脑和心肺等组织; 第三,骨具有造血功能,并且是人体所需钙、磷物 质的贮备仓库;
第四,肌肉收缩时,牵引骨绕关节转动,使人体产
3. 目标距离。 随着目标距离增加,定位运动时间增长;随着目标 宽度增加,定位运动时间缩短。
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4.3.3 人体运动的时间

人体控制系统讲课文档

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二、周围神经系统的分类
按分布分类
躯干神经
内脏神经
按传播方向分类
传人神经
传出神经
第七页,共75页。
第二节 脊髓和脊髓神经
第八页,共75页。
一、脊髓解剖学
1.脊髓的位置和形态
位于椎管内,上端与延髓相连,下端(成人)至第1腰 椎体下缘
1.两条纵沟,前沟后沟 2.侧面有前外侧沟和后外侧沟 3.后根有脊神经节
9.了解脑的高级功能和脑电图。
10.了解激素的概念及作用机制。
第二页,共75页。
第一节 神经系统概述
第三页,共75页。
一、神经系统组成

组成
脊髓
周围神经
分类
中枢神经系统
周围神经系统
第四页,共75页。
1.中枢神经系统包括脑和脊髓,分别位于颅腔和椎
管内。
第五页,共75页。
2.周围神经系统一端与中枢神经系统的脑或脊 髓相连,另一端与身体其他器官、系统相联 系。
第四十页,共75页。
第六节 自主神经系统
第四十一页,共75页。
概念:内脏神经中的传出神经支配的平滑肌、心血 管和腺体的运动不受人的主观意志的控制,这一部 分称为自主神经或植物神经。
分类:交感神经和副交感神经
第四十二页,共75页。
一、自主神经的结构特征
从中枢发出的自主神经在抵达效应器前必须先进入 外周神经节,此纤维在神经节换元后再发出纤维支 配效应器官。由中枢发出到神经节的纤维称为节前 纤维,由神经节发出到效应器的纤维称为节后纤维。
部相连,呈“H”形。
第六十三页,共75页。
第六十四页,共75页。
(一)甲状腺激素 甲状腺分泌的激素有:甲状腺素(T4)、

人体的反馈控制系统

人体的反馈控制系统

人体的反馈控制系统人体的反馈控制系统反馈控制系统(feedback control system)是一种“闭环”系统,即控制部分发出信号,指示受控部分活动,而受控部分的活动可被一定的感受装置感受,感受装置再将受控部分的活动情况作为反馈信号送回到控制部分,控制部分可以根据反馈信号来改变自己的活动,调整对受控部分的指令,因而能对受控部分的活动进行调节。

如果经过反馈调节,受控部分的活动向和它原先活动相反的方向发生改变,这种方式的调节称为负反馈(negative feedback)调节;相反,如果反馈调节使受控部分继续加强向原来方向的活动,则称为正反馈(positive feedback)调节。

在正常人体内,绝大多数控制系统都是负反馈方式的调节,只有少数是正反馈调节。

(一)负反馈控制系统当一个系统的活动处于某种平衡或稳定状态时,如果因某种外界因素使该系统的受控部分活动增强,则该系统原先的平衡或稳定状态遭受破坏。

在存在负反馈控制机制的情况下,如果受控部分的活动增强,可通过相应的感受装置将这个信息反馈给控制部分;控制部分经分析后,发出指令使受控部分的活动减弱,向原先的平衡状态的方向转变,甚至完全恢复到原先的平衡状态。

反之,如果受控部分的活动过低,则可以通过负反馈机制使其活动增强,结果也是向原先平衡状态的方向恢复。

所以,负反馈控制系统的作用是使系统的活动保持稳定。

机体的内环境和各种生理活动之所以能够维持稳态,就是因为体内许多负反馈控制系统的存在和发挥作用。

举例来说,脑内的心血管活动中枢通过交感神经和迷走神经控制心脏和血管的活动,使动脉血压维持在一定的水平。

当由于某种原因使心脏活动增强、血管收缩而导致动脉血压高于正常时,动脉压力感受器就立即将这一信息通过传人神经反馈到心血管中枢,心血管中枢的活动就会发生相应的改变,使心脏活动减弱,血管舒张,于是动脉血压向正常水平恢复。

在另一些情况下,例如当人体由卧位转变为立位时,体内有一部分血液滞留在下肢静脉内,使单位时间内流回心脏的血量减少,动脉血压降低;此时动脉压力感受器传人中枢的神经冲动立即减少,使心血管中枢活动发生改变,其结果是心脏活动加强,血管收缩,动脉血压回升至原先的水平。

人体运动控制的完整环路结构

人体运动控制的完整环路结构

人体运动控制的完整环路结构人体运动控制是一个复杂而精密的过程,涉及多个器官和系统的协同工作。

从感知运动需求到执行运动动作,人体运动控制的完整环路结构可以分为四个主要阶段:感知、决策、执行和反馈。

第一阶段是感知阶段。

人体通过感知器官,如眼睛、耳朵和皮肤,从外界环境中获取各种感觉信息。

这些信息包括视觉信息、听觉信息和触觉信息。

感知器官将这些信息传递给大脑的感觉皮层进行处理和解读。

感觉皮层分析和整合这些信息,形成对运动需求的感知和认知。

第二阶段是决策阶段。

在感知阶段的基础上,大脑的运动皮层对感知到的信息进行分析和评估,并制定出相应的运动计划。

运动计划主要包括选择合适的运动方式和确定运动的目标。

在这个阶段,大脑还需要考虑到当前的身体状态和环境条件,以及之前的运动经验和学习。

第三阶段是执行阶段。

一旦运动计划确定,大脑将通过神经系统向肌肉发送指令,协调和控制肌肉的收缩和松弛来实现运动动作。

这个过程涉及到许多神经元的活动,包括运动神经元、脊髓和周围神经系统。

肌肉的收缩和松弛由运动神经元的激活和抑制来调节,从而实现精确而协调的运动控制。

第四阶段是反馈阶段。

在运动进行过程中,人体通过感觉器官不断地接收到来自肌肉、关节和皮肤的反馈信息。

这些反馈信息被传递回大脑,用于检测和调整运动的执行。

大脑根据反馈信息对运动进行实时的调整和修正,以确保运动的准确性和稳定性。

反馈机制在运动控制中起着重要的作用,使人体能够在不断变化的环境中适应和调整运动。

人体运动控制的完整环路结构是一个复杂而精细的系统,需要多个器官和系统的协同工作。

通过感知、决策、执行和反馈四个阶段的相互作用,人体能够实现准确、协调和适应性的运动控制。

这种运动控制的完整环路结构不仅仅是机械的运动执行,更是人体智慧和灵活性的体现。

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三、下丘脑与垂体
(一)垂体的位置、形态与结构 位置:悬垂于脑的底面,通过漏斗柄与下 丘脑相连 形态:卵圆形小体,呈淡红色 包括腺垂体和神经垂体 下丘脑与腺垂体和神经垂体的联系非常密 切
(二)下丘脑-腺垂体系统 1.下丘脑与腺垂体的结构和功能联系 (1)下丘脑促垂体区和下丘脑调节肽 下丘脑基底部的“促垂体区”的神经细胞 分泌九种下丘脑调节肽 (2)垂体门脉系统 作用是将下丘脑分泌的调节肽输送到腺垂 体,调节腺垂体分泌细胞的活动

三、协调系统 大脑皮层能机体有适宜的肌张力 小脑维持躯体平衡、调节肌张力及协调运 动
第五节 神经元活动的一般规律
一、神经元、神经纤维和神经
1.神经系统有大量的神经元,神经元之间的联系仅 表现为彼此互相接触,但无原生质连续。 2.神经纤维和神经 周围神经系统的神经纤维集合在一起,构成神经。
脊髓是内脏反射活动的初级中枢
血管张力反射 排粪排尿反射 发汗反射 勃起反射

三、脊神经的分布组成

与脊髓相连的神经称为脊神经。 组成:脊神经共有31对,包括颈神经8对,胸神经 12对,腰神经5对,骶神经5对和尾神经1对。
第三节 脑和脑神经
一、脑的构造

端脑、间脑、小脑、中脑、脑桥、延髓 中脑、脑桥、延髓合称为脑干 端脑
四、甲状腺


位置:位于气管上端两侧,甲状软骨的下 方。 结构:分为左、右两叶,中间由较窄的峡 部相连,呈“H”形。
(一)甲状腺激素 甲状腺分泌的激素有:甲状腺素(T4)、 三碘甲状腺原氨酸(T3) (二)甲状腺激素的生物学作用 1.促进生产发育 甲状腺激素主要促进骨骼、脑和生殖器官 的生长发育 2.对代谢的影响 (1)产热效应 (2)对三大营养物质代谢的作用
2.中枢神经递质 (1)乙酰胆碱 (2)单胺类 :包括多巴胺、去甲肾上腺素、5羟色胺。 (3)氨基酸及肽类 3.递质的释放和失活 (1)递质的释放 (2)递质的失活
(二)神经受体 受体——指在突触后膜或效应细胞上能与 某些神经递质发生特异性结合并诱发生物 效应的特殊部分。
(三)甲状腺激素的调节 甲状腺激素在血中的浓度,经常反馈调节 腺垂体分泌TSH的活动 体内外各种刺激可以通过感受器,经传入 神经传到中枢,促进或抑制下丘脑分泌TRH, 进而再影响甲状腺素的分泌 甲状腺自身对碘供应的多少而调节甲状腺 素的分泌
五、甲状旁腺、降钙素



位置:上、下两对,在甲状腺两侧叶的后 缘内。 分泌的激素:甲状旁腺素 生理功能: 调节钙磷代谢。 维持血钙平衡 。
5.脑室

脑内间隙,内充脑脊液,各脑室连通 侧脑室(大脑半球内,左右各一) 第三脑室(间脑内) 中脑水管(中脑) 第四脑室(脑桥与小脑之间)
二、脑神经


与脑相连的神经称脑神经 共12对,主要分布于头面部
三、脑脊髓被膜、脑脊液、脑屏障
1.脑脊髓被膜

脑和脊髓的被膜由外至内,分三层: 硬脑(脊)膜 硬脑膜 蛛网膜 脑(脊)蛛网膜 软脑(脊)膜
2.肾上腺素能受体

①.α型肾上腺素能受体(α受体):儿茶酚胺类递
质与a受体结合后产生的平滑肌效应主要是兴奋的, 包括血管收缩、子宫收缩、虹膜辐射肌收缩等, 也有抑制的,如小肠。

②.β型肾上腺素能受体( β受体):儿茶酚胺类
递质与受体结合后产生的平滑肌效应是抑制的, 包括血管舒张、子宫舒张、小肠舒张、支气管舒 张等,但对心肌产生的效应是兴奋地。
间脑 小脑
中脑
脑桥 延髓
1.脑干

灰质、白质和网状结构构成 呼吸、心跳和血压等维持生命的重要中枢。
2.间脑


主要包括背侧丘脑、后丘脑和下丘脑三部分 调节:体温、摄食、生殖、水盐代谢和内分泌活 动
3.小脑

位于延髓和脑桥的背侧 调节肌肉紧张和维持身体平衡
4.端脑



由左右两个半球组成 半球表面的灰质称大脑皮质,白质内的灰质团块 称基底核 是人类各种精神、神经活动的高级中枢
三、神经递质和神经受体
(一)神经递质:是在神经末稍的动作电位下,由 突触前膜释放的一种化学信使。 1.外周神经递质 外周神经递质主要有乙酰胆碱(Ach)和去甲肾上 腺素(NE)。 (1)乙酰胆碱:兴奋时,末梢释放乙酰胆碱的神 经,称为胆碱能神经。 (2)去甲肾上腺素:兴奋时,末梢释放去甲肾上 腺素的神经,称为去甲肾上腺素能神经。
第四章 人体控制系统

学习目标 1.掌握突触结构、神经递质生理作用以及神经受 体的效应。 2.掌握神经系统对内脏活动的调节。 3.掌握甲状腺、胰岛素和肾上腺糖皮质激素等激 素的生物学作用。 4.熟悉神经系统的分类。 5.熟悉脊髓和各部分脑的功能。 6.熟悉下丘脑和垂体之间的功能联系。 7.了解脊髓的结构和脑的构造。 8.了解神经系统的传导通路。 9.了解脑的高级功能和脑电图。 10.了解激素的概念及作用机制。
一、
二、激素
激素:是内分泌腺或组织分泌的高效能的 生物活性物质 特点:分泌量少,效能很高 1.激素的分类 ①含氮类激素:肽、胺、蛋白质 ②固醇类激素:肾上腺皮质激素和性腺激 素

2.激素的作用途径 (1)大多数激素经血液运输至远距离的靶 细胞发挥作用,称为远距分泌。 (2)有些激素经组织液扩散到邻近的细胞 而发挥作用,称为旁分泌; (3)神经激素可通过神经轴突内的轴浆流 动运送到神经末梢释放,作用于所连接的 组织,称为神经分泌。


神经传导通路是大脑皮质与感受器或效应 器相联系的神经纤维通路 分为:感觉传导通路和运动传导通路
一、感觉传导通路
(一)浅感觉传导通路 1.躯干、四肢的浅感觉传导通路 感觉神经元位于脊神经节内 通路:脊神经节——脊髓灰质后角——脊髓丘脑 束——丘脑——大脑皮质躯干和下肢的感觉区。 2.头面部的浅感觉传导通路 传导通路:三叉神经传入——脑桥——三叉丘 系——丘脑——丘脑皮质束——大脑皮质感觉区
软脑膜
2.脑脊液

充满于脑室、脊髓中央管和蛛网膜下隙 有减震、营养脑和脊髓、化学缓冲等作用 维持正常颅内压
、脑脊液之间存在的一 些屏障——脑屏障 脂溶性大的物质可通过,极性大的物质不可通过 血-脑屏障、血-脑脊液屏障以及脑脊液-脑屏障
第四节 神经系统传导通路
3.激素功能概述





第一,通过调节蛋白质、糖和脂肪等三大营养物 质以及水、盐等代谢 第二,促进细胞的增殖与分化,确保各组织、器 官的正常生长、发育,以及细胞的更新与衰老 第三,促进生殖器官的发育成熟以及性激素的分 泌和调节 第四,影响中枢神经统和植物性神经系统的发育 及活动,与学习、记忆及行为的关系 第五,与神经系统密切配合调节机体对环境的适 应
(一)感觉传导功能

浅感觉传导通路:传导痛觉、温度觉和轻触觉 深感觉传导通路:传导肌肉本体感觉和深部压觉
(二)对躯体运动的调节


脊髓中的灰质是反射活动的低级中枢 脊髓对躯体运动的调节是以反射方式进行的 屈肌反射、对侧伸肌反射 牵张反射:腱反射、肌紧张
(三)对内脏活动的调节


第七节 脑的高级功能和脑电图
一、脑电图和脑诱发电位
1.皮层自发脑电活动:大脑皮层经常具有持续的节 律性电位变化,称为皮层自发脑电活动。 2.脑电图:在头皮上安置引导电极,通过脑电图仪 可记录到皮层自发脑电活动的图形。
二、学习和记忆
学习:是指人和动物依赖于经验来改变自身行为 以适应环境的神经活动过程。 记忆:是将学得的信息“储存”和”读出“的神 经活动过程。 1.条件反射 非条件反射:是机体先天固有的反射。 条件反射:在非条件反射基础上机体后天获得的。 2. 人类的学习与记忆过程 3.学习和记忆的机制
2.腺垂体分泌的激素 分泌包括生长激素(GH)等7种 其中TSH、ACTH、GTH分别作用于甲状腺、 肾上腺皮质和性腺
(三)下丘脑-神经垂体系统 1.下丘脑与神经垂体的结构和功能联系 神经垂体没有腺细胞,催产素和升压素储 存在神经垂体 2.神经垂体释放的激素 血管升压素和催产素
1.胆碱能受体 分类: ①.毒蕈碱受体(M型受体):当乙酰胆碱与这类 受体结合后便可产生一系列副交感神经兴奋地效 应,包括心脏活动的抑制、支气管平滑肌的收缩、 胃肠平滑肌的收缩、膀胱逼尿肌和虹膜环形肌的 收缩、消化腺分泌的增加等。 ②.烟碱型受体(N型受体):当乙酰胆碱与这类 受体结合后产生兴奋性突出后电位和终极电位, 导致节后神经元和骨骼肌兴奋。

三、觉醒和睡眠
1.觉醒状态的维持 一般认为,觉醒状态的维持是脑干网状结构上行 激活系统的作用 2.睡眠的时相 慢波睡眠、快波睡眠 3.睡眠发生的机制
第八节 内分泌系统
一.内分泌腺和内分泌系统


人体主要的分泌腺:垂体、甲状腺、甲状 旁腺、肾上腺、胰岛、松果体、胸腺、性 腺 内分泌系统:由内分泌腺和分散存在某些 组织器官中的内分泌细胞组成的一个分泌 化学活性物质(激素)的传递系统称为内 分泌系统。
六、胰岛



胰的内分泌部 位置:散在胰腺腺泡之间的细胞团。 主要的细胞:A细胞和B细胞 分泌的激素: 胰岛素(B细胞) 胰高血糖素(A细胞)
(一)胰岛素 胰岛素是一种小分子蛋白质 (二)胰岛素的生物学作用 胰岛素的主要作用:调节糖、脂肪和蛋白 质的代谢。 1.糖代谢 2.脂肪代谢 3.蛋白质代谢
第六节 自主神经系统


概念:内脏神经中的传出神经支配的平滑肌、 心血管和腺体的运动不受人的主观意志的控制, 这一部分称为自主神经或植物神经。 分类:交感神经和副交感神经
一、自主神经的结构特征
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