神经系统

神经系统的构成

神经元

人类所有的想法、感觉和行动都可以归结为大脑内如蜘蛛网般交错的神经细胞的电冲动。大脑由大约1000亿个神经元构成。神经元是单个的神经细胞，负责传递和处理信息，也负责激活肌肉和腺体。一个孤立的神经元能够发挥的作用极为有限，要完成如眨眼类的简单动作至少需要一些神经元的合作。而当神经元集结成一个巨大的神经网络时，就产生了人的智慧和意识。神经元以成块聚集、排成长链的方式联系在一起。每个神经元负责将自己的信号传递出去和接受来自其他神经元的信号。数以百万计的神经元必须同时传递信号，从而能够以最快的速度产生想法。

神经元的构成

神经元是什么样子？它有哪些主要组成部分？虽然我们无法找到两个在大小和形状上完全相同的神经元,，但大多数神经元均由四个基本部分构成。看起来像树根的部分叫树突，它的主要作用是从其他神经元那里接受信息。胞体接受外来的信息，对各种信息进行汇总，并产生神经冲动。轴突负责把胞体发出的信息传导至其他神经元。

轴突末梢是大多数轴突的终止部分，连接着其他神经元的树突和细胞体，使得信息能够从一个神经元传递到另外一个神经元。有些轴突只有0.1毫米长(大约是用铅笔画的线的宽度)，而有些轴突可在神经系统中延伸1米左右(约等于从脊梁骨底端到大脚趾的距离)。轴突如同细微的电缆一样，将所载的信息在脑和神经系统中传递。算起来，我们大脑中包含的轴突总长度约有480万公里。

神经冲动

神经细胞内外聚集着不同数量带电的离子，有些离子带正电而有些带负电。根据测量结果，神经元在静息状态下，其内部与外部的电压差为－70毫伏，这样每个神经元就像一节小小的生物电池一样储存在大脑内。

这个在静息状态下神经元的电位叫做静息电位。但神经元很少处于这个水平：来自其他神经元的信息会改变静息电位。当内外电压差达到神经元的阈限-50毫伏时，神经元就会开始放电，就好像在宣布：“啊哈！是该把信息告诉邻居们的时候了！”当神经元的静息电位到达-50毫伏时，就会出现一个神经冲动，或称动作电位，它会沿着轴突传递到下一级神经元，最快速度可达90米/秒。这个速度看似很快，但做出反应仍然需要一定的时间（从机体接受刺激到作出回答反应所需的时间就叫反应时）。

动作电位时发生了什么？静息状态下，轴突膜上的离子通道是被一些起着“大门”作用的分子关闭着。在动作电位过程中，这些“大门”敞开了，钠离子(Na+)得以穿过膜进入轴突。首先是胞体附近的通道敞开，随后沿着神经冲动的传递方向，轴突上的通道顺次敞开。

动作电位呈一种“全或无”现象，即一种或完全出现或完全不出现的神经冲动。我们也许可以通过想象多米诺骨牌来理解在轴突上的动作电位。我们知道，当第一块骨牌被推倒之后,随后所有的骨牌将会波浪式地被推倒，直到最后一块；同样，当第一个神经冲动出现之后，一连串的动作电位就沿着轴突出现，直到轴突末端。

在每一个神经冲动之后，细胞电位会下降到静息电位水平以下，更不易激活。之所以出现这种负后电位，是因为大量的钾离子(K+)在胞膜的“大门”打开之后从神经元内部流出所致。由于移入与移出细胞膜的离子的交换，每一个神经冲动之后，神经元被复极化，为下一次神经冲动做好准备。再以多米诺骨牌作比喻，轴突的复极化就好比我们飞快地把被推倒的骨牌复原摆好，迎接下一次挑战。

突触和神经递质

信息是怎样从一个神经元传递到另一个神经元的？在基本性质上，神经冲动主要是一种电信号，所以用电刺激大脑能够影响行为。为了证明这一点，科学家Jos Delgado进入斗牛场，身披斗牛士的斗篷，手里拿着一个无线电遥控器。公牛朝Delgado冲过来了！他后退了两步，站了下来，正对着狂奔而来的公牛，没有躲避，而公牛则在就要顶到De1gado之前的刹那间停住了！这是为什么？这是因为，Delgado手中的遥控器发出了信号，使深埋在公牛大脑里的电极给脑特定的控制中枢施以刺激，大脑发出的指令使公牛骤然停住。

与神经冲动不同，神经元之间的连接是化学性的。两个神经元之间有一个极小的间隙，叫做突触。信息通过突触从一个神经元传递到另一个神经元。当一个神经冲动到达轴突末梢时，那里的神经递质就被释放到突触间隙中。作为化学物质的神经递质能够改变其他神经元的活动。

当化学分子穿过突触间隙后，便依附到其他神经元的特定接受区域——受体基。细胞膜上的受体基对特定的神经递质敏感。研究者除了在神经细胞的胞体和树突上发现了大量受体基外，在肌肉和腺体上也发现了一些。

神经递质的释放是否会引起下一个神经元的神经冲动？神经递质的释放可能使下一个神经元兴奋并发出更多的神经冲动，但也可能抑制它，使其减少神经冲动。由于一个神经元总是从数以百计的其他神经元那里接收信息，因此，总会有若干兴奋信息或抑制信息同时到达。此时，如果兴奋信息没有被抑制信息所抵

消，那么，神经元将产生神经冲动。这就是说，一个神经元在接收到来自其他神经元的信息后，首先进行整合，然后再决定是否发出动作电位。你可以想象一下，现在，就在你的大脑中，有1000亿个神经细胞和其间形成的100兆个突触正在接受和发送着信息，这是一台多么神奇的生物计算机呀！

我们的神经系统所接收的信息，以及它按照信息行事的方式，都是由突触传递调节的。而突触传递又是由神经递质的作用决定的。

在胞体，来源于我们所食入蛋白的氨基酸转换成神经递质，然后它们被储存于轴突末端称为突触小泡的囊袋中。当冲动到达轴突末端时，神经递质释放入突触，在那里它注入间隙并且与接收神经元上的被称为突触后受体的特殊蛋白相作用。神经递质与这种突触后受体相配套就像钥匙与锁一样，这种反应导致接受神经元的电压发生改变，从而将神经冲动传向邻近神经元。然后，神经递质可以通过一种称之为重摄取的过程再回到轴突末端，或者在突触中循环。

神经递质受体可以随时间而改变。如果过多的神经递质被释放入突触中，为了代偿，突触后受体数目会减少或者对神经递质的敏感性下降——这一过程称为“向下调节”。或者反过来：如果突触前神经元没有释放跑题的神经递质来传递神经冲动。则突触后受体将进行“向上调节”，增加其数量或其敏感性。某些行为障碍可能部分地是由于受体的上调或下调所引起的，神经科学研究人员正在探索这种可能性。某些针对这些疾病的药物治疗被认为是通过恢复正常调节功能而起作用的。

人体内究竟有多少种神经递质，迄今还是个未知数，有说50多种，有说100多种。目前已经确定了一些神经递质在心理健康和精神病理中有重要作用。例如乙酰胆碱、肾上腺素、去甲肾上腺素、5-羟色胺、多巴胺、组胺，以及多种氨基酸。这些递质一旦受到干扰就会产生很严重的后果。例如，多巴胺过少会出现帕金森氏病的肌肉震颤症状，多巴胺过多则可能导致精神分裂。

许多药物可以模仿、复制或阻断神经递质的活动。例如，乙酰胆碱一般的作用是激活肌肉。一种叫做箭毒的药物能够占领乙酰胆碱在肌肉中的受体基，从而阻断乙酰胆碱激活肌肉，所以它会导致中毒后的人或动物瘫痪。居住在南美亚马孙河谷的印第安人正是利用这一点，把箭毒涂在箭头上来进行狩猎的。

下面简要介绍几种常见的神经递质的功能：

1.乙酰胆碱（Acetylcholine）。是最早发现的神经递质。乙酰胆碱参与向全身骨骼肌传递神经冲动。在中枢神经系统，它也参与了注意历程、睡眠障碍，以及阿尔兹海默症。

2.多巴胺（Dopamine）该物质对调节运动行为和与奖赏相关的行为非常重要。某些经常滥用的药物，如兴奋剂，就是作用于多巴胺系统。人们认为多巴胺活性的改变与帕金森氏病和精神分裂症有关。

3.脑腓肽（Enkephalins）该物质似乎能够与脑中阿片受体相作用（即受阿片或阿片相关药物影响的部分）。同样，它们可能是机体的“天然药物”。

4.GABA（γ－氨基丁酸）GABA是一种几乎只在大脑中发挥作用的神经递质，可以抵制神经元发放冲动。一些抑制焦虑的镇静药物就是通过提高GABA 的活性起作用的。

5.去甲肾上腺素（NE）在自律神经系统，该类物质参与了产生“对抗或逃走”反应，如增高心率和血压。在神经系统，去甲肾上腺素活化对危险的警觉性，可能与恐慌症和抑郁症相关。

6.5－羟色胺该神经递质在抑制中有重要作用。5－羟色胺和去甲肾上腺素