《神经元的电活动》PPT课件
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时放电减慢。中枢5-HT的活动与睡眠，特别是慢波睡眠有密切关系。中枢儿
茶酚胺（CA）类物质包括肾上腺素和去甲肾上腺素。CA对中枢的作用以兴奋
为主，有助于维持中枢神经系统的觉醒状态。
乙酰胆碱是重要的神经递质，其在中枢神经系统的主要受体为毒菌碱受体（M 受体）。M受体具有兴奋和抑制双重作用。在同一个神经元上可以既有兴奋性 M受体，又有抑制性M受体。
﹢
主神经元
﹣
﹢
抑制性中间神经元
三突触环路示意图
• 某些神经环路是产生癫痫的重要基础，如海马内环路、边缘系统环路、丘脑皮层环路等。在这些环路中，某一环节的兴奋阈值降低可使微小刺激引起强
烈暴发，如此循环使环路对异常放电产生放大效应，进而引起异常放电的扩
散和发作。在病理条件下，脑内可形成异常的神经环路，成为异常放电形成
• 由Na+快速内流构成的峰电位时间非常短暂，并在细胞外衰减，因而不是构成 皮层脑电图电位的主要成分。除Na+电位外，在细胞膜兴奋时，还存在另一个 重要的非突触电位，它由缓慢内流的Ca2 +内流引起，可产生20-50mV的高电压， 并可在一群神经元中形成同步化锋电位，在癫痫样放电中具有重要作用。
• 动作电位沿轴突（神经纤维）的传导是双向的，以局部电流的形式传向远端， 但在到达突触时，动作电位只能从突触前膜向另一神经元的突触后膜单向传 导。
动作电位特征的形成原因：
• 阈值(threshold): 足够多的钠通道的开放使钠离子通透性大于钾离子 • 上升相（rising phase)：钠通道完全开放，钠离子迅速进入胞内 • 超射（Overshoot）：趋向于钠平衡电位 • 下降相(falling phase)：钠通道失活，钾通道开放增加 • 回射（后超级化，undershoot)：接近于钾平衡电位
• 此外，神经元具有内源性的电压依赖性震荡性质，即在神经元去极化达到一 定强度时，可产生一种自我维持的θ频段的电压震荡。神经元的这些内在性 质和突触的性质共同决定了脑电活动的基本方式。
二、神经环路
• 脑内不同性质和功能的神经元通过各种形式的复杂连接，在不同水平构成神 经环路和神经网络，以类似串联、并联、前馈、反馈、正反馈、负反馈等多 种形式活动。其中最简单的神经环路是三突触结构。
2、突触结构和神经递质
• 两个神经元之间的接触点称为突触（synapse），由突触前膜、突触间隙和突 触后膜构成。神经元之间可通过轴突-树突、轴突-胞体、轴突-轴突等多种方 式实现突触连接。一个神经元兴奋后对下一级神经元的作用取决于神经末梢 （突触前膜）所释放的神经递质或调质的功能。
• 兴奋性神经递质使突触后膜去极化，导致静息电位升高，，神经元兴奋 性增加，引起兴奋性突触后电位（EPSP），而抑制性神经递质则使突触 后膜超级化，静息电位降低，神经元兴奋性降低，引起抑制性突触后电 位（IPSP）。兴奋性电流主要与Na+、Ca2+内流有关，而抑制性电流主要 涉及Cl-、K+外流。在大多数生理情况下，突触活动是构成脑电图电位的 最主要成分。
第一章脑电图的电生理基础
脑电图的电生理基础
• 脑电图是从颅外头皮或颅内记录到 的局部神经元电活动的总和。本章 主要对产生脑电信号的神经电生理 基础做一简单介绍。
脑电图的电生理基础
• 1、神经元和神经环路 • 2、新皮层和半球表面脑电活动的起源 • 3、丘脑皮质系统和脑电节律的产生 • 4、边缘系统 • 5、脑干网状结构对脑电活动的影响
和扩散的基础，并可干扰正常神经活动。
第二节 新皮层和半球表面脑电活
动的起源
• 一、新皮层的结构
• 1、皮层的垂直结构：大量研究发现，垂直于皮层 表面的柱状结构是皮层的基本功能单位。一个柱 状单位的表面积在1mm2左右，有神经元包胞体、 树突、轴突和跨层连接的突触构成，在一个垂直 柱内，丘脑中继核团的输入 经由Ⅳ层的某些颗粒 细胞向下传导至Ⅴ和Ⅵ层的传出神经成分，同时 Ⅳ层向上到达Ⅱ层及Ⅲ层的锥体细胞，再回返向 下兴奋Ⅴ层的大锥体细胞，构成基本的垂直环路。
• 脑内主要的兴奋性氨基酸为谷氨酸和天冬氨酸，兴奋性氨基酸的受体包括 NMDA(N-甲基-D-天冬氨酸)受体、AMDA受体和海人酸受体。抑制性氨基酸主要
为γ-氨基丁酸（GABA），相应的受体为GABAA 受体和GABAB受体。GABA及其受体广 泛存在于脑组织中，可引起神经元的超极化抑制效应。
• 脑内5-羟色胺（5-HT）能神经元主要分布于脑干的中缝核群及蓝斑、脚间核 等部位。5-HT神经元的特点是放电缓慢而规律，其放电频率为0.5-3Hz，困倦
神经科学 Neuroscience
动作电位特性
动作电位的上升相和下降相
上升相 rising phase 超射 overshoot 下降相 falling phase 回射 undershoot
Na+内流引起去极化 K+外流引起复极化
示波器记录及动作电位的上升和下降相
动作电位特性
Байду номын сангаас 神经科学 Neuroscience
第一节 神经元和神经环路
一、神经元的电活动
1、静息电位和动作电位：神经元由胞体、轴
突和树突组成。在静息状况下，细胞内以K+和有 机负离子为主，细胞外以Na+、 Ca+ 和Cl-为主，维 持静息电位在-70mV至-90mV（细胞膜内为负，膜 外为正）。细胞兴奋时，Na+通道开放， Na+内流， 使膜内变正，产生去极化，形成动作电位上升支， 随后K+顺浓度差外流，膜内再次变负，为复极化， 形成动作电位下降支。最后通过Na+ -K+-ATP泵逆 浓度差将细胞内多余的Na+ 运送到细胞外，同时 将细胞外多余的K+运送到细胞内。
3、神经元的内在性质
• 单个兴奋性神经元有两种活动模式： 1、持续点燃：在接受刺激后产生持续而稳定的
高频放电，以实现快速信息传递，主要由钠通道 开放引起。清醒时多以持续点燃方式活动，
2、暴发性点燃：在受刺激时产生不规则或节律 性的爆发，是在钠内流导致细胞膜去极化后，触 发电压依赖性钙通道开放引起钙内流所致。是丘 脑、海马和新皮层神经元的内在特性，对细胞间 信息的传递、脑电节律的形成、睡眠活动及癫痫 性放电的形成非常重要。
茶酚胺（CA）类物质包括肾上腺素和去甲肾上腺素。CA对中枢的作用以兴奋
为主，有助于维持中枢神经系统的觉醒状态。
乙酰胆碱是重要的神经递质，其在中枢神经系统的主要受体为毒菌碱受体（M 受体）。M受体具有兴奋和抑制双重作用。在同一个神经元上可以既有兴奋性 M受体，又有抑制性M受体。
﹢
主神经元
﹣
﹢
抑制性中间神经元
三突触环路示意图
• 某些神经环路是产生癫痫的重要基础，如海马内环路、边缘系统环路、丘脑皮层环路等。在这些环路中，某一环节的兴奋阈值降低可使微小刺激引起强
烈暴发，如此循环使环路对异常放电产生放大效应，进而引起异常放电的扩
散和发作。在病理条件下，脑内可形成异常的神经环路，成为异常放电形成
• 由Na+快速内流构成的峰电位时间非常短暂，并在细胞外衰减，因而不是构成 皮层脑电图电位的主要成分。除Na+电位外，在细胞膜兴奋时，还存在另一个 重要的非突触电位，它由缓慢内流的Ca2 +内流引起，可产生20-50mV的高电压， 并可在一群神经元中形成同步化锋电位，在癫痫样放电中具有重要作用。
• 动作电位沿轴突（神经纤维）的传导是双向的，以局部电流的形式传向远端， 但在到达突触时，动作电位只能从突触前膜向另一神经元的突触后膜单向传 导。
动作电位特征的形成原因：
• 阈值(threshold): 足够多的钠通道的开放使钠离子通透性大于钾离子 • 上升相（rising phase)：钠通道完全开放，钠离子迅速进入胞内 • 超射（Overshoot）：趋向于钠平衡电位 • 下降相(falling phase)：钠通道失活，钾通道开放增加 • 回射（后超级化，undershoot)：接近于钾平衡电位
• 此外，神经元具有内源性的电压依赖性震荡性质，即在神经元去极化达到一 定强度时，可产生一种自我维持的θ频段的电压震荡。神经元的这些内在性 质和突触的性质共同决定了脑电活动的基本方式。
二、神经环路
• 脑内不同性质和功能的神经元通过各种形式的复杂连接，在不同水平构成神 经环路和神经网络，以类似串联、并联、前馈、反馈、正反馈、负反馈等多 种形式活动。其中最简单的神经环路是三突触结构。
2、突触结构和神经递质
• 两个神经元之间的接触点称为突触（synapse），由突触前膜、突触间隙和突 触后膜构成。神经元之间可通过轴突-树突、轴突-胞体、轴突-轴突等多种方 式实现突触连接。一个神经元兴奋后对下一级神经元的作用取决于神经末梢 （突触前膜）所释放的神经递质或调质的功能。
• 兴奋性神经递质使突触后膜去极化，导致静息电位升高，，神经元兴奋 性增加，引起兴奋性突触后电位（EPSP），而抑制性神经递质则使突触 后膜超级化，静息电位降低，神经元兴奋性降低，引起抑制性突触后电 位（IPSP）。兴奋性电流主要与Na+、Ca2+内流有关，而抑制性电流主要 涉及Cl-、K+外流。在大多数生理情况下，突触活动是构成脑电图电位的 最主要成分。
第一章脑电图的电生理基础
脑电图的电生理基础
• 脑电图是从颅外头皮或颅内记录到 的局部神经元电活动的总和。本章 主要对产生脑电信号的神经电生理 基础做一简单介绍。
脑电图的电生理基础
• 1、神经元和神经环路 • 2、新皮层和半球表面脑电活动的起源 • 3、丘脑皮质系统和脑电节律的产生 • 4、边缘系统 • 5、脑干网状结构对脑电活动的影响
和扩散的基础，并可干扰正常神经活动。
第二节 新皮层和半球表面脑电活
动的起源
• 一、新皮层的结构
• 1、皮层的垂直结构：大量研究发现，垂直于皮层 表面的柱状结构是皮层的基本功能单位。一个柱 状单位的表面积在1mm2左右，有神经元包胞体、 树突、轴突和跨层连接的突触构成，在一个垂直 柱内，丘脑中继核团的输入 经由Ⅳ层的某些颗粒 细胞向下传导至Ⅴ和Ⅵ层的传出神经成分，同时 Ⅳ层向上到达Ⅱ层及Ⅲ层的锥体细胞，再回返向 下兴奋Ⅴ层的大锥体细胞，构成基本的垂直环路。
• 脑内主要的兴奋性氨基酸为谷氨酸和天冬氨酸，兴奋性氨基酸的受体包括 NMDA(N-甲基-D-天冬氨酸)受体、AMDA受体和海人酸受体。抑制性氨基酸主要
为γ-氨基丁酸（GABA），相应的受体为GABAA 受体和GABAB受体。GABA及其受体广 泛存在于脑组织中，可引起神经元的超极化抑制效应。
• 脑内5-羟色胺（5-HT）能神经元主要分布于脑干的中缝核群及蓝斑、脚间核 等部位。5-HT神经元的特点是放电缓慢而规律，其放电频率为0.5-3Hz，困倦
神经科学 Neuroscience
动作电位特性
动作电位的上升相和下降相
上升相 rising phase 超射 overshoot 下降相 falling phase 回射 undershoot
Na+内流引起去极化 K+外流引起复极化
示波器记录及动作电位的上升和下降相
动作电位特性
Байду номын сангаас 神经科学 Neuroscience
第一节 神经元和神经环路
一、神经元的电活动
1、静息电位和动作电位：神经元由胞体、轴
突和树突组成。在静息状况下，细胞内以K+和有 机负离子为主，细胞外以Na+、 Ca+ 和Cl-为主，维 持静息电位在-70mV至-90mV（细胞膜内为负，膜 外为正）。细胞兴奋时，Na+通道开放， Na+内流， 使膜内变正，产生去极化，形成动作电位上升支， 随后K+顺浓度差外流，膜内再次变负，为复极化， 形成动作电位下降支。最后通过Na+ -K+-ATP泵逆 浓度差将细胞内多余的Na+ 运送到细胞外，同时 将细胞外多余的K+运送到细胞内。
3、神经元的内在性质
• 单个兴奋性神经元有两种活动模式： 1、持续点燃：在接受刺激后产生持续而稳定的
高频放电，以实现快速信息传递，主要由钠通道 开放引起。清醒时多以持续点燃方式活动，
2、暴发性点燃：在受刺激时产生不规则或节律 性的爆发，是在钠内流导致细胞膜去极化后，触 发电压依赖性钙通道开放引起钙内流所致。是丘 脑、海马和新皮层神经元的内在特性，对细胞间 信息的传递、脑电节律的形成、睡眠活动及癫痫 性放电的形成非常重要。