神经元的结构及其功能

轴突
每个神经元只有一根胞体发出轴突的轴突表面的细胞膜，称轴膜,
轴突内的胞质称 轴质或轴浆。轴质内有许多与轴突长袖平行的神
经原纤维和细长的线粒体，但无尼氏体和高尔基复合体，因此，轴
突内不能合成蛋白质。轴突成分代谢更新以及突触小泡内神经递质，
均在胞体内合成，通过轴突内微管、神经丝流向轴突末端。
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主要功能
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细胞核
多位于神经细胞体中央，大而圆，异染 色质少，多位于核膜内侧，常染色质多， 散在于核的中部，故着色浅，核仁l～2个 ，大而明显。细胞变性时，核多移向周边 而偏位。
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细胞质
• 位于核的周围，又称核周体，其中含有发达的高尔基复合体、滑 面内质网，丰富的线粒体、尼氏体及神经原纤维，还含有溶酶体、 脂褐素等结构。具有分泌功能的神经元，胞质内还含有分泌颗粒， 如位于下丘脑的一些神经元。
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细胞膜
胞体的胞膜和突起表面的膜，是连续完整的细胞膜。除突触 部位的胞膜有特异的结构外，大部分胞膜为单位膜结构。神经细胞 膜的特点是一个敏感而易兴奋的膜，在膜上有各种受体和离子通道， 二者各由不同的膜蛋白所构成。形成突触部分的细胞膜增厚。膜上 受体可与相应的化学物质神经递质结合，膜的离子通透性及膜内外 电位差发生改变，胞膜产生相应的生理活动：兴奋或抑制。
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脂褐素
常位于大型神经无核周体的一侧，呈棕黄色颗粒状，随年龄增 长而增多，经电镜和组织化学证实为次级溶酶体形成的残余体， 其内容物为溶酶体消化时残留的物质，多为异物、脂滴或退变的细 胞器。
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突起
树突
树突是从胞体发出的一至多个突起，呈放射状。胞体起始部分较粗， 经反复分支而变细，形如树枝状。树突的结构与脑体相似，胞质内 含有尼氏体，线粒体和平行排列的神经原纤维等，但无高尔基复合 体。一般电镜下，树突棘内含有数个扁平的囊泡称棘器。树突的分 支和树突棘可扩大神经元接受刺激的表面积。树突具有接受刺激并 将冲动传入细胞体的功能。
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脑电信号（EEG）是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮 表面的总体反映，其包含了大量的生理与病理信息，并可以用许多
特征量来描述其特征信号。脑电信号的时-频特征分析可以有效地 提取其特征量。EEG本质上是非线性时间序列。
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• 脑电信号的采集方式，从破坏性上可分为两类：有创和无创。有 创采集方式由于要进行开颅手术而对大脑有一定的损伤；无创采 集方式就不需要这种手术，从而对人脑没有什么损害。有创采集 方式具体可分为完全植入型和皮层表面电极。完全植入型就是将 电极植入到大脑皮层中；而皮层表面电极型则是将电极放在大脑 皮层的表面而不是真正植入大脑
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• 侵入式BCI，又称植入式BCI，是一种有损型脑电采集技术，利用 直接脑神经接口技术，通过外科开颅手术将电极阵列植入颅内， 直接记录或刺激大脑神经元，从而实现和外界环境的交互。通过 植入这些微装置于颅内神经中枢，可以更精准地监测大脑的活动、 研究大脑机能、治疗脑部疾病，控制外部设备等。
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还有一种无损植入型技术是非侵入式BCI。非侵入式BCI使用头皮电 极记录大脑活动产生的EEG信号。非侵入式BCI系统可以实现简单、 无损的脑机交互。侵入式BCI和非侵入式BCI相比，侵入式BCI有损伤， 但精确
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频域分析
• 功率谱估计
• 功率谱分析是 EEG信号处理最常用工具 ,源于傅氏变换 ,它的前提 是平稳随机信号 ,对非平衡随机信号而言 ,不同时刻的谱分析结果 是不同的。目前常用的方法之一是以短时间断数据的傅氏变换为 基础的周期法 ,具体做法是把实际淮信号在时域上分段 ,并看作是 准平稳的 ,每段取傅氏变换后的幅频特性平方再乘以适当的窗函 数 ,作为该信号的功率谱估计 ,但此法频率分辨率差 ,存在边瓣泄 漏 ,谱估计方差大等问题。
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• AR参数模型谱估计
• AR模型首先选择最佳 阶次问题 , 常用的定阶准则有信 息论准 则 ( AIC) ,最终预测误差准则 ( FPE)等 ,阶次确定后按信号数据列与它 的估计量之间均方误差最小准则 ,求取ak 值。 AR系数的算 法有 Yule-Walker, Burg algorithm , Least Squares等 ,各有利弊。
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尼氏体
尼氏体:又称嗜染质，是胞质内的一种嗜碱性物质，在一般染 色中岛被碱性染料所染色，多呈斑块状或颗粒状。它分布在核周体 和树突内，而轴突起始段的轴丘和轴突内均无。尼氏体的形态结构 可作为判定神经元功能状态的一种标志。
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神经原纤维
在神经细胞质内，存在着直径约为2～3μm的丝状纤维结构， 在银染的切片体本可清晰地显示出呈棕黑色的丝状结构，此即为神 经原纤维，在核周体内交织成网，并向树突和轴突延伸，可达到突 起的未消部位。其生理功能主要参与胞质内的物质转运活动，接近 微管表面的各种物质流速最大，微管的表面有动力蛋白，它本身具 有ATP酶的作用，在ATP存在状态下，可使微管滑动，从而使微管具 有运输功能。
神经元的结构及其功能
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神经元是具有长突触（轴突） 的细胞，它由细胞体和细胞突起构成。 在长的轴突上套有一层鞘，组成神经 纤维，它的末端的细小分支叫做神经 末梢。细胞体位于脑、脊髓和神经节 中，细胞突起可延伸至全身各器官和 组织中。核大而圆，位于细胞中央， 染色质少，核仁明显。细胞质内有斑 块状的核外染色质（旧称尼尔小体）， 还有许多神经元纤维。细胞突起是由 细胞体延伸出来的细长部分，又可分 为树突和轴突。每个神经元可以有一 或多个树突，可以接受刺激并将兴奋 传入细胞体。每个神经元只有一个轴 突，可以把兴奋从胞体传送到另一个 神经元或其他组织，如肌肉或腺体。
组成神经系统的基本元件
信息整合功能
接受刺激
信息储存功能
传递信息
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脑电信号的产生机制，获取和分析方法
脑电信号是生物电信号的一种。生物电的科学解释是指生物细 胞的静电压，以及在活组织中的电流，如神经和肌肉中的电流。生 物细胞用生物电储存代谢能量，用来工作或引发内部的变化，并且 相互传导信号。生物学家认为，组成生物体的每个细胞都像一台微 型发电机。一些带有正电荷或者负电荷的离于如钾离子、钙离子、 钠离子、氯离子等，分布在细胞膜内外，使得细胞膜外带正电荷， 膜内带负电荷。当这些离子流动时就会产生电流，并造成细胞内外 电位差。