脑世界中的基本元件

脑世界中的基本元件

1909年，著名的神经解剖学家卡加尔首先提出了神经元学说，并首创了“神经元”一词。他认为，神经系统是由数以亿计的神经细胞构成的，这些神经细胞之间没有直接的细胞质联系，它们都是彼此独立的细胞。如同电子管是组成各种电子仪器的基本元件一样，神经元是构成神经系统的基本结构元件，同时也是神经系统进行各种活动的生理机能单位和生活营养单位。神经元学说经过长期的争论，后来被大量的实验事实所证实。

到底什么样的神经元件才使得神经系统具有极为复杂的生理功能呢？

神经元的种类是很多的，它们的形态也是各不相同的。但是一个典型的神经元都是由三个基本部分构成的：神经细胞体、树突突起和轴突突起。

细胞体是神经细胞进行生命活动的代谢中心，形状很不规则。一个神经细胞里面都有一个细胞核和很多种细胞内部的小器官。每个神经的细胞体上又都长出了许许多多的纤维状突起，叫做树突和轴突。树突一般都比较短，且有较多的分支，一个神经元有很多个树突，形状犹如树枝一样，因此才有了树突的名称。但是一个神经元只有一根轴突，轴突一般分支比较少，只是到末梢才有少量的分支。轴突一般都比较长，我们人体最长的轴突从脊髓发出来，一直到达我们的脚趾，可长达1米多呢。

树突的作用是接受各种刺激，产生神经冲动，并且将产生的神经冲动向着细胞体方向传导。轴突的作用是将神经细胞体产生的神经冲动向外发送出去，传向轴突的末梢。

大多数的轴突纤维外面都由一种叫做雪旺氏神经胶质的细胞包裹成一节一节的。有了神经胶质细胞的包裹，就像是一条金属电线外面套上了一节节绝缘的塑料外皮，我们称之为髓鞘。髓鞘的作用非常重要，由于它是绝缘的，所以使得神经纤维在传导神经电脉冲时，就不至于将电信号“串线”或与其他的神经纤维发生信号“短路”，这就完全保证了神经纤维上传导信息是高度准确的。更为奇特的是，神经纤维有了这一节节的髓鞘包裹，竟然能让神经纤维传导神经兴奋电脉冲的速度成倍地提高，使神经纤维成为名副其实的“信息高速公路”。

形态各异的神经元

在脊髓和脑中枢内部，神经细胞体大多数都是成群结伙地组成一团团的，极少有单独存在的“个体户”。这也就使得中枢内部的神经纤维也常是成束成缕地集中在一起，形成中枢神经系统内部的神经传导束。从神经中枢发出来的神经纤维，也都是集中成束在一起行走，众多的神经纤维集成的束，叫做神经干。人体中比较粗大的神经干，都有具体的名字，如坐骨神经干、脑神经干等。即使是一根肉眼可见的非常纤细的神经干，也都是由成千上万根神经纤维的突起合拢在一起形成的。

由于神经元的结构不完全相同，它们的功能上也是有一定的差异的。科学家们常常根据它们之间的种种差异，将神经元分为许多种类型。按照神经元的功能不同，结合神经兴奋传导的方向，一般可把神经元分为三大类，即感觉神经元、运动神经元和中间联络神经元。

感觉神经元的树突末梢装置称为感受器，它是感受各种刺激信息，并将刺激信息转化为神经冲动的装置。感觉神经元接受机体内部或外部的刺激，专门将产生的神经冲动传入神经中枢（脊髓或脑）。因此感觉神经元也叫做传入神经元。

运动神经元所支配的器官和细胞，叫做效应器。运动神经元是专门负责将中枢内的神经信号以电脉冲的形式由轴突从细胞体发出来传到效应器的，从而引起肌肉收缩或腺体分泌液体和激素。因此运动神经元也叫做传出神经元。

中间联络神经元只存在于中枢神经系统的内部，它接受其他神经元传来的冲动，然后又将冲动传给另一个神经元，起着将两个神经元联系起来的中间联络作用，它的名字也由此而来。

根据一个神经元对下一个神经元的作用不同，也可将神经元分为兴奋性神经元和抑制性神经元两大类。凡是兴奋性的神经元活动，它都可以使下一个神经元产生兴奋，活动加强。凡是抑制性的神经元，它们在兴奋时都可以抑制下一个神经元的活动，使下一个神经元的活动减弱或者停止。

在中枢神经系统内部，神经元的数目数以亿计。每个神经元又有成百上千条的纤维突起，它们之间的联系网络是极其复杂的。再加上这些神经元中，既有兴奋性的，又有抑制性的，这就构成了中枢神经系统功能活动的复杂性。大脑皮质上复杂的神经网络联系是产生人类复杂心理活动和无限智慧的基础。不管这个网络如何复杂，简单归纳起来，大致不外乎有以下几种联系方式。

第一种就是辐散式联系。一个神经元通过它的轴突末梢分支与许多个神经元发生联系，称为辐散式联系。所以当这个神经元兴奋时，就会引起许多神经元兴奋或者抑制，这样就可以使神经中枢内部的兴奋活动或抑制活动的影响范围不断扩大，产生所谓的兴奋或抑制的扩散现象。

第二种就是聚合式联系。众多神经元的轴突末梢共同与同一个神经元发生联系，这种联系方式叫做聚合式联系。当然，在与之建立联系的众多神经元中，可能既有兴奋性的，也有抑制性的。如果它们同时传来神经冲动，集中作用到这个神经元上时，就会使许多的兴奋与抑制产生对抗和抵消，既使原来的兴奋活动减弱，也使原来的抑制活动减弱。兴奋信息和抑制信息对抗抵消的过程叫做信息的总和。所以，聚合式的神经联系是信息在同一神经元上产生综合、分析的结构基础。

第三种就是链锁状联系。兴奋通过链锁状的联系可以扩大其作用范围，也可以使效应器的活动得以延长。

还有一种就是环状联系。在环状式的神经联系中，如果其中的每一个神经元都是兴奋性的，这就可以使原来的神经元的活动越来越强，在神经控制学中这叫做正反馈。如果这个环路中有一个神经元是抑制性的，那就会使原来的那个神经元的活动受到抑制，形成所谓的负反馈。

中枢神经元的主要联络方式

由于每一个神经元都与另外成百上千的神经元形成复杂的神经网络联系，所以，中枢神经系统内部的神经元环状网络几乎是无限多的。神经学家们认为，中枢神经系统内部的环状网络是形成暂时记忆的神经结构基础，因为它可以使某一信息在这个环路中往返循环回荡，保留一定时间而不至于消失。

由上可见，多种多样的神经联系方式，又赋予了中枢神经系统更为复杂多变的生理机能。谈到这里，还是让我们把视觉的镜头拉远，鸟瞰一下神经系统“大世界”吧。

神经系统包括脑、脊髓以及同脑和脊髓相连的脑神经和脊神经等，它分为中枢神经和周围神经两大部分。

中枢神经包括脑和脊髓，脑位于脑颅腔中，脊髓位于脊柱的椎管内，二者在枕骨大孔处互相连续，构成整个中枢神经系统。

周围神经的一端同中枢神经的脑或脊髓相连，另一端通过各种末梢装置与身体其他器官、系统相联系。周围神经包括从脑发出的脑神经和从脊髓发出的脊神经两部分。

脑由大脑、间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑六部分组成。科学家们通常把中脑、脑桥和延髓三部分合称为脑干。

脑神经从脑中发出，共计12对。其中由大脑发出第Ⅰ对脑神经；由间脑发出第Ⅱ对脑神经；由中脑发出第Ⅲ和第Ⅳ两对脑神经；脑桥发出第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ四对脑神经；延髓发出第Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ四对脑神经。这些脑神经，有的专门管理感觉，叫做感觉神经（即传入神经）；有的专门管理运动，叫做运动神经（即传出神经）；也有的既管理感觉也管理运动，就叫做混合性神经。

神经系统的全貌

脊髓全长共分为31节，其中颈髓8节、胸髓12节、腰髓5节、骶髓5节、尾髓1节。每一节脊髓都发出一对相应的脊神经，所以脊神经分31对。

周围神经根据其功能的不同，又可分为传入神经和传出神经两部分。传入神经纤维是负责将感受器接受的刺激信号传入中枢的神经纤维；传出神经纤维是负责将中枢神经发出的信号传向效应器的神经纤维，二者严格分工，犹如铁路和公路的上下行车道。传出神经又可进一步分为专门管理骨骼肌的躯体运动神经和专门管理内脏器官（心肌、平滑肌和腺体）的植物性神经。植物性神经又分为交感神经和副交感神经两种。