师:同学们,今天我们来一起复习高三生物人教版选择性必修一第二章神经调节的一轮复习第二课时。通过第一课时,我们明确了神经调节的基本单位是神经元,基本方式是反射,兴奋以神经冲动的形式在神经纤维上传导,通过信号转换在神经元之间传递。那完成整个过程需要借助什么样的结构基础?神经调节又有什么特点?这就是我们今天要复习的内容。
今天我们有三个学习目标:第一,概述人体神经调节的基本结构;第二,阐述人脑的高级功能;第三,比较大脑对躯体运动调节与内脏活动调节的特点。
说到神经系统的结构,大家能联想到哪些内容,它们之间有什么关系?老师列出了一些概念,请同学们根据这些词汇,按一定层次关系构建神经系统结构概念图,大家可以先按下暂停键试一试,之后老师会带领大家一起梳理。
首先思考问题一:在赛场上,运动员靠眼、耳等感觉器官获取外界信息并迅速做出反应,这一过程需要神经系统调节。想一想,神经系统的基本结构是怎样的?
神经系统的结构包括中枢神经系统和外周神经系统。中枢神经系统由脑和脊髓构成,外周神经系统由脑神经、脊神经构成。中枢神经系统内大量神经细胞聚集,形成许多不同神经中枢,像脊髓中的膝跳反射中枢、脑干中的呼吸中枢、下丘脑中的体温调节中枢等。
请结合老师给出的脑的结构示意图,回忆脑由哪些结构组成,每种结构有什么功能?脑包括大脑、小脑、下丘脑、脑干。大脑表面是大脑皮层,它是调节肌体活动的最高级中枢,冷觉、渴觉、痛觉的神经中枢都在大脑皮层。小脑位于大脑后下方,能协调运动、维持身体平衡。脑干连接脊髓和脑其他部分,是许多维持生命的必要中枢,如调节呼吸、心脏功能的基本活动中枢。下丘脑是脑的重要部分,有体温调节、水平衡调节中枢,还与生物节律控制有关。
除了脑,中枢神经系统还包括脊髓。脊髓是脑与躯干、内脏之间的联系通路,是调节运动的低级中枢,比如膝跳反射、缩手反射的神经中枢就在脊髓。
现在请同学们按下暂停键思考:有呼吸、有心跳、有体温但不能支配躯体运动的植物人,他的中枢神经系统哪些部分受损,哪些部分未受损?
根据刚才对中枢神经系统各部分结构的回顾,植物人能呼吸,说明脑干未受损;有体温和渗透压,说明下丘脑未受损;但失去了躯体感觉和运动能力,说明大脑受损。
由此可知,大脑在调节生命活动中作用重大。接着思考问题二:运动员训练时,大脑能感知外部世界、控制肌体反射活动,除此之外,大脑还有什么更高级的功能?
大脑的高级功能还体现在语言、学习和记忆、情绪等方面。语言功能是人脑特有的高级功能,大多数人主导语言功能的区域分布在大脑左半球。人的语言中枢按功能分为四个区域,分别是W区、V区、S区、H区,每个区域有特定功能。若W区发生障碍,不能写字;若V区发生障碍,不能看懂文字;若S区发生障碍,不能讲话;若H区发生障碍,不能听懂话。
请同学们想一想,球员通过哨声明白裁判指令,这一过程需要大脑皮层哪些神经中枢参与?此时主要借助听觉中枢以及言语区的H区。当球员通过裁判手势看懂指令时,需要大脑皮层哪些神经中枢参与?此时主要借助视觉中枢以及言语区的W区。若这些区域受损,会导致特有的语言活动功能障碍。
学习和记忆也是大脑的高级功能之一。学习与记忆是神经系统不断接受刺激、获得行为习惯和积累经验的过程,条件反射的建立就是一种学习过程。人类记忆过程分为四个阶段,感觉性记忆转瞬即逝,持续时间短,迅速消失,不构成真正记忆。若加以注意,可转为第一级记忆,但该阶段记忆保留时间仍短,易遗忘,所以前两个阶段相当于短时记忆,与神经元的即时信息交流,尤其与大脑皮层下像海马的脑区有关。若第一级记忆中的信息反复运用、强化,停留时间延长,就容易进入第二级记忆。若继续将有些信息长年累月运用,可储存在第三级记忆中,成为永久记忆。我们把第二级记忆和第三级记忆视为长时记忆,与突触形态功能改变以及新突触建立有关。同学们在日常学习中,要将知识真正掌握,就得不断重复并加以运用。
此外,情绪也是大脑的高级功能之一,要注意区分抑郁情绪与抑郁症,二者在持续时间和严重程度等方面不同。抑郁情绪一般持续不超过两周,易缓解;而抑郁症会影响患者工作、学习和生活,必须到医院接受专业治疗。良好人际关系、适当运动是较好的减压与缓解途径。若患有抑郁症,需服用抗抑郁药物,抗抑郁药物的作用机理是什么?同学们可结合右边图解分析。
抗抑郁药物一般作用于突触影响神经系统功能。五羟色胺是一种神经递质,与突触后膜相应受体结合可引起突触后膜兴奋,产生愉悦感。五羟色胺再摄取抑制剂可抑制突触前膜对五羟色胺的回收,使突触间隙中五羟色胺浓度维持在一定水平。有些抗抑郁药物还可通过抑制氧化酶活性,阻止五羟色胺降解,增加突触间隙中五羟色胺含量,利于神经系统正常活动。
刚才复习了中枢神经系统,整个神经系统除了中枢神经系统,还包括外周神经系统。外周神经系统按分布分为脑神经与脊神经,分别负责头面部、躯干和四肢的感觉和运动;按功能分为传入神经与传出神经。传入神经即感觉神经,将信息传递到中枢神经系统;传出神经即运动神经,把中枢神经系统指令传输到相应器官。传出神经又分为支配躯体运动的神经(躯体运动神经)和支配内脏器官的神经(内脏运动神经)。支配内脏、血管和腺体的传出神经,活动不受意识支配,也叫自主神经系统。
自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成。遇到猎物或天敌时,机体兴奋,交感神经活动占优势,心跳加快,支气管扩张,但肠胃蠕动和消化腺分泌减弱,使机体做好战斗或逃跑准备;安静状态时,副交感神经活动占优势,心跳减慢,支气管收缩,但胃肠蠕动和消化腺分泌加强,使机体休息或加速体内物质消化。从课本19页插图可看出,交感神经与副交感神经对同一器官的作用相反,这样能使机体对外界刺激做出更精确反应,更好适应环境变化。大体上讲,交感神经广泛兴奋常应对机体内外环境剧烈变化,这就是应急机制。人受到惊吓时,交感神经高度兴奋,大脑命令肾上腺髓质大量分泌,使人心跳加快、血管收缩、血压升高、血糖升高、支气管和胃肠平滑肌收缩、瞳孔扩大,调动机体全部力量迅速做出抵御或逃避危险的反应。比如遇到火灾等紧急情况,人可能力大无比,搬起平时搬不起的物体,这就是应激机制作用结果。应激机制是保护生物个体生存的重要机制之一,但也有有害一面,若惊吓过大,肾上腺素分泌过多,超出心脏承受限度,可能造成心肌纤维撕裂、心脏出血,导致心脏骤停。
