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神经解剖学

大脑的结构与功能

我们知道,每当该打开神经解剖学教材时,你的内心会犹豫不决,仿佛即将排除万难前往黑暗的禁地。无奈的是,神经解剖主题的复杂性使得教材往往难以简化,从而加深了人们认为神经解剖学晦涩难懂的印象

然而,学习不必如此艰难。在本文中,我们将向你介绍神经解剖学的主要概念和神经系统的主要结构。之后,你可以继续学习神经系统相关的通俗易懂的资料。希望在神经解剖学之旅结束时,你会感受到胜利的喜悦,而不是垂头丧气的挫败感。

大脑(右侧面观)
神经解剖学的知识要点
神经系统
定义:由神经元组成的神经网络,其主要功能是产生、调节和传递信息,从而协调控制人体内各器官系统。
分类
:中枢神经系统 (CNS)、周围神经系统 (PNS)
中枢神经系统 定义:位于颅腔和椎管内的神经组织,是身体的信息整合与指挥中心。
组成部分
:脑、脊髓

周围神经系统

定义:除中枢神经系统以外的神经组织,其功能是在中枢神经系统和身体其他部位之间传递信息。
组成部分
:脑神经、脊神经
按功能分类
:自主神经系统 (ANS)、躯体神经系统 (SNS)
自主神经系统 定义:控制心脏、腺体和平滑肌细胞的周围神经部分。
分类
:交感神经系统 (SANS), 副交感神经系统 (PANS)

躯体神经系统

定义:负责身体随意运动并传达来自皮肤、骨骼肌和关节的感觉的周围神经部分
目录
  1. 什么是神经元?
  2. 神经系统
  3. 中枢神经系统
    1. 大脑和大脑皮层
    2. 皮质下结构
    3. 脑干
    4. 小脑
    5. 脊髓
    6. 脑脊膜
    7. 脑室和脑脊液
    8. 脑的血管
  4. 周围神经系统
    1. 脑神经
    2. 脊神经
  5. 神经通路和脊髓传导束
    1. 上行传导束
    2. 下行传导束
  6. 来源
  7. 相关文章
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什么是神经元?

神经元 neuron(或称神经细胞 nerve cell)是神经系统结构和功能的基本单位,负责接收和传递神经信号。具体而言,神经元接收、处理和整合来自身体各部分的信息,并发送指令调动身体组织以应对环境和内部变化。

神经元由胞体突起(包括轴突和树突)两部分组成。根据神经元突起的数目可分类为:单极神经元 unipolar neuron、假单极神经元 pseudounipolar neuron、双极神经元 bipolar neuron 和多极神经元 multipolar neuron。大多数神经元的轴突被一种称为髓鞘 myelin 的白色物质包裹。有髓纤维存在于白质 white matter 中,白色的髓鞘将其与灰质 grey matter(包含神经元胞体)区分开来。

髓鞘的作用是绝缘轴突并加速电信号的传递。在中枢神经系统中,一束轴突(神经纤维)被称为传导束;在周围神经系统中则称为神经。除了神经元,神经系统还包含起支持作用的神经胶质细胞 glial cell 。

神经系统

神经系统 nervous system 负责控制人体各方面的功能:从基本的生理过程(包括体温和睡眠-觉醒周期)和自主运动,到作为人类最复杂的特征(复杂的思维和完整的情绪行为)。

神经系统由两部分组成,即中枢神经系统 central nervous system(包括大脑和脊髓)和周围神经系统 peripheral nervous system(除中枢神经系统以外的所有神经组织)。周围神经系统根据功能不同又可分为躯体神经系统和自主神经系统。神经系统内包含传入和传出两种信息传递通路。传入通路将感觉信息从外周传递到中枢,而传出通路负责传递由中枢发出的运动指令。我们在下方提供了一个神经系统入门学习包。

中枢神经系统

中枢神经系统(CNS包括脑和脊髓,其中脑位于颅腔内,而脊髓位于脊柱中。两者都受到三层被膜(硬膜、蛛网膜和软膜)的保护。

脑向目标组织发出神经信号指令,由脊髓负责信号的传输,再通过周围神经系统与外周组织相连。脑分为大脑、间脑、小脑和脑干,而脑干与脊髓相连。

大脑和大脑皮层

大脑 cerebrum 位于颅腔中,占全脑的大部分体积。大脑包含左、右两个大脑半球,每侧大脑半球又包括五个叶。除岛叶外的所有脑叶 lobe 都根据它们相邻的颅骨命名,依次是额叶 frontal lobe、顶叶 parietal lobe、颞叶 temporal lobe、枕叶 occipital lobe。Insula 的意思是岛,顾名思义地,岛叶 insula lobe 也的确是一个隐藏在大脑额叶、颞叶和顶叶表面下的“灰质岛”。

你可能还会遇到边缘叶 limbic lobe 这个词,但它并不属于真正的脑叶。相反,它是由大脑半球内侧面邻近结构组成的一组功能区,共同控制情绪、记忆和空间感知能力。大脑半球与海马体、杏仁核、嗅球和基底神经节一起构成了端脑 telencephalon。

大脑半球表层的灰质称为大脑皮质 cerebral cortex,其中分布着许多脑沟和脑回。大脑皮质可以按结构(即皮质细胞结构)或功能(即Brodmann区)进行分区,也包含初级运动皮质和初级感觉皮质等区域,以上两个区域的功能定位可以被形象地绘制为倒立的人形。

大脑表层下的白质称为大脑髓质,包含同侧半球内的联络纤维、到对侧半球的连合纤维以及到皮层外结构的投射纤维。

皮质下结构

皮层下结构是一组位于脑深部的组织结构,包括间脑(丘脑、上丘脑、底丘脑和下丘脑)、垂体、边缘系统和基底神经节。

这些结构承担多种功能,例如:

  • 下丘脑和垂体参与激素的产生和调节
  • 边缘系统(包括海马结构、穹窿、杏仁核、岛叶皮层等)参与记忆、嗅觉、情绪行为和人体的动态生理平衡
  • 基底神经节包含一组功能核团,是锥体外运动系统的组成部分,负责调节人体运动

脑干

脑干 brainstem 是脑最尾端的部分,由中脑 midbrain、脑桥 pons 和延髓 medulla oblongata 组成。而小脑、脑桥和延髓由菱脑 hindbrain 发育形成。脑干的下列特征决定了它成为人体重要的生命中枢:

  • 它包含了几乎所有脑神经核(除了I、II ),负责头颈部的躯体神经支配和自主神经支配
  • 它包含网状结构核团
  • 它包含交感神经核和副交感神经核,是控制呼吸、心率和血管舒缩等基本生命活动的重要中枢
  • 它是连接脊髓和大脑/小脑的桥梁

小脑

小脑 cerebellum 位于大脑和脑干延髓之间,主要负责协调运动功能、调节肌张力和维持身体平衡。

和大脑一样,小脑也包含两个半球 (左半球和右半球),半球间通过位于中线的蚓部 vermis 连接。小脑可分为三叶:前叶、后叶和绒球小结节。小脑表面由灰质构成小脑皮质。小脑的重要结构包括小脑髓质和位于白质内的成对核团。

脊髓

脊髓 spinal cord 位于脊柱中,与脑干相连,范围从枕骨大孔一直延伸到第1~2腰椎。作为中枢神经系统的末端,脊髓通过周围神经系统与外周进行信号交互。然而,除了作为大脑和身体间的连接通道,脊髓还能对传输信号和神经反射进行修改和整合。

脊髓包含五个节段:

  • 8节颈髓(C1~C8)
  • 12节胸髓(T1~T12)
  • 5节腰髓(L1~L5)
  • 5节骶髓(S1~S5)
  • 1节尾髓(Co)

与脑相反,脊髓的最外层由白质构成。白质又分为三索 funiculus(前索、外侧索和后索),其中包含连接脑和外周的传递通路。脊髓的中央灰质呈蝴蝶形,其中含有神经元胞体。

脑脊膜

脑脊膜 meninges 是大脑和脊髓的被膜,分为硬膜、蛛网膜和软膜三层。

脑脊膜的作用是保护中枢神经系统、分隔组织和提供空间。硬脑膜隔分隔大脑和小脑,并划分它们的半球(包括大脑镰、小脑幕、小脑镰和鞍膈等)。脑膜间隙包含硬脑膜静脉窦和充满脑脊液的蛛网膜下隙。

脑室和脑脊液

脑室 ventricle 是脑内彼此连接的腔,其中充满了脑脊液 cerebrospinal fluid (CSF),其功能是保护脑和脊髓、提供营养以及清除废物。脑内包含四个脑室:

  • 两个侧脑室:位于大脑半球内
  • 第三脑室:位于两侧丘脑之间
  • 第四脑室:位于脑桥与延髓上方及小脑下方

脑脊液由脑室壁内的脉络丛细胞产生,通过脑室间的小孔在脑室中循环,又从第四脑室进入蛛网膜下腔的脑池系统,再流经脑和脊髓的蛛网膜下腔,最终被CNS的静脉系统所吸收。

脑的血管

脑的血供来源于颈内动脉 internal carotid artery 和椎动脉 vertebral artery。颈内动脉系统构成脑的前循环,供应脑的前部和中部。椎动脉系统构成后循环,供应大脑后部、脑干和小脑。两组系统在脑底吻合成大脑动脉环(Willis 环)。 此外,我们还提供了更多有关脑和脊髓血供的学习资料。

脑的静脉血通过浅、深两组静脉回流,其中浅静脉组引流脑皮质和皮质下髓质的静脉血,而深静脉组引流脑深部的静脉血。两组静脉最终流经两层硬脑膜间形成的硬脑膜窦汇入颈内静脉。

周围神经系统

周围神经系统由12对脑神经 cranial nerves、31对脊神经 spinal nerves 以及它们的所有分支组成。脊神经起源于脊髓节段,主导支配身体。脑神经起源于脑干,主要支配头部和颈部。周围神经系统可以从功能上区分为躯体神经系统和自主神经系统(包含交感神经和副交感神经)。

脑神经

脑神经 cranial nerve 起源于脑内的细胞核团。它们经颅骨的孔和裂出颅,支配头颈部的感觉和运动。其中迷走神经走行延伸到颈部以下,以支配胸腹部的内脏器官。它们对应的数字顺序(I-XII)取决于它们从前到后的出颅位置。

12 对脑神经
第I对脑神经 嗅神经(I)
第II对脑神经 视神经(II)
第III对脑神经 动眼神经(III)
第IV对脑神经 滑车神经(IV)
第V对脑神经

三叉神经(V)

第VI对脑神经

展神经(VI)

第VII对脑神经

面神经(VII)

第VIII对脑神经

前庭蜗神经(VIII)

第IX对脑神经 舌咽神经(IX)
第X对脑神经 迷走神经(X)
第XI对脑神经 副神经(XI)
第XII对脑神经

舌下神经(XII)

脊神经

脊神经 spinal nerve 是由相应脊髓节段发出的成对神经,包含有31对:8对颈神经、12对胸神经、5对腰神经、5对骶神经和1对尾神经。

脊神经是脊髓发出的混合神经,包含感觉、运动和自主神经纤维。脊神经均由前根(运动根)和后根(感觉根)合成。脊髓发出前后神经根,汇合后从相应节段的椎间孔传出,以支配身体各部位。脊神经通过直接支配或形成神经丛 plexus 两种方式作用于目标器官。主要的神经丛包括:

  • 颈丛(C1~C4):支配颈部
  • 臂丛神经 (C5~T1):支配上肢
  • 腰丛 (L1~L4):支配下腹壁、髋肌前群和大腿
  • 骶丛 (L4~S4):支配盆腔和下肢

由一条脊神经支配的某一节段的皮肤称为皮节,支配的肌肉称为肌节

神经通路和脊髓传导束

神经通路是由一组神经元轴突结合而成的纤维束,作用是连接特定的灰质和目标组织。神经通路包括上行传导束(负责传入、感觉)和下行传导束(负责传出、运动)两种类型。
Neural pathways are organized bundles of axons, connecting a specific part of the gray matter with a target tissue. There are two types of pathways: ascending (afferent, sensory) or descending (efferent, motor).

上行传导束接受来自外周组织的信号并将其传输到中枢。中枢神经系统解析信号以了解体内外的变化。下行传导束将信息从中枢传递到外周,控制身体部位作出反应。比如当你感觉皮肤的某些部位瘙痒(传入信号),你会作出反应,即抓挠此处(传出信号)。

上行传导束

上行传导束能传入来自体内外的感觉信息。其中脊髓后索传导本体感觉和精细触觉,脊神经后根内侧部在同侧脊髓后索直接延续为上行传导束(包含薄束 fasciculus gracile 和楔束 fasciculus cuneatus)。

温度觉、粗触觉和痛觉通过脊髓的前索和外侧索传递,它们被称为脊髓丘脑束 spinothalamic tracts 或前外侧感觉系统。前外侧系统还包含脊髓网状束(主导行为意识)、脊髓中脑束(抑制和控制疼痛感觉)等。

下行传导束

下行传导束控制身体的运动,又分为锥体系 pyramidal system 和锥体外系 extrapyramidal system 两部分。锥体系包含皮质核束 corticonuclear tract 和皮质脊髓束 corticospinal tract,起源于大脑运动皮层,作用为控制骨骼肌的随意运动。

锥体外系包含红核脊髓束 rubrospinal tract、顶盖脊髓束 tectospinal tract、网状脊髓束 reticulospinal tract 和前庭脊髓束 vestibulospinal tract,它起源于脑干细胞核。锥体外系通过脊髓内的突触连接来控制运动相关活动,如身体协调、反射活动和维持姿势。

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Kim Bengochea Kim Bengochea,美国丹佛雷吉斯大学
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