神经科学图解:神经系统解剖学的基础知识

学术   2024-07-16 18:03   上海  
神经系统几乎与我们的一切行为有关,比如我们如何看东西、我们如何走路和说话等等。

神经系统分为中枢神经系统,也就是大脑和脊髓,以及周围神经系统。周围神经系统又可进一步分为躯体神经系统和自主神经系统。
传入神经将外界的感觉信息传入到中枢神经系统,包括视觉、听觉、化学和体感或触觉受体。
另一方面,传出神经将运动信息从中枢神经系统带到外周,最终通过躯体神经系统引起骨骼肌的收缩,引起运动,以及通过自主神经系统引起平滑肌肉收缩,引起内脏器官的活动,例如心脏和胃肠道。

01         

神经系统概述 


神经系统由两种主要的细胞组成:神经元细胞和神经胶质细胞。

神经元是神经系统的主要细胞,是神经系统最基本的结构和功能单位,它们由一个细胞体突起组成,包含了细胞核、细胞膜和细胞质,当有一组神经元细胞体在中枢神经系统中彼此相邻时,这个结构被称为神经核。

而位于中枢神经系统之外的系统里的一组神经元细胞体则被称为神经节,例如:腹腔神经节、肠系膜神经节等。

神经元有从神经元细胞体延伸出来的神经纤维,这些要么是接收来自其他神经元的信号的树突,要么是向其他神经元发送信号的轴突。

两个神经元衔接的地方被称为突触,轴突的一端就是在这里释放神经递质,进一步将信号传递给树突或直接传递给下一个神经元的细胞体。为了触发神经递质的释放,神经元使用一种沿轴突传播的电信号,这被称为动作电位。

为了帮助电信号的传输——轴突被一种叫做髓磷脂的保护鞘间歇性包裹着,髓磷脂主要由中枢神经系统中的少突胶质细胞和外周神经系统的施旺细胞构成。

还有一种类型的胶质细胞称为星形胶质细胞,只存在于中枢神经系统中。星形胶质细胞为神经元提供结构和代谢支持,同时它也是驻留的免疫细胞,有助于保护人体血脑屏障。

血脑屏障由人体脑部毛细血管的内皮细胞紧密连接而构成。除了这些内皮细胞之间的紧密连接,周围还有基底膜和星形胶质细胞,这会导致内皮细胞之间变得更加紧密,同时这也进一步加强了屏障。

我们可以将血脑屏障想象为大脑的门卫,这可以比作是一种高度选择性的“膜”,它将漂浮在血液中的细菌和其他大分子拒之门外,同时允许水、氧气、葡萄糖以及其他较小、脂溶性分子进入。

大脑被分为几个区域,最明显的是大脑皮层,它被分为两个大脑半球。右大脑半球接收传入神经纤维并向身体左侧发送传出神经纤维,而左大脑半球也接收传入神经纤维并向身体右侧发送传出神经纤维。

如果我们观察大脑的截面,会发现最外层区域是大脑灰质皮层,由数十亿个神经元细胞体组成。最内层区域是白质,由神经元的轴突组成。

脑皮质分为额叶、顶叶、颞叶和枕叶四个功能区域。额叶控制运动和执行功能,即我们的决策能力。顶叶处理感知信息,使我们能够精确定位自己在空间中的物理位置。颞叶在听觉、嗅觉、记忆以及对人脸和语言的视觉识别方面发挥作用。颞叶围绕着海马体并与之传递信息,帮助将短期记忆转化为长期记忆。最后是枕叶,主要负责视觉功能。

在白质中还有更深层的结构,位于皮质之下,它就是内囊,它就像一条高速公路,允许信息通过神经元在不同皮质之间传递。

此外还有基底神经节,实际上是由两个深层结构——苍白球和纹状体构成,纹状体还可以进一步分为尾状核和壳核。纹状体接收来自大脑皮层的关于所需运动的信息,然后向其他基底神经节结构发送输出,通过抑制不需要的运动来控制运动。例如,当你走路时,你必须一次移动一条腿——所以当一条腿向前迈进时,另一条腿会被基底神经节抑制,使其静止——这样可以防止你摔倒!

接下来是间脑,由上部的丘脑和下部的下丘脑组成。丘脑是一些核团的集合,包含数百万个神经细胞体,它们处理来自身体传入的感官信息以及从大脑皮层传向身体的运动信息。下丘脑是一个小区域,执行各种功能,如调节体温、睡眠和觉醒周期、饮食和饮水,下丘脑主要通过调节相关内分泌激素的释放来完成这些重要功能。

下丘脑向脑下垂体发送信号,脑下垂体是一个豌豆大小的腺体,由一根茎从大脑底部悬挂下来,有两个部分——脑下垂体前叶和脑下垂体后叶。

当脑下垂体接收到下丘脑的信号时,它产生并分泌激素。它们一起形成下丘脑-垂体轴。


然后我们来了解一下小脑,它位于颅骨底部。小脑可以帮助调节躯体平衡、肌紧张,协调运动。
小脑接收来自脊髓的关于身体位置的感觉输入信息和来自大脑的运动输入信息,并将它们整合在一起,以帮助微调运动活动并将其存储为肌肉记忆。一个例子是骑自行车,如果你会骑自行车,那么即使你有一段时间没有骑车了,但是再次骑车的时候还是会可以很轻松地骑上车。


最后是脑干,它位于小脑的正前方。

脑干由三部分组成:中脑、脑桥和延髓(延髓与脊髓相连)。

中脑是最上面的部分,参与视觉、听觉、运动控制、睡眠-觉醒周期和意识。脑桥位于中间部分,参与控制面部表情和感觉以及身体平衡和姿势。延髓是较低的部分,参与调节血压、呼吸、吞咽、咳嗽、呕吐和消化。
脊髓是一根由神经组织组成的“长棒”,位于椎管内,从脑干向下延伸至第一腰椎结束。成人脊髓全长约为42~45厘米。
信息通过传入纤维或感觉纤维沿脊髓向上传递,通过传出纤维或运动纤维沿脊髓向下传递。

如果你看一下脊髓的横截面,你会发现外面是白质,包含传入和传出纤维,里面是灰质,包含神经细胞,它们的排列就像三对灰色的角,这三对灰角分为前角(腹角)、后角(背角)和侧角。
前角或腹角接收来自大脑运动皮层的信息,然后将其发送到骨骼肌,触发随意运动。

后角或背角从外界获取感觉信息,并将其发送到大脑的感觉皮层。感官信息包括压力、振动、精细触觉和本体感觉,即对身体在空间中的位置的感知。
最后是侧角,主要与自主运动系统的交感神经有关,帮助调节排尿、消化和心率等。

脊髓负责协调反射,这是对刺激的快速无意识反应,比如人被锤子砸到膝盖会导致膝跳反射。原因可能是一些感觉神经元在脊髓中突触,而不是向上到达大脑,同时神经距离脊髓越短,信号就越快。


进一步看,人体的大脑还有一个重要组织——脑膜,这其实是大脑的保护层。脑膜的内层是软脑膜,中间层是蛛网膜,外层是硬脑膜。
软脑膜和蛛网膜两层之间形成了一个叫做蛛网膜下腔的间隙,里面容纳了一种叫做脑脊液的液体。
脑脊液是一种清澈的液体,分布在脊髓和大脑周围,缓冲它们所收到的冲击,并为它们提供营养。

当人的头部严重摔伤时,就可能会发生蛛网膜下腔出血,这是脑外科的一种常见疾病。治疗方法主要是通过介入手术阻塞出血的血管,因为蛛网膜下腔里有脑脊液分布,所以蛛网膜下腔出血诊断的方法就包括腰椎穿刺留取脑脊液标本,并分析脑脊液中的血液或蛋白质含量。但是蛛网膜下腔出血的诊断一般以头部CT或者头部磁共振为首选检查方法。


外周神经系统是由轴突组成的,轴突连接着中枢神经系统和身体的其他部分。


现在来看一下人体的脑神经分布,人体颅神经有12对,支配头部和颈部。
前两个来自大脑,它们分别是第1对颅神经,称为嗅神经,第2对颅脑神经,称为视神经。其余的颅神经来自脑干的不同部位。
第3颅神经,称为动眼神经,第4脑神经,称为滑车神经,来自中脑。
第5颅神经叫做三叉神经,第6颅神经叫做外展神经,第7颅神经叫做面神经,第8颅神经叫做前庭神经,来自脑桥。
最后,第9颅神经称为舌咽神经,第10颅神经称为迷走神经,第11对颅神经称为副神经,第12对颅神经称为舌下神经,它们都来自延髓。


还有31对脊神经,它们来自脊髓的不同区域,支配身体的其余部分。
颈神经有8对,胸神经有12对,腰神经有5对,骶神经有5对,尾椎神经有1对。 


周围神经系统分为躯体神经系统和自主神经系统。
躯体神经系统是指控制人体感觉和运动的神经系统的一部分。它主要由脊髓和周围神经组成。躯体神经系统负责传递感觉信息(如触觉、温度、痛觉等)以及控制肌肉运动。
躯体神经系统可以分为两个主要部分:
1、感觉神经系统:感觉神经系统负责接收来自身体各部位的感觉信息,并将这些信息传递到大脑供其处理。感觉神经元位于体表和内部组织中,通过感觉神经纤维将信息传输到脊髓,然后再传递到大脑的感觉皮层。这些感觉信息可以包括触觉、压力、温度、痛觉等。
2、运动神经系统:运动神经系统负责控制肌肉的运动。它包括从脊髓发出的运动神经元和这些神经元的轴突(即运动神经纤维)。运动神经系统通过传递神经冲动到肌肉,使其收缩或放松,从而控制身体的运动。
总的来说,躯体神经系统在维持身体的感觉和运动功能方面起着至关重要的作用。通过感觉神经系统,人体可以感知外界环境和身体内部的变化;通过运动神经系统,人体可以执行各种动作和动作。


自主神经系统,也称为自主神经系统或自主神经系统,是调节人体内部环境平衡的神经系统。它控制着许多自主(无意识)功能,如心率、呼吸、消化、代谢、体温调节和内脏器官的活动。
自主神经系统可以分为两个主要部分:
  1. 交感神经系统:交感神经系统通常被认为是激活的、兴奋的系统。它在应激、紧张或需要动力的情况下起作用,被称为“应激反应”或“战斗或逃跑反应”。它使心率加快、呼吸加深、血压升高、瞳孔扩张等,以准备身体进行应对。
  2. 副交感神经系统:副交感神经系统通常与放松、休息和恢复相关联。它促进身体在安静状态下的正常功能,如消化、吸收营养、降低心率、放松肌肉等。


这两个部分的活动通常是相互平衡的,以维持内部环境的稳定状态,称为“自主神经平衡”。自主神经系统受到中枢神经系统(大脑和脊髓)的控制,但也受到来自体内外的激素和化学物质的影响。
自主神经系统的功能对于人体的生存至关重要,因为它负责维持许多内部器官和系统的正常运作,同时也调节身体对外界环境的适应能力。

02       

中枢神经系统&周围神经系统

     

我们的神经系统在整个生命活动中起着不可替代的作用。早晨咖啡的味道,去年圣诞节的记忆,以及皮肤被烫的痛苦,这些都是你的神经系统在起着作用!

神经系统使得身体的各个系统之间可以相互沟通与交流,并且监测身体内部和外部的变化,建立适当的反应,使我们保持活力!

现在,为了便于理解,神经系统在结构上被细分为两个解剖部分,即中枢神经系统(CNS),由脑和脊髓组成,以及外周神经系统(PNS),由中枢神经系统外的其余神经系统组成。

神经

中枢神经系统和外周神经系统都由神经系统的功能单元组成,即神经元(也叫神经细胞)。

神经元有很多部分,其中最主要的部分是细胞体,里面容纳着细胞核。 

从细胞体发出两种类型的延伸:一种是树突,它是较为短的一种突起,一个细胞体上可能有很多;一种是轴突,或者称为神经纤维,它是一个看起来像线的长延伸。

神经元能够接收和发送电脉冲,与其他神经元以及肌肉细胞等效应细胞进行通信。 

这个过程始于树突,树突接收来自其他神经元的电信号并将其传递给细胞体,然后细胞体产生电脉冲并通过自己的单个轴突发送出去。

许多轴突表面覆盖着一层包含脂质和蛋白质的结构,这些脂质和蛋白质加速了电脉冲的传导,这个结构被称为髓鞘。

电脉冲最终到达被称为轴突末端的轴突的远端。 

在这里,轴突末端可以与另一个神经元的树突接触,这个接触点被称为突触,突触有助于神经元之间的交流。同时突触过程也是指神经信号在突触处传递的具体步骤。(详细步骤包括:1.神经冲动到达突出前膜、2.钙离子通道开放、3.神经递质释放、4.神经递质扩散、5.受体结合和激活、6.神经递质清除、7.突触后信号传递。)

神经元的不同类型

如果根据结构划分,人体神经系统中的神经元可分为不同种类。像我们刚才描述的这种有两个或更多树突和一个轴突组成的神经元为多极神经元。

多极神经元是整个神经系统中最常见的神经元类型,比如几乎所有控制人体自主肌肉的运动神经元都是多极神经元。 

其他类型的神经元包括双极神经元和假单极神经元。

双极神经元是一种细胞体一侧有单个树突,另一侧有单个轴突的神经元。双极神经元通常充当感觉神经元,也就是说,它们将感觉传递给中枢神经系统。

例如,鼻腔顶部的双极细胞有助于将特殊感觉信息或我们的嗅觉传递给大脑。

最后,是假单极神经元,它有一个从细胞体延伸出来一分为二的短的突起,所以它看起来只有一个但实际上有两个突起。

这一常见的突起分为从感觉受体延伸到细胞体的外围突起和从细胞体向中枢神经系统延续的中心突起。

因此,在受体处产生的电脉冲(如皮肤中的触摸或疼痛受体),穿过外周突起,然后通过其中心突起继续进入中枢神经系统。

神经胶质细胞

神经元总是需要有细胞来支持,这支持来源就是神经胶质细胞。

神经胶质细胞是神经系统中唯一的其他细胞类型,尽管有几种不同类型的神经胶质细胞,但它们都有支持和滋养神经元的作用。

虽然神经胶质细胞比神经元要小,但是神经胶质细胞的数量是体内神经元的五倍之多!

中枢神经系统

现在让我们讨论一下中枢神经系统,它由脑和脊髓组成。

中枢神经系统的主要作用是协调和整合来自外围的神经元信号,并执行更高级的功能,如学习。

让我们从灰质和白质开始探索。

首先我们来看看大脑的冠状切面。大脑组织有两个不同颜色的区域。灰质形成大脑的外部,我们可以从中发现神经元细胞体。

大脑的这一外部结构通常被称为大脑皮层。另一方面,白质形成大脑的内部(主要由轴突组成)将信号从一个区域传递到另一个区域。

轴突覆盖着由脂质组成的髓鞘,这就是为什么白质看起来显白的原因。

脊髓也有灰质和白质,但是从横截面上,我们可以看到它组织颜色和大脑是相反的。

灰质位于中心,白质位于外围。脊髓灰质形状像蝴蝶,有两个主要部分,前部称为前角,后部称为后角。

此外,一组神经元细胞体有时可能占据大脑和脑干深处被白质包围的区域。

在这种情况下,中枢神经系统中的一组神经元细胞体被称为细胞核。例如,在大脑中,被白质包围的是几个不同的细胞体组,称为基底核。

中枢神经系统内的一束轴突被称为束,就像皮质脊髓束一样,它由从大脑皮层延伸到脊髓的运动神经元的轴突组成。


外周神经系统

神经系统的另一个分支是外周神经系统,它向中枢神经系统传递信息,由中枢神经系统外的神经元细胞体和轴突及神经纤维组成。

外周神经的组成部分与中枢神经相似,但使用的医学术语略有不同。在外周神经系统中,一组细胞体被称为神经节。

外周感觉神经元的细胞体位于脊髓外的背根神经节中。一束轴突在外周神经中一起走行被称为一束神经。

周围神经系统中有两种类型的神经:来自脊髓的神经,称为脊神经,以及来自大脑的神经,也称为颅神经。


颅神经

让我们从颅神经开始认识一下,它是12对通过不同开口或孔隙钻出头骨的神经。颅神经主要到达头部和颈部的神经支配结构。

根据它们携带的信息类型,这些神经可以分为三组,即感觉神经、运动神经或混合神经。分别为:

1. 嗅神经(Olfactory Nerve, CN I):

- 功能:传递嗅觉信息(气味)。

2. 视神经(Optic Nerve, CN II):

- 功能:传递视觉信息。

3. 动眼神经(Oculomotor Nerve, CN III):

- 功能:控制大部分眼球运动,包括上睑提肌;调节瞳孔大小和晶状体形状。

4. 滑车神经(Trochlear Nerve, CN IV):

- 功能:控制眼球的上斜肌,负责向下和向外的眼球运动。

5. 三叉神经(Trigeminal Nerve, CN V):

- 功能:分为三支(眼神经、上颌神经、下颌神经),提供面部感觉和咀嚼肌的运动功能。

6. 展神经(Abducens Nerve, CN VI):

- 功能:控制眼球的外直肌,负责向外的眼球运动。

7. 面神经(Facial Nerve, CN VII):

- 功能:控制面部表情肌,提供舌前2/3的味觉,控制泪腺和唾液腺的分泌。

8. 前庭蜗神经(Vestibulocochlear Nerve, CN VIII):

- 功能:传递听觉和平衡信息。

9. 舌咽神经(Glossopharyngeal Nerve, CN IX):

- 功能:提供舌后1/3的味觉和咽部感觉,控制部分咽肌,调节唾液腺分泌。

10. 迷走神经(Vagus Nerve, CN X):

- 功能:负责广泛的自主神经功能,包括心脏、肺、胃肠道的感觉和运动;也控制部分喉肌。

11. 副神经(Accessory Nerve, CN XI):

- 功能:控制胸锁乳突肌和斜方肌,参与肩部和颈部的运动。

12. 舌下神经(Hypoglossal Nerve, CN XII):

- 功能:控制舌肌,负责舌的运动。

每对颅神经都有特定的路径和功能,协同作用确保人体的正常感觉和运动功能。

请记住,尽管颅神经起源于中枢神经系统的大脑,但它们仍然被认为是外周神经系统的一部分。 

脊神经的根部

外周神经系统中另一种神经是脊神经,它是通过两个根直接从脊髓产生的神经,称为腹根(前根)以及背根(后根)。

现在,腹根或前根由脊髓内灰质前角的许多传出神经纤维或运动神经纤维组成。这些神经纤维将运动信息从中枢神经系统传递到身体的肌肉。 

另一方面,背根或后根由传入或感觉神经纤维组成,这些神经纤维将感觉信息从脊髓灰质的外周传递到后角。

你可以通过简单的方式来记住这些术语——传入纤维到达脊髓,传出纤维离开脊髓!

腹神经根和背神经根结合形成混合脊神经,混合脊神经既有运动纤维也有感觉纤维。

脊髓共有31 节段,其中有 31 对脊神经。从上部开始依次为 8 对颈椎脊神经、12 对胸椎脊神经、5 对腰椎脊神经、5 对骶椎脊神经和1对尾椎脊神经。

脊髓节段和脊神经由指示其区域和水平的字母和数字来识别。

例如,胸部区域的第五脊神经将缩写为T5脊神经。


脊神经的分支

每条混合脊神经几乎立即分成两个分支,分别为供应身体不同部位的较大的前支和较小的后支。

因为前支和后支都是混合脊神经的分支,所以它们有感觉纤维又有运动纤维。

这些分支,尤其是前分支,在从脊髓远端延伸时,往往会以复杂的方式连接和再分支,形成其他神经和交叉神经网络,称为丛。

例如,脊神经C5至T1的前支连接以形成组成臂丛神经的多个神经,臂丛神经提供供应上肢肌肉和皮肤的分支。

肌节和皮节

很好,现在每个脊神经都支配身体的特定区域。每个脊神经提供运动神经支配的特定肌肉被称为肌节。

每个脊神经还接收来自皮肤特定区域的感觉信息,该区域被称为皮节。

现在,每个皮节和肌节都标有一个字母和一个数字,对应于其相关的脊神经

例如,脐或肚脐周围的皮肤由T10脊神经支配,因此我们将该区域称为T10皮区。

我们经常使用这些彩色皮肤组图来帮助可视化每对脊神经提供的特定区域!


03        

中枢神经系统:大脑皮层

人类中枢神经系统基本由脊髓和脑组成,脑包括大脑、间脑、小脑和脑干。
仔细观察大脑,你会发现它其实由两个几乎对称的半球(称为大脑半球)和基底神经节(也称为基底核)组成。
此外,每个大脑半球主要被分为四个主要的叶:额叶、顶叶、颞叶和枕叶,以及一个在深部容易被忽视的岛叶。
如果我们在冠状面切开大脑半球,也就是从左到右将大脑分为头端和尾端,我们可以看到大脑皮层。
这是大脑半球的最外围区域,由包含数十亿个神经元细胞体及其树突的灰质组成。
一个细胞体和它的树突,连同它的轴突和突触末端,共同组成了一个结构,这就是神经元。神经元允许与神经系统内的其他神经元进行信息处理和交流。
灰质得名于肉眼观察时的灰黑色外观。
在灰质深处是白质,它由与灰质细胞核相连接的含有髓磷脂的轴突组成。白质得名是因为轴突的髓鞘化使这个区域在肉眼检查时呈现白色外观。


最大的白质束是胼胝体,它在两个大脑半球之间发送信号,本质作用是把两个大脑半球连接在一起。
在整个大脑皮质下可以发现许多灰质团,这些灰质团包含被称为基底神经节的神经元细胞体,这些也被称为基底核。
基底神经节由尾状核和壳核、苍白球、丘脑底核和黑质组成。纹状体包括尾状核和豆状核,豆状核是指壳核和苍白球。基底神经节的所有结构都有其独特的功能和通路。
在这些基底神经节之间传输的包括白质传入和传出轴突束,最值得注意的是内囊。内囊是密集的白质(轴突)的集合,它划分纹状体,就像大脑皮层、脑干和脊髓之间信息流动的高速公路。


通常,大脑右半球发送和接收来自身体左侧的信号,而大脑左半球发送和接受来自身体右侧的信号。
现在观察大脑的外表面,我们可以看到大脑皮层并不是平坦的,而是覆盖着许多称为脑回的褶皱,这些褶皱被称为脑沟和裂隙分隔开。(脑沟相对于裂隙更浅。)


这些脑回和脑沟的一个功能是让大脑皮层自行折叠,使其能够容纳在脑颅的小空间内,就像手风琴闭合时的折叠一样!


这种皮层折叠的第二个优点是,它有效地增加了表面积,使更多的细胞核被填充到皮层中。这种更大数量的细胞核允许更多的信号传导,从而使得大脑有更快的处理速度和更高级的大脑皮层功能。


裂隙也将大脑分为脑叶。尽管大脑看起来像是一个随机结构,但脑回、脑沟和裂隙实际上会形成一种相对固定的模式。这种模式可以用来识别大脑的某些外部标志,并且这些外部标志具有非常特定的功能。
我们不仅可以通过脑叶或实质功能来对大脑皮层进行分区,而且大脑皮层根据组织学也来划分区域,这些区域就被称为布罗德曼区域。
布罗德曼区域内的神经元都以相同的方式排列,并参与类似的功能。通过核磁共振成像和其他机制,已经在人脑中划分了大约180个布罗德曼区域。稍后会提到大脑皮层的一些主要的布罗德曼区域。


我们从上面看,会发现大脑有一个深深的中线矢状裂,称为纵裂,它将大脑分成左右两个大脑半球。在这个裂隙深处是已经提到的胼胝体。


从上方看,在纵裂的中间周围,横向移动的是冠状中央沟,也称为罗兰多沟(Rolandic沟是用以纪念意大利神经解剖学家路易吉·罗兰多。)它将额叶前部与顶叶尾部分开。额叶的最前端被称为额极。


中央沟还可以在大脑的侧面视图上看到,它沿着半球的外侧面向下延伸。从这个侧面视图来看,在额叶和顶叶的下方是外侧裂,也被称为侧脑沟或Sylvian裂。(外侧沟时常被称为“Sylvian沟”。这是因为Leiden大学的医学教授Franciscus Sylvius最早对其命名。)
外侧裂主要位于大脑半球的外侧和下方表面,将上方的额叶和顶叶与下方的颞叶分开。
外侧裂向三个方向延伸,向前为前支,向上为升支,向后为后支。颞叶最前端的点称为颞极。
此外,被称为岛叶或岛状皮质的皮层区域位于外侧裂的底部,隐藏在大脑的外部表面之下,因此我们需要打开外侧裂的褶皱或将它们解剖开来才能看到它。岛叶有穿过它的脑岛中央沟,形成沟前的短回和沟后的长回。

从大脑的后视图看,在大脑半球的中后部周围,有一个叫做的裂缝,它向下和向前延伸。

顶枕裂将大脑半球的上方的顶叶与下方的枕叶分隔开。

从半球的内侧视图看,顶枕沟在中途与距状沟相接。枕叶的最尾端点被称为枕极。
既然我们已经概述了每个脑叶的一般边界,让我们更详细地看看每个脑叶的组成部分,从额叶开始。在外侧面上,中央沟的前部是前中央沟,它与中央沟平行。中央沟和前中央沟共同形成了前中央回的边缘。
从前中央沟的前部产生了两个更多的水平沟,上额沟和下额沟,它们向额极延伸。这些将额叶的其余部分划分为三个回,从内到外分别是上、中和下额回。


下额回被外侧裂的分支分为三个部分。首先,前支下方是眶部。然后,在前支和上升支之间是三角部。最后,在上升支和前中央沟之间是盖部。
如果我们切一个矢状截面,意味着沿着纵向裂将大脑切成两半,并从内侧视图看额叶,我们还可以看到另一个称为扣带回的沟,以及前旁中央小叶,它形成了前中央回的内侧面,和后旁中央小叶,它形成了后中央回的内侧,这些将在后面提到。

通过了解脑叶的不同解剖标志,我们可以开始识别大脑皮层的不同功能特化区域。例如,我们大脑皮层中负责控制运动或感觉功能的区域,这些功能帮助我们进行日常生活。

额叶的功能区域时包含初级运动皮层,即布罗德曼4区,它占据前中央回的区域并延伸到半球的内侧面。初级运动皮层容纳着负责执行身体对侧的自主运动的神经元。
从前中央回向前延伸,覆盖上、中和下额回的后部是前运动皮层,或称布罗德曼6区。这个前运动皮层接收来自大脑皮层的其他部分包括丘脑、基底节的输入,并与初级运动皮层直接进行信息传输。
它的功能是协助初级运动皮层规划和执行自主运动,因此被称为联合皮层。前运动皮层本质上存储和处理有关过去活动的信息,并帮助整合感觉和运动信息,以规划未来的自主运动。


位于前运动皮层前方并延伸到中额回的是额眼区,布罗德曼8区,它控制自主眼动,使我们的眼睛能够同时向同一方向移动,称为共轭视角。

接下来我们要看的区域是布洛卡区和布罗德曼44和45区,由下额回的两个区域组成,即盖部和三角部。
布洛卡区通常位于主导半球,对于大多数人来说是左半球。这个区域与附近的运动皮层有连接,特别是控制喉、口、软腭和舌的肌肉,以及呼吸肌肉,以帮助形成或产生单词和说话的能力。


最后,我们的前额皮质,位于前运动皮层的前方,覆盖上、中、下额回的前部。
前额皮质与其他大脑部分有丰富的连接,主要负责所谓的执行功能,包括推理、计划、社会行为、判断等等。


让我们的注意力聚集到初级运动皮层,它负责控制我们身体的自主运动。控制身体某一区域的神经元核被组织在了一起,所以所有控制面部肌肉的核都组织在皮层的一个特定区域,而所有与控制足部相关的核则组织在另一个区域。


这种大脑皮层中身体部位的独特的排列称为“躯体拓扑”。这可以通过在控制它的皮质区域上方绘制身体部分来直观表示,所以它看起来像下面这样,每个身体部分都标注在其相应的皮质区域上方。


初级运动皮层的分布比例,或者说专用于特定运动的神经元数量比例,取决于那个肌肉或肌肉群实际使用的程度!因此,一块肌肉使用得越频繁,皮层内就有越多的细胞核。
细胞核的数量不依赖于执行该运动的肌肉的大小或质量,而是基于该肌肉对日常生活和执行功能的重要性!
所以,当我们量化初级运动皮层中由每个身体部位的肌肉使用的神经元比例时,我们得到了一个看起来奇怪的人形图,这被称为“运动小人”。
正如你所看到的,这个“运动小人”的手、手指和脸非常大。这意味着它们会涉及更多的皮层,因此会有更多的神经元,专门用于这些区域,因为我们在日常生活中频繁地使用它们来探索我们的世界。


回到我们的初级运动皮层,我们可以看到在初级运动皮层上,身体部位的位置在解剖学上基本上是倒置的。
从初级运动皮层的上内侧部分开始,在前旁中央小叶中,首先是代表脚趾的区域,然后当你通过初级运动皮层向外侧移动时,身体的上半部分逐渐被显现出来,初级运动皮层的外侧和下侧部分代表了身体的最上部,如头和颈。

下面让我们关注一下顶叶。在外侧视图中,紧接中央沟后方与它平行的是后中央沟。中央沟和后中央沟共同形成了后中央回的边界。从后中央沟的中间或其附近向后延伸的是顶叶内沟,它将顶叶的其余部分划分为上方的顶上小叶和下方的顶下小叶。
还记得外侧裂的后支吗?在顶下小叶中有一部分折叠在后支的末端被称为缘上回,在它后面是角回,它折叠在颞叶的颞上沟的末端。


下面我们来看看顶叶的功能区域。这类似于初级运动皮层,还有一个初级躯体感觉皮层,属于布罗德曼3、1、2区,位于后中央回并向内侧延伸到后旁中央小叶。
初级躯体感觉皮层通过丘脑的腹后内侧核(VPM)和腹后外侧核(VPL)接收来自身体对侧的感觉输入,使我们能够处理和解释来自我们身体的感官信息,如触觉或疼痛。

与“运动小人”类似,我们有一个“感觉小人”来直观表示初级躯体感觉皮层从身体特定部分接收的感觉纤维的比例。一个身体部位越敏感,它就需要更多的神经元来处理感觉刺激,因此它在躯体感觉皮层中占据更大的区域。
与初级运动皮质相似,从中央旁小叶后部初级躯体感觉皮质的更深层、更内侧开始,这里所代表的第一个身体部位是肛门及生殖器区,其次是足、小腿和大腿。
让我们从外侧沿着后中央回向下移动,首先是大腿,之后是躯干、上肢、头和颈,最后是腹腔内器官。


然后,位于上顶小叶上方的是躯体感觉联合皮层,它与大脑皮层的其他感觉区域有许多连接。
躯体感觉联合皮层被认为能够整合不同的感官模式,比如能够在没有视觉输入的情况下通过触觉识别物体,如阅读盲文,通过将感觉与过去的感官经验进行比较和关联。
让我们看一下颞叶,它位于外侧裂的下方并延伸到枕叶。颞叶的外侧表面包括上颞沟和中颞沟,它们将颞叶划分为上、中和下颞回。

在外侧裂深处,还有颞横回,它位于颞上回的深部上表面


现在让我们看看颞叶的功能区域。位于横颞回的是初级听觉皮层,属于布罗德曼41、42区,它接收来自丘脑内侧膝状体的听觉输入并解读听觉信息或声音,比如当隔壁邻居太吵时,它就会发挥作用。
在主半球上,通常是左侧,我们有一个叫做韦尼克区,属于布罗德曼22、39、40区,它包括颞上回的一部分以及顶叶的缘上回和角回。
韦尼克区负责处理和理解书面和口头语言,使我们能够阅读一个句子,理解它,并全面地大声说出来。
它还通过称为弓状束的一束轴突与布洛卡区相连,这使我们能够将韦尼克区的言语理解与布洛卡区的言语产生联系起来。


颞叶的第二个重要功能,特别是颞叶的内侧,它容纳了与学习,记忆和情感相关的边缘系统结构。


我们之前也谈到了岛叶,被称为大脑的第五叶,它位于外侧裂深处。岛叶通常分为前部和后部。功能多样且复杂,有来自颞叶、顶叶和额叶的输入部分汇聚。岛叶与内脏自主感觉、情绪、躯体感觉以及运动等方面有关。


接下来,让我们来到最后一个脑叶,枕叶,它位于顶枕沟的后方。

枕叶包含楔叶,这是一个由顶枕沟前方和下方的距状沟界定的楔形区域。楔叶和距状沟下方是舌回。


考虑到枕叶的功能,这块皮质专门用于视觉,因此很大一部分被初级视觉皮层占据,布罗德曼17区。
初级视觉皮层位于半球的内侧,沿着距状沟的上方和下方排列。它也围绕枕极延伸到每个半球的外侧表面。这个区域接收、处理并解读来自丘脑外侧膝状体的视觉信息输入。
最后,在每个半球的内侧,胼胝体周围有一个皮层区域,它是边缘系统的一部分。该区域包含位于胼胝体嘴以及扣带回下方,该区域从胼胝体的嘴部下方开始,向上延伸到达胼胝体后端。


海马旁回是内侧颞叶的一部分,位于枕叶舌回的嘴侧,在嘴侧终止,它也是边缘系统的一个组成部分。


这些皮层结构,连同嗅觉皮层、杏仁核、下丘脑和海马体,构成了边缘系统的主要结构。它们负责与“物种保护”相关的功能,如战斗或逃跑反应、情绪、记忆、生殖、内分泌和其他行为反应。



         04        


              中枢神经系统:小脑                    


小脑这个词翻译过来就是小脑袋。不是因为它是一个小动物或婴儿的大脑,而是因为小脑看起来像人类大脑的一个较小版本。

小脑可以协调和调整自主运动。小脑在保持姿势、保持平衡、维持肌肉张力和协调熟练的自主运动活动方面发挥着重要作用,比如骑自行车,或者更冒险的人走钢丝!

为了让小脑发挥这些功能,它必须与大脑皮层保持持续的信息传输。同时它也接收信号并将信号发送到中枢和外周神经系统中的其他结构,并处理关于当前运动和位置状态的信息,以帮助完善、校正和改进运动。

小脑位于颅骨的后部,称为后颅窝,被小脑幕覆盖,小脑幕将小脑与大脑的枕叶和颞叶隔开。

小脑的前方是第四脑室、脑桥和延髓。

就像大脑一样,小脑由两个半球组成。这两个半球由中间一个叫做小脑蚓的结构连接。从下往上看,平行于小脑蚓有两个容易辨别的小叶,称为小脑扁桃体。

小脑可分为三个叶;前叶、后叶和绒球小结叶。从更高的角度来看,我们可以看到前叶,在功能上被称为“脊髓小脑”,它负责调节肌肉张力和调节正在进行的运动。前叶的后部是V形原裂。

从上面看,在这个原裂的后面是后叶,在功能上被称为“大脑小脑”,它包含分隔小脑上下表面的水平裂。后叶是小脑最大的部分,负责协助规划熟练或精细的运动。

从前方观察小脑,后叶以后外侧裂为界。这个裂隙将小脑的后叶与第三叶分开,称为絮状结节叶,或在功能上称为“前庭小脑”。絮状结节叶负责维持姿势和平衡。

如果我们继续从前方观察小脑,我们可以看到小脑与脑干相连的密集白质束。这些白质柄被称为小脑脚,由上、中、下三部分组成。它们包含传出和传入轴突,在小脑和中枢神经系统之间来回传递信号。

小脑上脚连接小脑和中脑,小脑中脚连接脑桥,小脑下脚连接延髓。

小脑的传入纤维可以在所有三个小脑脚中找到,大多数传入信号使用下脚和中脚传递,而小脑发出的信号主要通过上脚传出。

在矢状面上,小脑看起来与大脑相似,因为皮层是折叠的,形成了中间有小沟的“脊”。然而,不同之处在于,小脑的“脊”更薄、更小,并组织成更平行的层,称为“叶”。

这些叶不仅增加了表面积,而且使大面积的皮层能够像大脑一样适应更小的空间。叶包含一个称为小脑皮层的外部灰质层,以及一个位于外部灰质深处的白质区域。

正如我们所看到的,这种白质在叶中的形状形成了一种“树状”的分支模式。

在小脑的横截面上,我们可以看到四簇深灰质核深埋在白质内。这些小脑深核(小脑内核)包含多极神经元,这些神经元接收来自小脑皮层和神经系统其他部分的信号,它们的轴突有助于形成三个小脑脚。

从外侧到内侧,这些小脑深核由齿状核、栓状核、球状核和顶核组成。

小脑皮层除了有解剖学上的划分外,还可以分为三个纵向定位的功能区。最大的功能区域是横向区域。

外侧区向齿状核发送信号,齿状核是小脑深部最大的核,它们一起帮助规划和编程运动。

横向带的中间带是中间区。中间区向栓状核和球状核发送信号。总的来说,这两个核通常一起被称为中间,因为它们都与中间区一起工作。

最后,最内侧和占据蚓部的是第三功能区,即正中区。正中区将向小脑顶核发送信号,小脑顶核是最内侧的小脑深部核团,位于蚓部,靠近第四脑室顶部。

中间区和正中区及其小脑深部核团分别参与调节外侧和内侧下行运动通路的运动执行。

现在让我们来看看传入通路和传出通路,传入通路将信息带到小脑进行处理,传出通路将信息传出小脑帮助协调运动。

传入通路通常起源于脊髓和脑干、大脑皮层和前庭系统。

让我们先看看“脊髓小脑”的前部通路(腹侧)。它携带来自肌梭、高尔基腱器(神经腱梭)和下肢关节受体的本体感受信息。

之后,传入纤维进入脊髓,在那里 它们与位于脊髓灰质第七层的脊髓边界细胞突触。从这里,这些轴突的大部分与脊髓的对侧交叉,形成脊髓小脑腹侧通路,该通路在脊髓白质中上升到脑干。

在这里,轴突向后交叉,通过小脑上脚进入小脑,到达小脑皮层。脊髓小脑腹侧通路上的信号穿过神经轴,然后往回传输,所以它通常被称为“双交叉器”!

接下来是脊髓小脑背侧(后部通路)。该通路包含从肌梭、高尔基腱器(神经腱梭)和主要来自躯干和下肢的关节受体接收本体感觉信息的纤维。这些信息从周围神经和背核(又称克拉克核)上的信号突触进入脊髓。

轴突不是在突触后交叉,而是在脊髓的同侧白质中上升到脑干,然后通过小脑下脚进入小脑,到达小脑皮层。

从四肢传输本体感觉信息的最后一条传入通路被称为楔小脑束。该通路中的轴突从上肢、上胸部的肌梭、高尔基腱器(神经腱梭)和关节受体接收本体感觉信息。

该通路内的信号突触位于髓尾端的外侧楔形核(楔形副核)。轴突同侧穿过小脑下脚到达小脑皮质。

现在让我们来看看从大脑皮层到小脑的传入通路,包括皮层-脑桥-小脑通路、橄榄体-脑桥-小脑通路和大脑皮层-网状结构-小脑通路

这些源自大脑皮层的通路通过脑干结构发出信号,到达小脑,并允许这些区域进行交流,以进一步调节和改变自主运动。

例如,运动活动的启动、计划和时间安排等,这些信息对小脑来说很重要,它可以参与对这些计划进行适当的调整和修改,以实现协同作用和整体运动协调。

皮质-脑桥-小脑通路通路在传递皮层的运动命令中很重要,它始于额叶、颞叶、顶叶和枕叶的传入纤维。这些纤维通过放射冠和内囊向脑桥核上的突触发出信号。

然后,信号沿着被称为脑桥小脑纤维的横向纤维发送,这些纤维穿过并进入小脑中脚,终止于对侧小脑半球的皮层。

橄榄体-脑桥-小脑通路也始于这四个叶的大脑皮层,并将其纤维发送通过放射冠和内囊,在那里纤维在下橄榄核中突触。突触后,这些纤维穿过中线,穿过小脑下脚与对侧小脑半球突触。

大脑皮层-网状结构-小脑通路也来自大脑皮层,但主要来自与顶叶相关的感觉运动皮层区域。轴突以与前两条通路相同的方式下降,并与位于脑桥和髓质的网状结构的细胞核突触。然后,这些纤维穿过小脑中脚和下脚,终止于同侧的小脑半球。

向小脑提供传入信息的最后一个主要系统是前庭小脑通路。它在维持平衡、姿势、身体姿势和眼球运动的协调方面起着关键作用。该通路开始于通过前庭神经从内耳的半规管接收关于运动的感觉输入,以及从小囊和椭圆囊接收相对于重力的身体位置。

在它们的过程中,前庭神经的传入纤维要么直接通过小脑下脚向同侧小脑皮层发出信号,要么首先在脑干的前庭核中突触,然后再向小脑发出信号。这些传入纤维一起到达絮状结节状叶的小脑皮层进行处理。

前庭前庭通路也收集视觉输入信息。这些传入纤维起源于上丘和初级视觉皮层,视觉信息通过小脑上脚传输至絮状结节状叶。

我们已经讨论了小脑的主要传入途径,那么小脑对它所接收到的所有信息做了什么呢?下面就来详细说说。

小脑处理这些信息,小脑皮层将运动改变的信息传递到小脑深核,然后小脑深核将信号沿着传出纤维发送到前庭核、丘脑、红核、网状结构、大脑皮层和脊髓等部位。

在这个过程中,小脑在保持姿势、平衡以及调整、调整和协调身体运动方面发挥着持续的作用。

我们要讨论的第一个传出通路是负责调节伸肌张力的前庭顶通路。这个纤维起源于小脑顶核,穿过小脑下脚到达前庭外侧核上的突触。

在这里,一些传出纤维形成前庭脊髓束,向脊髓的运动神经元发出信号,运动神经元控制有助于保持姿势的抵抗重力的肌肉组织。

其他传出纤维将形成内侧纵向束,该束将信息传递到第三、第四和第六颅神经的运动核,以改变和控制眼睛的运动。 

小脑的另一个重要传出通路是齿状回通路,它负责改变同侧运动活动。该通路始于小脑齿状核,神经纤维穿过中线,穿过小脑上脚到达对侧丘脑腹外侧核。

神经纤维在丘脑中突触,信号从丘脑继续通过内囊和辐射冠到达初级运动皮层。

神经纤维在丘脑中突触,信号从丘脑继续通过内囊和辐射冠到达初级运动皮层。一旦到达这里,信息就会传递到运动通路,如皮质脊髓束,这就是小脑如何影响和调节下行运动通路的运动活动。

其次,还有球状-栓状-红核通路,它也影响同侧运动活动。这些传出纤维开始于球状核和栓状核,穿过中线穿过小脑上脚,与对侧红核突触。该通路影响红核脊髓束的运动活动,红核脊髓束作用于上肢近端屈肌组织。

最后,我们有了顶网状通路,传出信号起源于顶核,穿过小脑下脚,然后与网状结构中的神经元突触。

这些信号向内侧和外侧网状脊髓束提供调节信息。

它们共同参与肌肉张力和姿势的调节。

文章来源:神经内科及重症医学文献学习

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