动物为什么需要控制和协调?
从眨眼到跑步,每个动作都需要许多身体部分在正确的时刻一起配合。这种配合叫协调。动物体内有两个系统来完成:速度快的神经系统(用神经传电信号)和速度慢一些的内分泌系统(用血液运送激素)。
叫做感受器的特殊神经末梢能发现周围的变化(刺激):眼睛感受光,耳朵感受声音,鼻子感受气味(嗅觉感受器),舌头感受味道(味觉感受器),皮肤感受触摸和冷热。
神经元:结构和信息如何传递
神经元是神经系统的工作单位,它有三个部分:
- 树突:短短的分支,负责收集信息。
- 细胞体:里面有细胞核,负责处理信息。
- 轴突:一条长纤维,把信息变成电信号,送到神经末梢。
信息永远只朝一个方向走:树突 → 细胞体 → 轴突 → 神经末梢。
突触
两个神经元并不相碰。前一个的末端和后一个的起点之间有一个小缝隙,就是突触。在神经末梢,电信号会让细胞释放化学物质。这些物质穿过缝隙,在下一个神经元里引发新的电信号。神经与肌肉细胞或腺体细胞相接的地方也是这样。
反射活动和反射弧
反射是对刺激突然发生的、自动的反应,不用思考。例如:手缩离火焰、强光下眨眼、打喷嚏、咳嗽、膝跳反射。
信息走的路线叫反射弧:感受器(皮肤)→ 感觉神经元 → 脊髓中的中间神经元 → 运动神经元 → 效应器(肌肉)。决定是脊髓做的,所以反应非常快。信息之后还会继续送到大脑,大脑这时才意识到发生了什么。
为什么会有反射弧?大脑思考需要时间,遇到危险时这点延迟可能带来伤害。反射弧在神经系统简单的动物身上就已出现,今天对我们依然有用。
人的神经系统:中枢和外周
中枢神经系统是大脑加脊髓。外周神经系统是连接中枢和身体各处的所有神经:从大脑发出的脑神经和从脊髓发出的脊神经。
我们自己决定的动作(写字、踢球)是随意动作,由前脑控制。心跳、呼吸、分泌唾液这类动作是不随意动作,由中脑和后脑控制。
人的大脑:前脑、中脑和后脑
- 前脑(大脑):最大的部分,也是负责思考的部分。它有接收感觉(视、听、嗅、触)的区域,有联系和储存信息(记忆、学习)的区域,还有向随意肌发出命令的区域。饥饿的感觉也来自这里的一个中枢。
- 中脑:连接前脑和后脑,负责一些不随意动作,比如眼睛和头部的反射。
- 后脑:小脑保持姿势和平衡,让动作更精确(走直线、拿起铅笔);延髓控制心跳、血压、呼吸、唾液分泌和呕吐;脑桥帮助控制呼吸。
大脑和脊髓是怎样被保护的?
神经组织又软又脆弱。大脑位于骨头做的颅骨里面,周围还有一个装满液体的“气球”,像减震器一样。脊髓由脊柱保护,脊柱是一串环形的骨头。
神经组织是怎样引起动作的?
当运动神经的电信号到达肌肉时,肌肉细胞会改变形状。肌肉细胞里有特殊的蛋白质,受到电信号刺激后改变排列方式,于是细胞变短。许多细胞一起变短,就会拉动骨头,产生运动。我们能自己控制的肌肉是随意肌;心脏和肠胃的肌肉是不随意肌。
考试提示:反射弧的示意图或流程、神经元示意图和脑各部分的功能,几乎每年都会考(2到5分)。
重点公式和概念
- 神经元:树突 → 细胞体 → 轴突 → 神经末梢(单向流动)
- 突触:电信号 → 穿过缝隙的化学物质 → 新的电信号
- 反射弧:感受器 → 感觉神经元 → 中间神经元(脊髓)→ 运动神经元 → 效应器
- 中枢神经系统 = 大脑 + 脊髓;外周神经系统 = 脑神经 + 脊神经
- 前脑:思考、感觉、随意动作、饥饿感
- 中脑:眼和头部的不随意反射
- 后脑:小脑(平衡)、延髓(心跳、呼吸、呕吐)、脑桥(呼吸)
- 保护:颅骨 + 液体垫(大脑);脊柱(脊髓)
例题讲解
1. 说出神经元上最先接收信息的部分,以及信息以电信号形式传播所经过的部分。
信息先由树突接收,然后沿着轴突以电信号的形式传播。
2. 你踩到尖锐的图钉,脚立刻抬了起来。请说出信息的传递路线。
脚部皮肤中的痛觉感受器 → 感觉神经元 → 脊髓,由中间神经元把信号传出去 → 运动神经元 → 腿部肌肉收缩,把脚抬起。这是一条反射弧;大脑稍后才知道这件事。
3. 一个人头部受伤后走路不稳,也不能灵巧地拿起小东西。可能是大脑的哪个部分受伤了?
小脑,它属于后脑。小脑保持平衡,并让随意动作更精确。
4. 为什么信息只能单向通过突触?
只有神经末梢(轴突末端)会释放化学物质;树突一侧只负责接收。所以信号从一个神经元的轴突传到下一个神经元的树突,不会倒着走。
5. 想中午吃什么是反射吗?请解释。
不是。它需要前脑的记忆、选择和决定,而且要花时间。反射是自动、快速的,由脊髓或低位脑部处理。
常见错误
- 说大脑控制反射活动。其实是脊髓做决定,大脑是之后才得到通知。
- 把神经元内部的方向写反(轴突到树突)。正确的是树突 → 细胞体 → 轴突。
- 以为神经元之间是相互接触的。它们之间始终有一个缝隙,即突触,由化学物质跨过去。
- 混淆小脑和大脑。大脑(前脑)负责思考;小脑(后脑)负责平衡。