人类的神经系统是生物进化衍生的最复杂产物。数十亿的神经元和胶质细胞的复杂活动,构建了人类意识、感知、思想和行为的生理学基础。阐明在正常神经发育过程中神经系统及其复杂的环路联系和功能的研究工作,无疑是当代生物和医学领域中最具活力的项目之一。然而,目前我们对神经系统复杂的结构和功能的认识还很肤浅,距离全面阐明神经系统各种变化过程和功能联系,乃至临床应用解除患者的痛苦,还有很长的路要走。
神经系统包括两个主要部分,即中枢神经系统( central nervous system,CNS)和周围神经系统( peripheral nervous system,PNS)。
CNS由脑、脊髓、视神经和视网膜组成,包含了大部分的神经元胞体。PNS包括中枢神经系统以外的所有神经组织,由脑神经(也称颅神经)、脊神经和周围自主神经系统( autonomic nervous system,ANS)组成;此外,还包括特殊感觉(味觉、嗅觉、视觉、听觉和平衡感觉)。
周围神经系统主要包含连接CNS与身体各部之间的运动神经元和感觉神经元的轴突。自主神经系统包括交感神经和副交感神经两部分,由支配腺体分泌、心肌和平滑肌运动的神经元构成,主要与内环境的调节相关。位于消化道管壁内的神经元形成肠神经系统( enteric nervous systen,ENS),它不受CNS控制而独立完成局部反射活动。在ENS的神经节内都含有大量的固有神经元,其神经元的数量与整个脊髓的神经元数量相当,故常被称为神经系统的第3部分。
在神经系统中绝大多数神经元的胞体都位于脑和脊髓内。在CNS的很多部分中,大量的神经元胞体成群聚集,并或多或少的与轴突分隔开,这种由大量胞体集合形成的结构一般称为灰质( grey matter)。而由具有相同功能作用的神经元胞体构成的小型聚集体则称为神经核( nuclei）。
神经元的树突和突触联系大多都位于灰质内。轴突集合成束形成白质( white matter),因轴突常被髓鞘包裹且着色较浅而得名。中枢神经系统内,起源或终止相近的轴突集中走行在特定的神经通路( pathway)中或称为神经束( tract)。这些束的纤维常越过中线形成交叉( decussate）,这就意味着在很多方面,一侧躯体受对侧大脑半球控制,同时向对侧大脑半球传送信息。
脊髓和脑干内一些具有相同功能的神经元群呈纵向柱状分布。在一些区域内这些神经元的胞体可以集合成独立的、不连续的神经核团,如脑干内的脑神经核；或是形成基本连续的纵向细胞带,这种细胞带在脊髓内分布较多(图1)。
图1：感觉细胞柱和运动细胞柱在脊髓和脑干内的排列
A、B、C每个小图的背侧均朝向图的上部 。A.原始脊髓背侧感觉柱和腹侧运动柱的排列，以及后根和前根的节段性分布；B.成年人脊髓的感觉柱和躯体运动柱，以及中间外侧内脏运动柱；C.脑干内的多种功能柱，其中运动柱分为3种，感觉柱分为4种。
由传出神经元构成的细胞柱有3个。躯体运动柱神经元发出的纤维支配由头部体节( head somite）衍化的骨骼肌，其他2个运动柱与头部形态特化的面貌有关：其中鳃弓运动柱(特殊内脏运动柱)的神经元,支配由胚胎咽壁衍生的骨骼肌(鳃弓肌branchial musele),而一般内脏运动柱的神经元,则发出支配腺体和内脏平滑肌的副交感节前纤维。
与感觉功能相关的细胞柱有4个：①一般躯体感觉柱主要传导来自头部的一般感觉信息;②特殊躯体感觉柱的神经元与特殊感觉有关,接受前庭觉和听觉的传入信息;③一般内脏感觉神经元广泛接受来自不同的内脏感觉纤维末梢传入的信息;④特殊内脏感觉神经元与特殊感觉的味觉传入相关。
脑和脊髓分别通过脑神经和脊神经来完成与身体各部的信息联络。这些神经含有的感觉神经纤维将来自感受器的信息传入CNS,而运动神经纤维将CNS发出的指令传递到周围的效应器官。脑神经和脊神经所含的感觉神经纤维和运动神经纤维进入脑干和脊髓后,形成各种复杂的相互联系并介导出各种反射活动,以此调控人体多方面的重要功能。而大脑发出的许多下行联系对这些反射活动具有重要的调控作用。进入脊髓和脑干的感觉神经纤维汇成(或加入)不同的上行通路,其中一些最终投射到大脑皮质,形成意识性感觉。为确保持续的神经活动所需的能量供应,中枢神经系统有着很高的代谢率和丰富的血液供应。血—脑屏障调控着神经元内环境,并对经血液进入神经组织的各种物质有严格的限制和选择,以免脑组织受到侵害,维持内环境的稳定。
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