神經系統

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神經系統
TE-Nervous system diagram.svg
人類神經系統
細節
拉丁文 systema nervosum
識別標示
MeSH D009420
TA英語Terminologia Anatomica A14.0.00.000
FMA FMA:7157
解剖學名詞英語Anatomical terminology

神經系統是由神經元這種特化細胞的網路所構成的。其身體的不同部位間傳遞訊號。動物體藉神經系統和內分泌系統的作用來應付環境的變化。動物的神經系統控制著肌肉的活動,協調各個組織和器官,建立和接受外來情報,並進行協調。神經系統是動物體最重要的連絡和控制系統,它能測知環境的變化,決定如何應付,並指示身體做出適當的反應,使動物體內能進行快速、短暫的訊息傳達來保護自己和生存。

神經組織最早是出現在五億到六億年前的埃迪卡拉生物群中。脊椎動物的神經系統分為二部份:分別是中樞神經系統(CNS)及周圍神經系統(PNS)。

中樞神經系統包括脊髓,周圍神經系統主要是由神經構成,是由長神經纖維或是軸突組成,連接中樞神經系統及身體各部位。

傳送由大腦發出信號的神經稱為運動(motor)神經或是下行(efferent)神經,而將身體各部位產生信號傳送到中樞神經的神經稱為感覺(sensory)神經或是上行(afferent)神經。大部份的神經是雙向傳遞信號,稱為混合神經。

周圍神經系統可分為軀體神經系統自律神經系統腸神經系統。軀體神經系統處理隨意運動,也就是依生物體意願而產生的運動,自律神經系統又可分為交感神經副交感神經,交感神經是在緊急情形時驅動,而副交感神經是在器官呈休息狀態時驅動。

腸神經系統則控制消化道。自律神經系統及腸神經系統都會不隨意願的自主動作。從腦部發出的神經稱為腦神經,而從脊髓發出的神經稱為脊神經英語spinal nerves

以細胞層面來看,神經系統是以一種稱為神經元的細胞組成。神經元有特殊的構造,可以快速且準確的傳送信號給其他細胞,傳送的是電化學信號,藉由稱為軸突的神經纖維傳輸。

在神經元發生衝動時時,會由突觸釋放神經傳導物質。神經元之間的連結形成了神經迴路及,神經網絡,控制了生物體的感知及其行為。神經系統除了神經元外,還有神經膠質細胞,提供支持及新陳代謝等機能。

大部份的多細胞生物皆有神經系統,但複雜度有很大的差異[1]。多細胞生物中只有多孔動物門扁盤動物門中生動物門等結構非常簡單的生物完全沒有神經系統。

放射狀對稱的生物,包括櫛水母刺胞動物門(包括海葵水螅珊瑚水母),其神經系統為發散狀的神經網英語nerve net

其他大部份的多細胞生物其神經系統都包括一個腦、一條脊髓(或二條脊髓平行排列)及由腦或脊髓發散到全身的神經,只有一些蠕蟲例外。神經系統的大小隨生物體而不同,最簡單的蠕蟲其神經系統由數百個細胞組成,非洲象的神經系統則有三千億個細胞[2]

中樞神經系統的功用是在身體全部位之間傳送信號,而接收反饋。神經系統的機能障礙可能是因為先天基因問題造成,也可能是因為外傷或是中毒導致的傷害,或是因為感染或是年老所產生。

神經內科研究有關神經系統的疾病,並尋找預防或治療的方式。周圍神經系統最常見的問題是神經傳導不良,其原因有很多種,包括糖尿病神經病變英語diabetic neuropathy,或著是多發性硬化症肌萎縮性脊髓側索硬化症等脫髓鞘疾病。

神經科學是研究神經系統的科學。

結構[編輯]

神經系統得名自神經,是柱狀的纖維束(神經元軸突)由腦或脊髓開始延伸到身體的各個部位[3]。古埃及人、希臘人及羅馬人就已經發現神經的存在[4],但其內在構造一直到了顯微鏡發明後才為人類了解[5]

「很難想像在1900年代時,人間還不知道神經元是大腦的基本單位(聖地亞哥·拉蒙-卡哈爾),也很難想像大腦的化學傳輸信號的概念到1930年代才為人所知(亨利·哈利特·戴爾)及(奧托·勒維)。人類一直到1950年代才了解神經元傳遞訊息的電現象,也就是動作電位(艾倫·勞埃德·霍奇金安德魯·赫胥黎約翰·卡魯·埃克爾斯)。在1960年代才了解神經網絡代碼刺激的基本概念(大衛·休伯爾托斯坦·威澤爾)。化學革命在在1980年代席捲了美國校園。在1990年代許多現象的分子機制才廣為人知(埃里克·坎德爾[6]

透過顯微鏡可以看出神經主要是由軸突組成,其中有不同的薄膜包覆,即為神經束膜。神經元不是完全在神經內,其細胞也在腦、脊髓及外週神經節中[3]

所有比海綿要先進的動物都有神經系統。但即使是海綿、單細胞動物甚至像粘菌之類的非動物物種都有細胞和細胞之間的訊息慱輸機制,這也是神經系統的前身[7]。像珊瑚及水母之類的放射狀對稱的生物,其神經系統為一神經網英語nerve net是由許多細胞形成的發散狀網路[8] 。大部份的動物是兩側對稱動物是的前身,其神經系統的共同結構起源於約五億五千萬年前的埃迪卡拉紀[9]

細胞[編輯]

神經系統主要由兩種細胞組成,其中神經元是神經系統的主要細胞,而神經膠質是神經系統的次要細胞結構與營養。

興奮的傳輸[編輯]

在神經系統中的迅速神經信號傳輸主要通過以下兩種方式:

  • 在神經細胞里:興奮通過神經纖維上的電位差傳輸。
  • 在神經細胞間:興奮依靠突觸前膜釋放的遞質傳遞到下一個神經細胞的突觸後膜。

神經的功能[編輯]

神經三大主要功能:

  1. 感覺功能:身體的內在感覺受器探測如血的酸度,血壓等內在刺激,在外感覺受器傳送由皮膚等身體末端所接受到的外來刺激情報。這些情報經由感覺神經傳遞至中樞神經。
  2. 綜合及指令功能:對於感覺受器所送來的情報進行分析、整理、判斷,並做出適當的決定。
  3. 運動功能:將整理之後的情報,經由運動神經傳遞至末梢,並執行決定。

在1~3的功能當中,中樞神經負責2的功能,周圍神經則負責1和3的功能。末梢神經中的1,稱之為感覺神經或知覺神經(sensory neurons)、3稱之為運動神經(motor neurons)。

人的神經系統[編輯]

人體的神經系統包括脊髓和神經。神經系統只佔人體體重的約3%,然而卻是人體最複雜的系統[10]。 神經系統被分為二部分:

人類也和其他動物一樣,對於體內和體外的環境變化以及壓力,需要一個調節器官來與其緊密聯繫,保持穩定的狀態(恆定性),神經系統也和內分泌系統就扮演了非常重要的角色。藉由複雜的神經纖維和其他細胞組織連結這兩個神經系統,人類才能夠因應外界的環境變化而產生適當的身體反應,並且有思考記憶情緒變化的能力。

中樞神經系統[編輯]

中樞神經系統(Central Nervous System)組成了神經系統的主要部分,由腦和脊髓構成。

中樞
神經
系統
前腦 大腦

嗅腦英語Rhinencephalon杏仁體海馬體新皮質側腦室

間腦

上丘腦英語Epithalamus視丘下丘腦底丘腦英語Subthalamus腦下垂體松果體第三腦室英語Third ventricle

腦幹 中腦

中腦頂蓋英語Midbrain tectum大腦腳英語Cerebral crus腦蓋前部英語Pretectal area大腦導水管英語Cerebral aqueduct

後腦 後腦

橋腦小腦

末腦 延髓
脊髓

周圍神經系統[編輯]

周圍神經系統(Peripheral Nervous System)是指在中樞神經以外的神經纖維[11]。解剖人體後,人類的肉眼可以看得到由許多條神經纖維,外部包以神經膜(neurilemma)而成的神經。其主要功能是將感官接受之興奮傳至中樞神經系統,又將來自後者之訊息傳至骨骼肌,以使身體運動。

周圍神經系統因分布的部位不同而有三種[12](有些教科書和學者只把周圍神經系統的分法歸為二種,這二類就是軀體神經系統和自主神經系統。這些教科書或學者通常把腸神經系統納入自主神經系統的一部分。不管何類分法,在醫學上都普遍被接受。):

其他生物的神經系統[編輯]

動物界裡的神經系統因動物而異。刺胞動物,例如水螅,還有海葵水母,它們擁有一套脈絡狀的神經網,當其中的一處產生興奮,就會像波浪一樣波及整個神經系統。這些波同時執行傳入和傳出的功能,即不單傳遞有關化學或機械方面的信息,還反饋輸出動物的反射應答。而扁形動物門動物有著和傳統神經系統更多相似之處,但缺少大腦。環節動物被囊動物則有大腦的雛形,被稱為神經節,是神經的束狀集合。被囊動物的神經節和脊椎動物胚胎髮育過程中大腦的發育有相似之處,被認為是脊椎動物腦幹的雛形。

參考資料[編輯]

  1. ^ Nervous System. Columbia Encyclopedia. Columbia University Press. 
  2. ^ Herculano-Houzel S, Avelino-de-Souza K, 等. The elephant brain in numbers. Front Neuroanat. 2014, 8: 46. PMC 4053853. PMID 24971054. doi:10.3389/fnana.2014.00046. 
  3. ^ 3.0 3.1 Kandel ER, Schwartz JH, Jessel TM (編). Ch. 2: Nerve cells and behavior. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Professional. 2000. ISBN 978-0-8385-7701-1. 
  4. ^ Finger S. Ch. 1: The brain in antiquity. Origins of neuroscience: a history of explorations into brain function. Oxford Univ. Press. 2001. ISBN 978-0-19-514694-3. 
  5. ^ Finger, pp. 43–50
  6. ^ Nikoletseas Michael M. (2010) Behavioral and Neural Plasticity. ISBN 978-1453789452
  7. ^ Sakarya O, Armstrong KA, Adamska M, 等. Vosshall L, 編. A post-synaptic scaffold at the origin of the animal kingdom. PLoS ONE. 2007, 2 (6): e506. PMC 1876816. PMID 17551586. doi:10.1371/journal.pone.0000506. 
  8. ^ Ruppert EE, Fox RS, Barnes RD. Invertebrate Zoology 7. Brooks / Cole. 2004: 111–124. ISBN 0-03-025982-7. 
  9. ^ Balavoine G. The segmented Urbilateria: A testable scenario. Int Comp Biology. 2003, 43 (1): 137–47. doi:10.1093/icb/43.1.137. 
  10. ^ 楊錫林; 蔡盧浚. 心理與生活. 五南圖書出版股份有限公司. 2004: 15–. ISBN 978-957-11-3547-2. 
  11. ^ 道蘭氏醫學詞典中的peripheral nervous system
  12. ^ 神經科學基礎. 清華大學出版社有限公司. 2004: 70–. ISBN 978-7-302-08075-6. 
  13. ^ 道蘭氏醫學詞典中的somatic nervous system
  14. ^ 道蘭氏醫學詞典中的autonomic nervous system
  15. ^ Furness, John Barton. The Enteric Nervous System. John Wiley & Sons. 15 April 2008: 35–38. ISBN 978-1-4051-7344-5. 

外部連結[編輯]