大腦的結(jié)構(gòu)和功能分區(qū)_詳解人腦構(gòu)造與功能(2)
小腦簡介
小腦位于大腦半球后方，覆蓋在腦橋及延髓之上，橫跨在中腦和延髓之間。它由胚胎早期的菱腦分化而來，是腦六個組成部分中僅次于大腦的第二大結(jié)構(gòu)。
外部形態(tài)
中部狹窄稱小腦蚓vermis，兩側(cè)膨大部稱小腦半球，小腦下面靠小腦蚓兩側(cè)小腦半球突起稱小腦扁桃體tonsil of cerebellum。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1、皮質(zhì)
2、髓質(zhì)(髓體)：頂核、中間核(拴狀核、球狀核)、齒狀核。
小腦的分葉
1、按形態(tài)結(jié)構(gòu)和進化可分為：絨球小結(jié)葉flocculonodular lobe(原小腦或古小腦)，小腦前葉anterior lobe(舊小腦)，小腦后葉posterior lobe(新小腦)。
2、按機能可分為：前庭小腦(原小腦或古小腦archicerebellum)，脊髓小腦(舊小腦paleocerebellum)，大腦小腦(新小腦neocerebellum)
小腦的纖維聯(lián)系和功能
1、前庭小腦：調(diào)整肌緊張，維持身體平衡。
2、脊髓小腦：控制肌肉的張力和協(xié)調(diào)。
3、大腦小腦：影響運動的起始、計劃和協(xié)調(diào)，包括確定運動的力量、方向和范圍。
腦干
腦干(brainstem)是腦的一部分，位于大腦的下面，腦干的延髓部分下連脊髓。呈不規(guī)則的柱狀形。腦干由延髓、腦橋、中腦三部分組成。
上面連有第3～12對腦神經(jīng)。腦干內(nèi)的白質(zhì)由上、下行的傳導(dǎo)束，以及腦干各部所發(fā)出的神經(jīng)纖維所構(gòu)成。是大腦、小腦與脊髓相互聯(lián)系的重要通路。腦干內(nèi)的灰質(zhì)分散成大小不等的灰質(zhì)塊，叫“神經(jīng)核”。神經(jīng)核與接受外圍的傳入沖動和傳出沖動支配器官的活動，以及上行下行傳導(dǎo)束的傳導(dǎo)有關(guān)。此外，在延髓和腦橋里有調(diào)節(jié)心血管運動、呼吸、吞咽、嘔吐等重要生理活動的反射中樞。若這些中樞受損傷，將引起心搏、血壓的嚴(yán)重障礙，甚至危及生命。
延髓尾端在枕骨大孔處與脊髓接續(xù)，中腦頭端與間腦相接。延髓和腦橋恰臥于顱底的斜坡上。
腦干的功能主要是維持個體生命，包括心跳、呼吸、消化、體溫、睡眠等重要生理功能，均與腦干的功能有關(guān)。
經(jīng)由脊髓傳至腦的神經(jīng)沖動，呈交叉方式進入：來自脊髓右邊的沖動，先傳至腦干的左邊，然后再送入大腦;來自脊髓左邊者，先送入腦干的右邊，再傳到大腦。
腦干構(gòu)造
腦干部位又包括以下四個重要構(gòu)造：
1.延髓(medulla)延髓居于腦的最下部，與脊髓相連;其主要功能為控制呼吸、心跳、消化等。
2.腦橋(pons)腦橋位于中腦與延腦之間。腦橋的白質(zhì)神經(jīng)纖維，通到小腦皮質(zhì)，可將神經(jīng)沖動自小腦一半球傳至另一半球，使之發(fā)揮協(xié)調(diào)身體兩側(cè)肌肉活動的功能。
3.中腦(midbrain)中腦位于腦橋之上，恰好是整個腦的中點。中腦是視覺與聽覺的反射中樞，凡是瞳孔、眼球、肌肉等活動，均受中腦的控制。
4.網(wǎng)狀系統(tǒng)(reticular system)網(wǎng)狀系統(tǒng)居于腦干的中央，是由許多錯綜復(fù)雜的神經(jīng)元集合而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀系統(tǒng)的主要功能是控制覺醒、注意、睡眠等不同層次的意識狀態(tài)。
延髓
延髓(medulla oblongata)居于腦的最下部，與脊髓相連;其主要功能為控制呼吸、心跳、消化等。
延髓向下經(jīng)枕骨大孔連結(jié)脊髓，隨著腦各部的發(fā)育，胚胎時期的神經(jīng)管就在腦的各部內(nèi)部形成一個連續(xù)的腦室系統(tǒng)。
延髓是心血管的基本中樞，在延髓以上的腦干部分以及小腦和大腦中，都存在與心血管活動有關(guān)的神經(jīng)元。
結(jié)構(gòu)
延髓來自腦泡中的末腦，是腦干的最下部分。上界平面的背側(cè)為橫過第Ⅳ腦室底的髓紋，腹側(cè)為腦橋橫纖維的最下方;下界為第1對脊神經(jīng)出脊髓上方的平面。延髓腹面正中線兩側(cè)有長形隆起叫錐體，由大腦下行的錐體束構(gòu)成。延髓和腦橋的背面構(gòu)成第Ⅳ腦室底，它的頂面是小腦。
延髓下部的結(jié)構(gòu)與脊髓很類似，上部則有較大差別。延髓不具有明顯的分節(jié)性。延髓內(nèi)有較多的神經(jīng)核團，可將其分為3類：第Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ腦神經(jīng)的感覺和運動核，如孤束核、迷走神經(jīng)背核、疑核以及舌下神經(jīng)核，三叉神經(jīng)脊束核也下延至此;其次是一些上下傳導(dǎo)路徑上的中繼核，如薄束核、楔束核;另一類是分布在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的核，如巨細胞網(wǎng)狀核、外側(cè)網(wǎng)狀核以及腹側(cè)網(wǎng)狀核等。
脊髓
脊髓系中樞神經(jīng)的一部分，位于脊椎骨組成的椎管內(nèi)，呈長圓柱狀，全長41-45厘米。上端與顱內(nèi)的延髓相連，下端呈圓椎形，終于第一腰椎下緣(初生兒則平第三腰椎)。臨床上作腰椎穿刺或腰椎麻醉時，多在第3-4或第4-5腰椎之間進行，因為在此處穿刺不會損傷脊髓。
脊髓兩旁發(fā)出許多成對的神經(jīng)(稱為脊神經(jīng))分布到全身皮膚、肌肉和內(nèi)臟器官。脊髓是周圍神經(jīng)與腦之間的通路。也是許多簡單反射活動的低級中樞。
灰質(zhì)
腦、脊髓內(nèi)神經(jīng)細胞體集中的地方，稱為灰質(zhì)?；屹|(zhì)內(nèi)功能相同的神經(jīng)細胞體集合一起稱為神經(jīng)核。
在脊髓中，灰質(zhì)內(nèi)部，白質(zhì)包圍在灰質(zhì)外面。
大腦半球被覆灰質(zhì)，稱大腦皮質(zhì)，其深方為白質(zhì)(white matter)，稱為髓質(zhì)。
小腦灰質(zhì)在外部，白質(zhì)在內(nèi)部。
灰質(zhì)稱皮質(zhì)(cortex)
脊髓灰質(zhì)(gray matter)按其形態(tài)可分為前角、后角、中間帶以及側(cè)角。前角是突向腹側(cè)、粗而短的灰質(zhì)部分;后角是伸向背側(cè)的細長部分。在前角與后角之間的灰質(zhì)被神經(jīng)纖維穿行，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
白質(zhì)
1.在中樞部，由神經(jīng)元的軸突或長樹突集聚而成。它不含胞體只有神經(jīng)纖維。白質(zhì)內(nèi)又有各種不同功能的神經(jīng)束。
脊髓白質(zhì)(white matter)在灰質(zhì)的外周，可分前索、側(cè)索秋后索三個部分。其中有上行束、下行束和固有束及各種傳導(dǎo)束。神經(jīng)通路主要為縱行神經(jīng)纖維，多為有髓神經(jīng)纖維和少量的無髓神經(jīng)纖維，神經(jīng)纖維之間有神經(jīng)膠質(zhì)細胞。
2.小腦灰質(zhì)在外部，白質(zhì)在內(nèi)部。 而在脊髓中，灰質(zhì)內(nèi)部，白質(zhì)包圍在灰質(zhì)外面。
詳解大腦構(gòu)造與功能
第一步：了解大腦構(gòu)建模塊
在你開始之前，先了解大腦構(gòu)建模塊。圖1是小鼠大腦中的一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖。德國蒂賓根大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家貝恩·德克尼爾和他的合作者用電子顯微鏡拍下了神經(jīng)元細胞的蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這些線狀物由蛋白質(zhì)組成，在神經(jīng)元互相發(fā)送信號時它會不斷延伸和收縮。
圖1顯示出了小鼠海馬狀突起處的神經(jīng)元細胞。海馬狀突起是大腦的重要組成部分，負(fù)責(zé)記憶功能，人類的大腦與小鼠的大腦這部要的構(gòu)造是一樣的。
第二步：將它們清楚分開
圖1中神經(jīng)元細胞長長的手臂往外延伸，幾乎接及到其他神經(jīng)元細胞。這些神經(jīng)元細胞手臂之間距離非常近，僅有20納米的區(qū)間，所以你在進行大腦拼湊時動作一定要穩(wěn)重。
在細胞之間交叉的是突觸，含有神經(jīng)遞質(zhì)分子，負(fù)責(zé)來回傳送信息。圖2顯示的是小鼠小腦部位的的運動神經(jīng)元細胞(染綠部分)正與紅色部分的神經(jīng)元細胞交流信息，每個神經(jīng)元細胞都有一個突觸。倫敦大學(xué)的研究人員在研究神經(jīng)元細胞如何傳遞信息時拍下了這張照片。
第三步：將它們網(wǎng)絡(luò)化
現(xiàn)在，這一下變得更加復(fù)雜，因為你要如圖3拼湊這些線路，這里涉及到數(shù)十億復(fù)雜的腦細胞。圖3是小鼠小腦的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)圖，明亮的白色斑點是小腦蒲肯野細胞(Purkinje cell)，它屬于一種能夠協(xié)調(diào)復(fù)雜的動作的神經(jīng)元細胞，細胞的樹突形成外羽毛狀邊。細胞的樹突形成羽毛狀外邊緣，聚集在中間的軸突直伸到小腦深處，以便傳遞信息。
第四步：構(gòu)建血管
要往大腦里面輸送血液，你要安裝各種直徑和長度的血管，圖4為活小鼠大腦皮層毛細血管圖，這里表面上的大血管先從大腦深處引發(fā)出來，然后分出很多毛細血管。研究人員為了獲得此圖像，往小鼠的血液里注入了熒光糖分子，使得這里充滿血的血管出現(xiàn)了白色。美國加州大學(xué)的研究人員使用這種技術(shù)測量血管直徑和跟蹤血液流量。他們發(fā)現(xiàn)，血液流量隨著局部神經(jīng)元的需要而改變。
第五步：構(gòu)建神經(jīng)膠細胞
你已經(jīng)連接了所有的神經(jīng)元，下一步是要構(gòu)建神經(jīng)膠細胞，大腦中的神經(jīng)膠細胞數(shù)量是神經(jīng)元細胞10倍，科學(xué)家們在近十年才認(rèn)識到這些細胞的重要性。特別是一種叫做星形膠細胞(Astrocytes)的神經(jīng)細胞，星形膠細胞分布于整個神經(jīng)系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)供應(yīng)神經(jīng)元所需的養(yǎng)分。星形膠質(zhì)細胞還能通過鈣離子形成自己的長途通信網(wǎng)絡(luò)，它們像神經(jīng)元一樣，可以接收并釋放神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)。人類大腦皮層內(nèi)的星形膠質(zhì)細胞與其它哺乳動物相比，數(shù)量更加龐大和復(fù)雜，一些研究者認(rèn)為，這可以解釋人類為什么聰明的原因。
第六步：將神經(jīng)元歸位
圖6是你把所有的神經(jīng)元歸位正確后，大腦顯現(xiàn)出的外觀圖像，這里的視覺皮層下的不同細胞顯示出鮮艷的粉紅、黃、藍的顏色，這些顏色取決于它們大腦中的深度(這些顏色是人為的)。但請不要局限于這種結(jié)構(gòu)，在不斷的學(xué)習(xí)和生長過程中，大腦是在不斷改變的，它是一種奇妙性的適應(yīng)性很強的器官。大腦不斷地改造自己，儲存新的記憶，掌握新的經(jīng)驗。麻省理工學(xué)院的研究人員在觀察活小鼠的活動時拍下了這張圖像 ，他們每幾天就觀察一次，發(fā)現(xiàn)這些圖像是不斷變化的，從而獲得了神經(jīng)元細胞的第一手資料。
第七步：增加新細胞
一旦你制造的大腦運作起來，你還要不斷給它增加新的神經(jīng)細胞，由于老的神經(jīng)細胞無法滿足活動的需要，大腦會不斷地創(chuàng)造出新的神經(jīng)細胞，即使是在成年后也不例外。大腦的齒狀回區(qū)(一個參與空間記憶的區(qū)域)和大腦嗅球(與學(xué)習(xí)相關(guān)的重要腦區(qū))是產(chǎn)生新神經(jīng)細胞的兩處最活躍之地。圖7為小鼠嗅球腦區(qū)圖像，綠色部分為成年小鼠新長出的神經(jīng)細胞。如果沒有新的神經(jīng)細胞補充，大腦的功能就會變?nèi)?。日本京都大學(xué)的研究人員在破壞掉小鼠的新生長出的神經(jīng)細胞后發(fā)現(xiàn)，小鼠會喪失掉某種記憶力，例如無法走出實驗中的迷宮。
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