GCSE 科学/神经系统
神经系统由大脑、脊髓和中继神经元(中枢神经系统)以及周围神经系统(感觉神经元和运动神经元)组成。神经系统使生物体能够对环境和周围环境做出反应并协调其行为。
感觉器官包含对刺激敏感的感受器。典型的刺激是由于化学成分、机械效应、热量、声音和光线的变化引起的。刺激是检测到的变化。感受器检测到这种变化。
在这个阶段研究了五个感觉器官,分别是鼻子、舌头、眼睛、耳朵和皮肤。
鼻子有嗅觉感受器,对各种化学刺激敏感。许多所谓的“味觉”实际上是嗅觉;如果鼻子堵塞,食物的味道范围就很有限。
舌头有味觉感受器,对化学刺激敏感。有四种基本味觉:苦、咸、甜和酸。
眼睛有对光线敏感的感受器,耳朵有对声音敏感的感受器,皮肤有对温度、触觉、压力和拉伸敏感的感受器。
来自周围环境的光线通过瞳孔进入眼睛。它被角膜和晶状体聚焦,从而在视网膜上形成图像。角膜进行粗略聚焦,晶状体进行主动的、精细的聚焦。眼睛充满透明液体(玻璃体液)。
虹膜控制瞳孔的大小,从而控制进入眼睛的光量。在强光下,虹膜中的环形肌收缩,使瞳孔变小,使进入眼睛的光线减少。在弱光下,放射状肌收缩,使瞳孔变大,使进入眼睛的光线增加。
晶状体改变形状以使眼睛能够聚焦不同距离的物体。晶状体的形状由睫状肌的活动改变。睫状肌形成一个圆圈,通过悬韧带连接到晶状体。为了聚焦远处物体,睫状肌放松,拉紧悬韧带,使晶状体变薄。为了聚焦近处物体,睫状肌收缩,使悬韧带放松,使晶状体形成更球形的形状。
视网膜包含对光线敏感的细胞。这些细胞称为杆状体和锥状体。
杆状体比锥状体更敏感,但没有提供任何颜色信息。在弱光下,我们对世界的看法主要由杆状体提供,并呈现出黑白图像。
有三种类型的锥状体,它们分别对不同的光线颜色敏感。锥状体特别密集地堆积在视网膜的一部分,称为中央凹;这种密集的堆积意味着中央凹对图像中的精细细节最敏感。
视神经进入眼睛的那一部分称为盲点。盲点不包含任何光线感受器(没有杆状体或锥状体)。
声音无非是我们周围空气中的振动。耳朵是能够区分这些振动音调和响度的感觉器官。振动通过耳道进入耳朵。振动导致鼓膜或耳膜振动。这些振动被三块小骨头拾取,通常被称为锤骨、砧骨和镫骨。最后一块骨头镫骨将振动传递到内耳充满液体的卵圆窗。卵圆窗的振动在内耳充满液体的耳蜗中产生压力波。耳蜗内衬着微小的毛细胞,这些毛细胞被这些压力波来回推动。响应这些运动,毛细胞产生神经冲动,通过耳蜗神经传递到大脑。
你的耳朵包含帮助你的中枢神经系统保持平衡的结构。在内耳,耳蜗的正上方是三个互相垂直的小管道。它们被称为半规管,因为每个管道都形成半个圆圈。半规管和位于它们后面的两个小囊监测你身体的位置。半规管和囊都充满液体,并内衬着毛细胞。当头部改变位置时,管道中的液体也改变位置。这会导致毛细胞上的毛发弯曲。这种动作反过来会将脉冲发送到大脑,使大脑能够确定身体的运动和位置。
神经元是专门用于在身体周围传递电脉冲的细胞。它们由三个主要部分组成:树突、细胞体和轴突。每个神经元都有自己的细胞核。(神经元的美国拼写是“neuron”。)
有三种类型的神经元:感觉神经元、中继神经元和运动神经元。
神经元通过突触连接到其他神经元。神经冲动沿着轴突向下传递到突触的一侧,在那里电信号会导致化学物质释放。这些化学物质扩散穿过间隙并在突触另一侧的神经元中产生电脉冲。
中枢神经系统由大脑和脊髓组成。它包含大量的神经元,这些神经元处理数据并向身体的效应器提供输出信号。
效应器是肌肉和腺体,它们对来自中枢神经系统的信号做出反应。肌肉通过运动做出反应,腺体通过分泌液体和化学物质等物质做出反应。效应器产生对变化的反应。
神经系统有许多反射。这些是对刺激的自动反应。非常快的反应由反射弧管理。反射弧包含以下组成部分
- 刺激
- 感受器
- 感觉神经元
- 中继神经元
- 运动神经元
- 效应器
- 反应
一个典型的称为“疼痛反射”的反射弧被说明。
在疼痛反射中,刺激是机械损伤,感受器是“疼痛感受器”,疼痛感受器在感觉神经元中产生电脉冲,从而在中继神经元中产生电脉冲,进而在运动神经元中产生电脉冲。运动神经元中的脉冲刺激肌肉,肌肉是效应器,从而产生远离痛苦刺激的运动作为反应。
另一个反射是“膝跳反射”或“膝盖抽动反射”,其中膝盖骨下方的打击会使腿伸直。瞳孔对强光的收缩是另一个反射。