神经科学/细胞神经生物学/神经系统结构
神经系统分为周围神经系统(PNS)和中枢神经系统(CNS)。中枢神经系统包括脑和脊髓,而周围神经系统包括脊神经、自主神经系统和脑神经。
为了指代神经系统中不同的位置,使用了一组空间术语。在脊髓中,背侧更靠近一个人的背部,腹侧更靠近一个人的胸部或正面。更靠近大脑的部位称为吻侧,更靠近脊髓末端的部位称为尾侧。在大脑中,上部和背侧指的是更靠近头部顶端的位置,下部和腹侧指的是更靠近头部底部或基底的位置。此外,在大脑中,为了指代更靠近面部的部位,称为吻侧或前部,更靠近头部后部的部位称为后部或尾侧。在整个神经系统中,发现了同心结构,为了指代更靠近头部外部的结构,使用术语外侧,更靠近大脑中心的结构称为内侧。此外,称为切片的结构截面可以显示结构的三个维度。将耳朵到耳朵和鼻子到后脑勺切开的切面称为水平切面。平行于脸部的切面称为冠状切面,将大脑两个半球分开切割的切面称为矢状切面。
在发育中的胚胎的神经发育(神经管形成)开始时,存在三层:内胚层,它将成为内脏;中胚层,它将成为骨骼和肌肉;外胚层,它将成为皮肤和神经系统。神经系统的区分出现在三周后。神经板变成一个凹槽,然后分化为管,它将成为 CNS,以及神经嵴,它将成为 PNS。在中胚层中,存在体节(组织团块),它们将成为脊髓椎骨和躯体肌。
神经分化的第一阶段发生在神经管的吻侧端(管将成为大脑),它形成了三个独立的脑泡:前脑将成为前脑;中脑将成为中脑,菱脑将成为后脑。前脑或端脑发展成两对脑泡,即视泡和端脑泡,以及一个不成对的间脑。视泡是大脑的一部分,形成视柄和视杯,它们将成为视神经和视网膜。
端脑分化发生在四个阶段:首先,端脑在间脑周围生长。接下来,脑泡开始在腹侧形成,成为嗅球,然后灰质分化为端脑的不同结构。最后,白质,即脂肪组织或髓鞘,在端脑细胞的轴突输入和输出周围形成。端脑包含大脑皮层和基底端脑,而间脑包含丘脑和下丘脑。在成对的端脑中是侧脑室。间脑包含第三脑室。形成的白质参与三个不同的系统:皮层白质连接皮层中的不同神经元。胼胝体连接两个半球,内囊连接皮层和间脑。
前脑可以被看作具有许多不同的结构。端脑的分化导致一对大脑半球,其中包含大脑皮层、嗅球、基底神经节、海马体和杏仁核。大脑皮层与认知、运动和感觉功能相关联。嗅球将嗅觉信息传递到皮层。基底神经节有助于精细调节随意运动控制。海马体与短期记忆的形成相关,杏仁核与恐惧和情绪相关。在间脑中,有丘脑和下丘脑。丘脑是传递到皮层的感觉中继站,下丘脑控制自主神经系统和内分泌系统。
中脑(中脑)分化为顶盖,包含上丘和下丘,被盖,包含多巴胺奖赏系统(有助于运动控制),以及中脑导水管,连接两个脑室并包含脑脊液。
后脑(菱脑)在其吻侧端分化为两个结构,在其尾侧端分化为一个结构。在吻侧端,菱形唇肿胀并融合形成小脑。腹侧菱脑成为脑桥。腹侧菱脑的尾侧端成为延髓。在后脑中,还形成了第四脑室,连接到中脑导水管。后脑充当前脑和脊髓之间的双向中继站。小脑控制运动和协调,也是脊髓和皮层输入汇聚以协调运动的部位。脑桥充当传递到小脑的中继站:90% 的来自大脑皮层的轴突在脑桥中突触。延髓是躯体感觉、自主感觉和运动核的传递区域。
脊髓由神经管的尾侧端形成,其特点是两种颜色。灰质包含背角,它包含感觉轴突和末梢,中间外侧柱,以及腹角,它携带运动轴突和神经元。白质由三列不同的柱子组成,它们携带上行感觉信号和下行运动信号。
脊柱中的躯体运动系统分为四个区域。从脊柱顶部开始,颈部区域(C1 至 C8),胸部区域(T1-T12),腰部区域(L1-L5),骶部区域(S1-S5,尾1)。每个脊柱两侧都有两条脊神经出来,背神经将感觉信号传递到大脑,腹神经将运动信号从大脑传递出来。
脊柱中的自主神经系统有两个主要的分支,它们的作用相反。交感神经系统使身体为行动做好准备(战斗、逃跑等),而副交感神经系统则使身体放松。