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生理学9.感觉器官的功能

这是一篇关于生理学第九章的思维导图，主要内容包括：感觉通路，躯体和内脏感觉，视觉、听觉、平衡觉、折光系统、感光换能、视觉相关概念、听觉结构、听觉产生。

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编辑于2025-03-25 14:59:39

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感受器的一般生理特征

感受器的适宜刺激

痛觉感受器没有适宜刺激

定义

一种感受器通常只对某种特定形式的刺激最敏感

如

视网膜感光细胞

一定波长的电磁波

耳蜗毛细胞

一定频率的机械振动

特点

1.非适应刺激也能产生反应，但刺激强度要更大

2.刺激优先被适宜该刺激形式的感受器接受

3.具有感觉阈值

适宜刺激必须达到一定的强度和持续一定的时间才能引起感觉

强度阈值：引起感受器兴奋所需的最小刺激强度时间阈值：所需的最短作用时间面积阈值：刺激强度一定时,刺激作用还要达到一定的面积

4.具有感觉辨别阈

同一种性质的两个刺激,其强度差必须达到一定程度才能分辨 (刚能分辨的两个刺激强度的最小差异)

感受器的换能作用

定义

感受器能把作用于它们的刺激能量转变成感受神经未梢上的神经冲动如刺激→感受器电位/发生器电位→动作电位

当感受器的传入神经纤维产生AP,标志着这一感受器或感觉器官换能作用完成

类型

感受器电位

定义

在感受器细胞或传入神经末梢产生的一种过渡性的局部膜带电位变化

通常由跨膜离子电流引起膜去极化产生（但感光细胞为膜超极化）

产生机制

介导的信号转导分子主要是质膜上的通道蛋白或G蛋白耦连受体

视觉,嗅觉,味觉

不同的GPCR

热觉,冷觉,某些化学刺激

不同的瞬时受体电位TRP通道

听觉,触觉

机械门控通道

痛觉

多种信号分子

发生器电位

定义

电紧张使突触释放递质，作用于初级神经纤维末梢的化学门控钠通道发生的膜电位变化

一些感受细胞产生的感受器电位电紧张传至突触输出处，释放递质引起初级神经纤维末梢Em变化

仅传递信息，或引起动电位，不会直接引起某种反应

分类

毛细胞

换能部位到AP发生部位一次突触传递

感光细胞

换能部位到AP发生部位两次突触传递

特点

感觉换能和AP发生的部位通常分开

感觉神经纤维末端和有些感受细胞的感受器电位电紧张扩布

到达第一个郎飞结或轴突始段,产生AP

都是局部电位

感受器的编码功能

定义

将外界刺激转换为AP时,也将刺激所包含的环境变化信息转移到了AP的序列中,起信息的转移作用

将刺激信号转变为可识别的感觉信号

与感受器,感觉系统的其他结构有关

信息组成

部位

感觉单位

一个感觉轴突及其所有的外周分支

感受野

一个感觉单位所有的感觉轴突分支末梢所分布的空间范围

感受野之间有重叠和呈犬齿交错状

强度和持续时间

即感受器电位的幅度和时程,被激活的感受器数目

强度与感受器电位有关

电位与感觉神经上AP频率有关

时间由脉冲序列的动态变化反映

类型

声音,视觉,图像,形状,质地,味道和气味等复杂的刺激类型要求大量的感受器被激活

每一个感受器都传递一个特定的刺激属性

感受器的适应现象

定义

用固定强度的刺激作用于感受器时,传入神经纤维上动作电位的频率逐渐减少的现象

分类

快适应感受器

特点

持续刺激时，仅刺激后短时间内有传入冲动发放，冲动频率迅速降低

如

皮肤触觉感受器（环层小体、麦斯纳小体）、嗅觉、味觉

意义

对刺激的变化敏感, 适于传递快速变化的信息

有利于机体接受新的刺激,对于探索新异物体或障碍物具有意义

慢适应感受器

特点

持续刺激下，冲动频率较低，但可长时间维持水平，直到刺激消失

如

梅克尔盘、鲁菲尼小体、肌梭、关节囊感受器、颈动脉窦压力感受器和颈动脉体化学感受器等

意义

有利于机体对某些功能状态如姿势.血压等进行持久而恒定的调节

向中枢持续发放有害刺激信息,保护机体

特点

大部分感受器都存在适应，除了温度感受器、耳蜗感受器

适应并非疲劳

随时间→适应随递质耗竭→疲惫随距离→衰减

适应后,增加刺激强度,又可引起传入冲动增加

可发生在感觉信息转换的不同阶段

感觉通路的信息编码和处理

感觉通路对刺激类型的编码

不同类型感觉的引起，除与不同的刺激类型及其相对应的感受器有关外,还取决于传入冲动所经过的专用通路以及它最终到达的大脑皮层的特定部位.所以,当刺激发生在一个特定感觉的神经通路时,不管该通路的活动是如何引起的,或者是由该通路的哪一部分所产生的,所引起的感觉总是该通路的感受器在生理情况下兴奋所引起的感觉。这一原理称之为特异神经能量定律

每种感觉通路能引起特定感觉。只要刺激我这个感觉通路，无论用什么刺激或刺激通路的哪部分，都能引起特定感觉

感觉通路中的感受野

定义

指由所有能影响某中枢感觉神经元活动的感受器所组成的空间范围

特点

视网膜中央凹和手指尖分辨率高,感受器在此处的分布十分密集,其相应感觉神经元的感受野就很小

视网膜周边区和躯干皮肤的分辨率较低,感受器在那里的分布较稀疏,其相应感觉神经元的感受野就很大

感觉通路对刺激强度的编码

当刺激较弱时,阈值较低的感受器首先兴奋;

当刺激强度增加时,阈值较高的感受器也参与反应,感受野将扩大

感觉通路中的侧向抑制

加大刺激中心区和周边区之间的差距,增强感觉系统的分辨能力。它也是空间(两点)辨别的基础

在感觉通路中,由于存在辐散式联系, 一个局部刺激常可激活多个神经元

处于中心区的投射纤维直接兴奋下一个神经元

处于周边的投射纤维则通过抑制性中间神经元而抑制其后续神经元

躯体和内脏感觉1

脊髓与脑干的感觉功能

感觉通路的组成

第Ⅰ级神经元：胞体位于脊髓后根神经节或脑神经感觉神经节第Ⅱ级神经元：胞体位于脊髓后角细胞及延髓薄束核、楔束核或脑干脑神经核第Ⅲ级神经元：胞体位于丘脑感觉接替核

感觉传导通路

躯体感觉传导通路

嗅觉不换元

浅感觉传导通路 (前外侧系统)

轻触-压觉,痛觉,温度觉

传入纤维 →经后根节外侧部(细纤维部分) →进入脊髓后角并于此换元 →换元后的第Ⅱ级神经元发出纤维 →在中央管前交叉到对侧 →沿脊髓丘脑前束 →上行到达丘脑感觉接替核

先交叉再上行

深感觉传导通路 (后索-内侧丘系系统)

位置觉、运动觉

传入纤维 →经后根节外侧部(粗纤维部分) →进入脊髓后角 →沿同侧后索上行 →抵达延髓的薄束核、楔束核，并换元 →换元后的第Ⅱ级神经元发出纤维 →交叉到对侧 →沿内侧丘系，到达丘脑感觉接替核

先上行再交叉

注

病变

脊髓半离断

见于髓外肿瘤的早期、脊髓外伤

病变平面以下

对侧浅感觉障碍

同侧深感觉障碍

同侧运动神经元瘫痪(起源于高位中枢，如大脑皮层运动区的运动神经元)

脊髓空洞症

后角型

传导痛觉、温度觉的传入纤维在进入脊髓后，在进入水平的1-2个节段内更换神经元并交叉到对侧传导触-压觉的传入纤维在进入脊髓后，分成上行和下行纤维，分别在多个节段内更换神经元并交叉到对侧

痛、温觉受损而触觉保留

单侧节段性分离性感觉障碍

痛、温度觉丧失，而触觉、深感觉保留

前连合型

双侧对称性分离性感觉障碍

头面部的感觉传导通路

痛觉、温度觉的传入冲动

三叉神经脊束核中继换元

触觉、本体感觉的传入冲动

三叉神经主核、中脑核中继换元

发出第Ⅱ级纤维→越至对侧→三叉丘系→丘脑后内侧腹核

丘脑的感觉功能

丘脑的感觉核团

特异性投射系统的起始核团

第一类细胞群特异感觉接替核

组成

丘脑后腹核

后外侧腹核为脊髓丘脑束和内侧丘系的换元站, 与躯体感觉有关

后内侧腹核为三叉丘系的换元站, 与头面部感觉有关

投射到中央后回

内侧膝状体

听觉传导通路的换元站

投射到听觉皮层(颞叶)

外侧膝状体

视觉传导通路的换元站

投射到视皮层(枕叶)

传入传出

接入第二级感觉神经元的投射纤维(除嗅觉)

投射到大脑皮层感觉区

功能

引起特定感觉并激活大脑皮层的传出活动

第二类细胞群感觉联络核

组成

丘脑前核、丘脑外侧腹核、丘脑枕核

传入传出

接受特异感觉接替核和其他皮层下中枢的纤维

换元后投射到大脑皮层某一特定区域

路径

下丘脑乳头体→丘脑前核→皮层扣带回

参与内脏的活动调节

小脑、苍白球、后腹核→丘脑外侧腹核→皮层运动区

参与肌肉的运动调节

内,外侧膝状体→丘脑枕核→皮层的顶叶,枕叶,颞叶的中间联络区

参与各种感觉的联系功能

功能

各种感觉在丘脑和大脑皮层的协调

非特异性投射系统的起始核团

第三类~ 非特异投射核 (髓板内核群)

组成

髓板内核群

中央中核、束旁核、中央外侧核等

传入传出

接受脑干网状结构上行纤维的投射

不直接投射到大脑皮层的纤维，而是通过多突触换元后弥散地投射到整个大脑皮层

功能

维待和改变大脑皮层兴奋状态(清醒)

破坏后,陷入昏睡

感觉投射系统

特异投射系统

特点

丘脑第Ⅰ,Ⅱ类核团向大脑皮层特定区的投射，具有点对点投射关系

投射纤维主要终止于皮层第四层,与该层内的神经元形成突触联系,并通过若干中间神经元接替,转而与大锥体细胞形成兴奋性突触联系,诱发其兴奋

功能

产生特定感觉，激发皮层发出冲动

非特异投射系统

特点

丘脑第Ⅲ类核团向大脑皮层的弥散性投射，不具有点对点投射关系

通过网状结构反复换元,失去了特异性,是不同感觉的共同上升路径

投射纤维进入皮层后反复分支，终止到各层，与各层神经元的树突形成突触联系

这种联系不能单独激发大脑皮层神经元放电，只能以电紧张形式影响细胞的兴奋状态

上行唤醒，侧枝激活

刺激猫的网状结构→上行唤醒→猫清醒，产生去同步化快波切断猫的网状结构→上行唤醒阻断→猫昏睡，产生同步化慢波

非特异投射系统可被丘脑的感觉神经元(即位于薄束核和楔束核内的传导特异感觉的第二级神经元)的侧支激活

功能

不能引起特定的感觉，但能维持和改变大脑皮层的兴奋状态

巴比妥类可阻断

大脑皮层的感觉代表区

体感Ⅰ区 (第一感觉区)

部位

中央后回(3-1-2区)

投射特点

头面部正位，双侧性

头面部在两侧中央底部

躯干和四肢倒置，交叉性

上肢在中部

膝以下在半球内侧面

下肢上段在顶部

投射区大小与感觉敏感程度呈正比

产生的感觉定位明确而精细

体感Ⅱ区 (第二感觉区)

部位

中央前回和岛叶之间

投射特点

感觉投射是双侧性的

投射区的空间安排是正立的

投射区面积较体感Ⅰ区小

产生的感觉定位不明确，仅是粗糙分析

本体感觉区

部位

4区

该区是主要运动区，也是肌肉本体感觉投射区

注

较低等的哺乳动物体表感觉区与运动区基本重合

感觉运动区

内脏感觉区

在皮层没有专一代表区，混杂在体表第一感觉区

内脏感觉的皮层代表区部分与躯体代表区重叠

第二感觉区、运动辅助区，边缘系统皮层也与内脏感觉有关

躯体和内脏感觉

躯体感觉

深感觉

本体感觉

定义

指来自躯体深部的肌肉、肌腱和关节等处的组织结构，主要是对躯体的空间位置、姿势、运动状态和运动方向的感觉

对躯体平衡感觉的形成具有一定作用

路径

大部分本体感觉经脊髓后索上行，大量传入冲动进入小脑

脊髓后索疾患的共济失调：本体感觉至小脑的传递受阻

一部分经内侧丘系和丘脑投射到大脑皮层，与躯体各部分空间位置的有意识感知有关，并参与协调躯体运动

浅感觉

触-压觉

定义

由非均匀分布的压力(压力梯度)在皮肤上引起的感觉

过程

机械刺激

使皮肤轻微变形而产生的感觉

触觉

使皮肤明显变形而产生的感觉

压觉

过程

机械刺激引起感觉神经末梢变形，导致机械门控式Na⁺通道开放，Na⁺内流引起去极化的感受器电位，触发轴突膜发生动作电位。

敏感性指标

触点

被点状触压刺激触及能引起触觉的特殊点

感受区在皮肤表面呈相互独立的点状分布

触觉阈

触点上引起触觉的最小压陷深度

与感受野和感受器密度有关

两点辨别阈

两个点状刺激同时或相继触及皮肤时, 人体能分辨出这两个刺激点的最小距离

不同部位差别很大

指尖和口唇特别低

2-5mm

背部肩部和大腿较高

10-20倍以上

温度觉

分类

冷感受器

Aδ类纤维和C类纤维

热感受器

C类纤维

特点

点状分布，感受野很小，冷感受器比热感受器多

痛觉

定义

痛觉是一种与组织损伤有关的不愉快感觉和情感式体验

特点

伴有情绪变化.防卫反应和自主神经反应

不存在适宜刺激

任何刺激只要达到对机体伤害的程度均可兴奋

不易发生适应

痛觉感受器(伤害性感受器)是慢适应感受器

过程

致痛化学物质→游离神经纤维末梢 →膜去极化→TP→AP →痛信息传入→丘脑→大脑皮层→痛觉

致痛化学物质

K⁺,H⁺.5-羟色胺.缓激肤.前列腺素.降钙素基因相关肽和P物质等

分类

疼痛发生的快慢和持续时间的长短

Aδ有髓纤维

传播快, 产生快痛

尖锐和定位明确的＂刺痛＂

皮肤

发生快,消失快，一般不伴有明显的情绪改变

经特异投射系统到达大脑皮层的第一和第二感觉区（与皮层具有点对点投射关系）

C类无髓纤维

传播慢, 产生慢痛

定位不明确的“烧灼痛"

皮肤、躯体深部痛、内脏痛

发生慢,消退慢，常伴有明显的不愉快情绪

经脑干网状结构投射到丘脑的非特异性投射系统，经过多次换元弥散性投射到大脑皮层边缘系统中的扣带回

疼痛的深度

发生在体表某处的疼痛

体表痛

先后出现快痛、慢痛

发生在躯体深部，如骨、关节、骨膜、肌腱、韧带和肌肉等

深部痛

1.一般表现为慢痛 2.伴有恶心、出汗和血压改变等自主神经反应 3.可反射性引起邻近骨骼肌收缩而导致局部缺血而加剧疼痛

痛觉调制

脊髓节段性调制 (闸门控制理论)

组成

脊髓背角Ⅱ层/胶状质,SG(关键部位)

伤害性初级传入纤维末梢、脊髓背角中间神经元,投射神经元和脑干下行纤维形成的局部神经环路（基础）

脊髓背角投射神经元/痛觉传递神经元TN

既接受伤害性C/Aδ纤维传入,也接受非伤害性Aβ纤维传入

抑制性中间神经元IIN

是TN纤维传入的前馈门控（起抑制作用）

Aβ传入兴奋IIN活动，C/Aδ传入抑制IIN活动

机制

损伤

兴奋经C/Aδ纤维传入，抑制IIN活动，IIN对TN的前馈抑制解除，闸门开放，伤害性信息上传引起痛觉

轻揉皮肤

兴奋经Aβ纤维传入,兴奋IIN,抑制TN活动,闸门关闭，减少伤害性信息向中枢传递,缓解疼痛

注

脊髓背角生长抑素SST阳性神经元发挥TN功能

强啡肽DYN能神经元则发挥IIN功能

痛觉下行调制系统

组成

下行抑制系统、下行易化系统

中枢

中脑导水管周围灰质( PAC)、延髓头端腹内侧( RVM)核群(包括中缝大核和邻近的网状结构)和一部分脑桥背外侧网状结构(如蓝斑核群)，但后者还包括前扣带回皮层(ACC)

传入传出

广泛接受来自脊髓、皮层、间脑和脑干的神经元传入

下行投射在脊髓外侧束下行

机制

PAG和RVM的痛觉调制神经元

启动神经元(增强伤害性信息传递，对疼痛起易化作用)

停止神经元(减少伤害性信息传递，对疼痛起抑制作用)