神经元、神经网络相关知识点

根据《心理学与生活》中心理学的生物基础相关知识进行整理，主要介绍最基础的神经元、神经元信号传递、神经递质介绍和作用，作为基础了解非常不错。

神经网络

• 基本单位：神经元
  • 构成
    • 树突：接收从感受器或其他神经元发出的刺激。
    • 细胞体
      • 含有细胞核和细胞质，维持细胞的生命
      • 整合从树突接收的刺激（胞体可以直接从另一个神经元接收刺激，不必经过树突）
    • 轴突（传递刺激）
      • 末端：终扣（膨大的球体结构）
        • 释放：神经递质
  • 分类
    • 感觉神经元（传入神经元）
      • 携带来自感受器细胞的信息向内传至中枢神经系统；
      • 感受器细胞是高度特化的细胞，对光线、声音和身体位置非常敏感
    • 运动神经元（传出神经元）
      • 携带来自中枢神经系统的信息向外传至肌肉和腺体
      • 每个运动神经元有多大5000多个中间神经元
    • 中间神经元（联络神经元）
      • 脑内的大部分神经元
      • 从感觉神经元将信息传递到其他中间神经元或运动神经元
    • 示例：疼痛收缩反应
      • 皮肤表面附近的痛觉感受器受到尖锐物体的刺激，通过感觉神经元将信息传向脊髓的中间神经元。 中间神经元作出反应并刺激运动神经元，依次兴奋身体适当部位的肌肉，把身体从引起疼痛的物体那里移开。 只有这一系列神经元活动发生之后，而且身体已经离开刺激物体，大脑才接收到关于这一情境的信息。
  • 信号传递过程
    • 所有神经传导都必须通过离子穿过细胞膜的流动而产生。
    • 动作电位的产生
      • 生物化学环境
        • 神经元内外液体中含有各种离子：钠离子、氯离子、钙离子、钾离子
        • 细胞膜将细胞内外环境分隔，维持内外液体成分的平衡
        • 细胞不活动或静息时
          • 细胞内：钾离子浓度更高
          • 细胞外：钠离子浓度更高
        • 细胞膜有渗孔，钠离子可以渗入，钾离子可以渗出
        • 细胞膜的转运机制，泵出钠离子、泵入钾离子；
        • 相对细胞外液，细胞内液发生了极化，极化电位称为静息电位
          • 抑制性输入：离子通道努力保持细胞内呈现负电荷，使细胞免于发放
          • 兴奋性输入：离子通道允许钠离子流入，导致细胞发放；
          • 兴奋性输入相对抑制性输入达到足够的强度，细胞完成去极化，动作电位开始；
            • 动作电位遵从全或无定律：大小不受阈上刺激强度变化的影响
              • 由此，动作电位大小沿轴突传播时并不减弱，一旦开始自我传播，不需要外界刺激保持其移动。
            • 不同神经元沿轴突传导动作电位的速度不同
              • 快：快达200米/秒，神经元轴突上覆盖髓鞘，动作电位在郎飞氏节上跳远传导
                • 多发性硬化症（MS）是一种由于髓鞘退化而引起的严重障碍，症状表现为：复视、震颤、最终造成瘫痪。
              • 慢：最慢的只有10厘米/秒
          • 不应期
            • 动作电位穿过一个轴突阶段后，神经元进入不应期
            • 绝对不应期：无论进一步刺激如何强烈，也不能引发另一个动作电位产生
            • 相对不应期：神经元只对较为强烈的刺激发放冲动；
            • 部分保证动作电位只沿轴突向下传播；不能反向传播
    • 突触传递
      • 突触传递过程
        • 动作电位到达终扣，导致突触囊泡逐渐前移，并固定在终扣的内膜上。
        • 动作电位引起离子通道开启，允许钙离子进入终扣。
        • 钙离子的流入引起突触囊泡破裂，释放出神经递质。
        • 神经递质跨过突触间隙扩散到突触后膜，与镶嵌在突触后膜上的受体分子结合。
          • 神经递质与受体的结合条件
            • 1. 不能有其他神经递质或化学分子附着到受体分子上；
            • 2. 神经递质的形状必须与受体分子相匹配。
        • 神经递质与受体结合，给下一个神经元提供“发放”或“不发放”信息
        • 神经递质完成工作，从受体分子脱离，回到突触间隙
          • 结局1：在酶的作用下分解
          • 结局2：被突触浅口重新吸收，快速利用
      • 神经递质
        • 产生兴奋还是抑制作用取决于受体分子
          • 同一种神经递质在一种突触中可以产生兴奋作用，而在另一种突触中产生抑制作用。
        • 一些重要的神经递质
          • 乙酰胆碱
            • 广泛存在与中枢与外周神经系统
            • 阿尔茨海默症被认为是由于分泌乙酰胆碱神经元的退化所造成的
            • 在神经和肌肉之间的结点上，是一种兴奋性递质，引起肌肉收缩
            • 肉毒杆菌通过阻止呼吸系统释放乙酰胆碱产生毒害作用
            • 箭毒通过占据乙酰胆碱受体，阻碍正常的神经递质活动，引起胸部呼吸肌肉麻痹
          • GABA（γ-氨基丁酸）
            • 脑内最普遍的抑制性神经递质，多达三分之一的脑部突触使用GABA作为信使
            • 影响的神经元集中于丘脑、下丘脑和枕叶皮层等结构中
            • GABA水平降低，人们会体验到焦虑或抑郁
              • 苯二氮杂卓类药物可以使GABA更有效与受体分子结合，从而治疗焦虑障碍
          • 谷氨酸
            • 脑内最普遍的兴奋性神经递质
            • 有助于脑中传递信息，在情绪反应、学习和记忆中起关键作用
            • 与包括精神分裂等多种心理障碍有关；也在药物、酒精和尼古丁成瘾中起作用；
          • 多巴胺、去甲肾上腺素和5-羟色胺
            • 儿茶酚胺
              • 多巴胺
                • 精神分裂患者该递质水平高于正常值
              • 去甲肾上腺素
                • 与一些抑郁症相关，增加其递质水平，可提升心境和减轻抑郁
            • 5-羟色胺
              • 相关神经元都位于脑干
              • 与唤醒水平和很多自主神经过程有关
              • LSD通过抑制该递质产生效应
                • 正常情况下5-羟色胺抑制其他神经元，LSD引起这种抑制作用的缺失，造成生动而奇特的感觉体验。
          • 内啡肽
            • 属于：神经调质
              • 能够改变或调解突出后神经元活动的物质
            • 内源性吗啡，在情绪行为（焦虑、恐惧、紧张和愉悦）和疼痛控制中有重要作用
• 神经元网络之间：胶质细胞
  • 数量达神经元5~10倍之多。
  • 主要作用：保持神经元的位置
  • 对于脊椎动物
    • 作用1： 发育过程中，帮助新生神经元找到其在脑内的适当位置；
    • 作用2： 清理脑内环境
      • 神经元受损或死亡，胶质细胞增生以清除其留下的废物
      • 吸收过量的神经地址和神经元间隙的其他物质
    • 作用3：绝缘
      • 轴突周围形成髓鞘
    • 作用4： 防止血液内的有害物质到达大脑
      • 血脑屏障（非脂溶性物质无法通过）
    • 作用5： 通过影响神经冲动传递所必须的离子浓度对神经信息传导产生主动的作用