神经元的形态识别和电位发放特性

神经细胞培养及其形态特征

神经细胞培养 体外神经细胞的培养已成为神经生物学研究中十分有用的技术手段。神经细胞培养的主要优点是:(1)分散培养的神经细胞在体外生长成熟后,能保持结构和功能上的某些特点, 而且长期培养能形成髓鞘和建立突触联系,这就提供了体内生长过程在体外重现的机会。(2)能在较长时间内直接观察活细胞的生长、分化、形态和功能变化,便于使用各种不同的技术方法如相差显微镜、荧光显微镜、电子显微镜、激光共聚焦显微镜、同位素标记、原位杂交、免疫组化和电生理等手段进行研究。(3)易于施行物理（如缺血、缺氧）、化学和生物因子（如神经营养因子）等实验条件, 观察条件变更对神经细胞的直接或间接作用。(4)便于从细胞和分子水平探讨某些神经疾病的发病机制，药物或各种因素对胚胎或新生动物神经细胞在生长、发育和分化等各方面的影响。我们实验室从80年代始开展了神经细胞的体外培养工作，取得了一些经验，现将培养细胞分类及方法简要介绍如下: 一.鸡胚背根神经节组织块培养 主要用于神经生长因子（NGF）等神经营养因子的生物活性测定。在差倒置显微镜下观察以神经突起的生长长度和密度为指标半定量评估NGF的活性。 1．材料和方法 （1）选正常受精的鸡蛋，置于37℃生化培养箱内孵化，每日翻动鸡蛋一次。 （2）取孵化8-12 d 的鸡蛋, 用70% 酒精消毒蛋壳，从气室端敲开蛋壳，用消毒镊剥除气室部蛋壳。 （3）用弯镊钩住鸡胚颈部，无菌条件下取出鸡胚置小平皿内，除去头部后，腹侧向上置灭菌毛玻璃片上,用眼科弯镊子打开胸腹腔，除去内脏器官。 （4）在解剖显微镜下，小心除去腹膜，暴露脊柱及其两侧，在椎间孔旁可见到沿脊柱两侧排列的背根节（图1），用一对5号微解剖镊小心取出。 （5）置背根节于解剖溶液内，用微解剖镊去除附带组织，接种于涂有鼠尾胶的玻璃或塑料培养瓶中，在DMEM无血清培养液中培养。 2．结果 鸡胚背根神经节在含神经生长因子(NGF, 2.5S，20ng/ml)的无血清培养液中培养24 h,神经节长出密集的神经突起。而未加NGF的神经节培养24 h, 未见神经突起生长。 二．新生大鼠、新生小鼠及鸡胚背根神经节分散细胞培养 背根神经节（DRG）细胞起源于神经嵴，NGF研究先驱Levi-Montalcini的实验表明，外原性NGF能刺激DRG细胞生长发育并形成广泛的神经网络。在体外，分离培养的神经节在NGF 存在的情况下，神经突起的生长在一天之内可长达数毫米，因此，利用培养的DRG细胞，进行轴突生长发育的研究，是最为经典而常用的方法之一。 1．材料和方法 取新生一天的大鼠(wistar种)和小鼠(昆明种)。用眼科剪在无菌条件下除去背部皮肤, 然后剪取一段脊髓,背侧朝上置于灭菌毛玻璃片上,在解剖显微镜下沿椎管两侧水平剪除腹侧一半椎骨,暴露脊髓和神经节,用解剖镊分离出神经节。鸡胚背根神经节的取材方法同前。剥除神经节被膜, 用0.125%胰蛋白酶消化(37℃ 30min)分散后用种植(Plating)培养液稀释成0.2×105个细胞/ml密度的细胞悬液，接种于涂有鼠尾胶的35mm塑料培养皿中,每皿2ml细胞悬液置。置标本于36℃、10%CO2培养箱中培养。24h后倾去培养皿内种植培养液，改用饲养(Feeding)培养液培养。接种第3d, 在培养皿中分别加入细胞分裂抑制剂5-氟-2'-脱氧尿苷15μg/ml和尿苷35μg/ml以抑制非神经细胞的增殖, 作用48 h后更换新鲜饲养培养液，以后每周换液两次, 每次更换一半新鲜饲养培养液。

神经元.

一、神经元 （一）神经元的形态结构神经元由胞体和突起两部分组成。胞体包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分，突起分树突和轴突(图2-21)。 1.胞体是神经元的营养和代谢中心，形态多样化，有圆形、锥体形、梭形和星形等，胞体主要位于大脑和小脑的皮质、脑干和脊髓的灰质以及神经节内。①细胞膜：为单位膜，具有感受刺激、处理信息、产生和传导神经冲动的功能。②细胞质：除一般细胞器外，还有尼氏体和神经原纤维两种特有的结构。尼氏体（Nissl body）：为强嗜碱性的斑状或颗粒状，轴丘处无尼氏体。神经原纤维（neurofibril ）在HE染色片上不能分辨，在镀银染色片中，神经原纤维被染成棕黑色，呈细丝状，交错排列成网，并伸入到树突和轴突内。 图2-21 神经元的模式图图图2-22 各类神经元的形态结构模式图 它们除了构成神经元的细胞骨架外，还与营养物质、神经递质及离子运输有关。③细胞核：大而圆，位于细胞中央，核仁明显。 2.突起为胞体局部胞膜和胞质向表面伸展形成突起，可分为树突和轴突两种。①树突：每个神经元有一至数个树突，较粗短，形如树枝状，树突内的胞质结构与胞体相似，在其分支上又有许多短小的突起，称树突棘。树突的功能主要是接受刺激。树突和树突棘极大地扩大了神经元的表面积。②轴突：每个神经元只有一个轴突，细而长，长者可达1米以上。胞体

发出轴突的部位常呈圆锥形，称轴丘。轴丘及轴突内无尼氏体。轴突末端分支较多，形成轴突终末。轴突的功能主要是传导神经冲动和释放神经递质。 （二）神经元的分类神经元数量宠大，形态和功能各不相同，一般按其形态及功能分类如下： 1.按神经元突起的数量分类(图2-22) （1）多极神经元从胞体发出一个轴突和多个树突，是人体中最多的一种神经元，如脊髓前角的运动神经元。（2）双极神经元：从胞体两端分别发出一个树突和一个轴突,如视网膜内的双极神经元。（3）假单极神经元：从胞体发生一个突起，但在离胞体不远处即分为两支，一支伸向中枢神经系统，称中枢突(相当于轴突)，另一支伸向周围组织和器官内的感受器，称周围突(相当于树突)。 2. 按神经元的功能分类（1）感觉神经元：又称传入神经元，多为假单极神经元，分布于脑神经节、脊神经节内。（2）中间神经元：又称联络神经元，主要为多极神经元，介于感觉神经元和运动神经元之间。（3）运动神经元：又称传出神经元，多为多极神经元，主要分布于大脑皮质和脊髓前角。

神经元的形态分类和识别热身训练

神经元的形态分类和识别 摘要 本文通过主成分分析法对神经元几何形态特征进行分析，得到判断的几何特征主成分，之后计算样本的马氏距离对未知类型的神经元进行了归类，得到了一种对神经细胞根据几何形态特征进行分类的步骤方法。 首先，我们对swc数据进行了处理，以数据中的七个样本点为基础得到了衡量神经元几何特征的20个指标中的11个，这11个指标具有不随种类，成熟度及测量情况而改变的稳定性。通过对这些数据的初步分析，得到了一些从整体上进行判断的几何特征。之后运用主成分分析法又对这11个指标进行了降维处理，在尽可能少损失信息的情况下得出了几何特征中的主成分，至此我们得到了对神经元进行几何分类的所有特征：破碎度，欧氏距离，路径距离，高深比和胞体的有无。 接着再以主成分为基础运用判别分析法，以马氏距离进行位置样本的判别。在对位置样本判别前，我们首先对附录A中的样本进行了判别准确性的验证，在判别中，用判别分析法判别的准确率达到了80%。之后我们以此对附录B中的未知样本进行了判别归类，发现了附录B中新种类的神经元。 然后，以前面分析和计算的结果为基础，对以几何特征进行神经元分类提出了神经元聚合程度形态分析法，主要依据聚合程度对神经元进行了命名。 在对不同种类动物的同类神经元细胞的分析中，分析结果显示不同种类的神经元细胞间基本没有几何形态上的差别，可以认为它们在几何形态上是相同的。 最后我们依据神经元的成熟度对其形态特征的变化趋势进行了分析，数据结果与我们的理论预测相吻合，即细胞越成熟几何形态越趋于稳定。 关键字：

1问题重述 大脑是生物体内结构和功能最复杂的组织，其中包含上千亿个神经细胞（神经元）。作为大脑构造的基本单位，神经元的结构和功能包含很多因素,其中神经元的几何形态特征和电学物理特性是两个重要方面。而其中几何形态特征主要包括神经元的空间构象，具体包含接受信息的树突，处理信息的胞体和传出信息的轴突三部分结构。对神经元特性的认识，最基本问题是神经元的分类。目前，关于神经元的简单分类法主要有： （1）根据突起的多少可将神经元分为多极神经元；双极神经元和单极神经元。 （2）根据神经元的功能又可分为主神经元，感觉神经元，运动神经元和中间神经元等。 但由于树突，轴突的的生长变化，神经元的几何形态千变万化。如何识别区分不同类别的神经元，这个问题目前科学上仍没有解决。在本模型中只考虑神经元的几何形态，研究如何利用神经元的空间几何特征，并通过数据分析和数学建模给出神经元的一个空间形态分类方法，将神经元根据几何形态比较准确地分类识别，并根据神经元的形态数据对未分类的神经元进行分类，提出神经元按几何特征分类的合理建议。然后分析不同种动物的同种神经元是否有着明显的形态及差异，并预测神经元岁年龄增长的形态变化。 2问题分析 首先，根据在题目的附录中给出的部分神经元的房室模型的swc格式的数据，需首先对其进行数据提取与分析，得到对判别几何特征有直接作用的稳定数据。通过数据处理，得出题目中给出的已定义的神经元的近20个形态特征数据（胞体表面积, 干的数目, 分叉数目, 分支数目,宽度, 高度, 深度,直径,长度,表面积,体积、树干锥度、分支幂律和分支角度），若计算的数据与题目中的数据吻合则说明处理数据的方法正确，则该数据处理方法可用于其他未给出处理结果的神经元。经过这样的数据处理，可以挖掘swc格式中的有效信息。 然后对这些数据作进一步的分析处理，得到对神经元分类有直接作用的稳定数据。稳定数据是指这些几何特征数据不随着细胞的生长而产生较大波动，不因细胞来自不同的动物种类而有巨大差异，同时也不因细胞测量时伸展程度而变化的数据。通过数据的进一步处理与筛选，得到了11个稳定的特征数据。对这些数据运用主成分分析法进行进一步的降维处理，得到每类数据的特征值向量，以此作为每类神经元的几何特征判别标准表。 最后在第二问中，根据第一问得到的特征值向量，运用判别分析法对附录B 中的未分类神经元进行判别，并根据判别过程和结果给出细胞分类的建议和进一步细分的方法。 3模型假设 1 树突不会长成闭环型

生理学

生理学 第一篇绪论 1、生命活动的基本特征：新陈代谢、兴奋性、适应性、生殖。 2、内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件，生物调节是机体对外部环境变化的主动适应。 3、机体生理功能的调节方式：神经调节、体液调节、自身调节。 4、神经调节是机体功能的主要调节方式。调节特点：反应速度快、作用持续时间短、作用部位准确。基本调节方式：反射，反射活动的结构基础是反射弧，由五个部分组成：感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器。（反射与反应最根本的区别在于反射活动需中枢神经系统参与） 5、体液调节是指机体的某些组织细胞所分泌的特殊的化学物质，通过体液途径到达并作用于靶细胞上的相应受体，影响靶细胞生理活动的一种调节方式。调节特点：作用缓慢、持续时间长、作用部位广泛。体液调节的方式分为：远距分泌调节、旁分泌和自分泌。此外还有神经内分泌，如下丘脑内有一些神经细胞能合成激素，激素随神经轴突的轴浆流至末梢，由末梢释放入血。 6、人体内控制系统分为：非自动控制系统、反馈控制系统、前馈控制系统（提早调控）。反馈控制分为负反馈（维持稳态）和正反馈（打破稳态）。 第二篇细胞的基本功能 1、细胞膜的基本结构：液态镶嵌模型 基本内容：以液态脂质双分子层为基本骨架，其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质分子，并连有一些寡糖和多糖链。 特点： （1）脂质膜不是静止的，而是动态的、流动的。 （2）细胞膜两侧不对称，两侧膜蛋白存在差异，同时两侧的脂类分子也不完全相同。（3）细胞膜上相连的糖链主要发挥细胞间“识别”的作用。 （4）膜蛋白是膜功能的主要执行者，有多种不同的功能，如发挥转动物质作用的载体蛋白、通道蛋白、离子泵等，这些膜蛋白主要以螺旋或球形蛋白质的形式存在，并且以多种不同形式镶嵌在脂质双分子层中，如靠近膜的内侧面、外侧面、贯穿整个脂质双层三种形式均有。（5）细胞膜糖类多数裸露在膜的外侧，可以作为它们所在细胞或它们所结合的蛋白质的特异性标志。（分子标记、信息载体） 2、细胞膜的物质转运根据是否耗能，分为被动转运和主动转运。被动转运分为单纯扩散和易化扩散，易化扩散是膜蛋白介导的被动转运，由通道或载体介导。 3、以载体为中介的易化扩散特点：（1）竞争性抑制；（2）饱和现象；（3）结构特异性。以通道为中介的易化扩散特点：（1）相对特异性；（2）无饱和现象；（3）通道有“开放”和“关闭”两种不同的机能状态。 4、主动转运是指细胞消耗能量将物质由膜的低浓度一侧向高浓度的一侧转运的过程。主动转运的特点是：（1）在物质转运过程中，细胞要消耗能量；（2）物质转运是逆电-化学梯度进行；（3）转运的为小分子物质；（4）原发性主动转运主要是通过离子泵转运离子。 5、Na+-K+泵的主要功能： （1）钠泵活动造成的细胞内高K+，为胞质许多代谢反应所必须。 （2）维持胞内渗透压和细胞容积。 （3）建立Na+的跨膜浓度梯度，为继发性主动转运的物质提供势能储备。 （4）由钠泵活动形成的跨膜离子浓度梯度，也是细胞发生电活动的前提。

神经元的结构 分类和功能

神经元的结构、分类和功能: 神经系统的细胞构成包括两类细胞：神经细胞和神经胶质细胞，一般将神经细胞称作神经元（neuron），被认为是神经系统行使功能、信息处理最基本的单位。而胶质细胞则主要起支持、营养和保护的作用，但随着人们积累知识的增加，逐渐发现胶质细胞也能够行使一些特殊的生理功能。 在人类的中枢神经系统中约含有1011个神经元，其种类很多，大小、形态以及功能相差很大，但它们也具有一些共性，例如突起。我们以运动神经元为例介绍神经元的典型结构，如图2-37所示。与一般的细胞一样，神经元也是由细胞膜、细胞核、细胞质组成的胞体（cell body）和一些突起（neurite）构成的。胞体为代谢和营养的中心，直径大小在μm级别。除胞体外，与神经元行使功能密切相关的结构是各种各样的特异性突起，也称为神经纤维。其中自胞体一侧发出、较细长的圆柱形突起为轴突（axon），每个运动神经元一般只有一个轴突，其功能是信息的输出通道，代表着神经元的输出端；同时还可以借助轴浆进行物质的运输，主要包括由胞体合成的神经递质、激素以及内源性的神经营养物质，这种运输称为轴浆运输。轴突从胞体发出的部位呈椎状隆起，称为轴丘（axon hillock），并逐渐变细形成轴突的起始段（initial segmeng），这一部分的功能及其重要，它是神经元产生冲动的起始部位，并随后继续沿着轴突向外传导。轴突通常被髓鞘（myelin）包裹，但并非是完全的将其包裹，而是分段包裹，髓鞘之间裸露的地方为郎飞结（node of Ranvier），其上含有大量的电压门控钠离子通道。轴突末梢（aoxn terminal）膨大的部分称为突触小体（synaptic knob），这是信息在某个神经元传递的终点，它能与另一个神经元或者效应器细胞相接触，并通过突触结构（synapse）进行信息的传递。 神经元中另一类重要的突起为树突（dendritic），一般是从胞体向外发散和延伸构成，数量较多，由于与树枝的分布类似而得名，是神经元进行信息接收的部位。树突表面长出的一些小的突起称为树突棘（dendritic spine），数目不等，它们的大小、形态数量与神经元发育和功能有关。当神经元活动较为频繁时，树突棘的数量和形状会发生相应的变化，是神经元可塑性研究的重要方面。轴突和树突的作用反映了功能两极分化的基本原理。 图2-37神经元的一般结构 按照不同的分类方法可以将神经元进行如下分类： （1）根据细胞形态分类 神经元形态的多样性令人印象深刻，根据树突和轴突相对于彼此或胞体的方向形态进行的分类如图2-38所示，可分为单极神经元、双极神经元、和多级神经元。形态学相似饿神经元倾向于集中在神经系统的某一特定区域，并具有相似

神经元和神经纤维

神经元和神经纤维 神经元的分类 神经元的类型很多，按照神经元的功能不同，可以分为三类：①感觉神经元(传入神经元)。它是把神经冲动从外周传到神经中枢的神经元；②运动神经元(传出神经元)。它是把神经冲动从神经中枢传到外周的神经元；③中间神经元(联络神经元)。它是在传入和传出两种神经元之间起联系作用的神经元，位于脑和脊髓内。 此外，还可以按照神经元突起的数目不同，而分为假单极神经元、双极神经元和多极神经元三类(见下图)。假单极神经元由细胞体发出一个突起，在一定距离又分为两支，其中的一支相当于树突，另一支相当于轴突。如脊神经节的神经元是假单极神经元。双极神经元由细胞体发出两个突起，一个是树突，另一个是轴突。如耳蜗神经节的神经元为双极神经元。多极神经元由细胞体发出多个树突和一个轴突。如脊髓等中枢神经系统内的神经元大多属于多极神经元。 神经纤维 神经纤维是由神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘组成的。习惯上把神经纤维分为两类：有髓神经纤维和无髓神经纤维。 有髓神经纤维的轴突外面包有髓鞘。髓鞘呈有规则的节段，两个节段之间的细窄部分叫做郎氏结。周围神经纤维的髓鞘来源于施旺氏细胞，在电镜下观察，可以看到髓鞘是由许多明暗相间的同心圆板层组成的。这种同心圆板层是由施旺氏细胞的细胞膜在轴突周围反复包卷而成的(见下图)。中枢神经纤维的髓鞘来源于少突胶质细胞，由少突胶质细胞的细胞膜包卷轴突而成(其包卷方式与施旺氏细胞包卷方式不同)。

周围神经有髓纤维的髓鞘连续生成的过程示意图 无髓神经纤维过去认为没有髓鞘，现在证明它也有一薄层髓鞘，而不是完全没有髓鞘。在电镜下观察，无髓神经纤维是指一条或多条轴突被包在一个施旺氏细胞内，但细胞膜不作反复的螺旋卷绕，所以不形成具有板层结构的髓鞘(见下图)。由于施旺氏细胞不一定完全包裹这些轴突，所以常有裸露的部分。植物性神经的节后纤维、嗅神经或部分感觉神经纤维属于这类神经纤维。 无髓神经纤维示意图

生理学复习重点

生理学复习提纲: 1.生物体活动有三大基本特征：新陈代谢,兴奋性,生殖（自我繁殖） 2.能引起兴奋的刺激的条件:一定的强度，一定的持续时间，一定的强度-时间变化率 3.兴奋性:一切活细胞、组织或机体都具有对刺激发生反应的特性。 4. 1)阈刺激: 能引起组织发生兴奋反应的最小刺激量(强度,时间) 2)阈强度: 产生兴奋的最低刺激强度 3)时间阈值: 产生兴奋的最低刺激时间 4)基强度: 阈刺激里的最小值 5)时值: 2倍基强度时的时间阈值 5.人体对外环境变化的反应包括两个方面：①运动功能按一定方向路线进行一系列活动；②内脏系统作相应的调整方式:神经调节,体液调节,器官、组织、细胞的自身调节.→三种调节方式有一个共同的作用方,即反馈控制（闭环） 6.体内的正反馈调节:排尿反射,血凝过程. 1.细胞的生物电现象有两种:细胞的静息电位,可兴奋性细胞的动作电位 2.静息电位:细胞在安静时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。接近K+平衡电位.以膜外电位为0，静息电位用负值表示。 3.极化状态:细胞在静息时膜外侧带正电,膜内侧带负电的状态;极化状态加大称为超极化；反之称为去极化。 4.动作电位:细胞受到刺激发生兴奋时，细胞膜在原静息电位的基础上发生的一次迅速而短暂的电位波动,动作电位可向周围扩布. 神经细胞、肌细胞、腺细胞通常称为可兴奋性细胞。 5.生物点产生机制的膜学说:细胞各种生物电现象的表现，主要是由于某些带电离子在细胞膜两侧的不均衡分布，以及膜在不同情况下对这些离子的通透性发生改变所造成的。 6.细胞保持内负外正的极化状态的基础:细胞内外钾离子的不均衡分布(细胞内高K+)和安静时细胞膜主要对K+有通透性。 7. 1)动作电位产生机制:Na+通道由备用状态(m通道关闭,h通道开放)进入激活状态(m开放,h开放),Na+内流,细胞 膜去极化→达到峰电位→Na+通道进入失活状态(m开放,h关闭),K+通道开放,K+内流,产生复极化→负后电位→正后电位. 2)负后电位:在复极时迅速外流的K+蓄积在膜外附近,暂时阻碍了K+外流. 3)正后电位:由于生电性钠泵作用的结果。 8. 出膜刺激电流→正电荷在膜内侧堆积→膜去极化; 入膜刺激电流→正电荷在膜外侧堆积→膜超极化 9. 1)阈电位:当膜电位去极化到某一临界值时,使膜上的Na+通道大量开放,Na+大量内流产生动作电位的膜电位的临 界值。 2)阈刺激:能使细胞膜的静息电位去极化达到阈电位水平的最小刺激量。 3)动作电位的“全或无”现象:同一细胞上所产生的动作电位的大小不随刺激强度和传导距离的改变而改变。10.局部反应:阈下刺激（< 阈刺激）时,膜电位的反应（变化）。①不是“全或无” ,可随剌激的增加而增大；②电紧张性扩布，不能远传；③无不应期，持续时间短，可以总和。 11.总和:几个阈下刺激所引起的局部反应的叠加。包括时间性总和空间性总和. 意义：使局部兴奋有可能转化为可远距离传导的动作电位。 13.兴奋在同一细胞上传播，称为传导; 兴奋在细胞间传播，称为传递 14.局部电流学说:在兴奋部位产生的电位差刺激相邻部位，在二者之间产生的局部电流，使相邻部位去极化，达到阈值便在相邻部位产生兴奋。特点：a. 双向性;b.不衰减性(全或无) 15.兴奋在神经有髓鞘纤维，机制同上，但呈跳跃式传导. 16.神经肌接头处兴奋传递过程:兴奋传至神经末梢(除极相)→轴突膜上Ca2+通道开放, Ca2+内流→Ach囊泡向轴突前膜内侧靠近, 通过胞吐作用, 将Ach释放至突触间隙→Ach扩散到终板膜, 与Ach受体结合→受体蛋白质构型变化,

神经元的分类和识别

2010年全国研究生数学建模竞赛C题 神经元的形态分类和识别 大脑是生物体内结构和功能最复杂的组织，其中包含上千亿个神经细胞（神经元）。人 类脑计划（Human Brain Project, HBP）的目的是要对全世界的神经信息学数据库建立共同的 标准，多学科整合分析大量数据，加速人类对脑的认识。 作为大脑构造的基本单位，神经元的结构和功能包含很多因素,其中神经元的几何形态 特征和电学物理特性是两个重要方面。其中电学特性包含神经元不同的电位发放模式；几何 形态特征主要包括神经元的空间构象，具体包含接受信息的树突，处理信息的胞体和传出信 息的轴突三部分结构。由于树突，轴突的的生长变化，神经元的几何形态千变万化。电学特 性和空间形态等多个因素一起，综合表达神经元的信息传递功能。 (1a) (1b) (1c) 图1，(1a) 鼠中海马的CA1锥体神经元. (1b) 关键位置: D, 树突; S, 胞体; AH, 轴突的开始阶段轴丘; A,轴突; T,轴突末端. 树突的类型: e, 单个树突的等价圆柱体; a, 树突顶端; b, 树突基端; o, 树突倾斜. 树突的水平: (p)最近端, (m) 中间端, 和(d) 最远端-相对细胞胞体. (1c)神经元局部形态的简单几何特征：D树干直径，T顶端直径，L树干长度，△A树干锥度，R分支比例(前后分支的长度关系)，ν分支幂律(前后分支的直径关系)，α分支角度. 对神经元特性的认识，最基本问题是神经元的分类。目前，关于神经元的简单分类法 主要有：（1）根据突起的多少可将神经元分为多极神经元；双极神经元和单极神经元。（2） 根据神经元的功能又可分为主神经元，感觉神经元，运动神经元和中间神经元等。主神经元 的主要功能是输出神经回路的信息。例如大脑皮层的锥体神经元，小脑皮层中的普肯野神经 元等。感觉神经元，它们接受刺激并将之转变为神经冲动。中间神经元，是介于感觉神经元 与运动神经元之间起联络作用的。运动神经元，它们将中枢发出的冲动传导到肌肉等活动器

局部放电有哪几种各自的特点是什么

局部放电有哪几种?各自的特点是什么? 局部放电的种类特点 2.1电晕放电 通常在气体包围的高压导体周围会出现电晕放电，比如高压输电线路或者高压变压器等，这些高压电气设备的高压接线端子暴露在空气中，因此发生电晕放电的机率相对较大。电晕放电体现出的是典型的、极不均匀电场的特征，也是极不均匀电场下特有的自持放电形式。很多外界因素均会对电晕起始电压产生影响，比如电极的形状、外加电压、气体密度、极间距离以及空的湿度与流动速度等等。 2.2沿面放电 通常在绝缘介质表面会出现沿面放电的现象。这种局部放电的形式属于特殊的气体放电现象，电力电缆、电机绕组、绝缘套管的端部等位置比较常见沿面放电。一旦介质内部电场的强度低于电极边缘气隙的电场强度，而且介质沿面击穿电压相对较低，沿面放电就会发生在绝缘介质的表面。通常电压波形、电场的分布、空气质量、介质的表面状态、气候条件等均会对沿面放电电压产生影响，所以沿面放电体现出不稳定的特点。 2-3内部放电 固体绝缘介质内部比较常见内部放电。在生产加工绝缘介质时难免存在材料与工艺缺陷的问题，导致绝缘介质内部出现内部缺陷，比如掺人少量的空气或者杂质等。一旦绝缘受到高压作用，内部缺陷就有发生局部击穿或者重复性击穿的可能。通常介质自身的特性、气隙

大小、缺陷的位置与形状、气隙气体的种类等会对内部放电的发生条件产生影响。 2.4悬浮电位放电 这种局部放电的形式是指高压电气设备中某个导体部件存在结构设计缺陷，或者其它原因导致接触不良断开，最终造成该部件位于高压电极与低压电极之间并根据其位置的阻抗比获得分压发生放电，针对该导体部件上对地电位称其为悬浮电位。导体具有悬浮电位时，通常其附近的场强会比较集中，而且会破坏四周绝缘介质的形成。一般在电气设备内高电位的金属部件或者处于地电位的金属部件上容易发生悬浮电位放电。

生理学简答题

生理学学习指导简答题答案 1、生理学的研究方法有哪些?可从几个水平研究? 答案：研究方法：研究水平：整体、器官、细胞和分子。 2、生命活动的基本特征有哪些？ 答：新陈代谢、兴奋性、适应性、生殖。 3、人体生理功能活动的主要调节方式有哪些？它们是如何调节？ 答案：（1）神经调节：基本方式是反射，可分为非条件反射和条件反射两大类。在人体机能活动中，神经调节起主导作用。神经调节比较迅速、精确、短暂。 （2）体液调节：是指体内某些特殊的化学物质通过体液途径而影响生理功能的一种调节方式。体液调节相对缓慢、持久而弥散。 （3）自身调节：是指组织细胞不依赖于神经或体液因素，自身对环境刺激发生的一种适应性反应。自身调节的幅度和范围都较小。 相互关系：神经调节、体液调节和自身调节相互配合，可使生理功能活动更趋完善。 4、反应、反射和反馈有何区别？ 答案：（1）反应：由刺激引起机体内部代谢过程及外部活动发生相应的改变； （2）反射：在中枢神经系统的参与下，机体对内外环境变化作出的有规律的反应； （3）反馈：由受控部分将信息反馈到控制部分的过程。 5、何谓内环境和稳态，有何重要生理意义？ 答案：人体细胞大都不与外界环境直接接触，而是浸浴在细胞外液（血液、淋巴、

组织液）之中。因此，细胞外液成为细胞生存的体内环境，称为机体的内环境。细胞的正常代谢活动需要内环境理化因素的相对恒定，使其经常处于相对稳定状态，这种状态称为稳态或自稳态。意义：机体的内环境及其稳态在保证生命活动的顺利进行过程中，具有重要的生理意义。 6、简述细胞膜物质转运方式有哪些？ 答案：被动转运、主动转运、胞吞和胞吐。 7、何谓静息电位？形成的机制如何？ 答案：静息电位是指细胞未受刺激时(静息状态下)存在于细胞膜内、外两侧的电位差。 产生机制：静息电位的产生与细胞膜两侧的离子分部不同，以及不同状态下细胞膜对各种离子通透性的差异有关。安静时，在膜对K+有通透性条件下，细胞内K+顺浓度差向膜外移动，使膜外正内负电位达到K+平衡电位。 8、何谓是动作电位？简述其产生机制？ 答案：动作电位是细胞受刺激时细胞膜产生的一次可逆的、并且是可传导的电位变化。 产生的机制为:包括锋电位和后电位，锋电位的上升支是由快速大量Na+内流形成的，其峰值接近Na+平衡电位，锋电位的下降支主要是K+外流形成的；后电位又分为负后电位和正后电位，它们主要是K+外流形成的，正后电位时还有Na泵的作用 9、试述Na+-K+泵的作用及生理意义。 答案：本质：钠泵每分解一分子ATP可将3个Na+移出胞外，同时将2个k+移入胞内。 作用：将细胞内多余的Na+移出膜外和将细胞外的K+移入膜内，形成和维

完整word版,人体机能 蟾蜍坐骨神经干动作电位传导速度和兴奋性不应期的测定实验报告

神经干双向动作电位的引导传导速度及不应期的测定作者：2011222681宋利婷组员：2011222702曾惜2011222709张芮2011222698杨袁虹 一、实验对象：蟾蜍 二、实验目的：观察蟾蜍坐骨神经动作电位的基本波形，掌握坐骨神经制备方法与引导动作电位的方法，理解与刺激和最大刺激强度的概念测定潜伏期时程和波幅，学会通过潜伏期法和潜峰法测定神经冲动的传导速度，通过测定神经干不应期理解兴奋性在兴奋过程中的变化过程。 三、实验内容 图一：阈刺激和最大刺激强度的测定 由上图可知，以0.100v为起始刺激强度，在0.100到0.300v的刺激时，不产生动作电位，

逐渐增大强度，一直到当刺激强度为0.4V时，刚好引产生动作电位，即阈刺激为0.4V，当刺激强度达到1.4V后，即使再增加刺激强度，动作电位的幅也不再改变，即最大（适）刺激强度为1.4V. 图二：潜伏期波幅时程及速度的测定 由在最适刺激强度时动作电位原图上进行区间测量可知，潜伏期为0.60ms，时程t1为2.84ms ，波幅为2.72mV，输入刺激电极到第一个引导电极间距离s＝1.3cm,以传导速度和根据速度的公式计算传导速度v1=s/t1,求得的速度v1=45m/s 图三：潜峰法测量速度

如图是通过测量两个通道的动作电位波峰间的时间差，为（t1-t2）,测量并输入两对引导电极间的距离为（s2-s1），s2=4.7cm,s1=3.8cm,t1-t2=0.28ms,由传导速度和用公式计算传导速度：v2=(s2-s1)/(t1-t2),v2=321m/s 图四：绝对不应期和相对不应期的测定

静息电位和突触后神经元电位变化的离子机制

静息电位和突触后神经元电位变化的离子机制 许晖（浙江省温州中学325014） 摘要本文结合高中生物教学实际，介绍了神经细胞膜上的离子通道类型，分析了静息电位和突触后神经元电位变化的离子机制，并对静息电位的形成、兴奋性突触后膜电位的特点、配体门控离子通道和电压门控离子通道在引发动作电位中的作用、复极化过程中形成超极化电位等教学难点作了较为清晰的知识疏理。 关键词离子通道静息电位动作电位超极化离子机制 静息电位和突触后神经元电位变化不仅与质膜对各种正、负离子的不同通透性有关，也与质膜上各种离子通道及Na+-K+泵等膜蛋白随膜电位变化而有规律的开放、关闭有密切联系。在正离子方面，细胞内K+浓度比细胞外高得多，相反，Na+浓度比细胞外低得多。在负离子方面，细胞内有较多的Aˉ（细胞内带负电荷的较大蛋白质分子，不能通透质膜），细胞外有较多的Clˉ。对静息膜电位贡献最大的是Na+、K+和Aˉ，对膜电位变化贡献最大的是Na+、K+和Clˉ。 1 神经细胞膜上的离子通道有非门控和门控两种类型 生物膜上离子通道的开放、失活和关闭由通道蛋白的不同构象来决定，这种调节机制被形象地称为门控。失活和关闭是两种不同的功能状态：失活的通道蛋白无论遇到何种刺激均不能使之开放，而关闭的通道蛋白则能在一定条件下重新开放。 神经细胞膜上绝大多数离子通道是门控的，它们在多数情况下呈关闭状态，只有在通道蛋白应答细胞内外适宜刺激而改变构象时才会短时间开放。电压门控离子通道对膜电位的变化极为敏感，在膜电位小于阈电位时关闭，在膜电位达到阈电位时开放，如电压门控的Na+通道、K+通道。配体门控离子通道通过与细胞内外某些小分子配体的结合和分离来改变构象，调节通道开关，如配体门控Na+通道。应力激活通道通过感应应力来调节构象，如内耳听觉毛细胞依赖这一机制产生兴奋。 神经细胞膜上少数种类离子通道是持续开放的，没有通道蛋白的开关构象调节，如非门控的K+渗漏通道、Na+渗漏通道。 2 静息电位的维持依赖Na+-K+泵和非门控K+渗漏通道 细胞在没有受到外来刺激时，质膜内外所存在的电位差称静息电位。生理学中把膜外电位规定为零，把膜内电位与膜外电位的差值称为膜电位，膜电位的“+”、“-”仅表示膜内外电位的相对关系。不同类型动物细胞静息电位的变化很大，典型的膜电位在-100～-50mV 之间。 在动作电位发生后的恢复期内，质膜上电压门控的Na+通道、K+通道都是关闭的。大量Na+-K+泵被膜外K+或膜内Na+所激活而活动增强，它们通过分解ATP释放能量，将去极化、反极化期间内流的Na+泵出膜外，将复极化期间外流的K+泵进膜内。 “静息时，膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外正离子浓度高于膜内，这是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因”（人教版高中生物必修3）。那么，静息膜上开放的K+通道与复极化过程中起主要作用的K+通道有没有区别呢？这就涉及到两种不同的K+通道。神经细胞膜上存在许多非门控的K+渗漏通道，允许K+通过开放通道顺其电化学梯度流向膜外，而极少量的K+外流就能形成一个较大的静息电位。由于膜上只有极少量的Na+渗漏通道，流向膜内的Na+数量极少（静息膜对K+通透性是对Na+通透性的50～75倍），所以静息电位接近K+的平衡电位。虽然静息膜上的K+渗漏和Na+渗漏时刻都在进行，但由于Na+-K+泵通过主动转运抵消了K+、Na+通过渗漏通道的数量，它们在质膜上的净流动速率为零，所以膜内的K+、Na+浓度也基本不变。在复极化时期，质膜上的非门控K+渗漏通道和

神经元移行异常的CT诊断

实用医技杂志2013年2月第20卷第2期Journal of Practical Medical Techniques，February2013，Vol.20，No.2 神经元移行异常的CT诊断 江苏省淮安市第三人民医院（223001） 吴雪峰陈丽李洪亮王超邵宝富 【摘要】目的探讨神经元移行异常的CT征象，提高对其认识能力和诊断水平。方法回顾分析2009—2012本院确诊的34例神经元移行异常病例的临床和CT资料，总结各类病变的CT表现特征。结果灰质异位13例，其CT表现为皮质下白质区、侧脑室室管膜下结节状、团块状或带状病灶，与正常脑灰质密度相同；脑裂畸形8例，其CT特征为由灰质相衬的裂隙横跨半球，内达侧脑室，所衬灰质与大脑皮层连续，且与灰质等密度；巨脑回畸形 13例，其CT表现为脑表面光滑或部分区域光滑、平坦，脑回、脑沟消失，脑皮层增厚。结论头颅CT是显示神经元移 行异常较可靠的检查方法。 【关键词】神经元；体层摄影术，X线计算机；诊断 CT diagnosis of anomalies of neuronal migration WU Xue-feng，CHEN Li，LI Hong-liang，WANG Chao，SHAO Bao-fu.The Third People′s Hospital of Huai′an City，Jiangsu223001，China 【Abstract】Objective To investigate the CT findings of neuronal migration disorders and improve the diagnostic level.Methods Clinical and CT materials of32cases with neuron migration anomalies confirmed in our institution were summarized and analyzed retrospectively.Results Heterotopic gray matte in13cases，its CT signs was subcortical alba， the lateral ventricle subependymal nodules form，crumb or ribbon lesions，and normal brain gray matter density same；schizencephaly in13cases，the crack CT characteristics was gray matter offline fissure across the hemisphere，of the lateral ventricle，in which both gray and the cerebral cortex continuous line，and with the grey matter density equal；Pachygyria in8cases，the back of the performance characteristic brain CT was smooth surface or part of regional smooth，flat，brain，brain groove back to disappear，thickening of the cortex.Conclusion CT is a good method of checking anomalies of neuronal migration. 【Key words】Neurons；Tomography，X-ray computed；Diagnosis 神经元移行异常是指在大脑皮质发育过程中，由于各种原因使成神经细胞从胚胎生发基质向大脑表面移行过程中受阻，导致脑组织不同程度的发育畸形，包括无脑回-巨脑回畸形、灰质异位、脑裂畸形、多小脑回畸形、半侧巨脑畸形和局部皮质发育不良[1]。每一种类型有特定的病因、病理改变和影像学特征，其临床表现主要为智力低下和癫痫，虽然并不常见，但在癫痫和智力低下的病因中起重要作用，应引起重视[2]。随着神经影像技术的发展，神经元移行异常逐渐被认识，然而无论是何种神经元移行异常，对于CT诊断来说都有一定限度，但如能仔细分析其CT征象，就能减少漏诊及误诊。近年来，笔者在工作中收集了34例神经元移行畸形患者的临床CT 资料并作了回顾性分析，旨在进一步提高对神经元移行异常的认识。 1资料与方法 1.1临床资料：选择我院2009—2012年就诊的神经元移行异常病例，本组34例中，男性14例，女性20例，年龄1个月至57岁，中位年龄37岁，其中15岁以下（包括15岁）有20例，占59%，灰质异位13例，脑裂畸形13例，巨脑回畸形8例；其中灰质异位合并胼胝体发育不良1例，合并脂肪瘤1例，合并蛛网膜囊肿3例；巨脑回畸形合并胼胝体发育不良1例，合并蛛网膜囊肿2例；脑裂畸形合并透明隔缺如2例，合并蛛网膜囊肿2例，合并灰质异位1例。临床表现：肢体活动障碍9例，癫痫20例，智力发育落后9例，语言障碍6例。1.2影像学方法：CT使用GE ProSpeedⅡ双层螺旋CT机，以听眦线（OM）为基线轴位平扫。扫描层厚与层距为5~10mm。平扫25例，平扫加增强1例。患儿除少数自然睡眠外，扫描前20min不合作患者给予0.5mL/kg的10%水合氯醛灌肠镇静。 2结果 2.1灰质异位：13例灰质异位中，病灶单发者6例，多发者7例，全部位于幕上两侧大脑半球，其中室管膜下型7例（见第131页图1），表现为沿脑室壁周围分布的圆形或椭圆形结节，与正常灰质密度相似，灶周无水肿，结节深入到腔内，导致脑室壁形态不规则，甚至呈锯齿状改变；皮质下型5例（见第131页图2），表现为局灶性病灶位于皮质下的深部白质内，呈结节状或团块状灰质密度影，病灶与室管膜之间有白质相隔，合并胼胝体发育不良1例、合并脂肪瘤1例、合并蛛网膜囊肿3例。 2.2脑裂畸形：13例脑裂畸形中，单侧裂隙8例，双侧5例，共18个裂隙，均为融合型裂隙，单侧裂隙中，2例合并透明隔缺如（见第131页图3），16个裂隙均位于中央沟附近，表现为大脑半球的横行裂隙，边缘层有灰质，部分病例侧脑室外 130··

神经元的结构分类和功能

神经元的结构分类和功 能 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

神经元的结构、分类和功能: 神经系统的细胞构成包括两类细胞：神经细胞和神经胶质细胞，一般将神经细胞称作神经元（neuron），被认为是神经系统行使功能、信息处理最基本的单位。而胶质细胞则主要起支持、营养和保护的作用，但随着人们积累知识的增加，逐渐发现胶质细胞也能够行使一些特殊的生理功能。 在人类的中枢神经系统中约含有1011个神经元，其种类很多，大小、形态以及功能相差很大，但它们也具有一些共性，例如突起。我们以运动神经元为例介绍神经元的典型结构，如图2-37所示。与一般的细胞一样，神经元也是由细胞膜、细胞核、细胞质组成的胞体（cell body）和一些突起（neurite）构成的。胞体为代谢和营养的中心，直径大小在μm级别。除胞体外，与神经元行使功能密切相关的结构是各种各样的特异性突起，也称为神经纤维。其中自胞体一侧发出、较细长的圆柱形突起为轴突（axon），每个运动神经元一般只有一个轴突，其功能是信息的输出通道，代表着神经元的输出端；同时还可以借助轴浆进行物质的运输，主要包括由胞体合成的神经递质、激素以及内源性的神经营养物质，这种运输称为轴浆运输。轴突从胞体发出的部位呈椎状隆起，称为轴丘（axon hillock），并逐渐变细形成轴突的起始段（initial segmeng），这一部分的功能及其重要，它是神经元产生冲动的起始部位，并随后继续沿着轴突向外传导。轴突通常被髓鞘（myelin）包裹，但并非是完全的将其包裹，而是分段包裹，髓鞘之间裸露的地方为郎飞结（node of Ranvier），其上含有大量的电压门控钠离子通道。轴突末梢（aoxn terminal）膨大的部分称为突触小体（synaptic knob），这是信息在某个神经元传递的终点，它能与另一个神经元或者效应器细胞相接触，并通过突触结构（synapse）进行信息的传递。 神经元中另一类重要的突起为树突（dendritic），一般是从胞体向外发散和延伸构成，数量较多，由于与树枝的分布类似而得名，是神经元进行信息接收的部位。树突表面长出的一些小的突起称为树突棘（dendritic spine），数目不等，它们的大小、形态数量与神经元发育和功能有关。当神经元活动较为频繁时，树突棘的数量和形状会发生相应的变化，是神经元可塑性研究的重要方面。轴突和树突的作用反映了功能两极分化的基本原理。 图2-37神经元的一般结构 按照不同的分类方法可以将神经元进行如下分类： （1）根据细胞形态分类 神经元形态的多样性令人印象深刻，根据树突和轴突相对于彼此或胞体的方向形态进行的分类如图2-38所示，可分为单极神经元、双极神经元、和多级

动作电位、静息电位等的产生机制及特征

动作电位、静息电位等的产生机制及特征: 静息电位产生的原理是这样的：神经元在静息情况下，细胞膜对K +具有较高的通透性，而对Na +等的通透性很低，并且胞内K +的浓度要远远高于胞外，因此在浓度差的驱动下，K +从胞内流向胞外，而由于K +带有1个正电荷的电量，因此随着K +的流动，膜两侧会形成一个逐渐增大的电位差，这个电位差则会阻止K +进一步进行跨膜扩散。当促进K +向外流动的浓度差与阻止K +向外流动的电位差相等时，离子的净移动就会停止，这是跨膜的电位差称为K +离子的平衡电位（equilibrium potential ），可以根据能斯特（Nernst ）方程计算出K +的平衡电位， [K]ln [K]o K i RT E ZF 以上的能斯特方程中，E K 为K +的平衡电位，R 为气体常数，T 为绝对温度，Z 为离子价数，F 为法拉第常数，[K]o 和 [K]i 分别为钾离子在胞外和胞内的浓度，我们将上述参数的值代入后可以计算出K +的平衡电位为-75mV ，而同样的也可以计算出Na +的平衡电位为+55mV 。根据这一能斯特理论，1902年这一静息电位产生机制的“膜假说”被提出了，尽管多数人们接受这一理论，但一直未能得到证实。直到1939年，生物学家Hodgkin 和Huxley 从枪乌贼的巨大神经轴突中第一次精确记录到了静息电位，结果为-60 mV ，与计算推测的K +的平衡电位接近，证实了“膜假说”的可靠性。但实际的静息电位E m 并不完全等于E K ，而是介于E K 和E Na 之间。这说明静息电位的形成主要是K +跨膜流动形成的，但Na +的流动也参与其中。 我们在理解了静息电位产生的机制之后，进一步来探讨动作电位的机制。我们知道电位的变化，归根到底就是膜两侧的离子快速跨膜流动的结果。经过近20年的时间，随着实验技术特别是电压钳、膜片钳(patch clamp technique)等技术的发展，生物学家通过不断的实验研究，才逐渐明确了动作电位的产生机制。动作电位的去极化相是由带正电荷的离子从胞外向胞内移动（例如Na +和Ca 2+的内流）产生的，称为内向电流（inwar current ），相反动作电位的复极化相是由带正电荷的离子（K +）从胞内向胞外移动产生的，称为外向电流（outward current ）。但外向电流也可以由带负电荷的离子从胞外流向胞内形成，例如Cl -，那么介导动作电位生成的离子成分是什么？它们是如何被准确控制进行流动的？ 最早是由Hodgkin 和Huxley 提出了“钠学说”，由于他们记录到动作电位的峰值达到+50 mV ，非常接近Na + 的平衡电位，因此他们认为在动作电位爆发时，Na + 的一过性内流使得膜电位出现快速、短暂的去极化。而后又设计了