第四章 神经系统的电信号
神经元的电信号传递方式

神经元的电信号传递方式神经元是组成人脑和神经系统的基本单元。
它们通过传递电信号来实现信息的传递和处理。
神经元的电信号传递方式是一种高度复杂和精密的过程,涉及许多特殊的化学和物理机制。
神经元的结构神经元是一种高度分化的细胞,具有许多特殊的结构和组织。
它们包括:-细胞体:包含细胞核和其他细胞器的核心部分。
-树突:从细胞体分支出来,接受来自其他神经元的信息。
-轴突:从细胞体伸出,并传递信息到其他神经元或细胞。
-髓鞘:覆盖轴突的保护层,帮助加速电信号传递。
-突触:位于轴突末端,与其他神经元或细胞相连,传递信息。
神经元的电信号传递过程神经元的电信号传递过程可以分为以下几个步骤:1.神经元接收信息神经元通过其树突上的受体感知来自其他神经元或细胞的信息。
这些信息可以是化学物质、荷电粒子和其他形式的刺激。
2.电势变化当神经元接收到信息时,它的细胞膜会发生电位变化。
这个过程被称为电势变化或神经元的“兴奋”。
3.动作电位如果电势变化足够强,它将触发神经元轴突上的电信号,即动作电位。
这个电信号会沿着轴突向神经元的末端传递。
4.神经递质释放当电信号到达轴突末端时,它会引起突触中储存的神经递质的释放。
神经递质是轴突末端和接收神经元之间的化学物质信号。
它们可以是正性刺激剂或负性刺激剂,也可以改变神经元内部环境的化学平衡。
5.信息传递神经递质通过突触向接收神经元传递信息。
这种传递可以是兴奋性的,也可以是抑制性的,取决于神经递质的性质。
6.神经元的“重置”一旦电信号传递完成,神经元的电势重新变为基线水平。
这个过程被称为“重置”,为神经元接收下一个刺激做好准备。
神经元的电信号传递机制神经元的电信号传递机制是一种复杂的物理和化学过程。
它涉及多种离子通道、蛋白质和分子互动。
神经元的电信号主要通过轴突传递。
轴突内有大量离子通道,这些通道在电压变化时开启或关闭,控制离子的进出。
离子通道的控制机制可以是电压控制型、化学控制型或压力控制型。
神经元电信号的发生和传导机制

神经元电信号的发生和传导机制神经元是神经系统的基本组成单元,负责接收、处理和传导信息,是神经系统中最重要的环节之一。
神经元的信号传递和信息处理都是通过电信号通信进行的。
本文将详细介绍神经元电信号的发生和传导机制。
1. 神经元的结构和功能神经元主要由细胞体、树突、轴突和突触四个部分组成。
细胞体是神经元的主体部分,其中包含了细胞核,能够合成和储存蛋白质和其他物质。
树突是神经元的输入部分,主要用于接受来自其他神经元的信息。
轴突是神经元的输出部分,主要负责将信息传递给其他神经元或者肌肉组织。
突触是树突和轴突之间的接触区域,是信息传递的主要场所。
神经元的功能包括接受、整合和传递信息。
神经元通过树突接收来自其他神经元的信息,然后通过轴突传递给其他神经元或者肌肉组织。
神经元能够将来自不同树突的信息整合在一起,进行信息处理和分析。
树突和轴突之间的突触能够实现神经元之间的传递,也能实现神经元和肌肉之间的传递。
2. 神经元电信号的发生神经元的电信号主要由离子通道和离子泵调控产生。
神经元细胞膜上存在着多种离子通道,包括电压门控离子通道和配体门控离子通道。
电压门控离子通道能够根据细胞膜电势的变化打开或者关闭,分别包括钠离子通道、钾离子通道和钙离子通道。
配体门控离子通道则是通过分子的结合来打开或者关闭,包括神经递质受体和离子通道。
神经元离子泵主要是通过质子泵和钠钾泵调节细胞内外的离子浓度差。
质子泵可以将多余的H+离子排出细胞外,钠钾泵可以将细胞内的钠离子排出细胞外,同时将细胞外的钾离子带入细胞内。
当神经元处于静息状态时,神经元细胞膜内部维持一个负电位,细胞膜外部则是一个正电位。
这种状态下,神经元的钾通道打开,钾离子从细胞内流出,而其他离子通道则关闭。
当神经元接收到来自树突的兴奋性信号时,细胞膜上的钠通道会打开,钠离子从细胞外流入,导致神经元内部电位变正。
这个电势变化足够大时,细胞膜上的其他电压门控离子通道也会打开,从而引发一个兴奋性冲动,即动作电位。
电信号刺激神经细胞进行信息传递

电信号刺激神经细胞进行信息传递神经细胞是人体神经系统的基本单位,通过电信号进行信息传递起着至关重要的作用。
这种电信号的传导过程,一般分为静息状态、兴奋状态和复极化状态。
在神经细胞内部,电信号的产生主要由离子通道的打开和关闭控制;电信号的传递则通过神经细胞之间的突触连接实现。
本文将深入探讨电信号如何刺激神经细胞,并实现信息传递的机制。
首先,我们来了解一下神经细胞的结构。
神经细胞主要由细胞体、树突、轴突和突触组成。
细胞体是神经细胞核心部分,在这里包含了细胞核和大量细胞器。
树突是神经细胞的输入部分,它们通常具有分枝状结构,负责接收其他神经细胞传来的信息。
轴突是神经细胞的输出部分,可以传输电信号到其他神经细胞或者肌肉细胞。
突触则是神经细胞之间传递信息的关键地带,将电信号转化为化学信号传递,实现神经细胞之间的连接。
当神经细胞处于静息状态时,内外电位差维持在平衡状态。
这个平衡是由细胞膜上的离子通道调节的。
细胞膜上有多种离子通道,如钠离子通道、钾离子通道和钙离子通道等。
这些离子通道可以打开或关闭,从而改变离子的流动,导致细胞内外电位差的变化。
当细胞膜上的离子通道关闭时,细胞内外电位差较大,细胞处于静息状态;当离子通道打开时,离子可以沿浓度梯度进出细胞,导致电流的流动,细胞膜电位发生改变。
当神经细胞受到刺激时,如感受器刺激、神经递质的作用等,离子通道就会发生打开和关闭,导致电信号的产生和传导。
以神经冲动为例,当感觉器官接收到刺激后,它会产生化学信号转化为电信号进入到神经细胞中。
这些电信号会引起钠离子通道的打开,钠离子进入细胞内,使其内外电位差变得更加接近。
一旦细胞内的电位超过某个阈值,就会引发一连串的离子通道开关,导致电信号沿着轴突快速传播。
电信号的传导是通过突触连接实现的。
突触分为化学突触和电突触两种类型。
化学突触是最常见的类型,它通过神经递质的释放将电信号转化为化学信号,然后再转化回电信号。
当电信号到达突触前端时,会引起电钙离子通道的打开,电钙离子进入突触前端。
神经元电信号传导原理

神经元电信号传导原理神经元是构成神经系统的基本单位,负责传递电信号以实现大脑和身体内部的信息传递。
神经元电信号的传导原理是神经科学领域中的核心概念之一。
本文将详细探讨神经元电信号传导的原理及其重要性。
1. 神经元结构与电信号传导神经元主要由细胞体、树突、轴突和突触组成。
细胞体是神经元的主要功能区域,其中包含细胞核和许多细胞器。
树突是从细胞体分支出的突起,用于接收其他神经元传递的电信号。
轴突是一个长而细的细胞突起,负责将电信号传递给其他神经元或目标组织。
神经元电信号的传导过程可以分为两个阶段:兴奋和传导。
在兴奋阶段,神经元接收到刺激后,细胞膜内外的离子浓度发生变化,从而导致电位的变化。
如果这个电位变化超过了神经元的兴奋阈值,就会触发一个动作电位(也称为神经冲动)。
传导阶段是指动作电位沿着神经元的轴突传播的过程。
2. 神经元电信号传导的机制神经元的细胞膜是由脂质双层组成的,具有特殊的离子通道。
在静息状态下,这些离子通道几乎关闭,维持细胞内外离子浓度的平衡。
当神经元受到外界刺激时,特定的离子通道会打开或关闭,导致细胞内外离子浓度产生变化,从而引发动作电位的传导。
具体来说,当神经元受到刺激时,细胞膜上的钠离子通道会迅速打开,允许钠离子从细胞外涌入细胞内。
这导致细胞内电位的快速上升,形成动作电位的峰值。
随后,钠离子通道关闭,钾离子通道逐渐打开,允许钾离子从细胞内流出。
这使得细胞内电位迅速恢复到静息状态,形成动作电位的复极化阶段。
3. 传导速度与轴突特性神经元的轴突长度和直径是影响信号传导速度的重要因素。
长的轴突和较大直径的轴突传导速度更快,因为它们减少了电信号传导过程中的内部电阻。
此外,轴突上覆盖着髓鞘,这是一种由髓鞘细胞形成的脂质层。
髓鞘的存在可以进一步加快信号传导速度。
4. 突触传递的过程神经元之间的信息传递是通过神经元之间的突触完成的。
突触分为化学突触和电突触。
化学突触通过神经递质的释放传递信号,而电突触则通过直接的离子流传递信号。
神经元电信号的传递与调控机制

神经元电信号的传递与调控机制神经元是构成神经系统的基本细胞单元,其主要功能是接受、传递和处理信息。
神经元之间的信息传递主要通过电信号实现,这种电信号称为“动作电位”。
本文将从神经元电信号的产生和传递机制、神经元电信号调控机制和神经元电信号所涉及的疾病等方面探讨神经元电信号的传递与调控机制。
神经元电信号的产生和传递机制神经元电信号产生的基本单位是神经元细胞膜上的离子通道。
细胞膜上存在大量的离子通道,包括钠离子通道、钾离子通道、钙离子通道和氯离子通道等。
由于这些离子通道的特殊性质,神经元膜上离子浓度发生变化,从而导致膜电位发生改变。
如果有足够多的离子通道打开使得膜电位突然变得比它的“失活”阈值(通常是-50mV左右)更加正的时候,那么就会猛发一个动作电位。
动作电位是一个快速过程,其最初形成瞬间,膜电位达到+30mV左右,呈强烈的阳性状态(即使细胞体外离子浓度都是很高的)。
这种极性变化定义了其过程,将钠离子的内流转换为钾离子的外流。
同时,由于细胞膜上存在着远距离电学性质,正向电流也能扩散到距离较远处的膜区域,从而形成等速前进的动作电位波。
动作电位是神经元信息传递的基本单元,当动作电位沿着神经元轴突传递时,经过刺激产生的动作电位将电信号传递到突触前端。
神经元轴突上起到传递电信号作用的部位被称为“节点”。
节点包括富含钠离子通道的M通道(myelin)区域和K 通道(Node of Ranvier)区域。
在M通道区域,动作电位具有相对较低的传播速度,因为离子通量发生在轴突上的部分膜上。
相反,在K通道区域,离子通量主要发生在节点的中央区域,导致动作电位具有更快的传播速度。
通过节点的公差现象保证了动作电位的正常传播。
神经元电信号调控机制神经元电信号调控机制包括调控神经元离子通道和逆行信号。
神经元离子通道可以被外部和内部因素所调节。
外部因素包括体外的电流、药物、化学物质等,内部因素包括神经元活动状态、内部环境(包括离子浓度、温度等)和分子信号通路等。
第四章神经系统的电信号

刺激强度得增加虽然不能增加神经冲动得幅度, 但在一定得强度范围内能增加神经冲动得频率,可使 连续产生得神经冲动之间得间隔时间缩短。
第三节 动作电位——神经冲动
❖ 神经纤维得动作电位一般在0、5-2、 0ms得时间内完成,这使它在描记得图形上表 现为一次短促而尖锐得脉冲变化,因而我们常 把这种构成动作电位主要部分得脉冲变化称 为锋电位。 在锋电位下降支最后恢复到静息电位水 平前,膜两侧电位还要经历一些微小而较缓慢 得波动,称为后电位。
第三节 动作电位——神经冲动
❖ 一般就是先有5-30ms得负后电位(去极化 后电位),再出现一段延续更长得正后电位(超 极化后电位)。 锋电位存在得时期相当于绝对不应期。 负后电位出现时,细胞大约正处于相对不 应期与超常期。 正后电位期相当于低常期。
第三节 动作电位——神经冲动
❖ 四、生物电产生得机制 1、膜得离子流学说 生物电产生得前提就是细胞膜内外某些
第四节 动作电位得传导
❖五、神经冲动传导得特点 1、突出得特点就是不衰减。即
动作电位得幅度,传导速度不会央传 导距离得增加而减少,呈现动作电位 “全或无”现象。
2、双向性:即兴奋能从受刺激 得部位向相反得两个方向传导。
第四节 动作电位得传导
❖ 3、完整性:神经纤维得结构与功能完整 时,才能正常传导兴奋。 4、绝缘性:一根神经干中得各条神经纤 维,各传导自己得兴奋而基本上互不干扰,从而 保证了神经调节得精确性。 5、相对不疲劳性:用每秒50-100次得电 刺激连续刺激神经9-12h ,发现神经纤维始终 保持着兴奋得能力。
第四节 动作电位得传导
神经元电信号传导的基本原理

神经元电信号传导的基本原理神经元是构建神经系统的基本单元,负责传递信息和产生电信号。
了解神经元电信号传导的基本原理,有助于我们深入探索神经系统的功能和机制。
本文将从神经元的结构、离子平衡、神经冲动传导和突触传递等方面,阐述神经元电信号传导的基本原理。
神经元结构与离子平衡神经元主要由细胞体、树突、轴突和突触等组成。
细胞体是神经元的核心区域,其中包含细胞核和大量细胞器。
树突与细胞体相连,负责接收来自其他神经元的信号。
轴突是神经元的主要传导单元,将信号传递到其他神经元或目标组织。
突触是神经元与其他神经元或靶细胞之间的连接点。
神经元内外的离子平衡是维持电信号传导的关键因素。
细胞膜是由磷脂双层组成的,具有选择性通透性,以控制离子的进出。
细胞内具有高浓度的钾离子(K+)和负电荷的蛋白质,而细胞外则富集有钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)。
细胞膜上的离子通道和转运蛋白,使得细胞内外的离子浓度保持了动态的平衡。
神经冲动的产生与传导神经冲动是神经元传递信息的基本单位,也被称为动作电位。
当细胞受到足够强度的输入信号时,细胞膜上的离子通道发生打开和关闭的变化,导致了神经冲动的产生。
神经冲动的产生过程中,首先是细胞膜的极化。
在静息状态下,细胞内外的电位差为静息膜电位,维持在-70mV左右。
当细胞受到外界刺激时,导致膜上的钠离子通道打开,钠离子从细胞外流入细胞内,使细胞内的电位升高,即发生去极化。
一旦细胞内电位超过阈值值,神经冲动就会被触发。
神经冲动传导过程中,细胞内的去极化信号会沿着轴突向前传播。
此时,细胞膜上的钠离子通道继续打开,进一步增加了去极化,形成了冲动波。
冲动波的传导速度取决于神经元的直径和髓鞘的形成。
髓鞘是富含脂质的细胞外层,可以减少冲动的泄漏和提高传导速度。
突触传递神经元之间的信息传递主要通过突触完成。
突触分为化学突触和电突触两种类型。
其中,化学突触是最常见的,通过神经递质物质的释放和受体的结合,实现信号的传递。
神经元网络的电信号传导

神经元网络的电信号传导神经元是构成神经系统的基本单位,而神经元网络是人体内的信息传递通道,神经元网络的电信号传导是神经元网络能够正确接收和传递信息的基础。
本文将从神经元结构、神经元电信号传导、神经元网络电信号传导三个方面探讨神经元网络的电信号传导。
神经元结构神经元结构包括树突、细胞体和轴突。
树突是神经元的主要输入部位,它能接受来自其他神经元释放的化学物质和电信号。
神经元的树突数量较多,其数量的多寡直接影响到神经元接收外界信息的能力。
细胞体是神经元的处理信息的场所,它可以将接收到的神经元之间的化学物质和电信号进行处理和加工,并输出到轴突。
细胞体内的核糖体能产生蛋白质,蛋白质则是神经元的重要物质之一。
轴突是神经元的主要输出部位,它可以向其他神经元、肌肉或腺体发送化学物质和电信号。
神经元的轴突数量也很重要,影响着神经元发送信息的能力。
神经元电信号传导神经元接收到外界刺激后,产生的电信号称为动作电位。
动作电位是神经元内部电压的瞬间改变,其大小、形态和传导速度都对神经元的功能起到至关重要的作用。
动作电位的产生有两个阶段。
首先,神经元接收到的刺激会使细胞膜的电压发生短暂的变化,这称为产生电位。
其次,如果产生电位足够强,就会触发动作电位的传导。
动作电位在神经元内部沿轴突方向传导,而神经元的髓鞘能够增加动作电位传导的速度。
髓鞘是一种由神经胶质细胞形成的多层非常细的膜,能够遮蔽轴突。
其中,髓鞘由多层多孔的髓鞘鞘膜组成,鞘膜表面有许多导电离子通道,这种通道能够增加动作电位的速度。
神经元网络电信号传导神经元网络电信号传导是不同神经元之间的信息传递的基础。
当神经元发射动作电位时,其轴突末梢会释放神经递质,神经递质可以通过化学反应和电反应传递给其他神经元。
神经递质是一种介于神经元和神经元之间的化学物质,它通过神经元之间相邻的突触传递信息。
当一个神经元被另一个神经元激活时,神经递质会将信息传递到下一个神经元,从而实现神经元网络的信息传递。
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第五节 脑电图
二、自发性节律
自发性节律的变化在临床上常用 来诊断许多神经功能的障碍。
2015-4-14
生理心理学
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第五节 脑电图
三、事件相关电位(诱发电位)
某些确定的刺激,如闭光或嗒 嗒声,或有意识的活动所引起的脑 电位变化通称为事件相关电位,也 叫做诱发电位。
2015-4-14 生理心理学 11
第三节 动作电位——神经冲动
2 、静息电位产生的机制 静息电位主要是K+外流所形成的 电——化学平衡电位。
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生理心理学
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第三节 动作电位——神经冲动
3、动作电位产生的机制 动作电位的上升支主要是细胞 外Na+ 内流造成的。 动作电位的下降支主要是细胞内 K+外流造成的。
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第四节 动作电位的传导
B.局部兴奋的叠加边可以发生 在连续受到数个阈下刺激的膜的某 一点,亦即当前刺激引起的局部兴 奋尚未消失时,与后面刺激引起局 部兴奋发生叠加,称为时间性总和。
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生理心理学
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第五节 脑电图
一、起源和特性
脑电图是许多细胞的活动,而且是在距 离这些细胞较远的地方记录下来的。 在没有特殊刺激时记录到的脑电位称为 自发电位或自发节律(spentaneous rlythms)。 刺激引起的电位变化称为诱发电位或事 件相关电位(event-related potention)。
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生理心理学
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第四节 动作电位的传导
一、可兴奋细胞的特征:
任何一处膜产生的动作电位都 可沿着细胞膜向周围传播,使整个 细胞膜都经历一次类似于被刺激部 位的离子电导的改变,表现为动作 电位沿整个细胞膜的传导。 二、实验
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第四节 动作电位的传导
三、机制
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生理心理学
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第三节 动作电位——神经冲动
神经纤维的动作电位一般在0.5-2.0ms的 时间内完成,这使它在描记的图形上表现为 一次短促而尖锐的脉冲变化,因而我们常把 这种构成动作电位主要部分的脉冲变化称为 锋电位。 在锋电位下降支最后恢复到静息电位水 平前,膜两侧电位还要经历一些微小而较缓 慢的波动,称为后电位。
第四节 动作电位的传导
六、无动作电位的神经信号传递
局部兴奋的基本特性: 1、不是“全或无”的,而是随 着阈下刺激的增大而增大。 2、不能在膜上作远距离传播。 3、局部兴奋是可以叠加的。
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第四节 动作电位的传导
A.当一处产生的局部兴奋由于电紧张性 扩布致使邻近处的膜也出现程度较小的去极 化,而该处又因为另一刺激也产生了局部兴 奋,虽然两者(当然不一定限于两者)单独 出现时都不足以引发一次动作电位,但如果 遇到一起可以叠加起来,以致有可能达到阈 电位而引发一次动作电位,称为兴奋的空间 性总和。
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生理心理学
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第二节 静息膜电位
四、生物电现象原理
生物电现象是以细胞膜两侧带电离子的 不均衡分布和选择性离子跨膜转运为基础的。 常见的离子有4种:K+ Na+ ClCa++,细胞内还有带负电荷的蛋白质,这些 离子在神经元膜任一侧的静电荷分布是不平 衡的。
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生理心理学
所谓动作电位的传导,实际是已 兴奋的膜部分通过局部电流“刺激” 了未兴奋的膜部分,使之出现动作 电位,这样的过程在膜表面连续进 行下去就表现在整个细胞的传导。
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第四节 动作电位的传导
四、神经冲动
沿着神经纤维传导的动作电位 是呈脉冲式的锋电位,称为神经冲 动。神经冲动可以通过突触或神经 接头进行传递。
第三节 动作电位——神经冲动
四、生物电产生的机制
1、膜的离子流学说 生物电产生的前提是细胞膜内外某些带 电离子分布和浓度不同。正常时,细胞内的 K+ 浓度和蛋白质负离子A- 浓度比膜外高, 而细胞外的 Na+ 和Cl- 浓度比膜内高,因此, K+ 和A- 有向膜外扩散的趋势,而 Na+ 和Cl有向膜内扩散的趋势。
三、生理学名词 静息电位存在时膜两侧所保持的内负外正状态 称为膜的极化(polarization)。 当静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化 时,称膜的超极化(hyperpolarization)。 膜内电位向负值减少的方向变化时,称为去极化或 除极化(depolarization)。 细胞先发生去极化,然后再向正常安静时膜内 所处的负值恢复,则称为复极化(repolarization)。
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生理心理学
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第五节 脑电图
四、脑电位的来源问题
脑电图记录的是突触电位总和, 包括电极所能拾取的范围内的兴奋 和抑制的后突触电位总和。
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生理心理学
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第五节 脑电图
五、带有病理特征的脑电图
癫痫病例
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生理心理学
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生理心理学16源自第四节 动作电位的传导五、神经冲动传导的特点
1、突出的特点是不衰减。即动 作电位的幅度,传导速度不会央传 导距离的增加而减少,呈现动作电 位“全或无”现象。 2、双向性:即兴奋能从受刺激 的部位向相反的两个方向传导。
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第四节 动作电位的传导
一、定义
是指细胞未受刺激时存在于细 胞膜两侧的电位差。由于这一电位 差存在于安静细胞膜的两侧,故又 称为跨膜静息电位或膜电位。
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生理心理学
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第二节 静息膜电位
二、膜电位的实验
这个实验表明静息电位表现为 膜内比膜外低,即膜内带负电,而 膜外带正电。
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生理心理学
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第二节 静息膜电位
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第三节 动作电位——神经冲动
一、定义
动作电位是指细胞受刺激而兴 奋时,在膜两侧所产生的快速、可 逆、可扩布性的电位变化。动作电 位是细胞兴奋的标志。 二、实验
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第三节 动作电位——神经冲动
三、名词: 引起神经冲动的最低刺激强度就是神经冲动的 阈限。(sthreshold) 神经冲动除了在传导过程中不减幅外,还有另 一个特点,即在刺激强度超过阈限或更强时,它的 幅度也不再增加。这就是神经冲动的全或无(allor-non)的特性。 刺激强度的增加虽然不能增加神经冲动的幅度, 但在一定的强度范围内能增加神经冲动的频率,可 使连续产生的神经冲动之间的间隔时间缩短。
第四章 神经系统的电信号
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生理心理学
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第一节 概论
有机体可以被看作是一个处理信息
的系统,信息的传递和加工是一切 行为的基础,本章主要讲解神经系 统中信息是怎样传递的,神经细胞 是如何产生传递信息的神经信号和 这些信号在它们之间是如何传递的。
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第二节 静息膜电位
3、完整性:神经纤维的结构和功能完 整时,才能正常传导兴奋。 4、绝缘性:一根神经干中的各条神经 纤维,各传导自己的兴奋而基本上互不干扰, 从而保证了神经调节的精确性。 5、相对不疲劳性:用每秒50-100次的 电刺激连续刺激神经9-12h ,发现神经纤维始 终保持着兴奋的能力。
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第三节 动作电位——神经冲动
一般是先有5-30ms的负后电位(去极化 后电位),再出现一段延续更长的正后电位 (超极化后电位)。 锋电位存在的时期相当于绝对不应期。 负后电位出现时,细胞大约正处于相对不 应期和超常期。 正后电位期相当于低常期。
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