神经元在进化中的演化
浅谈动物神经系统的结构与机能演化历程
浅谈动物神经系统的结构与机能演化历程陈章（学号：201421191529）摘要：神经系统是动物有机体重要的机能调节系统。
大多数动物, 特别是脊椎动物，神经系统调节和控制着机体的绝大部分重要的生命活动。
在动物的器官系统中，与演化历程联系最紧密的是神经系统。
在演化阶段上地位越高的动物，其神经系统的发达和复杂程度就越高，其机能行为也越复杂，致使其适应环境的能力也越强。
本文主要讨论了从动物神经系统的结构和机能的演化过程，阐述了神经系统在动物与环境的适应性进化中的重要作用，这将有助于我们进一步加深对动物进化趋势的理解。
关键词：神经系统；结构；机能；神经元；脑神经系统是随着动物进化而不断进化发展的，可以说动物的进化程度越高，神经系统的分化程度就越高。
在不同阶段神经系统都有不同的特点，在进化过程中有几次飞跃，最终进化为哺乳动物的高级神经系统。
人脑是自然界长期进化过程的产物。
从没有神经系统的单细胞动物，到脊椎动物复杂的神经系统，再到高度复杂的人脑，经过了上亿年的发展。
1、无脊椎动物神经系统结构和机能的发展无脊椎动物总的演化趋势是由低级到高级，从简单到复杂，从水生到陆生，从分散到集中。
对这个总的趋势，起柱石作用的是无脊椎动物各大系统的演化趋势。
无脊椎动物各大系统的演化趋势虽然在某些个别阶段上出现了螺旋式变化的现象，但总的方向还是遵循了从低级到高级，从简单到复杂，从分散到集中的进化原则的。
无脊椎动物神经系统的演化是这个原则的具体体现。
无脊椎动物二十多个门，从进化树上来看，越高等一点的类群，其神经系统越发达，越低级一点的类群，其神经系统就越简单。
动物要维持个体生存，必须具备寻找食物和逃避敌害的能力。
要保证物种的延续，还必须具备寻找配偶，进行生殖的能力，这些行为的完成需要神经系统的参与。
机体内各器官系统相互影响，相互制约，相互协调，具备统一的生理功能，也是在神经系统的调节和控制下完成的。
在生物体不断适应体内外环境变化的过程中，神经系统起了决定性作用。
人体器官进化史
人体器官进化史
人体器官的进化历史可以追溯到数亿年前的海洋动物。
以下是人体器官的主要进化历程：
1. 神经系统：神经系统是生物体能够感知外界环境并作出反应的基本要素。
早期的单细胞生物通过化学信号传递信息，后来演化出了神经元，这使得信息传递更为高效。
2. 感官器官：早期的生物依赖于灵敏的感官器官来感知外界环境。
例如，眼睛的进化可以追溯到原始的光敏神经元，最终演化成现代动物的复杂眼睛。
3. 呼吸系统和循环系统：呼吸和循环系统的进化是为了满足机体对氧气和营养物质的需求。
早期的生物通过身体表面直接进行气体交换，后来演化出了气管、鳃、肺和心脏等器官。
4. 消化系统：消化系统的进化使生物能够摄取和分解食物，以提供能量和营养。
从最简单的摄食到进化出具有各种器官的复杂消化系统，如口腔、食道、胃和肠道。
5. 泌尿系统：泌尿系统的进化使生物能够排除体内的废物和维持体液平衡。
原始的泌尿系统只包括排泄物通过细胞膜排出体外，后来演化出了肾脏和输尿管等器官，使排泄更加高效。
6. 生殖系统：生殖系统的进化是为了保证物种的繁衍。
早期的生物通过无性繁殖进行繁衍，后来演化出了有性繁殖，产生了男性和女性两性。
随着时间的推移，这些器官在不同物种中逐渐演化出了不同的形态和功能。
人类作为高级生物，具有复杂的器官系统，这些器官使我们能够适应各种环境和生存需求。
人类大脑为什么如此庞大而复杂？
人类大脑为什么如此庞大而复杂？
1. 进化的结果
- 人类大脑的庞大和复杂不是一夜之间形成的，而是在数百万年的进化
过程中逐步演化而来。
- 长期的物种竞争和适应环境的压力，促使了大脑的逐步发展，从最初
简单的神经元群体到如今拥有上百亿神经元的复杂结构。
2. 人类智慧的源泉
- 人类大脑的庞大和复杂也是人类智慧的源泉。
- 模块化和分层的大脑结构，使得人类可以进行高级的思维和情感表达，创造出许多美好的事物。
3. 大脑的神秘机制
- 尽管科学家已经探究了大脑的一些基本功能和部分神经回路，但是大
脑的机制仍然是一个黑匣子。
- 每个人的大脑都不尽相同，具有不同的结构、连接方式和特性，这可
能是造成大脑神秘性的原因之一。
4. 复杂性的局限性
- 虽然复杂性使得大脑可以进行高级的思维，但同时也存在局限性。
- 复杂性意味着大脑有许多冗余和部分失灵的可能性，一旦出现问题，
往往会影响到整个系统。
5. 大脑的未来发展
- 随着科学和技术的不断发展，大脑的神秘机制逐渐得到揭示。
- 人工智能和大数据的快速发展，也为大脑研究带来了新的机遇和挑战。
总结：人类大脑之所以如此庞大而复杂，是由进化压力、智慧源泉、
神秘机制、复杂性局限与未来发展等多个因素交织而成。
对于我们来说，了解大脑的机制，探究大脑的奥秘，将是一个无尽的旅程。
无脊椎动物的神经系统
神经系统及感觉器官比较：
结论
对于无脊椎动物，随着进化过程，神经系统进 一步复杂化、集中化：
无神经系统——网状神经系统——梯形神经系统——索状神经系统
从最初的无明显集中的网状神经系统到有脑形成高度集中的 索状神经系统。神经系统的进化伴随着感觉器官的多样化和功能 的进一步增强。 进一步集中的中枢神经系统使动物活动能力及适应环境的能 力更强劲。
软体动物感觉器官
在贝类身体的表皮层内，分布有许多专司感觉的神经末梢， 尤其在外套膜内面分布腺体的区域，对感觉特别灵敏，有些部 位特别发达,成为特殊的感觉器官。 以腹足纲为例，1对头触角，司触觉兼嗅觉。嗅检器为外套 腔或呼吸腔的感觉器。味觉器官由感觉细胞构成的味蕾，听觉 器是皮肤陷入的一个小囊，囊上皮中有感觉细胞。眼为视觉器 官，也为皮肤内陷形成，具有感觉细胞和色素细胞构成的视网 膜，并有晶体。
涡虫的神经系统
神经细胞已经逐渐集中，形成了脑及纵神经索，在脑 与神经索中散布有神经细胞及神经纤维，缺乏神经节。 在原始的种类具有脑及3~4对神经索及一个上皮下神经 网，神经索之间也有横形纤维相连。
高等种类，神经索数目减少，而腹神经索的显著性增加。由 脑发出的背、腹、侧三对神经索也有横形神经相连，形成典型 的梯状神经。 陆生的涡虫神经最复杂，它具有发达的腹神经索，而且在腹面 还形成了发达的神经板。
原生动物门及海绵动物门
原生动物:
单细胞结构，无神经分化， 只纤毛虫有纤维系统联系纤毛，有感觉传递的功能。
海绵动物(海绵):
神经系统原始,两种类型的神经元，神经元之间没有真正的突 触性联系，也没有接受感觉和支配运动的机能 与海绵动物营固着生活有紧密关系。
腔肠动物门
神经系统原始, 由双极神经元、多极神经元及神经纤维联合成 神经丛或神经网, 一个（如水螅）或两个（大多数腔肠动物）。 位外表皮细胞基部肌肉层之外,网状分布---网状神经系统 神经细胞可向各个方向传导 -----------弥散神经系统。
动物脑进化的趋势
动物脑进化的趋势动物脑进化的趋势是一个长期的演化过程，从简单的神经系统到复杂的脑部结构。
这一过程涉及到各种动物种类，包括昆虫、鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物。
通过演化的过程，动物的大脑逐渐变得更加复杂，以适应不同的生存环境和生活方式。
在进化的过程中，动物的大脑逐渐增加了大小、形状和复杂性。
这种进化的趋势是由多种因素所驱动的，包括环境的变化、生物学的竞争和社会结构等。
以下是关于动物脑进化趋势的一些重要方面：1. 大脑大小：随着动物的进化，大脑的大小逐渐增加。
大脑的大小通常与动物的认知能力和智力水平有关，因此，大脑的大小可以被看作是智力的一种指标。
然而，并非所有的动物都是如此，例如，鲸鱼拥有巨大的大脑，但其智力水平尚不清楚。
2. 大脑形状：在动物的进化过程中，大脑的形状也发生了变化。
不同类型的动物拥有不同形状的大脑，这些大脑结构的变化反映了动物的生存方式和行为习性。
例如，狐狸和狼的大脑呈长形，适应它们在野外狩猎的生活方式。
3. 神经细胞结构：随着进化，动物的神经细胞结构也发生了变化。
这种变化可以包括神经元的数量、连接和分布等方面。
这种变化反映了动物的感知和认知能力的提高，从而使它们能够更好地适应环境的变化。
4. 生活方式对大脑的影响：不同的生活方式和环境条件对动物脑的进化产生了各种影响。
例如，一些动物种类由于其需要解决复杂的生存问题，如觅食、繁殖和社会交往，因此它们的大脑发展得更加复杂。
而对于一些生活环境相对简单的动物种类，它们的大脑可能并不像复杂动物那样发展得那么复杂。
5. 社会结构对大脑的影响：动物的社会结构也对大脑的发展产生了影响。
一些社会性动物，如灵长类动物和狮子等，因为它们需要协作和复杂的社会交往，因此它们的大脑结构更加复杂。
而对于一些孤居生活的动物种类，它们的大脑结构可能并不像社交性动物那样复杂。
总的来说，动物脑进化的趋势是多方面因素综合作用的结果，它反映了动物为了适应环境和生存需求而发展出的复杂的生物机理。
人类大脑的发展史与神经科学的研究进展
人类大脑的发展史与神经科学的研究进展人类从远古时代开始就具备了高度发达的大脑，它是我们人类的骄傲。
随着时间的推移，人类的大脑也在不断进化和发展。
神经科学作为一门研究大脑和神经系统的科学，也在与时俱进地发展着。
本文将介绍人类大脑的发展史与神经科学的研究进展。
第一章：人类大脑的发展史1.1 大脑的进化历程人类的大脑进化历程十分漫长，历经了四亿年左右的时间。
最早的海绵动物并没有真正意义上的神经系统，它们的身体组织结构十分简单，由细胞集合而成。
一直到大约六亿年前，出现了第一种有神经元的动物，它们具备了神经功能。
此后，在各种经历和改进中，动物的神经系统越来越发达。
其中，哺乳动物的大脑进化历史最为翔实。
1.2 大脑结构的变化随着进化，哺乳动物的大脑也在发生着变化。
最早的哺乳动物只有一个光感器和两个嗅感器，它们主要通过嗅觉来感知外界。
到了恐龙时代，哺乳动物的听觉和视觉系统逐渐发展壮大，使得它们能够更加有效地感知外界，并且适应环境。
到了现代，哺乳动物的大脑发展到了一个更高的水平，除了基本的感官系统之外，还能够进行高级思维、记忆和学习等功能。
第二章：神经科学的研究进展2.1 神经元的发现神经元是神经系统中最基本的单元，也是神经科学的核心内容。
神经元的发现最早是由西班牙科学家萨尔瓦多·罗尔卡在19世纪中期完成的。
他使用了一种染色方法，使神经元呈现出了鲜明的轮廓。
在此之后，其他科学家们也进行了类似的实验，并且不断完善了神经元的认识。
2.2 神经元的结构神经元的结构十分复杂，它们的主要部分包括细胞体、树突和轴突。
细胞体是神经元的信息中心，树突则负责接收来自其他神经元的信号，而轴突则是传递神经信号的主要通道。
每个神经元都能够和其他多个神经元进行连接，形成一个复杂的网络。
2.3 神经元的功能神经元的主要功能就是传递信息。
当一个神经元受到外部刺激时，就会产生电信号，通过轴突传递到其他神经元。
这种信号的传递过程可以被看作是一个“开”或“关”的机制。
第2章+心理的神经生理机制+知识点 (1)
第2章心理的神经生理机制本章重点脑是怎样进化的？神经元的构造和功能？大脑的结构和功能？脑功能发挥作用的几种理论是什么？难点：神经冲动的传导的机制、神经冲动化学传导的机制；大脑皮层的结构与功能。
一、神经系统与脑的进化1.神经系统的起源原生动物——无神经系统，可对外界刺激做出感应性反应。
例如，变形虫没有专门的神经系统、感受器官和效应器官。
多细胞动物——网状神经系统，执行传递兴奋功能。
例如，腔肠动物水螅己经具有了高等动物的反射弧的雏形，这也是神经系统的最初形态。
2.无脊椎动物的神经系统无脊椎动物的神经系统属于链状或节状神经系统，由头部神经节和腹部神经节组成。
头部神经节的发达，在神经系统演化上称“发头现象”。
发头现象的岀现为脑的产生准备了条件。
3.低等脊椎动物的神经系统（1）脊椎内有一条神经管——管状神经系统且其神经组织是空心的。
在神经管的前端膨大部分首先形成脑泡，随后逐渐发展成为相对独立的五个脑泡：前脑、间脑、中脑、延脑和小脑。
（2）两栖动物的前脑己经发展成为两半球。
（3）爬行动物开始出现了大脑皮层。
注意：无脊椎动物与脊椎动物神经组织的主要区别：无脊椎动物的神经组织位于腹侧，是实心管状；脊椎动物的神经组织位于背侧，是空心管状；4.髙等脊椎动物的神经系统高等脊椎动物是指哺乳动物（啮齿类、食肉类、灵长类）。
哺乳动物的神经系统更加完善，大脑半球开始出现沟回，脑的各部位的机能也日趋分化，大脑皮层是整个神经系统的最髙部位。
（1）脑相对大小的变化脑指数：衡量脊椎动物脑的相对大小。
进化特点之一：脑重占体重比例增加。
（2）皮层相对容积和面积的变化皮层指数：新皮层的实际大小与一种典型的哺乳动物新皮层的期望大小比值。
进化特点之二：新皮层容积和面积增大。
（3）皮层内部结构的变化进化特点之三：皮层结构、功能更加复杂。
5.人类文化与脑进化的关系文化是一种社会现象，是人群共同创造的物质文明和精神文明的总和。
文化是人类的产物，在某种意义上也可以说是脑的产物。
神经系统--第一节 神经元活动的一般规律(2)
神经系统--第一节神经元活动的一般规律(2)经纤维的细胞体。
二、神圣元间相互作用的方式（一）经典的突触概念神经元之间在结构上并没有原生质相连，每一神经元的轴突末梢仅与其他神经元的胞体或突起相接触，引相接触的部位称为突触。
主要的突触组成可分为三类：①轴突与细胞体相接触；②轴突与树突相接触；③轴突与轴突相接触（图10-1）。
突触有特殊的微细结构，一个神经元的轴突末梢首先分成许多小支，每个小支的末梢部分膨大呈球状，称为突触小体，贴附在下一个神经元的胞体或树突表面。
在电子显微镜下观察到，突触的接触处有两层膜，轴突末梢的轴突膜称为突触前膜，与突触前膜相对的胞体膜或树突膜则称为突触后膜，两膜之间为突触间隙。
一个突触即由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成。
突触前膜和后膜较一般的神经元膜稍增厚，约7.5nm左右。
突触间隙约20nm左右，其间有粘多糖和糖蛋白（图10-2）。
在突触前膜内侧有致密突起，致密突起和网格形成囊泡栏栅，其间隙处正好容纳一个囊泡；因此设想，这种栏栅结构具有引导囊泡与突触前膜接触的作用，促进囊泡内递质的释放。
在突触小体的轴浆内，含有较多的线粒体和大量聚集的囊泡（突触小泡）。
突触小泡的直径为20-80nm，它们含有高浓度的递质（图10-3）。
不同突触内含的泡大小和形状不完全相同，释放乙酰胆碱的突触，其小泡直径约为30-50nm，在电镜下为均匀致密的囊泡；而释放去甲肾上腺素的小泡，直径为30-60nm，其中有一个直径为15-25nm的致密中心。
突触小泡在轴浆中分布不均匀，常聚集在致密突起处。
图10-1 突触类型甲：轴突与细胞体相接触乙：轴突与树相接触丙：轴突与轴突相接触图10-2 神经突触示意图甲、乙：光学显微镜所见丙、丁：电子显微镜所见图10-3 突触结构模式图显示囊泡栏栅引导囊泡与突触前膜接触由于突触传递功能有兴奋性的抑制性两种，因此有人认为，突触在形态上也可能存在两种类型。
例如，有人观察了小脑皮层内突触的形态特征，见到所有平行纤维与哺肯野细胞之间的兴奋性突触的小泡呈圆于形，而篮状细胞与哺氏细胞之间的抑制性突触小泡呈扁平形；由此认为，兴奋性与抑制性突触的突触小泡有形态学上的区别。
神经系统
神经节： 神经元的细胞体集中 形成神经节（蚯蚓的 脑神经节、脊椎动物 的脊神经节、交感神
经节等。
第二节 反射弧和神经冲动的传导
一、反射弧（reflex arc）： 机体从接受刺激到作出反应，整个神经传导的途 径称为反射弧。反射弧是神经系统的基本组成单位。
感受器（receptor）：接受刺激的器官或细胞。 传入神经 （感觉神经元）
第五节 脊椎动物的神经系统
特点：
中枢神经系统由脑和位于身体背面的脊髓组成（神 经索由腹部到背侧）。 中枢神经系统由背部外胚层内陷形成，前部发育成 脑，后部发育成脊髓。 脊髓是一条中空的管道，在脊髓上没有顺序排列的 神经节。
神经系统的组成
脑
中枢神经系统 组成
脊髓 脑神经
周围神经系统
脊神经
一、中枢神经系统（central nervous system）：
代表动物水螅
二、两侧对称神经系统：
动物随着体型从辐射对称进化到两 侧对称，神经系统也从网状进化到 两侧对称。
1、梯形神经系统：
代表动物涡虫 神经细胞集中到了2条腹神经索和
脑神经节中，但仍保留了网状神经 的特性（右图为涡虫神经细胞分布 特点——初步集中）。
2、链状神经系统：
代表动物：节肢动物（昆虫） 环节动物（蚯蚓）
•去甲肾上腺素（noradrenaline）：是中枢神经系统（尤其是
脑）的主要神经递质。
中枢神经系统的其他神经递质：
•多巴胺（dopamine）：一些运动神经元的递质。 •血清素（serotonin）：见于脑中与兴奋和警觉有关的区域。
•γ氨基丁酸（gamma aminobutyric acid）：抑制性递质。
2、神经元的突起：有2种：
神经元的结构和功能
神经元的结构和功能神经元是构成神经系统的基本单元，它是我们理解大脑和神经系统工作的关键所在。
神经元的结构和功能是探索神经科学的重要方面。
在本文中，我们将探索神经元的结构、功能和细节，以便更深入地了解这些神奇细胞的特性。
一、神经元的结构大部分神经元都包含三个主要部分：细胞体、树突和轴突。
细胞体是神经元的中心，包括细胞核和其他神经元的细胞器。
树突是接受其他神经元突触的分支，而轴突是将电信号从细胞体传递到其他神经元的分支。
轴突的末端是远离主体的突触末梢，它是神经元之间交流的重要通道。
神经元的形态差异很大，并根据其结构和功能被分类为不同的类型。
一些神经元的轴突覆盖着髓鞘，这是一种产生快速信号的绝缘物质。
其他神经元没有髓鞘，它们的信号传播速度更慢。
还有一些神经元具有非常长的轴突，从脊髓或大脑到远处的身体部位，例如我们的手和脚。
这些神经元的轴突经常需要在远离细胞体的地方产生复杂的分支。
神经元的结构不仅仅影响它们自身的功能和属性，还影响它们与其他神经元的连接方式和效率。
神经元的连接方式和路径是大脑的基本组成部分之一，它们决定了大脑对外部环境做出响应的方式。
二、神经元的功能神经元的功能是将电信号传递到其他神经元、身体细胞或肌肉细胞。
随着大脑的发展和进化，神经元的功能也变得越来越复杂，形成了几种基本的模式。
以下是几种常见的神经元功能：1. 感觉神经元- 用于接收身体中的感官信息，例如触觉、味觉、嗅觉或听觉信息。
感觉神经元会将他们接受到的信号传递到中枢神经系统（大脑和脊髓）中的其他神经元。
2. 运动神经元 - 用于控制肌肉细胞的活动。
运动神经元生成的信号将沿着轴突流经神经肌肉接头，最终刺激肌肉细胞收缩。
3. 中间神经元 - 将作为神经元网络一部分的信息传递给其他神经元。
它们同时接受信息并生成新的电信号来在神经网络中传递信息。
除了以上基本功能以外，一些神经元也有其他功能，例如记忆和情感控制。
这些功能表明神经元的兴奋性并不完全是随机的，而是由内部和外部因素共同决定的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
神经元在进化中的演化
神经元是构成神经系统的基本单位，在进化过程中发生了演化，成为了我们身体中功能最为复杂和精细的组织之一。
本文将从神
经元的起源开始，探究神经元在进化中的演化过程。
1、神经元的起源
神经元的起源可以追溯到大约6-7亿年前，当时生命只存在于
水中。
最初的有机体是单细胞的原生生物，它们是无神经系统和
无中枢神经系统的。
但是，这些生物依靠光、温度、化学物质和
拖拽等外部刺激来感知环境，这就需要一种专门的细胞能够专门
接受并处理这些刺激，并向其他细胞传递信息。
这种细胞就是神
经元。
简单来说，神经元是由无机体单细胞结构中的刺突发展而来。
刺突是一种细胞分裂过程中形成的突出部分，最早的刺突可以在
叶绿植物和藻类中找到，用于感受和响应植物荷尔蒙和光线。
2、原始神经元的演化
早期的神经元很简单，只有一根刺突生成信息，另一根刺突传输信息，没有任何复杂的结构。
这些神经元一般通过化学物质来传递信息，因为当时的生命环境是水环境，电气信号的传递效果不佳。
在进化过程中，神经元不断地演化和模拟，出现了许多不同的结构和形态，以适应不同的环境和生活方式。
3、神经元系统的出现
随着生物的进化和发展，神经元的数量也不断增加，最终形成了神经元系统，就像现在我们身体内的复杂神经系统一样。
神经元系统更加高效，能够跨越更大的距离传递信息，并以更快的速度完成传递。
这种创新使得神经元系统可以更好地适应更准确复杂的生存环境，同时也使得这些生物的智力加速了进化。
4、神经元的形态多样性
虽然神经元在结构上具有某些普遍特征，但其形态和结构取决于不同物种和不同的生存环境。
例如，有些神经元可以分泌化学物质以影响其他细胞，而另一些神经元则能够产生电信号来传递信息。
有些神经元分枝众多，可以连接到几百个其他神经元，而其他神经元则可以与不同类型的细胞直接接触。
因此，神经元的形态多样性在演化中发挥了重要作用。
它使得生物体能够更好地适应所处的环境，同时还使其能够执行各种各样的任务，包括记忆、学习、联系等。
5、神经元的演化在人类中的意义
神经元的演化在人类中有着重要的意义。
它能够帮助我们理解人类神经系统的结构和功能，并且有助于我们研究人类行为的愈发复杂下。
在人类进化历史上，神经元的演化反映了大脑和智力不断提升的进程。
可以预见，未来神经元的演化将会是人类科技和生命科学领域的重要发展方向之一。
总而言之，神经元在进化过程中的演化是一次漫长而精细的过程，实现了神经元系统从最初的简单到现在复杂多样的形态。
我们相信，神经元的演化会为未来的生命科学领域的发展注入新的活力。