产生神经精神活动的三个物质层面

作者:文博论文查重     发表时间:2021-03-02 03:06:51   浏览次数:59


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  摘要:目的:探讨产生神经精神活动的物质层面。方法:依据目前神经生物学的有关研究结果,进行神经精神活动方面的功能研究。结果与结论:在产生神经精神活动的三个物质层面中:兴奋性神经元是其基本功能单位;皮层功能柱是其功能单元;神经通路是其组织结构。

  关键词:神经生物学,精神活动、神经元、皮层功能柱、神经通路

  揭示人脑的功能是目前最大挑战之一。对产生神经精神活动物质基础的研究,成果多而复杂,现从神经功能学角度对产生神经精神活动的物质进行三个层面简要论述。

  1.神经元层面

  神经元是神经系统的基本构成单位和功能单位,而且,神经元的功能特性是神经元产生神经精神活动的功能[1]。神经元的功能特性是指通过突触接收信息,产生突触后电位,经整合不产生或产生动作电位而再通过突触传出信息的神经元功能。从功能效应方面,神经元可分为:兴奋性神经元、抑制性神经元和调控性神经元。其中的兴奋性神经元和抑制性神经元具有神经元功能特性,而调控性神经元则是通过激活G蛋白偶联受体等产生慢细胞效应,并不直接参与神经精神活动。

  兴奋性神经元传出的兴奋性信息促进信息的继续传递和使效应器产生效应,而抑制性神经元传出的抑制性信息则抑制兴奋性信息的继续传递。由于神经系统传递的神经信息的实质是强度[2],所以神经元的功能特性可以将各方面传来的兴奋性和抑制性神经信息进行“总和”性的整合,最终由产生动作电位的“阈值”来决定是否产生并传出神经信息。因此,抑制性神经元的功能是协助兴奋性神经元而进行信息的整合处理,即通过上一级兴奋性神经元同时激活的下一级抑制性神经元对相关兴奋性神经元的抑制作用,经下级兴奋性神经元的信息整合而筛选出能再传出兴奋性信息的兴奋性神经元。“侧抑制效应”就是抑制性神经元协助作用的突出表现。这就是说:兴奋性神经元是产生神经精神活动的神经元,而抑制性神经元是辅助兴奋性神经元产生神经精神活动的神经元。

  2.皮层功能柱层面

  大脑皮层是产生神经精神活动的主要物质基础,研究发现,大脑皮层存在着皮层功能区,不同的皮层功能区承担着特定的神经精神活动功能,如Brodmann把大脑皮层分成52个功能区。再进一步的研究发现,皮层是由与皮层表面垂直的皮层功能柱组成,不同的皮层功能柱具有特定的神经精神活动功能。即研究发现:①皮层功能柱间存在着精细的功能分工,相邻皮层功能柱的功能十分相近,但仍存在着细微的差异;②皮层功能柱是大脑皮层的功能单位,同一皮层功能柱中的细胞共同完成相同的生理功能[3];③当一个皮层功能柱兴奋时,其周围的皮层功能柱常处于被抑制状态(侧抑制)[3]。

  皮层功能柱是大脑皮层的功能单元,也就是大脑皮层产生神经精神活动的功能单元。被激活的一个皮层功能柱传出兴奋性信息,就产生了神经精神活动中的一个特异性的特定组成成分,也就是说,在神经精神活动中,皮层功能柱赋予传出的兴奋性信息以特定的神经精神活动内容组分,不同的皮层功能柱赋予传出的兴奋性信息以不同的特定神经精神活动内容组分。而侧抑制在功能相近的皮层功能柱间发挥辅助筛选的作用,选择具有最强整合信息的皮层功能柱传出兴奋性信息,这种选择的唯一性,使得神经精神活动内容组分得以精准选择。

  3.神经通路层面

  神经通路是一条由兴奋性神经元相衔接而组成的接收处理神经信息的通路,如最典型的“反射弧”。如果这条神经通路被激活的过程中有大脑皮层的参与,就会产生相应的神经精神活动。

  大脑皮层的数十亿神经元之间形成有复杂的神经通路和回路,其神经元间的连接形式有垂直和横向两种。垂直连接是皮层不同细胞层间的神经元连接,主要形成皮层功能柱。垂直连接的皮层功能柱内的神经元整合传入的信息,产生是否传出兴奋性信息的效应,如果传出兴奋性信息就产生了相应内容组分的神经精神活动。而横向连接则是在相邻或相隔的相关皮层功能柱间所形成的神经元连接,明显如各种大脑皮层的纤维联系。横向连接的一串皮层功能柱内的兴奋性神经元被激活并传出兴奋性信息,就是将不同的神经精神活动特定内容组分激活并衔接在了一起,就形成连贯的由不同神经精神活动特定内容组分组成的相应神经精神活动。

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  神经通路,在周围神经系统主要表现为特异性的信息传递神经通路,而在中枢神经系统则主要表现为神经网络。在中枢神经系统中,1个兴奋性神经元可向许多神经元传递神经信息,也可接收多至上万个神经元的神经信息传入,所以,神经元之间的连接关系呈相互交错的网状,形成神经网络。在神经网络的功能构成中,仍然是以兴奋性神经元之间相连接的神经通路为主干,以抑制性神经元在其中相辅助,再辅以反馈性的神经回路。皮层中的一个兴奋性神经元可以成为许多神经通路中的一员,在抑制性神经元的辅助下,不同来源的信息将在整合后激活特定的一个下级兴奋性神经元,使不同的神经通路具有特异性而互不错乱。如有研究者认为:神经系统可以使用兴奋性神经元的精确放电序列(或称同步放电链)来表达简单的心智概念,更复杂的概念可以通过将这些精确放电序列结合起来加以表述。换句话说,我们并不需要动用越来越高级的脑区来完成越来越复杂的神经功能,只要有足够的神经细胞,它们相互联系构成足够复杂的神经网络,那么所有的功能都可以在这同一个神经网络中实现[4]。但是,兴奋性神经元只是基本功能单位,而皮层功能柱才是产生神经精神活动的功能单元。

  4.结论

  综上所述,在产生神经精神活动的三个物质层面中:兴奋性神经元是产生神经精神活动的基本功能单位;皮层功能柱是产生神经精神活动的功能单元,并赋予传出的兴奋性信息以特定的神经精神活动内容组分;神经通路由兴奋性神经元相连接而成,是产生神经精神活动的组织结构。——论文作者:胡存安

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