搜尋此網誌

2018年4月27日 星期五

感覺,感覺,感覺

感覺有多敏銳?每個人,差多少?
如果只看一眼,你認為看見了什麼?

心理學有很多錯視的照片與實驗,可以證明人的感覺是很容易自欺,欺人的
明白我們的極限,也許會更有彈性的,接受更多可能~




※神經末稍所特化出來的感覺:嗅覺、痛覺、溫度覺、觸覺,為裸露的神經元末稍,上面就有接受器。
※特化的感覺細胞(是細胞,不是神經,但可以像神經一樣,接收刺激轉變成電位後,再將細胞內的化學物質,傳給下面的神經元):聽覺的毛細胞、味覺的味蕾的味覺細胞、視覺的桿細胞及錐細胞。
※游離神經末梢(無髓鞘):冷的感受器分佈於真皮上層,熱的感受器分佈於真皮深層。

依據對刺激的反應,感覺接受器可分成2種:
1. 相位感受器(快適應):剛受到感覺刺激時,會一直放電,但過了一段時間以後,相位感器適應了這個感覺刺激,放電速度就會減慢,能對持續性的刺激減少注意力,而對突然改變的刺激有所警覺。例如:負責壓覺的巴氏小體、梅克爾氏盤與洛弗尼末梢、嗅覺接受器、味覺接受器。
2. 張力感受器(慢適應):從感覺刺激一開始到結束,都一直持續性的放電,不會有感覺適應,如:痛覺接受器。

痛覺
1.痛覺感受器是游離的感覺神經末梢,劇烈疼痛是由,有髓鞘的神經軸突(屬於Aδ型纖維)作快速傳導,如:針刺。而持續的鈍痛,則由傳導速度慢的無髓鞘神經軸突(屬於C型纖維)所傳導,如:經痛。
2.高溫可藉由感覺神經元樹突上,特定膜蛋白的活化,而產生痛的感覺,此蛋白稱為番辣椒素接受器。而另一種薄荷醇接受器的機制,也與番辣椒素接受器類似,它是對冷覺及薄荷醇刺激可產生去極化反應。
3.受傷細胞所釋放的ATP,以及在感染及發炎反應期間,pH值的局部下降也會導致疼痛。

特定神經能量定律
刺激一條感覺神經,只能接收一種刺激、產生一種感覺,例如:雖然每一種感覺,最後都是透過動作電位來通知大腦,但大腦會知道什麼樣的感覺,是透過什麼樣的傳遞路徑來的,例如:光線刺激視覺神經,發動作電位通知大腦,大腦知道這是從視覺神經來的路徑,因此會產生視覺,所以如果對著眼睛發出聲音,眼睛是無法完成,聽覺訊息的傳遞的,每一種感覺神經,都有它專屬的神經路徑,並只負責傳遞固定的一種感覺刺激。警覺,則是屬於非特定神經能量。

脊髓上行徑(感覺神經→大腦)
1.內側蹄系徑=背柱系統=薄束及楔狀束《精細觸覺、本體感覺、精確壓力覺、震動感、兩點覺》:第一級神經元(薄束)→ 延腦 → 第二級神經元交叉至對側(延腦交叉)→ 視丘 → 第三級神經元至大腦皮質中央後回。
2.前側系統《外側脊髓視丘徑(溫度、痛);前脊髓視丘徑(粗略的觸覺、壓力感覺)》:第一級神經元 → 脊髓 → 第二級神經元交叉至對側(脊髓交叉)→ 視丘→ 第三級神經元至大腦皮質中央後回。

★臨床應用:有一個人車禍受傷被送到急診(可能傷到胸椎),當輕輕的搔癢2隻腳的腳底時,左腳有感覺,右腳沒有感覺,請問,哪一側的胸椎脊髓可能受損了?若再給予2隻腳痛覺刺激時,哪一隻腳會感覺到痛?
答案:他的左側胸椎受傷,右腳不會痛

發生電位(感受器電位)
由感覺神經末梢,針對環境刺激,所產生的漸進電位,與突觸後電位相似。若是裸露的神經元末稍,當過閾值就會直接引發動作電位;而特化的感覺細胞,則會釋出化學物質給後面的感覺神經,當過閾值就會在感覺神經引發動作電位。

感受區
一個神經元的管轄範圍、可以引起動作電位產生的那個區塊,就是整個神經軸突末稍所分布的地區。不管同時幾個刺激,這些刺激如果同時都落在同一個神經元的感受區內,那就只有那條神經會發動作電位,大腦也只會感覺到,有一個刺激點。因此,若一個神經元的感受區越大,那個地方的感覺就越不敏銳;若一個神經元的感受區越小,感覺就越敏銳。

能讓感覺敏感度提高的方式
1.感受區小:可以引起同一條神經,產生動作電位的刺激範圍。範圍愈小,愈敏銳。
2.感覺接受器密度高:相同面積下,接受器越密集,越敏感。在一個小範圍裡,神經數目有很多(感受區就會比較小),或是在神經末稍上的接受器密度高,對感覺就會越敏感。
3.兩點覺的閾值小:2個刺激點的距離很小,就能夠刺激到不同的2條神經,就能夠分辨出同時有2個刺激點;兩點覺的閾值如果很大,代表2個刺激點的距離要離很遠,大腦才能分辨,同時有2個刺激點的刺激。因此,兩點覺的閾值越小,感覺敏感度越高。
4.要有側邊抑制:受到最大刺激之感受區的神經元,其軸突側枝會發出動作電位,來抑制其他周圍的感覺神經發動作電位。因此大腦只需要專心接收,來自受到最大刺激的神經元的訊息就好,其它旁邊神經發的動作電位,早就被主要神經攔劫掉了,大腦接收不到,因此提高感覺敏感度。

味覺
味覺的接受器,味蕾,是由很多個上皮細胞(味覺細胞)所構成,在這些上皮細胞的上面有微絨毛。當吃進去的化學物質溶解在液體裡面時,就會和微絨毛上的離子通道或接受器結合,上皮細胞的下面,有感覺神經接收上皮細胞接受器傳來的訊息。味覺經由第一級感覺神經元→延腦→第二級神經元→視丘→第三級神經元→大腦中央後回的感覺皮質。每一個味蕾都含有,能感覺酸、甜、苦、鹹及鮮等味道的上皮細胞,雖然每一個味蕾,都可以感受到所有的味覺,但敏感度卻不盡相同,例如:舌尖對甜味較敏感,舌根則對苦味較敏感。而每一種類的上皮細胞,會和其對應的感覺神經連接,例如:食物中的鹹會透過Na+,去刺激負責接收鹹味的上皮細胞的離子通道,使上皮細胞釋放化學物質,並將訊息傳遞給負責鹹味的感覺神經,而酸味的上皮細胞,就會與酸味的感覺神經相連接。因此,每一個味蕾,可能含有負責各種味覺的上皮細胞,但每個感覺神經元,卻只負責一種特定味覺形式的訊息。位於舌前2/3的味蕾,由第7對腦神經顏面神經傳遞,位於舌後1/3的味蕾,則是藉由第9對腦神經舌咽神經傳遞。然而,我們真正感覺到的味覺,是味覺加上嗅覺在咽喉內融合所產生的結果。而辣,是痛覺。


嗅覺
嗅覺神經為雙極感覺神經元,具有細胞分裂(再生)的能力,一端為樹突(裸露的神經元末稍),延伸至鼻腔處,不需透過特化的上皮細胞,化學物質溶解在液體裡面時,氣味分子與神經元接受器旁的G-蛋白結合→活化腺苷酸環化酶→活化第二傳訊cAMP→開啟Na+和Ca2+通道(Na+和Ca2+從細胞外跑到細胞內)→去極化→動作電位,就會刺激嗅覺神經元樹突細胞膜上的感受器發動作電位。另一端為無髓鞘軸突,穿過篩板上的孔洞,進入大腦的嗅球,嗅球(在邊緣系統)中與第二級神經元形成突觸,第二級感覺神經元,投射至大腦內側顳葉,以及邊緣系統的海馬回和杏仁核。因此,氣味極易引起與情緒有關的記憶。然而,嗅覺只有兩級感覺神經就能傳到大腦了,嗅覺的神經路徑,也是唯一不通過視丘的感覺。

聽覺
耳朵的構造
      外耳(空氣)    →           中耳(固體)          → 內耳(液體)聲波 → 鼓膜(耳膜) → 聽小骨(鎚骨→砧骨→鐙骨)→ 卵圓窗 → 耳蝸

*耳咽管:是一個連接中耳與鼻咽的通道,可調節中耳與外面空氣的壓力,維持平衡,平常都是關著的,當連接耳咽管及鎚骨的鼓膜張肌收縮時,耳咽管才會打開,如:吞嚥、咳嗽、打哈欠、打噴嚏。但幼兒因耳道較成人短、寬、直,耳咽管不易閉合,所以當感冒時,鼻涕內的病毒就容易逆流到中耳內,造成中耳炎,若未處理,將造成聽小骨被腐蝕,而無法正常的傳遞聲音,造成傳導性耳聾。

聲音的傳遞
聲波會讓鼓膜振動,鼓膜將振動,依序傳給中耳的3塊聽小骨(鎚骨→砧骨→鐙骨)這3塊聽小骨互相敲擊,可將聲音放大20倍,以利接下來,改成以液體為介質來傳播聲音。最後鐙骨傳給卵圓窗(是耳蝸上的窗戶),而鐙骨的上面有鐙骨肌,如果聲波太強的時候,鐙骨肌會收縮,以減少鐙骨的移動,可避免鐙骨太大力撞擊卵圓窗。

振動傳到卵圓窗之後,正式進入內耳的耳蝸,長長的耳蝸分成上中下3個部份,中間包裹的是耳蝸管,裡面含有內淋巴液,以及產生聽覺的關鍵角色-柯氏器(覆蓋在毛細胞上的覆膜+毛細胞+毛細胞下面的基底膜)。而耳蝸管的上面是前庭階,下面是鼓階,前庭階及鼓階都含有外淋巴液。卵圓窗的振動,會先造成前庭階的外淋巴液產生波動,高頻率的聲波傳遞的距離比較短,只能引起,靠近卵圓窗的前庭階外淋巴液產生波動(一根毛細胞,負責接收一種音頻,所以靠近卵圓窗,耳蝸管底/基部內的毛細胞,就是負責接收高音頻的聲波,越往耳蝸管的尾部,蝸孔走,毛細胞所負責接收的音頻就越低)。接著,聲波傳到耳蝸管的內淋巴液,而當內淋巴液也產生波動時,會讓毛細胞上的覆膜移位,並且壓迫下方的基底膜。
這樣一來,插在基底膜上的毛細胞,就會擺動彎曲,當毛細胞彎曲時,毛細胞膜上的K+離子通道會打開,促使細胞外的K+進入細胞內(外淋巴液是組織間液,內淋巴液的成分是細胞質,所以毛細胞是被放在細胞裡面,與內淋巴液,也就是細胞質接觸,而毛細胞內的K+濃度,比一般細胞內的K+濃度低,因此,當毛細胞的K+離子通道打開時,毛細胞外的K+就會進入毛細胞內),產生去極化,使Ca2+通道打開並釋放化學物質,刺激與毛細胞相連的耳蝸神經發動作電位,之後前庭耳蝸神經會來到延腦,一部分會在延腦交叉至對側,然後再往上傳到中腦四疊體的下丘,接著到達視丘的內側膝狀核,然後就傳給大腦顳葉的聽覺皮質區,完成了聽覺的傳遞。

★聽覺:聲波 → 鼓膜 → 鎚骨 → 砧骨 → 鐙骨 → 卵圓窗 → 外淋巴液 → 內淋巴液 → 柯氏器(覆膜+毛細胞+基底膜)→ 聽毛細胞彎曲 → 毛細胞膜上的K+離子通道打開,K+進入細胞內 → 去極化 → 釋放化學傳遞物質 → 前庭耳蝸神經 → 一部分在延腦交叉 → 中腦四疊體的下丘 → 視丘內側膝狀核 → 傳送到大腦顳葉的聽覺皮質。

耳聾
1.傳導性耳聾:鼓膜或聽小骨的損傷,使聲音無法被傳遞,例如:中耳炎或耳硬化,可配戴助聽器將聲波放大,加強聲波從鼓膜傳給內耳的過程。
2.感覺神經性耳聾:神經傳導路徑病變,或是毛細胞因某強大聲波而造成損傷,此種損傷無法再生。

平衡覺
由內耳的前庭器(3個不同方位的半規管+橢圓囊+球狀囊)所負責,後面與負責聽覺的耳蝸相連。前庭器與耳蝸相似,均含有外淋巴液、內淋巴液及毛細胞,而半規管的毛細胞,上面覆蓋的是類似果凍的膠狀物質-壺腹頂,毛細胞彎曲,產生去極化反應,並釋放化學物質,刺激與毛細胞相連的前庭神經發動作電位,走到小腦、延腦前庭核、動眼中樞及脊髓。另一種前庭器是橢圓囊與球狀囊,毛細胞上面覆蓋的則是耳石膜,耳石膜上有耳石(碳酸鈣結石),當內淋巴液流動時,耳石會往重力方向移動,並帶動耳石膜的移動,使毛細胞彎曲去極化,釋放化學物質。橢圓囊與球狀囊透過耳石構造,能加大反應度,根據毛細胞生長與擺動的方向,橢圓囊能偵測水平方向的加速度,球狀囊能偵測垂直方向的加速度,例如:搭電梯上下移動時,就是藉由球狀囊偵測訊息傳入大腦,來協助身體維持平衡。

*半規管:負責偵測旋轉加速度,維持動態平衡。
*橢圓囊與球狀囊:負責偵測直線加速度(橢圓囊:水平方向;球狀囊:垂直方向),維持靜態平衡。

眼球震顫
當一個人開始不停的向左旋轉,半規管內的淋巴液,也會不停的向左流動,當身體停止旋轉時,半規管內的淋巴液,不會馬上停止而是繼續在流動,而前庭器就會不斷將訊息,傳到動眼中樞。因此,當淋巴液還在流動時,動眼中樞受刺激,而使眼球也跟著不停移動,然後,又突然感覺到身體已經停止旋轉了,所以眼球又跑到中間,但淋巴液依然在流動,動眼中樞又會被影響,所以就產生了眼球來回震顫的現象,當身體旋轉完畢後,會感到頭暈,且周圍的物體、房子在旋轉,這就是因為眼球還在震顫的緣故,屬正常現象。若當身體沒有在旋轉,但前庭器或內淋巴液,仍不停在流動或是毛細胞異常,造成異常訊息持續被傳遞時,也會產生暈眩情形,屬不正常現象,例如:梅尼爾氏症,可能是因為病毒感染,造成內耳的內淋巴液堆積在迷路內、循環不良所致,會產生耳鳴、暈眩及震顫等症狀,嚴重時會有一整天都天旋地轉的感覺。


視覺
◎青光眼:許萊姆氏管堵塞,或分泌出來的水樣液太多,造成眼內壓力過大,壓迫視網膜(內含神經+血管),造成沒有氧氣養分供應,神經死亡,失明。
*睫狀體分泌水樣液 → 後房 → 瞳孔 → 前房 → 由許萊姆氏管收集水樣液 → 流回靜脈。
◎近視:眼球前後徑過長,治療是使用凹透鏡。
◎遠視:眼球前後徑過短,治療是使用凸透鏡。
◎散光:角膜或水晶體不平整,光線折射不平均。
◎白內障:水晶體變白變混濁,而變得不透光。
◎老花眼:水晶體失去彈性,當看遠,水晶體被拉扯變扁後,再看近物的時候,水晶體沒有彈性,而彈不回來。

盲點(視盤)
為神經及血管進出視網膜之處,因為沒有桿細胞或椎細胞接受器,所以無法感光。而當雙眼同時睜開時,就會看不到盲點,因為右眼盲點區的視野,為雙眼視野,所以當左眼也張開時,此區的影像,剛好投射在右眼的盲點(看不到)、左眼的視網膜上(看得到),從影像到左右眼的角度不同,因此不可能同時都投射在兩眼的盲點上,所以當兩眼同時打開時,至少還會有一眼看得到,反之,投射在左眼盲點區的影像也會被右眼所看到。

虹膜(瞳孔)的調節
1.交感控制 → 虹膜的放射狀肌(輻射肌)收縮 → 瞳孔放大。
2.副交感控制 → 虹膜的環狀肌收縮 → 瞳孔縮小。

水晶體的調節
調適作用:透過水晶體受拉扯變扁或變凸,改變水晶體的曲度和厚薄,使影像經由折射後,能正確聚焦於視網膜上,就是類似相機對焦的功能。
睫狀肌呈圓型排列,環繞著水晶體,內圈上綁滿了一圈的橡皮筋(就是懸韌帶),這些橡皮筋一端黏在睫狀肌上,另外一端與水晶體相黏。當看近物時,副交感刺激睫狀肌收縮(半徑縮小,中央空隙變小),橡皮筋就會彎曲變鬆,使水晶體變厚,光線折射角度加大。相反的,當看遠物時,交感刺激睫狀肌放鬆(半徑變大,中央空隙變大),橡皮筋就會被拉緊變直,使水晶體也被往外拉扯變薄,光線折射角度縮小。

*阿托品(Atropine)為蕈毒鹼接受器抑制劑,可抑制副交感神經,因此會造成,虹膜環狀肌鬆弛而瞳孔放大,產生散瞳作用,也會使睫狀肌放鬆,而無法看清楚近物。

視覺的路徑
一道光線進到視網膜時,會依序先照射到節神經元(真正的神經元)→雙極神經元(特化的細胞)→光感受器(特化的細胞,錐細胞與桿細胞)。當光線照射到,最底部的光感受器時,就會開始由光感受器,來接收此光子刺激,然後將訊息傳給雙極神經元,再傳給節神經元,其中,只有節神經元是真正的神經,屬於中樞神經,由寡突膠細胞為髓鞘包覆神經,最後由節神經元發動作電位來通知大腦。

*桿細胞:對光線較敏感,對色彩較不敏感,為夜間主要的感光細胞。因此在黑暗中還能看到東西,主要是桿細胞的作用,但就會較缺乏色彩效果。桿細胞的感光色素為視紫質(rodopsin)。
*錐細胞:對色彩較敏感,對光線較不敏感,因此在黑暗中很難分辨物體的顏色。三種錐細胞,具有紅、藍、綠三種光視蛋白(photopsins),與視黃醛(retinal)組成三種光色素,其中兩種光視蛋白,由X染色體負責,因此此處的基因病變,稱為色盲,女性有兩條X,只要其中一條正常即可,所以色盲較常見於男性。

褪色反應(bleaching reaction) 及暗適應
視紫質由順式視黃醛(11-cis-retinal)及視質(opsin)所組成,視黃醛(又稱網膜素)是來自於微生素A的衍生物。當光線照射時,光子會將順式視黃醛打成反式視黃醛,導致視紫質與視黃醛分離,與視紫質分離的反式視黃醛,無法再次接收光線的刺激,此即為褪色反應,又稱光適應。

暗適應現象:經過一段時間以後,反式視黃醛又變回原本的順式視黃醛,才能再次產生作用。當在光亮之下,桿細胞與錐細胞光色素中的視黃醛,都被打成反式之後,剛踏入黑暗中,將沒有足夠的光色素,可以用來反應微弱的光線,大約五分鐘後,反式視黃醛才能轉成順式,桿細胞才得以大量合成視紫質,因此眼睛對弱光的敏感度大量增加。

夜盲症是因為缺乏維生素A,使視紫質的量不夠,因此在夜晚時桿細胞無法發揮作用,而看不到東西。

視覺的傳導
① 黑暗中 → cGMP與Na+通道結合 → Na+通道開 → 去極化(暗電流)。
② 光線下→ 視黃醛離開光色素→視質活化G-蛋白,G-蛋白活化磷酸雙酯酶 → cGMP變成GMP,與Na+通道分離 → Na+通道關 → 過極化 → 暗電流停止 → 桿細胞→雙極神經元 → 刺激節神經元產生動作電位 → 視交叉 → 視徑 → 視丘外側膝狀核 → 視放射 → 傳送到大腦枕葉的視覺皮質。

中央凹(黃斑)
中央凹,位於視網膜的黃斑處,視覺是整個視網膜最敏銳的地方,神經往兩邊挪出位置,讓光線可以直接射入。此處只有錐細胞,且錐細胞光感受器與節神經元的數目相等,錐細胞與節神經的比例為1:1,一個錐細胞就搭配一個節神經。*桿細胞與錐細胞不同,好幾個桿細胞才會搭配一個節神經,視覺的敏銳度比錐細胞差,但卻增加了視覺對光線的敏感度,因此夜間視覺主要靠桿細胞。

視野與視網膜

1.一顆眼睛分成左右2半,靠近鼻子的稱為鼻側,靠近耳朵的稱為顳側。

2.若將雙眼打開,全部可以看得到的範圍,稱作視野。兩隻眼睛的視網膜都可以看得到的範圍,稱作雙眼視野;太過右邊(或太過左邊),只有右眼視網膜(或左眼視網膜)可以看得的視野,稱作單眼視野。若將全部的視野分為右半邊與左半邊,因為光線經過角膜和水晶體的折射,所以,右半邊的視野,會傳到雙眼的左半側(左眼的顳側、右眼的鼻側)的視網膜上接收;左半邊的視野會傳到雙眼的右半側(左眼的鼻側、右眼的顳側)的視網膜上接收。

3.右腦管左半邊的身體,左腦管右半邊的身體,所以,在視覺神經的傳遞上也是如此,右腦要看左半側的視野(左眼鼻側視網膜+右眼顳側視網膜),左腦要看右半側的視野(左眼顳側視網膜+右眼鼻側視網膜),因此,連接顳側視網膜的神經同側上傳即可,因為是雙眼視野,左右兩眼的視網膜都接收的到的範圍,左右腦一起看,視神經不用交叉上傳,也就是顳側視網膜的神經同側上傳即可。但連接鼻側視網膜的神經(接收的是單眼視野),要交叉到對側後,再上傳至大腦,才能讓視野由對側腦來接收控制。

4.右側的視野,要經由左邊視神經,送入視丘左邊的外側膝狀核,此時的外側膝狀核,同時接收兩邊視網膜(左眼顳側視網膜+右眼鼻側視網膜)傳來的神經訊息,再以視放射方式傳入大腦皮質枕葉。

大腦

你怎麼看這幅圖畫?此刻,你的大腦正在鑑賞.....

那又是一個怎樣的小腦袋,會這樣來表達她當下的感覺?




腦波
腦波可經由放在頭皮上的電極測量到,稱為腦波圖(EEG)。談到神經的電性,一般總是想到動作電位。但是EEG量到的,大部分是由大腦皮質錐體神經元的突觸後電位,集體所形成同步化活動。一般的範圍是在0.5-100μV。目前相信,位於視丘的成群神經,對腦波有重要的影響。

α波,是清醒,放鬆,眼睛閉著時所測到的波形。
β波,是清醒,專注,且眼睛張開時(既使睜眼時是在黑暗中,也能測到)。

睡眠
人越來越想睡覺時,眼睛開始閉上,於是,腦波由α波,開始進入睡眠的腦波。
睡眠可分為,快速動眼期(REM)及非快速動眼期(non-REM)兩種類型,睡眠不是關機,跟外界仍然有聯繫,而是神經重新整理歸檔、重新組合與連結的時間,因此,對白天的學習與記憶,有很大的關鍵作用。而作夢時大腦神經的活動、腦血流、耗氧量約為清醒時的2倍,尤其是掌管情緒的邊緣系統最為忙碌。

睡眠週期:從眼睛閉上開始呈現α波,然後開始進入non-REM的第1、2期(θ波)及3、4期(δ波),接著反向,由第4,3期回到第1或2期,然後進入REM作夢時期,此時的腦波類似清醒警覺時的β波。一個睡眠週期大約90分鐘,一個晚上約有5個週期(睡眠約8小時)。自然醒,是由最後一個REM清醒過來,因此,我們最有印象的夢,總是最後一個REM所作的夢。

※non-REM(生長激素分泌,性腺激素↑):大多數神經元會降低活化頻率,這與能量代謝降低及血流減少有關,呼吸與心跳速率趨向極度規律、平緩。骨骼肌放鬆。此期是修補自由基造成之細胞代謝損傷所必需,可穩定學習時所需要的神經可塑性,對空間及陳述性記憶特別重要。non-REM第四期可能會發生夜尿、夢遊。

※REM(作夢、打鼾):耗氧量比NREM還多,腦波類似清醒警覺時,但卻是非常不容易被喚醒。骨骼肌在頸部以下會受到最大的抑制。腦中的單胺類神經受到抑制,乙醯膽鹼神經卻非常活躍。此時擁有比清醒狀態還高的整體腦部代謝,血流增加,呼吸與心跳速率像清醒時般不規則,可能與夢境及參與情緒表現的腦部區域,處於活化狀態有關。邊緣系統呈現活化狀態(尤其是海馬回與杏仁核),藉由邊緣系統釋放恐懼與焦慮的情緒,使其在白天時較為穩定,情緒可趨向樂觀平和。

醒醒吧
腦幹的網狀致活系統(RAS)源自於腦幹與下視丘,其網路廣泛分佈到大腦皮質與視丘,活化神經,促使覺醒。RAS系統的神經包括正腎上腺素,血清張力素與組織胺。吃了抗組織胺的藥物會想睡覺,就是因為抑制了可以醒覺的組織胺神經。

※昏迷:大腦損傷,心智功能降低、失去被喚醒的能力,睡與醒的週期消失。
※腦死:腦幹死亡,大腦已無法執行功能,也沒有可能恢復,脊髓以上神經失去功能。

左腦與右腦
右腦語言能力有限,但善於視覺空間任務,例如,辨識臉孔的能力、用左手堆積木和畫方塊比右手厲害、作曲、唱歌,右腦受損,易影響其在住家附近找路及閱讀地圖的能力;左腦則善於語言分析、鑑賞音樂能力。

※左腦(語言分析),右腦(視覺空間):慣用右手者、70%慣用左手者。
※右腦(語言分析)or 左、右腦(語言分析):30%慣用左手者。

失語症
語言功能區以左腦的顳葉、頂葉及額葉為主,失語症,是腦部傷害所引起的說話和語言障礙。
①布洛卡氏區Broca’s area(掌管表達):此區受損,額葉被破壞,右臉及右臂會無力,說話緩慢不清晰、不願意說話。可以理解句子,但無法表達及複誦。
②魏尼凱氏區Wernick’s area(掌管理解):此區受損,顳葉被破壞,可表達但無法理解,說話流暢快速卻無意義,『字句拼盤』,不能瞭解口語或書寫式的語言。
③傳導型失語症:由魏尼凱氏區傳到布洛卡氏區的弓狀束受損,症狀類似魏尼凱氏區受損。
④角回受損:整合感覺的中心受損時,可以說及理解別人,但無法讀或寫。

邊緣系統
邊緣系統(基本情緒驅動中心),包括:嗅球(負責嗅覺)、扣帶回(憤怒)、杏仁核(恐懼、暴力)、海馬回(短期記憶)、中膈核(快樂)。邊緣系統與大腦皮質間少有突觸連結,或許可解釋為什麼我們較難以控制自己的情緒。情緒除了由邊緣系統所控制外,也會與下視丘共同配合,而前額葉也會參與一部份。

間腦(視丘、下視丘)
①視丘:為大腦的秘書,是傳達任何體感覺給大腦的中盤商(嗅覺除外),如:
  外側膝狀核(傳送視覺至枕葉)、內側膝狀核(傳送聽覺至顳葉)、板內核(促
  成覺醒狀態、從睡眠中清醒過來)。
②上視丘:位於間腦的背側,上視丘包含位於第三腦室上方的脈絡叢(產生腦脊
  髓液)、松果腺(分泌褪黑激素,由下視丘的視交叉上核所控制)。
③下視丘:與邊緣系統共同調節情緒、調節體溫與控制腦下垂體激素的分泌、
  刺激外側下視丘(刺激進食)、刺激內側下視丘(抑制進食)、刺激滲透壓感受
  器(引起口渴、釋放ADH)、刺激視上核與室旁核(分泌ADH、催產素),
  視交叉上核(可由視網膜下視丘徑接收日夜訊息,黑暗時刺激上升,並控制松
  果腺分泌褪黑激素)。

2018年4月26日 星期四

神經的化學傳遞

有時單朵花很美,有時,花團錦簇,很開心~!

神經系統,就是得很多神經細胞一起工作,才會美麗!他們彼此合作,織成一個個大網,動作電位在其中不停的閃亮流竄,由此,組成了你我的感受與行為。無時無刻,不停止~

這當中,要靠許多化學分子,產生化學作用,來維持電力的傳播。於是,各種化學物質在網中像花朵吐出的花粉,傳遞,再傳遞~ 要聽懂這些話語,就耐性的慢慢看!

這裡出了問題,會有中毒的,麻痺的,藥物上癮的,巴金森,阿滋海默,漸凍人,多發性硬化症~  要謹慎,小心




化學性突觸的作用機制:
一個前突觸神經元的軸丘,將動作電位往下傳到軸突末梢(突觸)時,電位會刺激突觸末梢,打開電位控制的鈣離子通道,使Ca2+衝進細胞內,而這些Ca2+會促使突觸小泡與細胞膜融合,並釋放出定量的,化學性的神經傳遞物質。這些神經傳遞物質會傳給後突觸神經元,而後突觸神經元,再藉由上面的化學接受器接收訊息,並打開化學控制的Na+通道發起漸進電位,接收的神經傳遞物質愈多,漸進電位的去極化程度就愈高,直到去極化累積超過閾值時,就會使軸丘發動作電位往軸突末梢傳,然後再釋放神經傳遞物質,將訊息繼續通知給下一個細胞。因此,一個神經發動作電位的最終目的,就是為了打開電位控制的鈣離子通道,以釋放神經傳遞物質到突觸間隙,讓訊息再往下個神經傳導。而後突觸神經元是否能順利接到前突觸的訊息,以發動作電位,就要看前突觸神經元發動作電位的頻率,當頻率足夠、釋放的神經傳遞物質足夠,就會使後突觸神經的突觸後電位發展為動作電位。

前突觸神經的鈣離子通道開啟的時間,也是有限制的,時間一到就會關閉,才能讓突觸有時間,再做出新的突觸小泡。而跑進來的這些鈣,會再透過初級主動運輸的鈣幫浦,將鈣送出細胞外。然而,這些神經傳遞物質,有些會在被釋放後的固定時間內被回收,有些則在突觸間隙被分解,以避免一直刺激後突觸神經元。

加成作用
一個後突觸神經元,會同時接收到很多個,前突觸神經元的刺激,有的前突觸神經元,釋放出來的是刺激性的神經傳遞物質,造成EPSP(興奮性突觸後電位,作用在後突觸神經元的化學性接受器上,會在後突觸神經上產生去極化的漸進電位),有的則是釋放抑制性的神經傳遞物質,造成IPSP(抑制性突觸後電位,使後突觸神經元過極化,產生過極化電位)。一個後突觸神經元,會不會發動作電位,就是取決於前突觸神經元的作用,如果同時、短時間內很多個EPSP刺激,使膜電位過閾值就會發動作電位;如果IPSP多過於EPSP,或是EPSP的刺激頻率不夠高,就不會引發動作電位,神經訊息的傳遞將被終止。

當一個前突觸神經元因為發電頻率很高,不斷的丟EPSP,刺激後突觸神經元,過閾值而發動作電位,這種短時間內的高頻率刺激,稱為時間性加成;若是同時有很多個前突觸神經元,釋放EPSP,使後突觸神經元過閾值而發動作電位,這種在同一個空間(後突觸神經元)上多個突觸末梢一起刺激,稱為空間性加成。

※時間性加成:只有一個興奮性突觸後電位(EPSP)在突觸後細胞上作用,在極短的時間內,         釋放多個EPSP,使其達到加成效果。
※空間性加成:在同一個時間內,很多個興奮性突觸後電位(EPSP)加成於突觸後細胞上。

神經傳導物質:乙醯膽鹼
乙醯膽鹼(ACh) 由膽鹼及乙醯輔酶A在突觸末稍的細胞質內合成後,貯存於突觸小泡中。當前突觸神經發動作電位釋放出乙醯膽鹼後,ACh將擴散到後突觸神經的細胞膜接受器上,但是,它能產生什麼作用?是EPSP?還是IPSP?得由乙醯膽鹼接受器的種類來決定。

乙醯膽鹼化學接受器
乙醯膽鹼接受器分為兩種,一種是尼古丁型接受器(菸鹼性接受器),另一種是蕈毒鹼型接受器。尼古丁型接受器本身就是一個離子通道,當有2顆乙醯膽鹼與接受器結合後,接受器就會打開,這時,化學控制的Na+/ K+通道打開,Na+會往細胞內跑,同時,K+則會往細胞外跑,而Na+流進來的,比K+流出去的正電荷還要多(因為細胞內有很多的負電荷,吸引著Na+衝進細胞),因此會產生一個小小的去極化,此種小去極化就是EPSP。

另一種是蕈毒鹼型接受器,它本身’’不是’’一個離子通道(所以這種接受器不會自己打開,讓離子通過),當有1顆乙醯膽鹼與接受器結合時,會藉由刺激接受器身旁的G蛋白,使G蛋白去通知旁邊的K+通道,然而,不同細胞的K+通道所造成的結果是不一樣。第一種,在一般細胞上(除了腸胃道)K+通道會打開,K+則會往細胞外跑,會使細胞內的正電荷減少(比靜止膜電位-70還要更負),因此會產生一個小小的過極化,IPSP。例如,心臟的K+通道原本是關閉的,刺激後打開使K+往細胞外跑,造成過極化IPSP,而使心跳減慢。第二種,是受副交感神經控制的腸胃道細胞,這種細胞的靜止膜電位,有一群特別的K+通道,會在乙醯膽鹼刺激後,透過蕈毒鹼接受器間接使K+通道關閉,使K+減少往細胞外跑而留在細胞內,結果細胞內正電荷增加,造成去極化EPSP,使腸蠕動上升。

※EPSP效果:
  ①打開 Na+/K+通道(Na+進K+出),如:乙醯膽鹼在骨骼肌上的尼古丁接受器。
  ②關上K+通道(把K+留在細胞內),如:乙醯膽鹼在腸胃道的蕈毒鹼接受器。
  ③打開 Na+/Ca2+通道(Na+進Ca2+進K+出),如:麩胺酸的NMDA接受器。

※IPSP效果:
  ①打開鉀離子通道(K+出),如:乙醯膽鹼的蕈毒鹼受體。
  ②打開Cl-通道(Cl-進),如:GABA的接受器(本身為離子通道,當2顆GABA與接受器結合後刺激Cl-通道打開,Cl-則藉由濃度差進入細胞內,造成過極化反應)。

乙醯膽鹼脂酶
乙醯膽鹼釋放後,在突觸後細胞膜上,有一種東西叫做,乙醯膽鹼脂酶(AChE,其實突觸前細胞膜上也有),可以將突觸間的乙醯膽鹼切成二半,然後再藉由其他機制,將它回收回突觸前神經元,而已經與突觸後接受器結合的乙醯膽鹼,會因為突觸間乙醯膽鹼的濃度持續下降,而離開接受器失去作用。

對付乙醯膽鹼神經
(一)抑制乙醯膽鹼由突觸小泡釋放出來(鈣離子無法使突觸小泡與細胞膜      融合):破傷風毒素、肉毒桿菌毒素,因此運動神經、骨骼肌、心肌皆會被抑制。肉毒桿菌在醫學上,可被用來使神經鬆弛性麻痺而消除臉部皺紋;而黑寡婦蜘蛛的毒液也是類似肉毒桿菌的機制,其抑制膈神經後,很容易就會使人無法呼吸而死亡。破傷風毒素則會去攻擊腦幹及脊髓的抑制性中間神經元,其後所接的運動神經失去抑制性中間神經元的抑制作用後,會高頻率的發起動作電位,造成肌肉張力增加及痙攣性麻痺,如:控制下顎移動的肌肉受破傷風毒素的影響會呈現牙關緊閉的現象。
(二)抑制尼古丁接受器:箭毒,運動神經、骨骼肌會被抑制而癱軟無力。
(三)抑制乙醯膽鹼酯酶(結果使乙醯膽鹼無法被分解):神經毒氣沙林,造成乙醯膽鹼一直存在於突觸間隙,導致全身肌肉緊繃、痙攣性麻痺。

※重力肌無力症(myasthenia gravis):病人的乙醯膽鹼,可以正常的從神經末梢釋放,但由於本身的免疫系統出了問題,製造出會對抗尼古丁型接受體蛋白的抗體,導致肌肉細胞上的尼古丁受體,被免疫系統破壞,所以無法接受神經的指揮,因此肌肉疲軟無力。治療上以抑制免疫系統的藥物為主,同時給予抑制乙醯膽鹼酯酶的藥物(ex.沙林),以增加乙醯膽鹼在突觸間的含量。

單胺類神經傳導物質
(一)兒茶酚胺:原料來自胺基酸酪胺酸,包括多巴胺、正腎上腺、腎上腺素。
(二)血清胺:原料來自胺基酸色胺酸,如果抑制血清胺回收系統,例如,百憂解 (prozac),因為阻止血清胺回收,結果增加突觸間血清胺的含量,而有抗憂鬱效果。


※黑質紋狀體多巴胺系統:細胞體在黑質,軸突延伸至紋狀體,與運動的控制有關;黑質區的多巴胺神經死亡,將造成巴金森氏症
※中腦邊緣多巴胺系統:細胞體在中腦,軸突延伸至邊緣系統。若過度刺激會精神分裂,而有許多毒品均作用在這裡。
※血清胺=血清素=血清張力素=Serotonin=5-HT:有使血管和平滑肌收縮及抗憂鬱作用。
※古柯鹼(cocaine):阻斷所有單胺類回收系統,所產生的效果,類似抑制乙醯膽酯酶一樣,使突觸間單胺類神經傳遞物質無法被回收,而一直刺激後突觸神經元。
※安非他命:阻斷單胺類的正腎上腺素回收系統,可引起精神警覺、動脈收縮、血壓上升、心臟及腎衰竭。
※單胺氧化酶抑制劑:阻斷單胺氧化酶(MAO),增加單胺類神經傳遞物質之傳遞,可治療憂鬱症(單胺類神經傳遞物質不足)、巴金森氏症(黑質的多巴胺神經退化)。

胺基酸神經傳導物質
(一)麩胺酸(接受器為NMDA,是Ca2+與Na+離子通道,所以會產生EPSP)、天門冬胺酸,這兩種胺基酸是腦中最主要的興奮性神經傳導物。
(二)甘胺酸、GABA(兩者接受器均為Cl-離子通道):脊髓及腦中主要的抑制性氨基酸。能跟GABA接受器結合,以產生GABA的效果的藥物就是安眠藥及抗焦慮藥物。而甘胺酸主要在脊髓及腦幹,馬錢子(番木鱉鹼strychnine,常見於殺鼠藥)可以抑制甘胺酸接受器,結果使得骨骼肌抽搐痙孿,呼吸肌受損而致命。

※哈丁頓氏症(Huntington's disease, HD):俗稱舞蹈症,尾狀核的GABA神經退化,造成有急速、無法控制及抽動的動作。

多胜肽類(polypeptide)→2個以上的胺基酸所結合
(一)物質P:痛神經所使用的神經傳導物質;止痛神經所使用的則是內生性   嗎啡(腦內啡)
(二)神經胜肽Y(NPY):是腦中最豐富的神經胜肽,是一個強力食慾刺激劑。

氣體:一氧化氮(NO),在中樞與學習記憶有關;在周邊會促使血管平滑肌擴張,有降血壓效果。

酒精可以刺激GABA神經,抑制麩胺酸神經。因此,將使腦中的神經活性整體都下降。認知,感覺(特別是聽覺與平衡覺),運動失調,判斷力與記憶力喪失。過度高劑量將抑制腦幹控制心血管及呼吸的神經。有致命危險。但是會去興奮多巴胺及內生性鴉片類神經,因此有欣悅感及上癮的依賴性產生。


肢體無力性麻痺 (flaccid paralysis)
→使神經無法傳達訊息,肌肉因無人指揮而癱軟無力
①抑制動作電位傳導(與電位控制的鈉離子通道結合):魚貝毒素(saxitoxin)、河豚毒素(tetrodotoxin) 、局部麻醉劑。
②抑制神經傳導物質釋放:肉毒桿菌素。
③抑制接受器與神經傳導物質結合:南美箭毒(curare) 、α-金環蛇毒。

肢體痙攣性麻痺 (spastic paralysis)
①抑制乙醯膽鹼酯酶(AChE):神經毒氣沙林(Sarin)。
②抑制神經傳導物質釋放:破傷風菌(攻擊脊髓抑制性中間神經元)
③抑制甘胺酸接受器:甘胺酸神經為抑制性神經,馬錢子素(番木鱉鹼)可以抑制甘胺酸神經,因此可以 去除對骨骼肌的抑制,而造成骨骼肌抽搐痙孿。

肌萎縮性側索硬化症 (amyotrophic lateral sclerosis, ALS)
俗稱漸凍人症,因第21對染色體的基因缺陷導致超氧化物歧化酶(SOD,負責消除超氧化自由基)無法發揮正常功能,使自由基傷害下運動神經元而退化,造成骨骼肌因為無神經刺激收縮而萎縮(用進廢退,神經也一樣啊!~)。

阿茲海默症 (Alzheimer’s disease, AD)
因澱粉樣β蛋白質(βAPP)難以溶解、沈積於細胞外,使大腦皮質及海馬回中乙醯膽鹼神經退化,造成語言、認知退化及記憶力喪失。治療上以乙醯膽鹼酯酶抑制劑(ex.沙林)可增加乙醯膽鹼在突觸間的含量及維生素E當抗氧化劑使用。