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二主导控制02（第1页）

二、主导控制02

错综复杂的信息网络

神经系统在身体内部，犹如像一个庞大无比的“信息库”，日夜不停地进行着信息的贮存和交换；而在脑和脊髓这样的神经中枢中，又充满无数的“通信线路”。我们不妨将这些“通信线路”称为“神经通路”，而在这些通路中通行的既不是光缆，也不是无线电波，而是数也数不清的神经纤维。

如果我们真的能进入神经网络的世界，就会被那里的景象所折服。

在神经系统中，各种网络交织在一起，错综复杂。即使目前世界上最先进的通信中心，与人的神经系统比起来，也只能是“小巫见大巫”，望尘莫及。

在神经系统中，一条条神经通路各司其职，传递着不同的信息。

有的通路很长，最长的几乎有1米长；也有的是一些短途线路，传递的范围只是在脑内或脊髓的各节段之间。

这里有的“线路”是单线，有的是双向；有聚集成束的（称为“传导束”），也有分散行走的；有直线到达的，也有环行返回的。

有的是从感受器传来的，它们向上行，传至脑或脊髓，管理着人的各种感觉；有的却是从脑和脊髓发出，一直到效应器，管理着各种运动。

这里的线路虽然五花八门，却又井井有条，就像穿行着密密麻麻的电缆。在外行人看来，可能会眼花缭乱，然而神经信息就在这种复杂的网络中，准确无误地传递。

当然，你可能问道：“在中枢神经系统中，有多少这样的神经通路呢?”这个问题可能世界上还没有人能够回答。

但是，有两点可以肯定：一是随着神经科学研究的深入，不断会有越来越多的神经通路被发现；二是终究会有一天，人类会将它们的“庐山真面目”揭开。

读到这里，你可能还会提出一个问题：“在人体那么狭窄的空间里，有那么密集的神经通路，它们会不会也像我们使用电器时出现‘短路’现象呢?”回答是：“不会的。”

这是因为每一根神经纤维的外面，都不同程度地被一种“髓鞘”包裹着，能够有效地起到“绝缘”作用。更有趣的是，每一条神经通路，都会有不同的“神经递质”，执行着特定的功能。

关于这一点，大家可能不容易理解。

我们只要举出一个日常生活中遇到的例子，你就会明白。例如，现在许多人使用移动电话，每一只电话都有自己特有的频率，所以尽管许多电话挤在一条线路里，但是彼此却互不干扰，听得非常清晰。

电话线的线路坏了，或者断电了，就会出现通信故障。人体中某一条神经通路中出现了“故障”、受损中断后，就会产生相应的功能障碍。

例如，从中脑的“黑质”到前端的“纹状体”之间，有一条“黑质——纹状体”通路。在这一条通路上的神经递质，是一种称为“多巴胺”的化学物质。当黑质的神经细胞受到损害时，传递到纹状体的多巴胺就会减少，这时病人就会出现一种运动性的功能障碍——震颤麻痹，也称为“帕金森病”。病人的头部和四肢可发生自己不能控制的震颤运动。又如半身不遂的病人，其发病的原因是由于负责运动的神经传导通路——“锥体系”受到了损害。

许多神经系统疾病都是由于神经通路受到损伤或者机能障碍所造成的。所以，作为一名神经科的医生，必须非常熟悉各种神经通路的组成，了解这些通路是从哪里发出来的，又通向哪里；还要知道，这些神经通路所包含的神经递质是什么；一旦出现了障碍，会影响什么样的功能等。只有掌握了这些知识，才能对神经系统的疾病加以诊断和治疗。

精密准确的反射弧

当病人生病刚刚住进医院的时候，医生就要对病人的全身状况进行一番系统的检查。其中有一项检查，是医生手握一把有橡皮头的叩诊槌，轻轻叩打病人膝盖稍下一些的股四头肌肌腱部位。随着小槌落下，病人的小腿就不由自主地向前伸去。当然有的病人（如患有下半身瘫痪的截瘫病人）小腿就没有任何反应，有的病人则比正常人更有力地伸出去。

医生的检查，往往使病人自己也感到非常有兴趣，敲敲膝盖为什么小腿会伸出去呢?很多人都知道，这是医生在检查病人的“膝跳反射”。

我们且不谈医生检查的目的是什么，只是谈一谈为什么会出现上述现象，这就是下面即将介绍的“反射弧”。

所有动物的身体，在接受内、外环境中的刺激以后，就会出现反应，这是动物的共同特征。这种特征在维持动物与外界环境的统一，以及自身内环境的统一方面，是极其重要的。否则动物就无法在复杂多变的自然界中生存。高等动物由于有了发育良好的神经系统，才使得它们对内、外环境的刺激能做出迅速准确而又适当的反应。

之所以会出现膝跳反射，是因为在医生敲打股四头肌腱（“感受器”）时，这个敲打刺激被感受器接收以后，就立即被位于人体下肢的“股神经”的感觉纤维（“传入神经”）传入。这根神经一直通向脊髓（“中枢”），将刚才发生的刺激向中枢这个“司令部”“汇报情况”。然后，脊髓“下达命令”，这个“命令”又顺着股神经的“运动纤维”（“传出神经”）迅速传出，到达股四头肌（“效应器”），于是股四头肌收缩，小腿也就伸了出去。

神经科学家将这段由接受刺激到产生反应的神经通路，称为“反射弧”。一个完整的反射弧由5个部分组成，即感受器——传入神经元——中枢——传出神经元——效应器。它们一个接着一个，经过的路程仿佛画了一条圆弧。脊髓形成的反射弧如果在组成反射弧的5个部分中，有任何一个部分受到了损伤，这条传播神经冲动的路线就会出现“交通断绝”的现象，反射也就无法完成了。脊髓受伤的病人，伤在中枢，反射弧被切断，当然也就不会出现膝反射了。

神经系统能够完成的反射是多种多样的，上面举的膝反射是最简单的例子。但是，无论多么简单的反射，或者是极其复杂的思维活动，都离不开反射弧，所以说它是神经系统机能活动最基本的方式。

有的反射很简单，而有的反射又非常复杂，它们之间差别的秘密，就在于中间神经元的多少。中间神经元越多，反射越复杂。中间神经元是大量的，它存在于中枢神经系统内，它能与传入和传出神经元发生广泛的联系。

神经信息的处理器——突触

从前面我们已经知道了神经纤维上电脉冲信息传导的有关问题。那么，当电脉冲传导到神经末梢以后，它又是如何跨过细胞，传给另一个神经细胞的呢?

一个神经元要把它的信息传给另一个神经元，两个神经元就必须密切接触。通常我们把两个神经元之间密切接触，并能够传递信息的这个特殊部位叫做突触。要想搞清楚神经细胞之间信息的接力传递，必须首先要了解神经突触的微细结构。

在电子显微镜下，科学家们发现，在突触这个部位，两个神经细胞之间并没有直接的细胞联系和接触，实际上它们是“亲密有间”，还相隔着20~30纳米（1纳米=10-9米的距离），科学家们把这个间隙叫做突触间隙。突触前方神经元的神经末梢细胞膜叫做突触前膜，突触后方神经元的细胞膜叫做突触后膜。在突触前膜内，存在着成千上万个直径大约为30纳米的突触小泡，每个突触小泡内都包含着上万个能够传递信息的特殊化学分子，科学家们称之为神经递质。在突触后膜上，存在着一种特殊的专门能够与神经递质结合的蛋白质，科学家们称之为受体。所以，典型的突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成的。

突触间隙是神经电脉冲不能直接跨越的屏障，就是说前一个神经元的电脉冲不能直接跨过突触间隙传给下一个神经元。前一个神经元把电脉冲信息传递给下一个神经元，就如同信息的接力一样，要在突触这个地方进行信息的“递棒”过程。目前，这个过程已经被科学家们彻底搞清楚了。

科学家们发现，当前一个神经元轴突上的电脉冲传导到轴突的末梢时，就有钙离子从细胞外液流入到轴突末梢内部。轴突末梢内钙离子浓度的升高，就促进了突触小泡开始向突触前膜方向运动，使得突触小泡的膜与突触前膜接触，然后两层膜“合二为一”融合成一层。最后再从融合点产生一个破裂口，这样，小泡内大量的化学神经递质就被释放到突触间隙中。神经递质很快就扩散到突触后膜上，同突触后膜上的相应受体蛋白质结合。神经递质与受体结合以后，就像是钥匙开锁一样，立刻打开了突触后膜上的离子通道，使不同的带电离子发生穿越突触后膜的快速流动。突触后膜上一经产生电荷的流动，就必然使突触后膜上产生突触后电位。至此，前一个神经元传来的信息就通过神经递质的“递棒”作用，传给了下一个神经元，两个神经元之间的信息“递棒”过程至此全部完成。

概括起来，突触传递信息的过程实质上是一个“电——化——电”的过程。当神经递质完成了它的传信使命以后，在不到几毫秒的时间内就被突触间隙内的复杂的机制清除干净了，这样有利于突触下一次传递信息。