躯体神经系统:身体与自主运动的联系

躯体神经系统示意图,包括大脑冲动到肌肉的大致路径。标记了教育用途的上运动神经元和脑干核

躯体神经系统(SNS)是外周神经系统的一部分,负责自主运动和外部刺激的接收。它调节受意识控制的活动,如骨骼肌收缩。SNS由激活肌肉的运动神经元和将感觉受体信息传递到中枢神经系统的感受神经元组成。

主要信息

  • 躯体神经系统(SNS)是外周神经系统(PNS)的一部分,与传统上认为是有意识或自主的活动相关,如行走。
  • 躯体神经系统由运动神经元和感受神经元组成,它们分别向中枢神经系统(CNS)传输运动和感觉信号。
  • 躯体神经系统控制自主运动,传输和接收感觉信息(如视觉、味觉、触觉),并参与无需中枢神经系统介入的反射动作,以使反射能够迅速发生。

躯体神经系统(SNS)在启动和控制几乎所有身体的自主运动中起着重要作用。SNS是外周神经系统的一个分支,与自主神经系统(ANS)一起,尽管它们的功能方式不同。

外周神经系统,包括大脑、脊髓和神经的医学矢量图

虽然自主神经系统(ANS)调节不需要有意识思考的自动行为,如呼吸和心率,但躯体神经系统(SNS)主要调节有意识的身体运动。

SNS的主要功能是在身体的肌肉、大脑和中枢神经系统(大脑和脊髓)之间传输信号,以控制自主运动和反射。

它通过处理来自外部刺激的感觉信息(如视觉、味觉、触觉、嗅觉和听觉)来实现这一点。

躯体神经还通过体感和运动功能对环境做出反应。例如,当人类或动物感到寒冷(体感功能)时,它们可以移动(运动功能)到一个更温暖的地方以求生存。

能够控制内部环境称为稳态(“homo-”意为相同,“-stasis”意为平衡状态),这对于生存是必要的。SNS和ANS共同工作以调节身体功能并对外部刺激作出反应(Fukudo, 2012)。

SNS由位于脑干、脊髓和背根神经节的神经元(神经细胞)组成。

这些神经元非常长,直到到达骨骼肌的终止点才形成突触(Rea, 2014)。

躯体神经系统功能

躯体神经系统的作用是什么?

SNS的主要功能是控制所有自主运动。皮肤和感觉器官(如眼睛、嘴巴、鼻子和耳朵)中的感受器可以检测环境的变化,如温度、光线、压力或质地。

一旦检测到环境变化,感觉神经元内就会产生冲动,然后通过脊神经将信号传递到脊髓。这些信号随后会沿着脊髓传到大脑。

大脑将整合这些感觉信息并确定适当的反应。这一反应随后被传输到脊髓,到达运动神经元。

冲动随后通过运动神经元从脊髓传出,并继续传递到骨骼肌,如果需要的话,会使肌肉收缩。

基本上,SNS涉及两条路径。传入路径将感觉信息从感觉器官传递到CNS。相反,传出路径将运动信息从CNS传递到骨骼肌以调节运动功能。

反射弧

除了控制身体的所有自主肌肉系统外,SNS还处理肌肉反射弧。反射弧是神经通路,通常在感知到迫在眉睫的危险时产生非自主运动。

反射弧示意图,从刺激到反应的路径。标记了教育用途的神经学原理说明,包括脊髓非自主和有意识思维的矢量图

当感觉神经元在环境中感受到某些东西时,它们会直接将这个信号传递到脊髓,而不是传到大脑。

相反,脊髓会通过运动神经元将信号传递到肌肉,以触发反射运动。这样,肌肉可以在没有大脑输入的情况下移动,生成一个如此快速的反应,几乎可以自动完成。

使用反射弧的一个例子是触摸热表面后将手移开。另一个例子是“膝盖跳”反应。

SNS的组成部分

SNS由两种主要类型的神经元组成:感受神经元和运动神经元。这些神经元的功能是在全身传输信号。

神经元包含轴突,这是细胞中最长的部分,使信号可以通过它们传输。

还有树突从神经元胞体(细胞体)或神经元末端分枝出来,可以与其他细胞的轴突连接或形成突触以接收输入。

神经元类型:感受神经元、运动神经元和中间神经元

SNS中的感受神经元,也称为传入神经元,将感觉信息从身体传递到中枢神经系统(CNS)。

SNS的感受神经元将来自外部刺激的感觉信息传递到中枢神经系统,例如关于物体质地的信息。

SNS中的运动神经元,也称为传出神经元,将运动信息从CNS传递到全身的肌肉纤维。

这些类型的神经元从脊髓和脑干向骨骼肌传输信号,以直接控制肌肉运动。

肌肉的收缩是由供应骨骼肌的运动神经元的激活引起的。运动神经元和骨骼肌之间的连接称为神经肌肉接头(NMJ)。乙酰胆碱是通过NMJ传输的主要神经递质(化学信使)。

虽然乙酰胆碱在ANS中有抑制作用,但在SNS中它是兴奋性的。运动神经元的电信号在NMJ处转换为化学信息,这是乙酰胆碱由运动神经元释放的地方(Cuevas, 2015)。

颅神经主要起源于脑干,对于将信息传入和传出大脑至关重要。这些神经允许感觉信息从大脑器官(耳朵、眼睛、鼻子和嘴巴)传入,并将运动信息从大脑传送到这些器官。

例如,在进食时,大脑会通过神经传达运动信息,使嘴巴咀嚼和吞咽。

十二对颅神经中,十对起源于脑干,主要控制头部的自主运动和结构。

虽然颅神经负责头部和颈部的感觉和运动,但脊神经负责身体的感觉和运动。脊神经将体感信息传入脊髓,然后将运动信息从脊髓传出。

这些信号随后被传输到大脑进行处理。脊神经控制头部和颈部以下身体的其余部分的功能和运动(Akinrodoya & Lui, 2020)。

损伤

由于SNS负责接收感觉信息和运动运动,因此该系统受损的症状包括麻木、肌肉无力和疼痛。

糖尿病是外周神经系统(PNS)神经病变最常见的原因,但损伤也可能是自身免疫疾病、感染和创伤的结果。通过损伤导致的神经损伤可能会影响SNS的传入和传出路径的功能。

许多涉及感觉和运动控制的疾病可能是由于CNS、PNS或肌肉本身的问题引起的。由于SNS覆盖的功能范围广泛,这些疾病可能局限于身体的特定区域,也可能广泛且普遍。

一些情况可能是由于神经元的轴突问题(轴突神经病变)或可能是由于神经元的保护层问题(脱髓鞘神经病变)(Akinrodoya & Lui, 2020)。

神经病变示意图

运动神经元疾病是由于神经元死亡引起的,是一种神经退行性疾病。最终,患有这种疾病的人的肌肉会退化,导致功能丧失。

多发性硬化症是一种自身免疫疾病,会导致周围神经的破坏,从而引起各种感觉和运动问题。

虽然这些疾病并不总是可以预防的,但有一些生活方式的改变可以帮助防止SNS损伤/减弱的可预防症状。

这包括坚持健康饮食以维持健康体重,不吸烟,避免饮酒,定期锻炼,纠正维生素缺乏以减少发展问题的机会。

参考文献

Akinrodoye MA, Lui F. 神经解剖学,躯体神经系统StatPearls [互联网]。Treasure Island(FL):StatPearls Publishing。更新于2020年4月2日。

Cuevas, J. (2015). 躯体神经系统生物医学科学参考模块。Elsevier。

Dorland, W. A. N. (2011). _多兰插图医学词典电子书_。Elsevier Health Sciences。

Fukudo, S. (2012). 下丘脑-垂体-肾上腺轴在胃肠生理中的作用。见:胃肠生理学(第791-816页)。Elsevier Inc。

Rea, P. (2014). 神经系统简介。颅神经临床解剖学;Rea, P. 编;Academic Press:Cambridge, MA, USA。


引用来源

本文翻译自以下网站:

simplypsychology.org

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