第三篇神经系统(生物电)

人体生物电1．生物电的发现所有生物都有生物电现象，生物电是指生命过程中产生的电流或电压。

首先发现生物电的是一位意大利的生物学家伽伐尼（L．A．Galvani，1737—1798)。

1780年11月某天他偶然发现,当金属刀的刀尖碰到被解剖的青蛙腿外露的神经时，蛙腿会发生抽搐现象，这是什么原因呢?几年后，在伦敦的博物馆,他看到了展示的“电鳗”,当人用两只手同时接触这种鱼的头部和尾部时，会产生一种被电麻的感觉，这说明“电鳗"能放电,于是他立刻想到蛙腿的抽搐，难道这不正反映了青蛙体内存在着一种生物电吗？经过了一系列研究,他证实了生物电的存在.1792年，他发表了著名论文《论肌肉运动中的电力》，引起世人瞩目。

实验已揭示，不仅动物，所有生物都有生物电活动,生物电现象是自然界普遍存在的一种电现象。

2．人体生物电产生的原因目前被公认的一种基本观点是：生物电来源于细胞的功能。

细胞是有细胞膜、细胞核和细胞质组成。

细胞膜的结构很复杂,它一方面把细胞与外界环境分开，同时膜上又存在一些孔道，允许细胞与周围环境交换某些物质。

实验测得在细胞内、外存在多种离子,膜内主要是钾离子（K+）及一些大的负离子基团（A-)（A-不能通过细胞膜）,膜外主要是钠离子（Na+）和氯负离子(Cl-）。

在不受外界刺激的静息状态下，实验测得活细胞的细胞膜外部带正电、内部带负电,即膜内侧电位约为—90～70毫伏.这种电位称为静息电位.当细胞受外界刺激时，能作出主动反应，称为细胞的兴奋。

生理学上将那些兴奋较强的组织，如神经、肌肉和腺体等统称为可兴奋组织。

它们的细胞所作出的主动反应是表现在当外界刺激强度达到一定阈值时，细胞膜对离子的通透性会发生突然变化,最后使电位发生改变。

细胞内的电位可从负电位突然变为正电位（约20~30毫伏)，大约在不到1豪秒的时间内,很快又恢复到原来的静息电位.这种变化的电位称为动作电位。

有些细胞（如神经细胞和心机细胞）不仅在外界刺激下能产生动作电位，而且有传导兴奋的功能.神经系统正是靠传导各种兴奋对人体各器官的生理过程起到了调节作用,使人体生命活动正常进行。

生物电与人体作者：李丽杰来源：《东方教育》2016年第08期“电”对大家来说是最熟悉的，现代生活谁都离不开它。

它每天都给我们带来无尽的方便和欢乐，无法想象现代社会如果没有电将会是什么样子。

正如马克思所说“世界上几乎没有一件事物的发生、变化不伴随著电现象的产生”。

不仅仅日常生活与电密切相连，就连我们身体也是一刻离不开电的。

一、生物电的发现生物电是指生命过程中产生的电流或电压。

首先发现生物电的是意大利的生物学家伽伐.1780年11月某天他偶然发现，当金属刀的刀尖碰到被解剖的青蛙腿外露的神经时，蛙腿会发生抽搐现象，这是什么原因呢？几年后在伦敦博物馆他看到了所展出的“电鳗”，当人用两只手同时接触这种鱼的头部和尾部时，会产生一种麻电的感觉，这说明“电鳗”能放电，于是他立刻想到蛙腿的抽搐，难道这不正反映了青蛙体内存在着一种生物电吗？经过系列研究，他证实了生物电的存在。

实验揭示，生物电现象是自然界普遍存在的一种电现象。

二、人体生物电的由来人体的生命活动伴随着生物电现象。

目前被公认的一种基本观点是：生物电来源于细胞的功能。

细胞是由细胞膜，细胞核和细胞质组成。

细胞膜的结构很复杂，它一方面把细胞与外界环境分开，同时膜上又存在一些孔道，允许细胞与周围环境交换某些物质。

实验测得在细胞内外存在多种离子，膜内主要是钾离子及一些大的负离子基团（）（不能通过细胞膜），膜外主要是钠离子和氯负离子，在不受外界刺激的静息状态下，实验测得活细胞膜外部带正电、内部带负电，即膜内侧电位低于膜外侧。

若取膜外电位为零，则膜内侧电位约为-90～-70毫伏。

这种电位称静息电位。

当细胞受到外界刺激时，能作出主动反应，称为细胞的兴奋。

那些兴奋较强的细胞所作出的主动反应是表现在当外界刺激强度达到一定阈值时，细胞膜对离子的通透性会发生突然变化，更多的钠离子内流，导致细胞膜内外离子浓度发生变化，最后使电位发生改变。

细胞内的电位可从负电位突然变为正电位，大约在不到1毫秒时间内，很快又恢复到原来的静息电位。

生物电自然界的一切生物体都能产生电，这种由生物体产生的电就称为“生物电”。

对于生物电现象的研究，是在人类对电现象的一般规律和本质有所认识以后，并随着电测量仪器的精密化而日趋深入。

人的任何一个细微活动都与生物电有关。

外界刺激、心脏跳动、肌肉收缩、眼睛开闭、大脑思维等，都伴随着生物电的产生和变化。

人体在某一部位受到刺激后。

感觉器官就会产生兴奋，兴奋沿着传入神经传到大脑。

大脑便根据兴奋传来的信息作出反应，发出指令，然后经传出神经将大脑的指令传给相应的效应器官。

它会根据指令完成相应的动作。

这一过程传递的信息一兴奋，就是生物电。

也就是说。

感官和大脑之间的“刺激反应”只要是通过生物电的传导来实现的。

心脏跳动会产生1—2毫伏的电压。

眼睛开闭产生5—6毫伏的电压。

读书和思考问题时大脑产生0.2—1毫伏的电压。

正常人的心脏、肌肉、视网膜，大脑的生物电变化都是很有规律的，因此将人体的心电图、脑电图、肌电图、视网膜电图与健康人作上比较，就可以发现疾病所在。

植物体内同样有电，为什么人的手指触及含羞草时它便“弯腰低头”？如含羞草的叶片受到刺激后，立即产生电流。

电流沿着叶柄以每秒14mm的速度传到叶片底座上的小球状器官，弓起球状器官的活动，而它的活动又带动叶片活动。

使得叶片闭合，不久电流消失，叶片就恢复原状。

定义/生物电生物电(Bioelectricity)是生物体产生的电，是指生物细胞的静电压，以及在活组织中的电流，如神经和肌肉中的电流。

生物细胞用生物电储存代谢能量，用来工作或引发内部的变化，并且相互传导信号。

组成生物体的每个细胞都像一台微型发电机。

一些带有正电荷或者负电荷的离子，如：钾离子、钙离子、钠离子、氯离子等，分布在细胞膜内外，使得细胞膜外带正电荷，膜内带负电荷。

当这些离子流动时就会产生电流，并造成细胞内外电位差。

生命活动在不同层次（电子、离子、原子、基因、分子、细胞、组织、系统、整体等）的自身活动（包括思维、精神活动）时，以及生物活体和环境及外界刺激相互作用时都会反映出来各种电磁现象。

生物电技术在人类健康中的应用生物电学是对生物体内电活动的研究。

人类身体系统中存在各种电生理过程。

随着科技的进步和研究的深入，生物电技术在人类健康中的应用越来越广泛。

一、生物电技术在心脏病诊疗中的应用心脏病是世界各国心血管病死亡率的主要原因。

心脏病的诊断和治疗需要依靠生物电技术。

心电图是一种最常用的生物电技术，它通过记录心脏电信号来判断心脏是否有异常，同时也可以根据心电图的结果选择合适的治疗方案。

除了心电图外，心脏起搏器是另一项有效的治疗心脏病的方法。

心脏起搏器会向心脏发出电信号，帮助调节心脏跳动的步伐。

现代的心脏起搏器可以根据病患的病情自动调节，并将数据上传到医生的监测中心，为医生调整治疗方案提供重要数据。

二、生物电技术在神经科学研究中的应用生物电学还能用于探索人类神经系统的神经活动。

EEG是一种主要的神经科学研究工具之一。

它可以记录神经元在大脑内产生的电信号，从而了解大脑内神经活动的规律和机制。

神经活动电位信号可以在人们注意到的事情之前被记录下来，这种现象被称为预判。

预判与人们的认知和注意力相关，也会受到不同的药物和疾病的影响。

因此，EEG技术对研究认知和与神经系统相关的疾病具有非常重要的意义，如帕金森病、脑瘫、麻痹性斜视等。

另一种很重要的生物电技术是磁共振成像(MRI)。

MRI可以通过记录人体组织内的磁场变化来绘制出人体各个方向的影像。

MRI是一种无创性、精细的图像技术，在神经系统、心血管系统、肿瘤学等领域有广泛的应用。

三、生物电技术在肌肉康复中的应用电刺激是一种肌肉康复和疼痛管理的有效方法。

在肌肉创伤的治疗中，电刺激可通过向受损肌肉提供电信号来增强其运动能力。

另外，电刺激还可以用于疼痛治疗、运动康复和肌肉松弛等。

在一些特殊情况下，人们的肌肉不能自主收缩。

在这些情况下，人工肌肉也可以通过电刺激进行弛缓和收缩。

这种技术在运动康复、临床治疗和康复健身中得到广泛应用。

总之，生物电技术在人类健康中的应用涉及到许多领域。

生物电是生物体所呈现的电现象。

其主要基础是细胞膜内外有电位差，即膜电位。

安静时膜电位之值通常为数十毫伏，内负外正，称“静息电位”。

当细胞膜被损伤时，膜电位减少或损失。

当可兴奋细胞（如神经元或肌肉细胞）受刺激而传导冲动时，其膜电位发生急剧变化，暂时可变为内正外负，称“动作电位”。

脑和心脏等器官所表现的复杂电变化，是它们的组成细胞电变化的总和。

脑电图和心电图等可以反映这些器官的功能状态，在临床诊断上被广泛地应用。

经络生物电说是经络实质假说之一。

实验发现，器官活动增强时，相应经络原穴电位增高；器官摘除，或经络线路通过的地方组织破坏，则相应经络原穴电位降低，甚至达于零。

创伤和骨折病例测定中的结果与上述现象一致。

故认为经络是人体内电的通路，从组织器官发出的电流，依其强度和量，沿着特殊导电通路行走，纵横交叉，遍布全身。

身体任何组织均可导电，故经络通路导电介质呈多样性。

它与神经系统有密切联系，但并不等于神经系统。

经络电通路说是经络实质假说之一。

根据用“经络测定仪”探测经络线上皮肤的电参量，对人体十二经脉测定的结果，其路线和所通过的各个经穴，基本上与古书的记载相同。

经络的电特性与人体的生理状况、内脏的疾患以及外环境的影响有密切关系。

经络电通路说认为人体本身就是一个放电体和导电体，其放电和导电的强度、方向和范围都有一定的规律性。

经络电测定可以反映经络活动的生物电现象和它的某些规律。

比如，当器官活动增强时，相应经络原穴的电位增高；器官摘除，或经络所经之处的组织被破坏则相应经络原穴的电位降低。

这个通路导电组织的多样性，即多种组织均可作为导电的介质。

这样形成的经络系统是独立存在的，但与神经系统有密切联系。

有人以四电极法测量人体皮下约2mm 处的导电特性，观察到：大多数人皮下的低电阻点都可以联接成与古典线走行基本相同、左右两侧对称的、稳定的低阻线；在受到刺激或机体的状况发生变化时，皮下的电阻值也会发生改变，但低阻线较之周围有更佳的稳定性。

人体神经系统的电生理特性在日常生活中，人们常常听到“电生理”这个词，但是很少有人真正了解它的含义和作用。

事实上，电生理是一个研究生物电现象和生物电信号的学科，被广泛应用于医学、生物科学、工程学等领域。

在人体中，神经系统是电生理现象的重要载体，本文将探讨人体神经系统的电生理特性。

一、神经元的电生理特性神经元是构成神经系统的基本单位，其主要功能是接收、处理和传递信息。

神经元的电生理特性主要表现在膜电位、动作电位等方面。

1. 膜电位神经元的细胞膜是由磷脂双层构成的，具有半导体特性。

在静息状态下，神经元细胞外液的电位为正，细胞内液的电位为负，这种状态称为“静息膜电位”。

当神经元受到刺激时，细胞膜通透性发生改变，使得离子向内或向外流动，导致膜电位的变化。

膜电位变化可以是负电位的增强，也可以是负电位的减弱，这取决于刺激的性质和神经元的特性。

2. 动作电位当刺激强度达到一定阈值时，神经元就会产生动作电位。

动作电位是指膜电位的瞬时反转和迅速恢复的现象，一般持续1至2毫秒。

动作电位的形成和传导是神经元接收、处理和传递信息的重要基础，也是下文将要介绍的“突触传递”过程的先决条件。

二、突触传递的电生理特性神经元之间的信息传递主要依靠突触。

突触是神经元之间的连接部位，可以将前面神经元的信号转化为后面神经元的信号。

突触传递的电生理特性主要包括神经递质和神经递质受体。

1. 神经递质神经递质是指突触前神经元释放的化学物质，用于传递神经信号。

目前已知的神经递质有几百种，包括兴奋性神经递质和抑制性神经递质等。

常见的神经递质有乙酰胆碱、多巴胺、谷氨酸等。

2. 神经递质受体神经递质受体是指突触后神经元表面的蛋白质，能够与神经递质结合并传递信号。

根据结构和功能的差异，神经递质受体可以分为离子通道受体和酪氨酸激酶受体等多种类型。

离子通道受体是最常见的一种，包括乙酰胆碱受体、谷氨酸受体等，它们能够使细胞膜通透性发生改变，导致膜电位变化和动作电位的产生。

人体解剖生理学神经系统部分四、神经组织：由神经细胞、神经胶质细胞组成。

神经细胞：接受、整合、传递信息。

神经胶质细胞：营养、保护、联系。

第一章神经系统第一节概述神经系统的组成神经系统组成：１、中枢神经系统：脑、脊髓；２、周围神经系统：脑神经（12对）、脊神经（31对）。

白质，灰质，神经核，神经节中枢神经系统(CNS)的重要部位及机能：（１）脊髓（２）脑：大脑（皮层、基底神经节）间脑（丘脑、下丘脑）脑干（中脑、桥脑、延脑）小脑二、神经系统的进化第二节神经的兴奋与传导一、刺激与反应：生理学上将凡能引起机体活动状态发生改变的任何因子称为刺激。

二、兴奋与兴奋性：兴奋：活机体接受刺激产生反应的过程。

兴奋性：活机体对刺激产生相应变化的能力。

三、引起兴奋的条件：（一）组织的机能状态。

（二）刺激的特征：１、刺激强度２、刺激时间３、强度变化率一、神经细胞的生物电现象四、细胞的生物电现象（一）静息电位（Resting Potential，RP）：又称膜电位或跨膜电位。

是细胞未受刺激时存在于膜两侧的电位差。

测得RP为-10 ~ -100mV的直流电位，内负外正，称极化。

RP负值加大称超极化，RP负值减小称去极化，去极化后电位回复称复极化。

阈电位Threshold potential：是诱发产生Ap，使Na+通道大量开放时的临界膜电位。

局部兴奋=局部反应（去极化）=局部电位<阈电位即阈电位以下的细胞膜的电位波动局部电流的定义：某一小段纤维因受到足够强的外加剌激而出现动作电位，在已兴奋的神经段和与它相邻的未兴奋的神经段之间，由于电位差的出现而发生电荷移动，称为局部电流(local current) 。

局部电位特点非全和无，随刺激强度增大，局部电位增大传导距离远，电位渐小称电紧张性扩布可以叠加或总合达阈电位产生AP局部电位特点①不是“全或无”②电紧张扩布③没有不应期动作电位特点①“全或无”现象②无衰减③时间短暂总和作用：同时或相继给予神经纤维两个或多个阈下刺激时，引起组织兴奋。

神经生物学复习知识点第一篇神经活动的基本过程第一章神经元和突触一、名词解释：神经元突触神经胶质细胞二、问答题：1. 神经元的主要结构是什么？可分为哪些类型？2. 简述突触的分类。

3. 试述化学突触的结构特征。

4. 试述电突触的结构特征。

5. 神经胶质细胞分为几种类型？第二章神经元膜的电学特性和静息电位一、名词解释：静息电位极化去极化超极化二、问答题：1. 神经元膜的物质转运方式有哪些？2. 通道介导的易化扩散的特性是什么？3. 简述钠钾泵的作用及其生物学意义。

4. 比较生物电记录技术的细胞外记录和细胞内记录。

5. 静息膜电位产生的基本条件是什么？6. 综述静息膜电位的形成机制。

7. 简述影响静息电位的因素。

第三章神经电信号和动作电位一、名词解释：局部电位突触电位阈电位动作电位离子电导兴奋兴奋性阈强度二、问答题：1. 离子学说的要点是什么？2. 简述局部电位的特征及其产生的离子机制。

3. 简述动作电位的特征。

4. 简述动作电位（锋电位）产生的条件及依据是什么？5. 综述动作电位-锋电位产生的离子机制。

6. 综述动作电位-后电位产生的离子机制。

7. 试以阈电位概念解释动作电位的触发机制。

8. 试述神经元的兴奋性及其影响因素。

第四章神经电信号的传递一、名词解释：化学突触传递兴奋性突触后电位(EPSP) 抑制性突触后电位(IPSP)突触整合突触可塑性二、问答题：1. 简述神经电信号传递及其传递方式2. 试述化学突触传递的基本过程和原理。

3. 比较EPSP和IPSP的产生及其特征。

4. 简述突触后电位的整合。

5. 简述突触传递的调制方式。

6. 简述突触可塑性及其产生机制。

7. 简述突触前抑制的产生机制及作用。

第五章神经递质和神经肽一、名词解释：神经递质神经调质戴尔原则二、问答题：1. 神经递质的种类有哪些？2. 确定神经递质的基本条件是什么？3. 简述Ca2+在神经递质释放过程中的作用。

4. 简述递质共存现象及其生理意义。

生物电的四种特征-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述生物电是指在生物体内产生并传播的电信号。

它是生物体中许多重要生理过程的基础，包括神经传导、心脏跳动、肌肉收缩等。

生物电的研究对于理解生物体的正常功能以及疾病的发生机制具有重要意义。

生物电具有四种特征，分别是特征一、特征二、特征三和特征四。

本文将对这四种特征进行详细介绍和分析。

在特征一部分，将介绍生物电的产生方式和来源。

生物电的产生主要通过离子通道的开闭来实现，离子通道的活动导致细胞内外的离子浓度发生变化，从而形成电位差。

不同细胞和组织的离子通道类型和分布不同，导致了生物电的多样性。

生物电的来源包括细胞内外的离子浓度梯度、神经电信号传导和细胞代谢等。

特征二部分将探讨生物电的传播方式和速度。

生物电的传播主要通过细胞间的质子或电子传递来实现。

它可以在神经纤维中以电信号的形式传递，也可以通过细胞间的细胞间隙连接来传播。

生物电传播的速度与传播介质的电导率、离子浓度、温度等因素密切相关。

在特征三部分，将讨论生物电的调控和调节机制。

生物电的产生和传播过程受到多种调控机制的影响，包括离子通道的开闭、神经递质的释放、细胞间的信号传递等。

这些调控机制不仅决定了生物电的强度和频率，还与生物体内平衡和稳态的维持密切相关。

特征四部分将介绍生物电在医学和生物工程领域的应用。

生物电技术可以被用于医学诊断、治疗和监测，如心电图、脑电图和电生理记录等。

此外，生物电还被广泛应用于生物工程领域，包括神经电刺激、生物导航和细胞生物电通讯等方面。

通过对生物电的四种特征的深入探讨，我们可以更好地理解生物体内电信号的本质及其在生理和病理过程中的重要作用。

深入研究和应用生物电技术将为医学和生物工程领域的发展带来更多的机遇和挑战。

1.2文章结构【1.2 文章结构】本文分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，我们将概述生物电的概念和重要性，并介绍文章的结构和目的。

在正文部分，我们将详细讨论生物电的四种特征，包括特征一、特征二、特征三和特征四。