1、.,動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與 機(jī)能的演化,陳章,.,前言,神經(jīng)系統(tǒng)是由應(yīng)激性高度發(fā)展的神經(jīng)細(xì)胞(即神經(jīng)原)和一些特殊的結(jié)締組織細(xì)胞 (神經(jīng)細(xì)胞膠質(zhì))等所組成。動(dòng)物必須尋找食物和躲避敵害以維持生命活動(dòng)，其中絕大部分還必須為了繁衍后代而尋找配偶和進(jìn)行生殖活動(dòng)。在這些活動(dòng)中神經(jīng)系統(tǒng)起者對(duì)信息進(jìn)行接受、傳導(dǎo)、處理、綜合的作用。,.,神經(jīng)系統(tǒng)的基本單位神經(jīng)元,.,無(wú)脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程,. 神經(jīng)系統(tǒng)的雛形 .原始的神經(jīng)系統(tǒng) .網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng) .梯式神經(jīng)系統(tǒng) .鏈狀神經(jīng)系統(tǒng) . 索狀神經(jīng)系統(tǒng),從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,.,.神經(jīng)系統(tǒng)的雛形,原生動(dòng)物門(mén)纖毛綱中的草履蟲(chóng)，每一根纖 毛是由位于表膜下的一個(gè)基體發(fā)出來(lái)得，每個(gè)基

2、體發(fā)出一細(xì)纖維，向后伸展一段距離與同排的纖毛小根聯(lián)系起來(lái)，成為一束縱行纖維，各種小纖維連接成網(wǎng)狀，它們有傳導(dǎo)沖動(dòng)和協(xié)調(diào)纖毛的活動(dòng)的功能。,.,.原始的神經(jīng)系統(tǒng)（海綿動(dòng)物）,神經(jīng)元之間沒(méi)有真正的突觸性聯(lián)系，也沒(méi)有接受感覺(jué)和支配運(yùn)動(dòng)的技能。(不是真正意義的神經(jīng)系統(tǒng)) 具有兩種類型的神經(jīng)元 這與海綿動(dòng)物營(yíng)固著生活有密切關(guān)系,所以觸摸或擠壓海綿體的體表都會(huì)導(dǎo)致其身體的局部收縮， 不像腔腸動(dòng)物那樣受到強(qiáng)烈刺激就全身收縮。,.,.網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng) （腔腸動(dòng)物）,是動(dòng)物界中最簡(jiǎn)單最原始的神經(jīng)系統(tǒng) 。 神經(jīng)細(xì)胞之間一般以突觸相連接，也有非突觸的連接。 神經(jīng)細(xì)胞與內(nèi)、外胚層的感覺(jué)細(xì)胞、皮肌細(xì)胞相連接。 感覺(jué)細(xì)胞與皮

3、肌細(xì)胞形成神經(jīng)肌肉體系。腔腸動(dòng)物沒(méi)有神經(jīng)中樞，其神經(jīng)系統(tǒng)為擴(kuò)散神經(jīng)系統(tǒng)。,.,網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng) （腔腸動(dòng)物）,水螅的神經(jīng)系統(tǒng),1.最簡(jiǎn)單的網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng) 2.神經(jīng)細(xì)胞體位于皮層和外層的基部 3.神經(jīng)細(xì)胞伸出纖維相互連接(突觸),形成神經(jīng)網(wǎng) 4.無(wú)中樞和周圍之分,即神經(jīng)細(xì)胞分散 5.口錐部神經(jīng)細(xì)胞略多，但未集中，無(wú)中樞作用,.,網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng) （腔腸動(dòng)物）,腔腸動(dòng)物的突觸大多是電突觸，但也有化學(xué)突觸，因而神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)網(wǎng)上的傳導(dǎo)大多是多方向的，單向傳導(dǎo)是很少的。只要身體某部受到的刺激夠強(qiáng)，就能“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，往往引起全身的反應(yīng) 。沖動(dòng)在這種神經(jīng)網(wǎng)中的傳導(dǎo)速度為0.11.0米每秒。,腔腸動(dòng)物的突觸對(duì)神

4、經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)有調(diào)節(jié)作用，這在?？憩F(xiàn)得最為清楚 。,.,4.梯式神經(jīng)系統(tǒng),方面還保留著網(wǎng)狀的特性，即神經(jīng)細(xì)胞分散，并以突觸相連成網(wǎng)； 另一方面很多神經(jīng)細(xì)胞已集中而成身體腹面的2個(gè)神經(jīng)索和頭部的“腦”。這里所說(shuō)的“腦”只是形態(tài)學(xué)的腦，雖然神經(jīng)細(xì)胞很多，但功能上遠(yuǎn)未達(dá)到腦的水平。（渦蟲(chóng)的腦只是一個(gè)傳送信息的中轉(zhuǎn)站。腦沒(méi)有明顯的分析、協(xié)調(diào)等作用，還不能算是神經(jīng)系統(tǒng)的主導(dǎo)部分） 兩側(cè)對(duì)稱的神經(jīng)系統(tǒng)。,代表淡水渦蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)。,.,梯式神經(jīng)系統(tǒng),扁形蟲(chóng)頭側(cè)面有外耳。這種外耳有用來(lái)覓食的化學(xué)感應(yīng)器。扁形蟲(chóng)有單眼，單眼與腦神經(jīng)節(jié)相連，可以感光。通常扁形蟲(chóng)是避光的。,.,5.鏈狀神經(jīng)系統(tǒng),這種神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)細(xì)

5、胞集中成神經(jīng)節(jié)，神經(jīng)纖維聚集成束而成神經(jīng)，一系列的神經(jīng)節(jié)通過(guò)神經(jīng)纖維聯(lián)系在一起形成神經(jīng)索。每一段神經(jīng)節(jié)只能從身體的一個(gè)局部區(qū)域獲得感覺(jué)信息，也只能控制這個(gè)局部區(qū)域的肌肉。每個(gè)神經(jīng)節(jié)既管本體節(jié)的反射機(jī)能，也與鄰近幾節(jié)的反射活動(dòng)有關(guān)。環(huán)節(jié)動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物都有腹神經(jīng)索。,.,鏈狀神經(jīng)系統(tǒng)的特點(diǎn)：,鏈狀神經(jīng)系統(tǒng)已可分為中樞和外圍2個(gè)部分，腦和腹神經(jīng)索屬中樞系統(tǒng)，從腦和各神經(jīng)節(jié)伸到身體各部的神經(jīng)屬外圍系統(tǒng) 。 腦對(duì)于腹神經(jīng)索已處于優(yōu)勢(shì)的控制地位，腹神經(jīng)索是受制于腦的。 具有巨大神經(jīng)。這是由具有快速傳導(dǎo)功能的神經(jīng)纖維構(gòu)成的神經(jīng)。 能形成記憶。,.,.索狀神經(jīng)系統(tǒng),索狀神經(jīng)系統(tǒng)比鏈狀神經(jīng)系統(tǒng)更集中:兩條縱行神

6、經(jīng)索合二為一;前對(duì)神經(jīng)節(jié)合而為腦；食管下神經(jīng)節(jié)也由頭部后對(duì)神經(jīng)節(jié)愈合而成 各環(huán)的神經(jīng)節(jié)分段歸并 神經(jīng)節(jié)向前部集中，提高了頭化程度 腦發(fā)達(dá)，分為：前腦，中腦，后腦,.,無(wú)脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)比較,.,無(wú)脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)總結(jié),在演化階段上地位越高的動(dòng)物，其神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)達(dá)和復(fù)雜程度越高。 感覺(jué)器官和神經(jīng)組織向頭部集中。 兩側(cè)對(duì)稱的身體導(dǎo)致對(duì)稱的神經(jīng)、肌肉、感覺(jué)器官的形成。 神經(jīng)節(jié)的形成。 大量的神經(jīng)節(jié)向身體前部集中，形成腦,.,脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng),脊椎動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)一般分為兩大部分,即中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括脊髓和腦,周圍神經(jīng)系統(tǒng)包括脊神經(jīng)、腦神經(jīng)和植物性神經(jīng)。神經(jīng)系統(tǒng)的形態(tài)和機(jī)

7、能單位是神經(jīng)元。,.,脊椎動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng),在腦和脊髓的橫切面上,肉眼觀察可看到呈白色的部位稱白質(zhì),大部分為有髓神經(jīng)纖維所組成;呈灰色的部位稱灰質(zhì),由神經(jīng)細(xì)胞體及無(wú)髓神經(jīng)纖維所組成。在周圍神經(jīng)的神經(jīng)節(jié)是神經(jīng)元胞體聚集的地方。在中樞神經(jīng)內(nèi),神經(jīng)元胞體聚集成神經(jīng)核。,.,脊椎動(dòng)物各綱腦的比較,1.七鰓鰻 2.鱸魚(yú) 3.蛙 4.鱷 5.鴿 6.貓,.,左側(cè)大腦半球橫切面示腦皮的演變,1.原始階段 2.兩棲類 3.原始爬行類 4.高等爬行類 5.原始哺乳類 6.高等哺乳類,.,文昌魚(yú)神經(jīng)系統(tǒng),文昌魚(yú)沒(méi)有集中的感受器,也沒(méi)有明顯的腦的分化，只是神經(jīng)管的最前端管腔略膨大，代表腦的萌芽，相當(dāng)于脊椎動(dòng)物胚胎

8、時(shí)期神經(jīng)管前端剛膨大的階段。,.,圓口類神經(jīng)系統(tǒng),神經(jīng)管在圓口類已經(jīng)分化為腦和脊髓,已有集中的感受器,但因營(yíng)寄生半寄生生活,感受器和腦均不發(fā)達(dá),形態(tài)原始,腦的5個(gè)部分在一個(gè)平面上,沒(méi)有腦彎曲。嚴(yán)格的說(shuō),腦只有四部,即大腦、間腦、中腦及延腦。小腦極不發(fā)達(dá),未形成獨(dú)立結(jié)構(gòu)。,.,魚(yú)類神經(jīng)系統(tǒng),魚(yú)腦的形態(tài)較原始,腦小,一般不充滿于顱腔之內(nèi),腦彎曲度很小,在背面5部分均可看到。大腦主要是古紋狀體和古腦皮部分,其機(jī)能僅限于感嗅。魚(yú)類的學(xué)習(xí)能力很差,切除魚(yú)的大腦,除失去嗅覺(jué)而外,對(duì)外界刺激的反應(yīng)不表現(xiàn)顯著的破壞。中腦是腦的高級(jí)中樞。,.,兩棲類神經(jīng)系統(tǒng),和魚(yú)類相比,兩棲類的腦有了進(jìn)步性的變化,但在陸生四足

9、類中還處于較低級(jí)的水平,腦的彎曲不大,在背面腦的5個(gè)部分仍能看到,大腦半球的嗅葉大,側(cè)腦室已完全分開(kāi)。大腦半球出現(xiàn)原腦皮,具古紋狀體,主要機(jī)能仍是感嗅。中腦2個(gè)視葉分開(kāi)。兩棲類由于運(yùn)動(dòng)方式簡(jiǎn)單,缺乏多樣的積極活動(dòng),其小腦極不發(fā)達(dá),僅是一橫褶,位于第四腦室前緣。,.,爬行類神經(jīng)系統(tǒng),腦的各部都有很大的發(fā)展。腦彎曲較兩棲類顯著,背面看不見(jiàn)間腦。大腦兩半球增大,紋狀體大,出現(xiàn)新腦皮。紋狀體的重要性增加,其地位僅次于中腦。間腦的丘腦部分大,間腦頂上有松果體及頂器。中腦僅為一對(duì)視葉(蛇類中腦背面已分化為四疊體,在響尾蛇及蟒蛇很明顯)。在爬行類,視葉的作用開(kāi)始下降,但仍為高級(jí)中樞,重要性仍在紋狀體之上。小

10、腦由于運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜而比兩棲類發(fā)達(dá),水生爬行類的小腦更為發(fā)達(dá);鱷的小腦已有分化為中央的蚓部和兩側(cè)的小腦鬈的趨勢(shì)。延腦發(fā)達(dá),具有作為高級(jí)脊椎動(dòng)物特征的頸彎曲。,.,鳥(niǎo)類神經(jīng)系統(tǒng),鳥(niǎo)類具有較發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng)。鳥(niǎo)類有12對(duì)腦神經(jīng)。其主要的特點(diǎn)是：1、紋狀體高度發(fā)達(dá)。2、小腦很發(fā)達(dá)。3、視葉發(fā)達(dá)。4、嗅葉退化。 鳥(niǎo)類的中腦接受來(lái)自視覺(jué)以及一些低級(jí)中樞傳入的沖動(dòng)，構(gòu)成比較發(fā)達(dá)的視葉。小腦比爬行類發(fā)達(dá)得多，為運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)和平衡中樞。,.,鳥(niǎo)類神經(jīng)系統(tǒng),鳥(niǎo)類腦的體積較大,在脊椎動(dòng)物中僅次于哺乳類。腦的彎曲度大,特別是延腦的頸彎曲甚為明顯。大腦很膨大,向后遮蓋了間腦及中腦前部。大腦的增大主要是由于紋狀體的增大(新增加

11、上紋狀體)。鳥(niǎo)的大腦皮層仍是以原腦皮為主,新腦皮雖已出現(xiàn),但還是停留在爬行類的發(fā)展水平,高級(jí)中樞仍在中腦。鳥(niǎo)的嗅葉不發(fā)達(dá),與鳥(niǎo)的嗅覺(jué)不發(fā)達(dá)相關(guān)。鳥(niǎo)的眼大,視覺(jué)敏銳,飛翔時(shí)必須有精確的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),由此導(dǎo)致中腦視葉與小腦的發(fā)達(dá)。,.,哺乳動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)高度發(fā)達(dá)，主要表現(xiàn)在大腦和小腦體積增大，發(fā)展了新腦皮，腦表面形成了復(fù)雜皺褶（溝和回），大大增加了新腦皮的表面積。,哺乳類神經(jīng)系統(tǒng),.,哺乳類神經(jīng)系統(tǒng),腦的彎曲極大。大腦與小腦高度膨大,在背部只能見(jiàn)到大腦和小腦,間腦與中腦為大腦所掩蓋,延腦為小腦所掩蓋。大腦結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,大腦皮層為新腦皮,并處于極大發(fā)展的新階段,皮層中神經(jīng)元大量增加并移向表面,皮層面積增大,褶疊成溝與回。中腦的高級(jí)中樞的地位被大腦皮層所取代。低等哺乳類沒(méi)有溝回(如鴨嘴獸)或只有很少溝回(如針鼴、樹(shù)袋熊、刺猬等);高等哺乳類溝回多。單孔類與有袋類中原腦皮仍很明顯,與爬行類似。,.,在哺乳類以外各綱中作為最高運(yùn)動(dòng)中樞的紋狀體在哺乳類隨著新皮層的發(fā)達(dá)而退居次要地位,成為調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的皮層下中樞。大腦兩半球皮層之間的神經(jīng)聯(lián)系極為發(fā)達(dá),形成哺乳動(dòng)物特有的胼胝體(單孔類沒(méi)有胼胝體,有袋類的胼胝體尚不明顯)。間腦發(fā)達(dá),成