电子科技大学：《神经信息学基础 The Basis of Neuroinformatics》研究生课程教学资源（课件讲稿）第2章 神经信息传导的生理基础

《神经信息学基础》 电子科技大学研究生精品课程 第2章 神经信息传导的生理基础 夏阳 神经信息教育部重点实验室 电子科技大学医学院 xiayang@uestc.edu.cn 966

第 2 章 神经信息传导的生理基础 《神经信息学基础》 电子科技大学研究生精品课程 夏阳 神经信息教育部重点实验室 电子科技大学医学院 xiayang@uestc.edu.cn

内容： >中枢神经元的联络方式 >神经元的电活动 >神经信号的突触传递机制 >神经递质与受体 >脑电活动 电子科技大学研究生课程”神经信忌学基础

Ø 中枢神经元的联络方式 Ø 神经元的电活动 Ø 神经信号的突触传递机制 Ø 神经递质与受体 Ø 脑电活动 内容： 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础

一、中枢神经元的联络方式 神经细胞（神经元） dendrite 能感受刺激传导冲动，整合信息 (B) microglia 口神经胶质细胞 gray matter blood astrocyte vesse axon white matter 保护支持、分隔、营养神经元 myelin sheath oligodendrocyte 中枢神经系统的细胞构成 电子科技大学研究生课程”神经信忌学基础

一、中枢神经元的联络方式 p 神经细胞（神经元） 能感受刺激传导冲动，整合信息 p 神经胶质细胞 保护支持、分隔、营养神经元 中枢神经系统的细胞构成 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础

神经元的四个重要的功能部位 Component Sensory Motor Local Projection Neuroendocrine Model Signal neuron neuron intemeuron interneuron cell neuron Input Excitatory input signal Trigger Trigger signal Conduction signal Conductile (action potential) Output Output or Capillary secretory Muscle Neurotransmitter signal (1)胞体或树突膜上的受体部位 (2)产生动作电位的起始部位 (3)传导神经冲动的部位 (4)引起递质释放的部位 电子科技大学研究生课程”神经信忌学基础

神经元的四个重要的功能部位 （1）胞体或树突膜上的受体部位 （2）产生动作电位的起始部位 （3）传导神经冲动的部位 （4）引起递质释放的部位 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础

中枢神经元的相互联系 传入神经 传出神经 dendrites cell bodies axons 感受器 神经中枢 效应器 神经系统中任意两个神经元都可能发生联接关系 一个神经元的神经冲动可以传送至包括自身在内的神经元 一个神经元可以接受包括自身在内的神经元的神经冲动

中枢神经元的相互联系 n 神经系统中任意两个神经元都可能发生联接关系 n 一个神经元的神经冲动可以传送至包括自身在内的神经元 n 一个神经元可以接受包括自身在内的神经元的神经冲动 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础

(A)convergent (B) divergent (C) feedforward (D)feedback (E)recurrent excitation excitation excitation excitation (lateral) excitation 兴奋性汇聚 兴奋性辐散 前馈兴奋 反馈兴奋 侧兴奋 (F)feedforward (G)feedback (H) recurrent lateral () disinhibition inhibition inhibition (cross)inhibition inhibition 前馈抑制 反馈抑制 交互抑制 侧抑制 去抑制 常见的神经回路基序 电子科技大学研究生课程”神经信忌学基础

常见的神经回路基序 兴奋性汇聚 兴奋性辐散 前馈兴奋 反馈兴奋 侧兴奋 前馈抑制 反馈抑制 交互抑制 侧抑制 去抑制 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础

辐散式连接 一个神经元的轴突通过分 支与多个神经元建立突触 联系，使一个神经元的活 动引起多个神经元同时活 动（兴奋抑制）。 辐散式联系 电子科技大学研究生课程“神经信息学基础

辐散式连接 一个神经元的轴突通过分 支与多个神经元建立突触 联系，使一个神经元的活 动引起多个神经元同时活 动（兴奋/抑制)。 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础

会聚式连接 同一神经元胞体和树突可接受不同 轴突的突触联系，使许多神经元的 作用引起同一神经元兴奋发生总和， 或使来自不同作用神经元兴奋和抑 制在同一神经元发生整合。 会聚式联条 电子科技大学研究生课程“神经信息学基础

会聚式连接 同一神经元胞体和树突可接受不同 轴突的突触联系，使许多神经元的 作用引起同一神经元兴奋发生总和， 或使来自不同作用神经元兴奋和抑 制在同一神经元发生整合。 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础

链锁状(chain circuit) 从空间上扩大活动范围 链锁状联象 环状联系（recurrent circuit) 通过回返式抑制性反馈使兴奋活 动及时终止或由于反复的兴奋反 馈使活动加强或的时间延长。 环状联条 学研究生课程神轻信息李基础

环状联系（recurrent circuit） 通过回返式抑制性反馈使兴奋活 动及时终止或由于反复的兴奋反 馈使活动加强或的时间延长。 链锁状（chain circuit） 从空间上扩大活动范围 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础

神经网络与神经回路的概念 > 由于神经元的功能是简单的，单一神经元无法完成人类神经系统所具有的高 级功能；而神经元又是神经组织的最基本单元，所以在神经元层次之上还有 更复杂、更高级的实现一些基本逻辑功能的神经结构，这些结构是由多个神 经元以某种特殊方式连接在一起形成的网络状功能组织。 >这些功能组织大致可以分为两类 >一类是由多个神经元聚集在一起，由少数几个神经元担当接收信息与输出处理结果的职能， 大部分神经元在内部以复杂的方式互相连接，以实现对不同类型的信息作不同的处理，用一个 神经集团实现单独的神经元实现不了的功能，以一个整体发挥作用，是构成更高级功能的逻辑 基础，这样的集团称为神经网络。 >另一类以首尾相连的方式存在，组成一个处理链路，链路中的神经元有层次之分，通过一 层一层的信息传递与转换，输入信息被变换成符合要求的输出信息，这样的链路完成特定的信 息加工任务，称为神经回路，最简单的神经回路就是反射弧(reflex arc)。 电子科技大学研究生课程”神经信忌学基础

Ø 由于神经元的功能是简单的，单一神经元无法完成人类神经系统所具有的高 级功能；而神经元又是神经组织的最基本单元，所以在神经元层次之上还有 更复杂、更高级的实现一些基本逻辑功能的神经结构，这些结构是由多个神 经元以某种特殊方式连接在一起形成的网络状功能组织。 Ø 这些功能组织大致可以分为两类 Ø 一类是由多个神经元聚集在一起，由少数几个神经元担当接收信息与输出处理结果的职能， 大部分神经元在内部以复杂的方式互相连接，以实现对不同类型的信息作不同的处理，用一个 神经集团实现单独的神经元实现不了的功能，以一个整体发挥作用，是构成更高级功能的逻辑 基础，这样的集团称为神经网络。 Ø 另一类以首尾相连的方式存在，组成一个处理链路，链路中的神经元有层次之分，通过一 层一层的信息传递与转换，输入信息被变换成符合要求的输出信息，这样的链路完成特定的信 息加工任务，称为神经回路，最简单的神经回路就是反射弧（reflex arc）。 神经网络 与 神经回路 的概念 电子科技大学研究生课程"神经信息学基础