神经系统
学习目标问题 2-6 神经系统各主要部分有什么功能？神经元有哪三种主要类型？
人们身体的神经系统（nervous system）由通过神经递质进行交流的神经元构成，该系统是一个交流网络，从外界和身体组织中获取信息，做出决定，并将信息和命令反馈给身体组织（图2.6）。一言以蔽之，大脑和脊髓所构成的中枢神经系统（central nervous system，CNS）是身体的决策者。外周神经系统（peripheral nervous system，PNS）负责收集信息，并将中枢神经系统的决定传递到其他身体部位。神经（nerve）就像轴突束形成的电缆，将中枢神经系统与身体的感受器、肌肉和腺体联系起来。例如，视神经就是由上百万个轴突捆绑形成的一条电缆，将信息从眼睛传递到大脑（Mason & Kandel, 1991）。
图2.6 人类神经系统的功能划分
在神经系统中，信息通过三种类型的神经元进行传播。感觉（传入）神经元［sensory（afferent）neuron］将来自身体组织和感受器的信息向内传递（因此，它们是传入型的）到大脑和脊髓进行处理。运动（传出）神经元［motor（efferent）neuron］将指令从中枢神经系统向外传递到身体的肌肉和腺体。在感觉输入和运动输出之间，信息还通过中间神经元（interneuron）进行处理。人类的复杂性主要体现在这些神经元上。一个人的神经系统包含数百万个感觉神经元和运动神经元，以及数十亿的中间神经元。
感觉（传入）神经元：将来自身体组织和感受器的信息传入大脑和脊髓的神经元。
运动（传出）神经元：将来自大脑和脊髓的信息传出到肌肉和腺体的神经元。
中间神经元：大脑和脊髓内的神经元；中间神经元在内部交流，处理感觉输入和运动输出之间的信息。
躯体神经系统：外周神经系统中控制身体骨骼肌的部分，也叫骨骼神经系统。
自主神经系统：外周神经系统中控制腺体和不随意肌（如心肌）的部分，其中交感神经系统具备唤起作用，副交感神经系统能使人平静。
交感神经系统：自主神经系统的分支，能够唤醒身体，调动能量。
外周神经系统
人体的外周神经系统由躯体神经系统和自主神经系统两个部分组成，躯体神经系统（somatic nervous system）能够自主控制骨骼肌。朋友拍你的肩膀时，你的躯体神经系统会向大脑报告骨骼肌的当前状态，并传回指令，于是你转头看向同学。
人体的自主神经系统（autonomic nervous system，ANS）控制着腺体和不随意肌，影响诸如腺体活动、心跳和消化等功能（自主代表“自我调节”）。这个系统就像一辆自动驾驶的汽车，也会受到意识的影响，但通常是自行运转（自主）。
自主神经系统的两个分支具备两个重要功能（图2.7）。交感神经系统（sympathetic nervous system）能够唤起并消耗能量。如果你有什么害怕或觉得有挑战的事情，如渴望已久的工作面试等，交感神经系统将使你心跳加速，血压升高，消化速度下降，血糖升高，并通过大量出汗使身体降温，让你保持警觉并准备行动。面试结束后压力减弱时，副交感神经系统（parasympathetic nervous system）则会产生相反的效果，在使人平静的同时保存能量。交感神经系统和副交感神经系统一起工作，就像油门和刹车一样，使人处于一种稳定的内部状态，称为内稳态（更多内容见第11章）。
图2.7 自主神经系统的双重功能
自主神经系统能够控制更多的内部自主（自我调节）功能，其中交感神经系统能够唤醒身体并消耗能量，副交感神经系统则能够使身体平静并保存能量，进行常规的维护活动。例如，刺激交感神经会使心跳加速，刺激副交感神经则会使心跳减缓。
副交感神经系统：自主神经系统的分支，能够使身体平静，保存能量。
我最近在一次活动中感受到了自主神经系统的作用。在送我进磁共振仪进行肩部扫描前，操作员曾问我是否有幽闭恐惧症。我带着一丝大男子主义的豪迈，向她保证说：“没有，我很好。”几分钟后，当我仰面朝天，深陷在一个棺材大小的盒子里无法动弹时，我的交感神经系统表示了不同的看法。幽闭恐惧症一下子笼罩住了我，我的心脏开始跳动，感受到一种想要逃离的迫切冲动。就在准备大喊放我出去的时候，我感受到了副交感神经系统所发挥的平静作用。我的心率开始减缓，身体放松下来，尽管在这20分钟的“禁闭”结束前，我的唤醒水平还是再次激增了。操作员说“你做得不错！”，却不知道我的自主神经系统经历了过山车一般的过程。
自问
回想一下你感受到交感神经系统发挥作用的紧张时刻，那时你的身体发生了什么变化？紧张时刻过去之后，你是否能够感觉到副交感神经系统的反应？
检索练习
RP-9 请将下列神经元类型（i—iii）与相符的描述（a—c）进行连线。
RP-10 自主神经系统如何影响人的惊恐反应？意识到这是虚惊一场后，自主神经系统是如何令身体平静下来的？
答案见附录D
中枢神经系统
从神经元与其他神经元的“对话”开始，中枢神经系统的大脑和脊髓就变得复杂起来。
正是大脑造就了人们的人性，即思考、感觉和行动的能力。数以百亿计的神经元中，每一个都与数千个其他的神经元交流，形成一张不断变化的网络。一项估计显示，有人根据小型大脑样本的神经元数量推算出人类大脑大约有860亿个神经元（Azevedo et al., 2009; Herculano-Houzel, 2012）。
就像单个像素组合形成图片一样，大脑的单个神经元也会聚集形成工作群组，称为神经网络。为了理解其原因，斯蒂芬·科斯林（Stephen Kosslyn）和奥利维尔·科尼格（Olivier Koenig）曾呼吁人们思考“为什么会存在城市？为什么人们没有均匀分布在农村？”。就像人与人形成关系网络一样，神经元与附近神经元也会形成网络，从而进行简短迅速的连接；神经网络上的每一层细胞都会与下一层的各种细胞连接。如拉小提琴、说外语或解决数学问题等学习行为，会在经验强化联系的过程中出现。套用一位神经心理学家的话说，一起放电的神经元联系在一起（Hebb, 1949）。
脊髓是中枢神经系统的另一部分，是一条连接外周神经系统和大脑的双向信息高速公路。上行的神经纤维会上传感觉信息，而下行的纤维则会送回运动控制信息。管理反射（refex）的神经通路以及人们对刺激的自动反应，说明了脊髓的工作原理。简单的脊髓反射通路由单个感觉神经元和单个运动神经元组成，它们通常通过中间神经元进行交流。膝跳反射就涉及这样的简单通路，失去头颅尚有余温的尸体都能产生膝跳反射。
反射：一种对感官刺激的简单自动的反应，如膝跳反射。
另一种神经通路可以实现疼痛反射（图2.8）。当你的手指触碰火焰时，神经活动（受到热量刺激而产生）会通过感觉神经元到达脊髓中的中间神经元。中间神经元的反应是激活引导你手臂肌肉的运动神经元。由于这一简单的疼痛反射通路经过脊髓，随后直接传回信息，在大脑接收到引起疼痛的信息并做出反应之前，你的手就已经从蜡烛的火焰上缩回了。这就是为什么缩手不像你的选择，而像是手的自动反应。
图2.8 一个简单的反射
信息通过脊髓传入和传出大脑。如果脊髓上部遭到切断，人的下身就会瘫痪，不会感觉到疼痛，也不会感觉到快感。大脑与身体完全失去联系时，对于与受伤点以下脊髓有感觉和运动联系的身体部位，将会失去所有的感觉感知和自主运动能力。此时，尽管人会表现出膝跳反射，却感觉不到敲击。如果生殖器受到刺激，腰部以下瘫痪的男性也可能会勃起（这是一种简单反射）（Gomes et al., 2017; Hess & Hough, 2012），瘫痪情况相似的女性也可能会产生阴道润滑的反应，但他们的生殖器可能不会对色情图像产生反应，他们也失去了对生殖器的感觉，这取决于他们的脊髓切断的位置和程度（Kennedy & Over, 1990; Sipski et al., 1999）。感觉信息必须传达到大脑，身体上的疼痛或快感才会产生。