1、第 8 單元,大腦迷思-大腦與神經,【本著作除另有註明外，採取創用CC姓名標示非商業性相同方式分享台灣2.5版授權釋出】,輻射對稱的動物神經系統形成神經網。例如：水螅,I. 神經系統的演進,A. 水螅 (刺胞動物),神經網,神經元,Stephen Friedt Original uploader was Coveredinsevindust at en.wikipedia,臺灣大學 羅竹芳 增修,大部分的兩側對稱生物則出現以下特徵,B.渦蟲 (扁型動物),C. 水蛭 (環型動物),D. 昆蟲 (節肢動物),E. 烏賊 (軟體動物),頭部化 (cephalization)：感覺器官聚集在頭端中央
2、化 (centralization)：出現中樞神經系統,臺灣大學 羅竹芳 增修,臺灣大學 羅竹芳 增修,臺灣大學 羅竹芳 增修,臺灣大學 羅竹芳 增修,大腦,脊髓,Cranial nerve腦神經,Ganglia outsideCNS 神經結,脊神經,中樞神經系統 CENTRAL NERVOUSSYSTEM (CNS),週邊神經系統PERIPHERALNERVOUSSYSTEM (PNS),脊椎動物非常地頭部化及中央化,感覺受器,感覺輸入,協調、統合,運動輸出,運動器,週邊神經系統,中樞神經系統,大腦與脊髓,神經系统：中樞神經系統與週邊神經系統,中樞神經系統：統合資訊週邊神經系統：將訊息(感覺
3、)輸入、將訊息(運動)輸出,臺灣大學 羅竹芳,脊椎動物的神經系統與運作架構,神經系統,中樞神經系統,週邊神經系統,脊髓,腦,運動神經,感覺神經,內臟感覺系統,體感覺系統,體神經系統,自主神經系統,交感的,副交感的,神經元的構造,II. 神經系統的構造與銜接,臺灣大學 羅竹芳,髓鞘的形成過程,Chabacano,感覺神經元,運動神經元,聯絡神經元,樹突,樹突,軸突,細胞本體,細胞本體,細胞本體,真皮,作用器官（肌肉）,運動神經末端,神經元以其功能和傳輸的方向可分為三種：感覺神經元（sensory neuron），又稱傳入神經運動神經元（motor neuron），又稱傳出神經聯絡神經元(inte
4、rneuron）。,臺灣大學 羅竹芳,III. 神經訊息的傳遞,細胞膜,微電極 (細胞內),70 mV,微電極 (細胞外),化學能與電位能的轉換： 神經元在靜止狀態由於細胞膜內外離子 (Na+, K+) 濃度的差異會產生一微小的電位差細胞膜外正電荷較高細胞膜內負電荷較高 此電位差稱靜止膜電位,臺灣大學 羅竹芳,鉀-鈉離子與神經靜止膜電位之維持,鈉-鉀幫浦,神經元細胞膜,臺灣大學 羅竹芳,動作電位-動畫1,Original uploader was Phi-Gastrein at fr.wikipedia,動作電位-動畫2,video taken by Andreas Schwarze,動作電位
5、,過極化不反應期,靜止膜電位,再極化,去極化,時間毫秒,膜電位毫伏,動作電位,閥值,任何刺激都可能造成離子濃度的改變，當變化強度大於閥值時便會導致動作電位的產生動作電位產生時造成的去極化與過極化,軸突,第一個動作電位,Axonsegment,Na+,Na+,K+,K+,Na+,K+,第三個動作電位,第二個動作電位,動作電位產生後便會沿著軸突一路傳遞下去。,K+,動作電位的傳遞,Selket,臺灣大學 羅竹芳,動作電位傳遞到神經元末端 (突觸) 後，便會釋放出神經傳導物質刺激下一個神經元刺激。電位能 化學刺激 電位能,接受神經衝動的神經元,傳遞神經衝動的神經元,突觸,突觸間隙,受器,突觸小囊,神
6、經衝動,軸突,樹突,神經傳導物質,神經元之間的訊息傳遞主要靠化學反應完成,神經傳導物質釋放到突觸間隙中,神經毒：Neurotoxins,阻止突觸化學傳遞的物質河豚毒：抑制鈉離子通道雙鞭毛藻：抑制神經細胞內鈉離子運輸雪卡毒： 抑制神經細胞內鈉離子運輸箭毒蛙： 使鈉離子通道持續開啟 刺絲動物： 使動作電位末期的鈉離子通道延遲關閉,Wilfried Berns,Danleo,Pakmat,一個神經元可能會接受幾百個突觸的刺激，因此神經元會不會產生動作電位要視最後的刺激總和。,產生動作電位的要素,刺激總和,興奮性,抑制性,Gth768r,許多神經傳導物質是小分子的有機物乙烯膽鹼 (Acetylchol
7、ine)生物性胺類：腎上腺素、正腎上腺素、血清素、多巴胺 (Biogenic amines: epinephrine, norepinephrine, serotonin, dopamine)胺基酸 (Amino acids: aspartate, glutamate, glycine, GABA)多肽類 (Peptides: substance P and endorphins)氣體 (nitric oxide),IV. 神經傳導物質與人類生活,神經傳導物質對神經元所造成的影響有可能為興奮性的，也有可能為抑制性的，完全取決於受器的種類。有些生物性胺類由胺基酸衍生而來，同時具備荷爾蒙作用。如：
8、腎上腺素和正腎上腺素 (增加心跳速率)血清素與多巴胺 (影響睡眠、情緒、注意力及學習) 。,生物性胺類與許多疾病有關巴金森氏症 (Parkinsons disease) 是由於缺乏多巴胺。精神分裂症 (schizophrenia) 則是由於腦中多巴胺過度活化。,5. 有些藥物或物質作用在突觸部位，會放大或抑制神經傳導物質的正常效用咖啡因 (Caffeine)尼古丁 (Nicotine)酒精 (Alcohol)處方藥物或違法藥物,Tom Varco,Andr Karwath aka Aka,抗憂鬱症藥物 (如：百憂解 Prozac)即作用在突觸,血清素,受器,血清素與憂鬱症,百憂解會抑制血清素的
9、再吸收,突觸,臺灣大學 羅竹芳,淺談藥物成癮現象,有些藥物會活化突觸間刺激性神經傳導物質，或是增加其作用時間。如：古柯鹼 (Cocaine),傳遞者,古柯鹼,多巴胺,臺灣大學 羅竹芳,突觸,受體蛋白質,藥物分子,藥物成癮之因,神經遞質在正常突觸中被再吸收藥物分子防止神經遞質被吸收，導致對突觸後膜過渡刺激受體的數量減少當藥物移除時突觸較不敏感,臺灣大學 羅竹芳,V. 大腦,脊椎動物大腦皮層摺曲與腦的演化,中腦,後腦,前腦,大腦半球,間腦,中腦,脊髓,四週大的胚胎,六週大的胚胎,V. 大腦迷思,人類大腦的發育,脊髓,端腦,後腦,第四腦室,前腦,大腦,丘腦,下視丘,腦垂腺,中腦,後腦,橋腦,延腦,小
10、腦,脊髓,大腦皮質,胼胝體,大腦的整合能力來自大腦兩個半球皮層之間的分工合作與聯繫,左半腦,右半腦,胼胝體,modified image created by user:Looie496.original images created by John A. Beal, Ph.D.,頂葉,枕葉,顳葉,語言,運動皮層,體感覺皮層,語言,味覺,嗅覺,聽覺,聽覺有關區域,體感覺有關區域,閱讀,視覺有關區域,視覺,額葉,人類左大腦的功能區,瞭解大腦,我們對大腦的認識是由疾病、外傷等不幸事件逐漸獲得瞭解,臺灣大學 羅竹芳,現代科技有助我們瞭解大腦的功能,電腦斷層攝影 (Computer tomograph
11、y, CT)核磁共振顯影 (Magnetic resonance imaging, MRI)正子放射攝影 (Positron-emission tomography, PET),脊髓損傷中斷中樞神經和身體其他部分間的溝通,截癱或稱半身不遂(Paraplegia)是下半部身體的癱瘓四肢癱瘓(Quadriplegia)是從頸部以下神經細胞的研究(Research on nerve cells) 將能發展新的治療方法（類固醇藥物，生長因子，幹細胞）,2004/10/09，超人-克里斯多夫李維在紐約住家心跳暫停陷入昏迷，送醫後不治，死前一週他因褥瘡傷口，導致全身感染。此為癱瘓病患常見之併發症。,癱瘓與
12、幹細胞研究的思考(影片343),臺灣大學 羅竹芳,賞析-大腦的迷思(影片),大腦謎思討論議題,1.在我們日常生活周遭，不難碰到患有精神疾病及躁鬱症患者之患者，到底什麼樣的情況會被認定為精神疾病或是躁鬱症?這些患者有可能對於整體社會帶來何種影響?我們應該以何種態度去面對與看待此種伴隨而來的社會現象?試著以24個比利一書的主角作為實際案例進行探討社會觀感層面精神患者周遭人民的安全性考量、社會大眾的輿論壓力等法律層面精神患者之人權問題、有罪與無罪？醫療體系層面精神病院對待精神患者之方式、治療策略等2.男女兩種性別不論在生理、心理或是行為皆可輕易的觀察到許多不同之處，這些不同之處是基因決定了一切嗎?或
13、是因為後天社會行為上的差異而導致男女有所不同？ 先天基因決定論 vs.後天環境影響論 男腦女腦大不同基本構造？功能區域分布差異性？,參考書目與影片,書目：Campbell, N. A., Reece, J. B. and Taylor, M. R. 2003. Biology: concepts and connection, Ch 28, 4th edition, The Benjamin /Cummings Publishing Company, Inc., San Francisco, USA.Raven, P. H., Losos, J. B., Johnson, G. B., and
14、 Singer, S. R. 2005. Biology, Ch 45. 7th edition, The McGraw-Hill Publishing Companies, Inc., New York, USA. Purves, W. K., Sadava, D., Orians, G. H., and Heller, H. C. 2004. Life: The science of biology, Ch46. 7 edition, Sinauer Associates, Inc., Sunderland, USA.影片：Discovery 大腦謎思Discovery 大腦神經Disco
15、very 大腦感官Discovery 大腦與記憶National geographic 基因複製動作電位-動畫檔http:/commons.wikimedia.org/wiki/File:Macroglossum.stellatarum.video.ogg,版權頁5-1,版權頁5-2,版權頁5-3,版權頁5-4,版權頁5-5,本 ppt 內引用圖片之資料來源,GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation 請註明本著作採用GNU
16、Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation. 遵循其規定。並標明作者、網址。WIKI -This image has been (or is hereby) released into the public domain by its author.請註明本著作採用WIKI public domain 相關條款。遵循其規定。並標明作者、網址。創用CC-Creative Commons請註明本著作採用之創用CC授權條款，遵循其規定。並標明作者、網址。,圖片若出自相關的自由分享媒體資料庫，該圖片資料將標明使用規則標記、圖片網址出處、作品創作年、作者名。圖片若非出自相關的自由分享媒體資料庫，而該圖片又不屬於本PPT創作者，本PPT創作者雖已獲同意並經授權使用，然並無再授權之權利，凡此類圖片皆附有特別標記，使用者如需引用請遵循下列原則：請按版權頁說明上的授權規則，聯絡圖片所有權人。若有該圖片出處網址，則詳情請參考該網址版權頁中之引用原則。除另有標示，本PPT內容之相關圖片皆採用創用CC姓名標示非商業性相同方式分享台灣2.5版,版權頁面說明,
