**中枢神经系统(CNS)**是神经系统中由大脑和脊髓组成的部分。它处理有关身体及周围环境的信息,协调机体反应,并支持感知、思维、记忆和行为。它与外周神经系统共同将感觉输入与运动输出联系起来,并调节许多不受意志控制的身体活动。下文主要介绍人类的中枢神经系统。(nichd.nih.gov)
解剖结构
脑位于颅腔内,脊髓则位于椎管内。成人脑在解剖上分为四个主要区域:大脑、间脑、脑干和小脑。这些区域内的神经环路相互连接,并非各自独立运作的控制中心。(openstax.org)
大脑由两个半球组成。其表面具有褶皱的外层称为大脑皮层,参与感觉信息处理、随意运动和高级认知功能。皮层下方分布着白质及称为神经核的神经元群。胼胝体是连接左右大脑半球的一条主要白质通路。间脑包括负责处理和中继信息的丘脑,以及通过自主神经和内分泌机制调节稳态的下丘脑。(openstax.org)
脑干由中脑、脑桥和延髓组成。它连接脑与脊髓,内部的通路和神经核参与感觉信息处理、运动、呼吸及心血管功能调节。与脑干相连的小脑参与运动协调及后天习得的运动技能的执行。(openstax.org)
脊髓内有向脑传递信息的上行通路,也有向脊髓神经环路传递指令的下行通路。脊髓还在局部整合感觉输入,参与反射和协调运动。其后部主要接收感觉信息,前部则包含与运动输出有关的神经元。(ninds.nih.gov)
细胞与组织结构
主要负责信号传递的细胞是神经元。典型的神经元具有细胞体、称为树突的接收信号的突起,以及向其他细胞传递信号的轴突。神经元通过称为突触的特化连接结构进行通信。在化学突触处,一个细胞释放的神经递质会影响另一个细胞的活动。神经元网络之间的通信是中枢神经系统各项功能得以协调的基础。(nichd.nih.gov)
神经胶质细胞以多种方式支持神经组织,包括维持局部化学环境、调节神经递质、提供结构支撑,以及清除受损的细胞物质。部分神经胶质细胞形成髓鞘,即包裹轴突的绝缘鞘层,有助于神经冲动高效传导。因此,神经胶质细胞积极参与神经系统的功能,而不只是填充神经元之间空隙的物质。(nichd.nih.gov)
中枢神经系统同时包含灰质和白质。灰质包括密集分布的神经元细胞体及其局部连接;白质则包含连接不同区域的轴突束。在大脑中,灰质构成皮层和深部神经核。在脊髓中,中央的灰质区域被白质包围,横断面上呈现特征性的蝴蝶状形态。(openstax.org)
保护机制与内部环境
颅骨和脊柱提供机械性保护。脑和脊髓周围包覆着三层膜,统称为脑膜,分别是外层的硬膜、中层的蛛网膜和内层的软膜。软膜紧贴神经组织表面,而蛛网膜下方的空间内含有脑脊液(CSF)。(ncbi.nlm.nih.gov)
脑脊液在脑室内及中枢神经系统周围循环。它为神经组织提供缓冲保护,并参与代谢废物的转运。脑脊液循环将内部液体腔隙与液体回流至全身循环的通路连接起来。(openstax.org)
血脑屏障调节循环血液与脑细胞外环境之间的物质交换。特化的毛细血管内皮细胞之间形成紧密连接,限制物质从细胞间隙通过;各种转运机制则控制许多物质穿过这些细胞的过程。支持细胞及周围结构有助于维持这一屏障。血脑屏障具有选择性,而非完全隔绝物质通行,并有助于维持神经信号传递所需的稳定环境。脉络丛处还存在一种独立的血液—脑脊液屏障。(ncbi.nlm.nih.gov)
功能整合
中枢神经系统的活动将有关外界刺激和身体内部状态的信息与适当的反应联系起来。感觉通路传递与视觉、听觉、触觉及其他感觉有关的信息。运动系统影响骨骼肌的活动,而中枢自主神经环路则参与调节心率、消化等不受意志控制的功能。(nichd.nih.gov)
思维、情绪和行为源于多个神经网络之间的通信。虽然特定区域具有可辨识的功能,但复杂活动依赖于不同区域之间的协作。因此,同一套总体解剖系统既支持有意识的体验,也支持无需有意识关注便会进行的重要生理过程。(nichd.nih.gov)
发育
在胚胎发育早期,神经管形成,成为脑和脊髓的前身。其头端部分发育为脑,其余部分则形成脊髓。神经管闭合不全可导致累及这些结构的先天性异常。(nichd.nih.gov)
发育中的神经元会迁移、获得特化的细胞特征,并与其他细胞建立连接。它们的位置、形态和信号传递特性,部分取决于来自邻近细胞的发育信号。这些过程构建起此后支持感觉、运动和认知功能的神经环路。(ninds.nih.gov)
疾病与检查
中枢神经系统疾病包括脑卒中等血管性疾病、创伤性损伤、感染、发育异常、退行性疾病、癫痫发作相关疾病及肿瘤。其影响取决于受累结构以及损伤的性质和程度。例如,脊髓损伤可使损伤节段以下的感觉、运动和自主神经调节功能受损。(ninds.nih.gov)
临床评估将病史采集、神经系统查体与有针对性的辅助检查相结合。查体评估感觉、运动、协调、平衡、语言和记忆等功能。磁共振成像、其他影像学检查,以及血液或脑脊液分析,可从不同方面提供有关神经系统结构和疾病过程的信息。(ninds.nih.gov)