第2节 神经调节的基本方式
如果你的手不小心触到了火或尖锐的东西,你手上的感觉神经末梢接受到这种刺激,神经将信息传到神经中枢,神经中枢发出信息,你迅速地将手缩回。
反射与反射弧
上面描述的是一个缩手反射。像这样,在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应,叫作反射( reflex)。除了缩手反射,常见的反射还有眨眼反射、膝跳反射等。反射是神经调节的基本方式。完成反射的结构基础是反射弧(reflex arc)。反射弧包括哪些结构呢?下面以缩手反射和膝跳反射为例进行分析。
反射弧通常是由感受器,传入神经、神经中枢,传出神经和效应器(传出神经末销和它所支配的肌肉或腺体等)组成的。反射活动需要经过完整的反射弧来实现,如果反射弧中任何环节在结构、功能上受损,反射就不能完成。体检时医生敲击膝盖下方,如果你小腿正常抬起,不仅说明你下肢参与该反射的功能正常,也说明脊髓中相应中枢是完好的。
在反射活动中,感受器接受一定的刺激后,产生兴奋( excitation)。兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。感受器产生的兴奋沿着传入神经向神经中枢传导;神经中枢随之产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合;神经中枢的兴奋经过传出神经到达效应器;效应器对刺激作出应答。这就是反射的大致过程(图2-4)。
兴奋除了在反射弧中传导,还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导。例如,在上述缩手反射与膝跳反射中,兴奋还会从位于脊髓的低级中枢传导到大脑皮层从而产生相应的感觉,所以你会感觉到手被扎或腿被叩击了。
非条件反射与条件反射
缩手反射和膝跳反射都是与生俱来的,但也有一些反射是需要经过训练才能形成的。出生后无需训练就具有的反射,叫作非条件反射;出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射叫作条件反射。下面以狗的唾液分泌与铃声关系为例,说明条件反射的建立过程(图2-5)。
上面的实例说明,条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的。条件反射建立之后要维持下去还需要非条件刺激的强化。如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激,条件反射就会逐渐减弱,以至最终完全不出现,这是条件反射的消退。例如,铃声与食物多次结合,使狗建立了条件反射;如果之后铃声反复单独出现而没有食物,则铃声引起的唾液分泌量会逐渐减少,最后完全没有。条件反射的消退不是条件反射的简单丧失,而是中枢把原先引起兴奋效应的信号转变为产生抑制性效应的信号,铃声的出现不再预示着食物的到来。因此,条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系,是一个新的学习过程,需要大脑皮层的参与。
在个体的生活过程中,非条件反射的数量是有限的,条件反射的数量则几乎是无限的。条件反射的建立,是动物生存必不可少的。机体不能只依靠食到嘴边才产生进食动作,更不能只在身体遭受伤害时才启动防御反应。条件反射扩展了机体对外界复杂环境的适应范围,使机体能够识别刺激物的性质,预先作出不同的反应。因此,条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。