神經系統與協調

基礎

神經系統由腦、脊髓和神經組成,負責接收訊息、處理和發出指令。神經元是基本單位,訊息以電訊號沿神經元快速傳遞 — 這個就是人體可以即刻反應的原因。

適合:中三科學 · 單元:健康的身體 · 建議學習路徑第 1/11 課

學完呢課,你會識:
  • 刺激 → 感受器 → 感覺神經元 → 中樞 → 運動神經元 → 反應器
  • 神經元用電訊號,速度極快
  • 腦和脊髓是處理中心
科學Science

§課文原文 Passage

1人體由幾十萬億個細胞組成,要令他們合作無間,就要靠一套快速的訊息網絡——神經系統。他由腦、脊髓同遍佈全身的神經組成,訊息以電訊號形式傳遞,速度可以達到每秒過百米。

2神經系統的基本單位是神經元。每個神經元有細胞體同長短不一的突起,訊息由一端傳到另一端,再交給下一個神經元,好像接力賽。感覺神經元負責將身體各處的消息傳返中樞;運動神經元就將命令由中樞傳去肌肉同腺體。

3中樞神經系統由腦同脊髓組成,是處理資訊的「總部」。腦負責思考、記憶同決策;脊髓除了傳遞訊息,還會處理一部分快速反應。當你摸到熱水鍋,手指未感到痛,手已經縮了——因為這個反應在脊髓層面已經完成。

1重點摘要 Summary

神經系統由腦、脊髓和神經組成,負責接收訊息、處理和發出指令。神經元是基本單位,訊息以電訊號沿神經元快速傳遞 — 這個就是人體可以即刻反應的原因。

2生字卡 Vocabulary

C
Central nervous system (CNS)中樞神經系統

腦和脊髓,負責處理訊息和發出指令。

N
Neurone神經元

神經系統的基本細胞,長條狀,專責傳遞訊息。

S
Stimulus刺激

環境變化,例如光、聲、溫度、觸碰。

E
Effector反應器

執行反應的部分:肌肉或者腺體。

R
Receptor感受器

偵測刺激的構造,例如眼睛中的光感受器、皮膚的觸覺感受器。

S
Sensory neurone感覺神經元

將感受器接收的訊息傳往中樞神經系統的神經元。

M
Motor neurone運動神經元

將中樞的指令傳往反應器的神經元。

N
Nerve神經

多條神經元纖維捆成的束,像一條電纜。

B
Brain腦

中樞神經系統的一部分,負責思考、記憶和決策。

3逐步講解 Steps

  1. 刺激出現刺激是指環境中任何能引起身體反應的變化,例如光線照進眼睛、手指被針刺、鐘聲響起。身體各處的感受器專門偵測不同刺激:眼中的光感受器對光敏感,皮膚的觸覺和熱感受器對接觸與溫度敏感。感受器受刺激後,便把刺激轉為神經訊息,交給神經系統處理;若沒有感受器,身體便無法察覺環境的變化,更遑論作出反應。
  2. 訊息入中樞感覺神經元把感受器產生的訊息,以電訊號形式傳往中樞神經系統,即脊髓或腦。電訊號沿神經纖維傳導的速度極快,可達每秒超過一百米,所以身體幾乎在刺激出現的同一瞬間已有感覺。傳導迅速是人體能即時應對環境的重要原因;如果感覺神經元受損,訊息無法送達中樞,身體便會喪失對應刺激的感覺。
  3. 中樞處理訊息到達中樞神經系統後,由腦或脊髓分析並決定反應方式。腦是高級中樞,負責思考、記憶、語言和自主決策;脊髓則處理部分快速反應,例如縮手不必等待腦下令,先行動後知覺,為身體節省寶貴時間。中樞把來自全身的訊息整合起來,協調各器官一致行動,這正是「協調」一詞在生物學中的含義。
  4. 指令出中樞中樞決定反應後,運動神經元把指令由腦或脊髓傳往反應器,即肌肉或腺體;肌肉收到指令便收縮,腺體則分泌物質。易錯提示:訊息必須經過中樞處理,不能由感受器直接傳往肌肉,這是考試中最常見的錯誤。感受器、感覺神經元、中樞、運動神經元與反應器五個環節缺一不可,作答時要按次序寫齊。
  5. 產生反應反應器執行指令,產生可見的反應:肌肉收縮令手縮回、令骨骼移動,腺體則分泌汗液或消化液等。整個由刺激到反應的流程往往少於一秒,所以人體能對環境變化作出即時反應,例如閃光入眼便立刻眨眼、物件飛來便馬上閃避。反應快而準確,正是神經系統以電訊號傳遞訊息的直接好處。
  6. 神經元的構造神經元是神經系統的基本單位,由細胞體和突起組成:樹突負責接收訊息並把訊息傳向細胞體;軸突把訊息帶離細胞體,交給下一個神經元或反應器。許多神經纖維外面包圍着絕緣的髓鞘,令電訊號傳導更快更穩定。訊息在神經元之間只沿單一方向傳遞,由樹突進入、軸突送出,所以整條神經路徑井然有序,不會出現混亂。

4圖解 Diagrams

反射弧 Reflex Arc:刺激 → 反應感受器Receptor (skin)感覺神經元Sensory neurone脊髓Spinal cord (relay)運動神經元Motor neurone反應器Effector (muscle)唔經大腦決策 → 快!No brain decision → fast!例:手指掂熱鍋 → 未覺痛先縮手 Hand pulls back before the pain arrives
圖 1:反射弧

5例題示範 Example

描述:你行街時見到朋友揮手,你即刻揮手回應 — 訊息經過哪裡?

  1. 刺激:光(見到揮手)→ 眼睛感受器
  2. 感覺神經元 → 腦(CNS)
  3. 腦處理、認出朋友、決定揮手
  4. 運動神經元 → 手臂肌肉(反應器)
  5. 反應:揮手
  6. 答案:訊息路徑:感受器(眼)→ 感覺神經元 → 腦(中樞神經系統,認出朋友並決定回應)→ 運動神經元 → 反應器(手臂肌肉收縮,完成揮手)。要點:訊息必須經中樞處理,不能由感受器直達肌肉;作答時把五個環節按次序寫齊,並註明每部分的功能,答案才算完整。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 以為訊息可以由感受器直接傳去肌肉
✓ 一定要經中樞神經系統(腦/脊髓)處理,才傳去反應器。
✗ 神經元(neurone)同神經(nerve)混淆
✓ 神經元是單一細胞;神經是好多神經元捆成的「電纜」。
✗ 把感受器和反應器的角色混淆
✓ 感受器負責偵測刺激,例如皮膚的觸覺感受器;反應器負責執行反應,例如肌肉收縮、腺體分泌,兩者功能完全不同。
✗ 以為訊息可以沿神經元來回雙向傳送
✓ 每個神經元只沿單一方向傳遞:感覺神經元只把訊息傳入中樞,運動神經元只把指令傳出,方向不會倒轉。

75 題快測 Quick check

Q1神經系統的基本單位是什麼?

Q2中樞神經系統包括哪兩部分?

Q3反應器(effector)是指什麼?舉個例。

Q4感覺神經元與運動神經元的功能有何不同?

Q5神經訊息以什麼形式傳遞?速度大約多少?

8重點回顧 Recap

  • 刺激 → 感受器 → 感覺神經元 → 中樞 → 運動神經元 → 反應器
  • 神經元用電訊號,速度極快
  • 腦和脊髓是處理中心
  • 神經元是單一細胞;神經是許多神經元捆成的束
  • 感覺神經元傳入中樞,運動神經元傳出指令

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