神経系の解剖と生理(1)Physiology(1)

神経系の解剖と生理(1)


神経系は中枢神経系と末梢神経系から成ります。看護学校の授業内容を一般の方向けにお知らせします。解りやすいことを志してもやはり専門用語が中心ですので、申し訳ありません。少しずつ書きます。


      
# 01 神経系の構成(1)      
      
 中枢神経系: 脳   
           脊髄   
      
 末梢神経系: 脳神経   
           脊髄神経   
           自律神経系   
      
 脳脊髄神経系(動物神経系): 脳 
                       脊髄 
                       脳神経 
                      脊髄神経 
      
 自律神経系 (植物神経系): 交感神経 
                       副交感神経 


          scan




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#03-1 表皮から脳・脊髄までの解剖      
      
      
 1)頭皮     
 2)帽状腱膜     
 3)筋肉     
 4)頭蓋骨ー骨膜、板間層、板間静脈、導出静脈     
 5)硬膜ー静脈洞、大脳鎌、小脳鎌、小脳テント     
 6)クモ膜ークモ膜下腔、クモ膜小柱     
 7)軟膜     
 8)脳     
      
      
 1)背中の皮膚     
 2)筋肉、靭帯     
 3)脊椎(脊柱管)ー骨膜     
 4)硬膜ー硬膜外腔     
 5)クモ膜ークモ膜下腔     
 6)軟膜     
 7)脊髄 


# 03-2 脳脊髄膜(髄膜)                                     
         
         
脳、脊髄を包んでいる結合組織性の膜である。         
脳、脊髄は頭蓋腔、脊柱管に守られている。         
         
硬膜、クモ膜、軟膜(柔膜)の3つがある。         
         
1)硬膜         
内外の2葉からなるが、内葉が本来の硬膜で、外葉は脊柱管や頭蓋腔の内面の骨膜である。         
         
脳硬膜:この2葉が分かれて静脈洞を形成する部分があるが、ほとんどは固く癒着して1枚の膜になっている。大脳縦裂に入り込んで、左右の大脳半球を分ける大脳鎌、大脳半球と小脳との間に入り込む小脳テント、左右の小脳半球の間に入る小脳鎌等も形成する。         
         
脊髄硬膜:内葉と外葉の間に脂肪組織や静脈叢があり、分れているので、脊髄硬膜は内葉のみを指す。         
         
2)クモ膜         
硬膜の内側にある薄い膜で、脳や脊髄を全体的に覆う。軟膜との間はクモ膜下腔と呼ばれ脳脊髄液が潅流している。クモ膜と軟膜はクモ膜小柱で結合している。         
硬膜静脈洞内に多数のクモ膜顆粒という突起を出し、脳脊髄液がここを通じて静脈洞内に排出される。         
         
3)軟膜         
脳溝の中に入り込んで脳の表面に密着している。血管に富んだきわめて薄い膜で、脳室内にも拡がって、脳室壁の一部も構成し、脈絡叢をつくる。         



# 04 脳室系と脳脊髄液の循環と吸収         
   
      
 1)脳脊髄液の産生        
         
 成人の髄液生産量は20ml/H、500ml/D、脳室とクモ膜下腔の髄液の全量が150mlで
​ あるから、計算上、髄液は1日3回入れ替わることになる。髄液の約80%が脈絡叢から分泌され、
​ 脈絡叢外では脳実質が産生源である。最近では、中枢神経系のあらゆる部位から産生されるとも
​ 言われている。​         
   性状は水様透明で、ごくわずかの細胞、タンパク質、糖を含む。        
   Na濃度が高く、重炭酸イオンを含む
​   脈絡叢は側脳室、第3脳室、第4脳室にある。        
 
 2)脳脊髄液の循環        
         
 脳室内で産生された髄液は側脳室(両側にある)→モンロー孔(脳室間孔)→第3脳室→
​ 中脳水道→第4脳室→脊髄中心管の経路をとるが、ほとんどの脳脊髄液は第4脳室から
 第4脳室外側口(ルシュカ孔;左右1対)と第4脳室正中口(マジャンディ孔;1個)を通って
​ クモ膜下腔に流れる。最近、髄液の動きは一方向への流れはなく、撹拌と拡散であるとも
​ 言われている。第3脳室と第4脳室では激しく運動しさらに脳橋と延髄前面の脳底部クモ膜下腔
​ 及び脊髄クモ膜下腔でも撹拌され乱流となり、運動は一定ではない、脳表は緩慢である。         

 3)脳脊髄液の吸収        
         
 クモ膜下腔を流れた脳脊髄液は、大部分が傍矢状洞のクモ膜下腔に集まり、上矢状洞に
​ 突出したクモ膜顆粒を介して硬膜静脈洞に吸収され、静脈内を還流して心臓に達する。
​ 最近はあらゆる部位から吸収されると言われている。現在も明確な吸収経路は確定されて
​ いない。    

 4)脳脊髄液の役割        
         
 (1) 脳の保護作用(脳の比重1.040,髄液の比重1.007)        
 (2) 一定の化学的な環境を作っている        
 (3) リンパ組織としての役割、免疫系のコントロール
 (4) 脳内輸送(栄養素の輸送、薬物輸送、代謝産物や老廃物の排出)        

 5)病的診断        
         
 頭蓋内圧の測定(正常は側臥位で70~120mmH2O)        
 出血;とくにクモ膜下出血、炎症、腫瘍、変性疾患の診断        


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#05-1 神経細胞と神経膠細胞
 
神経系を構成する主な細胞は神経細胞と神経膠細胞である。
 
1)神経細胞(ニューロン)
神経細胞は細胞体、樹状突起、軸索、神経終末の4つに分けられる。
大半の神経細胞は多数の樹状突起を有する。軸策は1本である。
細胞体や樹状突起の形状や大きさ、軸索の長さは細胞によって異なる。
細胞体と樹状突起には多数の神経終末がシナプス結合しており、神経細胞は
ここで入力を受ける。神経終末からは伝達物質が放出される。
1個の神経細胞の表面には数千個のシナプスが作られる。すなわち、
1個の神経細胞は数千個の神経細胞からの興奮を受け入れる。
軸索を神経線維といい、周囲は多量の脂質を含む髄鞘(ミエリン鞘)に被覆されている。
 
2)神経膠細胞(グリア)
脳の中には神経細胞の約9倍のグリア(glia)が存在し、神経細胞の周囲を取り囲む。
 
a) 星状膠細胞(astrocyte)
神経細胞体や樹状突起あるいは軸索を取り囲み、終足(end foot)で毛細血管壁
に接して神経細胞と血液の間の物質交換を仲介し、過剰の細胞外の伝達物質
などを取り込む。種々の栄養因子を分泌する。脳に損傷が加われば瘢痕を形成
して修復する。
 
b) 乏突起膠細胞(oligodendrocyte) シュワン細胞(Schwann細胞)
中枢神経系で複数の突起を軸索に巻き付け複数の髄鞘を形成し、跳躍伝導に
より活動電位が軸索を伝わる速度(伝導速度)を飛躍的に高める。
末梢神経系ではシュワン細胞が髄鞘を形成する。
 
c) 小膠細胞(microglia)
脳に損傷が加わると細胞の破片を貪食し、死に至る神経細胞の除去に当たる。
 
d) 上衣細胞(ependymal cell)
脳室と脊髄中心管の表面を覆う細胞で神経上皮細胞が分化したもの。


 
#05-2 神経組織
神経組織の主要成分は
1) 神経細胞(Neuron、ニューロン)
2) 神経膠細胞(#05-1参照)
3) 血管・血液
4) 脳脊髄液



#06 脳の特殊性         
         
         
a) 脳の重量は1,200~1,400grで体重の2~2,5%しかないが、全身の血液量の        
   15%が脳を循環する。成人の脳血流量は750ml/分である。        
         
b) 脳を循環する血液は左右の総頸動脈と椎骨動脈から供給される。        
   総頸動脈は内頸動脈と外頸動脈に分岐する。内頸動脈は前大脳動脈と        
   中大脳動脈に分岐し、大脳の大部分を循環する。外頸動脈は通常、脳循環には        
   関係しなが、病的状態では側副循環として脳循環に関与する。        
   椎骨動脈は合流して1本の脳底動脈になる。椎骨動脈や脳底動脈は脳幹、小脳        
   大脳の一部を循環する。脳底動脈はその終末で2本の後大脳動脈に分岐する。        
   内頸動脈と後大脳動脈は後交通動脈で連絡され(前後の連絡)、前大脳動脈は        
   前交通動脈で左右が連絡する(左右の連絡)。この前後左右の連絡網を脳底        
   動脈輪(ウイリス脳底動脈輪)といい、病的状態での側副循環となる。このように        
   脳の血管には側副循環網が発達している。(下図あり)        
         
c) 脳血管には自動調節能があり、脳全体の血流量はほぼ一定に保たれている。        
   小動脈壁平滑筋に分布している自律神経の働きによる。        
         
d) 脳の酸素消費量は全身の20~25%である。45~50ml/100g/分。        
         
e) 脳の栄養源(脳細胞の活動エネルギー源)はブドウ糖だけであり、全身の25%を        
   消費する。脳はブドウ糖を利用するのにインスリンを必要としない。        
         
f) 血液脳関門があり異物の侵入を防いでいる。神経細胞の外部環境を一定に        
   保っている。        
         
g) 脳は硬い頭蓋骨に囲まれているので外傷から防備されているが、逆に脳に        
   病的状態が発生すると、脳には浮腫(むくみ)が発生して頭蓋内圧(脳圧)が         
   亢進する。頭蓋内圧の亢進は脳血流の低下を招いたり、脳ヘルニアを起こしたり        
   して死亡の原因となる。        
         
h) 脳そのものは痛みを感じない。        
         
 i) 生命の維持中枢であり、高次精神機能を司る。運動・知覚・自律神経系、
   および内分泌系の中枢である。        




脳への血液供給         
総頸動脈椎骨動脈 
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ウイリス脳底動脈輪
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# 07 大脳
a) 終脳(大脳半球)
大脳縦裂により左右の大脳半球に分かれる。大脳縦裂の底に脳梁があり、左右の
大脳半球を連絡する白質板である。脳梁の下方には脳弓がある。
灰白質(皮質)と白質(髄質)に区別される。灰白質(皮質)には神経細胞が多く
含まれるので、灰色をしている。皮質が外側表面であり、内側が白質である。
白質内に神経細胞の集合体である灰白質があり、これが大脳基底核である。

 
外部構造:

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内部構造:冠状断MRI画像で示す。大脳基底核には尾状核、被殻、淡蒼球が含まれる。

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内部構造:軸位像

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大脳皮質の組織構造:大脳皮質の厚さは部位によりさまざまであり、視覚野における
1.5mmから中心前回(運動野)の4.5~5mmまでさまざまな厚さを示す。
基本的には6層構造である。

1)分子層 2)外顆粒層 3)外錐体層 4)内顆粒層 5)内錐体層 6)外形細胞層


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b) 間脳        
        
間脳は脳幹と終脳の間に位置する。4つの構造物より構成される。        
        
1視床       第3脳室の両側にあり、多数の神経核よりなる。      
2視床上部    松果体と手綱からなる。      
3腹側視床   腹側視床核、視床下核、不確帯からなる。      
4視床下部   第3脳室底、乳頭体、漏斗、神経下垂体、視交叉、視索からなる。      
        
        
それぞれの機能は
        
1視床       感覚情報の中継、運動機能調節の補助      
 
2視床上部   概日リズムの調整、嗅覚系と脳幹の連絡      
3腹側視床   感覚情報の中継、運動の調整。障害されるとヘミバリスムが生じる。      
4視床下部   生命維持に必要な、呼吸、循環、水分バランス、体温調節、栄養摂取      
           などを司っており、自律神経系を規制する最高位の中枢である。      
           視床下部ー下垂体経路を介して内分泌活動に影響する。      
           生体の恒常性すなわちホメオスターシスの維持に役立っている。      
        
辺縁系      行動的、情動的な表現を行うための解剖学的な領域とみなされる。      
           それらの表現は自律神経系から視床下部を介して外界に現される。 


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# 08 大脳基底核         
                  
 大脳基底核は終脳白質内に存在する機能的に関連のある核群を含む。        
         
 a) 構成:尾状核、被殻、淡蒼球がある。前障と扁桃体も含まれる。       
           尾状核と被殻を合わせて線条体と呼ぶ。被殻と淡蒼球を合わせてレンズ核と呼ぶ。
           大脳基底核と機能的に密接に関連がある核としては、中脳にある黒質と赤核、
           間脳に属する腹側視床核がある。       
         
 b) 機能:感情表現を含めた多くの運動過程に関与しており、さらに知覚系や運動系からの
           インパルスの統合過程、認識過程にも関与している。運動前野、運動野、補助運動野
           へ影響を与えることにより、間接的に運動機能を発揮している。       
           最も主たる機能は、運動の開始とこれの促進作用であり、同時に運動の遂行が
           円滑に行われることを妨げる望ましくない、あるいは不随意的な動作を抑制する
      ことである。
      また、大脳皮質で形成された運動プログラムを調節するように働いている。  
         
 c) 機能が消失した時の典型的な神経脱落症状        
         
  1 寡動                    運動の減少   
  2 過運動、舞踏病、アテトーゼ、バリスム  運動の過剰   
  3 ジストニア                   筋緊張の異常   
         
 d) 大脳基底核が障害された場合の症候群        
         
  1 パーキンソン病        
  2 Huntington 舞踏病       
  3 バリスムとジストニア       
  4 Wilson 病  

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#09-1 大脳皮質の機能局在            
         
 大脳皮質は1次性皮質領域といろいろな形の連合領域に分類することが出来る。        
 1次性皮質領域には知覚皮質領域と運動皮質領域がある。        
 1次性皮質領域はそれぞれの知覚刺激をそのまま、なんら加工しない形で意識レベルに
 伝える。連合領域(連合野)においてこれらの情報を識別して行動を起こすことになる        
 連合野は感覚野(知覚野)、運動野を除いた部分で、高次精神活動の総合中枢であ 
 る。連合野は皮質全体の80%を占める。        
         
         
 1)ブロードマンの大脳皮質地図        
         
 知覚領域(感覚野)と運動領域(運動野)がブロードマンの領野区分とほぼ一致するので、
 ブロードマンの大脳皮質地図は、今でも世界中で使われている。ただし、番号をつけられた。
 それぞれの場所がどんな機能を持っているかはまだ完全にはわかっていないし、
 特に連合野では、機能区分がブロードマンの領野と一致しないことが知られている。        
 人間の脳につけた番号は、1番から52番まで。12番から16番までと48番から51番までは
 欠番である。これらの番号は、猿や他の哺乳動物の脳について使われている。        
 人間だけに使った番号は44,45,46,47番である。        
         
  2)感覚野        
                                           連合野  
 1次性体性知覚皮質領域(1次性体性知覚野) :第3,2,1野  頭頂葉 → 第5,7野  
 1次性視覚皮質領域(1次性視覚野)       :第17 野   後頭葉 → 第18,19野  
 1次性聴覚皮質領域(1次性聴覚野)       :第41 野   側頭葉 → 第22,42野  
 1次性味覚皮質領域(1次性味覚野)       :第43 野   前頭葉  
         
         
  3)運動野        
         
 1次性体性運動皮質(中心前回)   :第4野  →  随意運動路(錐体路)        
 運動野前域                :第6,8野 錐体外路系の皮質中枢である        
         
  4)連合野        
         
 言語中枢     :運動性(ブローカー)  前頭葉の第44,45野        
            :感覚性(ウェルニッケ)  側頭葉の第22野        
         
 優位半球の頭頂葉(第39,40野) :失語、失認、失行、失計算等        
         
 2次性感覚野             :第5,7野 第18,19野 第22,42野


ブロードマンの大脳皮質地図 

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# 09-2 大脳白質         
         
 左右の大脳半球には多数の皮質下白質が含まれており、この白質は神経細胞の        
 有髄線維と神経膠細胞(特に乏突起神経膠細胞;オリゴデンドロサイト)から成り立つ。        
 白質は皮質、側脳室、線条体(尾状核と被殻;大脳基底核)により囲まれている。        
         
 神経線維は次の3つに分類される。この神経線維は神経細胞と神経細胞を連絡        
 するので、これらの道すじを伝導路という。        
         
 1) 投射線維(投射神経路) 別掲あり        
         
 中枢神経系におけるお互いに遠く離れた構造物同士を、長い距離を走行しながら        
 結びつけている。        
 遠心性線維:皮質から出て内包へ向かう。運動系(錐体路系)および錐体外路系。        
 求心性線維:視床から出て広い範囲の皮質に終わっている。        
         
 体性感覚路、視覚路、聴覚路、味覚路、錐体路、錐体外路等がある。        
         
 2) 連合線維(連合神経路)        
         
 同じ側の半球内にある近くの脳回や遠く離れている皮質部分を互いに結びつけている。
 上縦束、弓状束、下縦束、鉤状束、帯状束などがある。        
         
 3) 交連線維(交連神経路)        
         
 左右の大脳半球の互いに対称な地点同士を結合している。        
 脳梁、前交連がある。