5-2神經系統

植物對周遭環境變化能產生適當的感應，同樣的，動物也能夠接受來自外界或體內的 ... 蛙、狗及人類則是具有較複雜神經系統的生物，除了有發達的腦外，還具有脊髓。

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5-2-1動物如何察覺外界的變化　　動物體具有接受環境刺激的構造，稱為受器。

以人體來說，受器分別位在眼、耳、鼻、舌及皮膚等器官內部。

昆蟲、蝦子的複眼與觸角（圖5-7），以及貓和狗的嘴邊長鬚毛，也都是具備受器功能的構造。

小視窗腺體 　　腺體是動物體中的特殊部位，能夠分泌激素、消化液、淚水或汗水等物質。

人體接受各種不同環境刺激的器官 A蝦子的觸角具有嗅覺受器 B昆蟲的複眼具有光受器                         圖5-7動物具有受器的部位     動物的視覺受器大多位於眼睛內部，接受光線的刺激後，訊息傳送到腦部而引起視覺。

魚類、牛及羊等動物，眼睛分別位於頭部兩側，具有較廣的視覺範圍，但是所看到的物體較沒有立體感。

而包括人類在內的許多動物，兩眼位在面部前方，所看到的影像較有立體感，有助於判斷物體的距離與形狀。

   大部分動物接受聲音的聽覺受器位於耳朵內部，蝙蝠和鯨豚甚至能聽見自己發出超聲波的回聲，來定位測知獵物及障礙物的所在。

　　哺乳動物接收氣味分子刺激的嗅覺受器位於鼻腔內部；昆蟲的嗅覺受器則位於觸角上，例如：雄蛾觸角上的嗅覺受器可接受雌蛾釋放的特殊氣味，並循著氣味找尋雌蛾，以完成交配（圖5-8）。

　　人類的皮膚具有多種受器，可分別接受觸、壓、冷、熱及痛等刺激（圖5-9）。

小視窗回聲定位的應用​　　現代科技的原理，常是科學家從動物特殊能力模擬而來，例如：聲納、雷達偵測系統及超聲波掃描技術。

其中，水中聲納可用來探測海底、地形、冰山及魚群位置等，提高了軍事及漁業領域的應用能力。

圖5-8蛾的觸角具有嗅覺受器 圖5-9人類皮膚中的受器 蝙蝠發出的超聲波與回聲模擬示意圖    有些受器如果連續受到相同的刺激，可能會產生感覺疲勞的現象。

接下來，將以活動5-1帶你了解人體的感覺和感覺疲勞。

5-2-2動物如何進行訊息傳遞　　動物體接受體內或外在環境變化的刺激時，可產生體內的生理反應或外在的行為動作來回應，例如：腸胃不適的病人，有時會以手按住不舒服的部位，尋求減緩疼痛的感覺。

若訊息傳遞與整合反應需要非常迅速地反應，通常由神經系統來完成，例如：在棒球運動中，打擊者看著投手將球投出，判斷並做出揮擊動作的過程，需要透過神經系統進行一連串的訊息傳遞、整合與動作反應（圖5-10）。

圖5-10當投手將球投出後，打擊者需透過神經系統完成看球、判斷、揮擊等一連串訊息傳遞與動作。

5-2-3動物的神經系統　　水螅、蚯蚓及蝗蟲等缺乏腦或腦部不發達的生物，其神經構造比較簡單。

蛙、狗及人類則是具有較複雜神經系統的生物，除了有發達的腦外，還具有脊髓。

通常生物體的腦容量和其個體體積比例與學習行為有關，腦容量比例愈大者，學習能力也愈佳（圖5-11）。

　　以人體為例，神經系統的基本單位是神經細胞，簡稱神經元。

神經元的表面延伸出許多突起，這些突起統稱為神經纖維，負責訊息的接受及傳遞。

細胞本體則控制整個神經元的代謝作用及訊息整合（圖5-12）。

圖5-11不同動物的腦容量比例 A神經細胞示意圖　 B顯微鏡下的神經細胞（已染色）                                                                                    圖5-12神經細胞 　　人體的神經系統包括中樞神經及周圍神經兩部分。

中樞神經包括腦和脊髓；周圍神經則包含腦神經及脊神經，延伸在中樞神經以外，負責全身訊息的傳遞（圖5-13）。

　　腦主要由大腦、小腦及腦幹三部分組成（圖5-14）。

大腦是身體的意識中樞，分成左、右兩半球（圖5-15），表層分為許多功能不同的區域，例如：運動區、感覺區、語言區等（圖5-16）；而情緒、記憶及思考等的表現，也是大腦掌控的功能之一。

大腦左半球負責控制右半身，右半球則控制左半身，若大腦左半球的運動區受損，可能導致右半身無法正常活動。

　　小腦也分左、右兩半球，位於腦幹後方，是身體的平衡中樞，有助於全身肌肉的協調。

小腦十分發達的松鼠，可以輕易地在樹梢之間快速來回穿梭。

   腦幹負責控制心搏、呼吸及血壓等功能，是人體的生命中樞，另外還負責不經意的眨眼、打噴嚏、唾腺分泌等功能。

圖5-14腦的構造示意圖 圖5-15大腦的左、右半球(背後觀) 圖5-16大腦分區 圖5-13人體神經系統示意圖     脊髓能將頸部以下所傳來的訊息傳到腦部，並做為腦部命令傳達至四肢及軀幹的中繼站。

有時脊髓接受頸部以下傳來的刺激時，在訊息傳到腦部的同時，也可能直接發布指令至適當的部位產生反應。

　　周圍神經依連接的部位可分為腦神經和脊神經。

腦神經與腦部相連，共有12對，主要分布於頭部、頸部及部分內臟等部位。

脊神經與脊髓相連，共有31對，主要分布於軀幹、四肢及內臟。

　　將周圍神經依其功能及傳遞訊息的方向分類，可分為感覺神經及運動神經。

感覺神經是指將訊息由受器傳導到中樞的神經；運動神經是指將中樞的命令由中樞傳至反應部位的神經（圖5-17）。

圖5-17腳踩尖物的神經訊息傳導示意圖 5-2-4人體的神經訊息傳導途徑 　　人體有負責接受刺激的受器。

接受環境刺激時，由中樞神經協調後，可產生不同的反應，這些可以表現反應的部位，稱為動器，主要為肌肉和腺體。

例如：眼睛接受強光後，造成眼睛內的肌肉收縮，產生瞳孔縮小反應；而腺體則包含了消化腺及5-3將介紹的內分泌腺。

　　人體藉由神經傳遞訊息產生反應的類型可大致分為兩種：第一種是大腦意識反應，第二種是反射。

　　大腦意識的動作可藉由反覆練習而較為迅速與熟練，其訊息傳導途徑，必須經由大腦感覺、判斷及發布命令，大腦為控制中樞，例如考生看題目思考後手寫答案（圖5-18），其神經傳導路徑為： 圖5-18考生看題目思考後，手寫答案之神經傳導途徑。

    反射是指非經大腦意識所產生的反應，通常可以節省腦力或應付緊急狀況，避免身體受到更嚴重的傷害。

反射無法藉由訓練而變得更快速。

發生在四肢的反射，是由脊髓所控制，例如：手觸燙物的縮回反射與膝跳反射。

另外，不經意的眨眼、唾腺分泌、瞳孔遇強光而縮小等，發生在頭部的反射，則由腦幹所控制。

　　有時人體接受刺激，會先立即產生反射，且幾乎同時產生大腦意識反應，例如：手觸熱茶壺時，手部皮膚上的受器接受刺激後，訊息便經由感覺神經傳導至脊髓。

脊髓收到訊息後先發出命令，由運動神經傳達命令給手部的肌肉動器，使其收縮，而將手快速收回，此為反射。

　　幾乎在縮手反射的同時，脊髓也將訊息上傳給大腦，使大腦引發燙或痛的感覺，並命令手移至嘴邊吹氣。

這時產生燙或痛的感覺，及將手移至嘴邊吹氣的動作反應，皆屬於大腦意識控制（圖5-19）。

A感覺神經傳導訊息至脊髓 B1、B2同時進行：　 B1運動神經傳導脊髓反射的命令至肌肉　 B2脊髓傳導訊息至大腦產生痛覺　 C大腦命令產生意識動作 圖5-19手觸熱茶壺時，先產生脊髓控制的肢體反射（A→B1），再產生大腦控制的意識動作（A→●B2→C）。

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