| 被编辑催的没办法呀，要求写四千字。只好再写一段吧，暂时放放写密码学的欲望。 图和参考文献还没做，大伙凑合看吧。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－
一 神经细胞，皮层和丘脑系统 人的大脑皮层中约有220亿个神经细胞[Pakkenberg
et al., 1997, 2003]。每个神经细胞都有“活动”和“静息”两种状态。这两种状态是由神经细胞的跨膜电压来定义的：所谓静息，是指处于跨膜电压处于内负外正的“静息电位”（resting
potential)，大约负65毫伏左右。神经细胞的活动状态是指跨膜电压反过来，内正外负。这个活动状态的时间非常短，大约只有一秒的千分之一，所以这个短促的内正外负电活动又称做“动作电位”(action
potential)或“峰电位”(spike)（图一左）。动作电位的产生是由静息电位向正的方向移动（如从-65毫伏移到- 59毫伏），当达到一个阈值（-59.2毫伏）的时候动作电位会自动发生（图一左）。 神经细胞的活动／静息状态并不等同于整个大脑的清醒／睡眠状态。 在大脑处于睡眠状态的时候，脑皮层中许多神经细胞经常是在频繁活动的。比如在睡眠的黄金时期（慢波睡眠第III期）, 大多数皮层神经细胞的静息电位整齐划一地波动，频率约0.75赫兹，电位波动的范围在负70和负60毫伏之间。当跨膜电位处于负60毫伏的时候，大批神经细胞会产生多个峰电位（图一右）。这种大批皮层神经细胞整齐的波动产生脑电的高幅度低频率波（delta波）。临床上用这种脑电来定义深度睡眠（慢波睡眠第三期）。 大脑皮层中神经细胞广泛相连，每个细胞接受约1000 – 10000个其他细胞发来的信息；同时也把信息传给其他1000-1000个其他细胞。这样大脑皮层内的细胞之间互连的接点大约有1万亿左右。细胞间的互联绝大多数是在其周围几毫米内，只有极少数0.001％-0.1%的连接是远程的。比如左右两个大脑半球间的远程连接只有两亿左右，从眼睛到丘脑间只有150万个连接，听神经只有3.2万…。这是因为近距离的连接节约能量和生物材料的消耗。在这方面大脑的结构已经达到极限（图二）。如果远程联系的比例再增加一些，大脑的形状和能耗就会使身体不堪重负，而其整体功能不见得能显著改善。 人需要睡眠，是否是因为大脑的神经网络设计已经达到生理的极限？就是说身体不能够担负大脑的连续工作，因此必须在工作一天后停下来维修保养？这个问题目前还没有结论，但大多数人倾向睡眠是维持大脑正常工作所必要的。 神经细胞之间的连接点学名叫“突触”。每个突触都是一台精密的纳米机器。人的记忆就是储存在大脑的这一万亿台精密的纳米机器中。人在世间生活，神经细胞随之活动，动作电位经过神经细胞间的突触，
就会使突触产生改变，或长大或缩小，或变强或变弱。这些改变就把人生经验的一个小方面记录下来。一个具体的经验（如参加一次聚会）会被分散地记录在成百上千亿个突触的改变之中。 人脑的记忆容量很大，估计相当与一个电视台连续播送300年的信息量。可是人在清醒时感受到的信息远远超过一台正在播放的电视。清醒时信息传入大脑，产生大量的突触改变，可能十几小时就能达到生理的极限。有种说法认为一天的新经验就会使大脑中的突触生长产生饱和，必须依靠睡眠让大量生长的突触退缩，信息大批遗忘，这样才能给明天腾出足够的工作空间［］。
突触是靠化学或电原理来工作的。一个化学突触分成组装在一起的发射和接收两个部分。发射部分属于一个神经细胞，接收部分属于另一个细胞。当发射的神经细胞产生一个动作电位时，突触的发射部分分泌出一点化学物质，称作“神经递质”（neurotransmeter），这个神经递质在接收部分转换成电流，影响接收神经细胞的静息电位。神经递质可以是“兴奋性”的或是“抑制性”的，前者使跨膜电位向正的方向变（如从-65变为-64毫伏), 后者使膜电位向负的方向变（如从-65变为-67毫伏)。目前市场上很多安眠药（如zolpidem,
zaleplon, benzodiazepines) 都是是靠加强抑制性递质的作用来达到促进睡眠的效果的。 神经细胞可以按其产生的神经递质分为两类：兴奋性细胞和抑制性细胞。前者产生兴奋性神经递质谷胺酸，后者产生抑制性递质加玛氨基丁酸。由此，大脑皮层的一个兴奋性神经细胞在产生一个动作电位时会让其几千个突触的发射部分分泌一些谷氨酸，这几千个突触的接收部分属于其他几千个神经细胞，每个都会使该细胞的跨膜电位向正方向变化，如从静息的-65毫伏变为-64毫伏。同样一个抑制性细胞的动作电位会使其几千个突触的发射部分分泌加玛氨基丁酸，这些突触的接收部分就会让几千个细胞的跨膜电位向负的方向变化，如从静息的-65毫伏变为-67毫伏。 |
漫人: 读起来比较累，可能是因为不熟悉中文的术语。
有些说法，比如说视神经说起来还行，听神经看到就感觉很别扭，用“听觉神经系统”更合适？
typo: neurotransmitt ...
东少: 受教了。
以前以为神经细胞和神经元是一回事。准确地说神经细胞包括神经元和神经胶质细胞。这样说对不对？
炉匠: 很不一样，对树突是积分式，有时空整合。对轴突好像开关，可以抑制轴丘产生动作电位。
东少: 突触传递对树突和轴突都是一样的吗？
nj89: 我在瞎幻想：应该有一种发射器，发出一种无害无声的电波（超声波，微波，etc)，它能刺激人的大脑，使人睡得更快更深。 ...
东少: 谢谢炉匠科普神经细胞。最近看了一篇感兴趣的关于人工智能的文章：http://www.huxiu.com/article/108234/1.html
666: 神经元的讯号活动是模拟还是数字讯号？
fancao: 你说大脑皮层，是说神经细胞都在那里吗？那么，灰质里有没有神经细胞呢？很想知道一点神经与大脑解剖学的联系。有些典型的大脑控制部位，比如海马区，是否也有这 ...
老巫: 应该是数字，所以睡不着要数羊。:)
另外，听觉细胞，视觉细胞等等应该也都有一定的部位吧。我没学过医，别笑话老巫: 应该是数字，所以睡不着要数羊。:)
666: 神经元的讯号活动是模拟还是数字讯号？
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