GCSE 科學/神經系統
神經系統由大腦、脊髓和中繼神經元(中樞神經系統)以及周圍神經系統(感覺神經元和運動神經元)組成。神經系統使生物體能夠對環境和周圍環境做出反應並協調其行為。
感覺器官包含對刺激敏感的感受器。典型的刺激是由於化學成分、機械效應、熱量、聲音和光線的變化引起的。刺激是檢測到的變化。感受器檢測到這種變化。
在這個階段研究了五個感覺器官,分別是鼻子、舌頭、眼睛、耳朵和皮膚。
鼻子有嗅覺感受器,對各種化學刺激敏感。許多所謂的“味覺”實際上是嗅覺;如果鼻子堵塞,食物的味道範圍就很有限。
舌頭有味覺感受器,對化學刺激敏感。有四種基本味覺:苦、鹹、甜和酸。
眼睛有對光線敏感的感受器,耳朵有對聲音敏感的感受器,皮膚有對溫度、觸覺、壓力和拉伸敏感的感受器。
來自周圍環境的光線透過瞳孔進入眼睛。它被角膜和晶狀體聚焦,從而在視網膜上形成影像。角膜進行粗略聚焦,晶狀體進行主動的、精細的聚焦。眼睛充滿透明液體(玻璃體液)。
虹膜控制瞳孔的大小,從而控制進入眼睛的光量。在強光下,虹膜中的環形肌收縮,使瞳孔變小,使進入眼睛的光線減少。在弱光下,放射狀肌收縮,使瞳孔變大,使進入眼睛的光線增加。
晶狀體改變形狀以使眼睛能夠聚焦不同距離的物體。晶狀體的形狀由睫狀肌的活動改變。睫狀肌形成一個圓圈,透過懸韌帶連線到晶狀體。為了聚焦遠處物體,睫狀肌放鬆,拉緊懸韌帶,使晶狀體變薄。為了聚焦近處物體,睫狀肌收縮,使懸韌帶放鬆,使晶狀體形成更球形的形狀。
視網膜包含對光線敏感的細胞。這些細胞稱為桿狀體和錐狀體。
桿狀體比錐狀體更敏感,但沒有提供任何顏色資訊。在弱光下,我們對世界的看法主要由桿狀體提供,並呈現出黑白影像。
有三種類型的錐狀體,它們分別對不同的光線顏色敏感。錐狀體特別密集地堆積在視網膜的一部分,稱為中央凹;這種密集的堆積意味著中央凹對影像中的精細細節最敏感。
視神經進入眼睛的那一部分稱為盲點。盲點不包含任何光線感受器(沒有桿狀體或錐狀體)。
聲音無非是我們周圍空氣中的振動。耳朵是能夠區分這些振動音調和響度的感覺器官。振動透過耳道進入耳朵。振動導致鼓膜或耳膜振動。這些振動被三塊小骨頭拾取,通常被稱為錘骨、砧骨和鐙骨。最後一塊骨頭鐙骨將振動傳遞到內耳充滿液體的卵圓窗。卵圓窗的振動在內耳充滿液體的耳蝸中產生壓力波。耳蝸內襯著微小的毛細胞,這些毛細胞被這些壓力波來回推動。響應這些運動,毛細胞產生神經衝動,透過耳蝸神經傳遞到大腦。
你的耳朵包含幫助你的中樞神經系統保持平衡的結構。在內耳,耳蝸的正上方是三個互相垂直的小管道。它們被稱為半規管,因為每個管道都形成半個圓圈。半規管和位於它們後面的兩個小囊監測你身體的位置。半規管和囊都充滿液體,並內襯著毛細胞。當頭部改變位置時,管道中的液體也改變位置。這會導致毛細胞上的毛髮彎曲。這種動作反過來會將脈衝傳送到大腦,使大腦能夠確定身體的運動和位置。
神經元是專門用於在身體周圍傳遞電脈衝的細胞。它們由三個主要部分組成:樹突、細胞體和軸突。每個神經元都有自己的細胞核。(神經元的美國拼寫是“neuron”。)

有三種類型的神經元:感覺神經元、中繼神經元和運動神經元。
神經元透過突觸連線到其他神經元。神經衝動沿著軸突向下傳遞到突觸的一側,在那裡電訊號會導致化學物質釋放。這些化學物質擴散穿過間隙並在突觸另一側的神經元中產生電脈衝。

中樞神經系統由大腦和脊髓組成。它包含大量的神經元,這些神經元處理資料並向身體的效應器提供輸出訊號。
效應器是肌肉和腺體,它們對來自中樞神經系統的訊號做出反應。肌肉透過運動做出反應,腺體透過分泌液體和化學物質等物質做出反應。效應器產生對變化的反應。
神經系統有許多反射。這些是對刺激的自動反應。非常快的反應由反射弧管理。反射弧包含以下組成部分
- 刺激
- 感受器
- 感覺神經元
- 中繼神經元
- 運動神經元
- 效應器
- 反應

一個典型的稱為“疼痛反射”的反射弧被說明。
在疼痛反射中,刺激是機械損傷,感受器是“疼痛感受器”,疼痛感受器在感覺神經元中產生電脈衝,從而在中繼神經元中產生電脈衝,進而在運動神經元中產生電脈衝。運動神經元中的脈衝刺激肌肉,肌肉是效應器,從而產生遠離痛苦刺激的運動作為反應。
另一個反射是“膝跳反射”或“膝蓋抽動反射”,其中膝蓋骨下方的打擊會使腿伸直。瞳孔對強光的收縮是另一個反射。
