6.6.3 神经调节的基本方式 课件—2026-2027学年鲁科版生物八年级上册

——反射弧的诞生与重生 循 史 探 路 reflex reflex arc nerve impulse conduction pathway electrical signal 科技新境，意念连接世界 意念如何沿着神经变成动作？ 脊髓受损后，如何用科技重建这条通路？ 北脑一号患者 （高位脊髓受损） 反射弧的诞生与重生 循 史 探 路 ——神经调节的基本方式 笛卡尔 “身体受到刺激为什么能自动做出反应？” 1632年·笛卡尔《论人》 哲思追问，反射的最初猜想 哲思追问，反射的最初猜想 水力喷泉机械装置 神经是中空的管道 “刺激→应答” 反射思想源头 屈腿 “刺激→应答”模型 【文献资料】 刺激进入神经后，牵动神经内的细丝、打开通向脑室的阀门，"动物精气" 从脑室沿中空管道流出、流向肌肉，驱动肌肉收缩。 实证觉醒，脊髓才是中枢 罗伯特・惠特 实验1：去除大脑 实验2：去除脊髓 结论：屈腿反射依靠脊髓指挥 思考：对比两组实验，脊蛙屈腿反射依靠什么指挥 路易吉・伽尔瓦尼 小资料 两种不同金属 + 液体 （酸性或盐性） 产生电流 生电原理： 电光乍现，蛙腿揭示生物电 实验一： 一手青铜金属棒、一手银棒，同时接触蛙 实验二： 一只蛙的坐骨神经，直接搭在另一个蛙腿上 思考：对比笛卡尔“动物精气”的猜想，伽尔瓦尼对神经内传导信号的认知发生了怎样的革新？ 贡献：从 "物质流" 到 "电流" 的认知革新 伏打电堆 人类历史上第一种真正意义上的电池 铜片 （正极） 浸透盐水的布片 （电解质） 锌片 （负极） 伽尔瓦尼的猜想：动物体内存在“生物电”，神经信号很可能以电的形式传导的。 灵敏检流计 检流计指针偏转 电光乍现，蛙腿揭示生物电 杜布瓦 - 雷蒙 高灵敏度无定向检流计 雷蒙将电极接到蛙腿神经上 出电信号 “测” 通路解密，传入传出分道 查尔斯・贝尔 弗朗索瓦・马让迪 【文献资料】 1822 年，马让迪在活体狗上做神经根切断实验： 切断脊髓后根，刺激远脊髓端（即皮肤），动物无痛觉、反射消失； 切断脊髓前根，动物仍有痛觉，但所支配的肌肉不能收缩。 思考： 后根、前根的功能分别是什么？方向一致吗？ 结论：后根-感觉-进脊髓 科学方法·切除/损毁法 该结构参与该生命活动 结构被损毁 对应功能消失 远离脊髓端 前根-运动-出脊髓 弧念初成，初提反射弧 马歇尔・霍尔 【文献资料】 ①实验1：摘除大脑，屈腿依旧存在； 实验2： 摘除脊髓，屈腿停止。 ②屈腿这一类肌肉运动，外界刺激作用于皮肤，信号由此被携至脊髓，经反射后，再沿神经折回，传到肌肉，引起肌肉收缩。正是 "折回" 这一特征，把它与其他运动区分开来。 思考：请根据文献资料，写出霍尔提出的反射信号传导通路，并构建信号传导初步通路。 刺激皮肤 → 后根 → 脊髓 → 前根 → 肌肉收缩 1 霍尔第一次提出了反射弧的雏形！ 集大成者，终成反射弧 【文献资料·《神经系统的整合作用》】 谢灵顿在实验中发现，信号沿神经纤维传导，和经过反射弧传导，有几处明显的不同： ① 方向：神经纤维里的信号，既能向一头传，也能向另一头传；可反射弧里的信号，永远只能从 "进" 的一头传向 "出" 的一头，从不倒流。 ② 速度：信号沿神经纤维传得很快（约 40 米 / 秒）；可在反射弧里拐个弯，明显变慢（约 15 米 / 秒），像过了道 "关卡"。 谢灵顿把这个交接结构命名为突触 1.信号在同一个神经元内部，以什么形式传导的？往哪个方向跑？ 2.到了突触这里，信号的形式发生了什么变化？ 3.后一个神经元想‘回话’，能释放递质传回前一个神经元吗 神经冲动的传导路径： 刺激部位？→ 传入神经 → 神经中枢 → 传出神经 → 反应部位？ 以“电信号”的形式 “电信号”→“化学信号”→“电信号” 不能，后膜没有释放递质的结构 谢灵顿 两头跑 思考：信号在神经纤维上传导和反射弧中传导，有什么不同？ 速度变慢 单向 思考：突触里藏着什么秘密？观看动画模型，回答下列问题： 集大成者，终成反射弧 设计实验方案，完善反射弧 小组合作 如果要证明“皮肤是接收刺激的起点”，该如何处理皮肤？处理后如何刺激？观察什么？ 1. 找起点 如果要证明“肌肉是执行反应的终点”，该如何处理神经？处理后如何刺激？观察什么？ 2. 找终点 实验步骤里，需不需要设置对照？如何排除其他因素的干扰？ 3. 设对照 证明皮肤是接收刺激的“起点”，肌肉是执行反应的“终点” 实验目的 一只脊蛙、稀硫酸纸片（刺激物）、手术剪、镊子 实验器材 切除/损毁法——切除某结构，观察功能是否消失 实验方法 小提示 反射弧完整结构： 集大成者，终成反射弧 序号 实验操作 预期现象 结论 1 2 3 4 证明皮肤是接收刺激的“起点”，肌肉是执行反应的“终点” 实验目的 完整脊蛙，贴稀硫酸纸片刺激足底皮肤 屈腿 反射弧完整，反射可发生 剥离足底皮肤，贴稀硫酸纸片 不屈腿 不屈腿 切断支配后肢的神经，贴稀硫酸纸片 切断支配后肢的神经，直接用电流刺激肌肉 肌肉收缩 肌肉本身能作出反应，肌肉是终点 无皮肤无法接受刺激，皮肤是起点 神经是传导通路 刺激部位？ → 传入神经 神经中枢 传出神经 反应部位？ → → → 感受器 效应器 4 学以致用，脑机接口畅想 高位脊髓受损患者 无法完成屈腿的动作 能不能绕开受损的部位，用人工智能搭建一条新的传导路径，让信号能够绕过损伤区，直接指挥肌肉完成屈腿的动作？ “意念”如何 变成动作 大脑皮层产生 “屈腿”的电信号 肌肉收缩完成屈腿 脊髓 下行传导束 传出神经 rgz 学以致用，脑机接口畅想 人工智能 反射弧模型 人工智能模块分别能实现什么功能？ 建模 人工智能兴趣小组 主控板 接收超声波传感器信号，根据程序发出指令 学以致用，脑机接口畅想 组装人工智能反射弧模型。 小组合作 1.传感器的信号是如何传递给舵机的？ 2.这条路径和反射弧的传导路径相比，相同点在哪里？ 思考 超声波测距模块 传感器 检测物体靠近，输出信号 杜邦线 传输电信号 舵机 接收主板指令，完成动作 2 北脑一号电极片 采集大脑信号 信号传给主机 信号传给外骨骼 外骨骼帮助完成屈腿 主机解码 “北脑一号”智能脑机系统 工作原理 人工智能反射弧模型 工作原理 学以致用，脑机接口畅想 实现：“探测障碍物→转动舵机” 实现：“脑中想→完成屈腿动作” 超声波传感器 探测到前方有障碍物 信号传给主控板 信号传给舵机 主控板接收信号 根据程序发出指令信号 舵机转动，完成动作 感受器 神经中枢 效应器 如何将患者意念变成动作 思考： 1.信号从哪来？我们要把类似“传感器”的装置，装在患者的哪里，才能捕捉到意念？ 2.捕捉到信号后，交给谁去“解码”处理？ 3.指令发出来，用什么装置去执行动作？ 课堂小结 评价任务 评价要点 自评 互评 总评 目标1 通过重走科学家的探究之路，能概述反射的概念，描述反射弧的结构组成，理解神经冲动在反射弧中单向传导的机制，建立“结构与功能相适应”的生命观念。 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆    星级评定：★ 1—19星：潜力之星　　★ 20—32星：达标之星　　★ 33—40星：卓越之星    目标2 通过文献，以及运用模型建构和批判性思维，经历“提出猜想→实验验证→修正模型”的推理过程，提高归纳概括与演绎推理能力。 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ 目标3 通过“重演”谢灵顿的脊蛙实验，以及组装人工智能反射弧模型，能针对具体问题设计包含对照的探究方案，并能运用工程思维将抽象结构具象化为实物模型，实现从“实验探究”到“工程应用”的跨越。 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ 目标4 通过了解“北脑一号”脑机接口技术，了解脊髓损伤患者的困境与科技代偿带来的希望，形成关爱生命、关注神经科学前沿的责任意识。 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ 课堂评价量表 课堂评价量表 19 销售额 第一季度 第二季度 8.2 3.2 送给同学们的话 科学的每一次跨越， 背后都站着一个坚定托举的时代。 那些关于电极、算法与信号的不眠之夜， 最终化作了患者指尖微弱的颤动。 北脑一号，用代码编织了一座桥， 让断裂的神经通路，重新有了回音。 而你们，今天在实验中留下的每一个问号， 都将是明天照进现实的一束光。 谨以此，致敬科学，致敬未来，致敬在座的每一位。 【例】脑机接口是在脑与外部电子设备之间建立的全新通讯和控制技术。智能仿生手是借助脑机接口技术的残障人士辅助工具，可以识别佩戴者脑部发出的神经信号，让上臂截肢患者像控制自己的手一样控制仿生手。图1所示是某人喝水的反射活动图解，图2所示为一名瘫痪患者接受“脑机接口”手术后，通过操控机械手臂完成动作的示意图。请结合所学知识回答问题: 达标检测 (1)脑和脊髓是神经系统的 (填“中枢"或“周围")部分。 (2)人看到杯子中有水，拿起杯子喝水的反射活动类型属于 反射。在人的眼球内，对光线敏感的细胞位于 。 (3)患者触碰到物品能够产生“触觉“并完成抓握动作，这一过程与人体神经调节的基本方式相似。机械手臂上的触觉传感器接受刺激后可将信息传递给植入的电极阵列，刺激 (填“大脑”或“脊髓“)中的感觉中枢形成“触觉”。信号输出设备2相当于反射弧中的 ；机械手臂中的动力装置3相当于反射弧中的 。 (4)除上述用于改善瘫痪患者生活品质外，请你设想脑机接口技术在未来生产生活中还有哪些有益我们的应用: (写一点即可)。 条件 中枢 视网膜 大脑 传出神经 效应器 达标检测 送给同学们的话 科学的每一次跨越， 背后都站着一个坚定托举的时代。 那些关于电极、算法与信号的不眠之夜， 最终化作了患者指尖微弱的颤动。 北脑一号，用代码编织了一座桥， 让断裂的神经通路，重新有了回音。 而你们，今天在实验中留下的每一个问号， 都将是明天照进现实的一束光。 谨以此，致敬科学，致敬未来，致敬在座的每一位。 春娇与志明伴奏 纯音乐 轻音乐 121395.055 XXX - 163 key(Don't 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