师:上课。起立!同学们好。

  生:老师好。

  师:坐下。在本章第一节,我们已经学习了中枢神经系统的结构,它包括高级神经中枢——脑,以及低级神经中枢——脊髓。那么,这两者是如何共同协调完成人体各项生命活动的呢?请同学们看这样一个问题探讨:如果普通人的手无意间碰到火苗,会怎样?会立即发生缩手反射。而抗美援朝战场上的英雄邱少云,忍着烈火烧身却纹丝不动,他为什么能做到?大家思考一下,哪位同学能回答这个问题?

  生:当火烧到邱少云身上时,他脊髓的缩手反射是存在的,但他的大脑制止了这个行为。因为不能暴露,不能移动,所以他的大脑控制脊髓,使缩手反射没有出现。

  师:大家说对不对?非常好。邱少云的大脑意识控制了脊髓,进而控制躯体不能运动,不暴露目标,他完美地完成了艰巨任务,做出巨大牺牲,成为我们的英雄。在大脑表面,覆盖着主要由神经元胞体构成的大脑皮层,它的功能是什么呢?它是人体生命活动的最高级中枢。那么,它的结构是怎样的呢?我们看,它的结构中有很多褶皱,凸起来的叫回,凹陷下去的叫沟。那么,沟回的存在有什么意义呢?哪位同学想到答案了?

  生:这使得大脑……

  师:在有限的体积内有更大的表面积,对吧?很好,请坐下。我们来看一组数据,成年人的大脑中,大脑皮层的面积约2200平方厘米。如果把它展开,相当于课本封面3.5个那么大。同学们看,一个封面平铺在大脑中都放不下,更何况3.5个?所以,折皱形成沟回结构,就能在有限空间内放下,为大脑皮层的功能分区提供了可能。其意义就在于,使大脑在有限体积的颅腔内拥有更大表面积。

  师:那么,大脑和脊髓之间是怎么联系的呢?我们来看这张图,大脑可以通过脑干与下方的脊髓相连,所以大脑发出的指令可以通过脑干传导到脊髓。接下来,我们看看大脑皮层是如何控制躯体运动的。请同学们阅读书本34页的一则资料。资料中讲到,一位老人突然出现脸部、手臂及腿等部位麻木症状,随后上下肢都不能运动。医生检查发现,他的脊髓、脊神经以及四肢都没有问题,但脑部检查发现某些区域存在脑阻塞,甚至有脑溢血,这类现象我们称为脑卒中,通常叫做中风偏瘫。请同学们阅读并思考以下问题,小组之间讨论一下,之后派同学作为代表回答。大家把自己的想法和其他同学分享,互相参考借鉴。

  师:好,大家讨论出结果了吗?那我们来回答这些问题。第一个问题,资料一中老人的上肢、下肢和脊髓都没有受伤,为什么不能运动?这说明大脑与脊髓之间有什么关系?哪位同学来回答?

  生:因为大脑脊髓部分受到损伤,运动区不能运动,说明大脑能控制脊髓的运动。

  师:刚才你的表述不太准确,应该是大脑可以控制脊髓来控制躯体的运动。因为脊髓和肌肉都没有受伤,但大脑有阻塞、有损伤,所以大脑皮层控制区无法控制相应的躯体运动了,对吧?好的,请坐下。第二个问题,躯体各部分的运动调控在大脑皮层有没有对应的区域?科学家是如何研究的?研究方法是什么?同学们不太清楚,这里我来介绍一下。关于这个研究,一共有三种方法。第一种是损伤法,科学家通过对某些病人进行研究,如果病人大脑出现损伤,其对应的躯体部位就不能运动,比如一些中风偏瘫的病人,检查发现是大脑某区域损伤,所以不能运动。第二种方法是电刺激法,科学家用电流刺激小动物或者人,刺激后对应的躯体发生运动,从而找到对应关系。第三种是影像学检查法,我们知道,当一个人某个躯体部位运动时,其对应的大脑皮层控制区血流会非常活跃,因此可以通过核磁共振仪器检查出大脑哪个部位血流活跃,进而找到大脑皮层控制区与躯体部分的对应关系,大家明白了吗?从1861年开始研究,一直到1951年,科学家绘出了人大脑皮层与躯体运动的对应关系图。

  师:我们看资料,科学家发现在大脑左右半球都有一个中央前回位置,中央前回就是控制躯体运动的区域,所以我们把中央前回这个区域又叫做第一运动区。同学们看这张图,回答第三个问题,躯体各部分的位置与大脑皮层对应的运动代表区的位置关系有什么特点?看图回答。哪位同学看明白了?

  生:躯体各部分的位置在大脑皮层当中是倒置的,面部的位置关系在大脑里是正的。

  师:这位同学观察得非常仔细,对不对?我们来解释一下,面部在人体上方,但它对应的控制区在运动区下方;而大腿、小腿在躯体下方,其控制区却在大脑皮层上方,整体呈现倒置关系。但是,面部眼睛和嘴巴的位置与人体躯体眼睛和嘴巴的位置一样,一个上一个下,所以局部的面部区位置关系又是正的。好,有这样的特点。我们再来看第四个问题,大脑皮层运动代表区范围的大小,是与躯体中相应部位的大小相关,还是与躯体运动的精细程度相关?哪位同学想到了?

  生:大脑皮层运动代表区范围大小与躯体运动的精细程度相关。

  师:相关。能解释说明一下吗?

  生:因为更精细的运动,需要更大面积的皮层来……

  师:思考。对,需要大量神经元来控制,所以分布区面积就比较大。比如手和面部的控制区为什么大?因为手用来劳动,可以做各种手工活,非常精巧;面部可以做各种表情及微表情,活动也很精细。活动越精细,就需要越多神经元控制,所以其分布区面积就比较大。如果我们将这样的关系示意图,按同等比例大小还原成一个人,会是什么样子呢?就像这样,很夸张,脸和手特别大。接下来,我们回顾刚才思考讨论的问题,普通人的缩手反射和邱少云忍住烈火纹丝不动,是如何做到的?通过这个示意图来解释一下。首先我解释普通人不受大脑控制,受脊髓控制的非条件反射——缩手反射是如何完成的:当感受器接受到火苗刺激后,产生兴奋,通过传入神经传到神经中枢脊髓,脊髓发出指令,通过传出神经传到效应器,发生缩手反射。那么,请一位同学回答,在受大脑皮层控制的条件下,信号是如何产生及传导的?哪位同学来试一下?

  生:首先,感受器接受到刺激,通过传入神经到脊髓时,信号会传到大脑皮层,然后再回到脊髓,通过传出神经到效应器。

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《生物选择性必修1 神经系统的分级调节 公开课逐字稿课堂教学实录-6,016字》.docx
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