人机工程学第3章节人的机能特征

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1、第3章人的机能特征3.1人的神经系统3.2人的信息传递3.3人的感觉和知觉3.4视觉3.5听觉和其他感觉3.6心理现3.1人的神经系统神经系统由中枢神经和周围神经组成,其组成情况如下:神经系统是机体的主导系统,全身各器官、系统均在神经系统的控制和调节下,互相影响,互相协调,保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡。在此过程中,首先是借助于感受器接受体内外环境的各种信息,通过脑和脊髓各级中枢的整合,最后经周围神经控制和调节各系统活动,以使机体适应多变的外环境,同时也调节着机体内环境的平衡。人的一切心理和意识活动也是通过神经系统的活动实现的,因此,神经系统

2、也是心理现象的物质基础。3.1.1神经组织人的神经组织主要由神经元和神经胶质细胞组成。神经元也称神经细胞,它是神经系统的结构、功能和营养单位,具有感受体内外刺激、整合信息和传导信息的功能。神经胶质细胞分布在神经元周围,对神经元起支持、绝缘、营养、防御等作用。1.神经元一个神经元由三部分组成,一是包含有细胞核仁的细胞体,它是神经元代谢和营养的中心;二是由细胞体向外伸出的呈树枝状的短突部分,称为树突;三是由细胞体向外伸出的一条细长的单突,称为轴突,轴突外被髓鞘及施旺氏细胞包围组成神经纤维。神经纤维的末端有许多分枝,称为神经末梢。图3-1所示为运动神经元基本模式。

3、神经元的树突接受由其他神经元传来的信息,经细胞体整合后再由轴突将信息传递给另一神经元或肌细胞和腺细胞,从而在整个机体内形成传递信息的神经元链。刺激沿神经纤维的传递速度和轴突髓鞘的厚度有关,也与轴突直径有关。髓鞘厚时,速度可达120m/s,髓鞘很薄时,则可低至0.6m/s。传递速度还与神经元之间的间隙数目有关,因为突触间隙对刺激传递有微弱的阻碍作用。图3-1运动神经元模式图3–2突触结构模式突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成,如图3-2所示。轴突末梢的每个分支末端都有一个膨大成球状的突触小体。突触小体内含有大量的直径约为50μm的突触小泡,贮存着高浓

4、度的化学递质(神经递质)。突触小体的细胞膜称为突触前膜,与突触前膜相对应的另一神经元的细胞膜称为突触后膜,两膜间的空隙称为突触间隙,宽约15—30nm。由于突触前、后神经元之间有突触间隙相隔,并无原生质联系,因此信息的传递是通过化学递质转变为电位变化而完成的。当神经冲动传至突触前膜时,突触小泡即向前膜移动并附贴于前膜形成破裂口,此时,大量的化学递质被释放到突触间隙并扩散至突触后膜,产生突触后电位。通过突触后电位的作用,使神经冲动由突触前膜单向地传向突触后膜,引起突触后神经元兴奋或抑制。正是由于突触传递的单向性,才保证了信息有效地传向中枢和大脑。3.1.2中枢

5、神经系统1.脊髓脊髓是中枢神经系统的最低级部位,位于脊柱的脊椎管内,其上端进入颅腔扩展成为大脑的一部分——延髓。脊髓的功能有二,一是传导功能,来自躯干、四肢和大部分内脏的各种刺激通过脊髓传导至脑,而脑的活动又通过脊髓传导至躯体和内脏,脊髓是脊神经与脑之间的神经传导通路;二是反射功能,脊髓可以完成一些简单的躯体反射和内脏反射,如腱反射、屈肌反射和行走反射等。2.脑脑是中枢神经的高级部位,位于颅腔内,由大脑半球、间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑六部分组成。延髓为脊髓的延续，但其功能比脊髓复杂。它不仅是食物反射(如唾液分泌、咀嚼、吞咽等)和某些防御反射(喷嚏、咳嗽、呕

6、吐等)的中枢,而且是呼吸和循环系统的反射性自动调节中枢,故有“生命之枢”之称。大部分由脊髓上行的和脑下行的神经纤维在延髓交叉,以致形成左、右大脑半球分别控制对侧躯体的状况。脑桥位于延髓上方、小脑腹侧,是联系小脑两半球上、下行神经纤维的桥梁。脑桥参与或完成头面部肌肉(如眼外直肌、咀嚼肌、表情肌)的运动以及某些感觉(面部肤觉、味觉、平衡觉和听觉)的形成。中脑位于脑桥上方,是视、听运动的反射中枢。中脑的反射机能对于机体的定向反射具有重要意义。位于延髓、脑桥和中脑中央部位的一个广泛区域称为脑干网状结构,由各种来源的神经纤维交织而成的网络及散布其中的神经细胞、核团构成

7、。该结构存在两个相互对立的调节系统——激活系统和抑制系统。激活系统不断接受来自体内外的各种刺激并经丘脑广泛地传至大脑皮质,引起大脑皮质处于醒觉状态。抑制系统则引起大脑皮质活动水平的降低。两系统的协调活动,使大脑皮质维持正常功能。脑干网状结构也调节内脏活动和躯体运动。间脑位于脑干上方,由丘脑和下丘脑组成。丘脑是大脑皮质下的低级感觉中枢。除嗅觉外,身体各部分的感觉冲动均传至丘脑,经丘脑更换神经元后传向大脑各高级感觉中枢,引起特定的感觉,故丘脑为各种感觉的中继站。下丘脑是调节内脏活动和内分泌活动的较高级中枢,同时也参与某些情绪反应活动及昼夜周期性变化活动等。小脑位

8、于颅后窝内,在延髓和脑桥的背侧，大脑的后下方。小脑的