🗺️周围神经系统(Peripheral Nervous System, PNS)作为人体神经网络的信息高速公路,是连接身体与外部世界的关键桥梁,更是人类对自身意识与行为奥秘探索的焦点。

「📝文章多处使用英文标识,方便各位读者在阅读英文文献和书籍时能多些耳濡目染,更好地记忆相关英文术语」

周围神经系统的定义⛓️

Definition of the peripheral nervous system

🔴周围神经系统(PNS)是涵盖除脑和脊髓(中枢神经系统,CNS)之外的所有神经结构,包括神经元、神经纤维及其支持组织,负责将感觉信号传递至中枢、将运动指令传递至效应器(如肌肉、腺体),PNS不仅是信息的传递者,更是感知、运动与自主功能的协调者。

⛓️人体有43对运动神经和感觉神经共同组成周围神经系统(PNS)。通常大脑和脊髓外的所有神经和神经节(感觉神经的集合)都位于周围神经系统内,它们的作用是将所有的身体结构(如器官、肌肉、血管、感觉器官和腺体)与中枢神经系统联系起来。

🎢43 对运动神经和感觉神经分为:31对脊神经和12对脑神经
脊神经进一步细分为:颈神经8对(C1~C8)胸神经12对(T1~T12)腰神经5对(L1~L5)骶神经5对(S1~S5)尾神经1对(Co1)

📡详细可参见神经专题:

神经专题:解构枕丛神经——从组成、功能到临床

神经专题:解构颈丛神经——从组成、功能到临床

神经专题:解构臂丛神经——从组成、功能到临床

神经专题:解构腰丛神经——从组成、功能到临床

神经专题:解构骶丛神经——从组成、功能到临床

🧠脑神经共有12对:一嗅二视三动眼,四滑五叉六外展,七面八庭九舌咽,十迷十一副十二舌下


周围神经系统的解剖学结构🩻

Anatomy of the PNS

1. 神经元的微观构成🔬


PNS的基本功能单位是神经元,为高度特化的细胞,共包含: 

  • 细胞体(Soma)位于脊神经节或脑神经节,含细胞核与代谢核心,负责蛋白质合成与信号整合。 
  • 树突(Dendrites)分支状结构,接收来自其他神经元或感觉受体的信号整合兴奋性与抑制性输入
  • 轴突(Axon)细长突起,将信号从细胞体传递至效应器或突触,长度可达1米以上(如坐骨神经)。
  • 突触(Synapse)PNS中的突触多为神经-肌肉接头(如运动终板)神经-腺体接头,通过化学递质(如乙酰胆碱)传递信号。

📌施万细胞(Schwann cells)是PNS独有的支持细胞,负责形成髓鞘、提供营养与免疫保护,与CNS中的少突胶质细胞功能类似但结构不同。

📄麻省理工在2019年关于可视化神经元群的研究

2. 神经纤维与神经束🧬


🪁周围神经由多条神经纤维(即轴突)构成,个体神经纤维依据其直径与髓鞘特征可分为A、B、C三类,其中A类进一步细分为α、β、γ、δ型,分别介导运动、触觉与痛温等功能。

📌每条神经纤维由施旺细胞包裹,形成髓鞘或无髓结构,并被内膜(endoneurium)包围。多条神经纤维聚集成神经束(fascicle)外覆致密的周膜(perineurium)具有屏障功能与机械保护的作用多个神经束再由致密结缔组织的外膜(epineurium)联合形成完整的周围神经干,赋予其高度的结构稳定性与功能分区,从而使身体实现高效的信息传导与外周组织的精细调控。神经纤维分为: 

  • 有髓纤维Myelinated fibers轴突被施万细胞的髓鞘包裹,通过跳跃式传导(saltatory conduction)加速信号传递,速度可达120米/秒,常见于运动与触觉神经。 
  • 无髓纤维Unmyelinated fibers无髓鞘,传导速度较慢,约为0.5-2米/秒,多见于自主神经系统,传递疼痛或内脏信号。
📌例如,坐骨神经(sciatic nerve)是人体最长、最粗大的周围神经,包含数千条有髓与无髓纤维,支配下肢运动与感觉。

3. PNS的组成与分类🧩

PNS按功能分为躯体神经系统(somatic nervous system, SNS)与自主神经系统(autonomic nervous system, ANS),共同构成外周神经系统的两大功能分区,前者主要介导机体对外环境的意识感知与随意运动控制,后者则调节内环境稳态,支配内脏器官、腺体及血管的非随意活动。

  • 躯体神经系统(Somatic Nervous System)
躯体神经系统由脊髓前角脑干运动核发出的α运动神经元构成其传出通路,单神经元轴突直达骨骼肌终板,释放乙酰胆碱介导兴奋性突触传导,实现精细的随意运动控制;其传入部分由第一感觉神经元(位于脊神经节或脑神经感觉节)构成,轴突经后根进入中枢,负责传递本体感觉触压觉痛温觉高分辨率的外感信息,通路清晰且拓扑组织明确,具有高度的特异性可意识性,调控随意运动与感觉,包括12对脑神经(如三叉神经支配面部感觉)31对脊神经(如桡神经支配前臂伸肌) 
  • 自主神经系统(Autonomic Nervous System)
自主神经系统则包括交感(应激反应,如“战或逃”)副交感(休息与恢复,如迷走神经调控心率)肠神经系统三个分支,传出通路均为双神经元结构:节前神经元胞体位于中枢神经系统(交感位于脊髓胸腰段侧角,副交感位于脑干副交感核及脊髓骶段),节后神经元则位于自律神经节。交感系统节前纤维短节后纤维长,主要通过去甲肾上腺素作用于α、β肾上腺素能受体,诱发广泛而迅速的效应;副交感系统则相反,节前纤维长节后短,以乙酰胆碱为主要递质,作用于M型胆碱能受体,调节功能精细且局部。肠神经系统虽属自主系统一部分,但具局部反射自主性可脱离中枢独立调控胃肠活动,神经元密度仅次于大脑。

📌PNS通过脊神经与脑神经连接身体各部,形成广泛的神经网络。总体而言,SNSANS在解剖结构、神经传导机制、效应器分布与功能特性上呈现出高度的分工与互补,共同维护机体对外界的适应性行为与内环境的动态平衡

周围神经系统的生理功能🦠

Physiological functions of the PNS

1. 信号传导📶


PNS的信号传递依赖动作电位与突触机制: 

  • ⚡️动作电位:动作电位的发生是神经元膜在阈值刺激下产生的快速可逆性的电位变化,核心机制为电压门控钠、钾通道的时序性开放与关闭。当膜电位去极化至阈值(约–55 mV),钠通道迅速开放,大量Na⁺内流引发膜电位急剧上升(去极化);随后钠通道失活,钾通道延迟开放,K⁺外流导致膜电位回落(复极化),并短暂超越静息电位形成超极化。整个过程呈“全或无”特性,且具自我再生性,是神经信号沿轴突高效、定向传导的电生理基础。通俗而言,动作电位就像是神经元的“电信号脉冲”,由离子通道精密控制,确保信息精准而迅速地传递到下一个神经元或效应器。

    神经专题:周围神经系统总论
  • 🚰突触传递:突触传递是神经元间信息传递的核心机制,通常发生于化学突触,其过程依赖于神经末梢膜去极化引发电压门控钙通道开放Ca²⁺内流诱导突触囊泡与前突触膜融合,释放神经递质至突触间隙。递质扩散并结合于后突触膜特异性受体,启动离子通道或第二信使系统,引发兴奋性或抑制性突触后电位,最终决定神经元是否产生动作电位。整个过程高度时空精确,具有快速、单向与可塑性的特征。突触就像神经元之间的交流站,通过化学信使完成电信号的中转与调控,是神经网络传导与学习记忆的基础

📌PNS中的突触多为化学性,如运动神经元释放乙酰胆碱至神经肌肉接头,引发肌肉收缩,反应时间仅为1-2毫秒。

2. 神经可塑性:修复与适应的基础🐣

PNS具有显著的可塑性,尤其在外周神经损伤后。施万细胞在损伤修复中至关重要: 

  • 轴突再生Axon regeneration轴突损伤后,其核心依赖于损伤近端轴突的Waller变性、施旺细胞的去分化与增殖,以及生长因子(如NGF、BDNF)介导的轴突向导作用。在再生过程中,施旺细胞形成“Büngner带”,为轴突提供结构通道与分子信号,引导其定向生长至靶器官,从而引导轴突再生。 

  • 髓鞘重塑Myelin remodeling施万细胞重建髓鞘,恢复传导效率。

🫧总之,轴突再生是“重新接通断了的电缆”髓鞘重塑是“修补和升级电缆的绝缘层”,两者协同,确保神经系统的高效运行。


周围神经系统在物理治疗与康复医学中的意义🌅

The significance of the PNS in physiotherapy

  • 功能障碍的核心机制🛠️

📌周围神经损伤(如牵拉、压迫、切断)可导致感觉迟钝运动麻痹肌肉萎缩甚至失能,其病理基础包括轴突断裂髓鞘脱失神经传导中断及末梢肌肉去神经化

由于周围神经具有一定的再生能力轴突可在施旺细胞的引导下以每日至少1–3毫米的速率生长,提供了康复介入的生物学基础。但无导向、无刺激的再生常缺乏目标性,可能导致误连或失败,影响功能的恢复。

  • 物理治疗的干预机制⚒️

在康复治疗中,PNS不仅是损伤修复的对象,其干预价值体现在以下几个方面:

1. 电生理刺激促进再生⚡️


2. 感觉重建与神经再教育🪬

  • 通过有计划的触觉刺激(刷、震动、冷热交替等)可激活感觉神经纤维,引导中枢皮层重塑;

  • 这是所谓的感觉再教育,尤其在手部神经损伤截肢后的幻觉痛处理中具有重要作用。到底什么是本体感觉?


3. 运动训练诱导运动控制回路重建🏋️‍♂️

  • 早期的主动或被动运动功能性任务训练,有助于激活运动神经的再支配,并防止中枢运动图式的退化;

  • 借助PNS的完整或部分恢复,重建从意念—运动计划—执行—反馈的闭环控制体系。


4. 反射与自主调节的恢复🧘🏻‍♀️

  • 反射弧完整是基本运动控制(如步态、平衡)的前提;

  • 自主神经(如交感神经)的功能恢复,对控制血流、汗腺、皮肤营养状态至关重要,间接影响愈合与训练耐受性。

📍现代康复研究强调“中枢-外周一体化”PNS不只是信息的通道,其功能活动(如感觉输入、运动输出)本身能反向塑造中枢皮层的结构和功能——即所谓的“外周驱动的中枢可塑性”。这一观点使得康复不仅是等待神经恢复,更是通过外周刺激积极引导中枢重构与功能再建。

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📄参考文献:

  1. Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., et al. (2021). Principles of Neural Science(6th ed.). McGraw-Hill Education. 
  2. Lundborg, G. (2000). Brain plasticity and hand surgery: An overview. Journal of Hand Surgery (British and European Volume), 25(3), 242–252. 
  3. Gordon, T. (2016). Electrical stimulation to enhance axon regeneration after peripheral nerve injuries in animal models and humans. Neurotherapeutics, 13(2), 295–310. 
  4. Tracey, K. J. (2002). The inflammatory reflex. Nature, 420(6917), 853–859. 
  5. Zeisel, A., Hochgerner, H., Lönnerberg, P., et al. (2018). Molecular architecture of the mouse nervous system. Cell, 174(4), 999–1014. 
  6. Russo, M. V., & McGavern, D. B. (2015). Immune surveillance of the CNS following infection and injury. Trends in Immunology, 36(10), 637–650. 
  7. Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., et al. (2018). Neuroscience(6th ed.). Oxford University Press.

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