智能信息感知技术 课件 第五章 智能生物传感基础理论.pptx

2024-07-231智能传感技术——第五章智能生物传感基础理论

目录22024-07-235.1生物传感系统生物视觉传感基本原理生物听觉传感基本原理生物触觉传感基本原理其它生物传感机理

5.1生物传感系统2024-07-233脑：高度发达的人体器官，进化的最高成果。端脑(大脑)间脑小脑中脑脑桥延脑脑脑的主要任务：收集人体内、外环境的信息，并对信息进行加工，指导自身行动，达到适应环境和做出有利于生存的决策和反应。

5.1生物传感系统2024-07-234颞叶枕叶顶叶额叶上缘外侧沟中央沟下缘运动功能、智能与情感和言语等高级认知功能及对小脑共济运动的控制作用视觉刺激的分析和综合感觉刺激的分析综合及言语功能顶枕沟听觉刺激的分析综合

5.1生物传感系统2024-07-235大脑皮层内部白色的髓质（即白质）几乎填满了半个大脑。由数百万条“沟通管线”(有髓神经纤维)组成，功能是负责沟通不同脑区的灰质、在神经细胞间传递动作电位。白质内的灰质核团——基底核(basalnuclei)，位于接近大脑半球的底部。包括尾状核、豆状核等，尾状核和豆状核合称纹状体，是重要的皮质下运动中枢。主要功能是使肌肉的运动协调，维持躯体一定的姿势。

5.1生物传感系统2024-07-236脊髓脊髓与延脑相连，在脑与外周之间传送神经信息。脊髓是一条管状的神经束，呈前后略扁圆柱形，从脑干一直延伸至背部下方。它被完全封闭在脊柱的椎骨里。由灰质和白质构成。

5.1生物传感系统2024-07-237大脑丘脑脑干下丘脑外感受器脊髓内感受器肌肉腺体受控过程局部控制器专用控制器小脑 高级协调控制器中央控制器神经系统多级结构图小脑为运动协调中心丘脑为感觉传入信息协调中心下丘脑为内环境控制的协调中心

5.1生物传感系统2024-07-238从信息传递和处理角度看，神经系统除了有多级递阶结构实现逐级协调和级间协调外，还有并行传递和处理的特点并行传递不仅表现在多种感觉信息同时分别由不同通路向中枢传递，而且在同一感觉通路内，又有并行的许多神经纤维同时向上传送，这种安排提高了信息传递的可靠性，并且提供在“硬件”受损伤时的代偿功能。另一方面，多种通路同时存在又可能造成相互干扰，为了有效传输信息，要求进行选择和控制。感觉传递通路中的离中控制是一种重要的对传入信息的选择的控制方式。在不同感觉模态间或同一感觉的不同区域，都存在上级对下一级结构的反向调制，这种调制称为离中控制。

5.1生物传感系统2024-07-239大脑丘脑脑干脊髓?21?3各种感觉模式左图表示不同类的信息同时传入，在到达较高级中枢后，经过评价和整合，确定1是重要的。则只有1的信息可向中枢传递，通过脑干的下行抑制纤维抑制2、3通路，从而减少了中枢的负担，并突出了重要信息的传送。人脑多级递阶结构既能逐级协调和传递信息、又有反向控制存在，使得上、下级间有效协调实现人脑的整体功能。

5.1生物传感系统2024-07-2310神经细胞神经系统的主要构成成分就是神经组织。神经组织是由神经细胞(neurone，即神经元)和神经胶质细胞(neuroglialcell)所组成。人类的脑中有1010~1012个神经细胞，神经胶质细胞与神经细胞的比例估计约为10:1~50:1。神经元是神经组织中的主要成份，是神经活动的基本功能单位，具有接受刺激和传导兴奋的功能。神经胶质细胞在神经组织中起着提供支持、供给营养、维持环境恒定及提供绝缘作用。

5.1生物传感系统2024-07-2311细胞体：代谢中心神经元轴突：一根，把冲动传离细胞体，传到神经末梢突起树突：多而短，接受刺激，把冲动传向细胞体

5.1生物传感系统2024-07-2312树突树突全长各点都可以接受其他神经元的轴突末梢并形成突触(synapse)突触为神经元间信息转换的关键部位，每个神经元可有1000~10000个突触，能传递、处理来自上千个其它神经元的信息，是细胞收集和接受信息的场所。神经纤维以神经元的突起为中轴，外包绝缘覆盖层，即为神经纤维。神经纤维末端的细小分支叫神经末梢，分布到所支配的组织。神经纤维分布到人体所有器官和组织间隙中，主要功能是对冲动发生传导。传导的速度很快，2~120m/s，传导的过程是以生物电的形式进行。

5.1生物传感系统2024-07-2313神经是由许多轴突或由轴突和树突混合在一起构成的纤维束。来自外感受器的冲动沿神经传入中枢神经系统，而后传出至效应器，如此往复。在中枢神经系统外，这些纤维束叫做神经，在中枢神经内，这些树突与轴突束被称为神经束。

5.1生物传感系统2024-07-2314神经元的分类神经元的形态差异很大，一般可按细胞突数目或功能