一、中樞神經系統總覽（Overview of the CNS）
中樞神經系統（Central Nervous System, CNS）由腦（brain）與脊髓（spinal cord）構成，是人體神經活動的整合中樞。
- 整合感覺資訊（Integration of sensory input）：收集來自內外環境的訊息。
- 發出運動反應（Motor output）：指揮肌肉或腺體反應。
- 維持內部恆定（Homeostasis）：調節體溫、血壓、呼吸、心率等。
- 產生高等功能（Higher functions）：如學習（learning）、記憶（memory）、語言（language）、意識（consciousness）、情緒（emotion）與決策（decision making）。
組織結構
CNS 由灰質（Gray matter）與白質（White matter）組成。
- 灰質（gray matter）：含神經元細胞體（neuron cell bodies）、樹突（dendrites）、突觸（synapses），為訊息整合區域。
- 白質（white matter）：由有髓軸突（myelinated axons）構成，負責訊息傳導。
- 在腦內：灰質主要位於外層皮質（cortex），白質位於內層。
- 在脊髓內：白質外圍、灰質居中，呈蝴蝶形。
二、腦（The Brain）
1️⃣ 腦的胚胎發育（Embryonic Development of the Brain）
- 胚胎第三週形成神經板（neural plate），凹陷成神經溝（neural groove），閉合形成神經管（neural tube）。
- 神經管前端膨大為三大原始腦泡（Primary brain vesicles）：
- 前腦（Prosencephalon, forebrain）
- 中腦（Mesencephalon, midbrain）
- 後腦（Rhombencephalon, hindbrain）
- 隨後分化為五個次級腦泡（Secondary brain vesicles）：
- 終腦（Telencephalon）→ 形成大腦（cerebrum）
- 間腦（Diencephalon）→ 形成丘腦群與視丘下部
- 中腦（Mesencephalon）→ 保留成中腦
- 後腦（Metencephalon）→ 形成橋腦（pons）與小腦（cerebellum）
- 延腦（Myelencephalon）→ 形成延髓（medulla oblongata）
- 神經管腔發展成腦室（ventricles）與中央管（central canal），內含腦脊髓液（cerebrospinal fluid, CSF）。
2️⃣ 腦的基本組織（Basic Parts and Organization）
腦可分為五大主要區域：
- 大腦（Cerebrum）：掌管意識、思考、記憶與隨意運動。
- 間腦（Diencephalon）：內含丘腦（thalamus）、下丘腦（hypothalamus）、上丘腦（epithalamus）。
- 腦幹（Brainstem）：包括中腦（midbrain）、橋腦（pons）與延髓（medulla oblongata）。
- 小腦（Cerebellum）：負責平衡與運動協調。
- 腦室系統（Ventricular system）：包含側腦室、第三腦室、第四腦室，彼此經導管相連。
3️⃣ 腦幹（The Brain Stem）
腦幹是最原始、維持生命的神經區，約佔腦重的 2.5%。
主要功能：
- 控制呼吸、心跳、血壓等自動反射。
- 傳導訊息於脊髓與大腦間。
- 含有 10 對腦神經核（cranial nerve nuclei）。
(1) 延髓（Medulla Oblongata）
- 位於枕骨大孔（foramen magnum）上方，連接脊髓。
- 含錐體交叉（decussation of pyramids）—運動路徑交叉，造成大腦控制對側肢體。
- 含生命中樞：呼吸中樞（respiratory center）、心血管中樞（cardiac and vasomotor centers）。
(2) 橋腦（Pons）
- 位於延髓上方，小腦前方。
- 含神經核負責呼吸節律調節（pontine respiratory center）。
- 為小腦與中樞連結的橋樑（relay station to cerebellum）。
(3) 中腦（Midbrain）
- 含四疊體（Corpora quadrigemina）：
- 上丘（Superior colliculi）—視覺反射中心。
- 下丘（Inferior colliculi）—聽覺反射中心。
- 黑質（Substantia nigra）：多巴胺神經元控制肌肉張力與運動平滑性；退化導致帕金森氏症（Parkinson’s disease）。
- 紅核（Red nucleus）：與小腦協調運動。
4️⃣ 小腦（The Cerebellum）
- 位於腦幹後方，由左右小腦半球與中間蚓部（vermis）構成。
- 外層皮質為灰質，內含白質「小腦樹（arbor vitae）」。
- 經三對小腦腳（cerebellar peduncles）與腦幹連結。
- 功能：
- 協調隨意運動（coordination of voluntary movement）。
- 維持平衡與姿勢（equilibrium and posture）。
- 精準控制肌肉動作（fine-tune movements）。
5️⃣ 間腦（The Diencephalon）
(1) 丘腦（Thalamus）
- 位於第三腦室兩側，是感覺訊息的中繼站（relay station）。
- 幾乎所有感覺（除嗅覺）在傳入大腦皮質前皆經丘腦處理。
(2) 下丘腦（Hypothalamus）
- 位於丘腦下方，連接腦垂體。
- 主要功能：
- 調節自主神經系統（autonomic nervous system）
- 控制內分泌系統（endocrine system）
- 維持體溫、飢餓、口渴
- 調控情緒與生理節律（circadian rhythms）
(3) 上丘腦（Epithalamus）
- 含松果體（pineal gland），分泌褪黑激素（melatonin）調節睡眠－覺醒週期。
6️⃣ 大腦（The Cerebrum）
結構（Structure）
- 占腦重量約 83%，由左右半球（hemispheres）組成。
- 表面為腦回（gyri）與腦溝（sulci），深層為腦裂（fissures）。
- 兩半球由胼胝體（Corpus callosum）連接。
腦葉（Lobes）
- 額葉（Frontal lobe）：控制運動、語言與決策。
- 頂葉（Parietal lobe）：處理觸覺與空間感知。
- 顳葉（Temporal lobe）：聽覺、嗅覺與記憶。
- 枕葉（Occipital lobe）：視覺中樞。
- 島葉（Insula）：內臟感覺與味覺處理。
功能區（Functional areas）
- 初級運動皮質（Primary motor cortex）：位於額葉前中央回，控制對側骨骼肌。
- 體感覺皮質（Somatosensory cortex）：處理觸覺與痛覺。
- 聯合區（Association areas）：整合記憶、語言與邏輯思維。
白質（White Matter）分類
- 聯絡纖維（Association fibers）：連結同側腦區。
- 連合纖維（Commissural fibers）：連結兩半球。
- 投射纖維（Projection fibers）：連接皮質與下位中樞。
深灰質（Deep gray matter）
- 基底核（Basal nuclei）：包括尾狀核（Caudate nucleus）、被殼（Putamen）、蒼白球（Globus pallidus）；調節運動啟動與抑制，避免過度活動。
7️⃣ 功能性腦系統（Functional Brain Systems）
(1) 邊緣系統（Limbic System）
- 位於大腦與間腦邊界，與情緒、記憶密切相關。
- 主要結構：海馬迴（hippocampus）、杏仁核（amygdala）、扣帶迴（cingulate gyrus）。
- 功能：整合情緒反應與自主神經活動，參與長期記憶形成。
(2) 網狀結構（Reticular Formation）
- 分布於腦幹的神經網絡。
- 主要功能為控制覺醒與注意力（arousal & alertness）。
- 網狀啟動系統（RAS）損傷會導致昏迷（coma）。
8️⃣ 腦的保護結構（Protection of the Brain）
- 腦膜（Meninges）：三層保護膜。
- 硬腦膜（Dura mater）：外層厚韌，形成大腦鐮（falx cerebri）與小腦幕（tentorium cerebelli）。
- 蛛網膜（Arachnoid mater）：中層透明，蛛網膜下腔（subarachnoid space）含腦脊髓液。
- 軟腦膜（Pia mater）：緊貼腦表面。
- 腦脊髓液（Cerebrospinal fluid, CSF）：由脈絡叢（choroid plexus）產生，循環於腦室與蛛網膜下腔，吸收衝擊並維持離子平衡。
- 血腦障壁（Blood-Brain Barrier, BBB）：由內皮細胞緊密連結（tight junctions）構成，阻隔毒素與病原入侵。
三、脊髓（The Spinal Cord）
結構與區域（Structure and Regions）
- 起於延髓下方，終止於第1～2腰椎（L1–L2）。
- 外白內灰，形成蝴蝶狀灰質。
- 四個區段：頸段（cervical）、胸段（thoracic）、腰段（lumbar）、薦段（sacral）。
- 錐尾（conus medullaris）末端延伸出馬尾神經（cauda equina）。
灰質（Gray Matter）
- 前角（anterior horn）：運動神經元。
- 後角（posterior horn）：感覺中繼。
- 側角（lateral horn）：自主神經元（T1–L2）。
白質（White Matter）
- 分為前、側、後索，含上行與下行徑路（tracts）。
- 上行徑（ascending tracts）傳感覺訊息。
- 下行徑（descending tracts）控制運動反應。
四、傳導路徑（Sensory and Motor Pathways）
上行徑（Ascending Pathways）
- 背柱內側丘系（Dorsal column–medial lemniscal pathway）：精細觸覺與本體覺。
- 脊髓丘腦徑（Spinothalamic tract）：痛覺與溫度。
- 脊髓小腦徑（Spinocerebellar tract）：傳送肌肉與關節位置資訊至小腦。
下行徑（Descending Pathways）
- 錐體徑（Pyramidal / corticospinal tract）：控制隨意運動。
- 錐體外徑（Extrapyramidal tracts）：調節平衡、姿勢與反射運動。
五、中樞神經疾病（Disorders of the CNS）
- 腦中風（CVA, stroke）：血流阻塞造成神經缺損。
- 創傷性腦損傷（Traumatic brain injury）：外力導致腦出血或水腫。
- 阿茲海默症（Alzheimer’s disease）：β-澱粉樣蛋白沉積與神經纖維糾結導致記憶喪失。
- 肌萎縮性側索硬化症（ALS）：運動神經元退化。
- 帕金森氏症（Parkinson’s disease）：黑質多巴胺神經元退化。
六、CNS 的發展與老化（CNS Throughout Life）
- 胚胎期神經管未閉合可導致無腦畸形（anencephaly）與脊柱裂（spina bifida）。
- 新生兒腦部未完全髓鞘化（myelination），隨年齡成熟。
- 老化導致腦體積減少、突觸數下降、反應速度變慢。
七、臨床關聯（Clinical Correlations）
- 腦膜炎（Meningitis）：感染引起腦膜發炎。
- 腦積水（Hydrocephalus）：CSF 循環受阻，導致顱壓上升。
- 幻肢痛（Phantom limb pain）：截肢後仍感覺肢體存在。
- 忽略症候群（Neglect syndrome）：右頂葉損傷造成左側感覺缺失。
- 睡眠障礙（Circadian disorder）：松果體功能異常導致褪黑激素分泌紊亂。
