（一）丘脑的功能
各种感觉（除嗅觉外）的传入纤维都要经过丘脑接替换元，然后再投射至大脑皮质，所以，丘脑是感觉传入的总接替站，并且对感觉进行粗略的分析与综合。丘脑有许多神经元核团和细胞群与感觉分析有关，大致可分为以下三类。
1．特异感觉接替核 包括后腹核、外侧膝状体和内侧膝状体等，这类细胞群接受脑干和脊髓上行的特异感觉纤维（嗅觉除外），换元后发出特异投射纤维进一步投射到大脑皮质特定区域。
2．联络核 主要有丘脑前核、丘脑外侧腹核和丘脑枕等，这类细胞群接受来自丘脑特异感觉接替核和其他皮层下中枢来的纤维，换元后发出纤维投射到大脑皮质特定区域。
3．非特异投射核 主要是髓板内核群，包括中央中核、束旁核和中央外侧核等，这类细胞群通过多次突触接替换元，弥散地投射到大脑皮质广泛区域，具有维持和改变大脑皮质的兴奋状态的作用。
（二）感觉投射系统
根据丘脑各核团向大脑皮质投射途径和特征的不同，丘脑的感觉投射系统分为特异投射系统和非特异投射系统。
1．特异投射系统 丘脑特异感觉接替核及其投射至大脑皮层的神经传导通路，称为特异投射系统（图10-11）。一般认为，除嗅觉外的各种感觉纤维经脊髓和脑干上行到丘脑的特异感觉接替核，换元后投射到大脑皮质的特定感觉区，终止于皮层的第四层细胞。每一种感觉都有专一的传导路径，与大脑皮质具有直接的、点对点的投射关系。特异投射系统主要功能是引起特定感觉，并激发大脑皮质发出神经冲动。丘脑的联络核与大脑皮质也有特定的投射关系，也属于特异投射系统。
图10-11 感觉投射系统示意图
实线代表特异投射系统；虚线代表非特异投射系统
2．非特异投射系统 丘脑非特异投射核及其投射至大脑皮质的神经传导通路，称为非特异投射系统（图10-11）。各种感觉纤维经过脑干时，发出侧支，与脑干网状结构的神经元发生突触联系。经多次换元后，上行至丘脑的髓板内核群，由此发出纤维，弥散地投射到大脑皮质广泛区域。非特异投射系统不具有点对点的投射关系，其主要功能是维持和改变大脑皮质的兴奋状态。动物实验观察到，脑干网状结构内，存在具有上行唤醒作用的功能系统，称为网状结构上行激动系统。该系统主要通过丘脑非特异投射系统发挥唤醒作用，由于该传递系统是经过多次突触接替而成，所以易受药物的影响。一些催眠药和麻醉药正是通过阻断上行激动系统的活动发挥作用的。
丘脑的两个投射系统之间相互依存、相互制约，使大脑皮质既能处于觉醒状态，又能产生各种特定感觉（表10-2）。
表10-2 特异投射系统和非特异投射系统的区别
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