Одним из основных свойств живого вещества является раздражимость. Каждый живой организм получает раздражения из окружающего мира и отвечает на них соответствующими реакциями, которые связывают организм с внешней средой. Протекающий в самом организме обмен веществ, в свою очередь, обусловливает ряд раздражений, на которые организм также реагирует. Связь между участком, на который падает раздражение, и регулирующим органом в высшем многоклеточном организме осуществляется нервной системой. Проникая своими разветвлениями во все органы и ткани, нервная система связывает части организма в единое целое, осуществляя его объединение (интеграцию).
Следовательно, нервная система выполняет в организме человека следующие функции:
1. Посредством органов чувств осуществляет связь организма с окружающей средой, обеспечивая взаимодействие с ней;
2. Управляет деятельностью различных органов и их систем, составляющих целостный организм;
3. Координирует процессы, протекающие в организме, с учетом состояния внутренней и внешней среды, анатомически и функционально связывая все части организма в единое целое;
4. Осуществляет высшую нервную деятельность.
Функционирование нервной системы связано с восприятием и обработкой разнообразной сенсорной информации, а также информационным обменом между различными частями организма и внешней средой. Передача информации между нервными клетками осуществляется в форме нервных импульсов. Нервные импульсы возникают в сенсорных (чувствительных) нейронах как результат активации их воспринимающих структур, называемых рецепторами.
Сами рецепторы активируются различными изменениями во внутренней среде организма и в окружающей его внешней среде. Сенсорные нейроны передают возникшие в рецепторах импульсы в спинной и головной мозг. Здесь происходит активация других нейронов и передача нервных импульсов в конечном итоге на двигательные нейроны, локализованные в определенных отделах спинного и головного мозга. Двигательные нейроны вступают в контакт с различными эффекторными (исполнительными) образованиями, такими как мышцы, железы, кровеносные сосуды, которые под влиянием поступающих нервных импульсов изменяют свою работу, повышая или снижая ее уровень.
Классификация нервной системы .
Нервная система классифицируется по топографическому и функциональному признакам.
По функциональному признаку нервная система делится на соматическую или анимальную и вегетативную или автономную.
Соматическая нервная система (от слова сома - тело) иннервирует кожные покровы тела, а также весь двигательный аппарат, в том числе кости, суставы и мышцы, а также поперечнополосатую мускулатуру некоторых внутренностей. Она заведует преимущественно функциями связи организма с внешней средой, обусловливая чувствительность организма (при посредстве органов чувств) и движения мускулатуры скелета.
Вегетативная нервная система иннервирует внутренние органы, кровеносные сосуды и железы, контролируя и регулируя тем самым обменные процессы в организме. А также скелетную мускулатуру, обеспечивая ее трофику (питание) и тонус. Однако следует всегда помнить, что регуляция жизнедеятельности организма протекает при гармоничном сочетании работы всех отделов нервной системы.
Вегетативная нервная система делится на два отдела: симпатический и парасимпатический. Симпатическая нервная система иннервирует все тело, а парасимпатическая - лишь определенные его области.
По топографическому признаку в нервной системе различают центральную и периферическую нервную систему.
Центральная нервная система представлена головным и спинным мозгом, которые состоят из серого и белого вещества. Все остальное, т.е. нервные корешки, узлы, сплетения, нервы и периферические нервные окончания, образует периферическую нервную систему.
Как в центральной, так и в периферической нервной системе содержатся элементы соматической и вегетативной частей, чем и достигается единство всей нервной системы. Высшим отделом нервной системы, который ведает всеми процессами организма, является кора полушарий большого мозга.
Строение нервной ткани .
Нервная ткань состоит из нервных клеток - нейронов , выполняющих специфическую функцию, и нейроглии - клеток, которые, окружая нейроны, выполняют опорную, защитную и трофическую функции. Специфическая функция нейронов состоит в восприятии раздражений, генерации нервных импульсов и проведении их к другим клеткам.
Нейроны являются основными структурными и функциональными единицами нервной системы. Каждый нейрон способен воспринимать раздражение и возбуждаться, а также передавать возбуждение в форме нервного импульса соседним нейронам или иннервируемым органам и мышцам. Каждый нейрон проводит нервный импульс только в одном направлении. В силу этого отростки нейрона подразделяются на дендриты, которые проводят возбуждение к телу нейрона, и аксон или нейрит, проводящий возбуждение от тела клетки. Каждый нейрон является элементарной составной частью той или иной рефлекторной дуги, по которой осуществляется проведение импульсов в нервной системе от рецепторов, воспринимающих различные воздействия, до эффекторных органов, участвующих в ответной реакции на эти воздействия.
Нейроны имеют тело и отростки (рис. 53), с помощью которых они соединяются между собой и с иннервируемыми структурами (мышечными волокнами, кровеносными сосудами и т. п.), обеспечивая проведение нервного импульса по телу человека. Длина отростков очень различна; в отдельных случаях она может достигать от 1 до 1,5 м.
По числу отростков принято выделять униполярные нейроны, имеющие один отросток, биполярные нейроны - клетки с двумя отростками и мультиполярные нейроны, имеющие множество отростков. У человека наиболее распространены мультиполярные нейроны. Из многих отростков один представлен нейритом, а все остальные являются дендритами. Истинных униполярных нейронов у человека нет. Имеются так называемые псевдоуниполярные (ложноуниполярные) нейроны, которые образуются из биполярных нервных клеток путем слияния их отростков в один. Псевдоуниполярными являются чувствительные нервные клетки, расположенные в спинномозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов.
Отростки нервной клетки неравнозначны в функциональном отношении, так как одни из них проводят раздражение к телу нейрона - это дендриты, и только один отросток - нейрит (аксон) - проводит раздражение от тела нервной клетки и передает его либо на другие нейроны, либо на эффекторные структуры (например, на мышечные волокна). Благодаря разветвлению аксона возбуждение от одного нейрона одновременно передается многим нервным клеткам.
Рис. 53. Строение нейрона.
Цитоплазма нервных клеток содержит все характерные для клетки органеллы общего значения и органеллы специального значения (нейрофибриллы), хроматофильное вещество, тигроидное вещество (глыбки Ниссля), которые принимают самое непосредственное участие в возбуждении нервной клетки.
В зависимости от выполняемой функции нейроны делятся на чувствительные или афферентные, двигательные или эфферентные и ассоциативные или вставочные.
Чувствительные (афферентные) нейроны воспринимают раздражение под влиянием различных воздействий внешней или внутренней среды организма и передают его на другие нейроны. Эти нейроны всегда располагаются за пределами центральной нервной системы, как правило, в узлах спинномозговых и черепных нервов. Их дендриты образуют в органах чувствительные нервные окончания.
Двигательные (эфферентные) нейроны передают возбуждение на ткани рабочих органов. Ассоциативные (вставочные) нейроны всегда расположены в пределах центральной нервной системы, они осуществляют связь между афферентными и эфферентными нейронами.
Нервные волокна - это отростки нервных клеток, одетые глиальными оболочками. Они бывают двух видов - безмиелиновые или безмякотные и миелиновые или мякотные.
Нервные окончания . Все нервные волока заканчиваются концевыми разветвлениями, которые называются нервными окончаниями. По функциональному значению их делят на три группы: эффекторы, чувствительные окончания или рецепторы и синаптические или концевые аппараты, образующие межнейрональные синапсы, которые осуществляют связь нейронов между собой.
Рецепторы представляют собой концевые разветвления дендритов чувствительных клеток. Они воспринимают раздражения как из внешней, так и из внутренней среды организма. Поэтому в зависимости от места восприятия раздражения различают: экстерорецепторы, воспринимающие раздражения из внешней среды (от кожи, сетчатки глаза, кортиева органа, слизистой оболочки носа и ротовой полости), интерорецепторы, воспринимающие раздражения из внутренних органов и сосудов, и проприорецепторы, воспринимающие раздражения от рецепторов мышц, сухожилий и связок.
Эффекторы бывают двух видов - двигательные и секреторные. Они являются окончаниями двигательных нейронов, при их участии нервный импульс передается на ткани рабочих органов (мышце, железе и т.д.).
Синапс - это контактное соединение одного нейрона с другим. В его формировании принимает участие аксон одного нейрона, образующий окончания на дендритах или теле другого нейрона. Посредством синапса нервный импульс передается от одного нейрона к другому. Передача осуществляется при помощи медиаторов (ацетилхолина, норадреналина , серотонина). Благодаря синаптическим окончаниям нейроны сочленяются в рефлекторные дуги.
Рефлекторная дуга .
В основе деятельности нервной системы лежит рефлекс, который является ответной реакцией организма на изменение внешней или внутренней среды организма при обязательном участии нервной системы. Рефлексы проявляются в возникновении или прекращении какой-либо деятельности организма (сокращение или расслабление мышц, секреция или прекращение ее железами, сужение или расширение сосудов и т.д.). Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней среды или своего внутреннего состояния и приспосабливаться к этим изменениям. Различают безусловные (пищевые, оборонительные, половые и т.п.) и условные рефлексы.
Анатомической основой рефлекса является рефлекторная дуга, которая представляет собой цепь последовательно связанных между собой нейронов, которая и составляет материальный субстрат рефлекса. Рефлекторные дуги бывают простые и сложные. Простая рефлекторная дуга состоит из афферентного или чувствительного нейрона, воспринимающего раздражения, эфферентного или двигательного нейрона, передающего нервное возбуждение к рабочему органу, и нервного центра (рис. 54).
У человека в основном рефлекторные дуги сложные. В них между чувствительными и двигательными нервными клетками в пределах центральной нервной системы располагаются вставочные (ассоциативные) нейроны, проходящие через разные уровни головного мозга, включая его кору (рис. 54). Афферентные, эфферентные и ассоциативные нервные клетки, управляющие определенными видами рефлекторных реакций, имеют строгую локализацию в нервной системе.
Рис. 54. Схема соединения нейронов в двухчленной (слева) и трехчленной (справа) рефлекторной дуге.
В настоящее время за основу рефлекторной деятельности принимается рефлекторное кольцо . Классическая рефлекторная дуга дополнена четвертым звеном - обратной афферентацией от эффекторов. В частности, от мышц в нервную систему постоянно поступает сенсорная информация об их состоянии в результате действия тех или иных раздражителей.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
К центральной нервной системе относятся спинной и головной мозг, состоящие из серого и белого вещества.
Серое вещество спинного и головного мозга - это скопления нервных клеток вместе с ближайшими разветвлениями их отростков, называемые центрами (ядрами).
Белое вещество - это нервные волокна (отростки нервных клеток - нейриты), покрытые миелиновой оболочкой и связывающие отдельные центры между собой, т.е. проводящие пути.
СПИННОЙ МОЗГ
Спинной мозг - филогенетически наиболее древняя часть центральной нервной системы. Он расположен в позвоночном канале и у взрослого человека продолжается от большого затылочного отверстия черепа, где непосредственно переходит в продолговатый мозг, до верхнего края второго поясничного позвонка, переходя в концевую нить, которая прикрепляется ко 2-му копчиковому позвонку. Спинной мозг имеет два утолщения - шейное и поясничное, соответствующие корешкам спинномозговых нервов верхних и нижних конечностей.
На всем протяжении от спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов, связывающих его с соответствующими сегментами тела. Эти спинномозговые нервы составляют основу периферической нервной системы в области туловища. Спинной мозг выполняет ряд важных функций: во-первых, он принимает участие в восприятии чувствительной информации из различных частей тела; во-вторых, он регулирует сегментарную рефлекторную деятельность; в-третьих, через спинной мозг проходят различные проводящие пути к головному мозгу и от головного мозга.
Вдоль всей передней поверхности спинного мозга расположена передняя срединная щель, а вдоль задней - задняя срединная борозда. Борозды разделяют его на правую и левую половины. На боковых поверхностях спинного мозга видны передняя и задняя латеральные борозды, соответствующие местам прохождения передних и задних корешков спинномозговых нервов. Латеральные борозды делят каждую половину мозга на три продольных канатика - задний, боковой и передний (рис. 55).
Сегментарное строение спинного мозга.
Спинной мозг имеет признаки сегментарного строения. Под сегментом спинного мозга понимают участок его серого вещества, соответствующий положению пары (правого и левого) спинномозговых нервов, иннервирующих соответствующие сегменты тела. Различают 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегменты спинного мозга.
Рис. 55. Нейронный состав сегмента спинного мозга.
Вследствие того, что спинной мозг короче позвоночного канала, место выхода нервных корешков не соответствует уровню межпозвоночных отверстий. Поэтому последние поясничные, все крестцовые и копчиковые корешки отходят не только в стороны, но и вниз, образуя густой пучок, который называется конский хвост .
Связь между сегментом спинного мозга и соответствующим ему сегментом тела осуществляется посредством пары спинномозговых нервов. Эта особенность строения спинного мозга находит отражение в закономерностях иннервации общего кожного покрова и мышц тела.
Из каждого сегмента спинного мозга с обеих сторон через передние латеральные борозды выходят отростки двигательных нейронов, расположенных в передних рогах серого вещества. Совокупность этих отростков образует передние (двигательные) корешки спинномозгового нерва, по которым идут нервные импульсы от спинного мозга к скелетной мускулатуре (рис. 55). В их составе также проходят нервные (вегетативные) волокна к узлам симпатического ствола.
В каждый сегмент спинного мозга с обеих сторон через задние латеральные борозды входят задние (чувствительные) корешки спинномозгового нерва, которые представляют собой комплекс центральных отростков чувствительных нейронов соответствующих спинномозговых узлов. Эти узлы в количестве 31 пары обычно расположены в области межпозвоночных отверстий. Каждый их них представляет собой овальное утолщение по ходу заднего корешка и состоит из чувствительных псевдоуниполярных нейронов.
Совокупность нейронов спинномозгового узла образует ганглионарный (узловой) нервный центр (рис. 56), где происходит первичная обработка сенсорной (чувствительной) информации. Каждый нейрон спинномозгового узла имеет короткий отросток, сразу делящийся на два: периферический, который начинается рецепторами в коже, мышцах, суставах или внутренних органах, и центральный, направляющийся в составе заднего корешка в спинной мозг.
Таким образом, передние и задние корешки совершенно различны по своим функциям. Если задние корешки содержат только афферентные (чувствительные, сенсорные) нервные волокна и проводят в спинной мозг чувствительные импульсы различного характера, то передние корешки представлены только эфферентными (двигательными или моторными), и вегетативными волокнами, передающими нервные импульсы к эффекторам.
Внутреннее строение спинного мозга .
На поперечном срезе спинного мозга видно, что его вещество неоднородно. Внутри расположено серое вещество, а снаружи - белое вещество. Серое вещество представляет собой скопление тел нейронов и их коротких отростков, белое вещество - скопление их длинных отростков, соединяющих нервные клетки различных сегментов спинного мозга между собой и с клетками головного мозга. В центре серого вещества имеется центральный канал, по которому циркулирует спинномозговая жидкость (рис. 55).
Рис. 56. Внутреннее строение спинного мозга (поперечный разрез).
Строение серого вещества .
Серое вещество расположено внутри спинного мозга и окружено со всех сторон белым веществом. Оно образует две вертикальные колонны, расположенные в правой и левой половинах спинного мозга. В середине расположен узкий центральный канал , проходящий по всей длине спинного мозга и содержащий спинномозговую жидкость. Вверху он сообщается с 4-м желудочком головного мозга. Серое вещество, окружающее центральный канал, называется промежуточным .
В каждой колонне серого вещества имеется два столба - передний и задний . На поперечных разрезах спинного мозга эти столбы имеют вид рогов : переднего расширенного и заднего заостренного. Поэтому общий вид серого вещества на фоне белого напоминает букву «Н» (рис. 56).
Передний и задний рога в каждой половине спинного мозга связаны между собой промежуточной зоной серого вещества, которая особенно выражена на протяжении от 1-го грудного до 2-3-го поясничных сегментов и выступает в виде бокового рога (рис. 55). Поэтому в этих сегментах серое вещество на поперечном разрезе имеет вид бабочки. В боковых рогах заложены клетки, иннервирующие вегетативные органы и группирующиеся в ядра (промежуточно-латеральное). Нейриты клеток этого ядра выходят из спинного мозга в составе передних корешков.
Локальные скопления нервных клеток в сером веществе называют ядрами. В ядрах осуществляется обработка поступающей в спинной мозг информации и передача ее на другие нервные центры. Клетки задних рогов содержат грудное ядро и собственные ядра спинного мозга, которые воспринимают из тела нервные импульсы, обеспечивающие различные виды чувствительности. Передние рога содержат двигательные нейроны, которые, выходя из спинного мозга, составляют передние двигательные корешки. Эти клетки образуют ядра эфферентных соматических нервов, иннервирующих скелетную мускулатуру - соматические двигательные ядра. Они расположены в виде двух групп - медиальной и латеральной.
Таким образом, основная функция сегментарного аппарата спинного мозга, в состав которого входит участок серого вещества вместе с соответствующей парой спинномозговых нервов и относящихся к ним передних и задних корешков, сводится к осуществлению врожденных сегментарных рефлексов.
Строение белого вещества .
Снаружи от серого вещества, в котором сосредоточены тела нервных клеток, расположено белое вещество. Оно представлено длинными отростками нейронов - аксонами, покрытыми миелиновой оболочкой, придающей им белый цвет. Эти нервные волокна осуществляют связи между соседними сегментами спинного мозга, а также восходящие и нисходящие связи спинного и головного мозга.
Передние и задние борозды и щель, расположенные на поверхности спинного мозга, разделяют его белое вещество на симметрично лежащие части - канатики спинного мозга (рис. 55). Различают задние, боковые и передние канатики. Самую внутреннюю их часть, непосредственно прилежащую к серому веществу, составляют нервные волокна собственных пучков спинного мозга, которые осуществляют связи между соседними сегментами спинного мозга. Основная масса волокон канатиков представлена отростками тел нервных клеток, которые образуют двустороннюю связь сегментарного аппарата спинного мозга с головным мозгом. Эта связь осуществляется посредством восходящих и нисходящих проводящих путей, которые составляют белое вещество спинного мозга. По восходящим проводящим путям информация поступает из спинного мозга к головному, а по нисходящим, напротив, из головного мозга к соответствующим двигательным ядрам спинного мозга.
Белое вещество спинного мозга состоит из нервных отростков, которые составляют три системы нервных волокон:
1) короткие пучки ассоциативных волокон, соединяющие участки спинного мозга на различных уровнях (афферентные и вставочные нейроны);
2) длинные афферентные (чувствительные, центростреми-тельные);
3) длинные эфферентные (двигательные, центробежные).
Короткие волокна относятся к собственному аппарату спинного мозга, а длинные составляют проводниковый аппарат двухсторонних связей с головным мозгом.
Проводящие пути, связывающие спинной мозг с головным .
Благодаря проводниковому аппарату собственный аппарат спинного мозга связан с аппаратом головного мозга, который объединяет работу всей нервной системы. Эта связь осуществляется посредством восходящих и нисходящих проводящих путей, которые составляют белое вещество спинного мозга, разделенное латеральными бороздами на задний, боковой и передний канатики. Восходящие (афферентные, центростремительные) проводящие пути несут информацию от спинного мозга к головному, а нисходящие (эфферентные, центробежные), наоборот, - от головного мозга к соответствующим ядрам спинного мозга.
Рис. 57. Локализация основных восходящих проводящих путей в белом веществе спинного мозга.
Задние канатики содержат волокна задних корешков спинномозговых нервов, образующих тонкий пучок , лежащий медиально, и клиновидный пучок , расположенный латерально (рис. 57). Эти пучки проводят от соответствующих частей тела к коре головного мозга осознаваемую человеком сенсорную информацию от органов осязания, мышц, суставов, связок и т. д.
Боковые канатики содержат восходящие и нисходящие нервные пути (рис. 57, 58). Восходящие пути идут к мозжечку (проводят нервные импульсы от проприорецепторов мышц, сухожилий, суставов и обеспечивают бессознательную координацию движений), к среднему и промежуточному мозгу (проводят температурные и болевые раздражения, обеспечивают тактильную чувствительность). Нисходящие пути идут от коры головного мозга (пирамидный путь, являющийся сознательным эфферентным двигательным путем), от среднего мозга (бессознательный эфферентный двигательный путь).
Рис. 58. Переключение нисходящих проводящих путей на мотонейронах спинного мозга.
Передние канатики (рис. 58)содержат нисходящие пути от коры головного мозга (пирамидный путь), от среднего мозга (осуществляют рефлекторные защитные движения при зрительных и слуховых раздражениях), от ядер вестибулярного нерва и ретикулярной формации.
Оболочки спинного мозга .
Спинной мозг покрыт тремя соединительнотканными оболочками: твердой, паутинной и мягкой или сосудистой. Эти оболочки продолжаются в такие же оболочки головного мозга.
Твердая оболочка покрывает в виде мешка спинной мозг снаружи. Она прилежит вплотную к стенкам позвоночного канала, выстланного надкостницей. Между надкостницей и твердой оболочкой находится эпидуральное пространство. В нем расположены жировая клетчатка и венозные сплетения позвоночника.
Паутинная оболочка в виде тонкого прозрачного бессосудистого листка прилегает изнутри к твердой мозговой оболочке. Между указанными двумя оболочками располагается щелевидное субдуральное пространство .
Мягкая оболочка непосредственно прилежит к спинному мозгу. Она состоит из двух листков, между которыми находятся сосуды. Между паутинной и мягкой оболочками находится подпаутинное (субарахноидальное) пространство , содержащее спинномозговую жидкость.
ГОЛОВНОЙ МОЗГ
Головной мозг расположен в полости черепа. Он имеет верхнелатеральную или дорсальную выпуклую поверхность и нижнюю вентральную поверхность (основание мозга) уплощенную и неровную. В нем различают три крупные части: большой мозг, мозжечок и мозговой ствол.
Рис. 59. Основание мозга.
Головной мозг имеет следующие отделы: продолговатый мозг, задний, средний, промежуточный и конечный мозг. Все указанные отделы, кроме мозжечка и конечного мозга, составляют мозговой ствол. Масса головного мозга у взрослого человека составляет 1200-1350 г. Умственные способности человека не зависят от массы мозга.
На дорсальной поверхности расположены полушария большого мозга, отделенные друг от друга продольной щелью мозга. Сзади имеется поперечная щель, залегающая между полушариями и мозжечком.
Основание мозга повторяет рельеф внутреннего основания черепа. Продолжением спинного мозга является продолговатый мозг, по бокам от него расположены полушария мозжечка, а впереди мост и ножки мозжечка к мосту (рис. 59).
Впереди и кверху от моста, расходясь в стороны, лежат две ножки мозга - части среднего мозга. Между ножками расположена ямка, в которой расположены образования промежуточного мозга, относящиеся к гипоталамусу. По бокам от указанных образований расположены полушария большого мозга. На основании мозга, на протяжении ствола расположены корешки черепных нервов (рис. 59).
Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга. Границей между ними служит место выхода корешков первой пары спинномозговых нервов.
Рис. 60. Продолговатый мозг (вид спереди).
1 - оливомозжечковый тракт, 2 - ядро оливы, 3 - ворота ядра оливы, 4 - олива, 5 - пирамидный тракт, 6 - подъязычный нерв, 7 - пирамида, 8 - передняя боковая борозда, 9 - добавочный нерв.
На передней (нижней) поверхности продолговатого мозга проходит передняя срединная щель , которая является продолжением одноименной борозды спинного мозга. По бокам от нее расположены два продольных тяжа - пирамиды (рис. 60). Они состоят из белого вещества и образованы волокнами пирамидных проводящих путей. Эти пути идут от двигательного центра коры полушарий большого мозга к двигательным ядрам спинного мозга. Часть пирамидных волокон в глубине передней срединной щели переходит на противоположную сторону, образуя перекрест пирамид. Далее волокна из пирамид продолжаются в передние и боковые канатики спинного мозга.
Снаружи от пирамид справа и слева находятся возвышения - оливы, внутри каждой из которых заметно скопление серого вещества - оливное ядро. Оно функционально связано с регуляцией равновесия и работой вестибулярного аппарата. Между пирамидой и оливой расположена передняя латеральная борозда - место выхода корешков подъязычного нерва (XII пара), направляющегося к мышцам языка.
По задней поверхности продолговатого мозга проходит задняя срединная борозда, являющаяся продолжением одноименной борозды спинного мозга. По бокам от нее идут задние латеральные борозды. Между задней срединной и латеральной бороздами с каждой стороны продолговатого мозга расположены по два утолщения - тонкий и клиновидный бугорки, внутри которых находятся одноименные ядра. На нервных клетках этих ядер заканчиваются волокна тонкого и клиновидного пучков, продолжающихся из спинного в продолговатый мозг. По этим пучкам проходят чувствительные (проприоцептивные) импульсы от мышц и суставов туловища и конечностей (кроме головы).
Участки продолговатого мозга, ограниченные латеральными бороздами, - это боковые канатики, которые также являются продолжением боковых канатиков спинного мозга. Волокна из боковых канатиков без резкой границы переходят в нижние ножки мозжечка. Они имеют вид расходящихся кверху валиков, ограничивающих нижний угол ромбовидной ямки.
Из толщи боковых канатиков выходят корешки языкоглоточного (IX пара), блуждающего (X пара) и добавочного (XI пара) нервов, осуществляющих иннервацию кожи, мышц и органов головы и шеи.
Сетчатая (ретикулярная) формация продолговатого мозга состоит из переплетения нервных волокон и лежащих между ними нервных клеток, образующих ядра ретикулярной формации. Они отвечают за рефлекторные функции, например, рефлекс равновесия, глотательный, сосательный, дыхательные и сердечно-сосудистые рефлексы, а также за защитные рефлексы (кашель, чиханье и др.).
Белое вещество продолговатого мозга образуют длинные системы волокон, проходящие здесь из спинного мозга или направляющиеся в спинной мозг, и короткие, связывающие ядра стволовой части головного мозга.
Продолговатый мозг выполняет проводниковую и рефлекторную функции. В нем расположены жизненно важные центры - дыхательный и сосудодвигательный, регулирующие деятельность органов дыхания, сердца и кровеносных сосудов. Поэтому при повреждении продолговатого мозга может наступить смерть.
Задний мозг состоит из двух частей - моста и мозжечка.
Мост (рис. 59) расположен со стороны основания мозга, сзади он граничит с продолговатым мозгом, а спереди - с ножками мозга. Мост имеет вид валика. Значительную его часть составляют поперечно и продольно расположенные нервные волокна.
Продольные волокна образуют двигательные и чувствительные проводящие пути, соединяющие вышележащие отделы головного мозга со спинным.
Поперечные волокна идут из моста к коре мозжечка в составе средних ножек мозжечка. Такая система проводящих путей связывает через мост кору полушарий большого мозга с корой полушарий мозжечка. По мостомозжечковым проводящим путям от коры полушарий большого мозга через мост осуществляется контролирующее влияние на мозжечок. Между волокнами находятся многочисленные скопления серого вещества, составляющие ядра моста - собственные ядра моста и ядра V-VIII пар черепных нервов . Эти нервы выходят из основания мозга и иннервируют органы, мышцы и кожу головы. От ядер преддверно-улиткового нерва (VIII пара) начинаются слуховые проводящие пути, идущие в другие отделы головного мозга.
Мозжечок (рис. 59) располагается в задней черепной ямке под затылочными долями больших полушарий дорсально от моста и продолговатого мозга. Под мозжечком находится IV желудочек мозга.
В мозжечке различают филогенетически более старую среднюю часть - червь, играющий важную роль в регуляции автоматических движений туловища и конечностей, например в процессе ходьбы, и более новую - полушария мозжечка, принимающие участие преимущественно в управлении координированными автоматизированными движениями конечностей.
Поверхность мозжечка покрыта слоем серого вещества - корой мозжечка , имеет узкие извилины, разделенные бороздами. В нем выделяют два полушария и среднюю часть - червь .
Рис. 61. Ядра мозжечка.
Внутри мозжечок состоит из белого вещества и находящихся в нем парных ядер серого вещества (рис. 61), самыми крупными из которых являются зубчатые ядра. Белое вещество состоит из волокон, связывающих между собой участки коры мозжечка, ядра ствола мозга с корой мозжечка, а также кору с ядрами мозжечка. На сагиттальном разрезе через червь мозжечок имеет характерный рисунок, известный под названием «древа жизни».
Связи мозжечка со стволом мозга и спинным мозгом осуществляются с помощью трех пар ножек, состоящих из белого вещества. Посредством верхних ножек мозжечок соединяется со средним мозгом, средних - с мостом и нижних - с продолговатым и спинным мозгом.
Основное функциональное значение мозжечка состоит в поддержании равновесия тела, рефлекторной регуляции и координации движений тела, придании им плавности, точности и соразмерности в ответ на проприоцептивные импульсы, поступающие в него от мышц, сухожилий, суставов и связок, в регуляции мышечного тонуса. Мозжечок программирует плавное, точное и автоматическое выполнение движений благодаря его связям со спинным мозгом и стволовыми центрами управления движениями, а также с корой больших полушарий.
Ромбовидная ямка расположена в стволовой части мозга, имеет вид ромба. Верхние стороны ромба ограничены двумя верхними мозжечковыми ножками, а нижние стороны - двумя нижними ножками. Она является дном четвертого желудочка. В ямке расположены ядра V-XII пар черепных нервов. Ромбовидная ямка имеет важное значение в регуляции возбудимости и тонуса всех отделов центральной нервной системы, оказывает влияние на центры вегетативной нервной системы. В ромбовидной ямке расположены важные центры - дыхательный, сердечной деятельности, сосудорегуляторный и др. Ромбовидная ямка имеет жизненно важное значение, так как в этой области заложено большинство ядер черепных нервов (V-XII пары).
Четвертый желудочек расположен между мозжечком, мостом и продолговатым мозгом. Он заполнен спинномозговой жидкостью. Внизу желудочек сообщается с центральным каналом спинного мозга, вверху переходит в мозговой водопровод среднего мозга. Дном четвертого желудочка является ромбовидная ямка, а крышей - передний и задний мозговые паруса. Место схождения верхнего и нижнего парусов вдается в мозжечок и образует шатер.
Средний мозг (рис. 62) находится между мостом и промежуточным мозгом. Его переднюю часть составляют ножки мозга, где преимущественно проходят проводящие пути, а заднюю - крыша, в которой располагаются подкорковые центры зрения и слуха.
Крыша среднего мозга состоит из двух пар небольших возвышений - холмиков. Верхние два холмика являются подкорковыми центрами зрения, оба нижних холмика - подкорковыми центрами слуха. Каждый холмик переходит в ручку, которая направляется к латеральному и медиальному коленчатым телам . Коленчатые тела относятся к промежуточному мозгу. Между верхними холмиками лежит шишковидное тело - железа внутренней секреции.
Ножки мозга представляют собой два толстых белых тяжа, идущих от моста кверху и кнаружи и затем погружающихся в вещество большого мозга. Они состоят из основания ножек и покрышки , а между ними находится черное вещество , которое по своей функции относится к экстрапирамидной системе.
Рис. 62. Поперечный разрез среднего мозга.
Основание ножек мозга содержит волокна, спускающиеся от коры полушарий большого мозга ко всем нижележащим отделам нервной системы. Покрышка содержит все восходящие чувствительные пути, за исключением зрительного и обонятельного.
Среди ядер серого вещества самое значительное - красное ядро, являющееся важным подкорковым двигательным центром экстрапирамидной системы. От этого ядра начинается нисходящий красноядерно-спинномозговой путь, соединяющий красное ядро с передними рогами спинного мозга. К этому пути подходят волокна от верхних ножек мозжечка. Благодаря этим связям мозжечок и экстрапирамидная система влияют на всю скелетную мускулатуру, регулируя бессознательные, автоматические движения.
Полостью среднего мозга является водопровод (сильвиев водопровод), сообщающий между собой полости третьего и четвертого желудочков. Под водопроводом мозга расположены ядра глазодвигательного и блокового нервов (III и IV пары), иннервирующие мышцы глаза.
Таким образом, в среднем мозге человека имеются:
Подкорковые центры зрения и ядра нервов, иннервирующих мышцы глаза;
Подкорковые слуховые центры;
Все восходящие и нисходящие проводящие пути, связывающие кору головного мозга со спинным мозгом;
Пучки белого вещества, связывающие средний мозг с другими отделами ЦНС.
Средний мозг иннервирует мышцы глаза, осуществляет ориентировочные зрительные и слуховые рефлексы (например, поворот головы по направлению к свету и звуку), играет важную роль в регуляции тонуса скелетной мускулатуры, регулирует бессознательные, автоматические движения.
Ретикулярная формация представляет собой филогенетически более старую и относительно просто организованную нервную сеть с множеством ядерных центров. Ей отводится важная роль в поддержании бодрствующего состояния мозга, а также в механизмах формирования сложно-координированных двигательных актов (таких, как чихание, рвота и т. п.), обеспечивающих защиту организма от воздействий внешней среды, угрожающих его жизнедеятельности. Она работает в функциональном единстве с анализаторными системами и оказывает тонические влияния на ниже- и вышележащие отделы центральной нервной системы.
Промежуточный мозг (рис. 63, 64) располагается между конечным и средним мозгом. На сагиттальном срезе промежуточный мозг виден под мозолистым телом и сводом. В нем различают две части. Филогенетически более молодой таламический мозг, являющийся высшим подкорковым чувствительным (сенсорным) центром, в котором переключаются практически все афферентные пути, несущие сенсорную информацию от органов тела и органов чувств. И гипоталамус, более старое в филогенетическом отношении образование, играющее роль высшего центра регуляции вегетативных функций организма.
Таламический мозг в свою очередь подразделяется на парные образования - талaмусы (зрительные бугры), метаталамус (заталамическая область) и эпиталамус (надталамическая область).
Полостью промежуточного мозга является III желудочек , который посредством правого и левого межжелудочковых отверстий сообщается с боковыми желудочками, расположенными внутри больших полушарий, и посредством водопровода мозга - с полостью IV желудочка мозга. В верхней стенке III желудочка располагается сосудистое сплетение, участвующее наряду со сплетениями в других желудочках мозга в образовании спинномозговой жидкости.
Таламус или зрительный бугор (рис. 64) представляет собой парное скопление серого вещества, расположенного по бокам III желудочка. Он имеет яйцевидную форму и состоит из клеточных скоплений (ядер) и прослоек белого вещества. Передний конец таламуса заострен в виде переднего бугорка, а задний расширен и утолщен в виде подушки. Деление на передний конец и подушку соответствует делению таламуса на центры афферентных путей (передний конец) и на зрительный центр (задний). За подушкой таламуса расположены коленчатые тела, относящиеся к метаталамусу.
Рис. 63. Промежуточный мозг.
1 - мозолистое тело, 2 - свод, 3 - таламус, 4 - третий желудочек, 5 - гипоталамус, 6 - средний мозг, 7 - серый бугор, 8 - глазодвигательный нерв, 9 - воронка, 10, 11 - гипофиз, 12 - перекрест зрительный нервов, 13 - передняя (белая) спайка.
В состав таламуса входят клеточные скопления (ядра), отграниченные друг от друга прослойками белого вещества. К каждому ядру подходят собственные афферентные и эфферентные пути. Соседние ядра формируют группы.
Таламусы являются своеобразным коллектором чувствительных путей, местом, в котором концентрируются все пути, проводящие чувствительные импульсы, идущие от противоположной половины тела. Таламические ядра, получающие импульсы от строго определенных участков тела, передают эти импульсы в соответствующие ограниченные зоны коры и частично в подкорковые ядра. Таламусы находятся на пути восходящих трактов, идущих от спинного мозга и ствола мозга к коре больших полушарий. Они имеют многочисленные связи с подкорковыми узлами, проходящими главным образом через чечевичное ядро.
Рис. 64. Дорсальная поверхность промежуточного мозга и части ствола мозга.
Таким образом, к таламусам по афферентным путям сходится информация практически от всех рецепторных зон. Эта информация подвергается существенной переработке. Отсюда к коре больших полушарий направляется лишь часть ее, другая же и, вероятно, большая часть принимает участие в формировании безусловных и, возможно, некоторых условных рефлексов, дуги которых замыкаются на уровне таламусов. Таламусы являются важнейшим звеном афферентной части рефлекторных дуг, обусловливающих инстинктивные и автоматизированные двигательные акты, в частности привычные локомоторные движения (ходьба, бег, плавание, езда на велосипеде, катание на коньках и т.п.).
В подушке таламуса расположены подкорковые центры зрения, которые проводящими путями связаны с затылочной долей полушария, где находится корковый зрительный центр.
Эпиталамус включает эпифиз (шишковидное тело) и ряд ядерных скоплений нейронов. Эпифиз - это железа внутренней секреции, функция которой заключается в тормозящем влиянии на работу большей части других эндокринных желез (гипофиза, щитовидной и паращитовидных желез, половых желез, надпочечников и др.). Эпифиз вырабатывает нейрогормон мелатонин, имеющий большое значение для поддержания иммунного статуса организма. Гормоны эпифиза также играют определенную роль в регуляции сезонных ритмов жизнедеятельности организма.
Метаталамус располагается в заднебоковом отделе промежуточного мозга, где под подушкой таламуса лежат два парных овальных образования - более крупное медиальное и меньшее по размеру латеральное коленчатые тела (рис. 64). С помощью ручек верхнего и нижнего холмиков, состоящих из белого вещества, медиальные и латеральные коленчатые тела соединяются соответственно с нижними и верхними холмиками крыши среднего мозга. Сверху коленчатые тела покрыты белым веществом, внутри содержатся скопления серого вещества - ядра.
Ядра медиального коленчатого тела (как и ядра нижнего холмика четверохолмия), являются подкорковым центром слуха, поскольку в них оканчиваются афферентные волокна, берущие начало в области моста (слуховой путь) от ядер преддверно-улиткового (VIII пара) нерва. Ядра латерального коленчатого тела (вместе с ядрами верхнего холмика четверохолмия) являются подкорковыми центрами зрения: в них оканчивается латеральная часть волокон, идущих в составе зрительного тракта (IIпара). Ядра коленчатых тел формируют также восходящие пути к центрам зрительного и слухового анализаторов в коре больших полушарий.
Гипоталамус (рис. 63) располагается под таламусом. В нем залегают скопления серого вещества, относящиеся к высшим вегетативным центрам. В гипоталамусе выделяют на два отдела: передний (серый бугор с воронкой и гипофизом, перекрест зрительных нервов и зрительный тракт) и задний (сосцевидные тела и задняя гипоталамическая область).
Ядра гипоталамической области связаны с гипофизом сосудами (с передней долей гипофиза) и гипоталамо-гипофизарным путем (с задней его долей). Благодаря этим связям гипоталамус и гипофиз образуют гипоталамо-гипофизарную нейросекреторную систему.
Серый бугор представляет собой непарный выступ нижней стенки третьего желудочка. Верхушка бугра вытянута в узкую полую воронку, на конце которой находится гипофиз, лежащий в углублении турецкого седла. В сером бугре залегают ядра серого вещества, являющиеся высшими вегетативными центрами, влияющими на обмен веществ и терморегуляцию.
Рис. 65. Вентральная поверхность промежуточного мозга.
Зрительный перекрест лежит впереди серого бугра, он образован перекрестом зрительных нервов. Сосцевидные тела относятся к подкорковым обонятельным центрам.
В задней гипоталамической области расположены три скопления нервных клеток, образующих около 30 ядер гипоталамуса, клетки которых вырабатывают нейросекрет. Нейросекрет поступает по отросткам нервных клеток в гипофиз и регулирует выделение им гормонов, участвующих в регуляции функций внутренних органов.
КОНЕЧНЫЙ МОЗГ
Конечный или большой мозг представляет собой самую развитую и в филогенетическом отношении новую часть головного мозга, непосредственно связанную с наиболее сложными проявлениями психической и интеллектуальной деятельности человека. Он является высшим отделом центральной нервной системы, который не только управляет всей жизнедеятельностью организма, но и обеспечивает осуществление разумной деятельности человека. В конечном мозге расположены центры инстинктивного поведения, основанного на видовых реакциях (безусловные рефлексы) - подкорковые ядра и центры индивидуального поведения, основанного на индивидуальном опыте (условные рефлексы) - кора большого мозга.
Конечный мозг состоит из двух полушарий большого мозга, соединенных между собой мозолистым телом, передней и задней спайками и спайкой свода. Полости конечного мозга образуют правый и левый боковые желудочки, каждый из которых находится в соответствующем полушарии; медиальную стенку бокового желудочка в ростральном отделе образует прозрачная перегородка.
Полушария большого мозга сверху покрыты корой мозга - слоем серого вещества, образованного нейронами более пятидесяти разновидностей. Под корой мозга в больших полушариях находится белое вещество, состоящее из миелинизированных волокон, большая часть которых соединяет кору больших полушарий с другими отделами и центрами головного мозга. В толще белого вещества полушарий находятся скопления серого вещества - базальные ядра (подкорковые ядерные центры). Слой белого вещества, называемый внутренней капсулой, отграничивает полушария от таламусов промежуточного мозга.
Полушария головного мозга и их рельеф.
Правое и левое полушария мозга отделены друг от друга продольной щелью. В каждом полушарии различают три поверхности - латеральную (боковую), медиальную (внутреннюю) и нижнюю.
Поверхность полушария (плащ) образована равномерным слоем серого вещества толщиной 1,3-4,5 мм, содержащего нервные клетки. Этот слой, называемый корой большого мозга, как бы сложен в складки. Поэтому поверхность плаща состоит из чередующихся между собой борозд и валиков между ними, называемых извилинами.
Глубокие борозды делят каждое полушарие на 5 долей: лобную, теменную, затылочную, височную и островок
Лобная доля составляет передний отдел полушария. Она отделена от расположенной позади нее теменной доли центральной бороздой . Лобная доля имеет четыре лобные извилины : предцентральную, расположеннуюмежду центральной и предцентральной бороздами, верхнюю, среднюю и нижнюю. На медиальной поверхности лобной доли находится медиальная лобная извилина, а на нижней поверхности - обонятельная борозда, в которой лежат обонятельная луковица, обонятельный тракт и обонятельный треугольник, продолжающийся в переднее продырявленное вещество мозга.
Теменная доля расположена между лобной (спереди), затылочной (сзади) и височной (снизу) долями. На ней имеется постцентральная извилина , ограниченная центральной и постцентральной бороздами, внутритеменная борозда , надкраевая и угловая извилины .
Затылочная доля . На латеральной поверхности в затылочной доле полушария расположена поперечная затылочная борозда . Остальные борозды и извилины затылочной области часто непостоянны и варьируют индивидуально. На медиальной поверхности расположен относящийся к затылочной доле клин, ограниченный спереди теменно-затылочной бороздой, сзади - сходящейся с ней под углом шпорной бороздой.
Височная доля . Вобласти височной доли на ее латеральной поверхности различают верхнюю и нижнюю височные борозды, идущие параллельно боковой борозде. Боковой бороздой и височными бороздами ограничиваются верхняя, средняя и нижняя височные извилины . На нижней поверхности височная доля не имеет четких границ с затылочной долей. Рядом с язычной извилиной, относящейся к затылочной области, располагается латеральная затылочно-височная извилина височной доли, которая сверху отграничивается коллатеральной бороздой от лимбической доли, а латерально - проходящей от затылочного полюса к височному затылочно-височной бороздой.
В состав каждого полушария входят плащ или мантия, обонятельный мозг, базальные ядра и боковые желудочки. Полушария соединены между собой мозолистым телом (рис. 63,64), которое состоит из нервных волокон, идущих поперечно из одного полушария в другое и соединяющих симметричные участки мозга справа и слева.
В коре происходит высший анализ всех раздражений, поступивших из внешней и внутренней среды организма, и формируется поведение человека.
Строение мозговой коры . Кора состоит из 10-14 млрд. нервных клеток, весьма разнообразных по форме и величине и расположенных послойно. Различные участки коры головного мозга отличаются друг от друга особенностями клеточного строения, расположением волокон, а также функциональным значением.
По морфологическим особенностям различают 6 основных слоев коры больших полушарий головного мозга (рис. 66):
Рис. 66. Строение коры головного мозга.
I - наружный зональный или молекулярный слой содержит концевые разветвления отростков нервных клеток;
II - наружный зернистый слой содержит мелкие клетки похожие на зерна;
III - пирамидный слой состоит из малых и средних пирамидных клеток;
IV - внутренний зернистый слой, также как и наружный зернистый, состоит из маленьких клеток-зерен;
V - ганглиозный слой содержит большие пирамидные клетки;
VI - слой полиморфных клеток граничит с белым веществом.
Нижние слои (V и VI) являются преимущественно началом эфферентных двигательных путей, по которым кора посылает импульсы на периферию ко всем органам тела. Клетки средних слоев (III и IV) коры связаны преимущественно с входящими в нее нервными афферентными путями. По волокнам этих путей проводятся к клеткам коры нервные импульсы из различных отделов нервной системы, связанной с поверхностью тела, мышцами, суставами, внутренними органами, органами чувств. Верхние слои (I и II) относятся к ассоциативным путям коры.
Базальные ядра полушарий (рис. 67). Кроме серой коры на поверхности полушарий имеются скопления серого вещества и в его толще, называемые базальными ядрами . К ним относятся полосатое тело, состоящее из хвостатого и чечевицеобразного ядер, ограда и миндалевидное тело. Хвостатое и чечевицеобразное ядра являются главной частью экстрапирамидной системы, т.е. подкорковых двигательных центров, осуществляющих бессознательное управление движениями и регуляцию мышечного тонуса, а также высшим регулирующим центром вегетативных функций в отношении теплорегуляции и углеводного обмена.
Миндалевидное тело относится к подкорковым обонятельным центрам и к лимбической системе. Между хвостатым ядром и зрительным бугром, с одной стороны, и чечевицеобразным ядром, с другой стороны, находится внутренняя капсула . Она состоит из проекционных волокон восходящих и нисходящих путей, соединяющих кору головного мозга со стволом мозга и спинным мозгом. Между чечевицеобразным ядром и оградой - наружная капсула .
Лимбическая система представляет собой комплекс образований конечного, промежуточного и среднего мозга, участвующий в регуляции различных вегетативных функций, поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостаза) и формировании эмоционально окрашенных поведенческих реакций.
Обонятельный мозг - самая древняя часть конечного мозга, возникшая в связи с анализатором обоняния. Поэтому все его части являются различными компонентами обонятельного анализатора.
Рис. 67. Базальные ядра (фронтальный срез полушарий головного мозга).
Белое вещество полушарий . Все пространство между серым веществом мозговой коры и базальными ядрами занято белым веществом . Оно состоит из большого количества нервных волокон, идущих в различных направлениях и образующих проводящие пути конечного мозга. Нервные волокна могут быть разделены на три вида: ассоциативные, комиссуральные и проекционные.
Ассоциативные волокна связывают между собой различные участки коры одного и того же полушария. Они делятся на короткие и длинные. Короткие волокна соединяют между собой соседние извилины, длинные - более удаленные друг от друга участки коры. В спинном мозгу ассоциативные нервные пути соединяют рядом расположенные сегменты.
Комиссуральные волокна соединяют симметричные участки обоих полушарий мозга. Большая часть таких волокон находится в мозолистом теле.
Проекционные волокна связывают мозговую кору с нижележащими отделами центральной нервной системы до спинного мозга включительно. По одним из этих волокон (афферентным) возбуждение проводится по направлению к коре (центростремительно), а по другим (эфферентным) наоборот - центробежно от коры.
Боковые желудочки . В полушариях конечного мозга ниже уровня мозолистого тела расположены симметрично по сторонам средней линии два боковых желудочка. Их сосудистая система образует черепно-мозговую (спинномозговую) жидкость, которая заполняет полости желудочков. Боковые желудочки соединяются с третьим желудочком при помощи водопровода мозга.
Локализация функций в коре полушарий большого мозга (центры мозговой коры) . Знание локализации функций в коре головного мозга имеет огромное теоретическое значение, так как дает представление о нервной регуляции всех процессов в организме и приспособлении его к окружающей среде. Оно имеет и большое практическое значение для определения локализации поражений в полушариях головного мозга.
В основе деятельности коры мозга, как и других отделов нервной системы, лежит анализ раздражений из внешней и внутренней среды организма и синтез его ответных реакций. Определенные зоны коры выполняют специфические функции по анализу и синтезу поступающей информации, поэтому их называют корковыми центрами или корковыми концами анализаторов (по И.П. Павлову). Анализатор - это сложный нервный механизм, начинающийся наружным воспринимающим аппаратом и заканчивающийся в мозгу.
Анализаторы имеют общий план строения. В каждом из них выделяют три отдела:
1) рецепторный отдел, ответственный за опознание специфических раздражителей и преобразование их воздействия в нервное возбуждение. Различают экстерорецепторы , воспринимающие раздражения из внешней среды, проприорецепторы , воспринимающие раздражения, возникающие в мышцах и суставах, и интерорецепторы , воспринимающие раздражения от внутренних органов и сосудов;
2) проводниковый отдел, обеспечивающий многоэтапную передачу нервного возбуждения по соответствующим нервам и трактам через ряд ядерных (подкорковых) нервных центров. Проводниковый отдел любого анализатора представлен различными ядрами мозжечка, ствола мозга и таламуса и их проекциями к соответствующим областям коры мозга. По мере передачи сенсорной информации от одного нервного центра к другому осуществляется ее последовательный анализ, в результате чего в организме возникает ощущение или чувствование.
3) корковый отдел (корковый конец анализатора), находится в коре мозга. Каждый анализатор имеет свою преимущественную локализацию в коре мозга. Так, корковое ядро двигательного анализ расположено в лобной доле, зрительного - в затылочной доле и т. д. В коре происходит анализ полученных раздражений с учетом субъективного переживания воспринимаемой сенсорной информации, т.е. формируется осознанное ощущение и происходит его восприятие.
Рис. 68. Локализация функционально различных центров в коре больших полушарий.
Кора представляет собой совокупность корковых концов анализаторов. Наиболее важными из них являются следующие (рис. 68):
- корковый конец общей чувствительности расположен в постцентральной извилине и в коре верхней теменной области. В этой области происходит анализ температурной, болевой, тактильной (осязательной) и мышечно-суставной чувствительности. При этом общая чувствительность правой половины тела проецируется в левом полушарии, а левой половины тела - в правом;
- корковый слуховой центр лежит в верхней височной извилине, где осуществляется высший анализ чувствительных импульсов, поступающих из спирального органа внутреннего уха. Его повреждение ведет к глухоте.
- корковый зрительный центр локализуется в затылочной доле в районе шпорной борозды. При повреждении ядра зрительного анализатора наступает слепота.
- корковый двигательный центр расположен в лобной доле вобласти предцентральной извилины. Сюда приходит часть афферентных волокон от таламуса, несущих проприоцептивную информацию от мышц и суставов тела. Здесь также начинаются нисходящие пути к стволу мозга и спинному мозгу, обеспечивающие возможность сознательной регуляции движений (пирамидные пути). Центр правого полушария регулирует работу мышц левой половины и наоборот. Поражение этой области коры приводит к параличу противоположной половины тела.
В различные участки коры благодаря анализаторам проецируются сигналы из внешней и внутренней среды организма. Эти сигналы по И.П. Павлову и составляют первую сигнальную систему действительности, которая проявляется в форме ощущений и восприятий. Первая сигнальная система имеется и у животных. В отличие от последних, у человека имеется и вторая сигнальная система - это человеческое мышление, которое всегда словесно.
Вторая сигнальная система связана с деятельностью всей коры мозга, однако некоторые области ее играют особенную роль в осуществлении речи:
- речедвигательный центр находится в нижней лобной извилине. При его поражении наступает двигательная афазия, т.е. нарушение способности произносить слова;
- центр письменной речи расположен в средней лобной извилине вблизи ядра общего двигательного анализатора;
- центр слухового анализатора устной речи находится в верхней височной извилине;
- центр зрительного восприятия (чтения) - в теменной доле.
Эти центры односторонние. У правшей они расположены в левом полушарии.
ПРОВОДЯЩИЕ ПУТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Системы нервных волокон, проводящие импульсы от кожи и слизистых оболочек, внутренних органов и органов движения к различным отделам спинного и головного мозга, в частности к коре полушарий большого мозга, называются восходящими, чувствительными или афферентными проводящими путями.
Системы нервных волокон, передающие импульсы от коры или нижележащих ядер головного мозга через спинной мозг к рабочему органу (мышце, железе и др.), называются двигательными, нисходящими или эфферентными проводящими путями.
Проводящие пути образованы цепями вставочных нейронов, причем чувствительные пути обычно состоят из трех нейронов, а двигательные - из двух. Первый нейрон всех чувствительных путей располагается всегда вне спинного или головного мозга, находясь в спинномозговых узлах или чувствительных узлах черепных нервов. Последний нейрон двигательных путей всегда представлен клетками передних рогов серого вещества спинного мозга или клетками двигательных ядер черепных нервов.
Чувствительные пути . Спинной мозг проводит четыре вида чувствительности: тактильную (чувство прикосновения и давления), температурную, болевую и проприоцептивную (от рецепторов мышц и сухожилий, так называемое суставно-мышечное чувство, чувство положения и движения тела и конечностей). Основная масса восходящих путей проводит проприоцептивную чувствительность. Это говорит о важности контроля движений, так называемой обратной связи, для двигательной функции организма.
Болевая и температурная чувствительность проводится по латеральному спиноталамическому пути (рис. 69). Первым нейроном этого пути являются клетки спинномозговых узлов. Периферические отростки их входят в состав спинномозговых нервов. Центральные отростки образуют задние корешки и идут в спинной мозг, оканчиваясь на клетках задних рогов (2-й нейрон). Отростки вторых нейронов переходят на противоположную сторону (образуют перекрест), поднимаются в составе бокового канатика спинного мозга и идут через продолговатый мозг, мост и ножки мозга к латеральному ядру таламуса, где переключаются на 3-й нейрон. Отростки клеток ядер таламуса о
Нервная система представляет собой центр нервных сообщений и самую главную систему регуляции организма: он организует и координирует жизненно важные действия. Но главных функций у нее только две: стимуляция мышц для совершения движений и регуляция функционирования тела, а также эндокринной системы.
Нервная система подразделяется на центральную нервную систему и периферическую нервную систему.
Сточки зрения функциональности, нервную систему можно разделить на соматическую (контролирующую произвольные действии) и вегетативную или автономную (координирующую непроизвольные действия) системы.
Центральная нервная система
Включает спинной и головной мозг. Здесь координируются когнитивные и эмоциональные функции человека. Отсюда контролируются все движения и разрабатываются вес чувства.
Головной мозг
У взрослого человека головной мозг представляет собой один из самых тяжелых органов тела: он весит приблизительно 1300 г.
Это - центр взаимодействия нервной системы, и его главной функцией является передача полученных нервных импульсов и ответ на них. В своих различных областях выступает посредником процессов дыхания, решением специфических проблем и голодом.
Головной мозг делится структурно и функционально на несколько основных частей:
Спинной мозг
Находится в позвоночном канале и окружен мозговыми оболочками, ограждающими его от травм. У взрослого человека длина спинного мозга достигает 42-45 см и протягивается от вытянутого мозга (или внутренней части ствола головного мозга) до второго поясничного позвонка и имеет разный диаметр на разных отделах позвоночника.
От спинного мозга отходят 31 пара периферических спинных нервов, которые соединяют его со всем организмом. Его важнейшая функция состоит в том, чтобы соединять различные части тела с головным мозгом.
Как головной, так и спинной мозг защищен тремя слоями соединительной ткани. Между самым поверхностным и средним слоем располагается полость, где циркулирует жидкость, которая помимо зашиты также питает и очищает нервные ткани.
Периферическая нервная система
Состоит из 12 пар черепно-мозговых нервов и 31 пары спинномозговых нервов. Она составляет запутанную сеть, которая формирует нервную ткань, не входящую в центральную нервную систему и представлена в основном периферическими нервами, отвечающими за мышцы и внутренние органы.
Черепные нервы
От мозга отходят 12 пар черепных нервов, которые проходят через отверстия черепа.
Все черепные нервы находятся в голове и шее, за исключением десятого нерва (блуждающего), который также захватывает различные структуры грудной клетки и желудка.
Спинномозговые нервы
Каждая из 31 пары нервов начинается в спинном M03IC и далее проходит через межпозвоночные отверстия. Их названия связаны с местом, откуда они берут начало: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестовых и 1 копчиковый. После прохождения через межпозвоночное отверстие каждый переделится на 2 ветви: переднюю, большую, которая протягивается вдаль, чтобы охватить мышцы и кожу спереди и по бокам и кожу конечностей, и заднюю, поменьше, которая охватывает мышцы и кожу спины. Спинномозговые грудные нервы также сообщаются с симпатической частью автономной нервной системы. Сверху в области шеи корни у этих нервов очень короткие и расположены горизонтально.
Нервная система человека является важной частью организма, которая отвечает за множество происходящих процессов. Заболевания ее плохо сказываются на состоянии человека. Она регулирует деятельность и взаимодействие всех систем и органов. При нынешнем экологическом фоне и постоянных стрессах необходимо уделять серьезное внимание режиму дня и правильному питанию, чтобы избежать потенциальных проблем со здоровьем.
Общая информация
Нервная система влияет на функциональное взаимодействие всех систем и органов человека, а также на связь организма с окружающим миром. Ее структурная единица - нейрон - это клетка со специфическими отростками. Из этих элементов строятся нейронные цепи. Нервная система подразделяется на центральную и периферическую. К первой относятся головной и спинной мозг, а ко второй - все отходящие от них нервы и нервные узлы.
Соматическая нервная система
Кроме этого, нервная система делится на соматическую и вегетативную. Соматическая система отвечает за взаимодействие организма с окружающим миром, за умение самостоятельно передвигаться и за чувствительность, которая обеспечивается при помощи органов чувств и некоторых нервных окончаний. Умение человека передвигаться обеспечивается управлением скелетной и мышечной массой, которое осуществляется при помощи нервной системы. Ученые еще называют эту систему анимальной, поскольку только животные могут передвигаться и обладают чувствительностью.
Вегетативная нервная система
Эта система отвечает за внутреннее состояние организма, то есть за:
Вегетативная нервная система человека, в свою очередь, делится на симпатическую и парасимпатическую. Первая отвечает за пульс, кровяное давление, бронхи и так далее. Ее работа контролируется спинномозговыми центрами, от которых идут симпатические волокна, расположенные в боковых рогах. Парасимпатическая же отвечает за работу мочевого пузыря, прямой кишки, половых органов и за ряд нервных окончаний. Такая многофункциональность системы объясняется тем, что ее работа осуществляется как при помощи крестцового отдела мозга, так и посредством его ствола. Контроль этих систем осуществляется специфическими вегетативными аппаратами, которые находятся в головном мозге.
Заболевания
Нервная система человека крайне подвержена влиянию извне, существуют самые различные причины, которые могут вызвать ее заболевания. Чаще всего вегетативная система страдает из-за погоды, при этом плохо себя чувствовать человек может как в слишком жаркое время, так и холодной зимой. Существует ряд характерных симптомов для таких заболеваний. Например, человек краснеет или бледнеет, пульс учащается или начинается чрезмерное потоотделение. Кроме этого, подобные болезни могут быть приобретенными.
Как появляются эти болезни
Они могут развиться из-за травмы головы, или мышьяком, а также из-за сложного и опасного инфекционного заболевания. Развиться такие болезни могут и вследствие переутомления, из-за нехватки витаминов, при психических расстройствах или постоянных стрессах.
Осторожным надо быть и при опасных условиях труда, которые тоже могут повлиять на развитие заболеваний вегетативной нервной системы. Кроме этого, такие болезни могут маскироваться под другие, некоторые из них напоминают заболевания сердца.
Центральная нервная система
Образована она из двух элементов: спинного и головного мозга. Первый из них внешне похож на тяж, немного сплюснутый посередине. У взрослого человека его размер варьируется от 41 до 45 см, а вес достигает всего лишь 30 граммов. Спинной мозг полностью окружен оболочками, которые находятся в специфическом канале. Толщина спинного мозга не изменяется по всей длине, кроме двух мест, которые называются шейным и поясничным утолщениями. Именно здесь образуются нервы верхних, а также нижних конечностей. Он подразделяется на такие отделы, как шейный, поясничный, грудной и крестцовый.
Головной мозг
Он находится в черепной коробке человека и подразделяется на две составляющие части: левое и правое полушария. Кроме этих частей, выделяют также ствол и мозжечок. Биологам удалось определить, что мозг взрослого мужчины на 100 мг тяжелее женского. Это объясняется исключительно тем фактом, что все части тела представителя сильного пола больше женских по физическим параметрам благодаря эволюции.
Мозг плода начинает активно расти еще до рождения, в утробе матери. Прекращает свое развитие он только тогда, когда человек достигает 20 лет. Кроме этого, в старости, ближе к концу жизни, он становится немного легче.
Отделы головного мозга
Выделяют такие пять главных отделов головного мозга:
В случае черепно-мозговой травмы центральная нервная система человека может серьезно пострадать, и это плохо сказывается на психическом состоянии человека. При подобных нарушениях у больных могут появляться голоса в голове, от которых не так-то просто избавиться.
Оболочки мозга
Головной и спинной мозг покрывают три вида оболочек:
- Твердая оболочка покрывает спинной мозг снаружи. По форме она очень похожа на мешок. Также она функционирует в качестве надкостницы черепа.
- Паутинная оболочка - это вещество, которое практически прилегает к твердой. Ни твердая, ни паутинная оболочки не содержат кровеносных сосудов.
- Мягкая оболочка - это совокупность нервов и сосудов, которые питают оба мозга.
Функции головного мозга
Это очень сложная часть организма, от которой зависит вся нервная система человека. Даже учитывая, что огромное количество ученых занимаются изучением проблем работы головного мозга, до конца пока все его функции не изучены. Наиболее сложная для науки загадка - это изучение особенностей зрительной системы. До сих пор непонятно, как и при помощи каких частей мозга мы обладаем способностью видеть. Люди, далекие от науки, ошибочно считают, что это происходит исключительно при помощи глаз, однако это абсолютно не так.
Ученые же, занимающиеся изучением этого вопроса, считают, что глаза всего лишь воспринимают сигналы, которые посылает окружающий мир, и в свою очередь передают их мозгу. Получая сигнал, он создает зрительную картинку, то есть фактически мы видим то, что показывает наш мозг. Аналогично происходит и со слухом, фактически ухо всего лишь воспринимает звуковые сигналы, получаемые через мозг.
Вывод
В настоящее время заболевания вегетативной системы очень часто встречаются у молодого поколения. Это обусловлено множеством факторов, например, плохим состоянием окружающей среды, неправильным режимом дня или нерегулярным и неправильным питанием. Чтобы избежать подобных проблем, рекомендуется тщательно следить за своим распорядком, избегать различных стрессов и переутомления. Ведь здоровье центральной нервной системы отвечает за состояние всего организма, в противном случае подобные проблемы могут спровоцировать серьезные нарушения в работе других важных органов.
В человеческом организме существует несколько систем, включая пищеварительную, сердечно-сосудистую и мышечную. Отдельного внимания заслуживает нервная – она заставляет человеческий организм двигаться, реагировать на раздражающие факторы, видеть и мыслить.
Нервная система человека – совокупность структур, которая выполняет функцию регуляции абсолютно всех частей организма , отвечает за движения и чувствительность.
Вконтакте
Виды нервной системы человека
Перед тем как отвечать на интересующих людей вопрос: «как работает нервная система», необходимо разобраться, из чего она собственно состоит и на какие составляющие ее принято разделять в медицине.
С видами НС далеко не все так однозначно – ее классифицируют по нескольким параметрам:
- область локализации;
- вид управления;
- способ передачи информации;
- функциональная принадлежность.
Область локализации
Нервная система человека по области локализации бывает центральная и периферическая . Первая представлена головным и костным мозгом, а вторая состоит из нервов и вегетативной сети.
ЦНС выполняет функции регуляции всеми внутренними и внешними органами. Она заставляет их взаимодействовать между собой. Периферической называют ту, которая в связи с анатомическими особенностями находится за пределами спинного и головного мозга.
Как работает нервная система? ПНС реагирует на раздражающие факторы, отправляя сигналы в спинной, а после и головной мозг. После органы ЦНС обрабатывают их и вновь посылают сигналы в ПНС, которая приводит, к примеру, мышцы ноги в движение.
Способ передачи информации
По данному принципу выделяют рефлекторную и нейрогуморальную системы . Первая – это спинной мозг, который без участия головного способен реагировать на раздражители.
Интересно! Человек не контролирует рефлекторную функцию, так как спинной мозг сам принимает решения. К примеру, когда вы прикасаетесь в горячей поверхности, ваша рука сразу же отдергивается, и при этом вы даже не думали совершить это движение – сработали ваши рефлексы.
Нейрогуморальная, к которой относится головной мозг, должна изначально обработать информацию, данный процесс вы можете контролировать. После этого сигналы отправляются в ПНС, которая выполняет команды вашего мозгового центра.
Функциональная принадлежность
Говоря про части нервной системы, нельзя не упомянуть вегетативную, которая в свою очередь разделена на симпатическую, соматическую и парасимпатическую.
Вегетативная система (ВНС) – это отдел, который отвечает за регуляцию работы лимфатических узлов, кровеносных сосудов, органов и желез (внешней и внутренней секреции).
Соматическая система – это совокупность нервов, которые находятся в костях, мышцах и коже. Именно они реагируют на все факторы окружающей среды и отправляют данные в мозговой центр, а после выполняют его приказы. Абсолютно каждое движение мышц контролируется соматическими нервами.
Интересно! Правой частью нервов и мышц управляет левое полушарие, а левой – правое.
Симпатическая система отвечает за выброс адреналина в кровь, контролирует работу сердца , легких и поступление питательных веществ во все части организма. Кроме того, она регулирует насыщение тела .
Парасимпатическая отвечает за уменьшение частоты движений , также контролирует работу легких, некоторых желез, радужной оболочки. Не менее важная задача – регулирование пищеварения.
Вид управления
Еще одну подсказку на вопрос «как работает нервная система» может дать удобная классификация по видам управления. Ее разделяют на высшую и низшую деятельность.
Высшая деятельность контролирует поведение в окружающей среде. Вся интеллектуальная и творческая деятельность также относится к высшей.
Низшая деятельность – это регуляция всех функций внутри человеческого организма. Данный вид деятельности делает все системы организма единым целым.
Строение и функции НС
Мы уже разобрались, что всю НС следует разделять на периферическую, центральную, вегетативную и все вышеперечисленные, но еще многое нужно сказать об их строении и функциях.
Спинной мозг
Данный орган находится в позвоночном канале и по сути является этаким «канатом» из нервов. Его разделяют на серое и белое вещество, где первое полностью покрыто вторым.
Интересно! В разрезе заметно, что серое вещество сплетено из нервов таким образом, что напоминает бабочку. Именно поэтому его часто называют «крыльями бабочки».
В общей сложности спинной мозг состоит из 31 отдела , каждый из которых отвечает за отдельную группу нервов, контролирующих определенные мышцы.
Спинной мозг, как уже говорилось, может работать без участия головного – речь о идет рефлексах, которые не поддаются регуляции. В ту же очередь он находится под контролем органа мышления и выполняет проводниковую функцию.
Головной мозг
Данный орган является наименее исследованным, многие его функции до сих вызывают множество вопросов в ученых кругах. Он разделен на пять отделов:
- большие полушария (передний мозг);
- промежуточный;
- продолговатый;
- задний;
- средний.
Первый отдел составляет 4/5 всей массы органа. Он отвечает за зрение, обоняние, движения, мышление, слух, чувствительность. Продолговатый мозг – невероятно важный центр, который регулирует такие процессы, как сердцебиение, дыхание, защитные рефлексы , выделение желудочного сока и другие.
Средний отдел контролирует такую функцию, как . Промежуточный играет роль в формировании эмоционального состояния. Также здесь находятся центры, отвечающие за терморегуляцию и обмен веществ в организме.
Строение головного мозга
Строение нерва
НС – это совокупность миллиардов специфических клеток. Чтобы разобраться, как работает нервная система, необходимо поговорить о ее строении.
Нерв – это структура, которая состоит из определенного количества волокон. Те же в свою очередь состоят из аксонов – именно они являются проводниками всех импульсов.
Количество волокон в одном нерве может существенно отличается. Обычно оно составляет около одной сотни, а вот в человеческом глазу находится более 1,5 млн. волокон.
Сами же аксоны покрыты специальной оболочкой, которая значительно увеличивает скорость сигнала – это позволяет человеку реагировать на раздражители чуть ли не моментально.
Сами нервы также бывают различными, а потому их классифицируют на следующие типы:
- двигательные (передают информацию из ЦНС в мышечную систему);
- черепные (сюда входят зрительные, обонятельные и другие виды нервов);
- чувствительные (передают информацию от ПНС к ЦНС);
- спинные (находятся в и управляют частями тела);
- смешанные (способны передавать информацию в два направления).
Строение нервного ствола
Мы уже разобрались в таких темах, как «Виды нервной системы человека» и «Как работает нервная система», но в стороне осталось много интересных фактов, которые достойны упоминания:
- Количество в нашем организме больше, нежели число людей на всей планете Земля.
- В головном мозге находится порядком 90–100 млрд. нейронов. Если все их связать в одну линию, то она достигнет порядка 1 тыс. км.
- Скорость движения импульсов достигает практически 300 км/час.
- После наступления полового созревания масса органа мышления с каждым годом уменьшается приблизительно на один грамм .
- У мужчин головной мозг приблизительно на 1/12 больше, нежели женский.
- Самый большой орган мышления был зафиксирован у психически больного.
- Клетки ЦНС практически не подлежат восстановлению, а сильные стрессы и волнения способны серьезно уменьшить их количество.
- До сих пор наука не определила, на сколько процентов мы используем свой главный мыслительный орган. Известными являются мифы, что не более 1%, а гении – не больше 10%.
- Размер органа мышления нисколько не влияет на умственную деятельность . Ранее считалось, что мужчины умнее представительниц прекрасного пола, но данное утверждение было опровергнуто в конце ХХ века.
- Алкогольные напитки очень сильно подавляют функцию синапсов (место контактов между нейронами), что в разы замедляет мыслительные и двигательные процессы.
Мы узнали, что же такое нервная система человека – это сложная совокупностью миллиардов клеток, которые взаимодействуют между собой со скоростью, равной движению самых быстрых автомобилей в мире.
Среди многих видов клеток эти восстанавливаются сложнее всего, а некоторые их подвиды и вовсе не поддаются восстановлению. Именно потому они прекрасно защищены черепом и позвоночными костями.
Интересен также тот факт, что болезни НС являются наименее подающимися лечению. Современная медицина в основном только способна замедлить гибель клеток, а вот остановить данный процесс невозможно . Многие другие виды клеток с помощью специальных препаратов можно защитить от разрушения на долгие годы – к примеру, клетки печени. В это время клетки эпидермиса (кожи) способны регенерировать в считанные дни или недели до прежнего состояния.
Нервная система — спинной мозг (8 класс) — биология, подготовка к ЕГЭ и ОГЭ
Нервная система человека. Строение и функции
Вывод
Абсолютно любое движение, каждая мысль, взгляд, вздох и удар сердца – все это контролируется сетью нервов. Она отвечает за взаимодействие человека с окружающим миром и связывает все остальные органы в единое целое – организм.
По мере эволюционного усложнения многоклеточных организмов, функциональной специализации клеток, возникла необходимость регуляции и координации жизненных процессов на надклеточном, тканевом, органном, системном и организменном уровнях. Эти новые регуляторные механизмы и системы должны были появиться наряду с сохранением и усложнением механизмов регуляции функций отдельных клеток с помощью сигнальных молекул. Приспособление многоклеточных организмов к изменениям в среде существования могло быть выполнено при условии, что новые механизмы регуляции будут способны обеспечить быстрые, адекватные, адресные ответные реакции. Эти механизмы должны быть способны запоминать и извлекать из аппарата памяти сведения о предыдущих воздействиях на организм, а также обладать другими свойствами, обеспечивающими эффективную приспособительную деятельность организма. Ими стали механизмы нервной системы, появившейся у сложных, высокоорганизованных организмов.
Нервная система — это совокупность специальных структур, объединяющая и координирующая деятельность всех органов и систем организма в постоянном взаимодействии с внешней средой.
К центральной нервной системе относятся головной и спинной мозг. Головной мозг подразделяется на задний мозг ( и варолиев мост), ретикулярную формацию, подкорковые ядра, . Тела образуют серое вещество ЦНС, а их отростки (аксоны и дендриты) — белое вещество.
Общая характеристика нервной системы
Одной из функций нервной системы является восприятие различных сигналов (раздражителей) внешней и внутренней среды организма. Вспомним, что воспринимать разнообразные сигналы среды существования могут любые клетки с помощью специализированных клеточных рецепторов. Однако к восприятию ряда жизненно важных сигналов они не приспособлены и не могут мгновенно передать информацию другим клеткам, которые выполняют функцию регуляторов целостных адекватных реакций организма на действие раздражителей.
Воздействие раздражителей воспринимается специализированными сенсорными рецепторами. Примерами таких раздражителей могут быть кванты света, звуки, тепло, холод, механические воздействия (гравитация, изменение давления, вибрация, ускорение, сжатие, растяжение), а также сигналы сложной природы (цвет, сложные звуки, слово).
Для оценки биологической значимости воспринятых сигналов и организации на них адекватной ответной реакции в рецепторах нервной системы осуществляется их превращение - кодирование в универсальную форму сигналов, понятную нервной системе, — в нервные импульсы, проведение (передана) которых по нервным волокнам и путям в нервные центры необходимы для их анализа.
Сигналы и результаты их анализа используются нервной системой для организации ответных реакции на изменения во внешней или внутренней среде, регуляции и координации функции клеток и надклеточных структур организма. Такие ответные реакции осуществляются эффекторными органами. Наиболее частыми вариантами ответных реакций на воздействия являются моторные (двигательные) реакции скелетной или гладкой мускулатуры, изменение секреции эпителиальных (экзокринных, эндокринных) клеток, инициируемые нервной системой. Принимая прямое участие в формировании ответных реакций на изменения в среде существования, нервная система выполняет функции регуляции гомеостаза, обеспечения функционального взаимодействия органов и тканей и их интеграции в единый целостный организм.
Благодаря нервной системе осуществляется адекватное взаимодействие организма с окружающей средой не только через организацию ответных реакций эффекторными системами, но и через ее собственные психические реакции — эмоции, мотивации, сознание, мышление, память, высшие познавательные и творческие процессы.
Нервную систему подразделяют на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую — нервные клетки и волокна за пределами полости черепной коробки и спинномозгового канала. Головной мозг человека содержит более 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Скопления нервных клеток, выполняющих или контролирующих одинаковые функции, формируют в центральной нервной системе нервные центры. Структуры мозга, представленные телами нейронов, формируют серое вещество ЦНС, а отростки этих клеток, объединяясь в проводящие пути, — белое вещество. Кроме этого, структурной частью ЦНС являются глиальные клетки, формирующие нейроглию. Число глиальных клеток приблизительно в 10 раз превышает число нейронов, и эти клетки составляют большую часть массы центральной нервной системы.
Нервную систему по особенностям выполняемых функций и строения делят на соматическую и автономную (вегетативную). К соматической относят структуры нервной системы, которые обеспечивают восприятие сенсорных сигналов преимущественно внешней среды через органы чувств, и контролируют работу поперечно-полосатой (скелетной) мускулатуры. К автономной (вегетативной) нервной системе относят структуры, которые обеспечивают восприятие сигналов преимущественно внутренней среды организма, регулируют работу сердца, других внутренних органов, гладкой мускулатуры, экзокринных и части эндокринных желез.
В центральной нервной системе принято выделять структуры, расположенные на различных уровнях, для которых свойственны специфические функции и роль в регуляции жизненных процессов. Среди них , базальные ядра, структуры ствола мозга, спинной мозг, периферическая нервная система.
Строение нервной системы
Нервную систему подразделяют на центральную и периферическую. К центральной нервной системе (ЦНС) относятся головной и спинной мозг, а к периферической — нервы, отходящие от центральной нервной системы к различным органам.
Рис. 1. Строение нервной системы
Рис. 2. Функциональное деление нервной системы
Значение нервной системы:
- объединяет органы и системы организма в единое целое;
- регулирует работу всех органов и систем организма;
- осуществляет связь организма с внешней средой и приспособление его к условиям среды;
- составляет материальную основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.
Структура нервной системы
Структурно-физиологической единицей нервной системы является - (рис. 3). Он состоит из тела (сомы), отростков (дендритов) и аксона. Дендриты сильно ветвятся и образуют множество синапсов с другими клетками, что определяет их ведущую роль в восприятии нейроном информации. Аксон начинается от тела клетки аксонным холмиком, являющимся генератором нервного импульса, который затем по аксону проводится к другим клеткам. Мембрана аксона в области синапса содержит специфические рецепторы, способные реагировать на различные медиаторы или нейромодуляторы. Поэтому на процесс выделения медиатора пресинаптическими окончаниями могут оказывать влияние другие нейроны. Также мембрана окончаний содержит большое число кальциевых каналов, через которые ионы кальция поступают внутрь окончания при его возбуждении и активизируют выделение медиатора.
Рис. 3. Схема нейрона (по И.Ф. Иванову): а — строение нейрона: 7 — тело (перикарион); 2 — ядро; 3 — дендриты; 4,6 — нейриты; 5,8 — миелиновая оболочка; 7- коллатераль; 9 — перехват узла; 10 — ядро леммоцита; 11 — нервные окончания; б — типы нервных клеток: I — униполярная; II — мультиполярная; III — биполярная; 1 — неврит; 2 -дендрит
Обычно в нейронах потенциал действия возникает в области мембраны аксонного холмика, возбудимость которой в 2 раза выше возбудимости других участков. Отсюда возбуждение распространяется по аксону и телу клетки.
Аксоны, помимо функции проведения возбуждения, служат каналами для транспорта различных веществ. Белки и медиаторы, синтезированные в теле клетки, органеллы и другие вещества могут перемещаться по аксону к его окончанию. Это перемещение веществ получило название аксонного транспорта. Существует два его вида — быстрый и медленный аксонный транспорт.
Каждый нейрон в центральной нервной системе выполняет три физиологические роли: воспринимает нервные импульсы с рецепторов или других нейронов; генерирует собственные импульсы; проводит возбуждение к другому нейрону или органу.
По функциональному значению нейроны подразделяют на три группы: чувствительные (сенсорные, рецепторные); вставочные (ассоциативные); моторные (эффекторные, двигательные).
Помимо нейронов в центральной нервной системе имеются глиальные клетки, занимающие половину объема мозга. Периферические аксоны также окружены оболочкой из глиальных клеток — леммоцитов (шванновские клетки). Нейроны и глиальные клетки разделены межклеточными щелями, которые сообщаются друге другом и образуют заполненное жидкостью межклеточное пространство нейронов и глии. Через это пространств происходит обмен веществами между нервными и глиальными клетками.
Клетки нейроглии выполняют множество функций: опорную, защитную и трофическую роль для нейронов; поддерживают определенную концентрацию ионов кальция и калия в межклеточном пространстве; разрушают нейромедиаторы и другие биологически активные вещества.
Функции центральной нервной системы
Центральная нервная система выполняет несколько функций.
Интегративная: организм животных и человека представляет собой сложную высокоорганизованную систему, состоящую из функционально связанных между собой клеток, тканей, органов и их систем. Эту взаимосвязь, объединение различных составляющих организма в единое целое (интеграция), их согласованное функционирование обеспечивает центральная нервная система.
Координирующая: функции различных органов и систем организма должны протекать согласованно, так как только при таком способе жизнедеятельности возможно поддерживать постоянство внутренней среды, равно как и успешно адаптировать к изменяющимся условиям окружающей среды. Координацию деятельности составляющих организм элементов осуществляет центральная нервная система.
Регулирующая: центральная нервная система регулирует все процессы, протекающие в организме, поэтому при ее участии происходят наиболее адекватные изменения работы различных органов, направленные на обеспечение той или иной его деятельности.
Трофическая: центральная нервная система осуществляет регуляцию трофики, интенсивности обменных процессов в тканях организма, что лежит в основе формирования реакций, адекватных происходящим изменениям во внутренней и внешней среде.
Приспособительная: центральная нервная система осуществляет связь организма с внешней средой путем анализа и синтеза поступающей к ней разнообразной информации от сенсорных систем. Это дает возможность перестраивать деятельность различных органов и систем в соответствии с изменениями среды. Она выполняет функции регулятора поведения, необходимого в конкретных условиях существования. Это обеспечивает адекватное приспособление к окружающему миру.
Формирование ненаправленного поведения: центральная нервная система формирует определенное поведение животного в соответствии с доминирующей потребностью.
Рефлекторная регуляция нервной деятельности
Приспособление процессов жизнедеятельности организма, его систем, органов, тканей к меняющимся условиям среды называется регуляцией. Регуляция, обеспечиваемая совместно нервной и гормональной системами, называется нервно-гормональной регуляцией. Благодаря нервной системе организм осуществляет свою деятельность по принципу рефлекса.
Основным механизмом деятельности центральной нервной системы является — это ответная реакция организма на действия раздражителя, осуществляемая с участием ЦНС и направленная на достижение полезного результата.
Рефлекс в переводе с латинского языка означает «отражение». Термин «рефлекс» был впервые предложен чешским исследователем И.Г. Прохаской, который развил учение об отражательных действиях. Дальнейшее становление рефлекторной теории связано с именем И.М. Сеченова. Он полагал, что все бессознательное и сознательное совершается по типу рефлекса. Но тогда еще не существовало методов объективной оценки деятельности мозга, которые могли бы подтвердить это предположение. Позднее объективный метод оценки деятельности мозга был разработан академиком И.П. Павловым, и он получил название метода условных рефлексов. С помощью этого метода ученый доказал, что в основе высшей нервной деятельности животных и человека лежат условные рефлексы, формирующиеся на базе безусловных рефлексов за счет образования временных связей. Академик П.К. Анохин показал, что все многообразие деятельности животных и человека осуществляется на основе концепции функциональных систем.
Морфологической основой рефлекса является , состоящая из нескольких нервных структур, которая обеспечивает осуществление рефлекса.
В образовании рефлекторной дуги участвуют три вида нейронов: рецепторные (чувствительные), промежуточные (вставочные), двигательные (эффекторные) (рис. 6.2). Они объединяются в нейронные цепи.
Рис. 4. Схема регуляции но принципу рефлекса. Рефлекторная дуга: 1 — рецептор; 2 — афферентный путь; 3 — нервный центр; 4 — эфферентный путь; 5 — рабочий орган (любой орган организма); МН — моторный нейрон; М — мышца; КН — командный нейрон; СН — сенсорный нейрон, МодН — модуляторный нейрон
Дендрит ренепторного нейрона контактирует с рецептором, его аксон направляется в ЦНС и взаимодействует с вставочным нейроном. От вставочного нейрона аксон идет к эффекторному нейрону, а его аксон направляется на периферию к исполнительному органу. Таким образом и формируется рефлекторная дуга.
Рецепторные нейроны расположены на периферии и во внутренних органах, а вставочные и двигательные находятся в ЦНС.
В рефлекторной дуге различают пять звеньев: рецептор, афферентный (или центростремительный) путь, нервный центр, эфферентный (или центробежный) путь и рабочий орган (или эффектор).
Рецептор — специализированное образование, воспринимающее раздражение. Рецептор состоит из специализированных высокочувствительных клеток.
Афферентное звено дуги представляет собой рецепторный нейрон и проводит возбуждение от рецептора к нервному центру.
Нервный центр образован большим числом вставочных и двигательных нейронов.
Это звено рефлекторной дуги состоит из совокупности нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС. Нервный центр воспринимает импульсы от рецепторов по афферентному пути, осуществляет анализ и синтез этой информации, затем передает сформированную программу действий по эфферентным волокнам к периферическому исполнительному органу. А рабочий орган осуществляет свойственную ему деятельность (мышца сокращается, железа выделяет секрет и т.д.).
Специальное звено обратной афферентации воспринимает параметры совершенного рабочим органом действия и передает эту информацию в нервный центр. Нервный центр является акцептором действия звена обратной афферентации и воспринимает информацию с рабочего органа о совершенном действии.
Время от начала действия раздражителя на рецептор до появления ответной реакции называется временем рефлекса.
Все рефлексы у животных и человека подразделяются на безусловные и условные.
Безусловные рефлексы - врожденные, наследственно передающиеся реакции. Безусловные рефлексы осуществляются через уже сформированные в организме рефлекторные дуги. Безусловные рефлексы видоспецифичны, т.е. свойственны всем животным данного вида. Они постоянны в течение жизни и возникают в ответ на адекватные раздражения рецепторов. Безусловные рефлексы классифицируются и по биологическому значению: пищевые, оборонительные, половые, локомоторные, ориентировочные. По расположению рецепторов эти рефлексы подразделяются: на экстероцептивные (температурные, тактильные, зрительные, слуховые, вкусовые и др.), интероцептивные (сосудистые, сердечные, желудочный, кишечный и пр.) и проприоцептивные (мышечные, сухожильные и пр.). По характеру ответной реакции — на двигательные, секреторные и др. По нахождению нервных центров, через которые осуществляется рефлекс, — на спинальные, бульбарные, мезэнцефальные.
Условные рефлексы - рефлексы, приобретенные организмом в процессе его индивидуальной жизни. Условные рефлексы осуществляются через вновь сформированные рефлекторные дуги на базе рефлекторных дуг безусловных рефлексов с образованием между ними временной связи в коре больших полушарий.
Рефлексы в организме осуществляются с участием желез внутренней секреции и гормонов.
В основе современных представлений о рефлекторной деятельности организма находится понятие полезного приспособительного результата, для достижения которого и совершается любой рефлекс. Информация о достижении полезного приспособительного результата поступает в центральную нервную систему по звену обратной связи в виде обратной афферентации, которая является обязательным компонентом рефлекторной деятельности. Принцип обратной афферентации в рефлекторной деятельности был разработан П. К. Анохиным и основан на том, что структурной основой рефлекса является не рефлекторная дуга, а рефлекторное кольцо, включающее следующие звенья: рецептор, афферентный нервный путь, нервный центр, эфферентный нервный путь, рабочий орган, обратная афферентация.
При выключении любого звена рефлекторного кольца рефлекс исчезает. Следовательно, для осуществления рефлекса необходима целостность всех звеньев.
Свойства нервных центров
Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств.
Возбуждение в нервных центрах распространяется односторонне от рецептора к эффектору, что связано со способностью проводить возбуждение только от пресинаптической мембраны к постсинаптической.
Возбуждение в нервных центрах проводится медленнее, чем по нервному волокну, в результате замедления проведения возбуждения через синапсы.
В нервных центрах может происходить суммация возбуждений.
Можно выделить два основных способа суммации: временную и пространственную. При временной суммации несколько импульсов возбуждения приходят к нейрону через один синапс, суммируются и генерируют в нем потенциал действия, а пространственная суммации проявляется в случае поступления импульсов к одному нейрону через разные синапсы.
В них происходит трансформация ритма возбуждения, т.е. уменьшение или увеличение количества импульсов возбуждения, выходящих из нервного центра по сравнению с количеством импульсов, приходящих к нему.
Нервные центры очень чувствительны к недостатку кислорода и действию различных химических веществ.
Нервные центры, в отличие от нервных волокон, способны к быстрому утомлению. Синаптическая утомляемость при длительной активации центра выражается в снижении числа постсинаптических потенциалов. Это обусловлено расходованием медиатора и накоплением метаболитов, закисляющих среду.
Нервные центры находятся в состоянии постоянного тонуса, обусловленного непрерывным поступлением определенного числа импульсов от рецепторов.
Нервным центрам свойственна пластичность — способность увеличивать свои функциональные возможности. Это свойство может быть обусловлено синаптическим облегчением — улучшение проведения в синапсах после короткого раздражения афферентных путей. При частом использовании синапсов ускоряется синтез рецепторов и медиатора.
Наряду с возбуждением в нервном центре происходят процессы торможения.
Координационная деятельность ЦНС и ее принципы
Одной из важных функций центральной нервной системы является координационная функция, которую называют также координационной деятельностью ЦНС. Под ней понимают регуляцию распределения возбуждения и торможения в нейронных структурах, а также взаимодействие между нервными центрами, которые обеспечивают эффективное осуществление рефлекторных и произвольных реакций.
Примером координационной деятельности ЦНС могут быть реципрокные отношения между центрами дыхания и глотания, когда во время глотания центр дыхания затормаживается, надгортанник закрывает вход в гортань и предупреждает попадание в дыхательные пути пищи или жидкости. Координационная функция ЦНС принципиально важна для осуществления сложных движений, осуществляемых при участии множества мышц. Примерами таких движений могут быть артикуляция речи, акт глотания, гимнастические движения, требующие согласованного сокращения и расслабления множества мышц.
Принципы координационной деятельности
- Реципрокность — взаимное торможение антагонистических групп нейронов (мотонейроны сгибателей и разгибателей)
- Конечный нейрон — активация эфферентного нейрона с различных рецептивных полей и конкурентная борьба между различными афферентными импульсациями за данный мотонейрон
- Переключения — процесс перехода активности с одного нервного центра на нервный центр антагонист
- Индукция — смена возбуждения торможением или наоборот
- Обратная связь — механизм, обеспечивающий необходимость сигнализации от рецепторов исполнительных органов для успешной реализации функции
- Доминанта — стойкий главенствующий очаг возбуждения в ЦНС, подчиняющий себе функции других нервных центров.
В основе координационной деятельности центральной нервной системы лежит ряд принципов.
Принцип конвергенции реализуется в конвергентных цепях нейронов, в которых на один из них (обычно эфферентный) сходятся или конвергируют аксоны ряда других. Конвергенция обеспечивает поступление к одному и тому же нейрону сигналов от различных нервных центров или рецепторов различных модальностей (различных органов чувств). На основе конвергенции самые разные раздражители могут вызвать однотипную реакцию. Например, сторожевой рефлекс (поворот глаз и головы — настораживание) может быть вызван и световым, и звуковым, и тактильным воздействием.
Принцип общего конечного пути вытекает из принципа конвергенции и близок по своей сути. Под ним понимают возможность осуществления одной и той же реакции, запускаемой конечным в иерархической нервной цепи эфферентным нейроном, на который конвергируют аксоны множества других нервных клеток. Примером классического конечного пути являются мотонейроны передних рогов спинного мозга или двигательных ядер черепных нервов, которые своими аксонами непосредственно иннервируют мышцы. Одна и та же двигательная реакция (например сгибание руки) может запускаться путем поступления к этим нейронам импульсов от пирамидных нейронов первичной двигательной коры, нейронов ряда моторных центров ствола мозга, интернейронов спинного мозга, аксонов чувствительных нейронов спинальных ганглиев в ответ на действие сигналов, воспринятых разными органами чувств (на световое, звуковое, гравитационное, болевое или механическое воздействие).
Принцип дивергенции реализуется в дивергентных цепях нейронов, в которых один из нейронов имеет ветвящийся аксон, и каждая из ветвей образует синапс с другой нервной клеткой. Эти цепи выполняют функции одновременной передачи сигналов от одного нейрона на многие другие нейроны. Благодаря дивергентным связям происходит широкое распространение (иррадиация) сигналов и быстрое вовлечение в ответную реакцию многих центров, расположенных на разных уровнях ЦНС.
Принцип обратной связи (обратной афферентации) заключается в возможности передачи по афферентным волокнам информации об осуществляемой реакции (например, о движении от проприорецепторов мышц) обратно в нервный центр, который ее запускал. Благодаря обратной связи формируется замкнутая нейронная цепь (контур), через которую можно контролировать ход исполнения реакции, регулировать силу, продолжительность и другие параметры реакции, если они не были реализованы.
Участие обратной связи можно рассмотреть на примере реализации сгибательного рефлекса, вызываемого механическим воздействием на рецепторы кожи (рис. 5). При рефлекторном сокращении мышцы-сгибателя изменяется активность проприорецепторов и частота посылки нервных импульсов по афферентным волокнам к а-мотонейронам спинного мозга, иннервирующим эту мышцу. В результате формируется замкнутый контур регулирования, в котором роль канала обратной связи выполняют афферентные волокна, передающие информацию о сокращении в нервные центры от рецепторов мышц, а роль канала прямой связи — эфферентные волокна мотонейронов, идущие к мышцам. Таким образом, нервный центр (его мотонейроны) получает информацию об изменении состояния мышцы, вызванном передачей импульсов по двигательным волокнам. Благодаря обратной связи образуется своеобразное регуляторное нервное кольцо. Поэтому некоторые авторы предпочитают вместо термина «рефлекторная дуга» применять термин «рефлекторное кольцо».
Наличие обратной связи имеет важное значение в механизмах регуляции кровообращения, дыхания, температуры тела, поведенческих и других реакций организма и рассматривается далее в соответствующих разделах.
Рис. 5. Схема обратной связи в нейронных цепях простейших рефлексов
Принцип реципрокных отношений реализуется при взаимодействии между нервными центрами-антагонистами. Например, между группой моторных нейронов, контролирующих сгибание руки, и группой моторных нейронов, контролирующих разгибание руки. Благодаря реципрокным отношениям возбуждение нейронов одного из антагонистических центров сопровождается торможением другого. В приведенном примере реципрокные отношения между центрами сгибания и разгибания проявятся тем, что во время сокращения мышц- сгибателей руки будет происходить эквивалентное расслабление разгибателей, и наоборот, что обеспечивает плавность сгибательных и разгибательных движений руки. Реципрокные отношения осуществляются за счет активации нейронами возбужденного центра тормозных вставочных нейронов, аксоны которых образуют тормозные синапсы на нейронах антагонистического центра.
Принцип доминанты также реализуется на основе особенностей взаимодействия между нервными центрами. Нейроны доминирующего, наиболее активного центра (очага возбуждения) обладают стойкой высокой активностью и подавляют возбуждение в других нервных центрах, подчиняя их своему влиянию. Более того, нейроны доминирующего центра притягивают к себе афферентные нервные импульсы, адресуемые к другим центрам, и усиливают свою активность за счет поступления этих импульсов. Доминантный центр может длительно находиться в состоянии возбуждения без признаков утомления.
Примером состояния, обусловленного наличием в центральной нервной системе доминантного очага возбуждения, может служить состояние после пережитого человеком важного для него события, когда все его мысли и действия так или иначе становятся связанными с этим событием.
Свойства доминанты
- Повышенная возбудимость
- Стойкость возбуждения
- Инертность возбуждения
- Способность к подавлению субдоминантных очагов
- Способность к суммированию возбуждений
Рассмотренные принципы координации могут использоваться, в зависимости от координируемых ЦНС процессов порознь или вместе в различных сочетаниях.