Нервная система человека строение и функции, кратко и понятно, значение, типы, отделы, свойства ЦНС, органы, структурная единица, общая характеристика

Центральная нервная система, ее структура и функции. Контроль функций организма, обеспечение его взаимодействия с окружающей средой. Нейроны и их роль в получении и передаче информации, поддержании жизнедеятельности нашего организма. Мозг и способности.

Строение и значение нервной системы. Нервная система координирует деятельность клеток, тканей и органов нашего тела. Она регулирует функции организма и его взаимодействие с окружающей средой, обеспечивает возможности реализации психических процессов, которые лежат в основе механизмов языка и мышления, запоминания и обучения. Кроме того, у человека нервная система составляет материальную основу его психической деятельности.

Нервная система представляет собой сложный комплекс высокоспециализированных клеток, передающих импульсы от одной части тела к другой, в результате организм получает возможность реагировать как единое целое на изменения факторов внешней или внутренней среды.

В состав центральной нервной системы входят головной и спинной мозг, периферической – нервы, нервные узлы и нервные окончания.

Спинной мозг представляет собой продолговатый, цилиндрический тяж длиной до 45 см и массой 34-38 г, располагающийся в позвоночном столбе. Его верхняя граница расположена у основания черепа (верхние отделы переходят в головной мозг), а нижняя – у I-II поясничных позвонков. От спинного мозга симметрично отходят корешки спинномозговых нервов. В нем находятся центры некоторых простых рефлексов, например рефлексов, обеспечивающих движения диафрагмы, дыхательных мышц. Спинной мозг выполняет две функции: рефлекторную и проводящую, под контролем головного мозга регулирует работу внутренних органов (сердца, почек, органов пищеварения).

Совокупность нейронов и межклеточного вещества образует нервную ткань, со строением которой вы познакомились в разделе 1.5.1.

Знаете ли вы, что.
– нервная система состоит из 10. 100 миллиардов нервных клеток;
– мозг потребляет около 10 Ватт энергии (эквивалентно мощности ночной лампы) и за 1 мин через него протекает 740-750 мл крови;
– нервные клетки генерируют примерно до тысячи импульсов в секунду.

Нервные клетки состоят из тела, отростков и нервных окончаний. От других типов специализированных клеток нейроны отличает наличие нескольких отростков, которые обеспечивают проведение нервного импульса по телу человека. Один из отростков клетки – аксон, как правило, длиннее остальных. Аксоны могут достигать в длину 1-1,5 м. Таковы, например, аксоны, образующие нервы конечностей. Аксоны заканчиваются несколькими тоненькими веточками – нервными окончаниями.

В зависимости от функции нервные окончания подразделяются на чувствительные (афферентные), промежуточные (вставочные) и исполнительные (эфферентные) (смотри рисунок 1.5.22). Чувствительные нейроны (2) реагируют на воздействия внешней или внутренней среды и передают импульсы в центральные отделы нервной системы. Ими, как датчиками, пронизано все наше тело. Они постоянно как бы измеряют температуру, давление, состав и концентрацию компонентов среды и другие показатели. Если эти показатели отличаются от стандартных, чувствительные нейроны посылают импульсы в соответствующий отдел нервной системы. Промежуточные нейроны (3) передают этот импульс с одной клетки на другую. Посредством исполнительных нейронов (4) нервная система побуждает к действию клетки рабочих (исполнительных) органов. Таким действием становится соответствующее возникшей ситуации уменьшение или увеличение выработки клетками биологически активных веществ (секрета), расширение или сужение кровеносных сосудов, сокращение или расслабление мышц.

Нервные клетки в местах соединения друг с другом образуют особые контакты – синапсы (смотри рисунок 1.5.19). В пресинаптической части межнейронного контакта содержатся пузырьки с посредником (медиатором), которые высвобождают этот химический агент в синаптическую щель при прохождении импульса. Далее медиатор взаимодействует со специфическими рецепторами на постсинаптической мембране, в результате чего следующая нервная клетка приходит в состояние возбуждения, которое передается еще дальше по цепи. Так осуществляется передача нервного импульса в нервной системе. Подробнее о работе синапса мы рассказывали в предыдущем разделе. Роль медиатора выполняют различные биологически активные вещества: ацетилхолин, норадреналин, дофамин, глицин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), глутамат, серотонин, и другие. Медиаторы центральной нервной системы называются еще нейромедиаторы.

Благодаря рефлексу многие наши действия происходят автоматически. Действительно, нам некогда думать, когда мы прикасаемся к горячей плите. Если мы начнем рассуждать: “Мой палец на горячей плите, он обожжен, мне больно, надо бы убрать палец с плиты”, то ожог наступит гораздо раньше, чем мы предпримем какие-либо действия. Мы просто отдергиваем руку, не задумываясь и не успевая осознать, что же произошло. Это безусловный рефлекс и для такой ответной реакции достаточно соединения чувствительного и исполнительного нервов на уровне спинного мозга. Мы тысячи раз сталкиваемся с подобными ситуациями и просто не задумываемся об этом.

Рефлексы, которые осуществляются при участии головного мозга и формируются на основе нашего опыта, называют условными рефлексами. По принципу условного рефлекса мы действуем, когда управляем автомобилем или выполняем различные механические движения. Из условных рефлексов складывается значительная часть нашей повседневной деятельности.

Все наши действия происходят при участии и контроле со стороны центральной нервной системы. Точность выполнения команд контролирует головной мозг.

Строение и функции головного мозга. Мозг и способности.Человек издавна стремился проникнуть в тайну головного мозга, понять его роль и значение в жизни человека. Уже в глубокой древности связывали понятия сознание и мозг, но прошли еще многие сотни лет, прежде чем ученые начали разгадывать его загадки.

Головной мозг располагается в полости черепа и имеет сложную форму. Масса у взрослого человека колеблется от 1100 до 2000 г. Это всего около 2% от массы тела, но составляющие мозг клетки потребляют 25% энергии, вырабатываемой в организме! В возрасте от 20 до 60 лет масса и объем мозга остаются постоянными для каждого индивидуума. Если расправить извилины коры, то она займет площадь примерно 20 м 2 .

Мозг человека состоит из ствола, мозжечка и полушарий большого мозга. В стволе мозга находятся центры, регулирующие рефлекторную деятельность и связывающие организм с корой полушарий большого мозга. Кора полушарий толщиной 3-4 мм разделяется бороздами и извилинами, что значительно увеличивает поверхность мозга.

Участки коры полушарий большого мозга выполняют различные функции, поэтому они подразделяются на зоны. Например, в затылочной доле находится зрительная зона, в височной – слуховая и обонятельная. Их повреждение приводит к невозможности человеком различать запахи или звуки. С деятельностью головного мозга связаны сознание человека, мышление, память и другие психические процессы. Подробнее о работе головного мозга вы сможете узнать из следующей главы.

С тех пор, как люди убедились, что психические особенности человека связаны с мозгом, начались поиски таких связей. Некоторые специалисты считали что, масса вещества мозга в центрах, отвечающих за жадность, любовь, щедрость и прочие человеческие качества, должна быть пропорциональна их активности. Были попытки связать способности с массой мозга. Считалось, что чем она больше, тем человек способнее. Но и этот вывод ошибочен.

Так, например, масса мозга талантливых людей различна. Наряду с тяжелым мозгом И. Тургенева (2012 г!), масса мозга А. Франса составляла 1017 г. Однако трудно сказать, кто из них больше одарен, каждый из них занимал свое место в истории.

Что же такое способности, и какое отношение к ним имеет мозг? Способности – это психические возможности, позволяющие освоить ту или иную деятельность. Вполне понятно, что люди, занимающиеся разной деятельностью, должны иметь разные способности. Не случайно в коре головного мозга человека имеется множество нейронов, которые “ждут своего часа”, когда они будут задействованы. Таким образом, мозг человека способен решать не только стандартные задачи, но и осваивать новые программы.

Нервная система

Нервная система контролирует, регулирует и координирует деятельность и согласованную работу всех органов и систем органов, обеспечивает связь организма с внешней средой, служит для поддержания гомеостаза – постоянства внутренней среды организма.

Напомню, что важнейшими свойствами нервной ткани является возбудимость и проводимость. Структурно-функциональная единица нервной системы – нейрон – отростчатая клетка, имеющая дендрит – отросток, по которому нервный импульс перемещается к телу нейрона, и аксон, по которому нервный импульс перемещается от тела нейрона.

Места на аксоне, в которых прерывается миелиновая оболочка, называются перехватами Ранвье.

Заметим, что регуляция функций с помощью нервных структур эволюционно моложе, чем гуморальная регуляция: вспомните инфузорию-туфельку, у которой отсутствуют нервные структуры, а регуляция осуществляется гуморальными механизмами.

Соединяясь друг с другом отростками, нейроны образуют сложноустроенную нервную систему. Для ее успешного изучения мы воспользуемся классификациями: анатомической и функциональной.

Анатомическая классификация нервной системы

Анатомически нервная система подразделяется на центральную и периферическую:

Центральная

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Скопление тел нейронов в пределах ЦНС называется ядром.

Периферическая нервная система (ПНС) состоит из нервных структур, лежащих за пределами головного и спинного мозга. К ним относятся нервы и нервные ганглии (греч. ganglion — узел). Скопление нервных клеток вне ЦНС как раз и называется нервным узлом.

Помните, что спинномозговые и черепные нервы (несмотря на их близость к спинному и головному мозгу также относятся к периферическому отделу нервной системы.

Функциональная классификация нервной системы

Функционально нервная система подразделяется на соматическую и вегетативную (автономную), которая в свою очередь также подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы.

Соматическая (от греч. soma — тело)

Иннервирует мышцы туловища, конечностей, головы и некоторых внутренних органов (гортань, язык, глотка). С помощью нее человек осуществляет произвольный контроль собственного организма, она позволяет нам перемещаться в пространстве, выражать эмоции, говорить.

Вегетативная (автономная – греч. autos — сам + nomos — закон)

Вегетативная часть нервной системы регулирует функции нашего организма, которыми произвольно управлять мы не можем. К ним относится кровообращение, дыхание, пищеварение и др. В вегетативной системе выделяют симпатический и парасимпатический отделы, которые требуют нашего внимательного изучения.

Ядра симпатического отдела располагаются в боковых рогах спинного мозга на уровне грудного и поясничного отделов позвоночника. Симпатический отдел (запомните мнемонически по первой букве – “с” – стресс) активируется в условиях стресса (вообразите волнение на экзамене, бег).

Симпатический отдел усиливает сокращения сердца и учащает их ритм, сужает кровеносные сосуды, в результате чего артериальное давление повышается, тормозит секрецию желез пищеварительного тракта (“во рту пересохло”), снижает перистальтику кишечника и расширяет зрачки.

Ядра парасимпатического отдела расположены в продолговатом и среднем мозге, а также в крестцовом отделе спинного мозга. Парасимпатический отдел (запомните мнемонически по первой букве – “п” – покой) – активируется в покое (вообразите, что вы сдали экзамен и расслабляетесь)).

Парасимпатический отдел ослабляет сокращения сердца и уряжает их ритм, кровеносные сосуды расширяются, при этом уровень артериального давления понижается, активируется секреция желез ЖКТ и перистальтика кишечника.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Нервная система: функции, отделы, принцип работы

Основная задача организма человека — это поддержание постоянства внутренней среды (т.е. гомеостаза), а так же адаптация (т.е. приспособление) к окружающей среде.
Эти задачи выполняют 3 системы организма:
1. Иммунная система, которая отвечает за защиту от чужеродной генетической информации.
2. Гуморальная (эндокринная) система, отвечает за медленную регуляцию деятельности отдельных органов и тканей организма.
3. Нервная система, которая появилась позднее, чем две предыдущие; отвечает за быструю и точную регуляцию деятельности отдельных органов и тканей.

Содержание

• Функции нервной системы
• Отделы НС
• Рефлекс как основной принцип работы нервной системы

Нейрофизиология рассматривает нервную систему как часть живой системы, которая специализируется на передаче, анализе и синтезе информации, а нейропсихология — как материальный субстрат сложных форм психической деятельности, формирующихся на основе объединения различных отделов мозга в функциональные системы.

Нервная система (НС) — это совокупность анатомически и функционально взаимосвязанных нервных структур, обеспечивающих регуляцию и координацию деятельности организма человека и его взаимодействие с окружающей средой.

Структурной единицей НС является клетка с отростком (нейрон, или нейроцит). Нервная система — это совокупность нейронов, которые контактируют между собой посредством синапса.

Функции нервной системы

Нервная система занимает особое положение среди других систем организма. Она обеспечивает взаимосвязь организма с окружающей средой. Рецепторы реагируют на любые сигналы внешней и внутренней среды, преобразуя их в потоки нервных импульсов, которые поступают в центральную нервную систему. На основе анализа потоков нервных импульсов, кодирующих информацию, мозг формирует адекватный ответ.

Вместе с эндокринными железами нервная система регулирует работы всех органов. Эта регуляция осуществляется благодаря тому, что спинной и головной мозг связаны нервами со всеми органами двусторонними связями. От органов в ЦНС поступают сигналы об их функциональном состоянии, а нервная система, в свою очередь, посылает сигналы к органам, корректируя их функции и обеспечивая все процессы жизнедеятельности — движение, питание, выделение и др. НС обеспечивает координацию деятельности клеток, тканей, органов, систем органов. При этом организм функционирует как единое целое.

Нервная система является материальной основой психических процессов: внимания, памяти, речи, мышления и др., с помощью которых человек не только познает окружающую среду, но и может активно ее изменять.

Таким образом, можно выделить несколько функций нервной системы:
1. Осуществляет связь организма с окружающей средой (восприятие и передача).
2. Обеспечивает взаимодействие тканей органов и систем организма и их регуляцию.

Отделы НС

Центральная нервная система и периферическая нервная система

По топографическому принципу нервную систему подразделяют на центральную и периферическую.
В состав центральной нервной системы (ЦНС) входят те отделы, которые заключены в полости черепа и позвоночном канале, т.е. головной и спинной мозг. Спинной мозг представляет собой трубку с небольшим каналом посредине, окруженную нейронами и их отростками. Головной мозг является расширением спинного мозга. Топографической границей со спинным мозгом является плоскость, проходящая через нижний край большого затылочного отверстия. Средняя масса головного мозга составляет 1400 г с индивидуальными вариациями от 1100 до 2000 г.

В состав периферической нервной системы (ПНС) входят все нервные структуры, расположенные за их пределами. Это узлы и пучки волокон, соединяющие центральную нервную систему с органами чувств и различными эффекторами (мышцы, железы и др.), т.е ганглии и нервы. Периферическая нервная система связывает спинной и головной мозг с рецепторами и эффекторами. Она состоит из 12 пар черепно-мозговых и 31-33 пар спинальных (спинномозговых) нервов.

Соматическая нервная система и автономная нервная система

Согласно классификации по функциональному признаку нервная система подразделяется на соматическую НС и автономную (вегетативную). Как соматическая, так и автономная НС включают в себя центральный и периферический отделы.

Соматическая нервная система включает отделы нервной системы, регулирующие работу скелетных мышц. Отвечает за связь организма с внешней средой, обеспечивает чувствительность и движение, вызывая сокращение скелетной мускулатуры. Она регулирует преимущественно функции произвольного движения. Ее нейроны находятся в передних рогах спинного мозга, а их аксоны через передние корешки спинного мозга направляются к скелетным (поперечно-полосатым) мышцам.

Автономная (вегетативная) нервная система — это совокупность нервов и нервных узлов, посредством которых регулируются сердце, кровеносные сосуды, внутренние органы, железы и т.д. Внутренние органы получают двойную иннервацию (снабжение органов и тканей нервами, что обеспечивает их связь с ЦНС) — от симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Эти два отдела оказывают возбуждающие и тормозные влияния, определяя уровень активности органов.

Вегетативная НС обеспечивает обмен веществ, дыхание, выделение. Влияя на активность обмена веществ в различных органах и тканях в соответствии с меняющимися условиями их функционирования и внешней среды, она осуществляет адаптационно-профическую функцию.

Вегетативная нервная система иннервирует гладкую мускулатуру, ее еще называют висцеральной НС. Деление периферической нервной системы на соматическую и вегетативную достаточно условно, поскольку в ЦНС существует значительное перекрытие проекций той и другой, и соматические и вегетативные реакции являются равноправными компонентами любой поведенческой реакции.

В автономной нервной системе выделяют 2 отдела, являющихся функциональными антагонистами: симпатический и парасимпатический. Они различаются локализацией центров в мозге и периферических узлов, а также характером влияния на внутренние органы.

Отличия симпатической и парасимпатической НС

1. Волокна симпатической нервной системы выходят из грудного и поясничного отделов спинного мозга, где лежит первый симпатический нейрон. Затем они сходятся к симпатическим ганглиям, расположенным вдоль позвоночника, где находится второй симпатический нейрон.
Волокна парасимпатической нервной системы начинаются в спинном мозге выше или ниже места выхода симпатических нервов (пара — около, лат.) из черепного и крестцового отдела, а затем сходятся в ганглиях, расположенных не вдоль позвоночного столба, а вблизи от иннервируемого органа.

2. Особенности расположения ганглиев этих двух систем предполагают различие оказываемого ими эффекта. Действие симпатической нервной системы более диффузно, а парасимпатической — более специфично, поскольку связано только с изменениями в органе, рядом с которым находится ганглий.

3. Эти системы различаются и медиаторами, участвующими в синаптической передаче. Основным медиатором для симпатической нервной системы является адреналин, а для парасимпатической — ацетилхолин.

4. Результаты активности этих двух систем во многом противоположны. Если основная функция симпатической нервной системы состоит в мобилизации организма на борьбу или бегство, то парасимпатическая нервная система преимущественно обеспечивает поддержание гомеостаза.

5. Активация симпатической нервной системы лежит в основе поведения человека, рвущегося в бой. Возбуждение парасимпатической нервной системы обеспечивает пищеварение у человека, лежащего на диване после сытного обеда.

Симпатическая нервная система возбуждает, а парасимпатическая — тормозит деятельность сердца, первая ослабляет двигательную активность кишечника, вторая ее усиливает. В то же время они могут действовать и заодно: вместе увеличивают двигательную активность слюнных и желудочных желез, хотя состав секретируемого сока в зависимости от доли участия каждой системы меняется.

Рефлекс как основной принцип работы нервной системы

И. М. Сеченов в 1863г. в работе «Рефлексы головного мозга» развил представление о том, что рефлекс является основным принципом работы не только спинного, но и головного мозга.

Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение при участии ЦНС.
Рефлексы подразделяют на:
1) безусловные рефлексы: врожденные (наследственные) реакции организма на раздражения, осуществляемые с участием спинного мозга или ствола головного мозга;
2) условные рефлексы: приобретенные на основе безусловных рефлексов временные реакции организма, осуществляемые при обязательном участии коры полушарий большого мозга, составляющие основу высшей нервной деятельности.

Для каждого рефлекса имеется своя рефлекторная дуга — это путь, по которому возбуждение проходит от рецептора до эффектора (исполнительного органа).

Рефлекторная дуга представлена цепью нейронов, обеспечивающих восприятие раздражения, трансформацию энергии раздражения в нервный импульс, проведение нервного импульса до нервных центров, обработку поступившей информации и реализацию ответной реакции.

В состав любой рефлекторной дуги входят 5 составных частей

1. Рецептор — это специализированная клетка, предназначенная для восприятия раздражителя (звуковой, световой, химический и др.).
2. Афферентный путь, который представлен афферентными нейронами.
3. Участок ЦНС, представленный спинным или головным мозгом;
4. Эфферентный путь состоит из аксонов эфферентных нейронов, выходящих за пределы ЦНС.
5. Эффектор — это рабочий орган (мышца, железа и др.).

Простейшая рефлекторная дуга включает 2 нейрона и называется моносинаптической (по числу синапсов). Более сложная представлена 3 нейронами и называется трехнейронной или дисинаптической. Однако большинство рефлекторных дуг включает большое количество вставочных нейронов, и называется полисинаптическими.

Рефлекторные дуги могут проходить только через спинной мозг (например, отдергивание руки при прикосновении к горячему предмету) или только головной мозг (например, закрывание век при струе воздуха, направленной в лицо), или как через спинной, так и через головной мозг.

Рефлекторные дуги замыкаются в рефлекторные кольца с помощью обратных связей. Понятие обратной связи и ее функциональная роль были указаны Беллом в 1826г. Он писал, что между мышцей и ЦНС устанавливаются двусторонние связи. С помощью обратной связи в ЦНС поступают сигналы о функциональном состоянии эффектора.

Морфологической основой обратной связи являются рецепторы, расположенные в эффекторе, и афферентные нейроны, связанные с ними. Благодаря обратным афферентным связям осуществляется тонкая регуляция работы эффектора и адекватная реакция организма на изменения окружающей среды.

Нервная система человека строение и функции, кратко и понятно, значение, типы, отделы, свойства ЦНС, органы, структурная единица, общая характеристика

К центральным системам регуляции относятся: нервная, гуморальная (эндокринная) и иммунная. Нервная система — совокупность различных структур нервной ткани, которые регулируют деятельность всех органов и систем организма, осуществляют связь органов между собой и организма в целом с внешней средой.

Нервная система осуществляет нервную регуляцию функций организма, участвуя в поддержании гомеостаза; обеспечивает психические процессы (обучение, речь, память, мышление и др.), позволяющие не только познавать, но и менять внешнюю среду.

Нервная клетка. Нервные волокна

Основной структурный и функциональный элемент нервной системы — нейрон (нервная клетка). Состоит из тела и отходящих от него отростков: дендритов и аксона, которые образуют нервные волокна (см. «Ткани животных»). Дендриты (короткие древовидно ветвящиеся отростки) обеспечивают восприятие раздражения и передачу возбуждения к телу нейрона. Аксон — самый мощный и длинный (до 1 м) неветвящийся отросток, проводящий нервное возбуждение от тела нейрона к другим нервным клеткам или различным органам.

Нейроны делятся на:

• чувствительные (рецепторные, афферентные), которые передают возбуждение от рецепторов в центральной нервной системе (ЦНС);
• вставочные (промежуточные), которые передают возбуждения в пределах ЦНС, соединяют нервные клетки между собой, составляют основную массу ЦНС;
• двигательные (эффекторные, эфферентные), которые передают импульсы на рабочие органы.

Скопления тел нейронов за пределами ЦНС называются нервными узлами. Нервы — это выходящие за пределы ЦНС и дающие многочисленные ответвления ко всем органам пучки нервных волокон, заключённые в общую соединительнотканную оболочку. Их делят на чувствительные, двигательные и смешанные.

Нервные окончания — это терминальные (концевые) части нервных волокон. Чувствительные нервные волокна заканчиваются в органах рецепторами, воспринимающими раздражения из внешней или внутренней среды организма, преобразующими их в нервное возбуждение, а затем передающими его в ЦНС. Двигательные нервные волокна заканчиваются эффекторами, передающими возбуждение на рабочий орган (мышцу, железу).

Синапсы — специализированные контакты между возбудимыми клетками, служащие для передачи и преобразования нервного импульса. В синапсе различают пресинаптическую часть (окончание аксона), синаптическую щель и постсинаптическую часть (участок нейрона, мышечной или секреторной клетки). Передача сигнала осуществляется электрическим (электрические синапсы), гуморальным (химические синапсы,, более распространённые) механизмом или их сочетанием. В химических синапсах пресинаптическая часть содержит синаптические пузырьки с медиаторами (норадреналин, ацетилхолин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота и др.). Приходящий нервный импульс вызывает возбуждение пресинаптической мембраны и вызывает высвобождение медиатора. Попавший в синаптическую щель медиатор достигает постсинаптической мембраны, вызывает в ней образование импульса. Через синапсы нервные импульсы передаются только в одном направлении.

Схема. Нервная система человека. Основные принципы

Регуляторная деятельность нервной системы основывается на рефлексах.

Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая и контролируемая нервной системой. Рефлексы важны для поддержания функциональной целостности организма и постоянства его внутренней среды (гомеостаз), они также обеспечивают эффективное взаимодействие организма с внешней средой. Рефлексы делятся на безусловные (врождённые, генетически закреплённые) и условные (индивидуально приобретённые).

Осуществление рефлекса связано с рефлекторной дугой — путём, по которому проходит возбуждение при рефлексе. Рефлекторная дуга состоит из рецептора (нервного окончания, воспринимающего раздражение); чувствительного нервного волокна (передаёт импульс от рецепторов в ЦНС); расположенного в ЦНС нервного центра (совокупность вставочных нейронов, обеспечивающих переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные); двигательного нервного волокна двигательных нейронов (передают импульс от ЦНС к рабочим органам); рабочего органа (мышцы, железы и др.) Обязательным условием осуществления рефлекса является целостность всех отделов рефлекторной дуги.

Строение нервной системы

Анатомически нервная система подразделяется на

• центральную (ЦНС), которая состоит из головного и спинного мозга;
• периферическую (ПНС), которая образована нервами и нервными узлами.

Функционально нервная система делится на:

• соматическую, иннервирующую поперечнополосатые мышцы и органы чувств;
• вегетативную (автономную), иннервирующую внутренние органы.

Это конспект по теме «Нервная система: основные принципы». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Центральная нервная система
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии за 8 класс.

Нервная система Общая характеристика нервной системы

Основу нервной системы (НС) составляет нервная ткань, рассмотренная в подпараграфе 10.1.5.

Нервная система выполняет следующие функции:

• • интегрирующую: объединяет все клетки, ткани, органы и системы органов в единую целостную систему — организм;
• • регуляторную (управляющую, координирующую): обеспечивает регуляцию и координацию деятельности всех подсистем и элементов организма;
• • трофическую: с помощью особых белков — нейротрофинов, доставляемых к тканям по отросткам нейронов, поддерживает их метаболизм, биоэнергетику и функциональное состояние на физиологически необходимом уровне;
• • связующую: обеспечивает связь организма с внешней средой (при участии органов чувств).
• 2. Источники развития в эмбриогенезе.

Нейроэктодерма дает начало нейронам, рецепторам, нейроглии, кроме микроглии.

Мезенхима является источником микроглии, кровеносных сосудов, оболочек и других соединительнотканных структур.

3. Некоторые исходные понятия нейроморфологии.

Серое вещество — скопление тел нервных клеток.

Формы структурной организации ансамблей (скоплений) нейронов:

• • плоские (экраны, встречаются в коре головного мозга);
• • объемные (ядра, располагаются в пределах ЦНС) и ганглии (узлы, находятся за пределами ЦНС).

Белое вещество — скопления (пучки) нервных волокон. В составе периферической нервной системы представлено в виде нервов, в ЦНС — в виде трактов.

Нервный центр — любое скопление сходных по строению и функциям нейронов, на которых происходит переключение нервных импульсов.

Проводящий путь — цепь нейронов, связанных синаптическими связями.

4. Подсистемы и элементы нервной системы.

Подразделение нервной системы по анатомическому принципу (органный состав) показано на рис. 10.27. Нервную систему делят на центральную и периферическую. Центральная включает головной мозг, периферическая — периферические нервные узлы, нервные стволы (нервы) и их окончания.

Подразделение нервной системы по субстрату иннервации представлено на рис. 10.28.

В зависимости от того, какие структуры человеческого тела иннервируются нервной системой, в ней выделяют соматический (иннервирует скелетную мускулатуру) и вегетативный (иннервирует внутренние органы и сосуды) отделы. Каждый из них характеризуется определенными особенностями.

Соматическая нервная система характеризуется следующим:

• места выхода центробежных нервных волокон располагаются в ЦНС равномерно (в спинном мозге — посегментно; из головного

Рис. 10.27. Анатомическое подразделение нервной системы:

а — центральная нервная система; б — периферическая нервная система мозга соматические нервные волокна выходят в составе III, IV, V, VI, VII, IX, X, XI и XII черепных нервов);

• отсутствие перерыва в нервном пути, т.е. нейрона, где проис

Рис. 10.28. Подразделение нервной системы по субстрату иннервации:

А — адреналин; АХ — ацетилхолин; НА — норадреналин;

НС — нервная система

ходит переключение центробежных нервных импульсов;

• преобладание миелиновых нервных волокон, обеспечивающих высокую скорость проведения нервных импульсов.

Вегетативная нервная система характеризуется следующим:

• • очаговость мест выхода центробежных нервных волокон;
• • наличие не менее одного перерыва (места переключения нервных импульсов — в вегетативных узлах) в составе центробежных путей (рис. 10.29);

Рис. 10.29. Общая схема организации вегетативной нервной системы:

а — парасимпатический отдел; б — симпатический отдел; 1 — черепной очаг (представлен ядрами III, VII, IX и X черепных нервов); 2 — крестцовый очаг; 3 — грудно-поясничный очаг; 4 — симпатическая нервная цепочка (паравертебральные ганглии); 5 — превертебральные симпатические ганглии (солнечное сплетение, брыжеечные ганглии и др.)

• преобладание безмиелиновых нервных волокон с низкой скоростью распространения нервных импульсов.

В вегетативной нервной системе выделяются симпатический и парасимпатический отделы. Поступающие от них по центробежным нервным путям сигналы вызывают специфические физиологические ответы иннервируемых структур (эффекторов — гладкой и сердечной мускулатуры, желез) (табл. 10.1). При этом характер ответной реакции определяется типом белков-рецепторов, встроенных в плазматическую мембрану мотонейронов вегетативных ганглиев соответствующих проводящих путей и клеток органов- мишеней. Различают два основных типа и несколько подтипов белков-рецепторов — адренорецепторы (альфа-1, альфа-2 и др.) и хо- линорецепторы (никотиновые и мускариновые).

Сравнительная характеристика физиологических эффектов симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы

Таблица 10.1

Суживаются при активации адренергических нервных волокон (что приводит к повышению артериального давления) и расширяются при активации кальцито- нин- и ВИП-ергических нервных волокон

Заметного эффекта не оказывает, за исключением артерий наружных половых органов и мелких артерий мягкой мозговой оболочки (расширяет). Потовые железы и мозговое вещество надпочечников не имеют I трас и м пати ч ес ко й иннервации

Учащает и усиливает сокращения

Замедляет и ослабляет сокращения

Угнетение моторики и секреции

Усиление моторики и секреции

Ослабляется перистальти ка и секреция ферментов

У сил и вается перистал ьти ка и секреция ферментов

Расслабляются желчные протоки

Сокращаются желчные протоки

Расширяются, что приводит к облегчению дыхания

Сужаются, дыхание становится затрудненным

У сил и вается потоотделение

Не оказывает влияния

Мышцы, поднимающие волосы

Примечание. ВИП — вазоинтестинальный полипептид.

Общие принципы структурно-функциональной организации

нервной системы

Рис. 1030. Иерархия нервных структур

Несмотря на существование определенных специфических черт морфофункционалыюй организации различных отделов (частей, органов) нервной системы, в их строении и функционировании можно выделить несколько общих принципов.

Принцип субординации (иерархия нервных структур). Нервную систему можно представить в виде комплекса надстроенных друг над другом нервных структур (управляющих механизмов) различного ранга; чем ниже ранг управляющей системы, тем уже сфера ее влияния и тем более конкретен класс регулируемых ею процессов (рис. 10.30).

Рефлекторный принцип деятельности нервной системы. В основе деятельности нервной системы лежит рефлекторная дуга — структурно-функциональная единица нервной системы. Типичная рефлекторная дуга состоит из трех звеньев (нейронов) — чувствительного (афферентного), вставочного (ассоциативного) и двигательного (эфферентного), соединенных синаптическими связями. Чувствительное звено представлено ложноуниполярным нейроном, дендрит которого формирует рецептор (свободный или в комплексе с глиальными или соединительнотканными элементами), а аксон образует синапс на теле вставочного нейрона. Вставочное и двигательное звенья представлены мультиполярными нейронами, связанными синаптической связью. Каждое звено рефлекторной дуги выполняет специфическую функцию: чувствительное — восприятие раздражения и передача возбуждения на вставочный нейрон, вставочное — передача возбуждения с чувствительного на двигательный нейрон, двигательное — выработка командного решения и передача его на эффектор. Так как вставочные и двигательные нейроны имеют несколько разветвленных дендритов и соединены многочисленными синаптическими связями, рефлекторные дуги образуют рефлекторные сети.

Поскольку нейроны (взрослого организма) не способны к делению и срок их жизни ограничен, а процесс восполнения популяции нейронов путем размножения нейрональных стволовых клеток отличается низкой скоростью, в эмбриогенезе в конструкцию нервной системы закладывается заведомо избыточный объем популяции нейронов. Считается, что в сформировавшемся головном мозге человека содержится около 100 млрд нейронов. С учетом от- ростчатой формы нервных клеток, сильной разветвленности дендритов (а также наличию на их поверхности шипиков — микроструктур, являющихся местами образования синапсов) и способности аксонов образовывать боковые веточки (коллатерали) нервную систему рассматривают как сложноорганизованную объемно-разветвленную нервную сеть. Суммарная длина отростков нейронов и число межнейронных контактов (синапсов) достигает очень больших величин (около 150 000 км и более 100 трлн соответственно). При этом в каждый отдельный момент времени для решения тех или иных физиологических задач задействованы лишь некоторые контуры нервной сети — так называемые функциональные динамические структуры. Именно последние составляют нервную основу (схему, модель) функциональных систем — временно формирующихся комплексов органов и других структур, с помощью которых организм пытается решить ту или иную актуальную задачу.

Примечание. Принцип избыточности нейронов в нервной системе наглядно прослеживается на примере следующих клинических наблюдений. Установлено, что симптомы болезни Паркинсона (дрожание конечностей, неустойчивая походка, ограничение подвижности, слабоумие) начинают проявляться после гибели 90% нейронов черной субстанции — одного из ядер среднего мозга. При некоторых формах гидроцефалии (водянки головного мозга) большая часть внутреннего объема черепа занята резко расширенными желудочками мозга (в результате повышения давления ликвора). При этом масса мозгового вещества существенно уменьшена и структурно изменена. Однако сколько-нибудь серьезных неврологических и психических отклонений у пациентов не обнаружено. Особый интерес представляет случай врожденного отсутствия правого полушария головного мозга. У девочки, наблюдавшейся в возрасте трех лет, единственным клиническим проявлением данной патологии были слабые непроизвольные подергивания мышц левой половины тела. Специальное исследование показало,

Рис. 1031. Схема конвергенции (а) и дивергенции (б) возбуждения в ЦНС

что в процессе развития этой аномалии все нервные волокна от сетчатки обоих глазных яблок мигрировали в левое полушарие. Благодаря определенным преобразованиям внутрикорковых межнейронных связей у ребенка сформировалась способность к бинокулярному зрению.

Принцип дивергенции и конвергенции возбуждения в нервной системе (рис. 10.31). Благодаря ветвлению аксона возбуждение от одного нейрона может передаваться нескольким нейронам, а от них по тому же принципу еще некоторому множеству нервных клеток и т.д. (дивергенция). Поскольку на одном нейроне могут оканчиваться аксоны нескольких нейронов, возбуждение может «фокусироваться» на небольшом числе нейронов нервной сети (конвергенция). Эти механизмы позволяют обеспечивать как генерализацию, так и концентрацию возбуждения в определенных участках нервной системы.

Модульный принцип. Практически все органы нервной системы состоят из множества относительно автономных структурно-функциональных комплексов-модулей. Модуль представляет собой устойчивое объединение нейронов и связей между ними, способное осуществлять определенную элементарную операцию. Для решения той или конкретной физиологической задачи, состоящей из множества операций, мобилизуется некоторый набор модулей. Благодаря оперативному соединению и разъединению модулей органам нервной системы удается быстро переключаться с выполнения одной операции на другую и эффективно осуществлять одновременное решение того или иного комплекса задач (свойство пластичности и подвижности).

Принцип отрицательной и положительной обратных связей. Благодаря сильно развитому рецепторному аппарату (практически все органы и ткани «охвачены» нервными рецепторами) в каждый момент времени все звенья рефлекторных дуг (чувствительные, вставочные и двигательные нейроны) прямо или опосредованно получают информацию о состоянии периферических органов-исполнителей (эффекторов). В зависимости от того, в какую сторону отклоняется значение параметра, являющегося объектом управления, от необходимого в настоящий момент, включаются нервные механизмы, усиливающие или угнетающие функциональную активность данного эффектора.

Принцип взаимодействия возбуждения и торможения (рис. 10.32). В краткой форме сущность данного принципа можно сформулировать так: взаимодействие процессов возбуждения и торможения составляет основу нервной деятельности. Действительно, ни одна сколько-нибудь сложная ответная реакция организма, опосредо-

Рис. 1032. Взаимодействие процессов возбуждения и торможения в нервной системе (на примере функционирования нервного механизма, регулирующего работу мышц-антагонистов):

• 1 — чувствительный нейрон; 2 — вставочный нейрон; 3 — мотонейроны мышц- антагонистов; 4 — тормозной нейрон (клетка Реншоу); 5 — мышцы-антагонисты;
• 6 — рецептор ванная нервной системой, не может быть реализована с помощью только процессов возбуждения или только процессов торможения. Эта закономерность наглядно демонстрируется на примере функционирования мышц-антагонистов. Сигнал от периферического рецептора через чувствительный нейрон поступает в спинной мозг, где переключается на двигательный нейрон мышцы-сгибателя и одновременно на тормозной нейрон (клетку Реншоу), который тормозит активность двигательного нейрона мышцы-разгибателя.

Принцип доминанты. При усилении той или иной жизненной потребности организма (пищевой, оборонительной, половой, трудовой и др.) в ЦНС возникает временно господствующий (доминирующий) очаг возбуждения (доминанта), определяющий характер его поведенческой реакции. Доминанта обладает следующими свойствами: а) интенсивность ее возбуждения усиливается любыми слабыми раздражителями; б) с трудом поддается торможению; в) оказывает выраженное тормозящее действие на другие (второстепенные на данный момент времени) рефлекторные реакции и потенциально доминантные очаги, способна оттягивать с них возбуждение. Принцип доминанты является одним из ведущих принципов координационной деятельности ЦНС. Именно благодаря этому принципу возможна эффективная организация целенаправленных поведенческих актов — добывание пищи, поиск полового партнера, сосредоточение умственной деятельности (внимания) на решении конкретной задачи и т.д.

Принцип последействия. В некоторых участках нейронных сетей в силу тех или иных локальных причин может облегчаться проводимость синапсов, соединяющих определенное множество нейронов; если такой комплекс нейронов образует замкнутый контур (нейронная ловушка), то по нему может длительно рециркулировать возбуждение (последействие); полагают, что нейронные механизмы такого рода играют важную роль в формировании кратковременной памяти и различных следовых реакций.

Принцип малых нервных систем. Для управления периодически повторяющимися однотипными (автоматическими) движениями (ходьба, бег, жевание и т.д.) в процессе онтогенеза в ЦНС формируются так называемые малые нервные системы (центральные генераторы, генераторы ритма). Они, как правило, состоят из небольшого числа нейронов (несколько десятков), связанных синапсами. Малые нервные системы характеризуются достаточно высокой степенью автономии. При этом сохраняют свойство пластичности, т.е. способности изменять режим функционирования в зависимости от состояния управляемых структур (в опорно-двигательной системе — мышц, сухожилий, суставов и др.), что достигается благодаря наличию обратной связи (поступление информации от нервных рецепторов этих структур).

В состав периферической нервной системы входят следующие элементы:

• • нервные окончания (рецепторы, нейро-мышечные и нейро- железистые контакты);
• • нервные узлы (ганглии) (рис. 10.33);
• • нервы, представляющие собой совокупность определенного числа нервных волокон, одетых соединительнотканной оболочкой.

Их суммарная длина у человека составляет около 75 км; строение — рис. 10.34.

Рис. 1033. Нервные ганглии (узлы):

а — спинномозговой; б — вегетативный; 1 — капсула; 2 — ложноунинолярный нейрон; 3 — мультиполярный нейрон; 4 — глиоциты; 5 — нервные волокна

Рис. 10.34. Нерв:

а — схема строения; б — сканирующая электронограмма; в — электронограмма; 1 — дендриты; 2 — тело нейрона; 3 — аксон; 4 — миелиновое нервное волокно; 5 — нерв; 6 — мышца; 7 — пучки нервных волокон; 8 — оболочка нерва; 9 — узловой перехват; 10 — безмиелиновое нервное волокно

Взаимная топография серого (скопление тел нейронов) и белого (скопление нервных волокон) вещества: в спинном мозге — серое вещество внутри, белое — снаружи; в головном мозге — серое вещество преимущественно снаружи (кора, некоторая часть — внутри в виде базальных ядер), белое — внутри.

Особенности морфологии центральных нейронов: все нейроны — мульти полярные.

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА

• Морфология растений
• Зоология беспозвоночных
• Микробиология
• Биохимия
• Анатомия растений
• Зоология позвоночных
• Цитология и гистология
• Молекулярная биология
• Альгология и микология
• Физиология человека и животных
• Биология развития
• Генетика
• Физиология растений
• Анатомия человека
• Экология
• Биосистематика

Нервная система

Автор Зыбина А.М.

Нервная система осуществляет интеграцию всего организма в единый оркестр, осуществляет его взаимодействие с окружающей средой, произвольные движения (вместе с мышечной системой), и все проявления умственной деятельности. Все функции нервной системы осуществляет сеть нейронов, связанных друг с другом посредством синапсов. Их жизнеспособность поддерживают глиальные клетки.

Нервная система по анатомическому расположению подразделяется на центральную (ЦНС) и периферическую (ПНС). ЦНС состоит из головного и спинного мозга. ПНС – из нервов (пучок отростков нервных клеток) и нервных узлов, или ганглиев (скопление тел нейронов), расположенных вне нервной системы.

По функциям в нервной системе выделяют соматический (анимальный, СомНС) и вегетативный (автономный, ВНС) отделы. СомНС управляет произвольными сокращениями скелетных мышц. ВНС управляет деятельностью внутренних органов. Ее подразделяют на два отдела: симпатический (СНС) и парасимпатический (ПНС). И СомНС, и ВНС имеют как центральный, так и периферический отделы.

Структура ЦНС

ЦНС состоит из головного и спинного мозга, каждый из которых имеет белое и серое вещество. Белое вещество – это проводящие пути, миелинизированные и немилинизированные аксоны. Миелин белый, что придает соответствующий оттенок ткани. Серое вещество состоит из тел нейронов. Оно может располагаться в нервной системе в виде трубки (спинной мозг); ядер, или ганглиев (скопления тел нейронов в толще белого вещества), а также коры (серое вещество на поверхности белого).

Спинной мозг располагается в позвоночном канале и его масса составляет 40 г. На его боковой поверхности сзади входят задние корешки, несущие афферентную (чувствительную, к мозгу) информацию, а спереди выходят передние корешки, несущие эфферентную (двигательную, от мозга) информацию. Участок спинного мозга, соответствующий каждой паре корешков, называется сегментом. Сегменты названы по месту выхода корешков из позвоночника. Спинной мозг имеет 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегменты. В целом количество сегментов спинного мозга соответствует числу позвонков. Исключениями является шейный отдел, где на 7 позвонков приходится 8 сегментов; и копчиковый, где на 3-4 позвонка 1 сегмент (рис. 1).

Рис. 1. Строение и расположение сегментов спинного мозга.

На поперечном срезе спинного мозга в центре расположено серое вещество, окруженное белым. Серое вещество имеет форму бабочки, в центре которой располагается спинномозговое отверстие, заполненное ликвором (спинномозговая жидкость). Бабочка состоит из примерно 13 млн нейронов и имеет передние и задние рога (рис. 2б, 3). В средних отделах спинного мозга также хорошо выражены средние рога. В задние рога по заднему корешку поступает чувствительная (сенсорная) информация к интернейронам (вставочным нейронам). В передних рогах располагаются мотонейроны (моторные нейроны), посылающие двигательную информацию к мышцам, именно их аксоны образуют передний корешок. В средних рогах располагаются нейроны центральных отделов ВНС.

Спинной мозг работает по рефлекторному принципу. Рефлекс – это стереотипная ответная реакция организма на любое (внешнее или внутреннее) воздействие. Простейшим рефлексом является моносинаптический. Для его осуществления достаточно двух нейронов. Примером такого рефлекса является коленный рефлекс. При раздражении рецептора, импульс по дендриту передается к телу нейрона, расположенного в нервном узле рядом со спинным мозгом. Аксон этого нейрона входит в спинной мозг через задние корешки и образует синапс с мотонейроном в передних рогах. Аксон мотонейрона выходит через передние корешки и направляется к эффекторному органу, где изменяет активность самого органа (рис. 50а). Полисинаптический рефлекс включает дополнительное звено в виде одного или нескольких вставочных нейронов между ганглионарным и моторным нейронами. Интернейроны могут дополнительно обрабатывать информацию, сопоставлять ее с другими стимулами и внутренним состоянием организма, принимая решение о том, как стоит реагировать на раздражитель.

Рис. 2. Рефлекторная дуга (а) и гистологический срез (б) спинного мозга.

Рис. 3. Схема строения среза спинного мозга.

Белое вещество спинного мозга включает проводящие пути. Оно разделено бабочкой на передние, задние и боковые канатики (рис. 3).

В задних канатиках проходят восходящие тракты, по которым информация передается от ПНС к спинному и далее к головному мозгу. В передних рогах спинного мозга проходят нисходящие тракты, по которым информация идет от головного мозга к спинному, а от последнего – к ПНС. В боковых рогах кзади располагаются восходящие, а кпереди – нисходящие тракты.

Головной мозг расположен в черепе и состоит из 5 отделов. Его масса в среднем составляет 1,5 кг и он содержит до 100 млрд нейронов. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов (ЧМН).

Продолговатый мозг является местом перехода спинного мозга в головной. Его длина составляет примерно 25 мм. В нижней части продолговатого мозга еще можно различить бабочку, в верхних отделах тела нейронов собраны в ядра. От продолговатого мозга отходят IX-XII пары ЧМН (рис.5) и в нем залегают соответствующие ядра. Эти нервы отвечают за движение и чувствительность глотки, языка и шеи. В продолговатом мозге располагается крупнейший центр парасимпатической нервной системы, который через Х нерв (вагус, блуждающий нерв) контролирует деятельность всех внутренних органов. В продолговатом мозге располагаются центры регуляции дыхания и жизненно важных рефлексов, таких как чихание и кашель. Здесь расположено ядро оливы, которая отвечает за равновесие. Через продолговатый мозг проходят все тракты, идущие от спинного мозга к головному.

Задний мозг состоит из варолиевого моста и мозжечка. Варолиев мост служит продолжением продолговатого мозга. Он содержит множество белого вещества, связывающего мозжечок с остальным мозгом. Это белое вещество образует валик на нижней стороне моста, благодаря чему его легко отличить. Мост вместе с продолговатым мозгом образуют дно 4 желудочка головного мозга (продолжение и расширение спинномозгового канала). От моста отходят V-VIII ЧМН. Здесь залегают слуховые и вестибулярные ядра, ядра, иннервирующие чувствительность и мышцы лица (в том числе и мимические). В мосту находится голубое пятно, отвечающее за регуляцию сна.

Рис. 4. Основные отделы головного мозга.

Рис. 5. Черепно-мозговые нервы. I-обонятельный, II-зрительный, III-глазодвигательный, IV-блоковый, V-тройничный, VI-отводящий, VII-лицевой, VIII-преддверно-улитковый, IX-языкоглоточный, X-блуждающий, XI-добавочный, XII-подъязычный.

Мозжечок хорошо развит у человека в связи с прямохождением и мелкой моторикой рук. Эта часть мозга отвечает за поддержание позы, равновесия, двигательное обучение, а также некоторые двигательные рефлексы. Мозжечок имеет корковое строение. Кора мозжечка состоит из трех слоев и разделена на два полушария червем. Под корой находится белое вещество, среди которого располагаются 3 пары ядер мозжечка. Для осуществления своих функций, он получает информацию от вестибулярного аппарата, оливы и других отделов двигательной системы человека.

Рис. 6. Внешнее строение (а) и гистологический срез (б) коры мозжечка.

Средний мозг состоит из ножек мозга и крыши (рис. 7). В центре спинного мозга проходит Сильвиев водопровод, в который соединяет III и IV желудочки. От среднего мозга отходит III и IV пары ЧМН. Эти нервы контролируют движения глазных яблок. III нерв содержит парасимпатические волокна, контролирующие ширину зрачка. В среднем мозге располагаются элементы двигательной системы: красное ядро и черная субстанция. На крыше головного мозга находится четверохолмие. В вернее двухолмие поступает зрительная информация, в нижнее – слуховая. Это необходимо для осуществления ориентировочного рефлекса.

Рис. 7. Внешний вид (а) и срез (б) среднего мозга.

Продолговатый мозг, мост и средний мозг вместе образуют ствол мозга. Через весь ствол проходит ретикулярная формация, регулирующая общий уровень активности головного мозга.

Промежуточный мозг состоит из таламуса, гипоталамуса, гипофиза и эпифиза. Здесь располагается III желудочек мозга. Он служит местом отхождения II ЧМН. Гипофиз – это железа, через которую нервная система контролирует гуморальную. Эпифиз также является железой, регулирующей циркадные ритмы. Таламус фильтрует информацию, поступающую в кору и убирает незаначимые повторяющиеся сенсорные стимулы (стук сердца, работа ЖКТ, нос в поле зрения, прикосновение одежды и т. д.) Кроме того, в таламусе имеются ядра лимбической системы (формируют настроение), двигательные и ассоциативные ядра. Гипоталамус контролирует деятельность гипофиза, а также регулирует внутреннее состояние организма. В нем находятся центры голода, жажды, полового поведения, удовольствия, неудовольствия и т. д. Таким образом, основной функцией гипоталамуса является поддержание гомеостаза всего организма.

Конечный (передний) мозг состоит из коры больших полушарий и базальных ганглиев (ядер). Под корой симметрично расположены I и II желудочки мозга. Ее площадь составляет около 220 см 2 , она образует борозды и извилины (рис. 8). Она состоит из 6 слоев. Полушария между собой соединены мозолистым телом – валиком белого вещества. Кора больших полушарий осуществляет обработку сенсорной информации, формирование произвольных движений, память и высшую нервную деятельность. К обонятельным луковицам подходит I ЧМН. Базальные ганглии – это ядра серого вещества, расположенные в толще белого. Они играют важную роль в совершении произвольных движений, двигательном обучении и формировании эмоций.

Рис. 8. Строение (а) и гистологические срезы (б, в) коры больших полушарий.

Вегетативная нервная система

ВНС включает два отдела симпатический (СНС) и парасимпатический (ПНС). СНС активируется во время стрессовой ситуации. Она увеличивает частоту сердечных сокращений, сужает сосуды, зрачки, увеличивает приток крови к мышцам и отток от органов ЖКТ. Центр СНС располагается в грудном и поясничном отделах спинного мозга (рис. 9). ПНС имеет обратный эффект. Она активируется в спокойной обстановке и приводит к приливу крови к органам ЖКТ, оттоку от мышц, снижению скорости сердцебиения, расширению зрачка и т. д. Центры ПНС расположены в продолговатом мозге, некоторых ядрах ЧМН и крестцовом отделе спинного мозга.

Главное отличие вегетативной рефлекторной дуги от соматической состоит в наличии еще одного синаптического переключения в ганглии после спинного мозга. Таким образом, вегетативный рефлекс начинается от рецептора, далее, чувствительный нейрон из ганглия передает информацию на нейрон средних рогов спинного мозга (или другой центр ВНС). Аксон вегетативного нейрона выходит через передние корешки и направляется в ганглий, где образует синапс с ганглионарным нейроном, отросток которого направляется непосредственно в эффекторный орган. Нервное волокно, идущее от спинного мозга к ганглию, называется преганглионарным. Нервное волокно, идущее от ганглия к органу, называется постганглионарным. Ганглии СНС располагаются рядом со спинным мозгом, поэтому преганглионарное волокно короткое, а постганглионарное – длинное. Ганглии ПНС расположены рядом или в стенке органа, поэтому у них преганглионарное волокно длинное, а постганглионарное – короткое. Эффекторным нейромедиатором симпатической нервной системы является норадреналин, а парасимпатической – ацетилхолин.

Рис. 9. Эффекты СНС и ПНС.

Рис. 10. Сравнение рефлекторной дуги соматического и вегетативного рефлекса.

Строение и функции центральной нервной системы

Центральная нервная система состоит из спинногои головного мозга .

Строение и функции спинного мозга.Спинной мозг взрослого человека – это длинный тяж почти цилиндрической формы. Находится спиной мозг в позвоночном канале. Спинной мозг разделен на две симметричные половины передней и задней продольными бороздами. В центре спинного мозга проходит спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью . Вокруг него сосредоточено серое вещество , на поперечном срезе имеющее форму бабочки и образованное телами нейронов. Наружный слой спинного мозга образован белым веществом , состоящим из отростков нейронов, образующих проводящие пути.

На поперечном разрезе столбы представлены передними , задними и боковыми рогами . В задних рогах находятся ядра чувствительных нейронов , в передних – нейроны, образующие двигательные центры, в боковых рогах залегают нейроны, образующие центры симпатической части вегетативной нервной системы. От спинного мозга отходит 31 пара смешанных нервов, каждый из которых начинается двумя корешками: передним (двигательным) и задним (чувствительным). В составе передних корешков находятся также вегетативные нервные волокна. На задних корешках расположены нервные узлы – скопления тел чувствительных нейронов. Соединяясь, корешки образуют смешанные нервы. Каждая пара спинномозговых нервов иннервирует определенный участок тела.

Функции спинного мозга:

– рефлекторная – осуществляется соматической и вегетативной нервными системами.

– проводниковая – осуществляется белым веществом восходящих и нисходящих проводящих путей.

Строение и функции головного мозга. Головной мозг расположен в мозговой части черепа. Масса головного мозга взрослого человека составляет около 1400—1500 г. Головной мозг состоит из пяти отделов: переднего, среднего, заднего, промежуточного и продолговатого. Самую древнюю часть головного мозга составляют: продолговатый мозг, мост, средний мозг и промежуточный мозг. Отсюда выходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Эта часть образует ствол мозга. Эволюционно более поздними стали большие полушария головного мозга.

Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга. Выполняет рефлекторную и проводниковую функцию. В продолговатом мозге находятся следующие центры:

– безусловных пищевых рефлексов;

– защитных рефлексов (кашля, чихания, мигания, слезоотделения);

– центры изменения тонуса некоторых групп мышц и положения тела.

Задний мозг состоит из варолиева моста и мозжечка . Проводящие пути моста связывают продолговатый мозг с большими полушариями.

Мозжечок играет основную роль в поддержании равновесия тела и координации движений. Все позвоночные животные обладают мозжечком, но уровень его развития зависит от среды обитания и характера совершаемых движений.

Средний мозг в процессе эволюции изменился меньше других отделов. Его развитие связано со зрительным и слуховым анализаторами.

Промежуточный мозг включает: зрительные бугры (таламус ), надбугорную область (эпиталамус ), подбугорную область (гипоталамус ) и коленчатые тела . В нем расположена ретикулярная формация – сеть нейронов и нервных волокон, влияющая на активность различных отделов ЦНС.

Таламус отвечает за все виды чувствительности (кроме обонятельной) и координирует мимику, жестикуляцию, другие проявления эмоций. Сверху к таламусу прилегает эпифиз – железа внутренней секреции. Ядра эпифиза участвуют в работе обонятельного анализатора. Снизу находится другая железа внутренней секреции – гипофиз .

Гипоталамус контролирует деятельность вегетативной нервной системы, регуляцию обмена веществ, гомеостаз, сон и бодрствование, эндокринные функции организма. Он объединяет нервные и гуморальные регуляторные механизмы в общую нейроэндокринную систему. Гипоталамус образует с гипофизом единый комплекс, в котором ему принадлежит контролирующая роль (контроль деятельности передней доли гипофиза). Гипоталамус секретирует гормоны вазопрессин и окситоцин, поступающие в заднюю долю гипофиза, а оттуда разносятся кровью.

В промежуточном мозге находятся подкорковые центры зрения и слуха.

Передний мозг состоит из правого и левого полушарий, соединенных мозолистым телом. Серое вещество образует кору головного мозга. Белое вещество образует проводящие пути полушарий. В белом веществе рассеяны ядра серого вещества (подкорковые структуры).

Кора больших полушарий занимает у человека большую часть поверхности полушарий и состоит из нескольких слоев клеток. Площадь коры составляет около 2—2,5 тыс. см2 . Такая поверхность связана с наличием большого количества борозд и извилин. Глубокие борозды делят каждое полушарие на 4 доли: лобную, теменную, височную и затылочную.

Нижняя поверхность полушарий называется основанием мозга. Наибольшего развития у человека достигают лобные доли, отделенные от теменных долей глубокой центральной бороздой. Их масса составляет около 50% массы головного мозга.

Ассоциативные зоны коры больших полушарий – участки коры мозга, в которых происходит анализ и преобразование поступивших возбуждений. Выделяются следующие зоны:

– двигательная зона расположена в передней центральной извилине лобной доли;

– зона кожно-мышечной чувствительности расположена в задней центральной извилине теменной доли;

– зрительная зона расположена в затылочной доле;

– слуховая зона расположена в височной доле;

– центры обоняния и вкуса находятся на внутренних поверхностях височных и лобных долей. Ассоциативные зоны коры связывают ее различные области. Они играют важнейшую роль в образовании условных рефлексов.

Деятельность всех органов человека контролируется корой больших полушарий. Любой спинномозговой рефлекс осуществляется при участии коры мозга. Кора обеспечивает связь организма с внешней средой, является материальной основой психической деятельности человека.

Функции левого и правого полушарий неравнозначны. Правое полушарие отвечает за образное мышление, левое – за абстрактное. При повреждениях левого полушария нарушается речь человека.