Каждая клеточка, система и внутренний орган представляют собой единое целое, чтобы обеспечить взаимодействие и слаженную работу всех органов, необходима центральная нервная система. Этот элемент организма представляется в виде структурно-функциональных единиц и ветвящихся от них отростков различной длины и предназначения.
ЦНС образована из нескольких составляющих – это головной и спинной мозг, взаимодействующие посредством периферического отдела нервной системы. Центральная нервная система человека ответственна за следующие чувства и ощущения:
- органы слуха и зрения, восприятие звуков и света, реагирование на внешние возбудители;
- обоняние и осязание, с помощью которых воспринимается внешний мир и окружающая среда;
- эмоциональность, восприимчивость;
- память и мыслительные процессы организма, интеллектуальная деятельность.
Структура мозга ЦНС состоит из серого и белого вещества. Серая субстанция представлена нервными клетками с ветвящимися отростками небольшого размера. Это вещество занимает центр спинного мозга, затрагивая спинномозговой канал. В головном же мозге серое вещество является главной составляющей коры, имея разрозненные образования в сущности белого цвета. Белый пласт расположен под серым и структурно сформировано из волокон, участвующих в формировании нервных пучков. Подобные связки пучков выстраивают нерв.
Оболочки ЦНС
Окружают центральную НС оболочки, каждая из которых отлична:
- Твердая – наружная. Именно это оболочка образована внутри черепной полости, а также внутри полого образования позвоночного столба.
- Паутинный покров. Эта оболочка оснащена нервными окончаниями и сосудами, располагается под наружной оболочкой.
- Сосудистая. Между второй и третьей оболочкой находится еще одна полость, пространство которой заполнено мозговым веществом. Сосудистая оболочка, исходя из названия, сформирована из совокупности артерий, капилляров, вен, которые выполняют функции кровеносных сосудов. Этот покров соединен с мозгом напрямую, проникая в его складки.
Головной мозг
Этот орган имеет несложную структуру и представлен следующими элементами: протяженное образование — ствол, малый мозг под названием мозжечок, который берет ответственность за тонус мышц, координацию и равновесие, а также большие полушария.
Основной элемент, который включает высшие центры, представляющие рассудок, умственные способности, речевые способности, — это полушария мозга. Каждое из них сформировано из ядра с серым веществом, белой оболочки и коры головного мозга, защищающей остальные пласты.
Мозжечок, который обеспечивает скоординированные действия, представлен серым веществом, оболочкой из белого вещества, и пластом серого, находящимся извне.
Ствол – часть, которая по слоям не имеет разделения, образована из одного массива, не делящегося на цвета. Эта часть непосредственно коммутирует с остальными и корректирует работу дыхания, систем кровообращения, движения и чувств.
Спинной мозг
Этот орган цилиндрической формы находится в недрах позвоночного столба, имеет защиту в виде костного образования ткани. Сам спинной мозг находится под оболочками.
Если посмотреть на орган в разрезе, можно увидеть серое вещество в виде бабочки или по форме напоминающую Н, сверху оно покрыто белой оболочкой. Некоторые из проводящих путей берут свое начало в белом веществе, а заканчивают в сером и наоборот. Множество волокон, находящихся в белом массиве оболочки, организовывают взаимодействие множества отделов серого вещества, находящихся в спинном мозге.
Функциональность ЦНС
Устройство любого индивидуума представлено множеством структур и органов, взаимодействующих между собой, но все они направлены на содействие нормальной жизнедеятельности устройства человека, его защите, поддержке, питании. Взаимосвязь систем между собой обеспечивает ЦНС. Именно она является регулятором процессов, которые протекают в организме, с ее помощью меняется направление работы, задается темп функционирования и обеспечение всех необходимых для этого условий.
Центральная нервная система выполняется ряд основных функций, без которых организм не сможет существовать:
- Интеграция. Происходит за счет объединения функций. Интеграция подразделяется на 3 формы:
- нервная – объединение отделов ЦНС. К примеру, возьмем пищу, имеющую цвет и аромат, которая является условнорефлекторным раздражителем. В организме происходят различные рефлексы при виде пищи: выделяется слюна, вырабатывается желудочный сок. В данном конкретном случае можно наблюдать объединение поведенческих, питательных и телесных назначений;
- гуморальная. Представляет собой объединение различных функций на основе жидких сред организма совместно с гормонами. К примеру, различные гормоны внутренних секреций имеют свойство воздействовать синхронно, лишь наращивая действие друг друга, но есть вариант последовательной выработки, когда один гормон наращивает действие другого. Заканчивается процесс активизацией ряда различных функций. Так, адреналин может развить учащение сердцебиения, повысить уровень глюкозы в крови, запустить вентиляцию легких и т.д.;
- механическая. Эта форма необходима для выполнения конкретной функции, которая обеспечивает структурную целостность органа. Если какой-то из органов или частей тела травмируется, то образуются структурные изменения, что в дальнейшем приводит к сбою в работе всего организма.
- Корреляция. Она необходима для того, чтобы максимально эффективно образовать взаимосвязь между системами, внутренними органами и процессами, свести их воедино.
- Регуляция. Обеспечивая работу всей ЦНС, необходимо регулировать и вести контроль за основными показателями организма. Основа этой регуляции – это рефлексы, формирование и организация процессов, саморегуляция, благодаря которым организм приспосабливается к постоянно меняющимся внутренним условиям, окружающего мира. Протекает он формами, корректирующими по ходу действия, и питательными. Всевозможное воздействие оказывают и относящиеся к телу, и возбуждению нервные отростки.
- Координация. Синхронизация и согласованность действий всех частей одной единой системы. Смена положения или позы, различные формы движения, перемещение в пространстве, приспособленность реакций на происходящее, трудовая деятельность, физическая активность – все эти составляющие должны быть четко скоординированы и направлены ЦНС.
- Связь с окружающей средой. ЦНС – это центр, образующий связь и передачу данных из окружающего мира в органы и системы организма для последующих скоординированных действий.
- Познавательность и приспособление. Чтобы адаптироваться к определенным обстоятельствам, подобрать нужную в этот момент модель поведения в особых ситуациях, подстроиться под деятельность, необходима эта функция ЦНС. С помощью этой системы обеспечивается комфортную адаптацию к окружающим человека обстоятельствам.
Возможные проблемы
Поражение и сбои в функционировании ЦНС — это не редкостью, а потому могут возникать по различным причинам:
- генетическая предрасположенность, врожденные пороки и нарушения;
- травмы или механические повреждения;
- воспалительные процессы;
- вирусные инфекции;
- опухолевые образования, онкология;
- нарушение кровообращения, патологии сосудов и пр.
Зачастую эти патологические изменения появляются еще в утробе матери, потому как на плод может воздействовать множество негативных факторов:
- инфекционные заболевания женщины во время беременности, которые были не долечены или не вовремя выявлены;
- травмы, в т.ч. во время сложных родов;
- радиоактивное облучение;
- токсическое воздействие, интоксикация;
- воздействие алкоголя или наркотических веществ.
Наследственность таит в себя наибольшую опасность, особенно важно бережно относиться к беременности в первые месяцы беременности, ведь именно в этот период женский организм подвержен изменениям и формирует нервная система ребенка. У плода может развиться гидроцефалия или микроцефалия, которые чреваты опасными последствиями, и потребуют длительного и дорогостоящего лечения в будущем. А также могут сделать ребенка инвалидом на всю жизнь.
Строение ЦНС имеет множество сложностей и ответственных за работу частей. Поэтому любые даже незначительные отклонения от нормы могут послужить препятствием для полноценной работы всего организма. Именно поэтому необходимо прислушиваться к своему организму, своевременно распознавать его сигналы об опасности, и устранять неполадки и сбои в работе и взаимодействии отдельных частей.
Важно правильно распланировать день, грамотно распределить ресурсы организма, выделить время на полноценный отдых и сон. Немаловажную роль играет рацион питания, который должен быть сбалансированным и натуральным. Ежедневно дышать свежим воздухом и выполнять несложные физические упражнения, которые помогут поддерживать тело в форме, а организм — в гармонии.
Спинной мозг.( medulla spinalis )
Представляет собой уплощённый цилиндрический тяж длиной 42 – 45 см, диаметром 1см, массой 34 – 38 г. Находится в костном позвоночном канале. Начинается от продолговатого мозга (т.е. переходит в ГМ), внизу заканчивается на уровне 1 – 2 поясничных позвонков конусом (от него идут нити – «конский хвост»), до 2 копчикового позвонка. Имеются утолщения – шейное и пояснично-крестцовое. Спинной мозг делится на 31 сегмент. От каждого сегмента отходят 2 передних (аксоны двигательных нейронов) и 2 задних (аксоны чувствительных нейронов) корешка . Корешки каждой стороны, соединяясь, образуют смешанный нерв.
На поперечном разрезе СМ можно выделить 2 вещества.
а) Серое вещество занимает центр вокруг канала и имеет форму буквы Н (или бабочки). В нем – тела нейронов, дендриты и синапсы.
б) Белое вещество окружает серое и состоит из пучков нервных волокон. Они соединяют сегменты между собой и ГМ со СМ.
в) Спинномозговой канал , расположен по центру и заполненспинномозговой жидкостью .
Функции спинного мозга:
I.Рефлекторная.
а) Через серое вещество проходят дуги рефлексов, управляющих скелетной мускулатурой (спинальные рефлексы).
б) Здесь расположены центры некоторых простых рефлексов – регуляция просвета сосудов, потоотделения, мочеиспускания, дефекации и др.
II. Проводниковая – осуществление связи с ГМ.
а) Нервные импульсы по восходящим путям идут в ГМ.
б) Импульсы из ГМ идут по нисходящим путям в СМ, а оттуда к органам.
Спинной мозг новорожденного является наиболее зрелой частью ЦНС, но всё же окончательное его развитие заканчивается к 20 годам (за этот период он увеличивается в 8 раз).
Головной мозг ( encephalon ).
Передний отдел ЦНС, расположенный в полости черепа, главный регулятор всех жизненных функций организма и материальный субстрат его ВНД.
В процессе эмбриогенеза закладываются три мозговых пузыря, в дальнейшем из них и образуются отделы ГМ:
1
.Продолговатый мозг.
2. Мозжечок и варолиев мост
3. Средний мозг.
4. Промежуточный мозг .
5. Конечный (передний) мозг .
Б
елое
вещество
ГМ представляет собой
проводящие пути, соединяющие части
мозга между собой.Серое вещество
расположено внутри белого в виде ядер
и покрывает поверхность мозжечка и
больших полушарий в виде коры. Внутри
ГМ находятся полости, заполненныемозговой жидкостью
(состав и функции
те же, что успинномозговой жидкости
)– желудочки мозга
. Всего их четыре
(четвёртый значительно редуцирован),
они соединены между собой и со
спинномозговым каналом каналами, каналы
образуют так называемыймозговой
(сильвиев) водопровод.
Отделы ГМ.
I.Продолговатый мозг (medulla oblogata ).
Самый задний участок ГМ, непосредственное продолжение спинного мозга. Длина = 25 мм, форма усеченный конус, обращённый основанием вверх. На его спинной поверхности – ромбовидное углубление (остатки четвёртого желудочка ).
В толще продолговатого мозга расположены ядра серого вещества – это центры простых, но жизненно важных рефлексов – дыхание, сердечно-сосудистый центр, центры управления пищеварительными функциями, центр управления речью, глотания, кашля, чихания, слюноотделения и т.д., таким образом, при повреждении этого мозга наступает смерть. Кроме этогопродолговатый мозг выполняет проводниковую функцию и здесь имеется сетевидное образование, нейроны которого посылают импульсы в СМ для поддержания его в деятельном состоянии.
II.Мозжечок (cerebellum ).
Состоит из двух полушарий, имеет кору серого цвета с грубыми извилинами (своеобразная уменьшенная копия всего ГМ), анатомически выделен от остальных частей мозга.
Серое вещество содержит крупные грушевидные нейроны (клетки Пуркинье), от них отходит множество дендритов. Эти клетки получают импульсы, связанные с мышечной активностью из множества разнообразных источников – рецепторы вестибулярного аппарата, суставов, сухожилий, мышц и от моторных центров КБП.
Мозжечок интегрирует эту информацию и обеспечивает координированную работу всех мышц, участвующих в том или ином движении или поддержании определённой позы. При повреждениимозжечка – резкие и плохо управляемые движения. Мозжечок абсолютно необходим для координации быстрых мышечных движений (бег, разговор, печатанье).
Все функции мозжечка осуществляются без участия сознания, но на ранних этапах тренировки необходим элемент научения (т.е. участие КБП) и волевые усилия. Например, при обучении плаванью, езде на машине и т. д. После выработки навыка мозжечок берёт на себя функцию рефлекторного контроля. Белое вещество мозжечка выполняет проводниковую функцию.
III.Средний мозг (mesencephalon ).
Связывает все отделы мозга между собой, меньше других отделов претерпел эволюционные изменения. Все нервные пути ГМ проходят через эту область. Выделяют крышу среднего мозга иножки мозга. Крышу мозга образует –четверохолмие , где находятся центры зрительных и слуховых рефлексов. Например, движение головы и глаз, поворот головы к источнику звука.
В центре среднего мозга расположены многочисленные центры или ядра, управляющие разнообразными бессознательными движениями – наклоны или повороты головы или туловища. Из них особо выделяют –красное ядро – оно управляет и регулирует тонус скелетных мышц.
IV.
Промежуточный мозг (diencephalon
).
Расположен выше среднего мозга под мозолистым телом. Состоит из множества ядер, расположенных вокруг 3-го желудочка. Получает импульсы от всех рецепторов тела. Основными и важными частями его являются –таламус игипоталамус . Здесь же расположены железы– гипофиз иэпифиз.
а) Таламус.
Парное образование серого цвета, яйцевидной формы. В нем оканчиваются аксоны всех сенсорных нейронов (кроме обоняния) и от мозжечка. Получаемая информация перерабатывается, получает соответствующую эмоциональную окраску и направляет всоответствующие зоны КБП.
Таламус –посредник , в котором сходятся все раздражения от внешнего мира, видоизменяются и направляются к подкорковым и корковым центрам – следовательно, организм адекватно приспосабливаются к постоянно меняющимся условиям среды.
Кроме того, таламус отвечает за питание клеток мозга, повышает возбудимость клеток КБП.Таламус – высший центр болевой активности.
б) Гипоталамус.
Состоит из 32 пар отдельных участков – ядер, обильно снабжен кровеносными сосудами. Через продолговатый и спинной мозг передает информацию на эффекторы и участвует в регуляции: сердечного ритма, кровяного давления, дыхания и перистальтики. Здесь также расположены специальные центры регулирующие: голод (при повреждении заболевание булемия – волчий аппетит), жажду, сон, температуру тела, водный и углеводный обмены и т.д.
Кроме этого здесь расположены центры, участвующие в сложных поведенческих реакциях – пищевые, агрессии и полового поведения. Также гипоталамус «следит» за концентрацией метаболитов и гормонов в крови, т.е. вместе с гипофизом регулирует секрецию ЖВС и поддерживает гомеостаз организма.
Таким образом, гипоталамус является центром, объединяющим нервные и эндокринные регуляторные механизмы регуляции функций внутренних органов.
V. Конечный мозг ( telencephalon ).
Образует два полушария (левое и правое), которые покрывают сверху большую часть ГМ. Состоит из коры и лежащего под ней белого вещества. Полушария отделены друг от друга продольной щелью, в глубине которой видно соединяющее их широкое мозолистое тело (из белого вещества).
Площадь коры = 1500 см 2 (220 тыс. мм 2). Такая площадь обусловлена развитием большого кол-ва борозд и извилин (в них 70% коры). Борозды делят кору на 5 долей – лобная, теменная, затылочная, височная и островковая.
Кора имеет малую толщину (1,5 – 3 мм) и имеет очень сложное строение. В ней насчитывают шесть основных слоёв, которые отличаются строением, формой и размерами нейронов (пирамидальные клетки Беца ). Их общее кол-во около 10 – 14 млрд., расположены они столбиками.
В белом веществе расположены три желудочка и базальные ганглии (центры безусловные рефлексов).
В КБП различают отдельные области (зоны) трех типов:
1. Сенсорные – входные участки коры, которые получают информацию от всех рецепторов организма.
а) Зрительная зона – в затылочной доле.
б) Слуховая зона – в височной доле.
в) Кожно-мышечная чувствительность – в теменной доле.
г) Вкусовая и обонятельная – диффузно на внутренней поверхности КБП и в височной доле.
2. Ассоциативные зоны – названы так по следующим причинам:
а) Они связывают вновь поступающую информацию с полученной ранее и хранящейся в блоках памяти – следовательно, новые стимулы «узнаются».
б) Информация от одних рецепторов сопоставляется с информацией от других рецепторов.
в) Сенсорные сигналы интерпретируются, «осмысливаются» и при надобности используются для «вычисления» наиболее подходящей реакции, которая вычисляется и передается в двигательную зону. Таким образом, эти зоны участвуют в процессах запоминания, научения мышления и т.д. – то есть того что называется «интеллектом».
3. Моторные зоны – выходные зоны коры. В них возникают двигательные импульсы идущие по нисходящим путям белого вещества.
4. Префронтальные зоны – их функции неясны (они не отвечают на раздражение – «немые» области). Предполагают, что они ответственны за индивидуальные особенности или личность. Взаимосвязи между зонами позволяют КБП контролировать все произвольные и некоторые непроизвольные формы деятельности, включаявысшую нервную деятельность.
Правое и левое полушарие функционально различаются между собой (функциональная асимметрия полушарий ). Правши – у них доминирует левое полушарие, мыслят формулами, таблицами, логическими рассуждениями. Левши – у них доминирует правое полушарие, мыслят образами, картинами.
Принципы координации нервных процессов .
Координация нервных процессов, без которой были бы невозможны согласованная деятельность всех органов организма и его адекватные реакции на воздействия внешней среды, основывается на следующих принципах:
1.Конвергенция нервных процессов . К одному нейрону могут приходить импульсы из разных участков нервной системы, это обусловлено широкой межнейронной связью.
2. Иррадиация . Возбуждение или торможение, возникнув в одном нервном центре, могут распространяться на другие нервные центры.
3. Индукция нервных процессов . В каждом нервном центре один процесс легко переходит в свою противоположность. Если возбуждение сменяется на торможение, то индукция « – », наоборот – «+» индукция.
4. Концентрация нервных процессов . Противоположно индукции, процессы возбуждения и торможения концентрируются в каком-либо участке нервной системы.
5. Принцип доминанты . Это возникновение временно господствующего очага возбуждения. При наличии доминанты раздражения, поступающие, в другие участки нервной системы только усиливаютдоминантный (господствующий) очаг. Принцип открыт А.А.Ухтомским.
Таким образом, в мозгу непрерывно происходит смена, перекомбинация ,изменение мозаики из очагов возбуждения и торможения.
Методы исследования функций ГМ.
1. Электроэнцефалография . Изучение активности мозга с помощью электрофизиологических методов. На коже головы испытуемого укрепляют специальные электроды, которые регистрируют электрические импульсы, отражающие активность нейронов мозга. Импульсы записываются, обнаружены следующие основные электрических волн:
а) альфа-волны. Когда человек расслаблен и глаза закрыты.
б) бета-волны. Имеют частый ритм (хорошо выявлены под наркозом). Их отсутствие – показатель клинической смерти.
в) гамма-волны. Имеют наименьшую частоту и максимальную амплитуду, регистрируются во время сна.
ЭЭГ имеет большое диагностическое значение, т.к. позволяет определить локализацию очагов нарушения.
2. Энцефалоскопия. Это регистрация колебаний яркости свечения точек мозга.
3. Метод регистрации медленных электрических потенциалов (МЭП). Позволяют определить электрические колебания, протекающих в мозге.
Местные операции под местной анестезией. Испытуемый описывает ощущения при раздражении различных участков мозга током.
4. Фармакологический метод. Изучение влияния фармакологических веществ на мозг.
5. Кибернетический метод . Математическое моделирование процессов в мозге.
6. Вживление в мозг микроэлектродов .
Основные принципы работы головного мозга .
И.П.Павлов сформулировал три основных принципа работы ГМ:
I.Принцип структурности . Психическая функция любой степени сложности осуществляется отделами головного мозга.
II.Принцип детерминизма . Любой психический процесс – ощущение, воображение, память, мышление, сознание, воля, чувства и др. – есть отражение материальных событий, происходящих в окружающем мире и в организме. Именно эти материальные явления в итоге определяют поведение. Кроме физиологических потребностей у человека есть и социальные (общение, труд и др.)
III.Принцип анализа и синтеза . Сложные предметы и явления действительности воспринимаются обычно не целиком, а по отдельным признакам. Раздражители, воздействуя на рецепторы соответствующих органов чувств, вызывают потоки нервных импульсов. Они поступают в мозг и там синтезируются, в результате чего возникает целостный субъективный образ. Эти образы составляют своеобразную модель окружающей обстановки и дают возможность ориентироваться в ней.
Возрастные особенности ГМ.
Основные части ГМ выделяются уже к 3-му месяцу эмбриогенеза, а к 5-му месяцу уже хорошо заметны основные борозды больших полушарий.
К моменту рождения общая масса ГМ составляет примерно 388г у девочек и 391г у мальчиков. По отношению к массе тела мозг новорожденного больше, чем у взрослого. 1/8 у новорожденного, а у взрослого – 1/40.
Наиболее интенсивно ГМ человека развивается в первые два года постнатального развития. Затем темпы его развития немного снижаются, но продолжают оставаться высокими до 6 – 7 лет, к этому моменту масса мозга достигает уже 4/5 массы взрослого мозга.
Окончательное созревание ГМ заканчивается только к 17 – 20 годам. К этому возрасту, масса мозга увеличивается по сравнению с новорожденными в 4 – 5 раз и составляет в среднем у мужчин 1400г, а у женщин – 1260г. У некоторых выдающихся людей (И.С.Тургенев, Д.Байрон, О.Кромвель и др.) масса мозга= от 2000 до 2500г. Следует отметить, что абсолютная масса мозга не определяет непосредственно умственные способности человека (например, мозг талантливого французского писателя А.Франса весил около 1000г). Установлено, что интеллект человека снижается только в том случае, если масса мозга уменьшается до 900г и менее.
Изменение размеров, формы и массы мозга сопровождаются изменением его внутренней структуры. Усложняется строение нейронов, форма межнейронных связей, становится четко разграниченным белое и серое вещество, формируются проводящие пути ГМ,
Развитие ГМ идет гетерохронно. Прежде всего, созревают те структуры, от которых зависит нормальная жизнедеятельность организма на данном возрастном этапе. Функциональной полноценности достигают, прежде всего, стволовые, подкорковые и корковые структуры, регулирующие вегетативные функции организма. Эти отделы приближаются о своему развитию к мозгу взрослого человека уже к 2 – 4 годам постнатального развития. Интересно отметить, что число межнейронных связей находится в прямой зависимости от процессов обучения: чем интенсивнее идет обучение, тем большее число синапсов образуется.
Можно полагать, что эффективность работы мозга зависит от его внутренней организации и непременным атрибутом талантливого человека является богатство синаптических связей его мозга.
Периферическая нервная система .
Образована нервами, выходящими из ЦНС и нервными узлами и сплетениями, расположенными главным образом вблизи головного и спинного мозга, а также рядом с внутренними органами или в стенках этих органов. Выделяют соматический ивегетативный отделы.
Соматическая нервная система.
Образована чувствительными нервами, идущими к ЦНС от различных рецепторов и двигательными нервами, иннервирующими (т.е. обеспечивающими нервное управление) скелетную мускулатуру.
Характерные особенности этих нервов – они на всем пути нигде не прерываются, имеют относительно большой диаметр, скорость проведения нервного импульса= 30 – 120 м/с.
Из головного мозга выходят 12 пар черепно-мозговых нервов всех трёх типов: сенсорные – 3 пары (обоняние, зрение, слух); двигательные – 5 пар; смешанные – 4 пары. Эти нервы иннервируют рецепторы и эффекторы головы.
Спинномозговые нервы, их 31 пара формируется из корешков отходящих от сегментов СМ – 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, 1 копчиковый. Каждому сегменту соответствует определённый участок тела – метамер. На 1 метамер – 3 соседних сегмента. Спинномозговые нервы – являются смешанными нервами и обеспечивают управление скелетной мускулатурой.
Вегетативная (автономная) нервная система.
Координирует и регулирует деятельность всех внутренних органов, обмен веществ и гомеостаз организма. Автономность её относительна, т.к. все вегетативные функции находятся под контролем ЦНС (в первую очередь КБП).
Характерные особенности нервов ВНС – нервы тоньше, чем у соматической; нервы на своём пути от ЦНС к органу прерываются узлами (ганглиями). В ганглиях – переключение на несколько (до 10 и более) нейронов – мультипликация.
1. Симпатическая нервная система . Представляет собой 2 цепочки ганглиев по обе стороны грудного и поясничного отдела позвоночника. Предузловое волокно короткое, послеузловое длинное.
2. Парасимпатическая нервная система . Отходит длинными предузловыми волокнами от ствола ГМ и крестцового отдела СМ, ганглии расположены во внутренних органах или возле них – послеузловое волокно короткое.
Как правило, влияние симпатической и парасимпатической нервной системы носит антагонистический характер. Так, например, симпатическая усиливает и учащает сердечные сокращения, а парасимпатическая – ослабляет и замедляет. Однако этот антагонизм имеет, относительный характер и в некоторых ситуациях оба отдела ВНС могут действовать однонаправленно.
Самый крупный нерв парасимпатической системы – блуждающий нерв , он иннервирует почти все органы грудной и брюшной полости –сердце, лёгкие ,печень, желудок, поджелудочную железу, кишечник, мочевой пузырь .
Контроль над ВНС через гипоталамические структуры осуществляет КБП, особенно её лобные и височные отделы.
Деятельность ВНС происходит вне сферы сознания, но сказывается на общем самочувствии и эмоциональной реактивности. При патологических повреждениях нервных центров ВНС может наблюдаться раздражительность, расстройство сна, неадекватность поведения, расторможенность инстинктивных форм поведения (повышенный аппетит, агрессивность, гиперсексуальность).
Рецепторы.
Это клетки или небольшие группы клеток, которые воспринимают раздражения (т.е. изменения внешней среды) и трансформируют их в процесс нервного возбуждения. Представляют собой видоизменённые эпителиальные клетки, на которых оканчиваются дендриты сенсорных нейронов. Рецепторами могут быть сами нейроны или окончания нервов.
Различают 3 основные группы рецепторов:
1. Экстерорецепторы – воспринимают изменения внешней среды.
2. Интерорецепторы – располагаются внутри тела и раздражаются изменением гомеостаза внутренней среды организма.
3. Проприорецепторы – расположены в скелетных мышцах, они посылают информацию о состоянии мышц и сухожилий.
Кроме того, по природе раздражителя, который воспринимается рецепторами, их, делят на: хеморецепторы (вкус, обоняние); механорецепторы (осязание, боль, слух); фоторецепторы (зрение); терморецепторы (холод и тепло).
Свойства рецептора :
а) Лабильность. Рецептор реагирует только на адекватный раздражитель.
б) Порог раздражения . Существует определенный минимум (порог) силы раздражения, чтобы возник нервный импульс
в) Адаптация, т.е. приспособление к действию постоянных раздражителей. Чем сильнее раздражитель, тем быстрее наступает адаптация.
Тема. Структура и функции нервной системы человека
1 Что такое нервная система
2 Центральная нервная система
Головной мозг
Спинной мозг
ЦНС
3 Вегетативная нервная система
4 Развитие нервной системы в онтогенезе. Характеристика трехпузырьной и пятипузырьной стадий формирования головного мозга
Что такое нервная система
Нервная система – это система, которая регулирует деятельность всех органов и систем человека. Данная система обуславливает:
1) функциональное единство всех органов и систем человека;
2) связь всего организма с окружающей средой.
Нервная система управляет деятельностью различных органов, систем и аппаратов, составляющих организм. Она регулирует функции движения, пищеварения, дыхания, кровоснабжения, метаболические процессы и др. Нервная система устанавливает взаимосвязь организма с внешней средой, объединяет все части организма в единое целое.
Нервную систему по топографическому принципу разделяют на центральную и периферическую (рис. 1 ).
Центральная нервная система (ЦНС) включает в себя головной и спинной мозг.
К периферический части нервной системы относят спинномозговые и черепные нервы с их корешками и ветвями, нервные сплетения, нервные узлы, нервные окончания.
Помимо этого в составе нервной системы выделяют две особые части : соматическую (анимальную) и вегетативную (автономную).
Соматическая нервная система иннервирует преимущественно органы сомы (тела): поперечнополосатые (скелетные) мышцы (лица, туловища, конечностей), кожу и некоторые внутренние органы (язык, гортань, глотку). Соматическая нервная система осуществляет преимущественно функции связи организма с внешней средой, обеспечивая чувствительность и движение, вызывая сокращение скелетной мускулатуры. Так как функции движения и чувствования свойственны животным и отличают их от растений, эта часть нервной системы получила название анимальной (животной). Действия соматической нервной системы подконтрольны человеческому сознанию.
Вегетативная нервная система иннервирует внутренности, железы, гладкие мышцы органов и кожи, сосуды и сердце, регулирует обменные процессы в тканях. Вегетативная нервная система оказывает влияние на процессы так называемой растительной жизни, общие для животных и растений (обмен веществ, дыхание, выделение и др.), отчего и происходит ее название (вегетативная - растительная).
Обе системы тесно связаны между собой, однако вегетативная нервная система обладает некоторой долей самостоятельности и не зависит от нашей воли, вследствие чего ее также называют автономной нервной системой .
Ее делят на две части симпатическую и парасимпатическую . Выделение этих отделов основано как на анатомическом принципе (различия в расположении центров и строении периферической части симпатической и парасимпатической нервной системы), так и на функциональных отличиях.
Возбуждение симпатической нервной системы способствует интенсивной деятельности организма; возбуждение парасимпатической , наоборот, способствует восстановлению затраченных организмом ресурсов.
На многие органы симпатическая и парасимпатическая системы оказывают противоположное влияние, являясь функциональными антагонистами. Так, под влиянием импульсов, приходящих по симпатическим нервам , учащаются и усиливаются сокращения сердца, повышается давление крови в артериях, расщепляется гликоген в печени и мышцах, увеличивается содержание глюкозы в крови, расширяются зрачки, повышается чувствительность органов чувств и работоспособность центральной нервной системы, суживаются бронхи, тормозятся сокращения желудка и кишечника, уменьшается секреция желудочного сока и сока поджелудочной железы, расслабляется мочевой пузырь и задерживается его опорожнение. Под влиянием импульсов, приходящих по парасимпатическим нервам, замедляются и ослабляются сокращения сердца, понижается артериальное давление, снижается содержание глюкозы в крови, возбуждаются сокращения желудка и кишечника, усиливается секреция желудочного сока и сока поджелудочной железы и др.
Центральная нервная система
Центральная нервная система (ЦНС) - основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из скопления нервных клеток (нейронов) и их отростков.
Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга и их защитных оболочек.
Самой наружной является твердая мозговая оболочка , под ней расположена паутинная (арахноидальная ), а затем мягкая мозговая оболочка , сращенная с поверхностью мозга. Между мягкой и паутинной оболочками находится подпаутинное (субарахноидальное) пространство , содержащее спинномозговую (цереброспинальную) жидкость, в которой как головной, так и спинной мозг буквально плавают. Действие выталкивающей силы жидкости приводит к тому, что, например, головной мозг взрослого человека, имеющий массу в среднем 1500 г, внутри черепа реально весит 50–100 г. Мозговые оболочки и спинномозговая жидкость играют также роль амортизаторов, смягчающих всевозможные удары и толчки, которые испытывает тело и которые могли бы привести к повреждению нервной системы.
ЦНС образована из серого и белого вещества .
Серое вещество составляют тела клеток, дендриты и немиелинизированные аксоны, организованные в комплексы, которые включают бесчисленное множество синапсов и служат центрами обработки информации, обеспечивая многие функции нервной системы.
Белое вещество состоит из миелинизированных и немиелинизированных аксонов, выполняющих роль проводников, передающих импульсы из одного центра в другой. В состав серого и белого вещества входят также клетки глии
Нейроны ЦНС образуют множество цепей, которые выполняют две основные функции : обеспечивают рефлекторную деятельность, а также сложную обработку информации в высших мозговых центрах. Эти высшие центры, например зрительная зона коры (зрительная кора), получают входящую информацию, перерабатывают ее и передают ответный сигнал по аксонам.
Результат деятельности нервной системы – та или иная активность, в основе которой лежит сокращение или расслабление мышц либо секреция или прекращение секреции желез. Именно с работой мышц и желез связан любой способ нашего самовыражения. Поступающая сенсорная информация подвергается обработке, проходя последовательность центров, связанных длинными аксонами, которые образуют специфические проводящие пути, например болевые, зрительные, слуховые. Чувствительные (восходящие ) проводящие пути идут в восходящем направлении к центрам головного мозга. Двигательные (нисходящие ) пути связывают головной мозг с двигательными нейронами черепно-мозговых и спинномозговых нервов. Проводящие пути обычно организованы таким образом, что информация (например, болевая или тактильная) от правой половины тела поступает в левую часть мозга и наоборот. Это правило распространяется и на нисходящие двигательные пути: правая половина мозга управляет движениями левой половины тела, а левая половина – правой. Из этого общего правила, однако, есть несколько исключений.
Головной мозг
состоит из трех основных структур: больших полушарий, мозжечка и ствола.
Большие полушария – самая крупная часть мозга – содержат высшие нервные центры, составляющие основу сознания, интеллекта, личности, речи, понимания. В каждом из больших полушарий выделяют следующие образования: лежащие в глубине обособленные скопления (ядра) серого вещества, которые содержат многие важные центры; расположенный над ними крупный массив белого вещества; покрывающий полушария снаружи толстый слой серого вещества с многочисленными извилинами, составляющий кору головного мозга.
Мозжечок тоже состоит из расположенного в глубине серого вещества, промежуточного массива белого вещества и наружного толстого слоя серого вещества, образующего множество извилин. Мозжечок обеспечивает главным образом координацию движений.
Ствол мозга образован массой серого и белого вещества, не разделенной на слои. Ствол тесно связан с большими полушариями, мозжечком и спинным мозгом и содержит многочисленные центры чувствительных и двигательных проводящих путей. Первые две пары черепно-мозговых нервов отходят от больших полушарий, остальные же десять пар – от ствола. Ствол регулирует такие жизненно важные функции, как дыхание и кровообращение.
Ученые высчитали, что мозг мужчины тяжелее мозга женщины в среднем на 100 гм. Они объясняют это тем, что большинство мужчин по своим физическим параметрам гораздо больше женщин, т. е. все части тела мужчины больше частей тела женщины. Мозг активно начинает расти еще тогда, когда ребенок еще находится в утробе матери. Своего «настоящего» размера мозг достигает только тогда, когда человек достигает двадцатилетнего возраста. В самом конце жизни человека его мозг становится немного легче.
В головном мозге выделяют пять основных отделов:
1) конечный мозг;
2) промежуточный мозг;
3) средний мозг;
4) задний мозг;
5) продолговатый мозг.
Если человек перенес черепно-мозговую травму, то это всегда отрицательно сказываете как на его центральной нервной системе, так и на его психическом состоянии.
«Рисунок» головного мозга очень сложен. Сложность этого «рисунка» предопределяется тем, что по полушариям идут борозды и валики, которые и образуют некое подобие «извилин». Несмотря на то что этот «рисунок» строго индивидуален, выделяют несколько общих борозд. Благодаря этим общим бороздам ученые-биологи и анатомы выделили 5 долей полушарий:
1) лобную долю;
2) теменную долю;
3) затылочную долю;
4) височную долю;
5) скрытую долю.
Несмотря на то что написаны сотни трудов по исследованию функций головного мозга, до конца его природа не выяснена. Одной из самых главных загадок, которую «загадывает» головной мозг, является зрение. Вернее, как и с помощью чего мы видим. Многие ошибочно предполагают, что зрение – это прерогатива глаз. Это не так. Ученые больше склонны считать, что глаза просто воспринимают сигналы, которые нам посылает окружающая нас среда. Глаза передают их дальше «по инстанции». Мозг, получив данный сигнал, выстраивает картинку, т. е. мы видим то, что «показывает» нам наш мозг. Аналогично должен решаться вопрос и со слухом: слышат ведь не уши. Вернее, они тоже получают определенные сигналы, которые посылает нам окружающая среда.
Спинной мозг .
Спинной мозг внешне похож на тяж, он несколько сплюснут спереди назад. Его размер у взрослого человека составляет примерно от 41 до 45 см, а вес – около 30 гм. Он «окружается» мозговыми оболочками и располагается в мозговом канале. На всем своем протяжении толщина спинного мозга одинакова. Но он имеет всего лишь два утолщения:
1) шейное утолщение;
2) поясничное утолщение.
Именно в этих утолщениях формируются так называемые иннервационные нервы верхних и нижних конечностей. Спинной мозг делится на несколько отделов:
1) шейный отдел;
2) грудной отдел;
3) поясничный отдел;
4) крестцовый отдел.
Находящийся внутри позвоночного столба и защищенный его костной тканью спинной мозг имеет цилиндрическую форму и покрыт тремя оболочками. На поперечном срезе серое вещество имеет форму буквы Н или бабочки. Серое вещество окружено белым веществом. Чувствительные волокна спинномозговых нервов заканчиваются в дорсальных (задних) отделах серого вещества – задних рогах (на концах Н, обращенных к спине). Тела двигательных нейронов спинномозговых нервов расположены в вентральных (передних) отделах серого вещества – передних рогах (на концах Н, удаленных от спины). В белом веществе проходят восходящие чувствительные проводящие пути, заканчивающиеся в сером веществе спинного мозга, и нисходящие двигательные пути, идущие от серого вещества. Кроме того, многие волокна в белом веществе связывают различные отделы серого вещества спинного мозга.
Главная и специфическая функция ЦНС - осуществление простых и сложных высокодифференцированных отражательных реакций, получивших название рефлексов. У высших животных и человека низшие и средние отделы ЦНС - спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок - регулируют деятельность отдельных органов и систем высокоразвитого организма, осуществляют связь и взаимодействие между ними, обеспечивают единство организма и целостность его деятельности. Высший отдел ЦНС - кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования - в основном регулирует связь и взаимоотношения организма как единого целого с окружающей средой.
Основные черты строения и функции ЦНС
связана со всеми органами и тканями через периферическую нервную систему, которая у позвоночных включает черепно-мозговые нервы , отходящие от головного мозга, и спинномозговые нервы - от спинного мозга, межпозвонковые нервные узлы, а также периферический отдел вегетативной нервной системы - нервные узлы, с подходящими к ним (преганглионарными) и отходящими от них (постганглионарными) нервными волокнами.
Чувствительные, или афферентные, нервные приводящие волокна несут возбуждение в ЦНС от периферических рецепторов; по отводящим эфферентным (двигательным и вегетативным) нервным волокнам возбуждение из ЦНС направляется к клеткам исполнительных рабочих аппаратов (мышцы, железы, сосуды и т. д.). Во всех отделах ЦНС имеются афферентные нейроны, воспринимающие приходящие с периферии раздражения, и эфферентные нейроны, посылающие нервные импульсы на периферию к различным исполнительным эффекторным органам.
Афферентные и эфферентные клетки своими отростками могут контактировать между собой и составлять двухнейронную рефлекторную дугу, осуществляющую элементарные рефлексы (например, сухожильные рефлексы спинного мозга). Но, как правило, в рефлекторной дуге между афферентными и эфферентными нейронами расположены вставочные нервные клетки, или интернейроны. Связь между различными отделами ЦНС осуществляется также с помощью множества отростков афферентных, эфферентных и вставочных нейронов этих отделов, образующих внутрицентральные короткие и длинные проводящие пути. В состав ЦНС входят также клетки нейроглии, которые выполняют в ней опорную функцию, а также участвуют в метаболизме нервных клеток.
Головной и спинной мозг покрыт оболочками:
1) твердой мозговой оболочкой;
2) паутинной оболочкой;
3) мягкой оболочкой.
Твердая оболочка. Твердая оболочка покрывает снаружи спинной мозг. По своей форме она больше всего напоминает мешок. Следует сказать, что наружная твердая оболочка головного мозга – это надкостница костей черепа.
Паутинная оболочка. Паутинная оболочка представляет собой вещество, которое почти вплотную прилегает к твердой оболочке спинного мозга. Паутинная оболочка как спинного, так и головного мозга не содержит в себе никаких кровеносных сосудов.
Мягкая оболочка. Мягкая оболочка спинного и головного мозга содержит нервы и сосуды, которые, собственно, и питают оба мозга.
Вегетативная нервная система
Вегетативная нервная система – это одна из частей нашей нервной системы. Вегетативная нервная система отвечает за: деятельность внутренних органов, деятельность желез внутренней и внешней секреции, деятельность кровеносных и лимфатических сосудов, а также в некоторой части за мускулатуру.
Вегетативная нервная система делится на два раздела:
1) симпатический раздел;
2) парасимпатический раздел.
Симпатическая нервная система расширяет зрачок, она же вызывает учащение пульса, повышение кровяного давления, расширяет мелкие бронхи и т. д. Данная нервная система осуществляется симпатическими спинномозговыми центрами. Именно от этих центров начинаются периферические симпатические волокна, которые расположены в боковых рогах спинного мозга.
Парасимпатическая нервная система отвечает за деятельность мочевого пузыря, половых органов, прямой кишки, а также она «раздражает» ряд других нервов (например, языкоглоточный, глазодвигательный нерв). Такая «разнообразная» деятельность парасимпатической нервной системы объясняется тем, что ее нервные центры расположены как в крестцовом отделе спинного мозга, так и в стволе головного мозга. Теперь становится понятным, что те нервные центры, которые расположены в крестцовом отделе спинного мозга, контролируют деятельность органов, расположенных в малом тазу; нервные центры, которые расположены в стволе головного мозга, регулируют деятельность остальных органов через ряд специальных нервов.
Как же осуществляется контроль за деятельностью симпатической и парасимпатической нервной системы? Контроль за деятельностью этих разделов нервной системы осуществляется специальными вегетативными аппаратами, которые расположены в головном мозге.
Заболевания вегетативной нервной системы. Причинами заболеваний вегетативной нервной системы являются следующие: человек плохо переносит жаркую погоду или, наоборот, некомфортно чувствует себя зимой. Симптомом может быть то, что человек при волнении начинает быстро краснеть или бледнеть, у него учащается пульс, он начинает сильно потеть.
Следует отметить и то, что заболевания вегетативной нервной системы бывают у людей и от рождения. Многие считают, что, если человек разволновался и покраснел, значит, он просто слишком скромный и стеснительный. Мало кто подумает, что у этого человека есть какое-нибудь заболевание вегетативной нервной системы.
Также эти заболевания могут быть и приобретенными. Например, вследствие травмы головы, хронического отравления ртутью, мышьяком, вследствие перенесенного опасного инфекционного заболевания. Они могут также возникнуть и при переутомлении человека, при недостатке витаминов, при сильных психических расстройствах и переживаниях. Также заболевания вегетативной нервной системы могут быть результатом несоблюдения правил техники безопасности на производстве с опасными условиями труда.
Может быть нарушена регулирующая деятельность вегетативной нервной системы. Заболевания могут «маскироваться» под другие болезни. Например, при заболевании солнечного сплетения могут наблюдаться вздутие кишечника, плохой аппетит; при заболевании шейных или грудных узлов симпатического ствола могут наблюдаться боли в груди, которые могут отдавать в плечо. Такие боли очень напоминают болезнь сердца.
Человеку для предупреждения заболеваний вегетативной нервной системы следует соблюдать ряд простейших правил:
1) избегать нервного переутомления, простуд;
2) соблюдать технику безопасности на производстве с опасными условиями труда;
3) полноценно питаться;
4) своевременно обращаться в больницу, полно проходить весь назначенный курс лечения.
Причем последний пункт, своевременное обращение в больницу и полное прохождение назначенного курса лечения, является самым важным. Это следует из того, что слишком долгое затягивание своего визита к врачу может привести к самым печальным последствиям.
Полноценное питание также играет важную роль, т. к. человек «заряжает» свой организм, дает ему новые силы. Подкрепившись, организм начинает вести борьбу с болезнями в несколько раз активнее. Кроме того, во фруктах содержится множество полезных витаминов, которые помогают организму в борьбе с болезнями. Наиболее полезными фрукты являются в сыром виде, т. к. при их заготовке многие полезные свойства могут исчезать. Ряд фруктов, помимо того, что они содержат витамин С, обладают также веществом, которое усиливает действие витамина С. Это вещество называется танин и содержится оно в айве, грушах, яблоках, гранате.
Развитие нервной системы в онтогенезе. Характеристика трехпузырьной и пятипузырьной стадий формирования головного мозга
Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, делится на два периода: пренатальный (внутриутробный) и постнатальный (после рождения). Первый продолжается от момента зачатия и формирования зиготы до рождения; второй - от момента рождения и до смерти.
Пренатальный период в свою очередь подразделяется на три периода: начальный, зародышевый и плодный. Начальный (предимплантационный) период у человека охватывает первую неделю развития (с момента оплодотворения до имплантации в слизистую оболочку матки). Зародышевый (предплодный, эмбриональный) период - от начала второй недели до конца восьмой недели (с момента имплантации до завершения закладки органов). Плодный (фетальный) период начинается с девятой недели и длится до рождения. В это время происходит усиленный рост организма.
Постнатальный период онтогенеза подразделяют на одиннадцать периодов: 1-й - 10-й день - новорожденные; 10-й день - 1 год - грудной возраст; 1-3 года - раннее детство; 4-7 лет - первое детство; 8-12 лет - второе детство; 13-16 лет - подростковый период; 17-21 год - юношеский возраст; 22-35 лет - первый зрелый возраст; 36-60 лет - второй зрелый возраст; 61-74 года- пожилой возраст; с 75 лет - старческий возраст, после 90 лет - долгожители.
Завершается онтогенез естественной смертью.
Нервная системаразвивается из трех основных образований : нервной трубки, нервного гребня и нейральных плакод. Нервная трубка формируется в результате нейруляции из нервной пластинки – участка эктодермы, расположенного над хордой. Согласно теории организаторов Шпемена, бластомеры хорды способны выделять вещества – индукторы первого рода, в результате действия которых нервная пластинка прогибается внутрь тела зародыша и образуется нервный желобок, края которого затем сливаются, образуя нервную трубку. Смыкание краев нервного желобка начинается в шейном отделе тела зародыша, распространяясь сначала на каудальную часть тела, а позже на краниальную.
Нервная трубка дает начало центральнойнервной системе, а также нейронам и глиоцитам сетчатой оболочки глаза. Вначале нервная трубка представлена многорядным нейроэпителием, клетки в нем называются вентрикулярными. Их отростки, обращенные в полость нервной трубки, соединены нексусами, базаль-ные части клеток лежат на субпиальной мембране. Ядра нейро-эпителиальных клеток меняют свое расположение в зависимости от фазы жизненного цикла клетки. Постепенно, к концу эмбриогенеза, вентрикулярные клетки утрачивают способность к делению и в постнатальном периоде дают начало нейронам и различным типам глиоцитов. В некоторых областях мозга (герминативные, или камбиальные зоны) вентрикулярные клетки не утрачивают способности к делению. В этом случае они называются субвентрикулярными и экстравентрикулярными. Из них, в свою очередь, дифференцируются нейробласты, которые, уже не имея способности к пролиферации, подвергаются изменениям, в ходе которых превращаются в зрелые нервные клетки – нейроны. Отличием нейронов от остальных клеток своего дифферона (клеточного ряда) является наличие в них нейрофибрилл, а также отростков, при этом сначала появляется аксон (нейрит), позже – дендриты. Отростки образуют соединения – синапсы. Итого, дифферон нервной ткани представлен нейроэпителиальными (вентрикулярными), субвентрикулярными, экстравентрикуляр-ными клетками, нейробластами и нейронами.
В отличие от глиоцитов макроглии, развивающихся из вентри-кулярных клеток, клетки микроглии развиваются из мезенхимы и входят в макрофагическую систему.
Шейная и туловищная части нервной трубки дают начало спинному мозгу, краниальная часть дифференцируется в головной. Полость нервной трубки превращается в спинномозговой канал, соединенный с желудочками головного мозга.
Головной мозг в своем развитии претерпевает несколько стадий. Его отделы развиваются из первичных мозговых пузырей. Сначала их насчитывается три: передний, средний и ромбовидный. К концу четвертой недели передний мозговой пузырь разделяется на зачатки конечного и промежуточного мозга. Вскоре после этого делится и ромбовидный пузырь, давая начало заднему и продолговатому мозгу. Эта стадия развития головного мозга называется стадией пяти мозговых пузырей. Время их формирования совпадает со временем появления трех изгибов головного мозга. В первую очередь образуется теменной изгиб в области среднего мозгового пузыря, выпуклость его обращена дорсально. После него появляется затылочный изгиб между зачатками продолговатого и спинного мозга. Выпуклость его также обращена дорсально. Последним образуется мостовой изгиб между двумя предыдущими, но он изгибается в вентральную сторону.
Полость нервной трубки в головном мозге преобразуется сначала в полости трех, затем пяти пузырей. Полость ромбовидного пузыря дает начало четвертому желудочку, который соединяется через водопровод среднего мозга (полость среднего мозгового пузыря) с третьим желудочком, образованным полостью зачатка промежуточного мозга. Полость непарного поначалу зачатка конечного мозга соединяется через межжелудочковое отверстие с полостью зачатка промежуточного мозга. В дальнейшем полость конечного пузыря даст начало боковым желудочкам.
Стенки нервной трубки на стадиях формирования мозговых пузырей будут утолщаться наиболее равномерно в области среднего мозга. Вентральная часть нервной трубки преобразуется в ножки мозга (средний мозг), серый бугор, воронку, заднюю долю гипофиза (промежуточный мозг). Дорсальная ее часть превращается в пластинку крыши среднего мозга, а также крышу III желудочка с сосудистым сплетением и эпифиз. Латеральные стенки нервной трубки в области промежуточного мозга разрастаются, образуя зрительные бугры. Здесь под влиянием индукторов второго рода образуются выпячивания – глазные пузырьки, каждый из которых даст начало глазному бокалу, а в дальнейшем – сетчатке глаза. Индукторы третьего рода, находящиеся в глазных бокалах, влияют на эктодерму над собой, которая отшнуровывается внутрь бокалов, давая начало хрусталику.
Центральная нервная система - это головной и спинной мозг, а периферическая - отходящие от них нервы и нервные узлы, расположенные за пределами черепа и позвоночника.
Спинной мозг расположен в позвоночном канале. Он имеет вид трубки длиной около 45 см и диаметром 1 см, отходящей от головного мозга, с полостью - центральным каналом,заполненным спинномозговой жидкостью.
На поперечном разрезе 48 видно, что спинной мозг состоит из белого (снаружи) и серого (внутри) вещества. Серое вещество состоит из тел нервных клеток и имеет на поперечном срезе форму бабочки, от расправленных «крыльев» которой отходят два передних и два задних рога. В передних рогах находятся мотонейроны, от которых отходят двигательные нервы. Задние рога включают нервные клетки, к которым подходят чувствительные волокна задних корешков. Соединяясь между собой, передние и задние корешки образуют 31 пару смешанных (двигательных и чувствительных) спинномозговых нервов. Каждая пара нервов иннервирует определенную группу мышц и соответствующий участок кожи.
Белое вещество образовано отростками нервных клеток (нервными волокнами), объединенными в проводящие пути. Среди них выделяют волокна, соединяющие участки спинного мозга на различных уровнях, двигательные нисходящие волокна, идущие из головного мозга в спинной мозг на соединение с клетками, дающими начало передним двигательным корешкам, и чувствительные восходящие волокна, которые частично являются продолжением волокон задних корешков, частично отростками клеток спинного мозга и восходят к головному мозгу.
Спинной мозг выполняет две важные функции: рефлекторную и проводящую. В сером веществе спинного мозга замыкаются рефлекторные пути многих двигательных реакций, например коленного рефлекса. Он проявляется в том, что при постукивании по сухожилию четырехглавой мышцы бедра у нижней границы надколенника происходит рефлекторное разгибание ноги в коленном суставе. Это объясняется тем, что при ударе по связке мышца натягивается, в ее нервных рецепторах возникает возбуждение, которое по центростремительным нейронам передается в серое вещество спинного мозга, переходит на центробежные нейроны и через их длинные отростки на мышцы-разгибатели. В коленном рефлексе участвуют два вида нейронов - центростремительные и центробежные. В большинстве рефлексов спинного мозга участвуют и вставочные нейроны. В спинной мозг вступают чувствительные нервы от рецепторов кожи, двигательного аппарата, кровеносных сосудов, пищеварительного тракта, выделительных и половых органов. Центростремительные нейроны посредством вставочных нейронов связываются с центробежными - двигательными нейронами, которые иннервируют все скелетные мышцы (за исключением мышц лица). В спинном мозге расположены и многие центры вегетативной иннервации внутренних органов.
Проводниковая функция. Центростремительные нервные импульсы по проводящим путям спинного мозга передают в головной мозг информацию об изменениях во внешней и внутренней среде организма. По нисходящим путям импульсы от головного мозга передаются к двигательным нейронам, которые вызывают или регулируют деятельность исполнительных органов.
Деятельность спинного мозга у млекопитающих и человека подчинена координирующим и активирующим влияниям вышележащих отделов центральной нервной системы. Поэтому рефлексы, присущие самому спинному мозгу, можно изучить в «чистом виде» только после отделения спинного мозга от головного, например у спинальной лягушки. Первым следствием перерезки или травмы спинного мозга является спинальный шок (удар, потрясение), который длится у лягушки 3-5 мин, у собаки - 7-10 суток. При травме или ранении, вызвавших нарушение связи спинного и головного мозга, спинальный шок у человека длится - 3-5 месяцев. В это время все спинальные рефлексы исчезают. Когда шок проходит, то простые спинномозговые рефлексы восстанавливаются, но пострадавший остается парализованным, превращается в инвалида.
Головной мозг СОСТОИТ из заднего, среднего и переднего мозга (49).
От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов, из которых зрительные, слуховые и обонятельные являются чувствительными нервами, проводящими возбуждение от рецепторов соответствующих органов чувств в головной мозг. Остальные, за исключением чисто двигательных нервов, иннервирующих мышцы глаз, являются смешанными нервами.
Продолговатый мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции. Из продолговатого мозга и моста выходят восемь пар черепно-мозговых нервов (с V по XII пары). По чувствительным нервам продолговатый мозг получает импульсы от рецепторов кожи головы, слизистых оболочек рта, носа, глаз, гортани, трахеи, а также от рецепторов сердечнососудистой и пищеварительной систем, от органа слуха и вестибулярного аппарата. В продолговатом мозге находится дыхательный центр, обеспечивающий акт вдоха и выдоха. Центры продолговатого мозга, иннервирующие дыхательные мышцы, мышцы голосовых связок, языка и губ, играют важную роль в формировании речи. Через продолговатый мозг осуществляются рефлексы мигания ресниц, слезоотделения, чихания, кашля, глотания, отделения пищеварительных соков, регуляция работы сердца и просвета кровеносных сосудов. Продолговатый мозг принимает участие и в регуляции тонуса скелетных мышц. Через него осуществляется замыкание разнообразных нервных путей, соединяющих центры переднего мозга, мозжечка и промежуточного мозга со спинным. На работу продолговатого мозга влияют импульсы, поступающие от коры больших полушарий, мозжечка и подкорковых ядер.
Мозжечок расположен позади продолговатого мозга и имеет два полушария и среднюю часть. Он состоит из серого вещества, расположенного снаружи, и белого вещества - внутри. Многочисленными нервными путями мозжечок связан со всеми отделами центральной нервной системы. При нарушении функций мозжечка наблюдается падение тонуса мышц, неустойчивые движения, дрожание головы, туловища и конечностей, нарушение координации, плавности, движений, расстройства вегетативных функций - желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы и др.
Средний мозг играет важную роль в регуляции мышечного тонуса, в осуществлении установочных рефлексов, благодаря которым возможны стояние и ходьба, в проявлении ориентировочного рефлекса.
Промежуточный мозг состоит из зрительных бугров (таламус) и подбугровой области (гипоталамус). Зрительные бугры регулируют ритм корковой активности и участвуют в образовании условных рефлексов, эмоций и т. д. Подбугровая область связана со всеми отделами центральной нервной системы и с железами внутренней секреции. Она является регулятором обмена веществ и температуры тела, постоянства внутренней среды организма и функций пищеварительной, сердечно-сосудистой, мочеполовой систем, а также желез внутренней секреции.
Сетчатое образование или ретикулярная формация - это скопление нейронов, образующее с их отростками густую сеть, расположенное в глубоких структурах продолговатого, среднего и промежуточного мозга (ствола мозга). Все центростремительные нервные волокна дают в стволе мозга ответвления в сетчатое образование.
Ретикулярная формация оказывает активирующее воздействие на кору головного мозга, поддерживая состояние бодрствования и концентрируя внимание. Разрушение ретикулярной формации вызывает глубокий сон, а раздражение ее - пробуждение. Кора больших полушарий регулирует активность сетчатого образования.
Большие полушария головного мозга появились на сравнительно поздних ступенях эволюционного развития животного мира (см. раздел «Зоология»).
У взрослого человека большие полушария составляют 80% массы головного мозга. Кора толщиной от 1,5 до 3 мм покрывает поверхность мозга площадью от 1450 до 1700 см 2 ; в ней насчитывается от 12 до 18 млрд. нейронов, расположенных в шести слоях лежащих друг над другом нервных клеток разных категорий. Больше 2/3 поверхности коры скрыто в глубоких бороздах. Белое вещество, расположенное под корой, состоит из нервных волокон, соединяющих различные участки коры с другими отделами головного мозга и со спинным мозгом. В белом веществе правого и левого полушарий, соединенных между собой перемычкой из нервных волокон, находятся скопления серого вещества - подкорковые ядра, через которые происходит передача возбуждений в кору и из нее. Три главные борозды - центральная, боковая и теменно-затылочная - делят каждое полушарие на четыре доли: лобную, теменную, затылочную и височную. По особенностям клеточного состава и строения кору больших полушарий разделяют на ряд участков, называемых корковыми полями. Функции отдельных участков коры неодинаковы. Каждому рецепторному аппарату на периферии соответствует в коре область, которую И. П. Павлов назвал корковым ядром анализатора.
Зрительная зона расположена в затылочной доле коры, В нее поступают импульсы от сетчатки глаза, она осуществляет различение зрительных раздражений. При повреждении затылочной доли коры человек не различает окружающих предметов, теряет способность ориентироваться с помощью зрения. Глухота возникает при разрушении височной области, где расположена слуховая зона. На внутренней поверхности височной доли каждого полушария расположены вкусовая и обонятельная зоны. Ядерная зона двигательного анализатора расположена в переднецентральной и заднецентральной областях коры. Зона кожного анализатора занимает заднецентральную область. Наибольшую площадь занимает корковое представительство рецепторов кисти и большого пальца руки, голосового аппарата и лица, наименьшую - представительство туловища, бедра и голени.
Кора больших полушарий выполняет функцию высшего анализатора сигналов от всех рецепторов тела и синтеза ответных реакций в биологически целесообразный акт. Она является высшим органом координации рефлекторной деятельности и органом приобретения и накопления индивидуального жизненного опыта, образования временных связей - условных рефлексов.
Нервная система человека является стимулятором работы мышечной системы, о которой мы говорили в . Как мы уже знаем, мышцы нужны для передвижения частей тела в пространстве, и мы даже изучили конкретно, какие мышцы для какой работы предназначены. Но что приводит мышцы в действие? Что и как заставляет их работать? Об этом и пойдет речь в данной статье, из которой вы почерпнете необходимый теоретический минимум для освоения темы, обозначенной в названии статьи.
Прежде всего, стоит сообщить, что нервная система предназначена для передачи информации и команд нашего тела. Основные функции нервной системы человека – это восприятие изменений внутри тела и окружающего его пространства, интерпретация этих изменений и ответ на них в виде определенной формы (в т. ч. – мышечного сокращения).
Нервная система – множество разных, взаимодействующих между собой нервных структур, обеспечивающая наряду с эндокринной системой координированное регулирование работы большей части систем организма, а также отклик на смену условий внешней и внутренней среды. Данная система объединяет в себе сенсибилизацию, двигательную активность и корректное функционирование таких систем, как эндокринная, иммунная и не только.
Строение нервной системы
Возбудимость, раздражимость и проводимость характеризуются как функции времени, то есть это – процесс, возникающий от раздражения до появления ответной реакции органа. Распространение нервного импульса в нервном волокне происходит за счет перехода локальных очагов возбуждения на соседние неактивные области нервного волокна. Нервная система человека обладает свойством трансформации и генерации энергий внешней и внутренней среды и преобразования их в нервный процесс.
Строение нервной системы человека: 1- плечевое сплетение; 2- кожно-мышечный нерв; 3- лучевой нерв; 4- срединный нерв; 5- подвздошно-подчревный нерв; 6- бедренно-половой нерв; 7- запирающий нерв; 8- локтевой нерв; 9- общий малоберцовый нерв; 10- глубокий малоберцовый нерв; 11- поверхностный нерв; 12- мозг; 13- мозжечок; 14- спинной мозг; 15- межреберные нервы; 16- подреберный нерв; 17- поясничное сплетение; 18- крестцовое сплетение; 19- бедренный нерв; 20- половой нерв; 21- седалищный нерв; 22- мышечные ветви бедренных нервов; 23- подкожный нерв; 24- большеберцовый нерв
Нервная система функционирует как единое целое с органами чувств и управляется головным мозгом. Самая крупная часть последнего называется большими полушариями (в затылочной области черепа находятся два более мелких полушария мозжечка). Головной мозг соединяется со спинным. Правое и левое большие полушария соединены между собой компактным пучком нервных волокон, называемых мозолистым телом.
Спинной мозг – основной нервный ствол тела – проходит через канал, образованный отверстиями позвонков, и тянется от головного мозга до крестцового отдела позвоночника. С каждой стороны спинного мозга симметрично отходят нервы к различным частям тела. Осязание в общих чертах обеспечивается определенными нервными волокнами, бесчисленные окончания которых находятся в коже.
Классификация нервной системы
Так называемые виды нервной системы человека можно представить следующим образом. Всю целостную систему условно формируют: центральная нервная система – ЦНС, в состав которой входит головной и спинной мозг, и периферическая нервная система – ПНС, в которую входят многочисленные нервы, отходящие от головного и спинного мозга. Кожа, суставы, связки, мышцы, внутренние органы и органы чувств отправляют по нейронам ПНС входные сигналы в ЦНС. В то же время, исходящие сигналы от центральной НС, периферическая НС посылает к мышцам. В качестве наглядного материала, ниже, логически структурированным образом представлена целостная нервная система человека (схема).
Центральная нервная система – основа нервной системы человека, которая состоит из нейронов и их отростков. Главная и характерная функция ЦНС – реализация различных по степени сложности отражательных реакций, имеющих название рефлексов. Низшие и средние отделы ЦНС – спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок – управляют деятельностью отдельных органов и систем организма, реализуют между ними связь и взаимодействие, обеспечивают целостность организма и его корректное функционирование. Высший отдел ЦНС – кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования – по большей части управляет связью и взаимодействием организма как целостной структуры с внешним миром.
Периферическая нервная система – является условно выделяемой частью нервной системы, которая находится за пределами головного и спинного мозга. Включает в себя нервы и сплетения вегетативной нервной системы, соединяя ЦНС с органами тела. В отличие от ЦНС, ПНС не защищена костями и может быть подвержена воздействию механических повреждений. В свою очередь, саму периферическую нервную систему делят на соматическую и вегетативную.
- Соматическая нервная система – часть нервной системы человека, которая представляет собой комплекс чувствительных и двигательных нервных волокон, отвечающих за возбуждение мышц, и в том числе кожи и суставов. Также она руководит координацией движений тела, и получением и передачей внешних стимулов. Эта система выполняет действия, которыми человек управляет осознанно.
- Вегетативную нервную систему делят на симпатическую и парасимпатическую. Симпатическая нервная система управляет ответной реакцией на опасности или стресс, и кроме прочего, может вызвать увеличение частоты сердечных сокращений, повышение кровяного давления и возбуждение органов чувств, за счет увеличения уровня адреналина в крови. Парасимпатическая нервная система, а свою очередь, управляет состоянием покоя, и регулирует сокращение зрачков, замедление сердечного ритма, расширение кровеносных сосудов и стимуляцию пищеварительной и мочеполовой системы.
Выше вы можете видеть логически структурированную схему, на которой приведены отделы нервной системы человека, в порядке, соответствующем вышеизложенному материалу.
Строение и функции нейронов
Все движения и упражнения контролируются нервной системой. Основной структурной и функциональной единицей нервной системы (как центральной, так и периферической) является нейрон. Нейроны
– это возбудимые клетки, которые способны генерировать и передавать электрические импульсы (потенциалы действия).
Строение нервной клетки: 1- тело клетки; 2- дендриты; 3- ядро клетки; 4- миелиновая оболочка; 5- аксон; 6- окончание аксона; 7- синаптическое утолщение
Функциональной единицей нейромышечной системы является двигательная единица, которая состоит из двигательного нейрона и иннервируемых им мышечных волокон. Собственно, работа нервной системы человека на примере процесса иннервации мышц происходит следующим образом.
Клеточная мембрана нерва и мышечного волокна является поляризованной, то есть на ней существует разность потенциалов. Внутри клетки содержится высокая концентрация ионов калия (К), а снаружи – ионов натрия (Na). В покое разность потенциалов между внутренней и внешней стороной клеточной мембраны не приводит к возникновению электрического заряда. Эта определенная величина представляет собой потенциал покоя. Из-за изменений во внешнем окружении клетки потенциал на ее мембране постоянно колеблется, и если он возрастает, и клетка достигает своего электрического порога возбуждения, происходит резкое изменение электрического заряда мембраны, и она начинает проводить потенциал действия вдоль аксона к иннервируемой мышце. К слову, в крупных мышечных группах, один двигательный нерв может иннервировать до 2-3 тысяч мышечных волокон.
На схеме ниже вы можете видеть пример того, какой путь проходит нервный импульс от момента возникновения стимула до получения на него ответной реакции в каждой, отдельно взятой системе.
Нервы соединяются между собой посредством синапсов, а с мышцами – с помощью нервно-мышечных контактов. Синапс – это место контакта между двумя нервными клетками, а – процесс передачи электрического импульса от нерва к мышце.
Синаптическая связь: 1- нейронный импульс; 2- принимающий нейрон; 3- ветвь аксона; 4- синаптическая бляшка; 5- синаптическая щель; 6- молекулы нейотрансмиттера; 7- клеточные рецепторы; 8- дендрит принимающего нейрона; 9- синаптические пузырьки
Нервно-мышечный контакт: 1- нейрон; 2- нервное волокно; 3- нервно-мышечный контакт; 4- двигательный нейрон; 5- мышца; 6- миофибриллы
Таким образом, как мы уже говорили – процесс физической активности в целом и мышечного сокращения в частности является полностью подконтрольным нервной системе.
Заключение
Сегодня мы узнали о предназначении, строении и классификации нервной системы человека, а так же о том, как она связана с его двигательной активностью и как она влияет на работу всего организма в целом. Поскольку нервная система вовлечена в регуляцию деятельности всех органов и систем человеческого тела, в том числе, и возможно, в первую очередь – сердечно – сосудистой, то в следующей статье из цикла о системах организма человека, к ее рассмотрению мы и перейдем.
