Высшие отделы нервной системы. Отделы нервной системы. Спинной мозг ЦНС

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.

По мере эволюционного усложнения многоклеточных организмов, функциональной специализации клеток, возникла необходимость регуляции и координации жизненных процессов на надклеточном, тканевом, органном, системном и организменном уровнях. Эти новые регуляторные механизмы и системы должны были появиться наряду с сохранением и усложнением механизмов регуляции функций отдельных клеток с помощью сигнальных молекул. Приспособление многоклеточных организмов к изменениям в среде существования могло быть выполнено при условии, что новые механизмы регуляции будут способны обеспечить быстрые, адекватные, адресные ответные реакции. Эти механизмы должны быть способны запоминать и извлекать из аппарата памяти сведения о предыдущих воздействиях на организм, а также обладать другими свойствами, обеспечивающими эффективную приспособительную деятельность организма. Ими стали механизмы нервной системы, появившейся у сложных, высокоорганизованных организмов.

Нервная система — это совокупность специальных структур, объединяющая и координирующая деятельность всех органов и систем организма в постоянном взаимодействии с внешней средой.

К центральной нервной системе относятся головной и спинной мозг. Головной мозг подразделяется на задний мозг ( и варолиев мост), ретикулярную формацию, подкорковые ядра, . Тела образуют серое вещество ЦНС, а их отростки (аксоны и дендриты) — белое вещество.

Общая характеристика нервной системы

Одной из функций нервной системы является восприятие различных сигналов (раздражителей) внешней и внутренней среды организма. Вспомним, что воспринимать разнообразные сигналы среды существования могут любые клетки с помощью специализированных клеточных рецепторов. Однако к восприятию ряда жизненно важных сигналов они не приспособлены и не могут мгновенно передать информацию другим клеткам, которые выполняют функцию регуляторов целостных адекватных реакций организма на действие раздражителей.

Воздействие раздражителей воспринимается специализированными сенсорными рецепторами. Примерами таких раздражителей могут быть кванты света, звуки, тепло, холод, механические воздействия (гравитация, изменение давления, вибрация, ускорение, сжатие, растяжение), а также сигналы сложной природы (цвет, сложные звуки, слово).

Для оценки биологической значимости воспринятых сигналов и организации на них адекватной ответной реакции в рецепторах нервной системы осуществляется их превращение - кодирование в универсальную форму сигналов, понятную нервной системе, — в нервные импульсы, проведение (передана) которых по нервным волокнам и путям в нервные центры необходимы для их анализа.

Сигналы и результаты их анализа используются нервной системой для организации ответных реакции на изменения во внешней или внутренней среде, регуляции и координации функции клеток и надклеточных структур организма. Такие ответные реакции осуществляются эффекторными органами. Наиболее частыми вариантами ответных реакций на воздействия являются моторные (двигательные) реакции скелетной или гладкой мускулатуры, изменение секреции эпителиальных (экзокринных, эндокринных) клеток, инициируемые нервной системой. Принимая прямое участие в формировании ответных реакций на изменения в среде существования, нервная система выполняет функции регуляции гомеостаза, обеспечения функционального взаимодействия органов и тканей и их интеграции в единый целостный организм.

Благодаря нервной системе осуществляется адекватное взаимодействие организма с окружающей средой не только через организацию ответных реакций эффекторными системами, но и через ее собственные психические реакции — эмоции, мотивации, сознание, мышление, память, высшие познавательные и творческие процессы.

Нервную систему подразделяют на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую — нервные клетки и волокна за пределами полости черепной коробки и спинномозгового канала. Головной мозг человека содержит более 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Скопления нервных клеток, выполняющих или контролирующих одинаковые функции, формируют в центральной нервной системе нервные центры. Структуры мозга, представленные телами нейронов, формируют серое вещество ЦНС, а отростки этих клеток, объединяясь в проводящие пути, — белое вещество. Кроме этого, структурной частью ЦНС являются глиальные клетки, формирующие нейроглию. Число глиальных клеток приблизительно в 10 раз превышает число нейронов, и эти клетки составляют большую часть массы центральной нервной системы.

Нервную систему по особенностям выполняемых функций и строения делят на соматическую и автономную (вегетативную). К соматической относят структуры нервной системы, которые обеспечивают восприятие сенсорных сигналов преимущественно внешней среды через органы чувств, и контролируют работу поперечно-полосатой (скелетной) мускулатуры. К автономной (вегетативной) нервной системе относят структуры, которые обеспечивают восприятие сигналов преимущественно внутренней среды организма, регулируют работу сердца, других внутренних органов, гладкой мускулатуры, экзокринных и части эндокринных желез.

В центральной нервной системе принято выделять структуры, расположенные на различных уровнях, для которых свойственны специфические функции и роль в регуляции жизненных процессов. Среди них , базальные ядра, структуры ствола мозга, спинной мозг, периферическая нервная система.

Строение нервной системы

Нервную систему подразделяют на центральную и периферическую. К центральной нервной системе (ЦНС) относятся головной и спинной мозг, а к периферической — нервы, отходящие от центральной нервной системы к различным органам.

Рис. 1. Строение нервной системы

Рис. 2. Функциональное деление нервной системы

Значение нервной системы:

объединяет органы и системы организма в единое целое;
регулирует работу всех органов и систем организма;
осуществляет связь организма с внешней средой и приспособление его к условиям среды;
составляет материальную основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.

Структура нервной системы

Структурно-физиологической единицей нервной системы является - (рис. 3). Он состоит из тела (сомы), отростков (дендритов) и аксона. Дендриты сильно ветвятся и образуют множество синапсов с другими клетками, что определяет их ведущую роль в восприятии нейроном информации. Аксон начинается от тела клетки аксонным холмиком, являющимся генератором нервного импульса, который затем по аксону проводится к другим клеткам. Мембрана аксона в области синапса содержит специфические рецепторы, способные реагировать на различные медиаторы или нейромодуляторы. Поэтому на процесс выделения медиатора пресинаптическими окончаниями могут оказывать влияние другие нейроны. Также мембрана окончаний содержит большое число кальциевых каналов, через которые ионы кальция поступают внутрь окончания при его возбуждении и активизируют выделение медиатора.

Рис. 3. Схема нейрона (по И.Ф. Иванову): а — строение нейрона: 7 — тело (перикарион); 2 — ядро; 3 — дендриты; 4,6 — нейриты; 5,8 — миелиновая оболочка; 7- коллатераль; 9 — перехват узла; 10 — ядро леммоцита; 11 — нервные окончания; б — типы нервных клеток: I — униполярная; II — мультиполярная; III — биполярная; 1 — неврит; 2 -дендрит

Обычно в нейронах потенциал действия возникает в области мембраны аксонного холмика, возбудимость которой в 2 раза выше возбудимости других участков. Отсюда возбуждение распространяется по аксону и телу клетки.

Аксоны, помимо функции проведения возбуждения, служат каналами для транспорта различных веществ. Белки и медиаторы, синтезированные в теле клетки, органеллы и другие вещества могут перемещаться по аксону к его окончанию. Это перемещение веществ получило название аксонного транспорта. Существует два его вида — быстрый и медленный аксонный транспорт.

Каждый нейрон в центральной нервной системе выполняет три физиологические роли: воспринимает нервные импульсы с рецепторов или других нейронов; генерирует собственные импульсы; проводит возбуждение к другому нейрону или органу.

По функциональному значению нейроны подразделяют на три группы: чувствительные (сенсорные, рецепторные); вставочные (ассоциативные); моторные (эффекторные, двигательные).

Помимо нейронов в центральной нервной системе имеются глиальные клетки, занимающие половину объема мозга. Периферические аксоны также окружены оболочкой из глиальных клеток — леммоцитов (шванновские клетки). Нейроны и глиальные клетки разделены межклеточными щелями, которые сообщаются друге другом и образуют заполненное жидкостью межклеточное пространство нейронов и глии. Через это пространств происходит обмен веществами между нервными и глиальными клетками.

Клетки нейроглии выполняют множество функций: опорную, защитную и трофическую роль для нейронов; поддерживают определенную концентрацию ионов кальция и калия в межклеточном пространстве; разрушают нейромедиаторы и другие биологически активные вещества.

Функции центральной нервной системы

Центральная нервная система выполняет несколько функций.

Интегративная: организм животных и человека представляет собой сложную высокоорганизованную систему, состоящую из функционально связанных между собой клеток, тканей, органов и их систем. Эту взаимосвязь, объединение различных составляющих организма в единое целое (интеграция), их согласованное функционирование обеспечивает центральная нервная система.

Координирующая: функции различных органов и систем организма должны протекать согласованно, так как только при таком способе жизнедеятельности возможно поддерживать постоянство внутренней среды, равно как и успешно адаптировать к изменяющимся условиям окружающей среды. Координацию деятельности составляющих организм элементов осуществляет центральная нервная система.

Регулирующая: центральная нервная система регулирует все процессы, протекающие в организме, поэтому при ее участии происходят наиболее адекватные изменения работы различных органов, направленные на обеспечение той или иной его деятельности.

Трофическая: центральная нервная система осуществляет регуляцию трофики, интенсивности обменных процессов в тканях организма, что лежит в основе формирования реакций, адекватных происходящим изменениям во внутренней и внешней среде.

Приспособительная: центральная нервная система осуществляет связь организма с внешней средой путем анализа и синтеза поступающей к ней разнообразной информации от сенсорных систем. Это дает возможность перестраивать деятельность различных органов и систем в соответствии с изменениями среды. Она выполняет функции регулятора поведения, необходимого в конкретных условиях существования. Это обеспечивает адекватное приспособление к окружающему миру.

Формирование ненаправленного поведения: центральная нервная система формирует определенное поведение животного в соответствии с доминирующей потребностью.

Рефлекторная регуляция нервной деятельности

Приспособление процессов жизнедеятельности организма, его систем, органов, тканей к меняющимся условиям среды называется регуляцией. Регуляция, обеспечиваемая совместно нервной и гормональной системами, называется нервно-гормональной регуляцией. Благодаря нервной системе организм осуществляет свою деятельность по принципу рефлекса.

Основным механизмом деятельности центральной нервной системы является — это ответная реакция организма на действия раздражителя, осуществляемая с участием ЦНС и направленная на достижение полезного результата.

Рефлекс в переводе с латинского языка означает «отражение». Термин «рефлекс» был впервые предложен чешским исследователем И.Г. Прохаской, который развил учение об отражательных действиях. Дальнейшее становление рефлекторной теории связано с именем И.М. Сеченова. Он полагал, что все бессознательное и сознательное совершается по типу рефлекса. Но тогда еще не существовало методов объективной оценки деятельности мозга, которые могли бы подтвердить это предположение. Позднее объективный метод оценки деятельности мозга был разработан академиком И.П. Павловым, и он получил название метода условных рефлексов. С помощью этого метода ученый доказал, что в основе высшей нервной деятельности животных и человека лежат условные рефлексы, формирующиеся на базе безусловных рефлексов за счет образования временных связей. Академик П.К. Анохин показал, что все многообразие деятельности животных и человека осуществляется на основе концепции функциональных систем.

Морфологической основой рефлекса является , состоящая из нескольких нервных структур, которая обеспечивает осуществление рефлекса.

В образовании рефлекторной дуги участвуют три вида нейронов: рецепторные (чувствительные), промежуточные (вставочные), двигательные (эффекторные) (рис. 6.2). Они объединяются в нейронные цепи.

Рис. 4. Схема регуляции но принципу рефлекса. Рефлекторная дуга: 1 — рецептор; 2 — афферентный путь; 3 — нервный центр; 4 — эфферентный путь; 5 — рабочий орган (любой орган организма); МН — моторный нейрон; М — мышца; КН — командный нейрон; СН — сенсорный нейрон, МодН — модуляторный нейрон

Дендрит ренепторного нейрона контактирует с рецептором, его аксон направляется в ЦНС и взаимодействует с вставочным нейроном. От вставочного нейрона аксон идет к эффекторному нейрону, а его аксон направляется на периферию к исполнительному органу. Таким образом и формируется рефлекторная дуга.

Рецепторные нейроны расположены на периферии и во внутренних органах, а вставочные и двигательные находятся в ЦНС.

В рефлекторной дуге различают пять звеньев: рецептор, афферентный (или центростремительный) путь, нервный центр, эфферентный (или центробежный) путь и рабочий орган (или эффектор).

Рецептор — специализированное образование, воспринимающее раздражение. Рецептор состоит из специализированных высокочувствительных клеток.

Афферентное звено дуги представляет собой рецепторный нейрон и проводит возбуждение от рецептора к нервному центру.

Нервный центр образован большим числом вставочных и двигательных нейронов.

Это звено рефлекторной дуги состоит из совокупности нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС. Нервный центр воспринимает импульсы от рецепторов по афферентному пути, осуществляет анализ и синтез этой информации, затем передает сформированную программу действий по эфферентным волокнам к периферическому исполнительному органу. А рабочий орган осуществляет свойственную ему деятельность (мышца сокращается, железа выделяет секрет и т.д.).

Специальное звено обратной афферентации воспринимает параметры совершенного рабочим органом действия и передает эту информацию в нервный центр. Нервный центр является акцептором действия звена обратной афферентации и воспринимает информацию с рабочего органа о совершенном действии.

Время от начала действия раздражителя на рецептор до появления ответной реакции называется временем рефлекса.

Все рефлексы у животных и человека подразделяются на безусловные и условные.

Безусловные рефлексы - врожденные, наследственно передающиеся реакции. Безусловные рефлексы осуществляются через уже сформированные в организме рефлекторные дуги. Безусловные рефлексы видоспецифичны, т.е. свойственны всем животным данного вида. Они постоянны в течение жизни и возникают в ответ на адекватные раздражения рецепторов. Безусловные рефлексы классифицируются и по биологическому значению: пищевые, оборонительные, половые, локомоторные, ориентировочные. По расположению рецепторов эти рефлексы подразделяются: на экстероцептивные (температурные, тактильные, зрительные, слуховые, вкусовые и др.), интероцептивные (сосудистые, сердечные, желудочный, кишечный и пр.) и проприоцептивные (мышечные, сухожильные и пр.). По характеру ответной реакции — на двигательные, секреторные и др. По нахождению нервных центров, через которые осуществляется рефлекс, — на спинальные, бульбарные, мезэнцефальные.

Условные рефлексы - рефлексы, приобретенные организмом в процессе его индивидуальной жизни. Условные рефлексы осуществляются через вновь сформированные рефлекторные дуги на базе рефлекторных дуг безусловных рефлексов с образованием между ними временной связи в коре больших полушарий.

Рефлексы в организме осуществляются с участием желез внутренней секреции и гормонов.

В основе современных представлений о рефлекторной деятельности организма находится понятие полезного приспособительного результата, для достижения которого и совершается любой рефлекс. Информация о достижении полезного приспособительного результата поступает в центральную нервную систему по звену обратной связи в виде обратной афферентации, которая является обязательным компонентом рефлекторной деятельности. Принцип обратной афферентации в рефлекторной деятельности был разработан П. К. Анохиным и основан на том, что структурной основой рефлекса является не рефлекторная дуга, а рефлекторное кольцо, включающее следующие звенья: рецептор, афферентный нервный путь, нервный центр, эфферентный нервный путь, рабочий орган, обратная афферентация.

При выключении любого звена рефлекторного кольца рефлекс исчезает. Следовательно, для осуществления рефлекса необходима целостность всех звеньев.

Свойства нервных центров

Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств.

Возбуждение в нервных центрах распространяется односторонне от рецептора к эффектору, что связано со способностью проводить возбуждение только от пресинаптической мембраны к постсинаптической.

Возбуждение в нервных центрах проводится медленнее, чем по нервному волокну, в результате замедления проведения возбуждения через синапсы.

В нервных центрах может происходить суммация возбуждений.

Можно выделить два основных способа суммации: временную и пространственную. При временной суммации несколько импульсов возбуждения приходят к нейрону через один синапс, суммируются и генерируют в нем потенциал действия, а пространственная суммации проявляется в случае поступления импульсов к одному нейрону через разные синапсы.

В них происходит трансформация ритма возбуждения, т.е. уменьшение или увеличение количества импульсов возбуждения, выходящих из нервного центра по сравнению с количеством импульсов, приходящих к нему.

Нервные центры очень чувствительны к недостатку кислорода и действию различных химических веществ.

Нервные центры, в отличие от нервных волокон, способны к быстрому утомлению. Синаптическая утомляемость при длительной активации центра выражается в снижении числа постсинаптических потенциалов. Это обусловлено расходованием медиатора и накоплением метаболитов, закисляющих среду.

Нервные центры находятся в состоянии постоянного тонуса, обусловленного непрерывным поступлением определенного числа импульсов от рецепторов.

Нервным центрам свойственна пластичность — способность увеличивать свои функциональные возможности. Это свойство может быть обусловлено синаптическим облегчением — улучшение проведения в синапсах после короткого раздражения афферентных путей. При частом использовании синапсов ускоряется синтез рецепторов и медиатора.

Наряду с возбуждением в нервном центре происходят процессы торможения.

Координационная деятельность ЦНС и ее принципы

Одной из важных функций центральной нервной системы является координационная функция, которую называют также координационной деятельностью ЦНС. Под ней понимают регуляцию распределения возбуждения и торможения в нейронных структурах, а также взаимодействие между нервными центрами, которые обеспечивают эффективное осуществление рефлекторных и произвольных реакций.

Примером координационной деятельности ЦНС могут быть реципрокные отношения между центрами дыхания и глотания, когда во время глотания центр дыхания затормаживается, надгортанник закрывает вход в гортань и предупреждает попадание в дыхательные пути пищи или жидкости. Координационная функция ЦНС принципиально важна для осуществления сложных движений, осуществляемых при участии множества мышц. Примерами таких движений могут быть артикуляция речи, акт глотания, гимнастические движения, требующие согласованного сокращения и расслабления множества мышц.

Принципы координационной деятельности

Реципрокность — взаимное торможение антагонистических групп нейронов (мотонейроны сгибателей и разгибателей)
Конечный нейрон — активация эфферентного нейрона с различных рецептивных полей и конкурентная борьба между различными афферентными импульсациями за данный мотонейрон
Переключения — процесс перехода активности с одного нервного центра на нервный центр антагонист
Индукция — смена возбуждения торможением или наоборот
Обратная связь — механизм, обеспечивающий необходимость сигнализации от рецепторов исполнительных органов для успешной реализации функции
Доминанта — стойкий главенствующий очаг возбуждения в ЦНС, подчиняющий себе функции других нервных центров.

В основе координационной деятельности центральной нервной системы лежит ряд принципов.

Принцип конвергенции реализуется в конвергентных цепях нейронов, в которых на один из них (обычно эфферентный) сходятся или конвергируют аксоны ряда других. Конвергенция обеспечивает поступление к одному и тому же нейрону сигналов от различных нервных центров или рецепторов различных модальностей (различных органов чувств). На основе конвергенции самые разные раздражители могут вызвать однотипную реакцию. Например, сторожевой рефлекс (поворот глаз и головы — настораживание) может быть вызван и световым, и звуковым, и тактильным воздействием.

Принцип общего конечного пути вытекает из принципа конвергенции и близок по своей сути. Под ним понимают возможность осуществления одной и той же реакции, запускаемой конечным в иерархической нервной цепи эфферентным нейроном, на который конвергируют аксоны множества других нервных клеток. Примером классического конечного пути являются мотонейроны передних рогов спинного мозга или двигательных ядер черепных нервов, которые своими аксонами непосредственно иннервируют мышцы. Одна и та же двигательная реакция (например сгибание руки) может запускаться путем поступления к этим нейронам импульсов от пирамидных нейронов первичной двигательной коры, нейронов ряда моторных центров ствола мозга, интернейронов спинного мозга, аксонов чувствительных нейронов спинальных ганглиев в ответ на действие сигналов, воспринятых разными органами чувств (на световое, звуковое, гравитационное, болевое или механическое воздействие).

Принцип дивергенции реализуется в дивергентных цепях нейронов, в которых один из нейронов имеет ветвящийся аксон, и каждая из ветвей образует синапс с другой нервной клеткой. Эти цепи выполняют функции одновременной передачи сигналов от одного нейрона на многие другие нейроны. Благодаря дивергентным связям происходит широкое распространение (иррадиация) сигналов и быстрое вовлечение в ответную реакцию многих центров, расположенных на разных уровнях ЦНС.

Принцип обратной связи (обратной афферентации) заключается в возможности передачи по афферентным волокнам информации об осуществляемой реакции (например, о движении от проприорецепторов мышц) обратно в нервный центр, который ее запускал. Благодаря обратной связи формируется замкнутая нейронная цепь (контур), через которую можно контролировать ход исполнения реакции, регулировать силу, продолжительность и другие параметры реакции, если они не были реализованы.

Участие обратной связи можно рассмотреть на примере реализации сгибательного рефлекса, вызываемого механическим воздействием на рецепторы кожи (рис. 5). При рефлекторном сокращении мышцы-сгибателя изменяется активность проприорецепторов и частота посылки нервных импульсов по афферентным волокнам к а-мотонейронам спинного мозга, иннервирующим эту мышцу. В результате формируется замкнутый контур регулирования, в котором роль канала обратной связи выполняют афферентные волокна, передающие информацию о сокращении в нервные центры от рецепторов мышц, а роль канала прямой связи — эфферентные волокна мотонейронов, идущие к мышцам. Таким образом, нервный центр (его мотонейроны) получает информацию об изменении состояния мышцы, вызванном передачей импульсов по двигательным волокнам. Благодаря обратной связи образуется своеобразное регуляторное нервное кольцо. Поэтому некоторые авторы предпочитают вместо термина «рефлекторная дуга» применять термин «рефлекторное кольцо».

Наличие обратной связи имеет важное значение в механизмах регуляции кровообращения, дыхания, температуры тела, поведенческих и других реакций организма и рассматривается далее в соответствующих разделах.

Рис. 5. Схема обратной связи в нейронных цепях простейших рефлексов

Принцип реципрокных отношений реализуется при взаимодействии между нервными центрами-антагонистами. Например, между группой моторных нейронов, контролирующих сгибание руки, и группой моторных нейронов, контролирующих разгибание руки. Благодаря реципрокным отношениям возбуждение нейронов одного из антагонистических центров сопровождается торможением другого. В приведенном примере реципрокные отношения между центрами сгибания и разгибания проявятся тем, что во время сокращения мышц- сгибателей руки будет происходить эквивалентное расслабление разгибателей, и наоборот, что обеспечивает плавность сгибательных и разгибательных движений руки. Реципрокные отношения осуществляются за счет активации нейронами возбужденного центра тормозных вставочных нейронов, аксоны которых образуют тормозные синапсы на нейронах антагонистического центра.

Принцип доминанты также реализуется на основе особенностей взаимодействия между нервными центрами. Нейроны доминирующего, наиболее активного центра (очага возбуждения) обладают стойкой высокой активностью и подавляют возбуждение в других нервных центрах, подчиняя их своему влиянию. Более того, нейроны доминирующего центра притягивают к себе афферентные нервные импульсы, адресуемые к другим центрам, и усиливают свою активность за счет поступления этих импульсов. Доминантный центр может длительно находиться в состоянии возбуждения без признаков утомления.

Примером состояния, обусловленного наличием в центральной нервной системе доминантного очага возбуждения, может служить состояние после пережитого человеком важного для него события, когда все его мысли и действия так или иначе становятся связанными с этим событием.

Свойства доминанты

Повышенная возбудимость
Стойкость возбуждения
Инертность возбуждения
Способность к подавлению субдоминантных очагов
Способность к суммированию возбуждений

Рассмотренные принципы координации могут использоваться, в зависимости от координируемых ЦНС процессов порознь или вместе в различных сочетаниях.

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.

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 (ганглии , от др.-греч. γανγλιον ), 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 одет тремя мозговыми оболочками: твёрдой, паутинной и сосудистой и заключён в защитную капсулу, состоящую из черепа и позвоночника.

Твёрдая - наружная, соединительноглотательная, выстилает внутреннюю полость черепа и позвоночного канала. Паутинная расположена под твёрдой - это тонкая оболочка с небольшим количеством нервов и сосудов. Сосудистая оболочка сращена с мозгом, заходит в борозды и содержит много кровеносных сосудов.

Спинной мозг находится в позвоночном канале и имеет вид белого тяжа. По передней и задней поверхности спинного мозга расположены продольные борозды. В центре проходит спинно-мозговой канал, вокруг него сосредоточено серое вещество - скопление огромного количества нервных клеток, образующих контур бабочки.

Белое вещество спинного мозга образует проводящие пути, которые тянутся вдоль спинного мозга, соединяя как отдельные его сегменты друг с другом, так и спинной мозг с головным. Одни проводящие пути называются восходящими или чувствительными, передающими возбуждение в головной мозг, другие - нисходящими или двигательными, которые проводят импульсы от головного мозга к определённым сегментам спинного мозга. Они выполняют две функции - рефлекторную и проводниковую. Деятельность спинного мозга находится под контролем головного мозга, который регулирует спинномозговые рефлексы.

Головной мозг человека расположен в мозговом отделе черепа. Средняя его масса 1300-1400 г. Рост мозга продолжается до 20 лет. Состоит он из 5-ти отделов: переднего, промежуточного, среднего, заднего и продолговатого мозга. Внутри головного мозга находятся 4 сообщающиеся между собой полости - мозговые желудочки. Они заполнены спинномозговой жидкостью . Филогенетически более древняя часть - ствол головного мозга . Ствол включает продолговатый мозг , варолиев мост , средний и промежуточный мозг . 12 пар черепных нервов лежат в стволе мозга. Стволовая часть мозга прикрыта полушариями головного мозга.

Продолговатый мозг - продолжение спинного мозга и повторяет его строение; на передней и задней поверхности залегают борозды. Он состоит из белого вещества, где рассеяны скопления серого вещества - ядра, от которых берут начало черепные нервы - с 9 по 12-ю пару.

Задний мозг включает варолиев мост и мозжечок. Варолиев мост снизу ограничен продолговатым мозгом, сверху переходит в ножки мозга, боковые его отделы образуют средние ножки мозжечка. Мозжечок расположен сзади моста и продолговатого мозга. Поверхность его состоит из серого вещества (кора). Под корой - ядра.

Средний мозг расположен впереди варолиева моста, он представлен четверохолмием и ножками мозга. Промежуточный мозг занимает самое высокое положение и лежит спереди ножек мозга. Состоит из зрительных бугров, надбугорной, подбугорной области и коленчатых тел. По периферии промежуточного мозга находится белое вещество. Передний мозг состоит из сильно развитых полушарий и соединяющей их срединной части. Борозды делят поверхность полушарий на доли; в каждом полушарии различают 4 доли: лобную, теменную, височную и затылочную.

Деятельность анализаторов отражает в нашем сознании внешний материальный мир. Деятельность коры головного мозга человека и высших животных определена И. П. Павловым как высшая нервная деятельность, представляющая собой условно-рефлекторную функцию коры головного мозга.

Нервная система
Нормальная анатомия человека
Центральная	Головной мозг \| Структуры мозга \| Спинной мозг
Периферическая	Соматическая нервная система Вегетативная нервная система : Симпатическая нервная система \| Парасимпатическая нервная система \| Энтеральная нервная система

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Центральная нервная система" в других словарях:

центральная нервная система - Нервная ткань, как и все другие ткани организма, состоит из бесконечного количества клеток с особой формой и функциями. Клетки, высоко дифференцированные, носят название нервных клеток или невронов. Нервная система управляет функционированием… … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

Центральная нервная система - состоит из головного и спинного мозга. Спинной мозгГоловной мозгПроводящие пути нервной системыОболочки и межоболочечные пространства * * * Смотри также … Атлас анатомии человека

центральная нервная система - (ЦНС центральная нервная система) состоит из нервной ткани мозга головного и спинного, основными элементами коей являются нервные клетки нейроны и клетки глиальные. Последние обеспечивают сохранение постоянства внутренней среды системы… … Большая психологическая энциклопедия

Основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из нервных клеток (нейронов) и их отростков. Представлена у беспозвоночных животных системой связанных друг с другом нервных узлов (ганглиев), у позвоночных животных и человека… … Большой Энциклопедический словарь

- (ЦНС), у некоторых высших беспозвоночных нервный канал, по длине которого располагаются пучки НЕЙРОНОВ, называемые ГАНГЛИЯМИ. Они управляют такими действиями, как движение конечностей, крыльев и т.п. У позвоночных часть НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ, которая… … Научно-технический энциклопедический словарь

- (systema nervosum centrale), ЦНС, основной отдел нервной системы животных и человека, представленный у беспозвоночных ганглиями и нервной цепочкой, у позвоночных спинным и головным мозгом. Главная и специфич. для ЦНС деятельность осуществление… … Биологический энциклопедический словарь

Сущ., кол во синонимов: 1 цнс (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Впервые возникает у некоторых кишечно полостных. Губки, по видимому, совершенно лишены нервной системы. У гидроидов нервная система представлена разбросанными в эктодерме ганглиозными клетками, представляющими собой видоизменение чувствующих… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из нервных клеток (нейронов) и их отростков. Представлена у беспозвоночных животных системой связанных друг с другом нервных узлов (ганглиев), у позвоночных животных и человека … … Энциклопедический словарь

центральная нервная система - centrinė nervų sistema statusas T sritis švietimas apibrėžtis Žmogaus arba stuburinių gyvūnų galvos ir stuburo smegenų sandara, vienijanti visų organų veiklą ir reguliuojanti organizmo ryšius su išoriniu pasauliu. Tai fiziologinis išmokimo… … Enciklopedinis edukologijos žodynas

Книги

Центральная нервная система. Рабочая тетрадь к учебному пособию (на английском языке) , Гайворонский Иван Васильевич, Ничипорук Геннадий Иванович, Курцева Анна Андреевна, Гайворонская Мария Георгиевна. Данное пособие является английской версией учебника профессора И. В. Гайворонского "Нормальная анатомия человека", который был издан в России 9 раз и одобрен Министерством образования…

Вся рефлексы животных, работа органов и желез, взаимодействие с окружающей средой подчинены нервной системе. Высшая деятельность — мышление, память, эмоциональное восприятие — свойственна только высокоразвитым биологическим особям, к которым раньше относили одного лишь человека. В последнее время биологи убедились, что такие животные, как обезьяны, киты, дельфины, слоны способны думать, переживать, запоминать и принимать логические решения. Однако такая форма деятельности, как интеллектуальное творчество или абстрактное мышление, доступны только человеку. Почему центральная нервная система человека дает ему эти возможности?

Строение и функции центральной нервной системы

Нервная система — это высоко интегрированная совокупность, объединяющее в единое целое двигательные функции, чувствительность и работу систем регуляции — иммунную и эндокринную.

В единую нервную систему входят центральная нервная (ЦНС) и периферийная нервные системы (ПНС). ЦНС через ПНС, связана со всеми органами тела, в том числе и с нервными отростками, выходящими из позвонков. ПНС в свою очередь состоит из вегетативной, соматической и, по некоторым источникам, сенсорной систем.

Структура центральной нервной системы у животных

Рассмотрим основные органы, относящиеся к центральной нервной системе как у животных, так и у людей.

Отделы ЦНС всех позвоночных включают в себя связанные между собой головной и спинной мозг, выполняющие такие задачи:

Головной мозг принимает и обрабатывает поступающие в него от внешних раздражителей сигналы и передает обратно командные нервные импульсы к органам.
Спинной мозг является проводником этих сигналов.

Это возможно, благодаря сложному нейронному устройству мозгового вещества. Нейрон является основной структурной единицей ЦНС, нервной возбудимой клеткой с электрическим потенциалом, обрабатывающей сигналы, передаваемые ионами.

Такая ЦНС у всех позвоночных животных. Нервная система низших биологических особей (полипов, медуз, червей, членистоногих, моллюсков) имеет иные типы систем — диффузную, стволовую или ганглионарную (узловую).

Функции ЦНС

Главные функции ЦНС — рефлекторные.

Благодаря простым и сложным рефлексам, ЦНС выполняет следующее:

регулирует все движения мышц ОДС;
делает возможной работу всех шести чувств (зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса, вестибулярного аппарата);
регулирует, посредством связи с вегетативной системой, работу желез внутренней секреции (слюнных, поджелудочной, щитовидной и др.).

Клеточное строение ЦНС

В состав центральной нервной системы входят клетки белого и серого вещества:

Серое вещество является главным компонентом ЦНС. К нему относятся:

тела нейронов;
дендриты (короткие отростки нейронов);
аксоны (длинные окончания, идущие от нейрона к иннервируемым органам);
отростки астроцитов — делящиеся клеток, отвечающие за химические и биологические процессы в нервном клеточном и межклеточном пространстве.

В белом веществе находятся только аксоны с миелиновой оболочкой, нейронов в нем нет.

Строение головного мозга человека и животных

Сравним анатомию мозга человека и позвоночного животного. Первое, бросающееся в глаза, отличие — это размер.

Головной мозг взрослой человеческой особи составляет примерно 1500 см³, а у орангутанга — 400 см³, хотя орангутанг крупнее человека.

Размеры отдельных частей мозга, их форма, развитие у животных и людей также отличаются.

Но сама общая его структура одинакова у всех высших особей. Мозг и человека, и животного анатомически устроен одинаково.

Исключение — мозолистое тело, соединяющее полушария: оно есть не у всех позвоночных животных, а только у млекопитающих.

Мозговые оболочки

Мозг находится в надежном хранилище — черепе, и окружен тремя оболочками:

Наружной твердой (надкостница)и внутренними — паутинной и мягкой оболочками.

Между паутинной и мягкой оболочкой есть субарахноидальное пространство, заполненное серозной жидкостью. Мягкая сосудистая оболочка прилегает непосредственно к самому мозгу, входя в борозды, и питает его.

Паутинная оболочка вплотную к бороздам не прилегает, из-за чего под ней образуются полости с ликвором (цистерны). Цистерны питают паутинную оболочку и сообщаются с бороздами и ножками, а также с нижним четвертым желудочком. В середине мозга находятся четыре соединенных между собой полости — желудочки. Их роль — осуществление правильного обмена спинномозговой жидкости и регуляция внутричерепного давления.

Отделы головного мозга

Всего в головном мозге различают пять основных отделов:

продолговатый мозг, задний, средний, промежуточный и два большие полушария.

Продолговатый мозг

Продолжает спинной и имеет такие же борозды, как у него. Сверху ограничивается варолиевым мостом. По структуре это белое вещество с отдельными ядрами серого вещества, от которых берет начало 9-я — 12-я пара черепных нервов. Отвечает за работу органов грудной полости и органов внутренней секреции (слюноотделение, слезотечение и т. д).

Задний мозг

Состоит из мозжечка и моста под названием варолиев:

Мозжечок размещается сзади продолговатого мозга и моста во внутричерепной ямке. Имеет два полушария, соединенных червеобразной перемычкой, и три пары ножек, которыми крепится к мосту и стволу мозга.
Варолиев мост похож на валик, он находится выше продолговатого мозга. Внутри него есть борозда, через которую проходит позвоночная артерия.

Внутри мозжечка — белое вещество, пронизанное разветвлениями серого, а снаружи — кора из серого вещества.

Мост состоит из волокон белого вещества со значительным включение серого.

Функции мозжечка

Мозжечок копирует всю поступающую из спинного мозга двигательную и чувствительную информацию. На основании ее он координирует и корректирует движения, распределяет мышечный тонус.

Самый большой мозжечок, в сравнении с общим размером мозга, у птиц, так как у них самый совершенный вестибулярный аппарат, и они совершают сложные трехмерные движения.

Отличие мозжечка человека от мозжечка животного в наличии двух полушарий, что позволяет ему принимать участие в высшей нервной деятельности (мышление, запоминание, накопление опыта).

Средний мозг

Находится впереди варолиевого моста. Состав:

крыша в виде четырех бугорков;
срединная покрышка;
Сильвиев водопровод, связывающий третий и четвертый желудочки мозга;
ножки (соединяют продолговатый мозг и варолиев мост с передними полушариями мозга).

Структура:

серое вещество покрывает стенки Сильвиева водопровода;
в среднемозговой покрышке находятся красные ядра, ядра черепных нервов, черное вещество;
ножки состоят из белового вещества;

Верхние два бугорка крыши связаны с анализом сигналов, поступающих от нейронов, в ответ на световое раздражение.
Два нижние позволяют ориентироваться на звуковые раздражители.

Промежуточный мозг (диэнцефалон)

Находится под мозолистым телом мозга выше крыши среднего мозга. Делится на таламическую (эпиталамус, таламус и субталамус) и гипоталамическую (гипоталамус и задняя часть гипофиза) области.

По структуре — это белое вещество с включениями серого.

передает информацию от зрительного нерва;
регулирует деятельность вегетативной системы, желез внутренней секреции, внутренних органов.

Полушария мозга

полушария;
кора мозга;
обонятельный мозг;
базальные ганглии (объединения отдельных нервных волокон);
боковые желудочки.

Каждое полушарие разделено на четыре доли:

лобная, теменная, затылочная и височная.

Объединяет полушария мозолистое тело, которое есть только у млекопитающих, находящееся в продольном углублении между полушариями. Каждое полушарие разделяется бороздами:

латеральная (боковая) полоса, отделяющая теменную и лобную часть от височной, является самой глубокой;
центральная Роландова борозда разделяет оба полушария по их верхнему краю от теменной доли;
теменно-затылочная борозда разделяет теменную и затылочную доли полушарий по срединной поверхности.

Внутри полушарий — серое вещество, покрытое массивом белого, а сверху — серая кора головного мозга, в которой находится около 15 млрд. клеток — каждая образует до 10 000 новых клеточных связей). Кора занимает 44% общего объема полушарий.

Основная интеллектуальная деятельность, абстрактное, логическое и ассоциативное мышление происходит в больших полушариях, главным образом, в коре. В полушариях ведется анализ всей информации, поступающей от зрительных, слуховых, обонятельных, осязательных и др. нервов.

Мозолистое тело полушарий предположительно отвечает за интуитивное мышление. Считается, что у женщин интуиция развита больше, так как мозолистое тело женского мозга шире, чем у мужского.

Спинной мозг ЦНС

Размещается в позвоночном канале. Он похож на кабель белого цвета с двумя бороздами на передней и задней поверхностях, протянутый между первым шейным и первым-вторым поясничным позвонками. Так же как и головной, он окружен тремя оболочками и состоит из внутреннего серого вещества, на срезе похожего на крылья бабочки, и наружного белого.

Деятельность спинного мозга рефлекторная и проводниковая:

Рефлекторная функция осуществляется, благодаря:

эфферентным (двигательным) и афферентным (чувствительным) клеткам серого вещества соответственно передних и задних рогов;
спинномозжечковому пути в боковых рогах спинного мозга.

Проводниковая — благодаря трем путям проводимости, образованными аксонами белого вещества:

восходящему афферентному;
нисходящему эфферентному;
ассоциативному.

Зависит ли размер мозга от ума

Патологоанатомические исследования некоторых умерших великих людей показали наличие у них более крупного мозга. Однако прямая связь объема мозга с интеллектом наукой опровергнута. И с маленьким мозгом люди добивались больших успехов и отличались высоким интеллектом: мозг французского романиста Анатоля Франса составлял всего около 1000 см³. В то же время самый крупный, известный науке мозг (почти 3000 см3) принадлежал человеку, страдающему идиотизмом.

ЦНС одинакова, интеллект разный

Мы убедились, что у высокоразвитых животных и у людей центральная нервная система устроена одинаково, работает по такому же принципу, и в нее входят одинаковые отделы и элементы. У животных имеется и мозжечок, и кора головного мозга, и ассоциативные проводниковые пути. Но человек все-таки остается умнейшим земным существом.

Многие ученые считают, что человеческий ум столь уникален, благодаря модульному устройству коры полушарий и мозжечка, при котором в них формируются сложные пирамидные пути. Одни модули отвечают за возбуждение, другие — за торможение.

Кора условно делится на сенсорную, моторную и ассоциативную зоны. В человеческом мозге ассоциативная зона, предположительно отвечающая за обработку информации, анализ и осмысленное поведение, больше, чем у животных — она занимает три четверти всей коры.