Значение нервной системы в организме человека огромное. Ведь она ответственна за взаимосвязь между каждым органом, системами органов и функционированием человеческого организма. Деятельность нервной системы обусловлена следующим:
Значение нервной системы человека
Для того чтобы воспринимать внутренние и внешние раздражители нервная система имеет сенсорные структуры, находящиеся в анализаторах. Эти структуры включат в себя определенные устройства, способные воспринимать информацию:
Основное значение и функции нервной системы
Важно отметить, что с помощью нервной системы осуществляется восприятие, анализ информации о раздражителях из внешнего мира и внутренних органов. Также она ответственна и за ответные реакции на данные раздражения.
Организм человека, тонкость приспособления его к изменениям в окружающем мире осуществляет, в первую очередь благодаря взаимодействии гуморальных механизмов и нервных.
К основным функциям относятся:
Для того чтобы точно понять, какое значение имеет нервная система, необходимо вникнуть в значение и главные функции центральной нервной системы и периферической.
Значение центральной нервной системы
Она являет собой основную часть нервной системы как человека, так и животных. Ее главная функция – это осуществление различного уровня сложности реакций, называемых рефлексами.
Благодаря деятельности ЦНС мозг способен сознательно отражать изменения во внешнем сознательном мире. Ее значение в том, что она регулирует разного рода рефлексы, способна воспринимать раздражители, полученные как от внутренних органов, так и из внешнего мира.
Значение периферической нервной системы
ПНС соединяет ЦНС с конечностями и органами. Ее нейроны расположены далеко за пределами ЦНС – спинного и головного мозга.
Она не защищена костями, что может привезти к механическим повреждениям или вредным действиям токсинов.
Благодаря правильному функционированию ПНС координация движений тела имеет согласованность. Эта система ответственна за сознательный контроль действий всего организма. Отвечает за реагирование на стрессовые ситуации и опасность. Увеличивает частоту пульса. В случае возникновения волнения, повышает уровень адреналина.
Важно помнить, что о своем здоровье необходимо заботиться всегда. Ведь когда человек ведет здоровый образ жизни, придерживается правильного режима дня, он никаким образом не нагружает свой организм и, тем самым остается здоров.
42. Вспомните материал курса «Зоология». Определите типы нервных систем, изображённых на рисунке. Напишите их названия. На изображении нервной системы человека подпишите её части.
43. Изучите материал учебника и дополните предложения.
Основу нервной системы составляют нервные клетки – нейроны. Они выполняют функции приема, обработки, передачи и хранения информации. Нервные клетки состоят из тела, отростков и нервных окончаний – рецепторов.
44. Запишите определения.
Дендриты
– короткие отростки нейронов, (нервных клеток).
Аксоны
– длинные отростки нейронов, (нервных клеток)
Серое вещество
– скопление тел нейронов в головном и спинном мозге.
Белое вещество
– скопление отростков нейронов в спинном и в головном мозге.
Рецепторы
– нервные окончания разветвленных отростков нейронов.
Синапсы
– особые контакты, которые образуются при помощи соединения нервных клеток друг с другом.
45. Изучите материал учебника и дополните схему «Строение нервной системы».
46. Запишите определения.
Нервы
– это пучки длинных отростков нервных клеток, выходящих за пределы головного и спинного мозга.
Нервные узлы
– это скопление тел нейронов вне центральной нервной системы.
47. Изучите материал учебника и дополните схему «Строение нервной системы».
48. Объясните, почему вегетативную нервную систему называют автономной системой.
Она управляет работой внутренних органов, обеспечивая их неизменную работу при изменении внешней среды или смене рода деятельности организма. Эта система не контролируется нашим сознанием.
49. Запишите определения.
Рефлекс
– ответные реакции организма на воздействие внешней среды или на изменение его внутреннего состояния, выполняемые с участием нервной системы.
Рефлекторная дуга
- путь, по которому проходит нервный импульс от места своего возникновения до рабочего органа.
Из всех систем организма нервная является наиболее важной. Именно от нее зависит согласованная работа всех прочих органов, тканей и клеток. Главное значение для организма в том, что за ее счет он функционирует как единое целое. Кроме того, она же контролирует контакты организма с внешней средой.
Человек за счет этой системы может мыслить, анализировать события. Глубинное значение нервной системы для организма куда важнее: она контролирует все, включая процессы дыхания, кроветворения, чувство голода и жажды, она же ответственна за все наши рефлексы, включая самые примитивные. Чтобы разобраться в ее важности для нашего с вами организма, следует знать (хотя бы на примитивном уровне) ее строение.
Образована она нервной тканью, в состав которой входят нейроны и клетки-спутники (астроциты). Давайте вкратце опишем их назначение:
Продолжим обсуждать строение и значение нервной системы.
Эта клетка, которая ответственна практически за все происходящее в теле, состоит из тела и отростков. Они делятся на два типа: аксоны и дендриты. Первые из них отходят от клетки в единственном экземпляре, длинные. Напротив, дендриты отличаются не слишком выдающимися размерами, сильно разветвлены. Как правило, у каждой их может быть несколько. По дендритам идут в клетку.
Аксон отличается большой длиной, практически не ветвится. По нему импульсы выходят из тела нервной клетки. Длина этого отростка может превышать несколько десятков сантиметров. По нему сигналы передаются при помощи электрических разрядов, практически мгновенно.
Небольшое отступление. Следует заметить, что значение, строение и функционирование нервной системы настолько сложны и многообразны, что о многих функциональных особенностях, о каких-то особенно сложных биохимических процессах, которые протекают в глубине ЦНС, ученые еще только начинают догадываться.
Аксоны покрыты оболочкой из жироподобного вещества, которое служит изолятором. Именно скопления этих отростков и образуют нервной системы. Само тело нейрона и дендриты никакой оболочки не имеют. Скопления этих объектов называются серым веществом.
Продолжаем изучать строение и значение нервной системы. Вы должны четко себе представлять, что нейроны в значительной степени дифференцированы, универсальных клеток этого типа не бывает. Продолжим рассказывать про значение нервной системы. Общий план нервной системы невозможно себе представить даже приблизительно, если не знать о строении нейрона, функциональной ее единицы.
Не следует предполагать, что все нейроны одинаковы. Напротив, они сильно отличаются друг от друга своей формой и функциями. Чувствительные передают импульсы от органов чувств в мозг. Их тела расположены в крупных нервных узлах организма. К слову говоря, так называются крупные скопления нейронов за пределами головного и спинного мозга. Двигательная разновидность, напротив, передает импульсы от мозга к мышцам и внутренним органам.
Вставочные нейроны отвечают за взаимодействие и передачу сведений между чувствительными и двигательными клетками. Их отростки очень коротки, играют роль «прослоек», не выходят за пределы головного мозга. Таким образом, головной мозг получает информацию от всех систем и органов тела.
Та часть нервной системы, которая контролирует работу скелетной мускулатуры, называется соматической. Таким образом, значение нервной системы для организма в этом случае чрезвычайно важно: именно «соматика» позволяет нам двигать руками и ногами. За работу внутренних органов отвечает автономный отдел системы. Ее функционирование не подчиняется осознанной воле человека. Проще говоря, вы вряд ли умеете управлять процессом пищеварения, замедлять или ускорять его.
Таким образом, значение нервной системы в регуляции функций организма крайне велико: она контролирует даже те процессы, о которых большинство людей даже не догадываются. Разумеется, если с их организмом все в порядке и все функционирует в «штатном» режиме.
В это отделе есть две крупные «структурные единицы»: симпатическая и Практически все внутренние органы иннервируются стволами нервов именно от нее. Влияние на организм у этих отделов диаметрально противоположное.
К примеру, симпатика усиливает сокращения сердечной поперечно-полосатой мускулатуры, а парасимпатика - замедляет этот процесс, она ответственна за пищеварение. Таким образом, роль парасимпатической нервной системы в организме даже важнее. Она отвечает за дыхание и прочие жизненно важные процессы.
А каково значение нервной системы в совершенно безусловной реакции человека и животного на какое-то раздражение внешней среды? Проще говоря, как осуществляется рефлекторная деятельность?
Как известно, за это отвечает механизм, который мы знаем как «рефлекторную дугу». Это путь, по которому проходят нервные импульсы в тот момент, когда организм отвечает рефлексом на раздражение. Состоит она из следующих участков: рецептора, чувствительного пути, какого-то ответственного за рефлекс участка нервной системы, пути, по которому идет сигнал, а также из рабочего органа.
Вот как велико значение нервной системы в жизнедеятельности человека. Когда в ней что-то нарушено, для больного человека настоящим подвигом может являться самостоятельное Удивительно, как мало многие задумываются о важности нервной ткани!
Каждая дуга начинается с чувствительного рецептора. Каждый из них воспринимает только какой-то определенный вид раздражителя. Рецепторы ответственны за преобразование воздействий внешней среды в нервные импульсы. Импульсы, приводящие в движение скелетную мускулатуру, запускающие какие-то важные процессы и выполняющие столь же важную функцию, имеют сугубо электрическую природу. При помощи чувствительного нейрона импульсы передаются в центральную нервную систему.
Заметим, что практически все рефлекторные дуги имеют в своем составе вставочные нейроны.
Многие считают, что рефлекторная реакция - полностью бессознательный процесс, который, единожды закрепившись, остается полностью неизменным. Но это далеко не так. Дело в том, что сигнал, полученный от рецептора, нервная система не просто принимает, но проводит его анализ, оценивая эффективность реакции. Проще говоря, именно так люди при тренировках доводят свои действия не только до рефлекторного автоматизма, но и делают это идеально.
А сейчас поговорим, каково значение нервной системы в контексте обсуждения спинного мозга. Некоторые считают, что он служит исключительно для передачи импульсов от головного мозга к расположенным ниже отделам. Грубейшая ошибка, так как роль этого органа куда важнее.
Располагается спинной мозг в спинномозговом канале. Ограничен и защищен физическими полостями — кости черепа, а также самим позвоночным столбом. Теоретическая (анатомическая) граница между спинным и головным мозгом проходит между затылочной костью и атлантом.
У человека он имеет вид белого шнура, диметр которого составляет приблизительно 1 сантиметр. Сам канал заполнен ликвором, спинномозговой жидкостью. На поверхности самого органа находятся две глубокие продольные борозды, которые делят его на правую и левую части. Если разрезать мозг пополам, то можно увидеть довольно красивый узор, напоминающий бабочку.
Тело ее образовано нейронами (вставочными и двигательными). Как мы уже и говорили, белое вещество, которое закрывает их со всех сторон, представляет собой длинные отростки нейронов. Они, проходя вдоль спинного мозга вверх и вниз, образуют восходящий и нисходящий каналы.
На него возложены две основные задачи: рефлексы и роль проводникового пути. За счет рефлекторной функции мы имеем возможность совершать многие движения. Все сокращения скелетных мышц тела (кроме мышц головы) так или иначе связаны с рефлекторными дугами, которые напрямую зависят именно от деятельности спинного мозга.
Иначе говоря, роль нервной системы в жизнедеятельности организма крайне многогранна: в регуляции работы органов и систем порой участвуют те ее отделы, о которых многие вспоминают крайне редко.
Мы вовсе не преувеличиваем! Ведь спинной мозг в компании со своим «головным коллегой» регулируют правильность работы невероятного количества органов: пищеварительной системы и сердца, выделительной системы и органов воспроизводства. За счет белого вещества выполняется синхронизация, обеспечивается полностью одномоментная их реакция на внешние и внутренние раздражители.
Важно! Не стоит забывать, что спинной мозг все же во всем подчиняется головному. Нередки случаи, когда в результате травмы, несчастного случая или болезни у человека полностью прерывалась связь между головным и спинным мозгом. Первый в таких случаях работает абсолютно нормально. Вот только практически все рефлексы, зоны которых располагаются ниже, полностью пропадают.
Такие люди могут в лучшем случае шевелить руками, слегка поворачивать голову, но вся нижняя часть тела у них полностью неподвижна и лишена какой бы то ни было чувствительности.
Расположен в черепной коробке. Подразделяется на следующие отделы: продолговатый мозг, мозжечок, мост, промежуточный и средний отдел, а также полушария. Как и в предыдущем случае, имеется белое и серое вещество. Белое связывает между собой как части самого головного мозга, так и его со спинным отделом. Благодаря этому вся ЦНС функционирует как единое целое.
В отличие от спинного мозга, здесь серое вещество выходит на поверхность органа, образуя его кору, кортекс.
Продолговатый мозг представляет собой фактически продолжение спинного отдела, необходим для связи этих отделов нервной системы между собой. Он ответственен за дыхание, пищеварение и прочие бессознательные функции, а потому его повреждение смертельно опасно для жизни.
Мозжечок регулирует двигательные функции. Средний мозг служит «перевалочным пунктом» для многих рефлекторных дуг. Продолговатый мозг, мост и средний мозг образуют своего рода ствол, связывающий между собой различные отделы и выполняющий многие рефлекторные функции. Кора - самый молодой и самый важный отдел. Именно за счет нее мы думаем, мыслим, храним свои воспоминания. Травма кортекса чревата полной потерей личности.
Нередки случаи, когда люди, долго пробывшие в состоянии клинической смерти, утонувшие, после особенно страшных аварий, оказывались живы в результате интенсивной сердечной и легочной реанимации. Вот только жизнью такое состояние назвать чрезвычайно сложно. Нейроны коры очень быстро погибают, после чего человек превращается в «овощ». Он не может говорить, у него нет памяти о прошлой жизни (за редчайшими исключениями), он вообще не может себя обслуживать.
Вот какое значение имеет нервная система в жизнедеятельности организма.
Розділ II . Тема 1. Нервова система .
Значення нервової системи
Класифікація і будова нервової системи
Основні етапи розвитку нервової системи
Нервова тканина і її основні структури
4.1 Будова нейрона. 4.2 Нейроглія
5. Рефлекс і рефлекторна дуга
Класифікація рефлексів
Будівля і властивості нервових волокон
7.1 Будова нервового волокна. 7.2 Властивості нервових волокон
Будова синапсу. Механізм передачі збудження у синапсі
8.1 Будова синапсу 8.2 Будова концевої платівці
8.3 Механізм передачі збудження у концевій платівці
Гальмування у ЦНС
9.1Поняття про гальмування 9.2 Види і механізми гальмуванння
10. Вегетативна нервова система
10.1 Будова вегетативної нерврової системи
10.2 Функцыональне значення вегетативної нервової системи
11. Кора головних півкуль
11.1 Будова півкуль. Сіра та біла речовини та значення їх
12. Порушення стану нервової системи та їх профілактика (Самопідготовка)
Література :
Бабский Е.Б., Зубков А.А., Косицкий Г.И., Ходоров Б.И. Физиология человека. М.: Медицина, 1966, - 656 с. (403-415)
Гайда С. П. Анатомія і фізіологія людини. К.: Вища школа, 1972, - 218 с. (173-192)
Гальперин С. И. Анатомия и физиология человека. М.: Высшая школа, 1969, - 470с.(420-438 ).
Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма (Основы учения о клетке и развития организма, нервная система, опорно-двигательный аппарат): Учеб. для студентов пед. ин-тов. – 2-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 1986.- 287 с.: ил. (75-86; 92-94; 103-104; 131-140 ).
Хрипкова А. Г. Возрастная физиология. М.: Просвещение, 1978, - 288с. (44-77 );
Хрипкова А. В., Антропова М.В., Фарбер Д.А. Возрастная физиология и школьная гигиена. М.:Просвещение, 1990, - 362 с. (14-38 ).
Ключевые слова: АКСОН, БЕЗУСЛОВНЫЙ РЕФЛЕКС, ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА, ВРЕМЯ РЕФЛЕКСА, ГАНГЛИИ, ДЕНДРИТ, КОРА БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ, ЛАБИЛЬНОСТЬ, МОЗГОВОЙ СТВОЛ, НЕЙРОГЛИЯ, НЕЙРОН, НЕЙРОФИБРИЛЛЫ, НЕЙРОФИЛАМЕНТ, ШВАННОВСКАЯ КЛЕТКА, ПЕРИФЕРИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА, РЕФЛЕКТОРНАЯ ДУГА, ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА, РЕФЛЕКС, СИМПАТИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА, СИНАПС, СТРОЕНИЕ КОРЫ, УСЛОВНЫЙ РЕФЛЕКС, ТОРМОЖЕНИЕ, ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СТСИЕМА, ЦЕНТРАЛЬНОЕ ВРЕМЯ РЕФЛЕКСА.
ЗНАЧЕНИЕ И РАЗВИТИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Основное значение нервной системы состоит в обеспечении наилучшего приспособления организма к воздействию внешней среды и осуществлении его реакций как единого целого. Раздражение, полученное рецептором, вызывает нервный импульс, который передается в центральную нервную систему (ЦНС), где осуществляется анализ и синтез информации , вследствие чего возникает ответная реакция.
Нервная система обеспечивает взаимосвязь между отдельными органами и системами органов (1). Она регулирует физиологические процессы, протекающие во всех клетках, тканях и органах организма человека и животного (2). Для одних органов нервная система обладает пусковым действием (3). В этом случае функция полностью зависит от воздействий нервной системы (например, мышца сокращается вследствие того, что получает импульсы из центральной нервной системы). Для других - лишь изменяет существующий уровень их функционирования (4). (Например, импульс, приходящий к сердцу, изменяет его работу, замедляет или ускоряет, усиливает или ослабляет).
Влияния нервной системы осуществляются очень быстро (нервный импульс распространяется со скоростью 27-100 м/с и более). Адрес воздействия очень точен (направлены к определенным органам) и строго дозирован. Многие процессы обусловлены наличием обратной связи ЦНС с регулируемыми ею органами, которые, посылая афферентные импульсы к центральной нервной системе, сообщают ей о характере полученного воздействия.
Чем сложнее организована и более высокоразвита нервная система, тем сложнее и многообразнее реакции организма, тем совершеннее его приспособление к воздействиям внешней среды.
Нервную систему традиционно по строению делят на два основных отдела: ЦНС и периферическую нервную систему.
К центральной нервной системе относят головной и спинной мозг, к периферической - нервы, отходящие от головного и спинного мозга и нервные узлы - ганглии (скопление нервных клеток, расположенных в разных участках тела).
По функциональным свойствам нервную системуделят на соматическую, или цереброспинальную, и вегетативную.
К соматической нервной системе относят ту часть нервной системы, которая иннервирует опорно-двигательный аппарат и обеспечивает чувствительность нашего тела.
К вегетативной нервной системе относят все другие отделы, которые регулируют деятельность внутренних органов (сердце, легкие, органы выделения и др.), гладких мышц сосудов и кожи, различных желез и обмен веществ (обладает трофическим влиянием на все органы, в том числе и на скелетную мускулатуру).
Нервная система начинает формироваться на третьей неделе эмбрионального развития из дорсальной части наружного зародышевого листка (эктодермы). Сначала образуется нервная пластинка, которая постепенно превращается в желобок с поднятыми краями. Края желобка приближаются друг к другу и образуют замкнутую нервную трубку. Из нижнего (хвостового) отдела нервной трубки образуется спинной мозг , из остальной части (передней) - все отделы головного мозга: продолговатый мозг, мост и мозжечок, средний мозг, промежуточный и большие полушария.
В головном мозге различают по происхождению, структурным особенностям и функциональному значению три отдела: ствол, подкорковый отдел и кору больших полушарий . Мозговой ствол - это образование, расположенное между спинным мозгом и большими полушариями. К нему относят продолговатый, средний и промежуточный мозг. К подкорковому отделу относят базальные ганглии. Кора больших полушарий является высшим отделом головного мозга.
В процессе развития из переднего отдела нервной трубки образуются три расширения - первичные мозговые пузыри (передний, средний и задний, или ромбовидный). Эту стадию развития головного мозга называют стадией трехпузырного развития (форзац I, А).
У 3-недельного эмбриона намечается, а у 5-недельного хорошо выражено разделение поперечной бороздой переднего и ромбовидного пузырей еще на две части, вследствие чего образуется пять мозговых пузырей - стадия пятипузырного развития (форзац I, Б).
Эти пять мозговых пузырей дают начало всем отделам головного мозга. Мозговые пузыри растут неравномерно. Наиболее интенсивно развивается передний пузырь, который уже на ранней стадии развития разделяется продольной бороздой на правый и левый. На третьем месяце эмбрионального развития сформировано мозолистое тело, которое соединяет правое и левое полушария, а задние отделы переднего пузыря полностью покрывают промежуточный мозг. На пятом месяце внутриутробного развития плода полушария распространяются до среднего мозга, а на шестом - полностью покрывают его (цвет. табл. II). К, этому времени все отделы головного мозга хорошо выражены.
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.
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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
Рассмотренные принципы координации могут использоваться, в зависимости от координируемых ЦНС процессов порознь или вместе в различных сочетаниях.
