Функциональные отделы нервной системы: Отделы нервной системы — урок. Биология, Человек (8 класс).

Нервная система человека — строение, функции, работа

Нервная система человека является стимулятором работы мышечной системы, о которой мы говорили в предыдущей статье. Как мы уже знаем, мышцы нужны для передвижения частей тела в пространстве, и мы даже изучили конкретно, какие мышцы для какой работы предназначены. Но что приводит мышцы в действие? Что и как заставляет их работать? Об этом и пойдет речь в данной статье, из которой вы почерпнете необходимый теоретический минимум для освоения темы, обозначенной в названии статьи.

Введение

Прежде всего, стоит сообщить, что нервная система предназначена для передачи информации и команд нашего тела. Основные функции нервной системы человека – это восприятие изменений внутри тела и окружающего его пространства, интерпретация этих изменений и ответ на них в виде определенной формы (в т. ч. – мышечного сокращения).

Нервная система – множество разных, взаимодействующих между собой нервных структур, обеспечивающая наряду с эндокринной системой координированное регулирование работы большей части систем организма, а также отклик на смену условий внешней и внутренней среды.

Данная система объединяет в себе сенсибилизацию, двигательную активность и корректное функционирование таких систем, как эндокринная, иммунная и не только.

Строение нервной системы

Возбудимость, раздражимость и проводимость характеризуются как функции времени, то есть это – процесс, возникающий от раздражения до появления ответной реакции органа. Распространение нервного импульса в нервном волокне происходит за счет перехода локальных очагов возбуждения на соседние неактивные области нервного волокна. Нервная система человека обладает свойством трансформации и генерации энергий внешней и внутренней среды и преобразования их в нервный процесс.

Строение нервной системы человека:

1- плечевое сплетение; 2- кожно-мышечный нерв; 3- лучевой нерв; 4- срединный нерв; 5- подвздошно-подчревный нерв; 6- бедренно-половой нерв; 7- запирающий нерв; 8- локтевой нерв; 9- общий малоберцовый нерв; 10- глубокий малоберцовый нерв; 11- поверхностный нерв; 12- мозг; 13- мозжечок; 14- спинной мозг; 15- межреберные нервы; 16- подреберный нерв; 17- поясничное сплетение; 18- крестцовое сплетение; 19- бедренный нерв; 20- половой нерв; 21- седалищный нерв; 22- мышечные ветви бедренных нервов; 23- подкожный нерв; 24- большеберцовый нерв

Нервная система функционирует как единое целое с органами чувств и управляется головным мозгом. Самая крупная часть последнего называется большими полушариями (в затылочной области черепа находятся два более мелких полушария мозжечка). Головной мозг соединяется со спинным. Правое и левое большие полушария соединены между собой компактным пучком нервных волокон, называемых мозолистым телом.

Спинной мозг – основной нервный ствол тела – проходит через канал, образованный отверстиями позвонков, и тянется от головного мозга до крестцового отдела позвоночника. С каждой стороны спинного мозга симметрично отходят нервы к различным частям тела. Осязание в общих чертах обеспечивается определенными нервными волокнами, бесчисленные окончания которых находятся в коже.

Классификация нервной системы

Так называемые виды нервной системы человека можно представить следующим образом. Всю целостную систему условно формируют: центральная нервная система – ЦНС, в состав которой входит головной и спинной мозг, и периферическая нервная система – ПНС, в которую входят многочисленные нервы, отходящие от головного и спинного мозга. Кожа, суставы, связки, мышцы, внутренние органы и органы чувств отправляют по нейронам ПНС входные сигналы в ЦНС. В то же время, исходящие сигналы от центральной НС, периферическая НС посылает к мышцам. В качестве наглядного материала, ниже, логически структурированным образом представлена целостная нервная система человека (схема).

Центральная нервная система – основа нервной системы человека, которая состоит из нейронов и их отростков. Главная и характерная функция ЦНС – реализация различных по степени сложности отражательных реакций, имеющих название рефлексов. Низшие и средние отделы ЦНС – спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок – управляют деятельностью отдельных органов и систем организма, реализуют между ними связь и взаимодействие, обеспечивают целостность организма и его корректное функционирование. Высший отдел ЦНС – кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования – по большей части управляет связью и взаимодействием организма как целостной структуры с внешним миром.

Периферическая нервная система – является условно выделяемой частью нервной системы, которая находится за пределами головного и спинного мозга. Включает в себя нервы и сплетения вегетативной нервной системы, соединяя ЦНС с органами тела. В отличие от ЦНС, ПНС не защищена костями и может быть подвержена воздействию механических повреждений. В свою очередь, саму периферическую нервную систему делят на соматическую и вегетативную.

• Соматическая нервная система – часть нервной системы человека, которая представляет собой комплекс чувствительных и двигательных нервных волокон, отвечающих за возбуждение мышц, и в том числе кожи и суставов. Также она руководит координацией движений тела, и получением и передачей внешних стимулов. Эта система выполняет действия, которыми человек управляет осознанно.
• Вегетативную нервную систему делят на симпатическую и парасимпатическую. Симпатическая нервная система управляет ответной реакцией на опасности или стресс, и кроме прочего, может вызвать увеличение частоты сердечных сокращений, повышение кровяного давления и возбуждение органов чувств, за счет увеличения уровня адреналина в крови.
  Парасимпатическая нервная система, а свою очередь, управляет состоянием покоя, и регулирует сокращение зрачков, замедление сердечного ритма, расширение кровеносных сосудов и стимуляцию пищеварительной и мочеполовой системы.

Выше вы можете видеть логически структурированную схему, на которой приведены отделы нервной системы человека, в порядке, соответствующем вышеизложенному материалу.

Строение и функции нейронов

Все движения и упражнения контролируются нервной системой. Основной структурной и функциональной единицей нервной системы (как центральной, так и периферической) является нейрон. Нейроны

– это возбудимые клетки, которые способны генерировать и передавать электрические импульсы (потенциалы действия).

Строение нервной клетки: 1- тело клетки; 2- дендриты; 3- ядро клетки; 4- миелиновая оболочка; 5- аксон; 6- окончание аксона; 7- синаптическое утолщение

Функциональной единицей нейромышечной системы является двигательная единица, которая состоит из двигательного нейрона и иннервируемых им мышечных волокон. Собственно, работа нервной системы человека на примере процесса иннервации мышц происходит следующим образом.

Клеточная мембрана нерва и мышечного волокна является поляризованной, то есть на ней существует разность потенциалов. Внутри клетки содержится высокая концентрация ионов калия (К), а снаружи – ионов натрия (Na). В покое разность потенциалов между внутренней и внешней стороной клеточной мембраны не приводит к возникновению электрического заряда. Эта определенная величина представляет собой потенциал покоя. Из-за изменений во внешнем окружении клетки потенциал на ее мембране постоянно колеблется, и если он возрастает, и клетка достигает своего электрического порога возбуждения, происходит резкое изменение электрического заряда мембраны, и она начинает проводить потенциал действия вдоль аксона к иннервируемой мышце. К слову, в крупных мышечных группах, один двигательный нерв может иннервировать до 2-3 тысяч мышечных волокон.

На схеме ниже вы можете видеть пример того, какой путь проходит нервный импульс от момента возникновения стимула до получения на него ответной реакции в каждой, отдельно взятой системе.

Нервы соединяются между собой посредством синапсов, а с мышцами – с помощью нервно-мышечных контактов. Синапс – это место контакта между двумя нервными клетками, а

нервно-мышечный контакт – процесс передачи электрического импульса от нерва к мышце.

Синаптическая связь: 1- нейронный импульс; 2- принимающий нейрон; 3- ветвь аксона; 4- синаптическая бляшка; 5- синаптическая щель; 6- молекулы нейотрансмиттера; 7- клеточные рецепторы; 8- дендрит принимающего нейрона; 9- синаптические пузырьки

Нервно-мышечный контакт: 1- нейрон; 2- нервное волокно; 3- нервно-мышечный контакт; 4- двигательный нейрон; 5- мышца; 6- миофибриллы

Таким образом, как мы уже говорили – процесс физической активности в целом и мышечного сокращения в частности является полностью подконтрольным нервной системе.

Заключение

Сегодня мы узнали о предназначении, строении и классификации нервной системы человека, а так же о том, как она связана с его двигательной активностью и как она влияет на работу всего организма в целом.

Поскольку нервная система вовлечена в регуляцию деятельности всех органов и систем человеческого тела, в том числе, и возможно, в первую очередь – сердечно – сосудистой, то в следующей статье из цикла о системах организма человека, к ее рассмотрению мы и перейдем.

2. Структурные и функциональные принципы организации нервной системы

Медицинская реабилитация

2.1. Взаимодействие сенсорных, моторных и мотивационных систем в переработке информации

Представьте себе действия человека, решившего выпить стакан чаю. Он подогревает на газовой или электрической плите воду, насыпает в чайник заварку, заливает её кипятком, ждёт положенное для заваривания время, наполняет стакан, добавляет в него сахар – весь порядок этих простых действий определяет нервная система.

Чтобы совершать нужные действия, необходима информация о расположении участвующих в них предметов, о их давлении на руки, о положении самих рук и тела в пространстве. Все эти сведения собирают специализированные только на приёме информации нервные клетки (нейроны). Полученную информацию они кодируют нервными импульсами и передают её другим нейронам для дальнейшей переработки. Объединение клеток, непосредственно получающих информацию, с нейронами, занятыми её последующей переработкой, образует сенсорную или чувствительную систему.

Другие нейроны специализируются на создании команд для производства необходимых движений, удержания нужных предметов в руке, сохранения или изменения положения туловища, ног. Готовые команды в виде нервных импульсов поступают к определённым мышцам: каждое движение происходит благодаря сокращению одних и расслаблению других мышц, их совместную деятельность координируют специальные нервные клетки. Совокупность нейронов, готовящих команды для мышц, и нервных клеток, непосредственно управляющих мышцами, образует моторную или двигательную систему.

Стоит задуматься и над обстоятельствами, побуждающими человека к тому или иному действию, например, к чаепитию. Была ли это жажда, вызванная предшествующей потерей жидкости, например, при обильном потении в бане, связано ли это поведение с желанием взбодрить себя или оно обусловлено приходом случайного гостя? Во всех случаях можно найти чем-то обусловленное побуждение к действию – мотивацию поведения. Любая же мотивация возникает как результат активности определённых структур мозга, которые можно объединить в мотивационную систему.

Несомненно, что разные системы взаимодействуют друг с другом. Обычно сенсорные системы активируют мотивационную, а она, в свою очередь, побуждает моторную систему создавать необходимые команды. Одновременно происходят изменения активности вегетативной нервной системы, регулирующей деятельность внутренних органов, которая должна быть согласована с моторной деятельностью. Все системы сотрудничают при любых, даже самых простых видах деятельности.

Сенсорные, моторные и мотивационные системы образованы большим количеством нейронов, объединённых друг с другом не случайно, а в строго определённом порядке, где каждый нейрон занимает своё место, как мелкая деталь в сложном механизме. Положение отдельных нейронов определяется генетическим кодом и в основном устанавливается ещё до рождения – во время внутриутробного развития. Функция нервной системы в целом заключается в восприятии информации, её переработке и передаче исполнительным органам, которыми могут быть мышцы (в том числе мышцы внутренних органов, сердечная мышца) и железы внешней секреции; особым способом нервная система взаимодействует с железами внутренней секреции – эндокринной системой. Конечной целью всей этой деятельности является обеспечение взаимодействия организма со средой, приспособление к постоянно меняющимся условиям существования (Рис. 2.1).

2.2. Общие принципы анатомической организации нервной системы

Человеческий мозг представляет собой самый совершенный инструмент познания Вселенной и одновременно остаётся наименее познанным её объектом. В мозгу человека содержится более 1011 нервных клеток: легко подсчитать во сколько раз эта цифра превышает численность примерно 6 миллиардов живущих на Земле людей. Нервные клетки взаимодействуют друг с другом с помощью специальных контактных зон – синапсов. В мозгу человека их приблизительно 1014, т. е. больше, чем звёзд в нашей Галактике. Так, например, рядовой мотонейрон спинного мозга образует около 10 000 синапсов с другими нервными клетками. Архитектура мозга тоже далеко не проста, но к настоящему времени сформировались такие принципы изучения его деятельности, которые позволяют преодолевать пессимизм, навеваемый представленными здесь астрономическими цифрами.

Всю единую нервную систему принято подразделять на центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему (ПНС) – рис. 2.2. К ЦНС относят головной и спинной мозг, надёжно защищённые костями черепа, позвоночника и специальными мозговыми оболочками от возможных повреждений. К ПНС относятся периферические нервы и нервные сплетения или ганглии. ПНС разделяют на соматическую и вегетативную или автономную. В соматическую нервную систему включают приносящие информацию афферентные нейроны, тела которых находятся в спинальных ганглиях, а их отростки доставляют в ЦНС информацию от чувствительных окончаний в коже, мышцах и суставах. Кроме них к ПНС относят направляющиеся к мышцам отростки мотонейронов, тогда как тела этих клеток находятся в спинном мозгу и рассматриваются как часть ЦНС. Нейроны, уносящие информацию из ЦНС, называются эфферентными.

Вегетативная нервная система иннервирует гладкие мышцы внутренних органов и кровеносных сосудов, сердце и железы внешней секреции. В ней принято выделять три подсистемы: симпатическую, парасимпатическую и энтеральную или метасимпатическую. Симпатическая нервная система используется для мобилизации энергии, обеспечивающей физическую активность во время реакций борьбы и бегства, она участвует в развитии стресса. Парасимпатическая нервная система регулирует восстановительные процессы и способствует запасанию энергии в организме. Энтеральная нервная система в основном контролирует моторную деятельность кишечника.

ЦНС организована преимущественно симметрично относительно срединной плоскости: левая и правая её половины так же соответствуют друг другу, как левая и правая руки. Такую анатомическую организацию принято называть билатеральной. Для определения положения отдельных частей тела, конечностей, а также отдельных регионов мозга применяются специальные анатомические термины: краниальный – каудальный или краниальный – базальный (верхний – нижний), дорсальный – вентральный (к спине – к животу или же кзади – кпереди), медиальный – латеральный (ближе к середине – ближе к краю), проксимальный – дистальный (ближний – дальний) – рис. 2.3.

Поведение определяется специфическими связями между различными классами нейронов с определёнными функциями. Такие связи устанавливаются в процессе развития мозга в соответствии с генетической программой. На ранней стадии онтогенеза – процесса индивидуального развития организма клетки эмбриона дифференцируются на три зародышевых листка: эктодерму (наружный слой), энтодерму (внутренний слой) и мезодерму, располагающуюся между энтодермой и эктодермой. Все клетки центральной нервной системы образуются из эктодермы (Рис. 2.4). Сначала из эктодермальных клеток возникает общая популяция предшественников нейронов и глии. Затем незрелые нервные клетки перемещаются к месту своего дальнейшего развития в соответствии с основным планом формирования центральной нервной системы. Тогда же их аксоны начинают расти в определённых направлениях, указанных химическими сигналами, и постепенно вступают в контакт с клетками-мишенями. Роль химических сигналов могут выполнять гормоны, а также особые ростковые факторы, выделяемые некоторыми категориями клеток.

Перемещение незрелых клеток, рост их аксонов и выбор клеток-мишеней происходят не случайно, а в соответствии с генетической программой. Между аксонами и клетками-мишенями формируются синапсы, которые начинают действовать по мере созревания механизмов синтеза и выделения медиаторов, появления постсинаптических рецепторов, систем вторичных посредников. Следует отметить, что во время эмбрионального развития до половины предшественников погибают – это запрограммированная гибель, как запрограммирована и избыточная продукция клеток: таким путём происходит отбор наиболее эффективных вариантов развития. В итоге некоторая часть первоначально возникших синапсов в процессе развития исчезает, не выдержав конкуренции с действующими более эффективно (Рис. 2.5).

Поведение формируется на основе взаимодействия генов и окружающей среды. Само поведение не наследуется, но наследуется ДНК – молекулярный носитель генов. Гены кодируют белки, необходимые для развития, сохранения и регуляции важнейших переключений между нейронами, от таких белков непосредственно и зависит поведение. Упорядоченные переключения между нейронами, возникшие во время развития мозга, гарантируют стабильность его деятельности и видовую специфичность. Внешним проявлением сформированных к моменту рождения связей между нейронами являются рефлексы, благодаря которым параметры внутренней среды уравновешиваются с постоянно меняющимися условиями окружения. Рефлексы осуществляются с помощью стабильных переключений между афферентными, вставочными и эфферентными нейронами, и потому раздражение определённых рецепторов обязательно приводит к стереотипному двигательному или секреторному ответу. Ещё до рождения, к концу внутриутробного периода формируются механизмы пищеварительных, защитных и ориентировочных рефлексов. Они сохраняются на протяжении всей жизни, несмотря на естественную гибель многих нейронов и регулярное обновление молекул в сохраняющихся клетках.

Отдельные анатомические компоненты головного и спинного мозга показаны на рисунке 2.6.

2.3. Спинной мозг

Спинной мозг имеет сегментарное строение и расположен в позвоночном канале, занимая в нём пространство от основания черепа до первого – второго поясничных позвонков. Рострально (от лат. rostrum – клюв, т. е. на переднем конце) он соединяется со стволом головного мозга, а каудально (от лат. cauda – хвост) не достигает конца позвоночного канала, оканчиваясь на границе первого и второго поясничных позвонков т.н. конским хвостом, образованным корешками поясничных и крестцовых сегментов. Разная длина позвоночника и спинного мозга объясняется тем, что во время развития и роста позвоночник удлиняется больше, чем спинной мозг. Отсутствие спинного мозга каудальнее второго поясничного позвонка позволяет выполнять там диагностическое пунктирование, чтобы взять для исследования спинномозговую жидкость.

Спинной мозг содержит 31 сегмент, от каждого сегмента в обе стороны идут спинномозговые нервы, образованные соединением задних чувствительных и передних двигательных корешков (Рис. 2.7).

Спинномозговые нервы выходят из позвоночного канала через межпозвонковые отверстия, затем их двигательные волокна направляются к мышцам, а чувствительные – к своим окончаниям в коже, мышцах, суставах и внутренних органах. Связь каждого сегмента с областью иннервации осуществляется по жёсткой топографической схеме: двигательные волокна управляют строго определёнными мышцами, а чувствительные получают информацию от определённых регионов: например, в коже это ограниченные участки или дерматомы (Рис. 2.8).

В спинном мозгу различают серое и белое вещество. В расположенном центрально сером веществе преобладают тела нервных клеток, тогда как белое вещество состоит преимущественно из множества отростков нейронов: по ним передаётся информация от одних сегментов спинного мозга к другим, от спинного мозга – к головному (восходящие пути) и наоборот, от головного мозга – к спинному (нисходящие пути).

Спинной мозг – филогенетически самая старая структура мозга и большинство нейронных соединений в нём очень устойчивы, разные в функциональном отношении нейроны идеально подогнаны друг к другу. Это позволяет спинному мозгу самостоятельно регулировать простейшие двигательные и вегетативные реакции, такие, например, как отдёргивание руки от горячего предмета или опорожнение мочевого пузыря при значительном растяжении его стенок Но даже при выполнении таких стандартных реакций спинной мозг находится под постоянным контролем головного мозга. Ему спинной мозг поставляет сенсорную информацию, а от него получает большинство двигательных программ и указания по части вегетативной регуляции.

2.4. Ствол мозга

Ствол мозга включает в себя три анатомические структуры: продолговатый мозг, мост и средний мозг (Рис. 2.9).

Рострально от спинного мозга находится продолговатый мозг, его прямым продолжением является мост, отграниченный резко очерченным выступом – он образован многочисленными волокнами, служащими для связи с мозжечком. Средний мозг расположен рострально от моста и включает в себя четверохолмие и ножки мозга, выходящие из моста и погружающиеся в большие полушария. В сером веществе ствола содержатся скопления нейронов, представляющих собой ядра двенадцати пар черепномозговых нервов, каждая из которых имеет свой порядковый номер (Таблица 2.1).

Как видно из таблицы, большинство черепномозговых нервов содержат как афферентные (т.е. чувствительные или сенсорные), так и эфферентные (двигательные) волокна. Ядра III, YII, IX и X нервов включают также нейроны парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

Двигательные и чувствительные нейроны ствола мозга представляют лишь незначительную часть его серого вещества. Большинство нейронов ствола специализируются на переработке информации, их скопления образуют многочисленные ядра, отростки которых могут направляться в спинной мозг, образуя нисходящие пути, либо связывать ствол с другими регионами головного мозга.

Белое вещество ствола состоит из отростков нервных клеток, образующих проводящие пути, которые подразделяются на восходящие и нисходящие. Восходящие пути от нейронов спинного мозга несут в головной мозг сенсорную информацию о тактильной (чувство прикосновения), температурной и болевой чувствительности, о положении конечностей и туловища (проприоцептивное ощущение), о деятельности внутренних органов. Нисходящие пути служат для проведения сигналов от высших регионов мозга и ствола к нейронам спинного мозга; по ним передаётся информация, нужная для управления движениями и деятельностью внутренних органов. Кроме того, с помощью нисходящих путей некоторые регионы головного мозга контролируют передачу сенсорной информации.

В медиальной части ствола на всём его протяжении содержится диффузная сеть нейронов, образующих т.н. ретикулярную формацию. Многочисленные ветвящиеся отростки её нейронов получают афферентную информацию от всех сенсорных систем, проводники которых проходят через ствол. Ретикулярная формация интегрирует сенсорные сигналы и, в соответствии с их характером, влияет на деятельность головного и спинного мозга. На головной мозг ретикулярная формация оказывает преимущественно активирующее влияние, её нисходящее влияние может быть как активирующим, так и тормозящим. Некоторые ядра ретикулярной формации выполняют узко специальные функции, такие, например, как регуляция артериального давления или контроль тонуса скелетных мышц, очень важную роль она играет в регуляции цикла сон-бодрствование и в формировании внимания.

Относящееся к среднему мозгу четверохолмие состоит из верхнего и нижнего двухолмия – это, соответственно, первичные зрительные и слуховые центры. На уровне верхнего двухолмия находится красное ядро (Рис. 2.10) – важная часть системы, управляющей моторными нейронами спинного мозга. Ещё одно физиологически важное скопление нейронов среднего мозга – чёрная субстанция, функционально связанная с подкорковыми ядрами (базальными ганглиями), находящимися в больших полушариях мозга. Нейроны серого вещества, расположенного вокруг водопровода, играют важную роль в восприятии боли: их отростки спускаются в спинной мозг, чтобы контролировать там передачу информации, связанной с болевой чувствительностью.

2.5. Мозжечок

Расположен дорсально относительно моста и продолговатого мозга, непосредственно над ним находятся затылочные доли большого мозга. Мозжечок получает сенсорную информацию от всех систем, возбуждающихся во время движения, а также от других регионов мозга, которые участвуют в создании двигательных программ. Передача информации к мозжечку и от него осуществляется по многочисленным нервным волокнам, образующим ножки мозжечка: три пары таких ножек анатомически и функционально соединяют мозжечок со стволом мозга.

Строение мозжечка довольно сложное: он имеет собственную кору, состоящую из огромного количества клеток нескольких разновидностей, а под корою, среди белого вещества проводящих волокон, располагаются несколько пар ядер мозжечка. Функция мозжечка состоит, в первую очередь, в формировании двигательных программ, необходимых для поддержания равновесия, регуляции силы и объёма движений: особенно важна роль мозжечка в регуляции быстрых движений.

2.6. Промежуточный мозг

Объединяет две соседние структуры мозга: зрительные бугры или таламус и гипоталамус (подбугорье). Зрительные бугры расположены по обе стороны третьего желудочка мозга и содержат большое количество переключательных ядер. Таламус является исключительно важным центром переработки почти всей сенсорной информации, это главная переключательная станция на пути передачи информации к коре мозга. Некоторые ядра таламуса получают сенсорную информацию с периферии, перерабатывают её и передают к определённым топографическим областям коры, которые специализируются на анализе только одного вида информации – зрительной, слуховой, соматосенсорной (воспринимающей сигналы от поверхности тела и от скелетных мышц). Таламические ядра такого типа называются специфическими или проекционными. Ядра другого типа, неспецифические, получают сигналы в основном от нейронов ретикулярной формации, такая информация не несёт сведений о специфических качествах действующих на организм раздражителей. Нейроны неспецифических ядер таламуса влияют на различные области коры. В свою очередь нейроны коры больших полушарий способны влиять на активность таламических нейронов, связи между таламусом и корой можно назвать двусторонними.

Наряду с сенсорными в таламусе существуют и моторные ядра: с помощью нейронов этих ядер устанавливаются связи между моторной корой, мозжечком и подкорковыми ядрами – три эти структуры мозга формируют двигательные программы. Ещё одна группа ядер таламуса необходима для того, чтобы обеспечить взаимодействие различных регионов коры друг с другом и с подкорковыми структурами. Такие ядра можно назвать ассоциативными, они нередко связаны друг с другом с помощью отростков своих нейронов. Благодаря своим многочисленным связям с различными регионами мозга таламус вовлекается в осуществление многих функций: например, при его участии лимбическая система формирует эмоции, гипоталамус управляет работой внутренних органов, а различные области коры осуществляют деятельность, связанную с психическими процессами.

Гипоталамус расположен в вентральной части промежуточного мозга непосредственно над гипофизом. Он является высшим центром регуляции вегетативных функций и координирует деятельность симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, согласует её с двигательной активностью. Он также управляет секрецией гормонов гипофиза, контролируя тем самым эндокринную регуляцию внутренних процессов. Некоторые из многочисленных ядер гипоталамуса регулируют водно-солевой баланс организма, температуру тела, чувство голода и насыщения, половое поведение. Гипоталамус является важнейшей мотивационной структурой мозга, в связи с этим он имеет прямое отношение к формированию эмоций и к организации целенаправленного поведения. Функции гипоталамуса обеспечиваются благодаря его двусторонним связям со многими регионами головного мозга и со спинным мозгом. Кроме того, многие нейроны гипоталамуса способны непосредственно реагировать на изменения внутренней среды организма.

2. 7. Конечный мозг (полушария)

Симметрично расположенные полушария мозга соединяются друг с другом приблизительно 200 миллионами нервных волокон, образующих т.н. мозолистое тело. В каждом полушарии различают кору мозга и находящиеся в глубине полушарий подкорковые ядра: базальные ганглии, гиппокамп и миндалины мозга.

Базальные ганглии – объединяют полосатое тело, состоящее из хвостатого ядра и скорлупы, и бледный шар. Они получают входную информацию от всех областей коры и от ствола мозга, а через ядра таламуса и от мозжечка, и используют её для формирования двигательных программ. Помимо этого базальные ганглии принимают участие в познавательной деятельности мозга.

Гиппокамп и миндалины являются важными компонентами лимбической системы мозга, формирующей эмоции. Гиппокамп необходим для образования следов памяти, для трансформации кратковременной памяти в долговременную. Миндалины координируют вегетативные и эндокринные реакции, связанные с эмоциональными переживаниями

Наружная поверхность полушарий представлена корой – по количеству нервных клеток это самый большой регион мозга. Площадь этой поверхности, вписанной в ограниченное черепом пространство, увеличена за счёт многочисленных складок, выглядящих как извилины, разделённые бороздами. Толщина серого вещества мозговой коры варьирует между 1,5 – 5 мм, нейроны расположены в ней слоями. В большей части коры есть шесть слоёв, различающихся между собой по составу образующих каждый слой клеток.

На поверхности каждого полушария принято различать четыре доли (Рис. 2.11). Кпереди от глубокой центральной борозды расположены лобные доли, позади неё – теменные. Латеральные или сильвиевы борозды отделяют от лобных и теменных долей височные доли, а затылочно-теменные борозды отделяют затылочные доли от теменных и височных. Различные области коры взаимодействуют друг с другом посредством прямых связей или с помощью ядер таламуса. Существует хорошо развитая сеть проводящих путей, которые позволяют коре больших полушарий получать сигналы от подкорковых структур и, в свою очередь, передавать им необходимую информацию.

В зависимости от выполняемых функций различные области коры подразделяются на сенсорные, моторные и ассоциативные. К сенсорным областям относятся: соматосенсорная кора, занимающая задние центральные извилины, зрительная кора, находящаяся в затылочных долях и слуховая кора, занимающая часть височных долей. Моторная кора находится в передних центральных извилинах и в примыкающих к этим извилинам регионах лобных долей. Ассоциативная кора занимает всю остальную поверхность мозга и подразделяется на префронтальную кору лобных долей, теменно-височно-затылочную (парието-темпорально-окципитальную) и лимбическую, к которой относят внутренние и нижние поверхности лобных долей, внутренние поверхности затылочных долей и нижние отделы височных долей. Префронтальная кора создаёт планы комплекса моторных действий, теменно-височно-затылочная интегрирует всю сенсорную информацию, а лимбическая участвует в формировании памяти, эмоций и определяет мотивационные аспекты поведения.

2.8. Защита мозга, цереброспинальная жидкость или ликвор

Мозг защищён от возможных повреждений надёжней, чем любой другой орган: кроме костного футляра из черепа и позвоночника существуют ещё три защитных оболочки. Это, во-первых, твёрдая наружная оболочка, местами соединённая с внутренней надкостницей костей черепа. Под нею находится паутинная оболочка, а непосредственно к мозгу примыкает мягкая оболочка. Между паутинной и мягкой оболочками существует пространство, заполненное цереброспинальной или спинномозговой жидкостью (ещё одно название для неё – ликвор). Подпаутинное пространство посредством расположенных в области продолговатого мозга отверстий сообщается с внутренними желудочками мозга, тоже заполненными ликвором (Рис. 2.12). В больших полушариях находятся боковые желудочки, которые соединяются с третьим желудочком, а он сообщается с четвёртым желудочком посредством водопровода. В свою очередь четвёртый желудочек соединяется с центральным каналом спинного мозга.

При таком распределении жидкости мозг оказывается взвешенным в ней и жидкость начинает играть роль гидравлического амортизатора, защищая нежную ткань от механических повреждений. Общее количество спинномозговой жидкости невелико – около 120-150 мл, из которых лишь 20-40 мл находятся в желудочках мозга. Ликвор содержит очень мало белка, а по солевому составу напоминает плазму крови. Мелкие кровеносные сосуды мозга постоянно выделяют небольшое количество такой жидкости, но примерно столько же её уходит в венозные синусы подпаутинного пространства: таким образом осуществляется непрерывная циркуляция ликвора. При некоторых заболеваниях эта циркуляция нарушается, что, в свою очередь, приводит к нарушениям деятельности ЦНС.

2.9. Кровоснабжение мозга и гематоэнцефалический барьер

Головной мозг снабжают кровью две сонные и две позвоночные артерии, которые, объединившись, образуют артериальный круг: ветви этого круга распределяются по всем регионам мозга. Нервные клетки способны работать только в условиях бесперебойной доставки кислорода и глюкозы, запасов которых у нейронов нет. Поэтому даже кратковременное прекращение притока крови к мозгу приводит к обмороку, при котором теряется сознание.

От артериальных сосудов, расположенных на поверхности мозга, отходят мелкие сосуды, которые проникают в ткань мозга и разделяются там на капилляры. Именно они служат непосредственным источником кислорода, глюкозы и незаменимых аминокислот. В то же время, многие содержащиеся в крови вещества не должны проникать в мозг, преградой для них является гематоэнцефалический барьер. Он образован, во-первых, особым устройством капилляров, эндотелиальные клетки которых уложены наподобие черепицы на крыше, а потому межклеточных щелей между ними нет. Во-вторых, капилляры мозга имеют необычайно плотную базальную мембрану и, в-третьих, примерно 88% поверхности этой мембраны покрывают отростки астроцитов – одной из разновидностей клеток глии (См. главу 3).

Гематоэнцефалический барьер препятствует диффузии всех крупных молекул, большинства продуктов патологических процессов и многих лекарств. В то же время потребление глюкозы и кислорода нейроны могут увеличивать по потребности – эти вещества проходят гематоэнцефалический барьер беспрепятственно.

2.10. Принципы организации функциональных систем мозга

Собрав и переработав всю сенсорную информацию, соответствующие области коры передают её ассоциативным полям, создающим замысел действий. В соответствии с этим замыслом моторные системы формируют команды для движений. Само решение о начале, как и об окончании действий, принимает мотивационная система, влияющая на выходную моторную активность, а через гипоталамус – и на состояние вегетативных функций. Несколько важных принципов определяют организацию этих функциональных систем.

1. Все проводящие пути топографически упорядочены. В каждой из систем, будь то сенсорная, моторная или мотивационная, каждый нейрон играет роль, предусмотренную генетическим сценарием. Проводящие пути, посредством которых отдельные нейроны объединяются в системы, так чётко структурированы топографически, что позволяют создавать нейронные карты.

Так, например, если на небольшом участке кожи от прикосновения возбудятся чувствительные окончания сенсорного нейрона, то этот нейрон передаст возбуждение через синапс следующему нейрону, который находится в продолговатом мозгу. Нейрон продолговатого мозга немедленно возбудит общающийся с ним нейрон таламуса, а тот передаст возбуждение в строго определённый участок задней центральной извилины. Если прикоснуться к соседнему участку кожи, то всё произойдёт в том же порядке, но участвовать в передаче информации будут другие нейроны, а поступит она в соседний участок коры.

По этому же принципу разные участки моторной коры используют «собственные» нейроны-посредники головного и спинного мозга для передачи команд строго определённым мышцам, среди которых одни должны сократиться, а другие в это же время расслабиться, чтобы получилось нужное движение. Контакты между взаимодействующими нейронам устанавливаются в процессе развития мозга по определённому генетическому замыслу.

Удивительная топографическая чёткость в организации сенсорных и моторных проводящих путей позволяет невропатологу точно определять область поражения мозга в зависимости от характера потерь в сенсорной и моторной деятельности.

Не только моторные и сенсорные системы, но и все взаимодействующие друг с другом структуры мозга и все их проводящие пути строго упорядочены.

2. В каждой сенсорной, моторной и мотивационной системе есть переключательные центры. Анатомически эти центры представлены переключательными ядрами – скоплениями тел нейронов, которые получают сигналы, перерабатывают их и распределяют по разным клеткам-мишеням. Переключательные ядра есть как в спинном, так и в головном мозгу, особенно много их в таламусе.

В ядрах происходит не простое переключение сигнала с одного нейрона на другой, эти сигналы определённым образом изменяются, а стало быть переключательные ядра являются и важными центрами переработки информации. Разные переключательные ядра содержат разные типы нейронов, среди которых полезно различать две отличающиеся группы:

а) Локальные интернейроны с относительно короткими отростками, которые не выходят за пределы самого переключательного ядра. Эти клетки участвуют в переработке сигналов посредством активации своих соседей или, наоборот, путём подавления их активности.

б) Проекционные интернейроны с длинными отростками, по которым выходной сигнал из переключательных ядер доставляется к другим регионам мозга.

3. В каждой системе используется несколько параллельных проводящих путей. В любой системе можно обнаружить ещё и подсистемы, каждая из которых решает собственную задачу. Так, например, в соматосенсорной системе разделены тактильное и болевое восприятие: для каждого вида чувствительности используются собственные проводящие пути.

В моторной системе выделяется т.н. пирамидный путь, который начинается от пирамидных клеток моторной коры и оканчивается в спинном мозгу: он крайне важен для управления тонкими движениями пальцев и кистей рук. Но, в то же время, положение тела или двигательные рефлексы спинного мозга контролируют другие проводящие пути моторной системы. Раздельные пути могут использоваться одновременно и тогда все подсистемы действуют согласованно.

4. Многие проводящие пути перекрещиваются. Большинство проводящих путей симметричны, но нередко они переходят на противоположную сторону. Так, например, пути передачи тактильного восприятия переходят слева направо и справа налево на уровне продолговатого мозга, а пути передачи болевой чувствительности перекрещиваются уже на уровне спинного мозга.

Движения левой и правой руки или ноги контролируют противоположные полушария мозга, перекрёст двигательных путей происходит на уровне продолговатого мозга. Самым большим перекрёстом является мозолистое тело: около 200 миллионов нервных волокон переносят сигналы от одного полушария к другому.

5. Разные области мозга специализируются на выполнении разных задач.

В первой половине ХХ века господствовало представление об эквипотенциальности мозга, т. е. о функциональной равноценности его регионов (это положение относили в первую очередь к коре мозга). В настоящее время подавляющее большинство исследователей убеждено в локализации определённых функций в определённых регионах мозга, причём это представление относится и к коре больших полушарий.

Так, например, любое ощущение возникает в результате переработки поступающей информации в строго определённых областях мозга: каждый вид информации перерабатывают специализированные рецепторы и переключательные центры, после чего она поступает к соответствующим областям представительства в коре: различным для тактильной, для зрительной, для слуховой чувствительности.

По тому же принципу организованы нейронные карты моторной системы: разные движения программируются разными регионами коры. В то же время следует учитывать, что похожая информация переносится и перерабатывается несколькими нейронными группами и несколькими нейронными путями параллельно.

6. Подобная информация перерабатывается параллельно. Принцип параллельной переработки информации означает, что любая важная сенсорная, моторная или другая интегративная функция всегда обеспечивается больше, чем одним нейронным путём. Наличие параллельно действующих путей позволяют компенсировать частичные повреждения какого-либо региона мозга, а со временем и сглаживать проявления нарушенной функции. Параллельная переработка информации отражает эволюционную стратегию надёжности, она существенно повышает функциональные возможности мозга.

По мнению А. Н. Лурия в принятии любого решения должен участвовать весь мозг, однако разные его отделы выполняют различные функции, в связи с чем можно выделить три важнейших блока. Во-первых, энергетический блок или блок регуляции тонуса и бодрствования, к которому относится ретикулярная формация мозгового ствола и функционально связанные с нею ядра таламуса. Этот блок принимает сенсорную информацию и фильтрует её, пропуская к коре больших полушарий лишь наиболее значимые сигналы. Одновременно он регулирует активность нейронов коры, подготавливая их к получению информации.

Во-вторых, это блок приёма, переработки и хранения информации, который представлен затылочными, височными и теменными областями коры. В него входят первичные и вторичные сенсорные зоны: зрительная, слуховая и соматосенсорная, а также ассоциативные регионы, в которых осуществляется интеграция всех видов сенсорной информации.

И, наконец, третий блок, представленный лобными областями коры, в задачи которого входит программирование, регуляция и контроль поведения

2.11. Элементарные операции мозга – основа психических процессов

Ни у кого не вызывает возражений представление о том, что разные формы поведения, связанные, например, с едой или с ходьбой, основываются на определённой активности мозга. Но человеческое поведение всегда связано с познавательными процессами, такими, как мышление, речь, творческая работа, а они невозможны без нормальной активности мозга: свидетельством тому являются многочисленные нарушения этих процессов, встречающиеся при поражениях мозга или при психических болезнях. Активность мозга лежит в основе поведения вообще, а не только в основе простых действий типа еды или ходьбы.

Ещё в XIX веке австрийский психиатр Карл Вернике (Wernicke K.) показал, что разные компоненты психических процессов относятся к разным регионам мозга, которые в определённой последовательности выполняют относительно простые операции, в результате которых формируется речь. Развитие этих идей в наше время привело к представлению о распределённой переработке информации.

Суть этого представления состоит в том, что отдельные регионы мозга не являются местом комплексной мыслительной деятельности, но каждый регион (в первую очередь различные регионы коры мозга) выполняет элементарные операции. Каждая подобная операция является одним из компонентов мышления, отдельные компоненты объединяются множеством сложно организованных нейронных путей. Каждый такой путь продублирован параллельными путями, что обеспечивает сохранность функции при возникновении ошибок в отдельном месте.

Все умственные процессы состоят из отдельных компонентов (можно, например, выделить восприятие, воспоминание, мышление, научение), но субъективно переживаются как целое. Эта целостность обеспечивается потому, что независимая и непрерывная переработка информации в нескольких регионах обязательно координируется межнейронными связями. Нелегко доказать: какие именно компоненты мыслительных процессов обеспечиваются определёнными нейронными путями или регионами мозга, но количество таких доказательств неуклонно возрастает.

Резюме

Содержащий огромное количество нейронов мозг человека анатомически и функционально очень чётко организован. Различные популяции нейронов, как и различные регионы мозга решают различные функциональные задачи. Межнейронные связи всегда топографически упорядочены и дублируются, что повышает их надёжность. Все функциональные системы мозга (сенсорные, моторные, мотивационные) постоянно взаимодействуют: на основе этой интеграции создаются самые разные формы поведения. Психические процессы тоже можно рассматривать как комплекс элементарных операций, выполняемых в разных регионах мозга, причём деятельность отдельных регионов постоянно координируется множеством межнейронных связей.

Вопросы для самоконтроля

16. В какой последовательности нервная система перерабатывает информацию?

А. Изменение поведения ® сенсорная система ® мотивационная система ® моторная система ® изменение среды;

Б. Сенсорная система ® мотивационная система ® изменение среды ® моторная система ® изменение поведения;

В. Изменение среды ® сенсорная система ® мотивационная система ® моторная система ® изменение поведения;

Г. Сенсорная система ® изменение среды ® мотивационная система ® моторная система ® изменение поведения;

Д. Изменение среды ® мотивационная система ® моторная система ® сенсорная система ® изменение поведения.

17. Какие нейроны называются афферентными?

А. Периферические; Б. Соматические; В. Вегетативные; Г. Уносящие информацию из ЦНС; Д. Приносящие информацию в ЦНС.

18. Каково смысловое значение термина «медиальный»?

А. Верхний; Б. Ближний; В. Ближе к животу; Г. Ближе к спине; Д. Ближе к середине.

19. Какой из указанных нервов является исключительно афферентным?

А. Обонятельный; Б. Тройничный; В. Лицевой; Г. Языкоглоточный; Д. Блуждающий.

20. При повреждении какого нерва может нарушиться процесс жевания?

А. Блокового; Б. Тройничного; В. Лицевого; Г. Языкоглоточного; Д. Блуждающего.

21. Какой из указанных нервов не содержит волокон парасимпатического отдела вегетативной нервной системы?

А. Глазодвигательный; Б. Лицевой; В. Языкоглоточный; Г. Блуждающий; Д. Подъязычный.

22. Назовите регион мозга, в котором находится чёрная субстанция:

А. Спинной мозг; Б. Продолговатый мозг; В. Мост; Г. Средний мозг; Д. Мозжечок.

23. Какая из перечисленных ниже структур играет особо важную роль в формировании внимания?

А. Ретикулярная формация; Б. Чёрная субстанция; В. Примыкающее к водопроводу серое вещество; Г. Красное ядро; Д. Ядро тройничного нерва.

24. Какие из перечисленных ниже ядер не могут находиться в таламусе?

А. Специфические; Б. Моторные; В. Ассоциативные; Г. Подкорковые; Д. Неспецифические.

25. Какая из указанных ниже структур принадлежит промежуточному мозгу?

А. Мост; Б. Средний мозг; В. Таламус; Г. Базальные ганглии; Д. Мозжечок.

26. Какая из указанных структур является важнейшей мотивационной областью мозга?

А. Таламус; Б. Гипоталамус; В. Средний мозг; Г. Гиппокамп; Д. Базальные ганглии.

27. Среди перечисленных ниже областей коры одна выделяется не по анатомическому, а по функциональному принципу; какая это область?

А. Ассоциативная; Б. Затылочная; В. Височная; Г. Теменная; Д. Лобная.

28. В чем состоит основная задача ассоциативных полей коры больших полушарий?

А. Принимать сенсорную информацию; Б. Перерабатывать сенсорную информацию; В. Определять начало и конец действий; Г. Создавать замысел действий; Д. Создавать двигательные команды.

29. Где существуют переключательные центры?

А. Только в сенсорной системе; Б. Только в моторной системе; В. Только в моторной и сенсорной системах; Г. Только в мотивационной системе; Д. В сенсорной, моторной и мотивационной системах.

30. Какую из указанных областей коры можно назвать лимбической?

А. Префронтальная кора лобных долей; Б. Внутренние и нижние поверхности лобных долей; В. Теменно-височно-затылочная кора; Г. Передние центральные извилины; Д. Задние центральные извилины.

Нервная система: строение и функции

Понятия «нервы» и «нервная система» мы употребляем довольно часто и по самому разному поводу. Кто-то нам все нервы испортил, а кто-то их постоянно треплет, хорошо тем, у кого нервная система устойчивая. И часто вспоминаем слова из песенки: «Разговор на эту тему портит нервную систему». А многие ли понимают суть этих понятий? Как показал небольшой опрос среди моих знакомых и студентов-первокурсников, предложение объяснить, что такое «нервная система», поставило многих в тупик. Вряд ли ответ: «Нервная система находится в голове», – можно считать удовлетворительным.

Что такое нервная система

Простейшие живые организмы, например амебы, никакой нервной системы не имеют. У них нет специализированных органов – процессы питания, размножения, контакта со средой и т. д. осуществляются одной и той же клеткой.

Но эволюция – это развитие организмов по пути их усложнения. И чем более сложным становится существо, тем больше появляется у него органов, которые специализируются на выполнении разных функций. Этот процесс нужно как-то контролировать, подчинить общей для всего организма цели. Не менее важно и сохранять опыт взаимодействия со средой, чтобы потом его использовать по необходимости. То есть требуется единый координационный центр, которым и становится нервная система, формирующаяся в процессе эволюции у высокоразвитых существ.

Нервная система (НС) – это комплекс разнообразных структур, которые обеспечивают функционирование и взаимодействие всех частей организма. И чем сложнее этот организм и его контакты с внешним миром, тем сложнее НС. Самая сложная она у человека, как у наиболее высокоорганизованного существа на планете Земля. Основные элементы нашей нервной системы – центральная и периферическая НС, связанные друг с другом многочисленными нервными волокнами. Обеспечивают работу всей этой сложной конструкции специализированные нервные клетки – нейроны. Вот обо всем этом мы сейчас поговорим подробнее.

Центральная нервная система

ЦНС напоминает главный процессор, который управляет всеми функциями организма. Она принимает и обрабатывает сигналы, поступающие как из внешнего мира, так и от органов, мышц, связок, рецепторов и т. д. Обработанные сигналы становятся основой обратной связи – рефлекторных реакций, возникающих по команде «главного процессора», и осознанных действий, поступков. Именно центральная нервная система отправляет команды сердцу, легким, желудочно-кишечному тракту, речевому аппарату, двигательным нервам и многим-многим другим системам.

ЦНС состоит из двух основных отделов – головного и спинного мозга.

Строение и функции головного мозга

Мозг – это очень сложный механизм, состоящий из нескольких отделов. Это результат длительной эволюции, поэтому сформировались его отделы в разное время и отвечают за выполнение задач разного уровня сложности. Самым молодым является верхний слой мозга, состоящий преимущественно из серого вещества – нейронов. Это кора больших полушарий.

Полушария головного мозга и их работа

Если посмотреть на мозг сверху, то он напоминает ядро грецкого ореха. Во-первых, из-за того, что разделен на две части, словно перетянут ниткой. Во-вторых, поверхность мозга такая же сморщенная, как грецкий орех. Это из-за того, что новая кора больших полушарий (неокортекс) значительно больше самих полушарий, и если ее растянуть, то площадь составит около 2 м². Хотя толщина неокортекса не превышает 4 мм, но нейронов в коре головного мозга насчитывается не менее 14 млрд. Представляете, сколько нервных связей между ними может возникнуть.

Наряду с нейронами (серым веществом) за работу мозга отвечает множество других клеток, в том числе глиальных. Они защищают нейроны, обеспечивают им поставку питания и выводят продукты метаболизма.

Полушария головного мозга специализированы. Левое отвечает за работу органов правой половины тела, а правое – соответственно курирует деятельность того, что у нас находится слева. Кроме этого, в левом полушарии находится центр речи, оно отвечает за операции со знаками (счет, письмо) и за рациональное, логическое мышление. А правое полушарие содержит центр образного мышления, оно управляет способностями человека к воображению и творчеству.

Кора больших полушарий имеет сложное строение. Выделяют следующие зоны:

• лобные доли;
• теменные доли;
• височные доли;
• затылочные доли.

Разные зоны связаны с различными системами и видами психической деятельности и выполняют свои функции. Так, лобные доли играют главную роль в мышлении. Это самый «человеческий» отдел головного мозга еще и потому, что лобные доли оказывают тормозящее действие на поведение, делают его более осознанным, контролируемым. Они-то и страдают в первую очередь при алкогольном опьянении. Ну, и еще мозжечок, который отвечает за равновесие тела.

Таким образом, кора больших полушарий является источником того, что называют высшими психическими функциями, то есть мышления, операции со знаками, воображения и речевой деятельности.

Под верхним, сравнительно тонким слоем неокортекса, покрывающим большие полушария, находится еще два слоя:

• Лимбическая система, включающая часть древней коры, играет важную роль в первичной обработке поступающих в мозг сигналов. Еще в лимбической системе, точнее в гипоталамусе, находится центр удовольствия и управления сексуальным поведением.
• R-комплекс или «мозг рептилии», самая древняя часть нашего мозга, сформировавшаяся более 100 млн лет назад. Эта область управляет примитивными рефлексами и древнейшими инстинктами, такими как инстинкт размножения, защита своей территории, стремление доминировать.

Большие полушария – самая известная часть головного мозга, но он имеет значительно более сложную структуру.

Структура головного мозга

Полушария, покрытые слоем коры и соединенные мозолистым телом, называют большим или конечным мозгом. Кроме него, есть и другие отделы:

• Промежуточный мозг, включающий таламус, эпиталамус и гипоталамус, является фильтром, пропускающим только необходимую информацию.
• Средний мозг регулирует процессы восприятия, в первую очередь, слуховые и зрительные рефлексы. Именно здесь возникают образы увиденных нами объектов.
• Продолговатый мозг – один из древних отделов, отвечающий за дыхание и работу сердца. Его повреждение смертельно опасно.
• Задний мозг, который включает в себя мозжечок и мост, соединяющий головной мозг со спинным и обеспечивающий прохождение сигналов от периферической нервной системы и обратно. Мозжечок отвечает за координацию движений.

Столь сложное строение мозга – результат длительной эволюции. Это пульт управления всем нашим организмом, поэтому природа постаралась надежно защитить мозг от возможных повреждений, спрятав его за прочной черепной коробкой.

Спинной мозг

Второй отдел ЦНС устроен более просто, да и происхождение его более древнее. Однако роль спинного мозга в управлении нашим организмом не стоит недооценивать.

Спинной мозг похож на шнур шириной около 10 мм и длиной порядка 45 см. Он тоже хорошо защищен и проходит в специальном канале позвоночника. Центральная часть спинного мозга образована серым веществом, то есть теми же нейронами, которые обеспечивают работу головного мозга. Оболочка спинного мозга состоит из белого вещества проводящих нервных волокон – аксонов.

Спинной мозг выполняет функцию доставки сигналов от головного мозга к органам и мышцам. Также этот отдел ЦНС обеспечивает ряд простейших, но очень важных рефлексов, в первую очередь двигательных. Например, когда мы отдергиваем руку от горячей сковородки, команду отдает спинной мозг. А еще благодаря этому мозгу мы можем ходить, танцевать, кататься на велосипеде, то есть усваивать двигательные навыки.

Периферическая нервная система

От головного и спинного мозга ко всем органам, мышцам и связкам протянулись нервные волокна, составляющие разветвленную нервную сеть, опутывающую весь наш организм. Этот комплекс нервных волокон и нервных узлов называется периферической нервной системой. Главная ее задача – поддержание двусторонней связи между центральной нервной системой и всеми частями нашего тела.

Скопления чувствительных нервных клеток – рецепторы – принимают информацию из внешнего мира или от внутренних органов. Затем по принимающим нервным волокнам (афферентным) эта информация отправляется для обработки в спинной и головной мозг. Если нужна самая примитивная, но быстрая реакция (отдергивание руки), то срабатывает спинной мозг и направляет нервный импульс к мышцам. Если же требуется более сложная обработка информации и принятие решения, то сигнал поступает в головной мозг, где принимается решение и направляется команда к мышцам и связкам.

Например, на столе лежит конфета. Мы ее видим, то есть сигнал попадает на чувствительные нервные окончания зрительного рецептора, затем по афферентным нервам импульс достигает зрительного отдела головного мозга, возникает образ, мозг его осмысливает, принимает решение и отдает команду. Этот сигнал уже по передающим (эфферентным) нервным волокнам достигает мышц руки, и рука хватает конфету. Все очень просто и в то же время неимоверно сложно, так как является результатом обмена нервными импульсами между миллионами нервных клеток, разнообразных биохимических реакций, активности разных отделов головного и спинного мозга.

Периферическая нервная система бывает двух типов:

• Вегетативная, отвечающая за работу желез, сосудов и всех внутренних органов.
• Соматическая, управляющая мышцами, рефлекторными и автоматическими движениями.

Периферическая нервная система, в отличие от центральной, практически ничем не защищена, поэтому и страдает чаще. Например, при простуде и механических повреждениях. Разнообразные невралгии – это довольно распространенные заболевания, доставляющие много неприятных ощущений.

Нейроны и их роль в нервной системе

Как бы ни было сложно устройство нервной системы, ключевую роль в ней играют крошечные нервные клетки – нейроны. Именно из них состоит серое вещество головного и спинного мозга, они ежесекундно обрабатывают миллионы сигналов, принимают информацию из окружающего мира и сохраняют ее, они составляют нервные волокна, которые обеспечивают связь ЦНС со всеми элементами и частями нашего организма.

Только в головном мозге насчитывается порядка 10¹¹ нервных клеток, каждая из которых может установить до 20 000 связей с другими нейронами. Поэтому утверждение, что оперативная мощность и память мозга взрослого человека намного превышает возможности современного компьютера, это совсем не преувеличение.

Каждая нервная клетка, помимо оболочки и ядра, имеет отростки. Один длинный отросток – аксон – отвечает за передачу сигналов, а множество коротких – дендритов – за их прием. Во время прохождения импульса между аксоном одной нервной клетки и дендритом другой возникает биохимическая реакция и появляется белковая молекула – нейротрансмиттер, выполняющий роль «мостика».

Место соединения аксона и дендрита называется синапс. Именно здесь в белковых молекулах синапсов, как считают ученые, записывается и хранится вся поступающая в мозг информация. Синапсы – основа нашей памяти, и возможности их практически безграничны. Считается, что мозг взрослого человека способен хранить 10¹⁹ бит информации, что превышает ее объем в глобальном информационном пространстве интернета.

Нейроны бывают разных видов и выполняют многочисленные функции:

• принимают сигналы из внешнего мира и от внутренних органов;
• передают возбуждение и нервные импульсы в пределах нервной системы;
• осуществляют первичную обработку и фильтрацию сигналов;
• сохраняют информацию и опыт;
• занимаются производством белковых соединений и гормонов, необходимых для функционирования головного мозга и организма в целом.

Нейроны – это работяги, они постоянно находятся в действии, поэтому перегрузка нервной системы приводит к их частичной гибели. Но расхожее мнение, что нервные клетки не восстанавливаются, неверно. Есть такой отдел головного мозга – гиппокамп. Он способен ежедневно создавать почти 1400 новых нейронов. Другое дело, что они начинают работать, только когда активизируется деятельность мозга, устанавливаются новые связи, а среднестатистический человек не использует и 10 % своих нервных клеток. С возрастом количество активных нейронов сокращается. Однако дело тут не в их «отмирании», а в том, что снижается умственная активность, а значит и потребность в новых нервных клетках.

Итак, нервная система – это сложнейший механизм, предназначенный для управления нашим организмом и способный решать самые разнообразные задачи. Но как она будет функционировать, во многом зависит от самого человека, точнее от того, как мы эту нервную систему настроим. Все же пульт управление находится не где-нибудь, а в нашем мозгу. Наши мысли, желания, намерения, инстинкты и рефлексы управляют всеми процессами, происходящими в организме. Правда, далеко не всегда это нами осознается.

Конспект лекции 10. Физиология вегетативной нервной системы.

Тема 7. физиология вегетативной нервной системы.

Лекция 10. Физиология вегетативной нервной системы.

Цель и задачи изучения.

Изучение материала данной лекции преследует цель ознакомить студентов с закономерностями функционирования вегетативной нервной системы человека.

Задачами изучения являются:

— изучение особенностей структуры и функции симпатического отдела вегетативной нервной системы;

— изучение особенностей структуры и функции парасимпатического отдела вегетативной нервной системы;

— ознакомление с особенностями структуры и функции метасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

Конспект лекции 10. Физиология вегетативной нервной системы.

Оглавление:

Морфофункциональная характеристика симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.

Вегетативные центры головного мозга.

Физиологические особенности вегетативной нервной системы.

Влияние симпатической и парасимпатической вегетативной системы на функции организма.

Особенности структуры и функций метасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

Впервые понятие вегетативная нервная системабыло введено в 1801 г. французским врачом А. Беша. Этот отдел ЦНС обеспечивает вегетативные функции организма и включает в себя три компонента:

1) симпатический;

2) парасимпатический;

3) метасимпатический.

К вегетативным относят те функции, которые обеспечивают обмен веществ в нашем организме (пищеварение, кровообращение, дыхание, выделение и др.). К ним относят также обеспечение роста и развития организма, размножения, подготовку организма к неблагоприятным воздействиям. Вегетативная система обеспечивает регуляцию деятельности внутренних органов, сосудов, потовых желез и другие подобные функции. Она регулирует обмен веществ, возбудимость и автономную работу внутренних органов, а также физиологическое состояние тканей и отдельных органов (в том числе головного и спинного мозга), приспосабливая их деятельность к условиям окружающей среды.

Морфофункциональная характеристика симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.Симпатический отдел нервной системы обеспечивает мобилизацию имеющихся у организма ресурсов (энергетических и интеллектуальных) для выполнения срочной работы. Ясно, что это может приводить к нарушениям равновесия в организме. Восстановление равновесия и постоянства внутренней среды организма является задачей нервной парасимпатической системы. Для этого необходимо непрерывно подправлять сдвиги, вызванные влияниями симпатического отдела, восстанавливать и поддерживать гомеостаз. Под гомеостазом в физиологии понимают поддержание в организме постоянства параметров внутренней среды. К ним относится поддержание постоянства состава крови, температуры тела и т.д.

Центры вегетативной нервной системы находятся в мозговом стволе и спинном мозге (рис.10.1). Центры симпатической нервной системы находятся в грудных и поясничных сегментах спинного мозга. Вегетативные волокна от этих центров отходят в составе передних корешков спинного мозга вместе с двигательными нервами. По обе стороны позвоночника с брюшной стороны расположены два ствола симпатической нервной системы. Их называют также симпатическими цепочками. Цепочка состоит из отдельных ганглиев, соединенных между собой и спинным мозгом многочисленными нервными волокнами. Каждое волокно, пришедшее к ганглию, иннервирует в ганглии до нескольких десятков нейронов (дивергенция(16)). Благодаря такому устройству симпатические влияния обычно имеют разлитой, генерализованный характер. От этих ганглиев отходят нервы, которые направляются к стенкам сосудов, потовым железам и внутренним органам. Кроме ганглиев симпатической цепочки, на некотором удалении от них находятся превертебральные ганглии. Самые крупные из них — солнечное сплетение и брыжеечные узлы.

Аксоны симпатических нейронов в периферических синапсах выделяют медиатор адреналин. Молекулы адреналина и норадреналина взаимодействуют с соответствующими рецепторами. Известно два типа таких рецепторов: альфа — и бета-адренорецепторы. В некоторых внутренних органах имеется только один из этих рецепторов, в других — оба. Так, в стенках кровеносных сосудов имеются и альфа-, и бета-адренорецепторы. Соединение адреналина с альфа-адренорецептором вызывает сужение артериол, а соединение с бета-адренорецептором — расширение артериол. В кишечнике, где имеются оба типа адренорецепторов, медиатор тормозит его деятельность. В сердечной мышце и стенках бронхов находятся только бета-адренорецепторы — симпатический медиатор вызывает расширение бронхов и учащение сердечных сокращений.

Большую роль в деятельности симпатической нервной системы играют надпочечники. Они формируются у человека во внутриутробный период за счет миграции еще не дифференцированных нейронов из нервной трубки в район почек. Там эти клетки образуют на вершинах обеих почек специальный орган — надпочечники. Надпочечники иннервируются симпатическими нервами. Кроме того, они могут активироваться адренокортикотропным гормоном(13), который выделяется в ответ на стресс из гипофиза и вместе с кровью достигает надпочечников. Под действием этого гормона из надпочечников выбрасывается в кровь смесь адреналина и норадреналина, которые разносятся по кровяному руслу и вызывают целый ряд симпатических реакций (учащение ритмики сокращений сердца, выделение пота, усиленное кровоснабжение мышц, покраснение кожи и многое другое).

Центры парасимпатической нервной системы находятся в мозговом стволе и в крестцовом отделе спинного мозга. также находятся центры нервной парасимпатической вегетативной системы. Волокна от спинномозговых центров идут в составе тазовых нервов, которые иннервируют органы таза (толстый кишечник, мочевой пузырь, половые органы и пр.). Ганглии парасимпатического отдела нервной вегетативной системы, в отличие от симпатических, расположены в стенках внутренних органов или вблизи них. Нервное волокно (аксон нейрона) от соответствующего парасимпатического центра в мозговом стволе или крестцовом отделе спинного мозга доходит до иннервируемого органа, не прерываясь, и заканчивается на нейронах парасимпатического ганглия. Следующий парасимпатический нейрон находится или внутри органа, или в непосредственной близости от него. Внутриорганные волокна и ганглии образуют сплетения, богатые нейронами, в стенках многих внутренних органов сердца, легких, пищевода, желудка и т.д., а также в железах внешней и внутренней секреции. Анатомическая конструкция парасимпатической части нервной вегетативной системы указывает на то, что влияния на органы с ее стороны носят более локальный характер, чем со стороны нервной симпатической системы.

Медиатором в периферических синапсах нервной парасимпатической системы служит ацетилхолин, к которому имеется два типа рецепторов: М- и Н-холинорецепторы. Это разделение основано на том, что М-холинорецепторы теряют чувствительность к ацетилхолину под влиянием атропина (выделен из гриба рода Muscaris), Н-холинорецепторы — под влиянием никотина.

Вегетативные центры головного мозга.

В продолговатом мозге расположены нервные центры, тормозящие деятельность сердца (ядра блуждающего нерва). В ретикулярной формации продолговатого мозга находится сосудодвигательный центр, состоящий из двух зон: прессорной и депрессорной. Возбуждение прессорной зоны приводит к сужению сосудов, а возбуждение депрессорной зоны — к их расширению. Сосудодвигательный центр и ядра блуждающего нерва постоянно посылают импульсы, благодаря которым поддерживается постоянный тонус: артерии и артериолы постоянно несколько сужены, а сердечная деятельность замедлена.

В продолговатом мозге находится дыхательный центр, который, в свою очередь, состоит из центров вдоха и выдоха. На уровне моста находится центр дыхания (пневмотаксический центр) более высокого уровня, который приспосабливает дыхание к изменениям физической нагрузки. Дыхание у человека может управляться также произвольно со стороны коры больших полушарий, например во время речи.

В продолговатом мозге имеются центры парасимпатической нервной системы, от которых отходят волокна в составе блуждающего, лицевого и языкоглоточного нервов. Эти центры участвуют в осуществлении целого ряда функций, в том числе регулируют деятельность ряда внутренних органов (сердца, желудка, кишечника, печени и т. д.), являются «запускающими» для выделения слюны, слезной жидкости, желчи и т. д. Все эти функции осуществляются по рефлекторному принципу (по типу ответной реакции на раздражитель).

В среднем мозге под передними буграми четверохолмия находятся парасимпатические центры аккомодации (2) глаза и зрачкового рефлекса.

Все перечисленные выше центры симпатической и парасимпатической систем подчинены высшему вегетативному центру — гипоталамусу. Гипоталамус, в свою очередь, подвержен влиянию ряда других центров головного мозга, образующих лимбическую систему, полное описание которой будет приведено в соответствующей теме. Влияние гипоталамуса на симпатическую и парасимпатическую регуляцию позволяет ему воздействовать на вегетативные функции организма гуморальным и нервным путями. Ранее уже разбиралось, что раздражение ядер передней группы гипоталамуса сопровождается парасимпатическими эффектами. Раздражение ядер задней группы вызывает симпатические эффекты в работе органов. Стимуляция ядер средней группы приводит к снижению влияний симпатического отдела автономной нервной системы. Указанное распределение функций гипоталамуса не абсолютно. Все структуры гипоталамуса способны в разной степени вызывать симпатические и парасимпатические эффекты. Следовательно, между структурами гипоталамуса существуют функциональные взаимодополняющие, взаимокомпенсирующие отношения.

В целом за счет большого количества связей, полифункциональности структур гипоталамус выполняет интегрирующую функцию вегетативной, соматической и эндокринной регуляции, что проявляется и в организации его ядрами ряда конкретных функций. Так, в гипоталамусе располагаются центры гомеостаза, теплорегуляции, голода и насыщения, жажды и ее удовлетворения, полового поведения, страха, ярости, регуляции цикла бодрствование—сон. Все эти центры реализуют свои функции путем активации или торможения вегетативного отдела нервной системы, эндокринной системы, структур ствола и переднего мозга. Гипоталамус подвержен влиянию ряда высших центров головного мозга, включая кору.

Физиологические особенности вегетативной нервной системы. Вегетативная нервная система обладает рядом анатомических и физиологических особенностей, которые определяют механизмы ее работы:

Анатомические свойства

1. Трехкомпонентное расположение нервных центров. Низший уровень симпатического отдела представлен боковыми рогами с VII шейного по III–IV поясничные позвонки, а парасимпатического – крестцовыми сегментами и стволом мозга. Высшие подкорковые центры находятся на границе ядер гипоталамуса (симпатический отдел – задняя группа, а парасимпатический – передняя). Корковый уровень лежит в области 6-8 полей Бродмана (мотосенсорная зона), в которых достигается точечная локализация поступающих нервных импульсов. За счет наличия такой структуры вегетативной нервной системы работа внутренних органов не доходит до порога нашего сознания.

2. Наличие вегетативных ганглиев. В симпатическом отделе они расположены либо по обеим сторонам вдоль позвоночника (симпатическая нервная цепочка), либо входят в состав сплетений. Таким образом, дуга имеет короткий преганглионарный и длинный постганглионарный путь. Нейроны парасимпатического отдела находятся в ганглии, расположенном вблизи рабочего органа или в его стенке, поэтому дуга имеет длинный преганглионарный и короткий постганглионарный путь.

Физиологические свойства

1. Особенности функционирования вегетативных ганглиев. Наличие феномена мультипликации (одновременного протекания двух противоположных процессов – дивергенции и конвергенции). Дивергенция – расхождение нервных импульсов от тела одного нейрона на несколько постганглионарных волокон другого. Конвергенция – схождение на теле каждого постганглионарного нейрона импульсов от нескольких преганглионарных. Это обеспечивает надежность передачи информации из ЦНС на рабочий орган. Увеличение продолжительности постсинаптического потенциала, наличие следовой гиперполяризации(11) и синаптической задержки способствуют передаче возбуждения со скоростью 1,5–3,0 м/с. Однако импульсы частично гасятся или полностью блокируются в вегетативных ганглиях. Таким образом они регулируют поток информации из ЦНС. За счет этого свойства их называют вынесенными на периферию нервными центрами, а вегетативную нервную систему – автономной.

2. Особенности нервных волокон. Преганглионарные нервные волокна относятся к группе В и проводят возбуждение со скоростью 3—18 м/с, постганглионарные – к группе С. Они проводят возбуждение со скоростью 0,5–3,0 м/с. Так как эфферентный путь симпатического отдела представлен преганглионарными волокнами, а парасимпатического – постганглионарными, то скорость передачи импульсов выше у парасимпатической нервной системы.

В целом, симпатическая нервная системаосуществляет адаптационно-трофическую функцию, включаясь в работу при физических нагрузках, эмоциональных реакциях, стрессах, болевых воздействий, кровопотерях. Она обеспечивает приспособление организма к меняющимся условиям среды существования. Парасимпатическая нервная системаявляется антагонистом симпатической и выполняет гомеостатическую и защитную функции, регулирует опорожнение полых органов. Гомеостатическая роль носит восстановительный характер и действует в состоянии покоя. Это проявляется в виде уменьшения частоты и силы сердечных сокращений, стимуляции деятельности желудочно-кишечного тракта при уменьшении уровня глюкозы в крови и т. д. Защитные рефлексы, осуществляемые ею, избавляют организм от чужеродных частиц. Например, кашель очищает горло, чиханье освобождает носовые ходы, рвота приводит к удалению пищи и т. д. Опорожнение полых органов происходит при повышении тонуса гладких мышц, входящих в состав стенки. Это приводит к поступлению нервных импульсов в ЦНС, где они обрабатывают и по эфферентному пути направляются до сфинктеров, вызывая их расслабление.

Влияние симпатической и парасимпатической вегетативной системы на функции организма. В большинстве органов возбуждение симпатической и нервной парасимпатической вегетативной системы вызывает противоположные эффекты. Однако нужно иметь в виду, что эти взаимодействия непростые. Например, парасимпатические нервы вызывают расслабление сфинктеров мочевого пузыря и одновременно сокращение его мускулатуры. Симпатические нервы сокращают сфинктер и одновременно расслабляют мускулатуру. Другой пример: возбуждение симпатических нервов увеличивает ритм и силу сердечных сокращений, а раздражение блуждающего (парасимпатического) нерва снижает ритм и силу сердечных сокращений. Более того, исследования показали, что между этими отделами нервной вегетативной системы существуют не только антагонизм (разнонаправлено), но и синергизм (однонаправлено). Повышение тонуса одного отдела нервной вегетативной системы, как правило, приводит к повышению тонуса и другого отдела. Более того, выяснилось, что есть органы и ткани только с одним типом иннервации. Например, сосуды кожи, мозговой слой надпочечников, матка, скелетные мышцы и некоторые другие имеют только симпатическую иннервацию, а слюнные железы иннервируются лишь парасимпатическими волокнами.

Вегетативные рефлексы. Эти рефлексы многочисленны. Они участвуют во многих регуляциях организма человека. При осуществлении вегетативных рефлексов влияния передаются по соответствующим нервам (симпатическим или парасимпатическим) из ЦНС. В медицинской практике наибольшее значение придают висцеро-висцеральным (от одного внутреннего органа на другой), висцеро-дермальным (от внутренних органов на кожу) и дермо-висцеральным (от кожи на внутренние органы) рефлексам.

К числу висцеро-висцеральных относят рефлекторные изменения сердечной деятельности, тонуса сосудов, кровенаполнения селезенки при повышении или понижении давления в аорте, каротидном синусе или легочных сосудах. Например, благодаря включению такого рефлекса происходит остановка сердца при раздражении органов брюшной полости. Висцеро-дермальные рефлексы возникают при раздражении внутренних органов и проявляются в изменении чувствительности соответствующих участков кожи (в соответствии с тем, какой орган при этом раздражается), потоотделении, реакции сосудов. Дермо-висцеральные рефлексы проявляются в том, что при раздражении определенных участков кожи изменяется функционирование соответствующих внутренних органов. Собственно на механизме этих рефлексов основано применение в лечебных целях согревания или охлаждения определенных участков кожи, например при болях во внутренних органах.

Вегетативные рефлексы часто используются врачами для суждения о функциональном состоянии вегетативной нервной системы. Например, в клинике часто исследуют рефлекторные изменения сосудов при механическом раздражении кожи (например, при проведении по коже тупым предметом). У здорового человека при этом возникает кратковременное побледнение раздражаемого участка кожи (белый дермографизм, derma — кожа). При высокой возбудимости нервной вегетативной системы на месте раздражения кожи появляется красная полоса, окаймленная бледными полосами суженых сосудов (красный дермографизм), а при еще более высокой чувствительности — отек кожи в этом месте. Часто в клинике используют функциональные вегетативные пробы для суждения о состоянии нервной вегетативной системы. Например, ортостатическая реакция: при переходе из положения, лежа в положение стоя происходит повышение кровяного давления и учащение сердечных сокращений. Характер изменения кровяного давления и сердечной деятельности при этой пробе может служить диагностическим признаком заболевания системы управления кровяным давлением. Другой пример, глазо-сердечная реакция (рефлекс Ашнера): при надавливании на глазные яблоки происходит кратковременное урежение сердечных сокращений.

Особенности структуры и функций метасимпатического отдела вегетативной нервной системы.Метасимпатическая нервная системапредставляет собой совокупность микроганглиев, расположенных в ткани органов. Они состоят из трех видов нервных клеток – афферентных, эфферентных и вставочных, и выполняют следующие функции:

1) обеспечивает внутриорганную иннервацию;

2) являются промежуточным звеном между тканью и экстраорганной нервной системой. При действии слабого раздражителя активируется метасимпатический отдел, и все решается на местном уровне. При поступлении сильных импульсов они передаются через парасимпатический и симпатический отделы к центральным ганглиям, где происходит их обработка.

Метасимпатическая нервная система регулирует работу гладких мышц, входящих в состав большинства органов желудочно-кишечного тракта, миокарда, секреторную активность, местные иммунологические реакции и др.

 

Контрольные вопросы для повторения и самостоятельной подготовки к экзамену:

1. Какие отделы выделяют в составе вегетативной нервной системы?

2. Что такое гомеостаз?

3. Перечислите функции соматической и парасимпатической частей вегетативной нервной системы.

4. В чем отличие вегетативных дуг и рефлексов от соматических?

5. Назовите вегетативные центры головного мозга.

6. Какова роль метасимпатической системы?

Контрольный тест к лекции 10:

 

1. Центры парасимпатической нервной системы находятся

а) в стволе мозга;

б) в спинном мозге;

в) в мозговом стволе и спинном мозге.

 

2. Аксоны симпатических нейронов в периферических синапсах выделяют медиатор

а) ацетилхолин;

б) адреналин;

в) глицин;

г) дофамин.

 

3. Медиатором в периферических синапсах нервной парасимпатической системы служит

а) ацетилхолин;

б) адреналин;

в) норадреналин;

г) дофамин.

 

4. Верно ли высказывание «Парасимпатическая нервная система всегдаявляется антагонистом симпатической»?

а) да;

б) нет.

 

5. Какое влияние на сердечную деятельность оказывает раздражение блуждающего нерва?

а) активирующее;

б)тормозное;

в) не влияют.

 

6. Метасимпатические нейроны располагаются преимущественно

а) в стволе мозга;

б) в спинном мозге;

в) в мозговом стволе и спинном мозге;

г) в ткани внутренних органов.

 

 

Наглядная информация

Рис. 10.1. Симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Функции и отделы нервной системы

 Обратная связь ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса — ваш вокал Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими Целительная привычка Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Тренинг уверенности в себе Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком» Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Как слышать голос Бога Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д. Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу. Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ Функции и отделы нервной системы 2. Структурно-функциональные элементы НС 3. Особенности распространения возбуждения в ЦНС Центры нервной системы Процессы торможения в ЦНС Рефлекс и рефлекторная дуга. Виды рефлекса Функции и отделы нервной системы Организм представляет собой сложную высокоорганизованную систему, состоящую из функционально взаимосвязанных клеток, тканей, органов и их систем. Управление их функциями, а также их интеграцию (взаимосвязь) обеспечивает нервная система. НС осуществляет также связь организма с внешней средой, путем анализа и синтеза поступающей к ней разнообразной информации от рецепторов. Она обеспечивает движения и выполняет функции регулятора поведения, необходимого в конкретных условиях существования. Это обеспечивает адекватное приспособление к окружающему миру. Кроме того, с функциями ЦНС связаны процессы, лежащие в основе психической деятельности человека (внимание, память эмоции, мышление и т.п.). Таким образом, функции нервной системы: • регулирует все процессы, протекающие в организме; • осуществляет взаимосвязь (интеграцию) клеток, тканей, органов и систем; • осуществляет анализ и синтез поступающей в организм информации; • регулирует поведение; • обеспечивает процессы, лежащие в основе психической деятельности человека. Согласно морфологическому принципу нервная система подразделяется на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую (парные спинномозговые и черепные нервы, их корешки, ветви, нервные окончания, сплетения и ганглии, лежащие во всех отделах тела человека). По функциональному принципу нервная система подразделяется на соматическую и вегетативную. Соматическая нервная система обеспечивает иннервацию главным образом органов тела (сомы) — скелетные мышцы, кожу и др. Этот отдел нервной системы связывает организм с внешней средой при помощи органов чувств, обеспечивает движение. Вегетативная нервная система иннервирует внутренние органы, сосуды, железы, в том числе эндокринные, гладкую мускулатуру, регулирует обменные процессы во всех органах и тканях. Вегетативная нервная система включает симпатический, парасимпатический и метасимпатический отделы. 2. Структурно-функциональные элементы НС Основной структурно-функциональной единицей НС является нейрон с его отростками. Их функции заключаются в восприятии информации с периферии или от других нейронов, ее переработке и передаче на соседние нейроны или исполнительные органы. В нейроне различают тело (сому) и отростки (дендриты и аксон). Дендриты — многочисленные сильно ветвящиеся протоплазматические выросты вблизи сомы, по которым возбуждение проводится к телу нейрона. Их начальные сегменты имеют больший диаметр и лишены шипиков (выростов цитоплазмы). Аксон — единственный осево — цилиндрический отросток нейрона, имеющий длину от нескольких мкм до 1 м, диаметр которого относительно постоянен на всем его протяжении. Конечные участки аксона делятся на терминальные веточки, по которым передается возбуждение от тела нейрона к другому нейрону или рабочему органу. Объединение нейронов в нервную систему происходит с помощью межнейрональных синапсов. Функции нейрона: 1. Восприятие информации (дендриты и тело нейрона). 2. Интеграция, хранение и воспроизведение информации (тело нейрона). Интегративная деятельность нейроназаключается во внутриклеточном преобразовании множества приходящих к нейрону гетерогенных возбуждений и формировании единой ответной реакции. 3. Синтез биологически активных веществ (тело нейрона и синаптические окончания). 4. Генерация электрических импульсов (аксонный холмик – основание аксона). 5. Аксонный транспорт и проведение возбуждения (аксон). 6. Передача возбуждений (синаптические окончания). Существует несколько классификаций нейронов. Согласно морфологической классификации нейроны различают по форме сомы. Выделяют нейроны зернистые, пирамидные, звездчатые нейроны и т.д. По числу отходящих от тела нейронов отростков выделяют униполярные нейроны (один отросток), псевдоуниполярные нейроны (Т- образно ветвящийся отросток), биполярные нейроны (два отростка), мультиполярные нейроны (один аксон и множество дендритов). Функциональная классификация нейронов основана на характере выполняемой ими функции. Выделяют афферентные (чувствительные, рецепторные) нейроны (псевдоуниполярные), эфферентные (мотонейроны, двигательные) нейроны (мультиполярные) и ассоциативные (вставочные, интернейроны) нейроны (в большинстве мультиполярные). Биохимическая классификация нейронов осуществляется с учетом природы вырабатываемого медиатора. Исходя из этого выделяют холинергические (медиатор ацетилхолин), моноаминергические (адреналин, норадреналин, серотонин, дофамин), ГАМКергические (гамма-аминомасляная кислота), пептидергические (субстанция Р, энкефалины, эндорфины, другие нейропептиды) и др. На основании этой классификации выделяют четыре основные диффузные модулирующиесистемы: 1. Серотонинергическаясистема берет начало в ядрах шва и выделяет нейромедиатор серотонин. Серотонин является предшественником мелатонина, образующегося в эпифизе; может принимать участие в формировании эндогенных опиатов. Серотонин играет основную роль в регуляции настроения. С нарушением функции серотонинергической системы связывают развитие психических нарушений, проявляющихся депрессией и тревогой, суицидальном поведении. Избыток серотонина обычно вызывает панику. На механизмах блокирования обратного захвата серотонина из синаптической щели основаны антидепрессанты последнего поколения. Серотонинергические нейроны ядер шва занимают центральное место в контроле цикла сон-бодрствование, он инициирует фазу быстрого сна. Серотонинергическая система мозга участвует в регуляции сексуального поведения: повышение уровня серотонина в мозге сопровождается угнетением половой активности, а снижение его содержания ведет к ее повышению. 2. Норадренергическаясистема берет начало в голубом пятне моста и функционирует как «центр сигнала тревоги», который становится наиболее активным, когда появляются новые стимулы окружающей среды. Норадренергические нейроны широко распространены по всей ЦНС и обеспечивают увеличение общего уровня возбуждения, инициируют вегетативные проявления стрессорной реакции. 3. Дофаминергическиенейроны широко распространены в ЦНС. Дофаминергические нейроны играют важную роль в мозговой системе удовлетворения потребностей (системе удовольствия). Эта система лежит в основе привыкания к наркотикам (включая кокаин, амфетамины, экстази, алкоголь, никотин и кокаин). В основе развития болезни Паркинсона лежит прогрессирующая дегенерация дофаминсодержащих пигментных нейронов черной субстанции и голубого пятна. Предполагается, что при шизофрении имеет место повышение активности дофаминовой системы мозга с увеличением выделения дофамина, агонисты дофамина типа амфетамина могут вызывать психозы, имеющие сходство с параноидной шизофренией. С обменом дофамина теснейшим образом связаны психомоторные процессы (исследовательское поведение, двигательные навыки). 4. Холинергическиенейроны широко распространены в центральной нервной системе, особенно в базальных ядрах и стволе мозга. Холинергические нейроны участвуют в механизмах избирательного внимания к конкретной задаче и важны для обучения и памяти. Холинергические нейроны участвуют в патогенезе болезни Альцгеймера. Одной из составных частей ЦНС является нейроглия (глиальные клетки). Она составляет почти 90 % клеток НС и состоит из двух видов: макроглии, представленной астроцитами, олигодендроцитами и эпендимоцитами, и микроглии. Астроциты – крупные звездчатые клетки выполняют опорную и трофическую (питательную) функции. Астроциты обеспечивают постоянство ионного состава среды. Олигодендроциты формируют миелиновую оболочку аксонов ЦНС. Олигодендроциты за пределами ЦНС называют Шванновскими клетками, они принимают участие в регенерации аксона. Эпендимоциты выстилают желудочки головного мозга и спинномозговой канал (это полости, заполненные мозговой жидкостью, которую секретируют эпедимоциты). Клетки микроглии могут превращаться в подвижные формы, мигрировать по ЦНС к месту повреждений нервной ткани и фагоцитировать продукты распада. В отличие от нейронов, клетки глии не генерируют потенциал действия, но могут влиять на процессы возбуждения. По гистологическому принципу в структурах НС можно выделить белое и серое вещество. Серое вещество – это кора головного мозга и мозжечка, различные ядра головного и спинного мозга, периферические (т.е. расположенные за пределами ЦНС) ганглии. Серое вещество образовано скоплениями тел нейронов и их дендритами. Отсюда следует, что оно отвечает за рефлекторные функции: восприятия и обработки поступающих сигналов, а также формирования ответа. Остальные структуры нервной системы образованы белым веществом. Белое вещество образовано миелинизированными аксонами (отсюда цвет и название), функция которых – проведение нервных импульсов.   3. Особенности распространения возбуждения в ЦНС Возбуждение в ЦНС не только передается от одной нервной клетки к другой, но и характеризуется рядом особенностей. Это конвергенция и дивергенция нервных путей, явления иррадиации, пространственного и временного облегчения и окклюзии. Дивергенция пути – это контактирование одного нейрона с множеством нейронов более высоких порядков. Так, у позвоночных существует разделение аксона чувствительного нейрона, входящего в спинной мозг, на множество веточек (коллатералей), которые направляются к разным сегментам спинного мозга и в различные отделы головного мозга. Дивергенция сигнала наблюдается и у выходных нервных клеток. Так, у человека один мотонейрон возбуждает десятки мышечных волокон (в глазных мышцах) и даже их тысячи (в мышцах конечностей). Многочисленные синаптические контакты одного аксона нервной клетки с большим числом дендритов нескольких нейронов являются структурной основой явления иррадиациивозбуждения (расширение сферы действия сигнала). Иррадиация бывает направленной, когда возбуждением охватывается определенная группа нейронов, и диффузной. Пример последней – повышение возбудимости одного рецепторного участка (например, правой лапки лягушки) при раздражении другого (болевого воздействия на левую лапку). Конвергенция – это схождение многих нервных путей к одним и тем же нейронам. Наиболее распространенной в ЦНС является мультисенсорная конвергенция, которая характеризуется взаимодействием на отдельных нейронах нескольких афферентных возбуждений различной сенсорной модальности (зрительной, слуховой, тактильной, температурной и т.д.). Конвергенция многих нервных путей к одному нейрону делает этот нейрон интегратором соответствующих сигналов. Если речь идет о мотонейроне, т.е. конечном звене нервного пути к мускулатуре, говорят об общем конечном пути. Наличие конвергенции множества путей, т.е. нервных цепочек, на одной группе мотонейронов лежит в основе феноменов пространственного облегчения и окклюзии. Пространственное и временное облегчение – это превышение эффекта одновременного действия нескольких относительно слабых (подпороговых) возбуждений над суммой их раздельных эффектов. Феномен объясняется пространственной и временной суммацией. Окклюзия– это явление, противоположное пространственному облегчению. Здесь два сильных (сверхпороговых) возбуждения вместе вызывают возбуждение такой силы, которая меньше арифметической суммы этих возбуждений отдельно. Причина окклюзии состоит в том, что эти афферентные входы в силу конвергенции отчасти возбуждают одни и те же структуры и поэтому каждый может создать в них почти такое же сверхпороговое возбуждение, как и вместе. Центры нервной системы Функционально связанная совокупность нейронов, расположенных в одной или нескольких структурах ЦНС и обеспечивающих регуляцию той или иной функции или осуществление целостной реакции организма, называется центром нервной системы.Физиологическое понятие нервного центра отличается от анатомического представления о ядре, где близко расположенные нейроны объединяются общими морфологическими особенностями.

1.2. Функциональная организация цнс . Центральная нервная система. Анатомия и физиология

Уровни функциональной организации

Единственное, с чем имеет дело мозг, – это информация. Все наши действия руководствуются информацией. Мозг функционирует, пока есть информация. Но что для мозга является информацией? Для мозга информация – это изменение среды, преобразованное в нервный код.

Элементарным обработчиком информации в мозге является нервная клетка, а единицей информации в ЦНС – потенциал действия. Потенциал действия – это электрический импульс, который генерирует нервная клетка и с помощью которого она воздействует на другие клетки. Нейрон кодирует передаваемую им информацию временной последовательностью потенциалов действия (рис. 15).

Рис. 15. Пример записи импульсной активности нервной клетки

Но нейрон – это лишь самый нижний уровень работы с информацией. Нервные клетки в ЦНС объединены в нервные центры. Нервный центр – это скопление нейронов, объединенных общей функцией.

Однако нервные центры – это не монолитные образования. Они подразделяются на модули. Модуль – это функциональное объединение нейронов для совместной обработки информации.

Вместе с тем нервные центры – это не обособленные, не независимые образования. Они объединяются в функциональные системы. Функциональная система – это набор нервных центров, участвующих в выполнении определенной функции.

Таким образом, мы можем выделить несколько уровней функциональной организации ЦНС:

1) нейрон – решающее устройство первого уровня, его задача – кодирование информации;

2) модуль – решающее устройство второго уровня, его задача – обработка информации;

3) нервный центр – командное устройство, его задача – формирование сообщений;

4) функциональная система, ее задача – реализация определенных функций.

Принципы обработки информации

Изучение мозга – это фактически изучение того, как он обрабатывает информацию. Современная наука представляет себе этот процесс в самом общем виде, и выглядит это следующим образом:

– обработка происходит в форме последовательных этапов, каждый этап реализуется определенным нервным центром;

– на каждом из этапов выполняется уникальная операция;

– система функционирует по принципу отрицательной обратной связи: решение нервным центром задачи прерывает его активность.

Такой алгоритм обработки информации возможен благодаря тому, что нервные центры находятся в иерархическом соподчинении. Иерархическая организация нервных центров выражается в следующем:

– нижележащий центр является информационным по отношению к вышележащему;

– вышележащий центр является управляющим по отношению к нижележащему.

В результате каждый нервный центр, входящий в определенную иерархическую систему, имеет два входа и два выхода (рис. 16).

Вход из нижележащего центра является информационным, вход из вышележащего центра – управляющим. Выход, направленный вверх является информационным, выход, направленный вниз, – управляющим.

Рис. 16. Входы и выходы нервного центра

Базовые процессы в нервной системе

Нервные центры взаимодействуют посредством двух процессов – возбуждения и торможения. Эти процессы характеризуются определенным набором свойств.

Свойства нервных процессов

1) Возбуждение и торможение могут иррадиировать.

Иррадиация – это распространение процесса из очага возникновения на окружающие клетки. Чем сильнее процесс в очаге возникновения, тем дальше он иррадиирует. Возбуждение иррадиирует быстрее торможения.

2) Иррадиация неизбежно сменяется концентрацией. Концентрация – это сосредоточение процесса в месте его первоначального возникновения. Концентрация происходит медленнее, чем иррадиация.

3) Концентрация сопровождается индукцией. Индукция – это свойство вызывать вокруг себя и после себя противоположный процесс. Индукция вытесняет процесс из той области, на которую он иррадиировал.

4) Возбуждение и торможение могут взаимодействовать. Это происходит при иррадиации процессов. Результат взаимодействия зависит от относительной силы конкурирующих процессов.

Распространение возбуждения и торможения

Возбуждение в нервной системе распространяется самостоятельно, торможение распространяется с помощью возбуждения (рис. 17).

Рис. 17. Схемы, иллюстрирующие процессы распространения возбуждения и торможения в нервной системе

Возбудительные связи между нервными центрами могут быть топическими (А), дивергентными (Б) и конвергентными (В) (рис. 18). Топическая связь обеспечивает передачу информации «точка в точку». Такой характер связей позволяет сохранять пространственные характеристики сигналов. Конвергентные и дивергентные связи обеспечивают обмен информацией между параллельными каналами обработки.

Рис. 18. Варианты возбудительных связей в нервной системе Круг – нейронный модуль, колонка кругов – нервный центр

Тормозные связи могут быть четырех типов. Прямое торможение (рис. 19, А) направлено на уменьшение количества каналов обработки.

Рис. 19. Варианты тормозных связей Стрелками показаны возбудительные связи, треугольник обозначает тормозную связь. Белые кружки – возбудительные нейроны, черные кружки – тормозные нейроны

Реципрокное торможение (рис. 19, Б) обеспечивает согласованную работу систем-антагонистов: активация одной системы сопровождается подавлением другой. Возвратное торможение (рис. 19, В) позволяет ограничить длительность и силу реакции нервной клетки. Латеральное торможение (рис. 19, Г) призвано ограничить распространение возбуждения в нервном центре и подчеркнуть фокус реакции. Эфферентное торможение (рис. 19, Д) позволяет вышележащему центру регулировать активность нейронов нижележащего центра.

Торможение в ЦНС может быть двух видов: постсинаптическое и пресинаптическое (рис. 20). Первое направлено на дендрит или тело клетки, второе – на аксон. Первое изменяет заряд мембраны в сторону гиперполяризации и тем самым снижает возбудимость нейрона. Второе препятствует приходу потенциалов действия к синапсу и тем самым блокирует передачу информации между клетками.

Рис. 20. Виды торможения

Базовые механизмы нервной деятельности

Одной из важных сторон нервной деятельности является формирование адаптивных реакций, вызванных изменениями среды. Эти реакции могут носить врожденный характер и обеспечиваться генетически закрепленными связями. Реакции могут быть и приобретенными. В этом случае они реализуются благодаря образованию новых функциональных связей. Кроме того, адаптивное поведение может носить произвольный характер и выражаться в форме деятельности, направленной на удовлетворение потребностей. В основе реализации адаптивного поведения лежит несколько базовых механизмов нервной деятельности.

Механизм реагирования посредством врожденных связей

Условия обитания закрепили за каждым видом определенный набор врожденных поведенческих реакций. Эти реакции имеют готовую морфофункциональную основу и называются безусловными рефлексами. Безусловный рефлекс – это постоянная, видоспецифическая, стереотипная, генетически закрепленная реакция организма на внутренние или внешние раздражители, осуществляемая при участии нервной системы. Субстратом безусловных рефлексов являются врожденные нервные связи. Рефлекс реализуется путем последовательной активации элементов рефлекторной дуги – афферентного, центрального и эфферентного звена. Запускается рефлекс активацией входа рефлекторной дуги – рецептивного поля данного рефлекса. Безусловные рефлексы обеспечивают выживание вида. Эволюция врожденных форм поведения проявляется в удлинении цепей рефлекторных реакций. Выделяют несколько уровней сложности безусловных рефлекторных реакций: элементарные, координационные, интегративные и сложнейшие.

Элементарные безусловные рефлексы представлены простейшими реакциями, которые вызываются активацией локального поля рецепторов. Они отличаются высокой степенью автоматизма и стереотипности и выражаются в реализации простых движений или в приспособительных изменениях работы отдельных внутренних органов.

Координационные безусловные рефлексы представлены комплексными реакциями, которые запускаются активацией широкого спектра рецепторов. Это синхронные сокращения и расслабления разных мышечных групп, или согласованные изменения работы нескольких внутренних органов. В реализацию таких рефлексов включаются обратные связи. Этот уровень реагирования обеспечивает формирование целостных двигательных актов и гомеостатических реакций.

Интегративные безусловные рефлексы – это комплексные поведенческие акты, которые вызываются биологически значимыми стимулами. Они проявляются в виде сложноорганизованной двигательной активности, которая сопровождается адекватными вегетативными изменениями. На этом уровне реагирования происходит переход от безусловных рефлексов к поведенческим актам.

Сложнейшие безусловные рефлексы (инстинкты) – это комплексы безусловных рефлексов в виде фиксированных последовательностей действий. Инстинкты реализуются благодаря наследственной поведенческой программе, общей для всех представителей вида. Эти реакции отражают исторический опыт вида и запускаются ключевыми стимулами при условии наличия определенной биологической потребности. При реализации инстинкта завершение одной безусловной реакции является сигналом к началу следующей. Этим определяется жесткая последовательность инстинктивных реакций. Достижение данного уровня рефлекторного реагирования обеспечивает переход к сложным формам поведения.

Реагирование посредством врожденных связей – это механизм низшей нервной деятельности. На ранних этапах эволюции нервной системы безусловные реакции – единственная форма реагирования. Круг воспринимаемых раздражителей ограничен, ограничен и репертуар возможных ответных действий. Но безусловные рефлексы не в состоянии в полной мере обеспечить уравновешивание организма со средой. Среда изменчива, а набор врожденных реакций ограничен.

Механизм реагирования посредством приобретенных связей

Помимо врожденных стереотипных реакций нервная система обладает механизмом, позволяющим в течение жизни создавать новые рефлекторные реакции. Такое оперативное приспособление к условиям обитания возможно благодаря пластичности нервной системы. В основе образования новых рефлекторных реакций лежит механизм формирования временных связей между нервными центрами. Такие приобретенные реакции получили название условных рефлексов. Речь идет о формировании не анатомической (она существует изначально), а функциональной связи, которая возникает благодаря облегчению синаптической передачи. Такое «проторение пути» между нервными центрами возможно при условии их многократного одновременного возбуждения. Возбуждение из нервных центров иррадиирует навстречу друг другу, суммируется, и в области повышенного возбуждения происходит облегчение синаптической передачи. В результате формируется новая рефлекторная дуга, афферентным звеном которой является центр условного раздражителя, а эфферентным звеном – центр безусловного рефлекса. Благодаря образованию временнои связи условный сигнал начинает активировать центр безусловного рефлекса. Условный рефлекс – это индивидуально приобретенная реакция на ранее индифферентный раздражитель, воспроизводящая безусловную реакцию. Адаптивное значение условного рефлекса состоит в том, что раздражитель, который прежде был не значимым, становится сигналом возможных изменений среды. Это позволяет организму подготовиться к предстоящим событиям. Образование временных связей – это механизм индивидуального приспособления: условные рефлексы изменчивы и бесконечно разнообразны, они образуются и исчезают.

Реагирование посредством приобретенных связей – это механизм высшей нервной деятельности. Условные рефлексы встраиваются в качестве компонентов в сложные поведенческие акты. Однако условно-рефлекторное обучение является неосознаваемым. Никто из нас не в состоянии сказать, каким набором условных рефлексов он располагает.

Вместе с тем все разнообразие форм поведения невозможно объяснить только лишь рефлекторными реакциями, даже весьма сложными. В ЦНС реализуется еще один механизм, позволяющий сделать поведение бесконечно разнообразным и обеспечивающий наибольший адаптационный потенциал.

Механизм формирования доминанты

Когда достижение результата невозможно путем рефлекторного реагирования, в мозге формируется функциональная система, призванная удовлетворить возникшую потребность. Функциональная система – это временное объединение нервных центров. Оно возможно благодаря образованию доминанты.

Доминанта – это система нервных центров с устойчиво высокой возбудимостью. Это физиологическое проявление мотивации, определяющей направленность поведения. Она создает готовность организма к определенному виду деятельности. Доминанта характеризуется рядом свойств:

– повышенная возбудимость: даже слабые раздражители способны усилить возбуждение доминанты;

– стойкость, инерционность возбуждения: очаг возбуждения сохраняется длительное время, пока не будет удовлетворена потребность;

– способность к суммированию возбуждения: возбуждение центров, не входящих в доминанту, притягивается к доминанте и поддерживает ее возбуждение;

– сопряженное торможение центров-антагонистов: доминанта активно тормозит центры, которые используются для удовлетворения иных потребностей.

Формирование динамичных функциональных систем на основе образования доминант – это физиологический механизм психической деятельности.

Итак, именно благодаря нервной системе организм функционирует как единое целое, решая при этом комплекс важных задач, связанных с удовлетворением биологических, социальных и высших потребностей.

Контрольные вопросы

1. Что в НС является единицей информации?

2. Как по современным представлениям организован в мозге процесс обработки информации?

3. В чем выражается иерархическая организация нервных центров?

4. Что такое иррадиация?

5. Каков функциональный смысл реципрокного торможения?

6. В чем проявляется эволюция врожденных форм поведения?

7. Что является базовым механизмом низшей нервной деятельности?

8. Какой механизм лежит в основе образования новых рефлекторных реакций?

9. В чем состоит адаптивное значение условного рефлекса?

10. Что такое доминанта и каковы ее свойства?

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Знакомство с нервной системой

Нервная система — это основная контролирующая, регулирующая и коммуникативная система в организме. Это центр всей умственной деятельности, включая мышление, обучение и память. Вместе с эндокринной системой нервная система отвечает за регулирование и поддержание гомеостаза. Через свои рецепторы нервная система поддерживает связь с окружающей средой, как внешней, так и внутренней.

Как и другие системы организма, нервная система состоит из органов, в основном головного и спинного мозга, нервов и ганглиев. Они, в свою очередь, состоят из различных тканей, включая нервную, кровь и соединительную ткань. Вместе они выполняют сложную деятельность нервной системы.

Различные виды деятельности нервной системы можно сгруппировать в три общие, перекрывающиеся функции:

• Сенсорный
• Интегративный
• Двигатель

Миллионы сенсорных рецепторов обнаруживают изменения, называемые стимулами, которые происходят внутри и вне тела.Они контролируют такие вещи, как температура, свет и звук из внешней среды. Внутри тела, внутренней среды, рецепторы обнаруживают изменения давления, pH, концентрации углекислого газа и уровней различных электролитов. Вся эта собранная информация называется сенсорным вводом.

Сенсорный ввод преобразуется в электрические сигналы, называемые нервными импульсами, которые передаются в мозг. Там сигналы объединяются, чтобы создать ощущения, вызвать мысли или добавить в память; Решения принимаются каждый момент на основе сенсорных входов.Это интеграция.

На основе сенсорного ввода и интеграции нервная система отвечает, посылая сигналы мышцам, заставляя их сокращаться, или железам, заставляя их производить секрецию. Мышцы и железы называются эффекторами, потому что они вызывают эффект в ответ на указания нервной системы. Это мощность двигателя или функция двигателя.

12.1 Базовая структура и функции нервной системы — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определить анатомические и функциональные отделы нервной системы
• Связать функциональные и структурные различия между структурами серого и белого вещества нервной системы со структурой нейронов.
• Перечень основных функций нервной системы

Представленная вами картина нервной системы, вероятно, включает в себя мозг, нервную ткань, находящуюся внутри черепа, и спинной мозг, расширение нервной ткани в пределах позвоночного столба.Это говорит о том, что он состоит из двух органов — и вы можете даже не думать о спинном мозге как об органе, — но нервная система представляет собой очень сложную структуру. Внутри мозга множество различных и отдельных областей отвечают за множество различных и отдельных функций. Это как если бы нервная система состоит из множества органов, которые все выглядят одинаково и могут быть дифференцированы только с помощью таких инструментов, как микроскоп или электрофизиология. Для сравнения легко увидеть, что желудок отличается от пищевода или печени, поэтому вы можете представить себе пищеварительную систему как совокупность определенных органов.

Центральная и периферическая нервная система

Нервную систему можно разделить на две основные области: центральную и периферическую нервную систему. Центральная нервная система (ЦНС) — это головной и спинной мозг, а периферическая нервная система (ПНС) — это все остальное (рис. 12.2). Мозг содержится в полости черепа, а спинной мозг — в полости позвоночника. Сказать, что ЦНС — это то, что находится внутри этих двух полостей, а периферическая нервная система — вне их, будет немного упрощенным, но это один из способов начать думать об этом.На самом деле есть некоторые элементы периферической нервной системы, которые находятся в черепной или позвоночной полостях. Периферическая нервная система названа так потому, что она находится на периферии, то есть за пределами головного и спинного мозга. В зависимости от различных аспектов нервной системы разделительная линия между центральным и периферическим не обязательно универсальна.

Рисунок 12.2. Центральная и периферическая нервная система. Структуры ПНС называются ганглиями и нервами, которые можно рассматривать как отдельные структуры.Эквивалентные структуры в ЦНС не очевидны с этой общей точки зрения, и их лучше всего исследовать в подготовленной ткани под микроскопом.

Нервная ткань, присутствующая как в ЦНС, так и в ПНС, содержит два основных типа клеток: нейроны и глиальные клетки. Глиальная клетка — это одна из множества клеток, которые обеспечивают основу ткани, которая поддерживает нейроны и их деятельность. Нейрон является наиболее функционально важным из двух с точки зрения коммуникативной функции нервной системы.Чтобы описать функциональные подразделения нервной системы, важно понимать структуру нейрона. Нейроны являются клетками и, следовательно, имеют сому или тело клетки, но они также имеют расширения клетки; каждое расширение обычно называют процессом. Есть один важный процесс, который каждый нейрон назвал аксоном, то есть волокно, соединяющее нейрон с его целью. Другой тип отростка, ответвляющегося от сомы, — это дендрит. Дендриты отвечают за получение большей части информации от других нейронов.Что касается нервной ткани, то есть области, которые преимущественно содержат тела клеток, и области, которые в основном состоят только из аксонов. Эти две области в структурах нервной системы часто называют серым веществом (области с множеством клеточных тел и дендритов) или белым веществом (области с множеством аксонов). Рисунок 12.3 демонстрирует появление этих областей в головном и спинном мозге. Цвета, приписываемые этим областям, видны в «свежей» или неокрашенной нервной ткани.Серое вещество не обязательно серое. Он может быть розоватым из-за содержания крови или даже слегка желтовато-коричневым, в зависимости от того, как долго хранилась ткань. Но белое вещество белое, потому что аксоны изолированы богатым липидами веществом под названием миелин. Липиды могут выглядеть как белый («жирный») материал, очень похожий на жир на сыром куске курицы или говядины. На самом деле серому веществу может быть приписан этот цвет, потому что рядом с белым веществом оно просто темнее — следовательно, серое.

Различие между серым и белым веществом чаще всего применяется к центральной нервной ткани, которая имеет большие области, которые можно увидеть невооруженным глазом.При изучении периферических структур часто используют микроскоп, и ткань окрашивают искусственными красками. Это не означает, что ткань центральной нервной системы нельзя окрасить и рассмотреть под микроскопом, но, скорее всего, неокрашенная ткань происходит из центральной нервной системы, например, из лобного сечения головного мозга или поперечного сечения спинного мозга.

Рис. 12.3 Серое вещество и белое вещество Мозг, удаленный во время вскрытия с удаленным частичным срезом, показывает белое вещество, окруженное серым веществом.Серое вещество составляет внешнюю кору головного мозга. (кредит: модификация работы «Suseno» / Wikimedia Commons)

Независимо от внешнего вида окрашенной или неокрашенной ткани, клеточные тела нейронов или аксонов могут располагаться в дискретных анатомических структурах, которые необходимо назвать. Эти имена относятся к тому, является ли структура центральной или периферийной. Локализованная совокупность тел нейронов в ЦНС называется ядром. В ПНС группа тел нейронных клеток называется ганглием.На рисунке 12.4 показано, как термин «ядро» имеет несколько различных значений в анатомии и физиологии. Это центр атома, где находятся протоны и нейтроны; это центр клетки, где находится ДНК; и это центр некоторой функции в ЦНС. Существует также потенциально сбивающее с толку использование слова ганглия (множественное число = ганглии), которое имеет историческое объяснение. В центральной нервной системе есть группа ядер, которые связаны друг с другом и когда-то назывались базальными ганглиями, прежде чем термин «ганглии» стал принят как описание периферической структуры.Некоторые источники называют эту группу ядер «базальными ядрами», чтобы избежать путаницы.

Рисунок 12.4 Что такое ядро? (а) Ядро атома содержит протоны и нейтроны. (б) Ядро клетки — это органелла, содержащая ДНК. (c) Ядро в ЦНС — это локализованный функциональный центр с клеточными телами нескольких нейронов, показанных здесь красным кружком. (кредит c: «Была пчелой» / Wikimedia Commons)

Терминология, применяемая к связкам аксонов, также различается в зависимости от местоположения.Пучок аксонов или волокон в ЦНС называется трактом, тогда как то же самое в ПНС называется нервом. В отношении этих терминов необходимо сделать важное замечание: они могут быть

15.1 Подразделения автономной нервной системы — анатомия и физиология

Перейти к содержаниюАнатомия и физиологияАнатомия и физиология15.1 Подразделения автономной нервной системы СодержаниеМое главное содержания

1. Предисловие
2. Уровни организации
   1. 1 Введение в человеческое тело
      1. Введение
      2. 1.1 Обзор анатомии и физиологии
      3. 1.2 Структурная организация человеческого тела
      4. 1.3 Функции человеческой жизни
      5. 1.4 Требования для человеческой жизни
      6. 1.5 Гомеостаз
      7. 1.6 Анатомическая терминология
      8. 1.7 Медицинская визуализация
      9. Ключевые термины
      10. Глава Обзор
      11. Вопросы по интерактивной ссылке
      12. Обзорные вопросы
      13. Вопросы критического мышления
   2. 2 Химический уровень организации
      1. Введение
      2. 2.1 Элементы и атомы: строительные блоки материи
      3. 2.2 Химические связи
      4. 2.3 Химические реакции
      5. 2.4 Неорганические соединения, необходимые для функционирования человека
      6. 2.5 Органические соединения, необходимые для функционирования человека
      7. Ключевые термины
      8. Обзор главы
      9. Интерактивная ссылка Вопросы
      10. Контрольные вопросы
      11. Вопросы о критическом мышлении
   3. 3 Сотовый уровень организации
      1. Введение
      2. 3.1 Клеточная мембрана
      3. 3.2 Цитоплазма и клеточные органеллы
      4. 3.3 Ядро и репликация ДНК
      5. 3.4 Синтез белка
      6. 3.5 Рост и деление клеток
      7. 3.6 Клеточная дифференцировка
      8. Ключевые термины
      9. Обзор главы
      10. Вопросы интерактивной связи
      11. Контрольные вопросы
      12. Вопросы о критическом мышлении
   4. 4 Организационный уровень тканей
      1. Введение
      2. 4.1 Типы тканей
      3. 4.2 Эпителиальная ткань
      4. 4.3 Соединительная ткань поддерживает и защищает
      5. 4.4 Мышечная ткань и движение
      6. 4.5 Нервная ткань обеспечивает восприятие и реакцию
      7. 4.6 Травма ткани и старение
      8. Ключевые термины
      9. Обзор главы Вопросы по интерактивной ссылке
      10. Контрольные вопросы
      11. Вопросы о критическом мышлении
3. Поддержка и движение
   1. 5 Покровная система
      1. Введение
      2. 5.1 Слои кожи
      3. 5.2 Дополнительные структуры кожи
      4. 5.3 Функции покровной системы
      5. 5.4 Заболевания, нарушения и повреждения покровной системы
      6. Ключевые термины
      7. Обзор главы
      8. Вопросы интерактивной связи
      9. Обзор Вопросы
      10. Вопросы критического мышления
   2. 6 Костная ткань и скелетная система
      1. Введение
      2. 6.1 Функции скелетной системы
      3. 6.2 Классификация костей
      4. 6.3 Костная структура
      5. 6.4 Формирование и развитие костей
      6. 6.5 Переломы: восстановление костей
      7. 6.6 Физические упражнения, питание, гормоны и костная ткань
      8. 6.7 Гомеостаз кальция: взаимодействие скелетной системы и других систем органов
      9. Ключевые термины
      10. Обзор главы
      11. Контрольные вопросы
      12. Вопросы критического мышления
   3. 7 Осевой скелет
      1. Введение
      2. 7.1 Отделы скелетной системы
      3. 7.2 Череп
      4. 7.3 Позвоночный столб
      5. 7.4 Грудная клетка
      6. 7.5 Эмбриональное развитие осевого скелета
      7. Ключевые термины
      8. Обзор главы
      9. Вопросы интерактивной связи

Организация нервной системы

• Мои предпочтения
• Мой список чтения

• Литературные заметки
• Подготовка к тесту
• Учебные пособия

!

• Дом
• Учебные пособия
• Анатомия и физиология
• Организация нервной системы

Все темы

• Основы анатомии и химии
  • Тест: что такое анатомия и физиология?
  • Атомы, молекулы, ионы и связи
  • Викторина: атомы, молекулы, ионы и связи
  • Неорганические соединения
  • Тест: неорганические соединения
  • Органические молекулы
  • Что такое анатомия и физиология?
  • Тест: органические молекулы
  • Химические реакции в метаболических процессах
  • Викторина: химические реакции в метаболических процессах
• Клетка
  • Викторина: Клетка и ее мембрана
  • Соединения ячеек
  • Тест: соединения ячеек
  • Перемещение веществ
  • Викторина: перемещение веществ
  • Отделение клеток
  • Клетка и ее мембрана
  • Тест: Cell Division
• Ткани
  • Эпителиальная ткань
  • Тест: эпителиальная ткань
  • Соединительная ткань
  • Тест: соединительная ткань
  • Нервная ткань
  • Введение в ткани
  • Тест: нервная ткань
  • Мышечная ткань
  • Тест: мышечная ткань
• Покровная система
  • Викторина: кожа и ее функции
  • Эпидермис
  • Тест: Эпидермис
  • Дермис
  • Викторина: Дермис
  • Гиподерма
  • Кожа и ее функции
  • Тест: гиподерма
  • Добавочные органы кожи
  • Викторина: дополнительные органы кожи
• Кости и скелетные ткани
  • Тест: типы костей
  • Структура кости
  • Тест: структура костей
  • Развитие костей
  • Тест: развитие костей
  • Рост костей
  • Функции костей
  • Тест: функции костей
  • Типы костей
  • Тест: рост костей
  • Костный гомеостаз
  • Тест: гомеостаз костей
  • Особенности поверхности костей
  • Тест: особенности поверхности костей
• Скелетная система
  • Тест: череп: череп и лицевые кости
  • Подъязычная кость
  • Тест: подъязычная кость
  • Позвоночный столб
  • Тест: позвоночник
  • Организация скелета
  • Викторина: Организация скелета
  • Череп: череп и лицевые кости
  • Грудь
  • Тест: грудная клетка
  • Грудной ремень
  • Quiz: Грудной ремень
  • Верхняя конечность
  • Тест: верхняя конечность
  • Тазовый ремень
  • Quiz: Тазовый пояс
  • Нижняя конечность
  • Тест: нижняя конечность
• Сочленения
  • Классифицирующие швы
  • Тест: классификация суставов
• Мышечная ткань
  • Тест: типы мышц
  • Соединительная ткань, связанная с мышечной тканью
  • Тест: соединительная ткань, связанная с мышечной тканью
  • Строение скелетных мышц
  • Тест: структура скелетных мышц
  • Сокращение мышц
  • Типы мышц
  • Тест: сокращение мышц
  • Мышечный метаболизм
  • Строение сердца и гладких мышц
  • Тест: структура сердца и гладких мышц
• Мышечная система
  • Тест: действия скелетных мышц
  • Названия скелетных мышц
  • Тест: названия скелетных мышц
  • Размер мышц и расположение мышечных пучков
  • Тест: размер мышц и расположение мышечных пучков

нервная система человека | Описание, развитие, анатомия и функции

Пренатальное и постнатальное развитие нервной системы человека

Почти все нервные клетки или нейроны генерируются во время пренатальной жизни, и в большинстве случаев после этого они не заменяются новыми нейронами.Морфологически нервная система впервые появляется примерно через 18 дней после зачатия с образованием нервной пластинки. Функционально он появляется с первым признаком рефлекторной активности во втором пренатальном месяце, когда стимуляция прикосновением к верхней губе вызывает реакцию отдергивания головы. Многие рефлексы головы, туловища и конечностей могут появиться на третьем месяце.

В процессе своего развития нервная система претерпевает значительные изменения, чтобы достичь своей сложной организации.Для того чтобы произвести примерно 1 триллион нейронов, присутствующих в зрелом мозге, в течение всей пренатальной жизни необходимо генерировать в среднем 2,5 миллиона нейронов в минуту. Это включает формирование нейронных цепей, содержащих 100 триллионов синапсов, поскольку каждый потенциальный нейрон в конечном итоге связан либо с выбранным набором других нейронов, либо с конкретными целями, такими как сенсорные окончания. Более того, синаптические связи с другими нейронами устанавливаются в определенных местах на клеточных мембранах целевых нейронов.Совокупность этих событий не считается исключительным продуктом генетического кода, поскольку генов просто не хватает, чтобы объяснить такую ​​сложность. Скорее, дифференцировка и последующее развитие эмбриональных клеток в зрелые нейроны и глиальные клетки достигается двумя наборами влияний: (1) специфическими подмножествами генов и (2) стимулами окружающей среды внутри и вне эмбриона. Генетические влияния имеют решающее значение для развития нервной системы в упорядоченной и временной последовательности.Клеточная дифференцировка, например, зависит от серии сигналов, регулирующих транскрипцию, процесса, в котором молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) дают начало молекулам рибонуклеиновой кислоты (РНК), которые, в свою очередь, выражают генетические сообщения, контролирующие клеточную активность. Влияния окружающей среды, происходящие от самого эмбриона, включают клеточные сигналы, которые состоят из диффундирующих молекулярных факторов ( см. Ниже Развитие нейронов). К факторам внешней среды относятся питание, сенсорный опыт, социальное взаимодействие и даже обучение.Все это важно для правильной дифференциации отдельных нейронов и для точной настройки синаптических связей. Таким образом, нервная система требует непрерывной стимуляции в течение всей жизни для поддержания функциональной активности.

Развитие нейронов

На второй неделе пренатальной жизни быстро растущая бластоциста (пучок клеток, на которые делится оплодотворенная яйцеклетка) превращается в так называемый эмбриональный диск. Эмбриональный диск вскоре приобретает три слоя: эктодерму (внешний слой), мезодерму (средний слой) и энтодерму (внутренний слой).Внутри мезодермы растет хорда, осевой стержень, который служит временным позвоночником. И мезодерма, и хорда выделяют химическое вещество, которое инструктирует и побуждает соседние недифференцированные клетки эктодермы утолщаться вдоль того, что станет дорсальной средней линией тела, образуя нервную пластинку. Нервная пластинка состоит из нервных клеток-предшественников, известных как нейроэпителиальные клетки, которые развиваются в нервную трубку ( см. Ниже Морфологическое развитие). Затем нейроэпителиальные клетки начинают делиться, диверсифицироваться и давать начало незрелым нейронам и нейроглии, которые, в свою очередь, мигрируют из нервной трубки в свое окончательное местоположение.Каждый нейрон образует дендриты и аксон; аксоны удлиняются и образуют ветви, концы которых образуют синаптические связи с выбранным набором целевых нейронов или мышечных волокон.

Человеческое эмбриональное развитие

Развитие человеческого эмбриона на 18-й день, на стадии диска или щита, показано на (слева) трехчетвертном виде и (справа) в поперечном сечении.

Encyclopædia Britannica, Inc. Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Замечательные события этого раннего развития включают упорядоченную миграцию миллиардов нейронов, рост их аксонов (многие из которых широко распространяются по всему мозгу) и формирование тысяч синапсов между отдельными аксонами и их целевыми нейронами.Миграция и рост нейронов зависят, по крайней мере частично, от химических и физических воздействий. Растущие кончики аксонов (называемые конусами роста), по-видимому, распознают и реагируют на различные молекулярные сигналы, которые направляют аксоны и нервные ветви к их соответствующим целям и устраняют те, которые пытаются синапсировать с неподходящими целями. Как только синаптическая связь установлена, клетка-мишень высвобождает трофический фактор (например, фактор роста нервов), который необходим для выживания нейрона, синапсирующегося с ней.Сигналы физического наведения участвуют в наведении контактов или миграции незрелых нейронов по каркасу из глиальных волокон.

В некоторых регионах развивающейся нервной системы синаптические контакты изначально не точны или стабильны, а затем следует упорядоченная реорганизация, включая устранение многих клеток и синапсов. Нестабильность некоторых синаптических связей сохраняется до тех пор, пока не наступит так называемый критический период, до которого влияние окружающей среды играет значительную роль в правильной дифференцировке нейронов и в тонкой настройке многих синаптических связей.После критического периода синаптические связи становятся стабильными и вряд ли будут изменены под влиянием окружающей среды. Это говорит о том, что на определенные навыки и сенсорную деятельность можно повлиять во время развития (включая послеродовую жизнь), а для некоторых интеллектуальных навыков эта способность к адаптации предположительно сохраняется в зрелом и позднем возрасте.

нервная система человека | Описание, развитие, анатомия и функции

Пренатальное и постнатальное развитие нервной системы человека

Почти все нервные клетки или нейроны генерируются во время пренатальной жизни, и в большинстве случаев после этого они не заменяются новыми нейронами.Морфологически нервная система впервые появляется примерно через 18 дней после зачатия с образованием нервной пластинки. Функционально он появляется с первым признаком рефлекторной активности во втором пренатальном месяце, когда стимуляция прикосновением к верхней губе вызывает реакцию отдергивания головы. Многие рефлексы головы, туловища и конечностей могут появиться на третьем месяце.

В процессе своего развития нервная система претерпевает значительные изменения, чтобы достичь своей сложной организации.Для того чтобы произвести примерно 1 триллион нейронов, присутствующих в зрелом мозге, в течение всей пренатальной жизни необходимо генерировать в среднем 2,5 миллиона нейронов в минуту. Это включает формирование нейронных цепей, содержащих 100 триллионов синапсов, поскольку каждый потенциальный нейрон в конечном итоге связан либо с выбранным набором других нейронов, либо с конкретными целями, такими как сенсорные окончания. Более того, синаптические связи с другими нейронами устанавливаются в определенных местах на клеточных мембранах целевых нейронов.Совокупность этих событий не считается исключительным продуктом генетического кода, поскольку генов просто не хватает, чтобы объяснить такую ​​сложность. Скорее, дифференцировка и последующее развитие эмбриональных клеток в зрелые нейроны и глиальные клетки достигается двумя наборами влияний: (1) специфическими подмножествами генов и (2) стимулами окружающей среды внутри и вне эмбриона. Генетические влияния имеют решающее значение для развития нервной системы в упорядоченной и временной последовательности.Клеточная дифференцировка, например, зависит от серии сигналов, регулирующих транскрипцию, процесса, в котором молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) дают начало молекулам рибонуклеиновой кислоты (РНК), которые, в свою очередь, выражают генетические сообщения, контролирующие клеточную активность. Влияния окружающей среды, происходящие от самого эмбриона, включают клеточные сигналы, которые состоят из диффундирующих молекулярных факторов ( см. Ниже Развитие нейронов). К факторам внешней среды относятся питание, сенсорный опыт, социальное взаимодействие и даже обучение.Все это важно для правильной дифференциации отдельных нейронов и для точной настройки синаптических связей. Таким образом, нервная система требует непрерывной стимуляции в течение всей жизни для поддержания функциональной активности.

Развитие нейронов

На второй неделе пренатальной жизни быстро растущая бластоциста (пучок клеток, на которые делится оплодотворенная яйцеклетка) превращается в так называемый эмбриональный диск. Эмбриональный диск вскоре приобретает три слоя: эктодерму (внешний слой), мезодерму (средний слой) и энтодерму (внутренний слой).Внутри мезодермы растет хорда, осевой стержень, который служит временным позвоночником. И мезодерма, и хорда выделяют химическое вещество, которое инструктирует и побуждает соседние недифференцированные клетки эктодермы утолщаться вдоль того, что станет дорсальной средней линией тела, образуя нервную пластинку. Нервная пластинка состоит из нервных клеток-предшественников, известных как нейроэпителиальные клетки, которые развиваются в нервную трубку ( см. Ниже Морфологическое развитие). Затем нейроэпителиальные клетки начинают делиться, диверсифицироваться и давать начало незрелым нейронам и нейроглии, которые, в свою очередь, мигрируют из нервной трубки в свое окончательное местоположение.Каждый нейрон образует дендриты и аксон; аксоны удлиняются и образуют ветви, концы которых образуют синаптические связи с выбранным набором целевых нейронов или мышечных волокон.

Человеческое эмбриональное развитие

Развитие человеческого эмбриона на 18-й день, на стадии диска или щита, показано на (слева) трехчетвертном виде и (справа) в поперечном сечении.

Encyclopædia Britannica, Inc. Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Замечательные события этого раннего развития включают упорядоченную миграцию миллиардов нейронов, рост их аксонов (многие из которых широко распространяются по всему мозгу) и формирование тысяч синапсов между отдельными аксонами и их целевыми нейронами.Миграция и рост нейронов зависят, по крайней мере частично, от химических и физических воздействий. Растущие кончики аксонов (называемые конусами роста), по-видимому, распознают и реагируют на различные молекулярные сигналы, которые направляют аксоны и нервные ветви к их соответствующим целям и устраняют те, которые пытаются синапсировать с неподходящими целями. Как только синаптическая связь установлена, клетка-мишень высвобождает трофический фактор (например, фактор роста нервов), который необходим для выживания нейрона, синапсирующегося с ней.