ActionTeaser.ru - тизерная реклама

**НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Нервная система регулирует работу органов, осуществляет согласованную деятельность разных систем органов, обеспечивает связь организма с внешней средой, а также сознательную деятельность людей.
Выполнение этих функций связано с особенностями строения и функционирования нервных клеток, их отростков и соединений (синапсов). Основными свойствами нервного волокна и тела нервной клетки являются возбудимость и проводимость. Наиболее характерным свойством клеточной мембраны не только нейронов, но и всех живых клеток является поддержание разности потенциалов между цитоплазмой и внеклеточной жидкостью — потенциала покоя, причем внутренняя сторона мембраны заря¬жена отрицательно по отношению к наружной. Потенциал покоя обусловлен неравенством концентраций ионов К, Nu и С1 по обе стороны клеточной мембраны и неодинаковой проницаемостью мембраны для этих ионов.
Разность потенциалов у большинства клеток создается диффузией ионов К+ из цитоплазмы в наружную среду, а ионов С1~ — из наружной среды в цитоплазму. Если на поверхность
нервного волокна или клетки наносится раздражение, то нару¬шается проницаемость мембраны: ионы натрия устремляются внутрь, заряд меняется на противоположный и возникает потенциал действия (возбудимость). Изменения, вызываемые раздражением, быстро распространяются на соседние участки мембраны (проводимость).
43.1. Рефлекторный принцип деятельности нервной системы

6
Нервная регуляция носит рефлекторный характер. Рефлексом называют ответную реакцию организма на раздражение рецепто¬ров, осуществляемую через центральную нервную систему (ЦНС). Путь, по которому распространяется возбуждение при осуществ¬лении рефлекса, называют рефлекторной дугой (рис.43.1). Рефлекторные дуги состоят из следующих компонентов: рецепто¬ра, воспринимающего раздражение; чувствительного (центрост¬ремительного) нервного волокна, по которому возбуждение передается от рецептора в ЦНС; нервного центра — группы вставочных (ассоциативных) нейронов, расположенных на раз¬личных уровнях ЦНС и передающих нервные импульсы с чувствительных нервных клеток на двигательные; двигательного (центробежного) нервного волокна, передающего возбуждение от ЦНС к исполнительному органу, деятельность которого изменя¬ется в результате рефлекса

Различают рефлексы соматические (обеспечивающие движение мышц) и веге­тативные (регулирующие функции внутренних орга­нов и тонус сосудов). Наи­более простая рефлекторная дуга (двухнейронная) со­держит чувствительный и двигательный нейроны, между которыми имеется один синапс (дуга коленно­го рефлекса). Рефлекторные дуги большинства рефлек­сов включают не два, а большее количество нейро­нов: чувствительный, один или несколько вставочных и двигательный. Посредст­вом вставочных нейронов

осуществляется связь с вы­шележащими отделами ЦНС и передается инфор- 428
мация об адекватности ответа исполнительного органа получен­ному раздражению.

Большое значение для рефлекторной реакции наряду с возбуждением имеет торможение. Этот нервный процесс заклю­чается в задержке возбуждения в ответ на раздражение или в ослаблении уже возникшего в ЦНС возбуждения. Взаимосвязь возбуждения и торможения обеспечивает согласованную работу всех органов и организма в целом.

43.2. Строение нервной системы

7

Нервная система анатомически подразделяется на центральную и периферическую (нервы, нервные узлы, сплетения, нервные окончания). В зависимости от характера иннервации органов и тканей нервную систему делят на соматическую и вегетативную. Соматическая нервная система регулирует произвольные движения скелетной мускулатуры и обеспечивает чувствительность. Веге­тативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов, кровеносной системы, желез внутренней секреции и обмен веществ.

Центральный отдел соматической нервной системы состоит из спинного и головного мозга. Спинной и головной мозг покрыт тремя соединительнотканными мозговыми оболочками.

Спинной мозг расположен в позвоночном канале от I шейного до I — II поясничных позвонков (рис.43.2).

8Передней и задней продольными бороздами спинной мозг делится на две симметричные половины. В центре проходит спинномозговой канал, вокруг которого сосредоточено серое вещество. Наружный слой спинного мозга образован белым веществом, состоящим из отростков нейронов, которые формируют проводящие пути. На поперечных срезах серое вещество напоминает контур бабочки и состоит из передних, задних, боковых рогов и промежуточной части, соединяющей их.

В передних рогах расположены двигательные нейроны {мото­нейроны) , аксоны которых иннервируют скелетные мышцы, в задних — вставочные нейроны, связывающие чувствительные и двигательные нейроны, а в боковых рогах — вегетативные нейроны, аксоны которых идут на периферию к вегетативным узлам. От спинного мозга отходит 31 пара смешанных спинно­мозговых нервов, каждый из которых начинается двумя кореш­ками: передним (двигательным) и задним (чувствительным) .В состав передних корешков входят также вегетативные волокна. На задних корешках находятся спинномозговые узлы (скопления чувствительных нервных клеток). В межпозвоночных отверстиях двигательные и чувствительные корешки соединяются, образуя смешанные нервы. Каждая пара спинномозговых нервов иннервирует строго определенный участок тела

передняя продольная борозда

Спинной мозг выполняет две важные функции: рефлекторную и проводниковую. Как рефлекторный центр спинной мозг осуществляет двигательные и вегетативные рефлексы. Двигатель­ные нейроны спинного мозга иннервируют все мышцы туловища и конечностей. С вегетативными центрами спинного мозга связаны важнейшие вегетативные рефлексы: сосудодвигательный, пищевой, дыхательный, дефекации, мочеиспускания, половой. Рефлектор­ную функцию спинной мозг осуществляет во взаимодействии с головным мозгом. Проводниковая функция производится за счет восходящих и нисходящих путей белого вещества.

Головной мозг находится в мозговом отделе черепа. Масса головного мозга у взрослых людей составляет около 1400 — 1600 г. Он состоит из пяти отделов: переднего, промежуточного, среднего, заднего (мост и мозжечок) и продолговатого. Полушария переднего мозга человека являются эволюционно более новыми и достигают наибольшею развития (дс^ 80% массы мозга). Продолговатый мозг, варолиев мост (задний мозг), средний и промежуточный образуют ствол головного мозга. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Первые две пары нервов — обонятельные (I) и зрительные (II) — начинаются от больших полушарий, а остальные — от скоплений серого вещества (ядер в стволе мозга). Внутри головного мозга находятся полости — 430

мозговые желудочки, заполненные спинномозговой жидкостью. Желудочки сообщаются между собой и со спинномозговым каналом (рис.43.3).

Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга. Белое вещество продолговатого мозга находится снаружи, серое — внутри в виде отдельных скоплений нейронов — ядер. Среди них ядра четырех пар черепно-мозговых нервов (IX — XII).Продолго­ватый мозг выполняет две функции: рефлекторную и проводнико­вую. В сером веществе расположены центры дыхания, сердечной деятельности, сосудодвигательный, центры безусловных пищевых рефлексов (сосания, глотания, отделения пищеварительных соков), защитных рефлексов (кашля, чихания, мигания, слезоотделения, рвоты). С деятельностью продолговатого мозга, кроме того, связаны рефлексы положения тела, изменения тонуса шейных мышц и мышц туловища. Белое вещество продолговатого мозга образует проводящие пути.

Задний мозг состоит из варолиева моста и мозжечка. Варолиев мост содержит ядра с V по VIII пары черепно-мозговых нервов. Проводящие пути моста связывают продолговатый мозг и мозжечок с большими полушариями. Мозжечок расположен над продолговатым мозгом. В нем выделяют два боковых полушария и среднюю часть — червь. Снаружи полушария покрыты корой, внутри находится белое вещество. Основными функциями моз-

 

жечка являются координация движений и нормальное распреде­ление мышечного тонуса. При повреждении мозжечка у человека произвольные движения становятся резкими, несоразмерными, теряется способность нормально ходить и стоять, снижается сила мышечных сокращений, нарушается тонус мышц.

Средний мозг (четверохолмие) состоит из двух ножек и крыши (пластинки четверохолмия). В ножках мозжечка проходят восхо­дящие и нисходящие нервные пути. В сером веществе лежат ядра III и IV пар черепно-мозговых нервов. Средний мозг играет важную роль в регуляции мышечного тонуса и в появлении установочных рефлексов, обеспечивающих сохранение правильного положения тела в пространстве. Четверохолмие является центром зрительных и слуховых ориентировочных рефлексов.

Промежуточный мозг включает зрительные бугры (таламус), надбугорную область (эпиталамус), подбугорную область (гипота­ламус) и коленчатые тела. Сверху к нему прилегает эпифиз, снизу — гипофиз


Таламус является подкорковым центром всех видов чувствительности, за исключением обонятельной. Кроме того, он регулирует и координирует внешнее проявление эмоций (мимику, жесты, изменение дыхания, пульса, давления). В гипоталамусе находятся высшие центры вегетативной нервной системы, обеспечивающие постоянство внутренней среды, а также регулирующие обмен веществ, температуру тела. С гипоталамусом связаны чувство голода, жажды и насыщения, регуляция сна и бодрствования. Гипоталамус контролирует деятельность передней доли гипофиза и вырабатывает гормоны, поступающие в заднюю долю гипофиза. В состав надбугорья входит эпифиз. Ядра эпиталамуса принимают участие в работе обонятельного анализа­тора. В коленчатых телах находятся подкорковые центры зрения и слуха.

Ретикулярная формация — сеть нейронов и нервных волокон, расположенных в спинном мозге и в стволе головного мозга. Она влияет на активность (повышает и понижает) нейронов разных отделов центральной нервной системы (оказывает не­специфические воздействия).

Передний мозг представлен правым и левым полушариями, которые соединены пластинкой белого вещества — мозолистым телом. Серое вещество (кора) находится сверху полушарий, белое — внутри. Белое вещество представляет собой проводящие пути полушарий. Среди белого вещества находятся ядра серого вещества (подкорковые структуры).

Кора больших полушарий представляет собой слой серого вещества толщиной в 2 — 4 мм. Она образована нервными клетками (14— 17 млрд.), расположенными в шесть слоев на поверхности переднего мозга. Многочисленные складки, извилины и борозды значительно увеличивают площадь коры (до 2000 — 2500 см ). Несколько глубоких борозд делят каждое полушарие на четыре 432 доли: лобную, теменную, височную и затылочную. Центральная борозда отделяет лобную долю от теменной, боковая — височную долю от лобной и теменной, теменно-затылочная борозда — теменную долю от затылочной. Спереди от центральной борозды в лобной доле находится передняя центральная извилина, позади нее — задняя центральная извилина. Нижнюю поверхность полу­шарий называют основанием мозга.

Различные области коры определяют разные функции, с чем связано выделение в ней ряда зон. Двигательная зона коры расположена в передней центральной извилине лобной доли, зона кожно-мышечной чувствительности — в задней центральной извилине теменной доли. Зрительная зона находится в затылочной доле, слуховая — в височной. Центры обоняния и вкуса функционально связаны между собой и расположены на внутрен­ней поверхности височной и лобных долей. Ассоциативные зоны коры (в частности, теменная доля) связывают различные области коры. Здесь происходит интеграция всех импульсов, поступающих в мозг. Деятельность этих зон лежит в основе высших психических функций человека (памяти, способности к логическому мышлению и обучению, воображению), обеспечивающих возможность целе­сообразной реакции поведения. Они играют важную роль в формировании условных рефлексов.

С развитием коры у млекопитающих регуляция’ функций организма перемещается в нее из нижних отделов. Деятельность каждого органа человека находится под контролем коры больших полушарий. Исследования показали, что при любом спинномоз­говом рефлексе или рефлексе, связанном с деятельностью определенных частей головного мозга, возбуждение передается по проводящим путям в соответствующие участки коры. Наряду с этим кора обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой и главное — представляет материальную основу психиче­ской деятельности. Качественной особенностью мозга млекопита­ющих и человека является функциональная асимметрия. Левое и правое полушария неравнозначны по своим функциям. Правое отвечает за образное мышление, левое — за абстрактное, в нем находятся центры письменной и устной речи.
Вегетативная нервная система является частью нервной системы, регулирующей деятельность внутренних органов (ды­хания, кровообращения, пищеварения, выделения и др.). Она влияет на обмен веществ и рост; играет ведущую роль в поддержании постоянства внутренне^ среды и в приспособитель­ных реакциях организма. Центральная часть вегетативной нервной системы расположена в среднем, продолговатом и спинном мозге. Импульсы из нервного центра к рабочему органу проходят по двум последовательно расположенным нейронам (рис.43.4). Тела первых нейронов лежат в центральном отделе нервной системы, 15-236′

тела вторых — за ее пределами, в узлах ве­гетативной нервной системы. Вегетативная нервная система не имеет собственных чувствительных путей. Они являются общими для соматической и ве­гетативной нервной системы. Деятельность вегетативной нервной системы не подчинена воле человека.

Вегетативная нерв­ная система состоит из двух частей: симпати­ческой и парасимпати­ческой. Центральный отдел симпатической нервной системы обра­зуют нейроны боковых рогов спинного мозга на уровне всех его грудных и трех верхних поясничных сегментов. Их отростки заканчиваются в нервных узлах двух цепочек, расположенных по обеим сторонам позвоночника. В этих ганглиях расположены тела вторых двигательных нейронов, отростки которых заканчиваются в рабочих органах (сосуды, железы, гладкие мышцы внутренних органов и др.). Медиаторами в синапсах симпатической нервной системы являются в основном адреналин и норадреналин.

Центральный отдел парасимпатической нервной системы представлен ядрами в среднем мозге (III пара черепно-мозговых нервов), продолговатом мозге (IV, IX и X пары черепно-мозговых нервов) и в крестцовом отделе спинного мозга (ядра тазового нерва). Парасимпатические ганглии, где находятся тела вторых нейронов, расположены около иннервируемых органов или в них. Медиатором в синапсах парасимпатической нервной системы является ацетилхолин

К большинству внутренних органов подходят как симпатические, так и парасимпатические нервные волокна (двой­ная иннервация), которые обычно оказывают противоположные влияния (например, парасимпатическое влияние — ослабление и замедление сердечной деятельности, симпатическое — усиление и ускорение). Это имеет большое значение в приспособлении организма к меняющимся условиям среды. 434

9

43.3. Высшая нервная деятельность

Положения о рефлекторной деятельности мозга были выска­заны И.М.Сеченовым в 1863 г. в книге «Рефлексы головного мозга». Идеи И.М.Сеченова получили развитие в трудах И.П. Павлова. Он создал экспериментальный метод исследования функций коры больших полушарий — метод условных рефлексов — и установил, что рефлексы являются основой высшей нервной деятельности.

Под высшей нервной деятельностью понимают деятельность высших отделов центральной нервной системы, обеспечивающих наиболее совершенную приспособляемость животных и человека к условиям среды. Основой высшей нервной деятельности у млекопитающих является кора больших полушарий вместе с подкорковыми ядрами переднего мозга.

Всю совокупность рефлексов, происходящих в организме, И.П. Павлов разделил на две группы: безусловные и условные.

Для образования условных рефлексов необходимо сочетание во времени двух раздражителей: безразличного (условного) для данного вида деятельности (свет, звук и т.п., например для пищеварения) и безусловного, вызывающего определенный безус­ловный рефлекс (пища и др.). Условный сигнал должен предшествовать безусловному. Подкрепление условного сигнала безусловным должно быть неоднократным в отсутствие отвлека­ющих посторонних раздражителей.

При действии условного раздражителя (например, света) в коре возникает очаг возбуждения. Последующее действие безус­ловного раздражителя (например, пищи) сопровождается появ­лением второго очага возбуждения в коре. Между ними возникает временная связь (происходит замыкание, по Павлову). После нескольких сочетаний условного и безусловного раздражителей

10

связь становится более прочной. Теперь достаточно только одного условного раздражителя, чтобы вызвать рефлекс.

Рефлекторная дуга условного рефлекса содержит следующие отделы: рецептор, реагирующий на условный раздражитель; чувствительный нерв и соответствующий ему восходящий путь с подкорковыми образованиями; участок коры, воспринимающий условный раздражитель (например, зрительный центр); участок коры, связанный с центром безусловного рефлекса (пищевой центр); центр безусловного рефлекса; двигательный нерв; рабочий орган.

Показано, что на основе уже образовавшихся условных рефлексов могут возникать новые условные рефлексы. В течение жизни организма бесчисленное множество образующихся условных рефлексов служит основой его поведения.

Условные рефлексы не только вырабатываются, но и исчезают или ослабляются при изменении условий существования в результате торможения. И.П. Павлов различал два вида тормо­жения условных рефлексов: безусловное (внешнее) и условное (внутреннее). Безусловное (внешнее) торможение возникает в результате действия нового раздражителя достаточной силы. В коре головного мозга при этом возникает новый очаг возбуждения, который вызывает угнетение существующего очага возбуждения. У человека, например, при острой зубной боли перестает болеть сильно пораненный палец. Условное (внутреннее) торможение развивается по закономерностям условного рефлекса, т.е. если действие условного раздражителя не подкрепляется действием безусловного раздражителя. Благодаря торможению в коре исче­зает ненужная временная связь.

Таким образом, в коре происходит сложное взаимодействие процессов возбуждения и торможения, причем кора способна различать и разделять отдельные раздражения (анализ) наряду с возможностью обобщать, объединять возбуждения, возникающие в различных ее участках (синтез).

Поведение любого животного гораздо проще, чем поведение человека. Особенностями высшей нервной деятельности человека являются высокоразвитая психическая деятельность, сознание, речь, способность к абстрактно-логическому мышлению. Высшая нервная деятельность человека сформировалась исторически в ходе трудовой деятельности и необходимости общения. Опираясь на особенности высшей нервной деятельности человека и животных, И.П.Павлов разработал учение о первой и второй сигнальных системах.

Животные и человек получают сигналы из внешнего мира через соответствующие органы чувств. Восприятие окружающего мира, связанное с анализом и синтезом непосредственных сигналов, которые приходят от зрительных, слуховых, обонятель­ных и других рецепторов, составляет первую сигнальную систему. 436

Деятельность этой системы проявляется также в условных рефлексах, формирующихся на любые раздражения из внешней среды, за исключением слова.

Условные рефлексы образуются в результате функциони­рования клеток коры головного мозга. Вторая сигнальная система возникла и развилась у человека в связи с появлением речи. Она отсутствует у животных. Вторая сигнальная система обусловлена специфической особенностью высшей нервной деятельности чело­века— восприятием слышимых (произносимых) или видимых (при чтении) слов. Сигнальное значение слова связано не с простым звукосочетанием, а с его смысловым содержанием. Развитие словесной сигнализации сделало возможным обобщения и абст­ракции, находящие свое выражение в понятийной деятельности человека.

Первая и вторая сигнальные системы находятся у человека в тесном взаимодействии и взаимосвязи, так как возбуждение первой сигнальной системы, вызванное конкретными сигналами, передается во вторую сигнальную систему. Первые признаки развития второй сигнальной системы появляются у ребенка во второй половине первого года жизни. Речевые рефлексы второй сигнальной системы формируются благодаря активности нейронов лобных областей и области речедвигательного центра коры больших полушарий.

43.4. Эмоции

Эмоции представляют собой реакции животных и человека на воздействие внешних и внутренних раздражителей, имеющие ярко выраженную субъективную окраску и охватывающие все виды чувствительности. Различают положительные эмоции — радость, наслаждение, удовольствие — и отрицательные — грусть, печаль, неудовольствие. Разные виды эмоций сопровождаются различными физиологическими изменениями в организме, соответствующими психическими проявлениями. Например, при печали, смущении, испуге понижается тонус скелетной мускулатуры. Печаль харак­теризуется спазмом сосудов, испуг — расслаблением гладкой му­скулатуры. Гнев, радость, нетерпение сопровождаются повы­шением тонуса скелетной мускулатуры, при радости, кроме того, расширяются сосуды, при гневе расстраивается координация движений, увеличивается содержание сахара в крови и пр.


Эмоциональное возбуждение мобилизирует все имеющиеся у организма резервы. Более тонко работает интеллектуальная сфера, память. Возникает резкое возбуждение симпатической части вегетативной нервной системы, в кровь поступает значительное количество адреналина, усиливается работа сердца и повышается артериальное давление, растет газообмен, расширяются бронхи, увеличивается интенсивность окислительных и энергетических процессов в организме. Резко изменяется характер деятельности скелетных мышц, т.е. они могут включиться в работу одновре­менно, а не поочередно. Блокируется процесс, тормозящий мышечную деятельность при утомлении.

В процессе эволюции эмоции сформировались как механизм приспособления. Огромную роль в жизни человека играют положительные эмоции. Они важны для сохранения здоровья и работоспособности человека.

43.5. Память

Накопление, хранение и обработка информации — важнейшее свойство нервной системы. Различают два вида памяти: кратко­временную и долговременную. В основе кратковременной памяти лежит циркуляция нервных импульсов по замкнутым нейронным цепям. Это может продолжаться от нескольких секунд до 10 — 20 мин. Информация, хранящаяся в кратковременной памяти, быстро «стирается». В процессе обучения нервные импульсы неоднократно проходят по одним и тем же нервным путям, оставляя в них след. Материальной основой долговременной памяти являются различные структурные изменения в цепях нейронов, вызванные электрохимическими процессами возбуждения. В долговременной памяти информация хранится в доступном для извлечения виде.

В настоящее время найдены пептиды, вырабатываемые нервными клетками и влияющие на процесс памяти. Определенная роль в формировании памяти принадлежит эмоциям. При эмоциональном возбуждении усиливается циркуляция нервных импульсов по цепям нейронов. В формировании памяти участвуют нейроны коры больших полушарий (височные доли), ретикулярная формация ствола мозга, гипоталамическая область. Различают зрительную, слуховую, осязательную, двигательную, или мотор­ную, и смешанную память в зависимости от того, какой из анализаторов играет в этом процессе главную роль.

43.6. Сон и бодрствование

Смена сна и бодрствования — одно из проявлений суточных ритмов. Бодрствующий человек активно взаимодействует с окру­жающей средой, отвечая на внешние раздражения адекватными реакциями. В состоянии сна эта связь с окружающим миром в значительной степени ослабляется, хотя и не исчезает полностью. Во время сна наблюдается падение тонуса скелетной мускулатуры, замедление дыхания и сердечных сокращений, понижение кровя­ного давления, изменение активности нервных клеток, что можно выявить с помощью электроэнцефалографии.

По данным электроэнцефалографии (ЭЭГ), у человека во сне происходит чередование двух основных фаз сна: фазы медленно- волнового сна — периода глубокого сна, во время которого можно 438 зафиксировать на ЭЭГ медленную активность (дельта-волны), фазы парадоксального, или быстроволнового, сна, во время которого на ЭЭГ фиксируются ритмы, характерные для состояния бодрствования. В этой фазе наблюдаются быстрые движения глаз, подергивание лицевых мышц; человек видит сны. Возникает эта фаза примерно через каждые полтора часа, ее длительность составляет в среднем 20 мин.

Эти данные позволяют считать, что сон представляет собой чередование различных функциональных состояний головного мозга, а не отсутствие координированной активности нервных клеток. Во время сна в высших отделах головного мозга идет обработка поступившей за период бодрствования информации. Согласно ретикулярной теории сна и бодрствования, наступление сна связано с угнетением восходящих влияний ретикулярной формации, активирующих высшие отделы головного мозга.

Кроме того, для чередования сна и бодрствования необходима активность определенных центров промежуточного мозга. В регуляции цикла сон — бодрствование большую роль играют медиаторы — серотонин и норадреналин. В филогенезе сон (быстроволновая фаза) появился сравнительно недавно. У рыб и пресмыкающихся быстроволновой фазы нет. У птиц она составляет менее 1% общей длительности сна. У млекопитающих на долю быстроволнового сна приходится значительное время. Таким образом, быстроволновая фаза сна представляет особенность высокоразвитого мозга.

 

 

Other Posts

Рубрики: Биология

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Тизерная сеть GlobalTeaser