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

Строение и функции центральной нервной системы

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

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

Структура центральной нервной системы у животных

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

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

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

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

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

Функции ЦНС

Главные функции ЦНС — рефлекторные.

Благодаря простым и сложным рефлексам, ЦНС выполняет следующее:

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

Клеточное строение ЦНС

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

Серое вещество является главным компонентом ЦНС. К нему относятся:

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

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

Строение головного мозга человека и животных

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

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

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

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

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

Мозговые оболочки

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

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

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

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

Отделы головного мозга

Всего в головном мозге различают пять основных отделов:

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

Продолговатый мозг

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

Задний мозг

Состоит из мозжечка и моста под названием варолиев:

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

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

Мост состоит из волокон белого вещества со значительным включение серого.

Функции мозжечка

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

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

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

Средний мозг

Находится впереди варолиевого моста. Состав:

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

Структура:

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

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

Промежуточный мозг (диэнцефалон)

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

По структуре — это белое вещество с включениями серого.

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

Полушария мозга

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

Каждое полушарие разделено на четыре доли:

• лобная, теменная, затылочная и височная.

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

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

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

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

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

Спинной мозг ЦНС

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

Деятельность спинного мозга рефлекторная и проводниковая:

Рефлекторная функция осуществляется, благодаря:

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

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

• восходящему афферентному;
• нисходящему эфферентному;
• ассоциативному.

Зависит ли размер мозга от ума

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

ЦНС одинакова, интеллект разный

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

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

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

Основным принципом функционирования ЦНС является процесс регуляции, управления физиологическими функциями, которые направлены на поддержание постоянства свойств и состава внутренней среды организма. ЦНС обеспечивает оптимальные взаимоотношения организма с окружающей средой, устойчивость, целостность, оптимальный уровень жизнедеятельности организма.

Различают два основных вида регуляции: гуморальный и нервный.

Гуморальный процесс управления предусматривает изменение физиологической активности организма под влиянием химических веществ, которые доставляются жидкими средами организма. Источником передачи информации являются химические вещества – утилизоны, продукты метаболизма (углекислый газ, глюкоза, жирные кислоты), информоны, гормоны желез внутренней секреции, местные или тканевые гормоны.

Нервный процесс регуляции предусматривает управление изменения физиологических функций по нервным волокнам при помощи потенциала возбуждения под влиянием передачи информации.

Характерные особенности:

1) является более поздним продуктом эволюции;

2) обеспечивает быструю регуляцию;

3) имеет точного адресата воздействия;

4) осуществляет экономичный способ регуляции;

5) обеспечивает высокую надежность передачи информации.

В организме нервный и гуморальный механизмы работают как единая система нейрогуморального управления. Это комбинированная форма, где одновременно используются два механизма управления, они взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Нервная система представляет собой совокупность нервных клеток, или нейронов.

По локализации различают:

1) центральный отдел – головной и спинной мозг;

2) периферический – отростки нервных клеток головного и спинного мозга.

По функциональным особенностям различают:

1) соматический отдел, регулирующий двигательную активность;

2) вегетативный, регулирующий деятельность внутренних органов, желез внутренней секреции, сосудов, трофическую иннервацию мышц и самой ЦНС.

Функции нервной системы:

1) интегративно-коордиационная функция. Обеспечивает функции различных органов и физиологических систем, согласует их деятельность между собой;

2) обеспечение тесных связей организма человека с окружающей средой на биологическом и социальном уровнях;

3) регуляция уровня обменных процессов в различных органах и тканях, а также в самой себе;

4) обеспечение психической деятельности высшимие отделами ЦНС.

2. Нейрон. Оособенности строения, значение, виды

Структурной и функциональной единицей нервной ткани является нервная клетка – нейрон .

Нейрон – специализированная клетка, которая способна принимать, кодировать, передавать и хранить информацию, устанавливать контакты с другими нейронами, организовывать ответную реакцию организма на раздражение.

Функционально в нейроне выделяют:

1) воспринимающую часть (дендриты и мембрану сомы нейрона);

2) интегративную часть (сому с аксоновым холмиком);

3) передающую часть (аксонный холмик с аксоном).

Воспринимающая часть.

Дендриты – основное воспринимающее поле нейрона. Мембрана дендрита способна реагировать на медиаторы. Нейрон имеет несколько ветвящихся дендритов. Это объясняется тем, что нейрон как информационное образование должен иметь большое количество входов. Через специализированные контакты информация поступает от одного нейрона к другому. Эти контакты называются «шипики».

Мембрана сомы нейрона имеет толщину 6 нм и состоит из двух слоев липидных молекул. Гидрофильные концы этих молекул обращены в сторону водной фазы: один слой молекул обращен внутрь, другой – наружу. Гидрофильные концы повернуты друг к другу – внутрь мембраны. В двойной липидный слой мембраны встроены белки, которые выполняют несколько функций:

1) белки-насосы – перемещают в клетке ионы и молекулы против градиента концентрации;

2) белки, встроенные в каналы, обеспечивают избирательную проницаемость мембраны;

3) рецепторные белки осуществляют распознавание нужных молекул и их фиксацию на мембране;

4) ферменты облегчают протекание химической реакции на поверхности нейрона.

В некоторых случаях один и тот же белок может выполнять функции как рецептора, фермента, так и насоса.

Интегративная часть.

Аксоновый холмик – место выхода аксона из нейрона.

Сома нейрона (тело нейрона) выполняет наряду с информационной и трофическую функцию относительно своих отростков и синапсов. Сома обеспечивает рост дендритов и аксонов. Сома нейрона заключена в многослойную мембрану, которая обеспечивает формирование и распространение электротонического потенциала к аксонному холмику.

Передающая часть.

Аксон – вырост цитоплазмы, приспособленный для проведения информации, которая собирается дендритами и перерабатывается в нейроне. Аксон дендритной клетки имеет постоянный диаметр и покрыт миелиновой оболочкой, которая образована из глии, у аксона разветвленные окончания, в которых находятся митохондрии и секреторные образования.

Функции нейронов:

1) генерализация нервного импульса;

2) получение, хранение и передача информации;

3) способность суммировать возбуждающие и тормозящие сигналы (интегративная функция).

Виды нейронов:

1) по локализации:

а) центральные (головной и спинной мозг);

б) периферические (мозговые ганглии, черепные нервы);

2) в зависимости от функции:

а) афферентные (чувствительные), несущие информацию от рецепторов в ЦНС;

б) вставочные (коннекторные), в элементарном случае обеспечивающие связь между афферентным и эфферентным нейронами;

в) эфферентные:

– двигательные – передние рога спинного мозга;

– секреторные – боковые рога спинного мозга;

3) в зависимости от функций:

а) возбуждающие;

б) тормозящие;

4) в зависимости от биохимических особенностей, от природы медиатора;

5) в зависимости от качества раздражителя, который воспринимается нейроном:

а) мономодальный;

б) полимодальные.

3. Рефлекторная дуга, ее компоненты, виды, функции

Деятельность организма – закономерная рефлекторная реакция на стимул. Рефлекс – реакция организма на раздражение рецепторов, которая осуществляется с участием ЦНС. Структурной основой рефлекса является рефлекторная дуга.

Рефлекторная дуга – последовательно соединенная цепочка нервных клеток, которая обеспечивает осуществление реакции, ответа на раздражение.

Рефлекторная дуга состоит из шести компонентов: рецепторов, афферентного (чувствительного) пути, рефлекторного центра, эфферентного (двигательного, секреторного) пути, эффектора (рабочего органа), обратной связи.

Рефлекторные дуги могут быть двух видов:

1) простые – моносинаптические рефлекторные дуги (рефлекторная дуга сухожильного рефлекса), состоящие из 2 нейронов (рецепторного (афферентного) и эффекторного), между ними имеется 1 синапс;

2) сложные – полисинаптические рефлекторные дуги. В их состав входят 3 нейрона (их может быть и больше) – рецепторный, один или несколько вставочных и эффекторный.

Представление о рефлекторной дуге как о целесообразном ответе организма диктует необходимость дополнить рефлекторную дугу еще одним звеном – петлей обратной связи. Этот компонент устанавливает связь между реализованным результатом рефлекторной реакции и нервным центром, который выдает исполнительные команды. При помощи этого компонента происходит трансформация открытой рефлекторной дуги в закрытую.

Особенности простой моносинаптической рефлекторной дуги:

1) территориально сближенные рецептор и эффектор;

2) рефлекторная дуга двухнейронная, моносинаптическая;

3) нервные волокна группы А? (70-120 м/с);

4) короткое время рефлекса;

5) мышцы, сокращающиеся по типу одиночного мышечного сокращения.

Особенности сложной моносинаптической рефлекторной дуги:

1) территориально разобщенные рецептор и эффектор;

2) рецепторная дуга трехнейронная (может быть и больше нейронов);

3) наличие нервных волокон группы С и В;

4) сокращение мышц по типу тетануса.

Особенности вегетативного рефлекса:

1) вставочный нейрон находится в боковых рогах;

2) от боковых рогов начинается преганглионарный нервный путь, после ганглия – постганглионарный;

3) эфферентный путь рефлекса вегетативной нервной дуги прерывается вегетативным ганглием, в котором лежит эфферентный нейрон.

Отличие симпатической нервной дуги от парасимпатической: у симпатической нервной дуги преганглионарный путь короткий, так как вегетативный ганглий лежит ближе к спинному мозгу, а постганглионарный путь длинный.

У парасимпатической дуги все наоборот: преганглионарный путь длинный, так как ганглий лежит близко к органу или в самом органе, а постганглионарный путь короткий.

4. Функциональные системы организма

Функциональная система – временное функциональное объединение нервных центров различных органов и систем организма для достижения конечного полезного результата.

Полезный результат – самообразующий фактор нервной системы. Результат действия представляет собой жизненно важный адаптивный показатель, который необходим для нормального функционирования организма.

Существует несколько групп конечных полезных результатов:

1) метаболическая – следствие обменных процессов на молекулярном уровне, которые создают необходимые для жизни вещества и конечные продукты;

2) гомеостатическая – постоянство показателей состояния и состава сред организма;

3) поведенческая – результат биологической потребности (половой, пищевой, питьевой);

4) социальная – удовлетворение социальных и духовных потребностей.

В состав функциональной системы включаются различные органы и системы, каждый из которых принимает активное участие в достижении полезного результата.

Функциональная система, по П. К. Анохину, включает в себя пять основных компонентов:

1) полезный приспособительный результат – то, ради чего создается функциональная система;

2) аппарат контроля (акцептор результата) – группу нервных клеток, в которых формируется модель будущего результата;

3) обратную афферентацию (поставляет информацию от рецептора в центральное звено функциональной системы) – вторичные афферентные нервные импульсы, которые идут в акцептор результата действия для оценки конечного результата;

4) аппарат управления (центральное звено) – функциональное объединение нервных центров с эндокринной системой;

5) исполнительные компоненты (аппарат реакции) – это органы и физиологические системы организма (вегетативная, эндокринные, соматические). Состоит из четырех компонентов:

а) внутренних органов;

б) желез внутренней секреции;

в) скелетных мышц;

г) поведенческих реакций.

Свойства функциональной системы:

1) динамичность. В функциональную систему могут включаться дополнительные органы и системы, что зависит от сложности сложившейся ситуации;

2) способность к саморегуляции. При отклонении регулируемой величины или конечного полезного результата от оптимальной величины происходит ряд реакций самопроизвольного комплекса, что возвращает показатели на оптимальный уровень. Саморегуляция осуществляется при наличии обратной связи.

В организме работает одновременно несколько функциональных систем. Они находятся в непрерывном взаимодействии, которое подчиняется определенным принципам:

1) принципу системы генеза. Происходят избирательное созревание и эволюция функциональных систем (функциональные системы кровообращения, дыхания, питания, созревают и развиваются раньше других);

2) принципу многосвязного взаимодействия. Происходит обобщение деятельности различных функциональных систем, направленное на достижение многокомпонентного результата (параметры гомеостаза);

3) принципу иерархии. Функциональные системы выстраиваются в определенный ряд в соответствии со своей значимостью (функциональная система целостности ткани, функциональная система питания, функциональная система воспроизведения и т. д.);

4) принципу последовательного динамического взаимодействия. Осуществляется четкая последовательность смены деятельности одной функциональной системы другой.

5. Координационная деятельность ЦНС

Координационная деятельность (КД) ЦНС представляет собой согласованную работу нейронов ЦНС, основанную на взаимодействии нейронов между собой.

Функции КД:

1) обеспечивает четкое выполнение определенных функций, рефлексов;

2) обеспечивает последовательное включение в работу различных нервных центров для обеспечения сложных форм деятельности;

3) обеспечивает согласованную работу различных нервных центров (при акте глотания в момент глотания задерживается дыхание, при возбуждении центра глотания тормозится центр дыхания).

Основные принципы КД ЦНС и их нейронные механизмы.

1. Принцип иррадиации (распространения). При возбуждении небольших групп нейронов возбуждение распространяется на значительное количество нейронов. Иррадиация объясняется:

1) наличием ветвистых окончаний аксонов и дендритов, за счет разветвлений импульсы распространяются на большое количество нейронов;

2) наличием вставочных нейронов в ЦНС, которые обеспечивают передачу импульсов от клетки к клетке. Иррадиация имеет границы, которая обеспечивается тормозным нейроном.

2. Принцип конвергенции. При возбуждении большого количества нейронов возбуждение может сходиться к одной группе нервных клеток.

3. Принцип реципрокности – согласованная работа нервных центров, особенно у противоположных рефлексов (сгибание, разгибание и т. д.).

4. Принцип доминанты. Доминанта – господствующий очаг возбуждения в ЦНС в данный момент. Это очаг стойкого, неколеблющегося, нераспространяющегося возбуждения. Он имеет определенные свойства: подавляет активность других нервных центров, имеет повышенную возбудимость, притягивает нервные импульсы из других очагов, суммирует нервные импульсы. Очаги доминанты бывают двух видов: экзогенного происхождения (вызванные факторами внешней среды) и эндогенными (вызванные факторами внутренней среды). Доминанта лежит в основе формирования условного рефлекса.

5. Принцип обратной связи. Обратная связь – поток импульсов в нервную систему, который информирует ЦНС о том, как осуществляется ответная реакция, достаточна она или нет. Различают два вида обратной связи:

1) положительная обратная связь, вызывающая усиление ответной реакции со стороны нервной системы. Лежит в основе порочного круга, который приводит к развитию заболеваний;

2) отрицательная обратная связь, снижающая активность нейронов ЦНС и ответную реакцию. Лежит в основе саморегуляции.

6. Принцип субординации. В ЦНС существует определенная подчиненность отделов друг другу, высшим отделом является кора головного мозга.

7. Принцип взаимодействия процессов возбуждения и торможения. ЦНС координирует процессы возбуждения и торможения:

оба процесса способны к конвергенции, процесс возбуждения и в меньшей степени торможения способны к иррадиации. Торможение и возбуждение связаны индукционными взаимоотношениями. Процесс возбуждения индуцирует торможение, и наоборот. Различаются два вида индукции:

1) последовательная. Процесс возбуждения и торможения сменяют друг друга по времени;

2) взаимная. Одновременно существует два процесса – возбуждения и торможения. Взаимная индукция осуществляется путем положительной и отрицательной взаимной индукции: если в группе нейронов возникает торможение, то вокруг него возникают очаги возбуждения (положительная взаимная индукция), и наоборот.

По определению И. П. Павлова, возбуждение и торможение – это две стороны одного и того же процесса. Координационная деятельность ЦНС обеспечивает четкое взаимодействие между отдельными нервными клетками и отдельными группами нервных клеток. Выделяют три уровня интеграции.

Первый уровень обеспечивается за счет того, что на теле одного нейрона могут сходиться импульсы от разных нейронов, в результате происходит или суммирование, или снижение возбуждения.

Второй уровень обеспечивает взаимодействиями между отдельными группами клеток.

Третий уровень обеспечивается клетками коры головного мозга, которые способствуют более совершенному уровню приспособления деятельности ЦНС к потребностям организма.

6. Виды торможения, взаимодействие процессов возбуждения и торможения в ЦНС. Опыт И. М. Сеченова

Торможение – активный процесс, возникающий при действии раздражителей на ткань, проявляется в подавлении другого возбуждения, функционального отправления ткани нет.

Торможение может развиваться только в форме локального ответа.

Выделяют два типа торможения:

1) первичное. Для его возникновения необходимо наличие специальных тормозных нейронов. Торможение возникает первично без предшествующего возбуждения под воздействием тормозного медиатора. Различают два вида первичного торможения:

а) пресинаптическое в аксо-аксональном синапсе;

б) постсинаптическое в аксодендрическом синапсе.

2) вторичное. Не требует специальных тормозных структур, возникает в результате изменения функциональной активности обычных возбудимых структур, всегда связано с процессом возбуждения. Виды вторичного торможения:

а) запредельное, возникающее при большом потоке информации, поступающей в клетку. Поток информации лежит за пределами работоспособности нейрона;

б) пессимальное, возникающее при высокой частоте раздражения;

в) парабиотическое, возникающее при сильно и длительно действующем раздражении;

г) торможение вслед за возбуждением, возникающее вследствие снижения функционального состояния нейронов после возбуждения;

д) торможение по принципу отрицательной индукции;

е) торможение условных рефлексов.

Процессы возбуждения и торможения тесно связаны между собой, протекают одновременно и являются различными проявлениями единого процесса. Очаги возбуждения и торможения подвижны, охватывают большие или меньшие области нейронных популяций и могут быть более или менее выраженными. Возбуждение непременно сменяется торможением, и наоборот, т. е. между торможением и возбуждением существуют индукционные отношения.

Торможение лежит в основе координации движений, обеспечивает защиту центральных нейронов от перевозбуждения. Торможение в ЦНС может возникать при одновременном поступлении в спинной мозг нервных импульсов различной силы с нескольких раздражителей. Более сильное раздражение тормозит рефлексы, которые должны были наступать в ответ на более слабые.

В 1862 г. И. М. Сеченов открыл явление центрального торможения. Он доказал в своем опыте, что раздражение кристалликом хлорида натрия зрительных бугров лягушки (большие полушария головного мозга удалены) вызывает торможение рефлексов спинного мозга. После устранения раздражителя рефлекторная деятельность спинного мозга восстанавливалась. Результат этого опыта позволил И. М. Сеченому сделать заключение, что в ЦНС наряду с процессом возбуждения развивается процесс торможения, который способен угнетать рефлекторные акты организма. Н. Е. Введенский высказал предположение, что в основе явления торможения лежит принцип отрицательной индукции: более возбудимый участок в ЦНС тормозит активность менее возбудимых участков.

Современная трактовка опыта И. М. Сеченова (И. М. Сеченов раздражал ретикулярную формацию ствола мозга): возбуждение ретикулярной формации повышает активность тормозных нейронов спинного мозга – клеток Реншоу, что приводит к торможению?-мотонейронов спинного мозга и угнетает рефлекторную деятельность спинного мозга.

7. Методы изучения ЦНС

Существуют два большие группы методов изучения ЦНС:

1) экспериментальный метод, который проводится на животных;

2) клинический метод, который применим к человеку.

К числу экспериментальных методов классической физиологии относятся методы, направленные на активацию или подавление изучаемого нервного образования. К ним относятся:

1) метод поперечной перерезки ЦНС на различных уровнях;

2) метод экстирпации (удаления различных отделов, денервации органа);

3) метод раздражения путем активирования (адекватное раздражение – раздражение электрическим импульсом, схожим с нервным; неадекватное раздражение – раздражение химическими соединениями, градуируемое раздражение электрическим током) или подавления (блокирования передачи возбуждения под действием холода, химических агентов, постоянного тока);

4) наблюдение (один из старейших, не утративших своего значения метод изучения функционирования ЦНС. Он может быть использован самостоятельно, чаще используется в сочетании с другими методами).

Экспериментальные методы при проведении опыта часто сочетаются друг с другом.

Клинический метод направлен на изучение физиологического состояния ЦНС у человека. Он включает в себя следующие методы:

1) наблюдение;

2) метод регистрации и анализа электрических потенциалов головного мозга (электро-, пневмо-, магнитоэнцефалография);

3) метод радиоизотопов (исследует нейрогуморальные регуляторные системы);

4) условно-рефлекторный метод (изучает функции коры головного мозга в механизме обучения, развития адаптационного поведения);

5) метод анкетирования (оценивает интегративные функции коры головного мозга);

6) метод моделирования (математического моделирования, физического и т. д.). Моделью является искусственно созданный механизм, который имеет определенное функциональное подобие с исследуемым механизмом организма человека;

7) кибернетический метод (изучает процессы управления и связи в нервной системе). Направлен на изучение организации (системных свойств нервной системы на различных уровнях), управления (отбора и реализации воздействий, необходимых для обеспечения работы органа или системы), информационной деятельности (способности воспринимать и перерабатывать информацию – импульс в целях приспособления организма к изменениям окружающей среды).

ЦНС – объединенные, но морфофункционально отличные друг от друга образования нервной ткани, которые осуществляют контроль за обменом информацией организма с внешними условиями, корректируют внутренние процессы в организме и обеспечивают единство этих механизмов. Данную функцию ЦНС осуществляет совместно с периферическим и вегетативным отделами. Так что, в функциональном плане разделение нервной системы достаточно условно.

Нейроны ЦНС

Функционально нейроны, заложенные в ЦНС, представлены:
афферентными нейронами;
эфферентными нейронами;
вставочными нейронами.
Нейрональная связь осуществляется посредством синоптической передачи нейромедиаторов (ГАМК, серотонин, фдреналин, дафамин). Нейроны представляют собой уникальную сеть, которую невозможно воссоздать в искусственных условиях. Такие обширные связи дают возможность не только осуществлять работу органов чувств и моторную функцию, но и приобретать в процессе жизнедеятельности навыки, умения, познания.

Головной мозг

– основная структура ЦНС. Гистологически она представлена огромным количеством нейронов и нейроглиальными клетками.
Отделы головного мозга отражают этапы его созревания в период эмбриогенеза. Основными структурными частями являются задний (или ромбовидный), средний и передний мозг. К первому из них относят продолговатый мозг (бульбус), мост и мозжечок. Средний мозг представляет собой объединение четверохолмия и рострально удаленных ножек мозга. Сюда же относится и сильвиев водопровод. Передний мозг разделен на промежуточный (в состав входят таламические структуры, находящийся под ними гипоталамус и третий желудочек) и конечный (сюда относят церебральные полушария, мозолистое тело, полосатое вещество и обонятельный мозг).

Спинной мозг

сегментарен в своей организации. Морфологически в спинном мозге различают серое вещество (скопление клеток) и белое вещество (проводники). В ростральном отделе заложено ядро добавочного нерва. Спинной мозг имеет два утолщения – шейное и поясничное, откуда берут начало мотонейроны, иннервирующие верхние и нижние конечности, соответственно. Мышцы шеи иннервируются моторными нейронами, заложенными выше шейного утолщения. Мышцы груди, пресса и спины получают иннервацию от мотонейронов, находящихся ниже шейного, но выше поясничного утолщения. Ниже поясничного утолщения локализованы мотонейроны для мышц промежности.
В сегментах спинного мозга замыкаются основные врожденные рефлексы.

Проводящие пути ЦНС

Проводящие пути реализуют основные функции ЦНС. По ним импульсы доходят до необходимого уровня и, если это требуется, возвращаются обратно. За счет восходящих и нисходящих трактов замыкаются рефлексы, обеспечивая нормальную и слаженную работу всего организма.
Проводящие пути ЦНС классифицируют на:
проекционные тракты, обеспечивающие чувствительность, произвольные движения, их координацию, поддержание мышечного тонуса;
комиссуральные тракты, образующие связи между полушариями мозга;
ассоциативные тракты, связывающие несколько проекционных полей коры полушарий, обеспечивая формирование высших корковых функций.

Функции ЦНС

Все главные поведенческие реакции человека (простые и сложные) обеспечиваются ЦНС. Ее функциональная нагрузка при этом сводится к обеспечению единства и регуляции всех органов и систем организма человека и изменению этой константы в зависимости от меняющихся условий внешней и внутренней сред.

Центральная нервная система (ЦНС) - это основная часть нервной системы у человека и животного, которая состоит из узла нейронов (нервных клеток) и их отростков. Она представлена у человека и позвоночного животного головным и спинным мозгами. У беспозвоночных - системой тесно связанных нервных узлов. Основной задачей и функцией ЦНС является осуществление сложных и простых рефлексов.

Отделы центральной нервной системы

Нервная система человека и высших животных состоит из следующих отделов:

1. Спинной мозг;
2. Продолговатый мозг;
3. Средний мозг;
4. Промежуточный мозг;
5. Мозжечок.

Все эти отделы регулируют деятельность систем у высокоразвитого организма и отдельных органов. Также они связывают их и осуществляют их взаимодействие. Обеспечивают целостность деятельности и единство организма.

Высшими отделами ЦНС являются:

1. Кора полушарий (больших) мозга головного;
2. Подкорковые ближайшие образования.

Они регулируют взаимоотношения и связь между окружающей средой и организмом как единого целого.

Функции ЦНС

Среди основных функций центральной нервной системы выделяют следующие:

Методы исследования ЦНС и ее функций

Все методы исследования связаны с интенсивным развитием физиологии центральной нервной системы. Они подразделяются на следующие типы:

Рефлексы

Рефлекс - реакция организма ответного типа на любые действия раздражителя, которая осуществляется при участии центральной нервной системы. При переводе с латыни этот термин означает «отображение». Этот термин был открыт учёным Р.Декартом для того, чтобы охарактеризовать реакцию организма для ответа при раздражении органов чувств.

Классифицируют рефлексы на следующие подтипы в зависимости от их типа:

Свойства центров нервной системы

Нервным центром называется объединение нейронов, которые будут принимать участие в работе одного конкретного рефлекса организма. Во всём организме для того чтобы сформировать адаптивный сложный процесс производится функциональное воссоединение нейронов, которые располагаются на разных уровнях ЦНС.

Нервные центры имеют ряд особенностей и свойств . К таким относятся:

1. Возбуждение одностороннее - к органу рабочему от рецептора.
2. В центрах нервных возбуждение проявляется медленнее, нежели по нервным волокнам.
3. Происходит в нервных центрах и суммация возбуждений. Она может иметь последовательный, одновременный или временный характер.
4. Трансформация в ритме возбуждения. Это изменение в количестве импульсов, которые выходят из нервных центров, в сравнении с тем числом, которое приводит к нему. Может проявляться в повышении или понижении количества импульсов.
5. Последействие рефлексов - прекращение реакции чуть позже по сравнению с действием возбудителя.
6. Повышенная чувствительность к веществам химического происхождения и кислородному недостатку.
7. Нервные центры быстро утомляемы и имеют низкий уровень локальности, легко тормозятся.
8. Нервные центры имеют пластичную структуру - могут изменять своё функциональное предназначение и восстанавливать частично функции, которые были утрачены.

Принципы в координации центральной нервной системы

Основой координационной деятельности нервной системы является взаимодействие процессов торможения и возбуждения. Существует ряд принципов, обеспечивающих координационное взаимодействие.

В организме человека работа всех его органов тесно связана между собой, и поэтому организм функционирует как единое целое. Согласованность функций внутренних органов обеспечивает нервная система. Кроме того нервная система осуществляет связь между внешней средой и регулирующим органом, отвечая на внешние раздражения соответствующими реакциями.

Восприятие изменений, происходящих во внешней и внутренней среде, происходит через нервные окончания - рецепторы.

Любое раздражение (механическое, световое, звуковое, химическое, электрическое, температурное), воспринимаемое рецептором, преобразуется (трансформируется) в процесс возбуждения. Возбуждение передается по чувствительным - центростремительным нервным волокнам в центральную нервную систему, где происходит срочный процесс переработки нервных импульсов. Отсюда импульсы направляются по волокнам центробежных нейронов (двигательных) к исполнительным органам, реализующим ответную реакцию - соответствующий приспособительный акт.

Так совершается рефлекс (от лат. "рефлексус" - отражение) - закономерная реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредстве центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов.

Рефлекторные реакции многообразны: это сужение зрачка при ярком свете, выделение слюны при попадании пищи в ротовую полость и др.

Путь, по которому проходят нервные импульсы (возбуждение) от рецепторов к исполнительному органу при осуществлении любого рефлекса, называется рефлекторной дугой .

Дуги рефлексов замыкаются в сегментарном аппарате спинного мозга и ствола мозга, но они могут замыкаться и выше, например, в подкорковых ганглиях или в коре.

С учетом вышеизложенного различают:

• центральную нервную систему (головной и спинной мозг) и
• периферическую нервную систему, представленную отходящими от головного и спинного мозга нервами и другими элементами, лежащими вне спинного и головного мозга.

Периферическая нервная система подразделяется на соматическую (анимальную) и вегетативную (или автономную).

• cоматическая нервная система осуществляет преимущественно связь организма с внешней средой: восприятие раздражений, регуляцию движений поперечно-полосатой мускулатуры скелета и др.
• вегетативная - регулирует обмен веществ и работу внутренних органов: биение сердца, перистальтические сокращения кишечника, секрецию различных желез и т. п.

Вегетативная нервная система в свою очередь, исходя из сегментарного принципа строения, разделяется на два уровня:

• сегментарный - включает в себя симпатическую, анатомически связанную со спинным мозгом, и парасимпатическую, образованную cкоплениями нервных клеток в среднем и продолговатом мозге, нервные системы
• надсегментарный уровень - включает в себя ретикулярную формацию мозгового ствола, гипоталамус, таламус, миндалину и гиппокамп - лимбико-ретикулярный комплекс

Соматическая и вегетативная нервные системы функционируют в тесном взаимодействии, однако вегетативная нервная система обладает некоторой самостоятельностью (автономностью), управляя многими непроизвольными функциями.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Представлена головным и спинным мозгом. Мозг состоит из серого и белого вещества.

Серое вещество представляет собою скопление нейронов и их коротких отростков. В спинном мозге оно находится в центре, окружая спинно-мозговой канал. В головном мозге, наоборот, серое вещество расположено по его поверхности, образуя кору (плащ) и отдельные скопления, получившие название ядер, сосредоточенных в белом веществе.

Белое вещество находится под серым и составлено нервными волокнами, покрытыми оболочками. Нервные волокна, соединяясь, слагают нервные пучки, а несколько таких пучков образуют отдельные нервы.

Нервы, по которым возбуждение передается из центральной нервной системы к органам, называются центробежными, а нервы, проводящие возбуждение с периферии в центральную нервную систему, называются центростремительными.

Головной и спинной мозг окружен тремя оболочками: твердой, паутинной и сосудистой.

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

Между сосудистой и паутинной оболочками образуются полости, заполненные мозговой жидкостью.

Спинной мозг находится в позвоночном канале и имеет вид белого тяжа, протянувшегося от затылочного отверстия до поясницы. По передней и задней поверхности спинного мозга расположены продольные борозды, в центре проходит спинно-мозговой канал, вокруг которого сосредоточено серое вещество - скопление огромного количества нервных клеток, образующих контур бабочки. По наружной поверхности тяжа спинного мозга расположено белое вещество - скопление пучков из длинных отростков нервных клеток.

В сером веществе различают передние, задние и боковые рога. В передних рогах залегают двигательные нейроны, в задних - вставочные, которые осуществляют связь между чувствительными и двигательными нейронами. Чувствительные нейроны лежат вне тяжа, в спинномозговых узлах по ходу чувствительных нервов.

От двигательных нейронов передних рогов отходят длинные отростки - передние корешки, образующие двигательные нервные волокна. К задним рогам подходят аксоны чувствительных нейронов, формирующие задние корешки, которые поступают в спинной мозг и передают возбуждение с периферии в спинной мозг. Здесь возбуждение переключается на вставочный нейрон, а от него - на короткие отростки двигательного нейрона, с которого затем по аксону оно сообщается рабочему органу.

В межпозвоночных отверстиях двигательные и чувствительные корешки соединяются, образуя смешанные нервы, которые затем распадаются на передние и задние ветки. Каждая из них состоит из чувствительных и двигательных нервных волокон. Таким образом, на уровне каждого позвонка от спинного мозга в обе стороны отходит всего 31 пара спинно-мозговых нервов смешанного типа.

Белое вещество спинного мозга образует проводящие пути, которые тянутся вдоль спинного мозга, соединяя как отдельные его сегменты друг с другом, так и спинной мозг с головным. Одни проводящие пути называются восходящими или чувствительными, передающими возбуждение в головной мозг, другие - нисходящими или двигательными, которые проводят импульсы от головного мозга к определенным сегментам спинного мозга.

Функция спинного мозга. Спинной мозг выполняет две функции:

1. рефлекторную [показать] .

   Каждый рефлекс осуществляется строго определенным участком центральной нервной системы - нервным центром. Нервным центром называют совокупность нервных клеток, расположенных в одном из отделов мозга и регулирующих деятельность какого-либо органа или системы. Например, центр коленного рефлекса находится в поясничном отделе спинного мозга, центр мочеиспускания - в крестцовом, а центр расширения зрачка - в верхнем грудном сегменте спинного мозга. Жизненно важный двигательный центр диафрагмы локализован в III -IV шейных сегментах. Другие центры - дыхательный, сосудодвигательный - расположены в продолговатом мозгу.

   Нервный центр состоит из множества вставочных нейронов. В нем перерабатывается информация, которая поступает с соответствующих рецепторов, и формируются импульсы, передающиеся на исполнительные органы - сердце, сосуды, скелетные мышцы, железы и т. д. В результате их функциональное состояние изменяется. Для регуляции рефлекса, его точности, необходимо участие и высших отделов центральной нервной системы, включая кору головного мозга.

   Нервные центры спинного мозга непосредственно связаны с рецепторами и исполнительными органами тела. Двигательные нейроны спинного мозга обеспечивают сокращение мышц туловища и конечностей, а также дыхательных мышц - диафрагмы и межреберных. Помимо двигательных центров скелетной мускулатуры, в спинном мозге находится ряд вегетативных центров.

2. проводниковую [показать] .

Пучки нервных волокон, образующих белое вещество, соединяют различные отделы спинного мозга между собой и головной мозг со спинным. Различают восходящие пути, несущие импульсы к головному мозгу, и нисходящие, несущие импульсы от головного мозга к спинному. По первым возбуждение, возникающее в рецепторах кожи, мышц, внутренних органов, проводится по спинномозговым нервам в задние корешки спинного мозга, воспринимается чувствительными нейронами спинно-мозговых узлов и отсюда направляется либо в задние рога спинного мозга, либо в составе белого вещества достигает ствола, а затем коры больших полушарий.

Нисходящие пути проводят возбуждение от головного мозга к двигательным нейронам спинного мозга. Отсюда возбуждение по спинно-мозговым нервам передается к исполнительным органам. Деятельность спинного мозга находится под контролем головного мозга, который регулирует спинно-мозговые рефлексы.

Головной мозг расположен в мозговом отделе черепа. Средняя его масса 1300 - 1400 г. После рождения человека рост мозга продолжается до 20 лет. Состоит он из пяти отделов: переднего (большие полушария), промежуточного, среднего, заднего и продолговатого мозга. Внутри головного мозга находятся четыре сообщающиеся между собой полости - мозговые желудочки. Они заполнены спинно-мозговой жидкостью. I и II желудочки расположены в больших полушариях, III - в промежуточном мозге, а IV - в продолговатом.

Полушария (наиболее новая в эволюционном отношении часть) достигают у человека высокого развития, составляя 80% массы мозга. Филогенетически более древняя часть - ствол головного мозга. Ствол включает продолговатый мозг, мозговой (варолиев) мост, средний и промежуточный мозг.

В белом веществе ствола залегают многочисленные ядра серого вещества. Ядра 12 пар черепно-мозговых нервов также лежат в стволе мозга. Стволовая часть мозга прикрыта полушариями головного мозга.

Продолговатый мозг - продолжение спинного и повторяет его строение: на передней и задней поверхности здесь также залегают борозды. Он состоит из белого вещества (проводящих пучков), где рассеяны скопления серого вещества - ядра, от которых берут начало черепные нервы - с IX по XII пару, в их числе языкогло-точный (IX пара), блуждающий (X пара), иннервирующий органы дыхания, кровообращения, пищеварения и другие системы, подъязычный (XII пара). Вверху продолговатый мозг продолжается в утолщение - варолиев мост, а с боков от него отходят нижние ножки мозжечка. Сверху и с боков почти весь продолговатый мозг прикрыт большими полушариями и мозжечком.

В сером веществе продолговатого мозга залегают жизненно важные центры, регулирующие сердечную деятельность, дыхание, глотание, осуществляющие защитные рефлексы (чихание, кашель, рвота, слезоотделение), секрецию слюны, желудочного и поджелудочного сока и др. Повреждение продолговатого мозга может быть причиной смерти вследствие прекращения сердечной деятельности и дыхания.

Задний мозг включает варолиев мост и мозжечок. Варолиев мост снизу ограничен продолговатым мозгом, сверху переходит в ножки мозга, боковые его отделы образуют средние ножки мозжечка. В веществе варолиева моста находятся ядра с V по VIII пары черепно-мозговых нервов (тройничный, отводящий, лицевой, слуховой).

Мозжечок расположен кзади от моста и продолговатого мозга. Поверхность его состоит из серого вещества (кора). Под корой мозжечка находится белое вещество, в котором имеются скопления серого вещества - ядра. Весь мозжечок представлен двумя полушариями, средней частью - червем и тремя парами ножек, образованных нервными волокнами, с помощью которых он связан с другими отделами головного мозга. Основная функция мозжечка - безусловно-рефлекторная координация движений, определяющая их четкость, плавность и сохранение равновесия тела, а также поддержание тонуса мышц. Через спинной мозг по проводящим путям импульсы от мозжечка поступают к мышцам. Контролирует деятельность мозжечка кора больших полушарий.

Средний мозг расположен впереди варолиева моста, он представлен четверохолмием и ножками мозга. В центре его проходит узкий канал (водопровод мозга), который соединяет III и IV желудочки. Мозговой водопровод окружен серым веществом, в котором лежат ядра III и IV пар черепно-мозговых нервов. В ножках мозга продолжаются проводящие пути от продолговатого мозга и варолиева моста к большим полушариям. Средний мозг играет важную роль в регуляции тонуса и в осуществлении рефлексов, благодаря которым возможны стояние и ходьба. Чувствительные ядра среднего мозга находятся в буграх четверохолмия: в верхних заключены ядра, связанные с органами зрения, в нижних - ядра, связанные с органами слуха. При их участии осуществляются ориентировочные рефлексы на свет и звук.

Промежуточный мозг занимает в стволе самое высокое положение и лежит кпереди от ножек мозга. Состоит из двух зрительных бугров, надбугорной, подбугорной области и коленчатых тел. По периферии промежуточного мозга находится белое вещество, а в его толще - ядра серого вещества. Зрительные бугры - главные подкорковые центры чувствительности: сюда по восходящим путям поступают импульсы со всех рецепторов тела, а отсюда - к коре больших полушарий. В подбугорной части (гипоталамус) находятся центры, совокупность которых представляет собой высший подкорковый центр вегетативной нервной системы, регулирующий обмен веществ в организме, теплоотдачу, постоянство внутренней среды. В передних отделах гипоталамуса располагаются парасимпатические центры, в задних - симпатические. В ядрах коленчатых тел сосредоточены подкорковые зрительные и слуховые центры.

К коленчатым телам направляется II пара черепно-мозговых нервов - зрительные. Ствол мозга связывают с окружающей средой и с органами тела черепно-мозговые нервы. По своему характеру они могут быть чувствительными (I, II, VIII пары), двигательными (III, IV, VI, XI, XII пары) и смешанными (V, VII, IX, X пары).

Передний мозг состоит из сильно развитых полушарий и соединяющей их срединной части. Правое и левое полушария отделены друг от друга глубокой щелью, на дне которой лежит мозолистое тело. Мозолистое тело соединяет оба полушария посредством длинных отростков нейронов, образующих проводящие пути.

Полости полушарий представлены боковыми желудочками (I и II). Поверхность полушарий образована серым веществом или корой головного мозга, представленной нейронами и их отростками, под корой залегает белое вещество - проводящие пути. Проводящие пути соединяют отдельные центры в пределах одного полушария, либо правую и левую половины головного и спинного мозга или разные этажи центральной нервной системы. В белом веществе находятся также скопления нервных клеток, образующие подкорковые ядра серого вещества. Частью больших полушарий является обонятельный мозг с отходящей от него парой обонятельных нервов (I пара).

Общая поверхность коры полушарий составляет 2000-2500 см 2 , толщина ее - 1,5-4 мм. Несмотря на малую толщину, кора больших полушарий имеет очень сложное строение .

Кора включает более 14 млрд. нервных клеток, расположенных шестью слоями, которые отличаются формой, размерами нейронов и связями. Микроскопическое строение коры впервые исследовал В. А. Бец. Он открыл пирамидные нейроны, которым позже было дано его имя (клетки Беца).

У трехмесячного зародыша поверхность полушарий гладкая, но кора растет быстрее, чем мозговая коробка, поэтому кора образует складки - извилины, ограниченные бороздами; в них заключено около 70% поверхности коры. Борозды делят поверхность полушарий на доли.

В каждом полушарии различают четыре доли:

• лобную
• теменную
• височную
• затылочную.

Самые глубокие борозды - центральная, которая проходит поперек обоих полушарий, и височная, отделяющая височную долю мозга от остальных; теменно-затылочная борозда обособляет теменную долю от затылочной.

Спереди от центральной борозды (роландовой борозды) в лобной доле находится передняя центральная извилина, позади нее - задняя центральная извилина. Нижняя поверхность полушарий и стволовая часть мозга называется основанием мозга.

На основании опытов с частичным удалением разных участков коры у животных и наблюдений над людьми с пораженной корой удалось установить функции разных отделов коры. Так, в коре затылочной доли полушарий находится зрительный центр, в верхней части височной доли - слуховой. Кожно-мышечная зона, которая воспринимает раздражения от кожи всех частей тела и руководит произвольными движениями скелетных мышц, занимает участок коры по обе стороны центральной борозды.

Каждой части тела соответствует свой участок коры, причем представительство ладоней и пальцев рук, губ и языка, как наиболее подвижных и чувствительных частей тела, занимает у человека почти такую же площадь коры, как и представительство всех других частей тела вместе взятых.

В коре находятся центры всех чувствительных (рецепторных) систем, представительства всех органов и частей тела. В связи с этим к соответствующим чувствительным зонам коры головного мозга, где проводится анализ и формируется специфическое ощущение - зрительное, обонятельное и др., подходят центростремительные нервные импульсы от всех внутренних органов или частей тела, и она может управлять их работой.

Функциональную систему, состоящую из рецептора, чувствительного проводящего пути и зоны коры, куда проецируется данный вид чувствительности, И. П. Павлов назвал анализатором .

Анализ и синтез полученной информации осуществляется в строго определенном участке - зоне коры больших полушарий. Важнейшие зоны коры - двигательная, чувствительная, зрительная, слуховая, обонятельная. Двигательная зона расположена в передней центральной извилине впереди центральной борозды лобной доли, зона кожно-мышечной чувствительности - позади центральной борозды, в задней центральной извилине теменной доли. Зрительная зона сосредоточена в затылочной доле, слуховая - в верхней височной извилине височной доли, а обонятельная и вкусовая зоны - в переднем отделе височной доли.

В коре головного мозга осуществляется множество нервных процессов. Их назначение двояко: взаимодействие организма с внешней средой (поведенческие реакции) и объединение функций организма, нервная регуляция всех органов. Деятельность коры головного мозга человека и высших животных определена И. П. Павловым как высшая нервная деятельность, представляющая собой условно-рефлекторную функцию коры головного мозга .

Нервная система	Центральна нервная система
	головной мозг			спинной мозг
	большие полушария	мозжечок	ствол
Состав и строение	Доли: лобная, теменная, затылочная, две височные. Кора образована серым веществом - телами нервных клеток. Толщина коры 1,5-3 мм. Площадь коры 2-2,5 тыс. см 2 , она состоит из 14 млрд. тел нейронов. Белое вещество образовано нервными отростками	Серое вещество образует кору и ядра внутри мозжечка. Состоит из двух полушарий, соединенных мостом	Образован: Промежуточным мозгом Средним мозгом Мостом Продолговатым мозгом Состоит из белого вещества, в толще находятся ядра серого вещества. Ствол переходит в спинной мозг	Цилиндрический тяж 42-45 см длиной и около 1 см диаметром. Проходит в позвоночном канале. Внутри него находится спинно-мозговой канал, заполненный жидкостью. Серое вещество расположено внутри, белое - снаружи. Переходит в ствол головного мозга, образуя единую систему
Функции	Осуществляет высшую нервную деятельность (мышление, речь, вторая сигнальная система, память, воображение, способность писать, читать). Связь с внешней средой происходит с помощью анализаторов, находящихся в затылочной доле (зрительная зона), в височном доле (слуховая зона), вдоль центральной борозды (кожно-мышечная зона) и на внутренней поверхности коры (вкусовая и обонятельная зоны). Регулирует работу всего организма через периферическую нервную систему	Регулирует и координирует движения тела мышечный тонус. Осуществляет безусловно-рефлекторную деятельность (центры врожденных рефлексов)	Связывает головной мозг со спинным в единую центральную нервную систему. В продолговатом мозге находятся центры: дыхательный, пищеварительный, сердечно-сосудистый. Мост связывает обе половины мозжечка. Средний мозг контролирует реакции на внешние раздражители, тонус (напряжение) мышц. Промежуточный мозг регулирует обмен веществ, температуру тела, связывает рецепторы тела с корой больших полушарий	Функционирует под контролем головного мозга. Через него проходят дуги безусловных (врожденных) рефлексов, осуществляющих возбуждение и торможение при движении. Проводящие пути - белое вещество, соединяющее головной мозг со спинним; является проводником нервных импульсов. Регулирует работу внутренних органов через периферическую нервную систему Через спинно-мозговые нервы осуществляется управление произвольными движениями тела

ПЕРИФЕРИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Периферическая нервная система образована нервами, выходящими из ЦНС, и нервными узлами и сплетениями, расположенными главным образом вблизи головного и спинного мозга, а также рядом с различными внутренними органами или в стенке этих органов. В периферической нервной системе выделяют соматический и вегетативный отделы.

Соматическая нервная система

Эту систему образуют чувствительные нервные волокна, идущие к ЦНС от различных рецепторов, и двигательные нервные волокна, иннервирующие скелетную мускулатуру. Характерными признаками волокон соматической нервной системы является то, что они на всем протяжении от ЦНС до рецептора или скелетной мышцы нигде не прерываются, имеют относительно большой диаметр и высокую скорость проведения возбуждения. Эти волокна составляют большую часть нервов, выходящих из ЦНС и образующих периферическую нервную систему.

Из головного мозга выходит 12 пар черепно-мозговых нервов. Характеристика этих нервов приведена в табл.1. [показать] .

Таблица 1. Черепно-мозговые нервы

Пара	Название и состав нерва	Место выхода нерва из головного мозга	Функция
I	Обонятельный	Большие полушария переднего мозга	Передает возбуждение (чувствительный) от обонятельных рецепторов к обонятельному центру
II	Зрительный (чувствительный)	Промежуточный мозг	Передает возбуждение от рецепторов сетчатки глаза к зрительному центру
III	Глазодвигательный (двигательный)	Средний мозг	Иннервирует глазные мышцы, обеспечивает движения глаз
IV	Блоковый (двигательный)	То же	То же
V	Тройничный (смешанный)	Мост и продолговатый мозг	Передает возбуждение от рецепторов кожи лица, слизистой губ, рта и зубов, иннервирует жевательные мышцы
VI	Отводящий (двигательный)	Продолговатый мозг	Иннервирует прямую боковую мышцу глаза, вызывает движение глаз в сторону
VII	Лицевой (смешанный)	То же	Передает в головной мозг возбуждение от вкусовых рецепторов языка и слизистой оболочки рта, иннервирует мимическую мускулатуру и слюнные железы
VIII	Слуховой (чувствительный)	То же	Передает возбуждение от рецепторов внутреннего уха
IX	Языкоглоточный (смешанный)	То же	Передает возбуждение от вкусовых рецепторов и рецепторов глотки, иннервирует мускулатуру глотки и слюнные железы
X	Блуждающий (смешанный)	То же	Иннервирует сердце, легкие, большинство органов брюшной полости, передает возбуждение от рецепторов этих органов к головному мозгу и центробежные импульсы в обратном направлении
XI	Добавочный (двигательный)	То же	Иннервирует мышцы шеи и затылка, регулирует их сокращения
XII	Подъязычный (двигательный)	То же	Иннервирует мышцы языка и шеи, вызывает их сокращение

Каждый сегмент спинного мозга отдает по одной паре нервов, содержащих чувствительные и двигательные волокна. Все чувствительные, или центростремительные, волокна входят в спинной мозг через задние корешки, на которых есть утолщения - нервные узлы. В этих узлах находятся тела центростремительных нейронов.

Волокна двигательных, или центробежных, нейронов выходят из спинного мозга через передние корешки. Каждому сегменту спинного мозга соответствует определенный участок тела - метамер. Однако иннервация метамеров происходит таким образом, что каждая пара спинномозговых нервов иннервирует три соседних метамера, а каждый метамер иннервируется тремя соседними сегментами спинного мозга. Следовательно, чтобы полностью денервировать какой-нибудь метамер тела, необходимо перерезать нервы трех соседних сегментов спинного мозга.

Вегетативная нервная система - отдел периферической нервной системы, который иннервирует внутренние органы: сердце, желудок, кишечник, почки, печень и др. Не имеет своих особых чувствительных путей. Чувствительные импульсы от органов передаются по чувствительным волокнам, которые также проходят в составе периферических нервов, являются общими для соматической и вегетативной нервной системы, но составляют меньшую их часть.

В отличие от соматической нервной системы вегетативные нервные волокна тоньше и значительно медленнее проводят возбуждение. На пути от ЦНС к иннервируемому органу они обязательно прерываются с образованием синапса.

Таким образом, центробежный путь в вегетативной нервной системе включает два нейрона - преганглионарный и постганглионарный. Тело первого нейрона находится в ЦНС, а тело второго - за ее пределами, в нервных узлах (ганглиях). Постганглионарных нейронов намного больше, чем преганглионарных. В результате этого каждое преганглионарное волокно в ганглии подходит и передает свое возбуждение многим (10 и более) постганглионарным нейронам. Это явление называется мультипликацией.

По ряду признаков в вегетативной нервной системе выделяют симпатический и парасимпатический отделы.

Симпатический отдел вегетативной нервной системы образован двумя симпатическими цепочками нервных узлов (парный пограничный ствол - вертебральные ганглии), расположенными по обе стороны от позвоночника, и нервными веточками, которые отходят от этих узлов и идут ко всем органам и тканям в составе смешанных нервов. Ядра симпатической нервной системы находятся в боковых рогах спинного мозга, от 1-го грудного до 3-го поясничного сегментов.

Импульсы, поступающие по симпатическим волокнам в органы, обеспечивают рефлекторную регуляцию их деятельности. Кроме внутренних органов симпатические волокна иннервируют кровеносные сосуды в них, а также в коже и в скелетных мышцах. Они усиливают и учащают сердечные сокращения, вызывают быстрое перераспределение крови путем сужения одних сосудов и расширения других.

Парасимпатический отдел представлен рядом нервов, среди которых самым крупным является блуждающий нерв. Он иннервирует почти все органы грудной и брюшной полости.

Ядра парасимпатических нервов залегают в среднем, продолговатом отделах головного и крестцовом отделе спинного мозга. В отличие от симпатической нервной системы все парасимпатические нервы достигают периферических нервных узлов, расположенных во внутренних органах или на подступах к ним. Импульсы, проводимые этими нервами, вызывают ослабление и замедление сердечной деятельности, сужение венечных сосудов сердца и сосудов мозга, расширение сосудов слюнных и других пищеварительных желез, что стимулирует секрецию этих желез, усиливает сокращение мышц желудка и кишечника.

Основные различия между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы приведены в табл. 2. [показать] .

Таблица 2. Вегетативная нервная система

Показатель	Симпатическая нервная система	Парасимпатическая нервная система
Расположение преганглоонарного нейрона	Грудной и поясничный отделы спинного мозга	Стволовая часть головного мозга и крестцовый отдел спинного мозга
Место переключения на постганглионарный нейрон	Нервные узлы симпатической цепочки	Нервные узлы во внутренних органах или возле органов
Медиатор постганглионарного нейрона	Норадреналин	Ацетилхолин
Физиологическое действие	Стимулирует работу сердца, суживает кровеносные сосуды, усиливает работоспособность скелетных мышц и обмен веществ, тормозит секреторную и двигательную деятельность пищеварительного тракта, расслабляет стенки мочевого пузыря	Тормозит работу сердца, расширяет некоторые кровеносные сосуды, усиливает соковыделение и двигательную деятельность пищеварительного тракта, вызывает сокращение стенок мочевого пузыря

Большинство внутренних органов получает двойную вегетативную иннервацию, т. е. к ним подходят как симпатические, так и парасимпатические нервные волокна, которые функционируют в тесном взаимодействии, оказывая на органы противоположный эффект. Это имеет большое значение в приспособлении организма к постоянно меняющимся условиям среды.

Значительный вклад в изучение вегетативной нервной системы внес Л. А. Орбели [показать] .

Орбели Леон Абгарович (1882-1958) - советский физиолог, ученик И. П. Павлова. Акад. АН СССР, АН АрмССР и АМН СССР. Руководитель Военно-медицинской академии, Иститута физиологии им. И, П. Павлова АН СССР, Института эволюционной физиологии, вице-президент АН СССР.

Основное направление исследований - физиология вегетативной нервной системы.

Л. А. Орбели создал и развил учение об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы. Им проведены также исследования по координации деятельности спинного мозга, по физиологии мозжечка, по высшей нервной деятельности.

Нервная система	Периферическая нервная система
	соматическая (нервные волокна не прерываются; скорость проведения импульса 30-120 м/с)		вегетативная (нервные волокна прерываются узлами: скорость проведения импульса 1-3 м/с)
	черепно-мозговые нервы (12 пар)	спинно-мозговые нервы (31 пара)	симпатические нервы	парасимпатические нервы
Состав и строение	Отходят от различных отделов головного мозга в виде нервных волокон. Подразделяются на центростремительные, центробежные. Иннервируют органы чувств, внутренние органы, скелетные мышцы	Отходят симметричными парами по обе стороны спинного мозга. Через задние корешки входят отростки центростремительных нейронов; через передние корешки выходят отростки центробежных нейронов. Отростки соединяются, образуя нерв	Отходят симметричными парами по обе стороны спинного мозга в грудном и поясничном отделах. Предузловое волокно короткое, так как узлы лежат вдоль спинного мозга; послеузловое волокно длинное, так как идет от узла к иннервируемому органу	Отходят от ствола головного мозга и крестцового отдела спинного мозга. Нервные узлы лежат в стенках или около иннервируемых органов. Предузловое волокно длинное, так как проходит от мозга до органа, послеузловое волокно короткое, так как находится в иннервируемом органе
Функции	Обеспечивают связь организма с внешней средой, быстрые реакции на ее изменение, ориентировку в пространстве, движения тела (целенаправленные), чувствительность, зрение, слух, обоняние, осязание, вкус, мимику лица, речь. Деятельность осуществляется под контролем головного мозга	Осуществляют движения всех частей тела, конечностей, обусловливают чувствительность кожи. Иннервируют скелетные мышцы, вызывая произвольные и непроизвольные движения. Произвольные движения осуществляются под контролем головного мозга, непроизвольные под контролем спинного мозга (спинно-мозговые рефлексы)	Иннервируют внутренние органы. Послеузловые волокна выходят в составе смешанного нерва от спинного мозга и проходят к внутренним органам. Нервы образуют сплетения - солнечное, легочное, сердечное. Стимулируют работу сердца, потовых желез, обмен веществ. Торозят деятельность пищеварительного тракта, сужают сосуды, расслабляют стенки мочевого пузыря, расширяют зрачки и др.	Иннервируют внутренние органы, оказывая на них влияние, противоположное действию симпатической нервной системы. Самый крупный нерв - блуждающий. Его ветви находятся во многих внутренних органах - сердце, сосудах, желудке, так как там расположены узлы этого нерва
			Деятельность вегетативной нервной системы регулирует работу всех внутренних органов, приспосабливая их к потребностям всего организма