Назовете частите на централната нервна система. Обща физиология на нервната система. Автономна нервна система

С еволюционната сложност на многоклетъчните организми и функционалната специализация на клетките възниква необходимостта от регулиране и координация жизнени процесина надклетъчно, тъканно, органно, системно и организмово ниво. Тези нови регулаторни механизми и системи трябваше да се появят заедно със запазването и сложността на механизмите за регулиране на функциите на отделните клетки с помощта на сигнални молекули. Адаптирането на многоклетъчните организми към промените в околната среда може да се извърши при условие, че новите регулаторни механизми ще могат да осигурят бързи, адекватни, целенасочени реакции. Тези механизми трябва да могат да запомнят и извличат от апарата за памет информация за предишни въздействия върху тялото, както и да имат други свойства, които осигуряват ефективна адаптивна активност на тялото. Те станаха механизмите на нервната система, които се появиха в сложни, високо организирани организми.

Нервна системае набор от специални структури, които обединяват и координират дейността на всички органи и системи на тялото в постоянно взаимодействие с външна среда.

Централната нервна система включва главния и гръбначния мозък. Мозъкът е разделен на заден мозък (и мост), ретикуларна формация, подкорови ядра, . Телата образуват сивото вещество на централната нервна система, а техните процеси (аксони и дендрити) образуват бялото вещество.

Обща характеристика на нервната система

Една от функциите на нервната система е възприятиеразлични сигнали (стимуланти) на външната и вътрешната среда на тялото. Нека си припомним, че всяка клетка може да възприема различни сигнали от околната среда с помощта на специализирани клетъчни рецептори. Въпреки това, те не са адаптирани да възприемат редица жизненоважни сигнали и не могат незабавно да предават информация на други клетки, които функционират като регулатори на цялостните адекватни реакции на тялото към действието на стимули.

Въздействието на стимулите се възприема от специализирани сетивни рецептори. Примери за такива стимули могат да бъдат светлинни кванти, звуци, топлина, студ, механични въздействия (гравитация, промени в налягането, вибрации, ускорение, компресия, разтягане), както и сигнали със сложен характер (цвят, сложни звуци, думи).

За да се оцени биологичното значение на възприеманите сигнали и да се организира адекватен отговор към тях в рецепторите на нервната система, те се преобразуват - кодиранев универсална форма на сигнали, разбираеми за нервната система - в нервни импулси,извършване (прехвърляне)които по дължината на нервните влакна и пътищата към нервните центрове са необходими за тяхното анализ.

Използват се сигнали и резултатите от техния анализ нервна системаЗа организиране на отговоритепромени във външната или вътрешната среда, регулиранеИ координацияфункции на клетките и надклетъчните структури на тялото. Такива реакции се осъществяват от ефекторни органи. Повечето чести опцииотговорите на въздействията са двигателни (моторни) реакции на скелетните или гладките мускули, промени в секрецията на епителните (екзокринни, ендокринни) клетки, инициирани от нервната система. Като участва пряко във формирането на реакциите към промените в околната среда, нервната система изпълнява функциите регулиране на хомеостазата,осигуряване функционално взаимодействиеоргани и тъкани и техните интеграцияв един цялостен организъм.

Благодарение на нервната система, адекватното взаимодействие на тялото с заобикаляща средане само чрез организацията на отговорите от ефекторните системи, но и чрез собствените си психични реакции - емоции, мотивации, съзнание, мислене, памет, висши когнитивни и творчески процеси.

Нервната система се разделя на централна (главен и гръбначен мозък) и периферна - нервни клетки и влакна извън кухината черепи гръбначния канал. Човешкият мозък съдържа повече от 100 милиарда нервни клетки (неврони).В централната нервна система се формират клъстери от нервни клетки, които изпълняват или контролират едни и същи функции нервни центрове.Структурите на мозъка, представени от телата на невроните, образуват сивото вещество на централната нервна система, а процесите на тези клетки, обединявайки се в пътища, образуват бялото вещество. В допълнение, структурната част на централната нервна система са глиалните клетки, които образуват невроглия.Броят на глиалните клетки е приблизително 10 пъти по-голям от броя на невроните и тези клетки съставляват по-голямата част от масата на централната нервна система.

Нервната система, според характеристиките на нейните функции и структура, се разделя на соматична и автономна (вегетативна). Соматиката включва структурите на нервната система, които осигуряват възприемането на сензорни сигнали главно от външната среда чрез сетивните органи и контролират функционирането на набраздената (скелетна) мускулатура. Вегетативната (автономна) нервна система включва структури, които осигуряват възприемането на сигнали предимно от вътрешната среда на тялото, регулират работата на сърцето, други вътрешни органи, гладката мускулатура, екзокринните и част от ендокринните жлези.

В централната нервна система е обичайно да се разграничават структури, разположени на различни нива, които се характеризират със специфични функции и роли в регулацията на жизнените процеси. Сред тях са базалните ганглии, структурите на мозъчния ствол, гръбначния мозък и периферната нервна система.

Устройство на нервната система

Нервната система се дели на централна и периферна. Централната нервна система (ЦНС) включва главния и гръбначния мозък, а периферната нервна система включва нервите, които се простират от централната нервна система до различни органи.

Ориз. 1. Устройство на нервната система

Ориз. 2. Функционално разделение на нервната система

Значението на нервната система:

• обединява органите и системите на тялото в едно цяло;
• регулира функционирането на всички органи и системи на тялото;
• комуникира организма с външната среда и го адаптира към условията на околната среда;
• формира материалната основа умствена дейност: реч, мислене, социално поведение.

Устройство на нервната система

Структурна и физиологична единица на нервната система е - (фиг. 3). Състои се от тяло (сома), процеси (дендрити) и аксон. Дендритите са силно разклонени и образуват много синапси с други клетки, което определя водещата им роля при възприемането на информация от неврона. Аксонът започва от тялото на клетката с хълм на аксона, който е генератор на нервен импулс, който след това се пренася по аксона до други клетки. Мембраната на аксона в синапса съдържа специфични рецептори, способни да реагират на различни медиатори или невромодулатори. Следователно, процесът на освобождаване на трансмитер от пресинаптичните окончания може да бъде повлиян от други неврони. Също така, мембраната на окончанията съдържа голям брой калциеви канали, през които калциевите йони навлизат в окончанието, когато то се възбуди и активират освобождаването на медиатора.

Ориз. 3. Диаграма на неврон (според I.F. Иванов): а - структура на неврон: 7 - тяло (перикарион); 2 - сърцевина; 3 - дендрити; 4.6 - неврити; 5.8 - миелинова обвивка; 7- обезпечение; 9 - прихващане на възел; 10 — леммоцитно ядро; единадесет - нервни окончания; б — видове нервни клетки: I — еднополюсен; II - многополюсен; III - биполярно; 1 - неврит; 2 -дендрит

Обикновено в невроните потенциалът за действие възниква в областта на мембраната на хълма на аксона, чиято възбудимост е 2 пъти по-висока от възбудимостта на други области. Оттук възбуждането се разпространява по аксона и клетъчното тяло.

Аксоните, в допълнение към функцията си за провеждане на възбуждане, служат като канали за транспорт различни вещества. Протеини и медиатори, синтезирани в клетъчното тяло, органели и други вещества, могат да се движат по аксона до неговия край. Това движение на веществата се нарича аксон транспорт.Има два вида: бърз и бавен аксонален транспорт.

Всеки неврон в централната нервна система изпълнява три физиологични роли: получава нервни импулси от рецептори или други неврони; генерира собствени импулси; провежда възбуждане към друг неврон или орган.

от функционално значениеневроните се разделят на три групи: чувствителни (сензорни, рецепторни); интеркаларен (асоциативен); двигател (ефектор, двигател).

В допълнение към невроните, централната нервна система съдържа глиални клетки,заемащи половината от обема на мозъка. Периферните аксони също са заобиколени от обвивка от глиални клетки, наречени лемоцити (клетки на Шван). Невроните и глиалните клетки са разделени от междуклетъчни цепнатини, които комуникират помежду си и образуват изпълнено с течност междуклетъчно пространство между невроните и глията. Чрез тези пространства се осъществява обмяната на вещества между нервните и глиалните клетки.

Невроглиалните клетки изпълняват много функции: поддържащи, защитни и трофични роли за невроните; поддържат определена концентрация на калциеви и калиеви йони в междуклетъчното пространство; унищожават невротрансмитери и други биологично активни вещества.

Функции на централната нервна система

Централната нервна система изпълнява няколко функции.

Интегративен:Организмът на животните и човека е сложна, високоорганизирана система, състояща се от функционално свързани помежду си клетки, тъкани, органи и техните системи. Тази връзка, обединяването на различните компоненти на тялото в едно цяло (интеграция), тяхното координирано функциониране се осигурява от централната нервна система.

Координиране:функциите на различните органи и системи на тялото трябва да протичат в хармония, тъй като само с този начин на живот е възможно да се поддържа постоянството на вътрешната среда, както и успешно да се адаптира към променящите се условия на околната среда. Централната нервна система координира дейностите на елементите, които изграждат тялото.

Регулиране:Централната нервна система регулира всички процеси, протичащи в тялото, следователно с нейно участие настъпват най-адекватните промени в работата на различни органи, насочени към осигуряване на една или друга негова дейност.

Трофичен:Централната нервна система регулира трофиката и интензивността на метаболитните процеси в тъканите на тялото, което е в основата на формирането на реакции, адекватни на промените, настъпващи във вътрешната и външната среда.

Адаптивен:Централната нервна система комуникира тялото с външната среда чрез анализиране и синтезиране на различна информация, получена от сетивните системи. Това дава възможност за преструктуриране на дейността на различни органи и системи в съответствие с промените в околната среда. Функционира като регулатор на поведението, необходимо в конкретни условия на съществуване. Това осигурява адекватна адаптация към околния свят.

Формиране на ненасочено поведение:централната нервна система формира определено поведение на животното в съответствие с доминиращата нужда.

Рефлекторна регулация на нервната дейност

Адаптирането на жизнените процеси на тялото, неговите системи, органи, тъкани към променящите се условия на околната среда се нарича регулиране. Регулацията, осигурена съвместно от нервната и хормоналната система, се нарича неврохормонална регулация. Благодарение на нервната система тялото извършва дейността си на принципа на рефлекса.

Основният механизъм на дейност на централната нервна система е реакцията на тялото към действието на стимул, осъществявана с участието на централната нервна система и насочена към постигане на полезен резултат.

Рефлексът в превод от латински означава „отражение“. Терминът "рефлекс" е предложен за първи път от чешкия изследовател I.G. Прохаска, който развива учението за отразяващите действия. По-нататъшното развитие на рефлексната теория е свързано с името на I.M. Сеченов. Той вярваше, че всичко несъзнателно и съзнателно възниква като рефлекс. Но по това време не е имало методи за обективна оценка на мозъчната активност, които биха могли да потвърдят това предположение. По-късно обективен метод за оценка на мозъчната активност е разработен от академик I.P. Павлов и се нарича метод на условните рефлекси. Използвайки този метод, ученият доказа, че в основата на висшата нервна дейност на животните и хората са условните рефлекси, формирани на базата на безусловни рефлекси поради образуването на временни връзки. Академик П.К. Анохин показа, че цялото разнообразие от животински и човешки дейности се извършва въз основа на концепцията за функционални системи.

Морфологичната основа на рефлекса е , състоящ се от няколко нервни структури, които осигуряват изпълнението на рефлекса.

Три вида неврони участват в образуването на рефлексна дъга: рецепторни (чувствителни), междинни (интеркаларни), моторни (ефекторни) (фиг. 6.2). Те са комбинирани в невронни вериги.

Ориз. 4. Схема на регулация на рефлексния принцип. Рефлексна дъга: 1 - рецептор; 2 - аферентен път; 3 - нервен център; 4 - еферентен път; 5 - работен орган (всеки орган на тялото); MN - двигателен неврон; М - мускул; CN - команден неврон; SN - сензорен неврон, ModN - модулиращ неврон

Дендритът на рецепторния неврон контактува с рецептора, неговият аксон отива в централната нервна система и взаимодейства с интерневрона. От интернейрона аксонът отива към ефекторния неврон, а неговият аксон отива в периферията към изпълнителния орган. Така се образува рефлексна дъга.

Рецепторните неврони са разположени в периферията и във вътрешните органи, докато интеркаларните и моторните неврони са разположени в централната нервна система.

В рефлексната дъга има пет връзки: рецептор, аферентен (или центростремителен) път, нервен център, еферентен (или центробежен) път и работен орган (или ефектор).

Рецепторът е специализирано образувание, което възприема дразнене. Рецепторът се състои от специализирани високочувствителни клетки.

Аферентната връзка на дъгата е рецепторен неврон и провежда възбуждане от рецептора към нервния център.

Нервният център се формира от голям брой интеркаларни и моторни неврони.

Тази връзка на рефлексната дъга се състои от набор от неврони, разположени в различни части на централната нервна система. Нервният център получава импулси от рецептори по аферентния път, анализира и синтезира тази информация, след което предава формираната програма от действия по еферентните влакна към периферния изпълнителен орган. И работният орган извършва характерната си дейност (мускулът се съкращава, жлезата отделя секрет и др.).

Специална връзка на обратната аферентация възприема параметрите на действието, извършвано от работния орган, и предава тази информация на нервния център. Нервният център е акцептор на действието на обратната аферентационна връзка и получава информация от работния орган за извършеното действие.

Времето от началото на действието на дразнителя върху рецептора до появата на отговора се нарича рефлексно време.

Всички рефлекси при животните и хората се делят на безусловни и условни.

Безусловни рефлекси -вродени, наследствени реакции. Безусловните рефлекси се осъществяват чрез вече формирани в тялото рефлексни дъги. Безусловните рефлекси са видово специфични, т.е. характерни за всички животни от този вид. Те са постоянни през целия живот и възникват в отговор на адекватно стимулиране на рецепторите. Безусловните рефлекси също се класифицират според тяхното биологично значение: хранителни, защитни, сексуални, двигателни, ориентировъчни. Въз основа на местоположението на рецепторите тези рефлекси се разделят на екстероцептивни (температурни, тактилни, зрителни, слухови, вкусови и др.), Интероцептивни (съдови, сърдечни, стомашни, чревни и др.) и проприоцептивни (мускулни, сухожилни и др. .). Въз основа на характера на реакцията - моторна, секреторна и др. Въз основа на разположението на нервните центрове, чрез които се осъществява рефлексът - спинален, булбарен, мезенцефален.

Условни рефлекси - рефлекси, придобити от организма по време на индивидуалния му живот. Условните рефлекси се осъществяват чрез новообразувани рефлексни дъги на базата на рефлексни дъги на безусловни рефлекси с образуването на временна връзка между тях в кората на главния мозък.

Рефлексите в тялото се осъществяват с участието на жлезите вътрешна секрецияи хормони.

В основата на съвременните представи за рефлексната дейност на тялото е концепцията за полезен адаптивен резултат, за постигането на който се извършва всеки рефлекс. Информацията за постигането на полезен адаптивен резултат постъпва в централната нервна система чрез обратна връзка под формата на обратна аферентация, която е задължителен компонент на рефлексната дейност. Принципът на обратната аферентация в рефлексната дейност е разработен от П. К. Анохин и се основава на факта, че структурната основа на рефлекса не е рефлексна дъга, а рефлексен пръстен, който включва следните връзки: рецептор, аферентен нервен път, нерв център, еферентен нервен път, работен орган, обратна аферентация.

Когато някоя връзка на рефлексния пръстен е изключена, рефлексът изчезва. Следователно, за да възникне рефлексът, е необходима целостта на всички връзки.

Свойства на нервните центрове

Нервните центрове имат редица характерни функционални свойства.

Възбуждането в нервните центрове се разпространява едностранно от рецептора към ефектора, което се свързва с възможността за провеждане на възбуждане само от пресинаптичната мембрана към постсинаптичната.

Възбуждането в нервните центрове се извършва по-бавно, отколкото по протежение на нервно влакно, в резултат на забавяне на провеждането на възбуждане през синапсите.

В нервните центрове може да възникне сумиране на възбуждания.

Има два основни метода на сумиране: времеви и пространствени. При времево сумираненяколко импулса на възбуждане достигат до неврон през един синапс, сумират се и генерират потенциал за действие в него, и пространствено сумиранесе проявява, когато импулсите достигат до един неврон през различни синапси.

При тях има трансформация на ритъма на възбуждане, т.е. намаляване или увеличаване на броя на импулсите на възбуждане, напускащи нервния център, в сравнение с броя на импулсите, които пристигат в него.

Нервните центрове са много чувствителни към липсата на кислород и действието на различни химикали.

Нервните центрове, за разлика от нервните влакна, са способни на бърза умора. Синаптичната умора с продължително активиране на центъра се изразява в намаляване на броя на постсинаптичните потенциали. Това се дължи на консумацията на медиатора и натрупването на метаболити, които подкисляват околната среда.

Нервните центрове са в състояние на постоянен тонус, поради непрекъснатото снабдяване с определен бройимпулси от рецепторите.

Нервните центрове се характеризират с пластичност - способността да увеличават своята функционалност. Това свойство може да се дължи на синаптично улеснение - подобрена проводимост в синапсите след кратко стимулиране на аферентни пътища. При често използване на синапси се ускорява синтеза на рецептори и предаватели.

Заедно с възбуждането в нервния център протичат процеси на инхибиране.

Координационна дейност на централната нервна система и нейните принципи

Един от важни функцииЦентралната нервна система е координационна функция, наречена още координационни дейностиЦНС. Това се разбира като регулиране на разпределението на възбуждането и инхибирането в нервните структури, както и взаимодействието между нервните центрове, които осигуряват ефективното осъществяване на рефлексни и доброволни реакции.

Пример за координационната дейност на централната нервна система може да бъде реципрочната връзка между центровете за дишане и преглъщане, когато по време на преглъщане дихателният център е инхибиран, епиглотисът затваря входа на ларинкса и предотвратява навлизането в Въздушни пътищахрана или течност. Координационната функция на централната нервна система е фундаментално важна за изпълнението на сложни движения, извършвани с участието на много мускули. Примери за такива движения включват артикулация на речта, акт на преглъщане и гимнастически движения, които изискват координирано свиване и отпускане на много мускули.

Принципи на координационни дейности

• Реципрочност - взаимно инхибиране на антагонистични групи от неврони (флексорни и екстензорни моторни неврони)
• Краен неврон - активиране на еферентен неврон от различни рецептивни полета и конкуренция между различни аферентни импулси за даден двигателен неврон
• Превключването е процесът на прехвърляне на активност от един нервен център към антагонистичния нервен център
• Индукция - промяна от възбуждане към инхибиране или обратно
• Обратната връзка е механизъм, който осигурява необходимостта от сигнализиране от рецепторите изпълнителни организа успешно изпълнение на функцията
• Доминантата е постоянно доминиращо огнище на възбуждане в централната нервна система, подчиняващо функциите на други нервни центрове.

Координационната дейност на централната нервна система се основава на редица принципи.

Принципът на конвергенциятасе реализира в конвергентни вериги от неврони, в които аксоните на редица други се събират или се събират на един от тях (обикновено еферентния). Конвергенцията гарантира, че един и същ неврон получава сигнали от различни нервни центрове или рецептори с различни модалности (различни сетивни органи). Въз основа на конвергенцията различни стимули могат да предизвикат един и същи тип реакция. Например, охранителният рефлекс (завъртане на очите и главата - бдителност) може да бъде причинен от светлина, звук и тактилно въздействие.

Принципът на общ краен пътследва от принципа на конвергенцията и е близък по същество. Разбира се като възможност за извършване на същата реакция, предизвикана от крайния еферентен неврон в йерархичната нервна верига, към която се събират аксоните на много други нервни клетки. Пример за класически терминален път са моторните неврони на предния рог на гръбначния мозък или моторните ядра черепномозъчни нерви, които директно инервират мускулите с техните аксони. Същата двигателна реакция (например огъване на ръка) може да бъде предизвикана от получаването на импулси към тези неврони от пирамидални неврони на първичната моторна кора, неврони на редица двигателни центрове на мозъчния ствол, интерневрони на гръбначния мозък, аксони на сензорни неврони на гръбначните ганглии в отговор на действието на възприеманите сигнали различни органисетива (светлина, звук, гравитация, болка или механични въздействия).

Принцип на дивергенциясе реализира в дивергентни вериги от неврони, в които един от невроните има разклонен аксон, а всеки от клоновете образува синапс с друга нервна клетка. Тези вериги изпълняват функциите на едновременно предаване на сигнали от един неврон към много други неврони. Благодарение на различни връзки, сигналите са широко разпространени (облъчени) и много центрове, разположени на една и съща повърхност, бързо се включват в отговора. различни ниваЦНС.

Принципът на обратната връзка (обратна аферентация)се крие във възможността за предаване на информация за извършваната реакция (например за движение от мускулните проприорецептори) чрез аферентни влакна обратно към нервния център, който я е задействал. Благодарение на обратната връзка се образува затворена невронна верига (верига), чрез която можете да контролирате хода на реакцията, да регулирате силата, продължителността и други параметри на реакцията, ако не са били изпълнени.

Участието на обратната връзка може да се разглежда като се използва примерът за изпълнение на флексионния рефлекс, причинен от механично въздействие върху кожните рецептори (фиг. 5). С рефлексно свиване на флексорния мускул, активността на проприорецепторите и честотата на изпращане на нервни импулси по аферентните влакна към а-мотоневроните на гръбначния мозък, инервиращи този мускул, се променят. В резултат на това се образува затворен регулаторен контур, в който ролята на канал за обратна връзка се играе от аферентни влакна, предаващи информация за свиване към нервните центрове от мускулните рецептори, а ролята на директен комуникационен канал се играе от еферентни влакна на моторни неврони, отиващи към мускулите. По този начин нервният център (неговите моторни неврони) получава информация за промените в състоянието на мускула, причинени от предаването на импулси по двигателните влакна. Благодарение на обратната връзка се образува един вид регулаторен нервен пръстен. Поради това някои автори предпочитат да използват термина „рефлексен пръстен” вместо термина „рефлексна дъга”.

Наличието на обратна връзка е важно в механизмите на регулиране на кръвообращението, дишането, телесната температура, поведенческите и други реакции на тялото и се обсъжда допълнително в съответните раздели.

Ориз. 5. Вериги за обратна връзка в невронните вериги на най-простите рефлекси

Принципът на реципрочните отношениясе осъществява чрез взаимодействие между антагонистични нервни центрове. Например между група моторни неврони, които контролират огъването на ръката и група моторни неврони, които контролират разгъването на ръката. Благодарение на реципрочните връзки, възбуждането на невроните на един от антагонистичните центрове е придружено от инхибиране на другия. В дадения пример реципрочната връзка между центровете на флексия и екстензия ще се прояви от факта, че по време на свиването на флексорните мускули на ръката ще настъпи еквивалентна релаксация на екстензорите и обратно, което осигурява плавност движения на флексия и екстензия на ръката. Реципрочните връзки се осъществяват поради активирането от неврони на възбудения център на инхибиторни интернейрони, чиито аксони образуват инхибиторни синапси върху невроните на антагонистичния център.

Принципът на доминиранетосъщо се прилага въз основа на особеностите на взаимодействие между нервните центрове. Невроните на доминиращия, най-активен център (фокус на възбуждане) имат стабилна висока активности потискат възбуждането в други нервни центрове, подчинявайки ги на своето влияние. Освен това невроните на доминиращия център привличат аферентни нервни импулси, адресирани до други центрове, и повишават тяхната активност поради получаването на тези импулси. Доминиращият център може да остане в състояние на възбуда дълго време без признаци на умора.

Пример за състояние, причинено от наличието на доминиращ фокус на възбуждане в централната нервна система, е състоянието, след като човек е преживял важно събитие за него, когато всичките му мисли и действия по един или друг начин се свързват с това събитие .

Свойства на доминантата

• Повишена възбудимост
• Устойчивост на възбудата
• Инерция на възбуждане
• Способност за потискане на субдоминантни лезии
• Способност за обобщаване на вълненията

Разгледаните принципи на координация могат да се използват в зависимост от процесите, координирани от централната нервна система, поотделно или заедно в различни комбинации.

Отделения на нервната система

Всички части на нервната система са взаимосвързани. Но за удобство на разглеждането ще го разделим на два основни раздела, всеки от които включва два подраздела (фиг. 2.8).

Ориз. 2.8. Организация на нервната система

Централната нервна система включва всички неврони на главния и гръбначния мозък. Периферната нервна система включва всички свързващи нерви мозъки гръбначния мозък с други части на тялото. Периферната нервна система се разделя допълнително на соматична система и автономна система (последната се нарича още автономна система).

Сетивните нерви на соматичната система предават информация за външни стимули от кожата, мускулите и ставите към централната нервна система; от него научаваме за болка, налягане, температурни колебания и т.н. Двигателните нерви на соматичната система предават импулси от централната нервна система към мускулите на тялото, инициирайки движение. Тези нерви контролират всички мускули, участващи в произволни движения, както и неволно регулиране на позата и баланса.

Нервите на автономната система преминават към и от вътрешните органи, регулирайки дишането, сърдечната честота, храносмилането и т.н. Вегетативната система, която играе водеща роля в емоциите, ще бъде обсъдена по-късно в тази глава.

Повечето от нервните влакна, които свързват различни части на тялото с мозъка, се събират в гръбначния мозък, където са защитени от костите на гръбначния стълб. Гръбначният мозък е изключително компактен и едва достига диаметъра на малкия пръст. Някои от най-простите реакции на стимули или рефлекси се осъществяват на нивото на гръбначния мозък. Това е например рефлекс на коляното - изправяне на крака в отговор на леко потупване на сухожилието. капачка на коляното. Лекарите често използват този тест, за да определят състоянието гръбначни рефлекси. Естествената функция на този рефлекс е да гарантира, че кракът се изправя, когато коляното има тенденция да се огъне под въздействието на гравитацията, така че тялото да остане изправено. Когато се удари пателарното сухожилие, прикрепеният към него мускул се разтяга и сигналът от сетивните клетки в него се предава по сетивните неврони към гръбначния мозък. При него сетивните неврони синапсират директно с моторните неврони, които изпращат импулси обратно към същия мускул, карайки го да се свие и кракът да се изправи. Въпреки че тази реакция може да се извърши само от гръбначния мозък без намеса от мозъка, тя се модифицира от съобщения от по-висши нервни центрове. Ако стиснете юмруци точно преди да ударите коляното си, изправящото движение ще бъде преувеличено. Ако предупредите лекаря и искате съзнателно да забавите този рефлекс, тогава може да успеете. Основният механизъм е вграден в гръбначния мозък, но работата му може да бъде повлияна от висши мозъчни центрове.

Организация на мозъка

Има различни начини за теоретично описание на мозъка. Един от тези методи е показан на фиг. 2.9.

Ориз. 2.9. Локализирана организация на основните мозъчни структури.Задната област на мозъка включва всички структури, разположени в задната част на мозъка. Средната област се намира в средната част на мозъка, а фронталната област включва структури, разположени в предната част на мозъка.

Според този подход мозъкът се разделя на три зони, според местоположението им: 1) задната част, която включва всички структури, разположени в задната или тилната част на мозъка, която е най-близо до гръбначния мозък; 2) средната (средна секция), разположена в централната част на мозъка и 3) предната (фронтална) секция, локализирана в предната или фронталната част на мозъка. Канадският изследовател Пол Маклийн предложи различен модел на мозъчна организация, основан на функциите на мозъчните структури, а не на тяхното местоположение. Според Маклийн мозъкът се състои от три концентрични слоя: а) централен мозъчен ствол, б) лимбична система и в) мозъчни полукълба (наричани общо голям мозък). Относителното положение на тези слоеве е показано на фиг. 2.10; За сравнение компонентите на напречното сечение на мозъка са показани по-подробно на фиг. 2.11.

Ориз. 2.10. Функционална организация човешки мозък. Централен багажник и лимбична системаса показани изцяло, а от мозъчните полукълба е показано само дясното. Малкият мозък контролира баланса и мускулната координация; таламусът служи като разпределително табло за съобщения, идващи от сетивата; хипоталамусът (не е на снимката, но се намира под таламуса) регулира ендокринните функции и такива жизненоважни важни процеси, като метаболизъм и телесна температура. Лимбичната система се занимава с емоции и действия, насочени към задоволяване на основни нужди. Мозъчната кора (външният слой от клетки, покриващи главния мозък) е центърът на висшите умствени функции; тук се регистрират усещания, инициират се доброволни действия, вземат се решения и се разработват планове.

Ориз. 2.11. Човешки мозък.Схематично са показани основните структури на централната нервна система (показана е само горната част на гръбначния мозък).

Централен мозъчен ствол

Централният ствол, известен също като мозъчния ствол, контролира неволни поведения като кашляне, кихане и оригване, както и „примитивни“ поведения под доброволен контрол като дишане, повръщане, сън, хранене и пиене и регулиране на температурата. сексуално поведение. Мозъчният ствол включва всички структури на задната и средната част на мозъка и две структури на предната част, хипоталамуса и таламуса. Това означава, че централният ствол се простира от задната към предната част на мозъка. В тази глава ще ограничим нашето обсъждане до пет структури на мозъчния ствол – продълговатия мозък, малкия мозък, таламуса, хипоталамуса и ретикуларната формация – отговорни за регулирането на най-важните примитивни поведения, необходими за оцеляването. Таблица 2.1 изброява функциите на тези пет структури, както и функциите на мозъчната кора, corpus callosum и hipocampus.

Таблица 2.1. Раздели на човешкия мозък

Деления на мозъка	Функционална структура
Cortex	Състои се от няколко кортикални области: първична моторна зона, първична соматосензорна зона, първична зрителна зона, първична слухова зона и асоциативни зони
Корпус калозум	Свързва двете полукълба на мозъка
Таламус	Насочва входящата информация от сензорните рецептори и участва в контрола на цикъла сън-събуждане
Хипоталамус	Опосредства процесите на прием на храна и вода, както и сексуалното поведение, регулира ендокринната дейност и поддържа хомеостазата, участва в възникването на емоции и реакции при стрес
Ретикуларна формация	Участва в контрола на възбудата, влияе върху способността за концентрация на вниманието върху определени стимули
Хипокампус	Играе специална роля във функционирането на паметта и също така участва в емоционалното поведение
Малък мозък	Отговаря основно за координацията на движенията
Медула (продълговат мозък)	Контролира дишането и някои рефлекси, които помагат за поддържане на изправено положение

Първото малко удебеляване на гръбначния мозък, където влиза в черепа, е продълговатият мозък: той контролира дишането и някои рефлекси, които помагат на тялото да поддържа изправено положение. Това е и мястото, където главните нервни пътища, излизащи от гръбначния мозък, се пресичат, което води до свързване на дясната страна на мозъка с лявата страна на тялото и лявата страна на мозъка с дясната страна на тялото.

Малък мозък.Извитата структура, съседна на задната част на мозъчния ствол точно над продълговатия мозък, се нарича малък мозък. Основно отговаря за координацията на движенията. Някои движения могат да бъдат инициирани на по-високи нива, но тяхната фина координация зависи от малкия мозък. Увреждането на малкия мозък води до резки, некоординирани движения.

Доскоро повечето учени вярваха, че малкият мозък се занимава изключително с прецизния контрол и координацията на движенията на тялото. Въпреки това, някои интригуващи нови доказателства сочат съществуването на директни невронни връзки между малкия мозък и предните области на мозъка, отговорни за речта, планирането и мисленето (Мидълтън и Стрик , 1994). Такива нервни връзки при хората са много по-обширни, отколкото при маймуните и другите животни. Тези и други данни предполагат, че малкият мозък може да участва в контрола и координацията на висшите умствени функции, както и в осигуряването на сръчност в движенията на тялото.

Таламус.Непосредствено над продълговатия мозък и под мозъчните полукълба има две яйцевидни групи от ядра на нервни клетки, които образуват таламуса. Една област на таламуса действа като релейна станция; той изпраща информация до мозъка от зрителни, слухови, тактилни и вкусови рецептори. Друга област на таламуса играе важна роляв контрола на съня и бодърстването.

Хипоталамусмного по-малък от таламуса и разположен точно под него. Хипоталамусните центрове медиират храненето, пиенето и сексуалното поведение. Хипоталамусът регулира ендокринните функции и поддържа хомеостазата. Хомеостазата е нормалното ниво на функционални характеристики здраво тялокато телесна температура, сърдечен ритъм и кръвно налягане. По време на стрес хомеостазата се нарушава и след това се стартират процеси, насочени към възстановяване на баланса. Например, когато ни е горещо, се потим, когато е студено, треперим. И двата процеса възстановяват нормалната температура и се контролират от хипоталамуса.

Хипоталамусът също играе важна роля в човешките емоции и реакции към стресова ситуация. Умерената електрическа стимулация на определени области на хипоталамуса причинява приятни усещания, а дразненето на съседни зони е неприятно. Чрез въздействие върху хипофизната жлеза, разположена точно под нея (фиг. 2.11), хипоталамусът контролира ендокринна системаи съответно производството на хормони. Този контрол е особено важен, когато тялото трябва да мобилизира сложен набор от физиологични процеси (отговорът „борба или бягство“), за да се справи с неочакваното. Поради специалната си роля в мобилизирането на тялото за действие, хипоталамусът е наречен „център на стреса“.

Ретикуларна формация. Невронната мрежа, която се простира от долната част на мозъчния ствол до таламуса и преминава през някои други образувания на централния мозъчен ствол, се нарича ретикуларна формация. Играе важна роля в контролирането на състоянието на възбудимост. Когато се приложи определено напрежение чрез електроди, имплантирани в ретикуларната формация на котка или куче, животното заспива; когато е стимулирано от напрежение с по-бързо променящ се вълнов модел, животното се събужда.

Способността за концентриране на вниманието върху определени стимули също зависи от ретикуларната формация. През ретикуларната система преминават нервните влакна от всички сетивни рецептори. Тази система изглежда работи като филтър, позволяващ на някои сензорни съобщения да преминат в мозъчната кора (да станат достъпни за съзнанието) и да блокира други. По този начин във всеки момент състоянието на съзнанието се влияе от процеса на филтриране, протичащ в ретикуларната формация.

Лимбична система

Около централния мозъчен ствол има няколко структури, които заедно се наричат ​​лимбична система. Тази система има тесни връзки с хипоталамуса и изглежда упражнява допълнителен контрол върху някои форми на инстинктивно поведение, контролирани от хипоталамуса и продълговатия мозък (вижте Фигура 2.10). Животните, които имат само неразвита лимбична система (например риби и влечуги), са способни на различни видове активност - хранене, нападение, бягство от опасност и чифтосване - реализирани чрез поведенчески стереотипи. При бозайниците лимбичната система изглежда инхибира някои инстинктивни модели на поведение, което позволява на организма да бъде по-гъвкав и адаптивен към променящата се среда.

Хипокампусът, част от лимбичната система, играе специална роля в процесите на паметта. Случаи на увреждане на хипокампуса или неговото хирургично отстраняване показват, че тази структура е от решаващо значение за запомнянето на нови събития и съхраняването им в дългосрочната памет, но не е необходима за извличане на стари спомени. След операция за отстраняване на хипокампуса пациентът лесно разпознава стари приятели и си спомня миналото си, той може да чете и използва придобитите преди това умения. Въпреки това, той ще може да си спомни много малко (ако изобщо има нещо) за това, което се е случило през годината или повече преди операцията. Той изобщо няма да помни събития или хора, които е срещал след операцията. Такъв пациент няма да може например да разпознае нов човек, с когото е прекарал много часове по-рано през деня. Той ще реди едно и също парче пъзел седмица след седмица и никога няма да си спомни, че го е правил преди, и ще чете същия вестник отново и отново, без да помни съдържанието му ( Squire & Zola, 1996).

Лимбичната система също участва в емоционалното поведение. Маймуните с лезии в определени области на лимбичната система реагират бурно дори на най-малката провокация, което предполага, че увредената зона е имала инхибиращ ефект. Маймуните с увреждане на други части на лимбичната система вече не се показват агресивно поведениеи не показват враждебност дори когато са нападнати. Те просто игнорират нападателя и се държат така, сякаш нищо не се е случило.

Разглеждането на мозъка като състоящ се от три концентрични структури - централния мозъчен ствол, лимбичната система и главния мозък (обсъдени в следващия раздел) - не трябва да дава основание да се мисли, че те са независими една от друга. Тук може да се направи аналогия с мрежа от взаимосвързани компютри: всеки изпълнява свои собствени специални функции, но трябва да работим заедно, за да извлечем най-много ефективен резултат. По същия начин, анализирането на информация от сетивата изисква един вид изчисление и вземане на решения (големият мозък е добре адаптиран към това); тя е различна от тази, която контролира последователността на рефлексните действия (лимбичната система). За по-прецизно настройване на мускулите (при писане например или при свирене на музикален инструмент) е необходима друга система за управление, в случая медиирана от малкия мозък. Всички тези видове дейности са обединени в една система, която запазва целостта на тялото.

Голям мозък

При хората големият мозък, състоящ се от две мозъчни полукълба, е по-развит от всяко друго същество. Външният му слой се нарича мозъчна кора; на латиницакора означава "дървесна кора". На мозъчен образец кората изглежда сива, защото се състои предимно от тела на нервни клетки и нервни влакна, които не са покрити с миелин - оттук и терминът "сиво вещество". Вътрешността на главния мозък, под кората, се състои предимно от покрити с миелин аксони и изглежда бяла.

Всяка от сетивните системи (например зрителна, слухова, тактилна) доставя информация на определени области на кората. Движенията на частите на тялото (моторни реакции) се контролират от собствената им област на кората. Останалата част от нея, която не е нито сензорна, нито двигателна, се състои от асоциативни зони. Тези зони са свързани с други аспекти на поведението - памет, мислене, реч - и заемат по-голямата част от мозъчната кора.

Преди да разгледаме някои от тези области, нека въведем някои ориентири, за да опишем основните области на церебралните полукълба на мозъка. Полукълбата обикновено са симетрични и дълбоко отделени едно от друго отпред назад. Следователно първата точка от нашата класификация ще бъде разделянето на мозъка на дясното и лявото полукълбо. Всяко полукълбо е разделено на четири лоба: челен, париетален, тилен и темпорален. Границите на лобовете са показани на фиг. 2.12. Фронталния лоб е отделен от теменния лоб чрез централен жлеб, минаващ почти от върха на главата към страните към ушите. Границата между париеталните и тилните лобове е по-малко ясна; За нашите цели ще бъде достатъчно да кажем, че париеталният лоб е в горната част на мозъка зад централната бразда, а тилният лоб е в задната част на мозъка. Темпоралният лоб е отделен от дълбока бразда отстрани на мозъка, наречена странична бразда.

Ориз. 2.12. Големи полукълба на мозъка.Всяко полукълбо има няколко големи дяла, разделени от бразди. В допълнение към тези външно видими лобове, кората има голяма вътрешна гънка, наречена „остров“, разположена дълбоко в страничната бразда, а) страничен изглед; б) изглед отгоре; в) напречен разрез на кората на главния мозък; отбележете разликата между сивото вещество, разположено на повърхността (показано като по-тъмно) и по-дълбоко разположеното бяло вещество; г) снимка на човешки мозък.

Първична двигателна зона. Основната двигателна зона контролира произволните движения на тялото; той се намира точно пред централната бразда (фиг. 2.13). Електрическата стимулация на определени области на двигателната кора предизвиква движения на съответните части на тялото; ако същите тези области на моторния кортекс са повредени, движенията са нарушени. Тялото е представено в моторната кора в приблизително обърната форма. Например, движенията на пръстите на краката се контролират от областта, разположена отгоре, а движенията на езика и устата се контролират отдолудвигателна зона. Движенията на дясната страна на тялото се контролират от моторната кора на лявото полукълбо; движения на лявата страна - моторната кора на дясното полукълбо.

Ориз. 2.13. Специализация на функциите на кората на лявото полукълбо.По-голямата част от кората е отговорна за генерирането на движения и анализирането на сензорни сигнали. Съответстващите зони (включително моторни, соматосензорни, зрителни, слухови и обонятелни) присъстват и в двете полукълба. Някои функции са представени само от едната страна на мозъка. Например зоната на Брока и зоната на Вернике, които участват в производството и разбирането на речта, както и ъгловата извивка, която корелира зрителната и слуховата форма на думата, се намират само в лявата страна на човешкия мозък.

Първична соматосензорна област. В теменната зона, отделена от двигателната зона от централната бразда, има зона, чиято електрическа стимулация предизвиква сетивни усещания някъде от противоположната страна на тялото. Изглеждат така, сякаш някаква част от тялото се движи или се докосва. Тази област се нарича първична соматосензорна зона (областта на телесните усещания). Те включват усещане за студ, допир, болка и усещане за движение на тялото.

Повечето от нервните влакна в пътищата, водещи до и от соматосензорните и двигателните области, преминават към противоположната страна на тялото. Следователно сензорните импулси от дясната страна на тялото отиват в левия соматосензорен кортекс, а мускулите на десния крак и дясната ръка се контролират от левия двигателен кортекс.

Явно може да се обмисли общо правилоче обемът на соматосензорната или моторната зона, свързана с определена част от тялото, се определя пряко от нейната чувствителност и честотата на използване на последната. Например сред четириногите бозайници предните лапи на кучето са представени само в много малка част от кората, но миещата мечка, която използва широко предните си лапи, за да изследва и манипулира околната среда, има много по-широка площ, със зони за всеки пръст на крака. Плъхът, който получава много информация за околната среда чрез сензорните си антени, има отделна област на кората за всяка антена.

Основна зрителна зона. В задната част на всеки тилен дял има област от кората, наречена първична зрителна област. На фиг. Фигура 2.14 показва влакната на зрителния нерв и нервните пътища от всяко око до зрителната кора. Обърнете внимание, че някои зрителни влакна преминават от дясното око към дясното полукълбо, а някои пресичат мозъка в така наречената оптична хиазма и отиват в противоположното полукълбо; същото се случва и с влакната на лявото око. Влакната от дясната страна на двете очи отиват към дясно полукълбомозъка и влакната от лявата страна на двете очи отиват към ляво полукълбо. Следователно увреждането на зрителната област в едното полукълбо (да речем лявото) ще доведе до слепи зони от лявата страна на двете очи, причинявайки загуба на видимост на дясната страна на околността. Този факт понякога помага да се определи местоположението на мозъчен тумор и други аномалии.

Ориз. 2.14. Визуални пътеки.Нервните влакна от вътрешната или носната половина на ретината се пресичат в оптичната хиазма и отиват към противоположните страни на мозъка. Следователно стимулите, които удрят дясната страна на всяка ретина, се предават към дясното полукълбо, а стимулите, които удрят лявата страна на всяка ретина, се предават към лявото полукълбо.

Основна слухова зона. Първичната слухова зона е разположена на повърхността на темпоралните дялове на двете полукълба и участва в анализа на сложни слухови сигнали. Той играе специална роля във времевото структуриране на звуци като човешката реч. И двете уши са представени в слуховите зони на двете полукълба, но връзките с противоположната страна са по-силни.

Асоциативни зони. Мозъчната кора съдържа много големи области, които не са пряко свързани със сензорни или двигателни процеси. Те се наричат ​​асоциативни зони. Предните асоциативни зони (части от фронталните лобове, разположени пред двигателната област) играят важна роля в мисловните процеси, които възникват при решаване на проблеми. При маймуните, например, увреждането на челните лобове нарушава способността им да решават задачи със забавен отговор. При такива задачи пред маймуната храната се поставя в една от двете чаши и се покрива с еднакви предмети. След това между маймуната и чашите се поставя непрозрачен екран определено времетя се отстранява и на маймуната се позволява да избере една от тези чаши. Обикновено маймуната запомня правилната чаша след закъснение от няколко минути, но маймуните с увредени челни лобове не могат да решат тази задача, ако закъснението надвишава няколко секунди (Френски и Харлоу , 1962). Нормалните маймуни имат неврони във фронталния дял, които задействат потенциали за действие по време на забавянето, като по този начин медиират тяхната памет за събития ( Goldman - Rakie, 1996).

Задните асоциативни зони са разположени до първичните сензорни зони и са разделени на подзони, всяка от които обслужва определен тип усещане. Например, долната част на темпоралния лоб е свързана с визуално възприемане. Увреждането на тази област нарушава способността за разпознаване и разграничаване на формите на предметите. Освен това, той не нарушава зрителната острота, какъвто би бил случаят с увреждане на първичната зрителна кора в тилния дял; човек „вижда“ форми и може да проследи очертанията им, но не може да определи каква е формата или да я различи от друга(Goodglass & Butters, 1988).

Мозъчни изображения на живо

За получаване на изображения на живия мозък без причиняване на вреда или страдание на пациента са разработени няколко техники. Когато са били все още несъвършени, точната локализация и идентифициране на повечето видове мозъчни увреждания може да се направи само чрез неврохирургичен преглед и комплексна неврологична диагностика или чрез аутопсия - след смъртта на пациента. Новите методи се основават на сложни компютърна технология, което стана факт съвсем наскоро.

Един от тези методи е компютърната аксиална томография (съкратено CAT или просто CT). Тесен сноп рентгенови лъчи преминава през главата на пациента и се измерва интензитетът на преминалото лъчение. Фундаментално новото в този метод беше измерването на интензитета при стотици хиляди различни ориентации (или оси) на рентгеновия лъч спрямо главата. Резултатите от измерването се изпращат на компютър, където чрез подходящи изчисления се пресъздава напречно сечение на мозъка, което може да бъде фотографирано или показано на телевизионен екран. Слоят на сечението може да бъде избран на всякаква дълбочина и под всякакъв ъгъл. Името "компютърна аксиална томография" се дължи на решаващата роля на компютъра, множеството оси, по които се извършват измерванията, и полученото изображение, показващо напречно сечение на мозъка (на гръцкиТомо означава „парче“ или „секция“).

По-нов и по-усъвършенстван метод създава изображения с помощта на магнитен резонанс. Този тип скенер използва силни магнитни полета, радиочестотни импулси и компютри, за да генерира самото изображение. Пациентът се поставя в тунел с форма на поничка, който е заобиколен от голям магнит, който създава силно магнитно поле. Когато интересен анатомичен орган се постави в силно магнитно поле и се изложи на радиочестотен импулс, тъканта на този орган започва да излъчва сигнал, който може да бъде измерен. Подобно на CAT, се правят стотици хиляди измервания, които след това се преобразуват от компютър в двуизмерно изображение на даден анатомичен орган. Експертите обикновено наричат ​​тази техника ядрено-магнитен резонанс (ЯМР), тъй като измерва промените в енергийното ниво на ядрата на водородните атоми, причинени от радиочестотни импулси. Въпреки това, много лекари предпочитат да пропуснат думата "ядрен" и просто да кажат "магнитен резонанс", опасявайки се, че обществеността ще обърка позоваването на атомните ядра за атомна радиация.

При диагностициране на заболявания на главния и гръбначния мозък ЯМР осигурява по-голяма точност от CAT скенер. Например, напречно сечение на MRI изображения на мозъка показват симптоми на множествена склероза, които са неоткриваеми от CAT скенери; Преди това диагностицирането на това заболяване изискваше хоспитализация и изследване с инжектиране на специална боя в канала на гръбначния мозък. ЯМР също е полезен за откриване на нарушения в гръбначния мозък и основата на мозъка, като изплъзване на дискове, тумори и вродени дефекти.

< Рис. Оператор следит за работой установки ЯМР, создающей компьютерное изображение среза мозга пациента.>

CAT и NMR ни позволяват да видим анатомични детайли на мозъка, но често е желателно да имаме данни за степента на невронна активност в мозъка. различни областимозък Тази информация може да бъде получена чрез метод на компютърно сканиране, наречен позитронно-емисионна томография (съкратено PET). Този метод се основава на факта, че метаболитните процеси във всяка клетка на тялото изискват енергия. Невроните в мозъка използват глюкозата като основен източник на енергия, като я вземат от кръвния поток. Ако добавите малко радиоактивно багрило към глюкозата, всяка молекула става леко радиоактивна (с други думи, белязана). Този състав е безвреден и 5 минути след инжектирането му в кръвта, белязаната с радиация глюкоза започва да се консумира от мозъчните клетки по същия начин като обикновената глюкоза. ПЕТ скенерът е преди всичко високочувствителен детектор за радиоактивност (работи не като рентгенов апарат, който излъчва рентгенови лъчи, а като брояч на Гайгер, който измерва радиоактивността). Най-активните неврони в мозъка изискват повече глюкоза и следователно ще станат по-радиоактивни. PET скенер измерва количеството радиоактивност и изпраща информацията до компютър, който създава цветно напречно сечение на мозъка, с различни цветове, представляващи различни нива на невронна активност. Радиоактивността, измерена с този метод, се създава от потока (излъчването) на положително заредени частици, наречени позитрони - оттук и името "позитронно-емисионна томография".

Сравнението на резултатите от PET сканиране на нормални индивиди и пациенти с неврологични заболявания показва, че този метод може да открие много мозъчни заболявания (епилепсия, кръвни съсиреци, мозъчни тумори и др.). В психологически изследвания PET скенер е използван за сравняване на мозъчни състояния при шизофреници и е разкрил разлики в метаболитните нива на определени области на кората(Андреасен, 1988). PET също се използва за изследване на области от мозъка, активирани от изпълнение различни видоведейности - слушане на музика, решаване на математически задачи и водене на разговор; целта беше да се установи кои мозъчни структури участват в съответните висши психични функции(Познър, 1993).

PET изображението показва три области в лявото полукълбо, които са активни по време на говорна задача.

Областите с най-висока активност са показани в червено, зоните с най-малка активност в синьо.

Скенерите, използващи CAT, NMR и PET, са доказани безценни инструменти за изучаване на връзката между мозъка и поведението. Тези инструменти са пример за това как технологичният напредък в една научна област позволява на друга област също да скочи напред.(Raichle, 1994; Pechura & Martin, 1991). Например, PET сканирането може да се използва за изследване на разликите в невронната активност между двете полукълба на мозъка. Тези разлики в активността на полукълбото се наричат ​​мозъчни асиметрии.

Мозъчни асиметрии

На пръв поглед двете половини на човешкия мозък изглеждат като огледални образи една на друга. Но по-внимателно вглеждане разкрива тяхната асиметрия. Когато мозъкът се измерва след аутопсия, лявото полукълбо почти винаги е по-голямо от дясното. В допълнение, дясното полукълбо съдържа много дълги нервни влакна, които свързват широко разделени области на мозъка, докато лявото полукълбо съдържа много къси влакна, които образуват голям брой връзки в ограничена област(Хилидж, 1993).

През 1861 г. френският лекар Пол Брока изследва мозъка на пациент, страдащ от загуба на говора, и открива увреждане на лявото полукълбо в предния лоб точно над страничната бразда. Тази област, известна като зоната на Брока (Фигура 2.13), участва в производството на реч. Разрушаването на съответната област в дясното полукълбо обикновено не води до нарушение на говора. Зоните, участващи в разбирането на речта и способността за писане и разбиране на написаното, обикновено също се намират в лявото полукълбо. По този начин, при лице, което е претърпяло увреждане на лявото полукълбо в резултат на инсулт, нарушението на говора ще се прояви с по-вероятноотколкото при някой, който е получил увреждане, локализирано в дясното полукълбо. При много малко левичари речевите центрове се намират в дясното полукълбо, но при огромното мнозинство те се намират на същото място като при десничарите - в лявото полукълбо.

Въпреки че ролята на лявото полукълбо в речевите функции е станала известна в сравнително близкото минало, едва наскоро стана възможно да се научи какво може да прави всяко полукълбо самостоятелно. Обикновено мозъкът работи като едно цяло; информацията от едното полукълбо незабавно се предава на другото по протежение на широк сноп от нервни влакна, които ги свързват, което се нарича corpus callosum. При някои форми на епилепсия този свързващ мост може да създаде проблеми поради факта, че инициирането на припадъка от едното полукълбо преминава в другото и предизвиква масивно разреждане на неврони в него. В стремежа си да предотвратят такава генерализация на гърчовете при някои тежко болни епилептици, неврохирурзите започнаха да използват хирургическа дисекция на corpus callosum. При някои пациенти тази операция е успешна и намалява гърчовете. Там няма нежелани последствия: В Ежедневиетотакива пациенти не действат по-зле от хоратасъс свързани полукълба. Необходими са били специални тестове, за да се установи как разделянето на двете полукълба се отразява на умствената дейност. Преди да опишем следните експерименти, нека дадем малко допълнителна информация.

Субекти с разделен мозък. Както видяхме, моторните нерви сменят страните си, когато напуснат мозъка, така че лявото полукълбо на мозъка контролира дясната страна на тялото, а дясното полукълбо контролира лявото. Отбелязахме също, че зоната за производство на реч (зоната на Брока) се намира в лявото полукълбо. Когато погледът е насочен право напред, обектите, разположени вляво от точката на фиксиране, се проектират върху двете очи и информацията от тях отива в дясната страна на мозъка, а информацията за обектите вдясно от точката на фиксиране отива вляво страна на мозъка (фиг. 2.15). В резултат на това всяко полукълбо „вижда“ тази половина от зрителното поле, в която обикновено работи „неговата“ ръка; например лявото полукълбо вижда дясната ръка в дясната страна на зрителното поле. Обикновено информацията за стимули, получени в едното полукълбо на мозъка, незабавно се предава през corpus callosum към другото, така че мозъкът действа като едно цяло. Нека сега да видим какво се случва при човек с раздвоен мозък, тоест, когато калозното му тяло е прерязано и полукълбата не могат да комуникират помежду си.

Ориз. 2.15. Сензорни входове от две полукълба.Ако гледате право напред, тогава стимулите, разположени вляво от точката на фиксиране на погледа ви, отиват в дясното полукълбо, а стимулите вдясно от него отиват в лявото полукълбо. Лявото полукълбо контролира движенията на дясната ръка, а дясното полукълбо контролира движенията на лявата. Повечето от входните слухови сигнали отиват в противоположното полукълбо, но някои от тях също попадат от същата страна като ухото, което ги е чуло. Лявото полукълбо контролира устната и писмена речи математически изчисления. Дясното полукълбо осигурява разбиране само на прост език; неговият Главна функциясвързани с пространствения дизайн и чувството за структура.

Роджър Спери е пионер в работата в тази област и е удостоен с Нобелова награда за своите изследвания в областта на неврологията през 1981 г. В един от неговите експерименти субект (който е претърпял операция за дисекция на мозъка) е бил пред екран, който покрива ръцете му (фиг. 2.16a). Субектът фиксира погледа си върху точка в центъра на екрана и от лявата страна на екрана върху много кратко време(0,1 s) беше представена думата „гайка“. Спомнете си, че този визуален сигнал отива до дясната страна на мозъка, която контролира лявата страна на тялото. С лявата си ръка субектът лесно можеше да избере орех от купчина обекти, които бяха недостъпни за наблюдение. Но той не можеше да каже на експериментатора коя дума се появява на екрана, тъй като речта се контролира от лявото полукълбо и визуалният образ на думата „орех“ не се предава на това полукълбо. Пациентът с раздвоен мозък очевидно не е бил наясно какво прави лявата му ръка, когато е бил попитан за това. Тъй като сензорният вход от лявата ръка отива в дясното полукълбо, лявото полукълбо не получава никаква информация за това какво чувства или прави лявата ръка. Цялата информация отиде в дясното полукълбо, което получи първоначалния визуален сигнал на думата „орех“.

Ориз. 2.16. Тестване на способностите на двете полукълба на мозъка.а) Субект с раздвоен мозък намира правилно обект, като докосва обекти с лявата ръка, когато името на обекта е представено на дясното полукълбо, но не може да назове обекта или да опише какво прави.

б) Думата „шапка“ се появява на екрана, така че „шапка“ отива в дясното полукълбо, а „лента“ в лявото. Субектът отговаря, че вижда думата „лента“, но няма представа коя е тя.

в) Първо, на двете полукълба се представя списък с имена на познати предмети (включително думите „книга“ и „чаша“). След това дума от този списък („книга“) се представя на дясното полукълбо. По команда пациентът пише думата "книга" с лявата си ръка, но не може да отговори какво е написала лявата му ръка и произволно произнася: "чаша".

Важно е думата да се появява на екрана за не повече от 0,1 s. Ако това продължи по-дълго, пациентът има време да премести погледа си и тогава тази дума навлиза в лявото полукълбо. Ако субект с раздвоен мозък може да движи погледа си свободно, информацията се изпраща и до двете полукълба, което е една от причините, поради която изрязването на corpus callosum има малко влияние върху ежедневните дейности на пациента.

Допълнителни експерименти показаха, че пациентът с раздвоен мозък може да даде устен доклад само за това, което се случва в лявото полукълбо. На фиг. Фигура 2.16b показва друга експериментална ситуация. Думата „лента за шапка“ е проектирана така, че „лента за шапка“ пада върху дясното полукълбо, а „лента“ – върху лявото. На въпроса коя дума вижда, пациентът отговаря „лента“. На въпроса каква лента е той, той започва да прави всякакви предположения: „тиксо“, „пъстро тиксо“, „лента за магистрала“ и т.н. - и само случайно се досеща, че е „тиксо“. Експериментите с други словосъчетания показаха подобни резултати. Това, което се възприема от дясното полукълбо, не се предава на лявото полукълбо за осъзнаване. Когато corpus callosum се дисектира, всяко полукълбо е безразлично към опита на другото.

Ако на тестов субект с раздвоен мозък се завържат очите и в лявата му ръка се постави познат за него предмет (гребен, четка за зъби, ключодържател), той ще може да го разпознае; той ще може например да демонстрира използването му с подходящи жестове. Но това, което субектът знае, той не може да изрази в реч. Ако, докато манипулирате този обект, го попитате какво се случва, той няма да каже нищо. Това ще се случи, докато всички сензорни сигнали от този обект към лявото (речево) полукълбо са блокирани. Но ако субектът случайно докосне този обект с дясната си ръка или обектът издаде характерен звук (например дрънкане на ключодържател), речево полукълбоще работи и ще бъде даден правилният отговор.

Въпреки че дясното полукълбо не участва в акта на говорене, то има някои езикови способности. То може да научи значението на думата „ядка“, която видяхме в първия пример, и „може“ да пише малко.

В експеримента, илюстриран на фиг. 2.16c, на субекта с раздвоен мозък първо се показва списък с обичайни предмети, като чаша, нож, книга и огледало. Показвайте достатъчно дълго, за да могат думите да се проектират в двете полукълба. След това списъкът се премахва и една от тези думи (напр. „книга“) се представя за кратко от лявата страна на екрана, така че да влезе в дясното полукълбо. Сега, ако субектът бъде помолен да напише какво е видял, лявата му ръка пише думата "книга". Когато го питат какво е написал, той не знае и назовава дума произволно от оригиналния списък. Той знае, че е написал нещо, защото усеща движенията на тялото си, докато пише. Но поради факта, че няма връзка между дясното полукълбо, което е видяло и написало думата, и лявото полукълбо, което контролира речта, субектът не може да каже какво е написал(Sperry, 1970, 1968; виж също Hellige, 1990, Gazzaniga, 1995).

Специализация на полукълба. Проучвания, проведени върху субекти с раздвоен мозък, показват, че полукълбата работят по различен начин. Лявото полукълбо контролира способността ни да се изразяваме чрез реч. Може да извършва сложни логически операции и има умения за математически изчисления. Дясното полукълбо разбира само най-простата реч. То може, например, да реагира на прости съществителни, като избира от набор от обекти, да речем, гайка или гребен, но не разбира по-абстрактни езикови форми. Обикновено не реагира на прости команди като „мигай“, „кимни с глава“, „клати глава“ или „усмивни се“.

Дясното полукълбо обаче има силно развито чувство за пространство и структура. Той е по-добър от левия в създаването на геометрични и перспективни дизайни. Може да сглобява цветни блокове по сложен чертеж много по-добре от левия. Когато субектите с раздвоен мозък са помолени да сглобят блокове според картина с дясната си ръка, те правят много грешки. Понякога им е трудно да предпазят лявата си ръка от автоматично коригиране на грешки, направени от дясната им ръка.

< Рис. Исследования пациентов с расщепленным мозгом показывают, что каждое из полушарий специализируется на различни аспектиумствено функциониране. По-специално, дясното полукълбо е по-добро от лявото при конструирането на геометрични и перспективни дизайни, което е послужило като основа за идеята, че художниците са високо развити индивиди с „десен мозък“.>

Изследванията на нормални субекти изглежда потвърждават съществуването на различия в специализацията на полукълбата. Например, ако словесната информация (думи или безсмислени срички) се представя на кратки изблици на лявото полукълбо (т.е. в дясната част на зрителното поле), тогава тя се разпознава по-бързо и по-точно, отколкото когато се представя на дясното. Напротив, разпознаването на лица, емоционалните изражения на лицето, наклона на линиите или местоположението на точките става по-бързо, когато се представя на дясното полукълбо(Хелидж, 1990). Електроенцефалограмите (ЕЕГ) показват, че електрическата активност на лявото полукълбо се увеличава при решаване на вербални задачи, а активността на дясното полукълбо се увеличава при решаване на пространствени задачи.(Springer & Deutsch, 1989; Kosslyn, 1988).

От нашето обсъждане не трябва да правим заключение, че полукълбата работят независимо едно от друго. Точно обратното. Специализацията на полукълбата е различна, но те винаги работят заедно. Благодарение на тяхното взаимодействие стават възможни умствени процеси, които са много по-сложни и по-различни от тези, които съставляват специалния принос на всяко полукълбо поотделно. Както Леви отбеляза:

„Тези разлики са ясни от сравнение на приноса на всяко полукълбо към всички видове когнитивна дейност. Когато човек чете история, дясното полукълбо може да играе специална роля в декодирането на визуална информация, формирането на последователна структура на историята, оценяването на хумора и емоционалното съдържание, извличането на смисъл от минали асоциации и разбирането на метафорите. В същото време лявото полукълбо играе специална роля в разбирането на синтаксиса, превеждането на писмени думи в техните фонетични представяния и извличането на значение от сложни връзки между словесни понятия и синтактични форми. Но няма дейност, която да извършва или да допринася само едно полукълбо.“(Леви, 1985 г., стр. 44).

Реч и мозък

Много е научено за мозъчните механизми на речта чрез наблюдения на пациенти с мозъчни увреждания. Увреждането може да е резултат от тумор, проникващо нараняване на главата или разкъсване на кръвоносни съдове. Нарушенията на говора в резултат на увреждане на мозъка се наричат ​​афазия.

Както вече споменахме, през 1860 г. Брока забелязва тази повреда определена областлевият фронтален дял е свързан с езиково разстройство, наречено експресивна афазия(експресивна афазия). [ Повечето пълна класификацияразлични форми на афазия са разработени от A. R. Luria (виж: Психологически речник / Под редакцията на V. P. Zinchenko, B. G. Meshcheryakov. M.: Pedagogika-Press, 1996). -Забележка ред.] Пациентите с увредена зона на Broca имаха затруднения с правилно произношениедуми, говорът им беше бавен и труден. Тяхната реч често е смислена, но съдържа само ключови думи. По правило съществителните имена имат форма за единствено число, а прилагателните, наречията, членовете и свързващите думи се пропускат. Такива хора обаче нямат затруднения с разбирането на говоримия и писмения език.

През 1874 г. немският изследовател Карл Вернике съобщава, че увреждането на друга част от кората (също в лявото полукълбо, но в темпоралния лоб) е свързано с нарушение на речта, наречено рецептивна афазия(рецептивна афазия). Хората с увреждане на тази област – зоната на Вернике – не могат да разбират думи; те чуват думите, но не знаят значението им.

Те лесно съставят поредици от думи, артикулират ги правилно, но използват думите неправилно и речта им като правило е безсмислена.

След като анализира тези нарушения, Вернике предлага модел за генериране и разбиране на речта. Въпреки че моделът е на 100 години, общ контуртя все още е вярна. Използвайки това като основа, Норман Гешвинд разработи теория, известна като модела на Вернике-Гешвинд(Гешвинд, 1979). Според този модел зоната на Broca съхранява артикулационни кодове, които определят последователността от мускулни операции, необходими за произнасяне на дума. Когато тези кодове се предават в двигателната област, те активират мускулите на устните, езика и ларинкса в последователността, необходима за произнасяне на думата.

От друга страна, зоната на Вернике съхранява слухови кодове и значения на думите. За да се произнесе дадена дума, е необходимо да се активира нейният слухов код в зоната на Вернике и да се предаде по сноп влакна до зоната на Брока, където тя активира съответния артикулационен код. На свой ред артикулационният код се предава в двигателната зона, за да произнесе думата.

За да се разбере изречена от някого дума, тя трябва да бъде предадена от слуховата зона в зоната на Вернике, където за изречената дума съществува нейният еквивалент – слуховият код, който от своя страна активира значението на думата. Когато се представя писмена дума, тя първо се регистрира от зрителната област и след това се предава на ъгловата извивка, чрез която визуалната форма на думата се свързва с нейния слухов код в зоната на Вернике; Когато се намери слуховият код на една дума, се намира и нейното значение. Така значенията на думите се съхраняват заедно с техните акустични кодове в зоната на Вернике. Областта на Broca съхранява артикулационни кодове и чрез ъгловата извивка писмената дума се съпоставя с нейния слухов код; нито една от тези две зони обаче не съдържа информация само за значението на думата. [ Стойността се съхранява заедно с акустичния код. -Забележка ред.] Значението на една дума се възпроизвежда само когато нейният акустичен код е активиран в зоната на Вернике.

Този модел обяснява много говорни нарушения при афазия. Увреждането, ограничено до зоната на Broca, причинява увреждане на речта, но има по-малко въздействие върху разбирането на писмения и говоримия език. Увреждането на зоната на Вернике води до нарушаване на всички компоненти на разбирането на речта, но не пречи на човек да произнася думите ясно (тъй като зоната на Брока не е засегната), въпреки че речта ще бъде безсмислена. Според модела индивидите с увреждане на ъгловия гирус няма да могат да четат, но ще могат да разбират говоримия език и да говорят сами. И накрая, ако само слуховата област е повредена, човекът ще може да говори и чете нормално, но няма да може да разбира говоримия език.

Моделът на Wernicke-Geschwind не се прилага за всички налични данни. Например, когато говорните области на мозъка са електрически стимулирани по време на неврохирургия, възприемането на речта и производствените функции могат да бъдат прекъснати, когато е засегната само една област от областта. От това следва, че в някои области на мозъка може да има механизми, включени както в генерирането, така и в разбирането на речта. Все още сме далеч от съвършен модел на човешка реч, но понезнаем, че някои речеви функции имат ясна мозъчна локализация(Hellige, 1994; Geschwind & Galaburda, 1987).

Автономна нервна система

Както отбелязахме по-горе, периферната нервна система включва две части. Соматична системаконтролира скелетните мускули и получава информация от мускулите, кожата и различни рецептори. Вегетативната система контролира жлезите и гладката мускулатура, включително сърдечния мускул, кръвоносни съдовеи стените на стомаха и червата. Тези мускули се наричат ​​"гладки", защото така изглеждат под микроскоп (скелетните мускули, от друга страна, изглеждат набраздени). Вегетативната нервна система е наречена така, защото повечето от дейностите, които контролира, са автономни или саморегулиращи се (като храносмилане или кръвообращение) и продължават дори когато човек спи или е в безсъзнание.

Вегетативната нервна система има два отдела - симпатиков и парасимпатиков, чиито действия често са антагонистични. На фиг. Фигура 2.17 показва противоположните влияния на тези две системи върху различни органи. Например, парасимпатиковата система свива зеницата на окото, стимулира производството на слюнка и забавя сърдечната честота; симпатиковата система във всички тези случаи действа обратно. Нормално състояниетялото (нещо средно между прекомерна възбуда и вегетативна растителност) се поддържа чрез балансиране на тези две системи.

Ориз. 2.17. Двигателни влакна на автономната нервна система.На тази снимка симпатиковият дял е показан отдясно, а парасимпатиковият дял е показан отляво. Плътните линии показват преганглионарни влакна, пунктираните линии показват постганглионарни влакна. Невроните на симпатиковия отдел започват в гръдния кош и лумбални областигръбначен мозък; те образуват синаптични връзки с ганглии, разположени непосредствено извън гръбначния мозък. Невроните на парасимпатиковия отдел излизат от мозъчния ствол в областта на продълговатия мозък и от долния (сакрален) край на гръбначния мозък; те се свързват с ганглии, разположени в близост до стимулираните органи. Повечето вътрешни органи получават инервация от двете секции, чиито функции са противоположни.

Симпатиковият отдел действа като единна единица. Когато е емоционално възбуден, той едновременно ускорява сърцето, разширява артериите на скелетните мускули и сърцето, притиска артериите на кожата и храносмилателни органии предизвиква изпотяване. Освен това активира някои ендокринни жлези, които отделят хормони, които допълнително повишават възбудата.

За разлика от симпатиковия, парасимпатиковият отдел засяга отделни органи, а не всички наведнъж. Ако за симпатиковата система можем да кажем, че тя доминира по време на интензивна дейност и в състояние на възбуда, то за парасимпатиковата система може да се каже, че тя доминира в състояние на покой. Последният участва в храносмилането и като цяло поддържа функциите за запазване и защита на ресурсите на тялото.

Въпреки че симпатиковата и парасимпатиковата система обикновено са антагонистични, има някои изключения от това правило. Например, въпреки че симпатиковата система доминира в състояния на страх и възбуда, в много силен страхМоже да възникне не толкова необичаен парасимпатиков ефект като неволно изпразване на пикочния мехур или червата. Друг пример е пълен полов акт при мъже, при който ерекцията (парасимпатиково действие) е последвано от еякулация (симпатиково действие). Така, въпреки че действието на тези две системи често е противоположно, между тях има сложно взаимодействие.

Нервната система е единно образувание и буквално пронизва цялото човешко тяло, поради което е възможно да се възприемат външни влияния от всяка точка на тялото. Въпреки това, за по-лесно изучаване, е обичайно да се разграничават различните му отдели.

Най-големите клъстеринервните клетки са разположени в черепната кухина - мозък,и в гръбнака - гръбначен мозък. Формират се главният и гръбначният мозък Централна нервна система,основната точка на контрол на жизнените функции на тялото.

Ориз. 1. Диаграма на човешката нервна система(по V.I. Kozlov, T.A. Tsekhmistrenko, 2003)

На фиг. Фигура 2 показва основните части на главния и гръбначния мозък ( преподавам чрез рисуване 2!).

Периферна нервна системаобразува нервна тъкан, разположена извън черепа и гръбначния стълб. Това са нерви, ганглии(ганглии), нервни плексусии стволове.

Разделянето на нервната система на централна и периферна се нарича топографска класификациянервна система.

Ориз. 2 Раздели на главния и гръбначния мозък (по V.I. Kozlov, T.A. Tsekhmistrenko, 2003)

Според V.I. Козлов, Т.А. Tsekhmistrenko в периферната нервна система има аферентни и еферентни секции.

Аферентен отдел, както може да се види на фиг. 3, включва периферни нервни структури, които носят информация към централната нервна система от сетивни органи, кожа, вътрешни органи - дорзалните коренчета на гръбначните нерви и техните продължения, завършващи с рецептори; възли на гръбначните и черепните нерви.

Еферентно отделениеразделени на соматични (животински) и автономни (или вегетативни).

Соматично отделение(или соматична нервна система) инервира сетивните органи, скелетни мускулитяло, стави и връзки, кожа и др. Този отдел отговаря за взаимодействието на тялото с околната среда, движението, възприема тактилни, температурни, болкови и други влияния и др. Този отдел се характеризира с възможността за съзнателен (доброволен) контрол от страна на човек.

Автономна нервна система (Автономна нервна система) инервира вътрешните органи, кръвоносните съдове и жлезите. Тя регулира метаболитни процесина различни нива на телесна активност растежът и възпроизводството на клетките осигуряват трофична (хранителна) инервация на всички органи, включително скелетните мускули, кожата и самата нервна система. Работата на автономната нервна система не подлежи на съзнателен контрол от страна на човек (без специално обучение) и затова се нарича автономна.

Ориз. 3. Отделения на нервната система (според V.I. Kozlov, T.A. Tsekhmistrenko, 2003)

В автономната нервна система от своя страна има две основни секции, две контролни вериги: симпатичен(като цяло подготвя тялото за енергична дейност, борба и др.) и парасимпатикова(като цяло осигурява почивка и възстановяване на тялото след интензивна дейност).

Някои автори, наред със симпатиковия и парасимпатиковия отдел, разграничават метасимпатиковата нервна система, разбирайки под нея мрежовидни нервни плексуси вътре в стените на стомашно-чревния тракт. Този отдел е най-древният по произход и може да работи напълно автономно.За повече информация вижте Лекция 8.

Според редица автори разделянето на соматична и вегетативна нервна система се разглежда като анатомична и функционална класификациянервна система. С такава класификация, както в соматичната, така и в автономната нервна система, не само периферни структури(както аферентни, така и еферентни), но и онези части от централната нервна система, които осигуряват тяхната дейност.

В допълнение към самата нервна тъкан нервната система съдържа кръвоносни съдове и мембрани на съединителната тъкан.

Animal буквално означава „животно“. Произлиза от класификацията на Аристотел. Той предполага видове дейност, присъщи на животното - движение и др.

Вегетативен буквално означава „растителен“. Това означава "нисши" видове дейност според Аристотел, в този контекст - работата на вътрешните органи. В анатомията термините "автономна нервна система" и "автономна нервна система" се използват взаимозаменяемо. Терминът "автономна нервна система" се използва по-често, въпреки че най-новата анатомична номенклатура е приела термина "автономна".

За да се справи с толкова различни отговорности, човешката нервна система трябва да има подходяща структура.

Човешката нервна система е разделена на:
- Централна нервна система;
- периферна нервна система.

Предназначение на периферната нервна система- свързват централната нервна система със сетивните рецептори в тялото и мускулите. Тя включва вегетативната (автономна) и соматична нервна система.

Соматична нервна системапредназначени да изпълняват доброволни, съзнателни сензорни и двигателни функции. Неговата задача е да предава сензорни сигнали, причинени от външни стимули, към централната нервна система и да контролира движенията, съответстващи на тези сигнали.

Автономна нервна система- това е един вид "автопилот", който автоматично поддържа режимите на работа на кръвоносните съдове на сърцето, дихателните органи, храносмилането, уринирането и ендокринните жлези. Дейността на вегетативната нервна система е подчинена на мозъчните центрове на нервната система на човека.

Човешка нервна система:
- Отдели на нервната система
1) Централна
- Мозък
- Гръбначен мозък
2) Периферен
- Соматична система
- Вегетативна (автономна) система
1) Симпатикова система
2) Парасимпатикова система

Вегетативната система е разделена на симпатикова и парасимпатикова нервна система.

Симпатикова нервна система- Това е оръжие за човешка самоотбрана. В ситуации, които изискват бърза реакция (особено в ситуации на опасност), симпатиковата нервна система:
- инхибира дейността на храносмилателната система като без значение при този момент(по-специално, намалява кръвообращението в стомаха);
- повишава съдържанието на адреналин и глюкоза в кръвта, като по този начин разширява кръвоносните съдове на сърцето, мозъка и скелетните мускули;
- мобилизира сърцето, повишава кръвното налягане и скоростта на съсирване на кръвта, за да се избегнат възможни големи кръвозагуби;
- разширява зениците и очните цепки, образувайки подходящи мимики.

Парасимпатикова нервна системавлиза в действие, когато напрегнатата ситуация отшуми и започне време на мир и релакс. Всички процеси, причинени от действие симпатикова система, се възстановяват. Нормалното функциониране на тези системи се характеризира с тяхното динамично равновесие. Нарушаването на този баланс възниква, когато една от системите е превъзбудена. При продължителни и чести състояния на свръхвъзбуждане на симпатиковата система съществува заплаха от хронично повишаване кръвно налягане(хипертония), ангина пекторис и други патологични разстройства.

Ако парасимпатиковата система е превъзбудена, стомашно-чревни заболявания(възникване на атаки бронхиална астмаи обостряне на болката при язва по време на нощен сън се обясняват с повишена активност на парасимпатиковата система и инхибиране на симпатиковата система по това време на деня).

Има възможност за волева регулация на автономните функции с помощта на специални техники за внушение и самохипноза (хипноза, автогенно обучение и др.). Но за да се избегне причиняването на вреда на тялото (и психиката), това изисква предпазливост и съзнателно владеене на психологически технологии от този вид.

Централната нервна система включва:
- мозък;
- гръбначен мозък.

Анатомично се намират в черепа и гръбначния стълб. Костна тъканЧерепът и гръбначният стълб осигуряват защита на мозъка от физическо нараняване.

Гръбначният мозък е дълъг стълб от нервна тъкан, преминаващ през гръбначния канал, от втория лумбален прешленкъм продълговатия мозък. Решава два основни проблема:
- предава сетивна информация от периферните рецептори към мозъка;
- осигурява отговорите на тялото на външни и вътрешни сигнали чрез активиране на мускулната система. Гръбначният мозък се състои от 31 еднакви блока ~ сегменти, свързани с различни части на човешкия торс. Всеки сегмент се състои от сиво и бяло вещество. бели кахъриобразува възходящи, низходящи и вътрешни нервни пътища. Първите предават информация на мозъка, вторите - от мозъка различни частиорганизъм, други - от сегмент на сегмент.

Структурата на сивото вещество се формира от ядрата на гръбначните нерви, простиращи се от всеки от сегментите. От своя страна всеки спинален нерв се състои от сетивен и двигателен нерв. Първият възприема сензорна информация от рецепторите на вътрешните органи, мускулите и кожата. Вторият предава двигателното възбуждане от гръбначните нерви към периферията на човешкото тяло.

Мозъкът е най-висшият орган на нервната система. Това е най-голямата част от централната нервна система. Теглото на мозъка не е информативен показател за нивото на интелектуално развитие на неговия собственик. И така, по отношение на тялото, човешкият мозък е 1/45, мозъкът на маймуната е 1/25, мозъкът на кита е 1/10 000. Абсолютното тегло на мозъка при мъжете е около 1400 g, при жените - 1250 g.

Масата на мозъка се променя през целия живот на човека. Започвайки с тегло от 350 g (при новородени), мозъкът "набира" максималното си тегло до 25-годишна възраст, след това го поддържа постоянно до 50-годишна възраст и след това започва да "отслабва" средно с 30 g на всяко следващото десетилетие. Всички тези параметри зависят от принадлежността на човек към определена раса (но няма връзка с нивото на интелигентност). Например, максималната мозъчна маса на японците се наблюдава на 30-40 години, за европееца - на 20-25 години.

Мозъкът се състои от преден мозък, среден мозък, заден мозък и продълговат мозък.

Съвременните представи свързват развитието на човешкия мозък на три нива:
- най-високо ниво- преден мозък;
- средно ниво - среден мозък;
- най-ниското ниво е задният мозък.

Преден мозък. Всички компоненти на мозъка работят заедно, но „централният контролен панел” на нервната система се намира в предната част на мозъка, състояща се от мозъчната кора, диенцефалона и обонятелния мозък (фиг. 4). Тук се намират по-голямата част от невроните и се формират стратегически задачи за управление на процесите, както и команди за тяхното изпълнение. Изпълнението на команди се поема от средата и по-ниски нива. В същото време командите от мозъчната кора могат да бъдат иновативни и напълно необичайни. По-ниските нива изработват тези команди според познатите, „добре износени“ програми за хората. Това „разделение на труда“ се е развило исторически.

Представителите на материалистическата концепция твърдят, че преден отделмозъкът е възникнал в резултат на еволюцията на обонянието. В момента контролира инстинктивните (генетично обусловени), индивидуалните и колективните (обусловени от трудовата дейност и речта) форми на поведение на човека. Колективната форма на поведение предизвика появата на нови повърхностни слоеве на кората на главния мозък. Има общо шест такива слоя, всеки от които се състои от един и същи тип нервни клетки, имащи собствена форма и ориентация. Според времето, в което се е случило<дения принято различать древнюю, старую и новую кору. Древняя кора занимает около 0,6 % площади всей коры и состоит из одного слоя нейронов. Площадь старой коры - 2,6 %. Остальная площадь принадлежит новой коре.

Външно кората прилича на ядрото на орех: набръчкана повърхност с множество извивки и бразди. Тази конфигурация е еднаква за всички хора. Под кората се намират дясното и лявото полукълбо на мозъка, които съставляват около 80% от теглото на целия мозък. Полукълбата са пълни с аксони, свързващи кортикалните неврони с невроните в други части на мозъка. Всяко полукълбо на мозъка се състои от съвместно функциониращи фронтални, темпорални, париетални и тилни дялове.

Във връзка с ролята на мозъчната кора в психичния живот на човека е препоръчително да се разгледат по-подробно функциите, които изпълнява.

В кората условно се разграничават няколко функционални зони (центрове), свързани с изпълнението на определени функции.

Всяка от сензорните (първично проективни) зони получава сигнали от „своите“ сетивни органи и участва пряко във формирането на усещания. Зрителната и слуховата сетивни зони са разположени отделно от останалите. Увреждането на сетивните области води до загуба на определен вид чувствителност (слух, зрение и др.).

Моторните зони движат различни части на тялото. Чрез дразнене на области на двигателните зони със слаб електрически ток е възможно да се принудят различни органи да се движат (дори против волята на човек) (устни се разтягат в усмивка, огънете ръка и т.н.).

Увреждането на областите на тази зона е придружено от частична или пълна парализа.

Така наречените базални ганглии, разположени под челните дялове, участват в регулирането на произволните и неволеви движения. Последствията от увреждането им са конвулсии, тикове, потрепвания, маскообразен вид на лицето, мускулни тремори и др.

Асоциативните (интегративни) зони са способни едновременно да реагират на сигнали от няколко сетивни органа и да формират холистични перцептивни образи (възприятие). Тези зони нямат ясно определени граници (поне границите все още не са установени). При увреждане на асоциативните зони се появяват признаци от различен вид: запазва се чувствителността към определен вид стимул (зрителен, слухов и др.), Но се нарушава способността за правилна оценка на значението на текущия стимул. Така:
- увреждането на визуалната асоциативна зона води до „вербална слепота“, когато зрението е запазено, но способността да се разбере какво виждате е загубена (човек може да прочете дума, но не разбира нейното значение);
- ако слуховата асоциативна зона е повредена, човек чува, но не разбира значението на думите (вербална глухота);
- нарушаването на тактилната асоциативна зона води до факта, че човек не е в състояние да разпознае обекти чрез допир;
увреждането на асоциативните зони на фронталния лоб води до загуба на способността за планиране и прогнозиране на събития при запазване на паметта и уменията;
- нараняванията на челния лоб рязко променят характера на личността към невъздържаност, грубост и разпуснатост, като същевременно запазват други способности, необходими за ежедневния живот на индивида.

Строго погледнато, автономни речеви центрове не съществуват. Тук често се говори за центъра на слуховото възприемане на речта (центъра на Вернике) и моторния център на речта (центъра на Брока). Представителството на речевата функция при повечето хора се намира в лявото полукълбо в областта на третата извивка на кората. Това се доказва от факти за нарушаване на процесите на формиране на речта при увреждане на фронталния лоб и загуба на разбиране на речта при увреждане на задните части на лоба. „Улавянето“ на речевите функции (и с него функциите на логическото мислене, четене и писане) от лявото полукълбо се нарича функционална асиметрия на мозъка.

Дясното полукълбо наследява процеси, свързани с регулирането на чувствата. В тази връзка дясното полукълбо участва във формирането на цялостен образ на обект. Лявата е призвана да анализира малките неща при възприемане на обект, тоест формира образ на обекта последователно, в детайли. Това е „прессекретарят“ на мозъка. Но обработката на информацията се извършва в тясното сътрудничество на двете полукълба: щом на едното полукълбо бъде отказана работа, другото се оказва безпомощно.

Диенцефалонът контролира дейността на сетивните органи и регулира всички автономни функции. Съставът му:
- таламус (визуален таламус);
- хипоталамус (подтуберкулозна област).

Таламусът (визуален таламус) е сензорна контролна точка за информационните потоци, най-големият „транспортен“ възел на нервната система. Основната функция на таламуса е да получава информация от сетивните неврони (от очите, ушите, езика, кожата, вътрешните органи, с изключение на обонянието) и да я предава към по-високите части на мозъка.

Хипоталамусът (подтуберкулозна област) контролира функционирането на вътрешните органи, ендокринните жлези, метаболитните процеси и телесната температура. Тук се формират емоционалните състояния на човека. Хипоталамусът влияе върху сексуалното поведение на човека.

Обонятелният мозък е най-малката част от предния мозък, осигуряваща функцията на обонянието, белязана от сивите косми на хиляди години еволюция на човешката психика.

Междинният мозък е разположен между задния и междинния мозък (виж фиг. 3). Тук се намират основните центрове на зрението и слуха, както и нервните влакна, свързващи гръбначния стълб и продълговатия мозък с кората на главния мозък. Междинният мозък включва значителна част от лимбичната система (висцерален мозък). Елементите на тази система са хипокампусът и амигдалата.

Продълговатият мозък е най-долната част на мозъка. Анатомично е продължение на гръбначния мозък. „Отговорностите“ на продълговатия мозък включват:
- координация на движенията, регулиране на дишането, сърдечната дейност, тонуса на кръвоносните съдове и др.;
- регулиране чрез рефлекторни действия на дъвчене, преглъщане, сукане, повръщане, мигане и кашляне;
- контрол на баланса на тялото в пространството.

Задният мозък се намира между средния мозък и продълговатия мозък. Състои се от малкия мозък и моста. Мостът съдържа центровете на слуховата, вестибуларната, кожната и мускулната сетивни системи, автономните центрове за регулация на слъзните и слюнчените жлези. Занимава се с изпълнение и развитие на сложни форми на движения.

Важна роля във функционирането на нервната система на човека играе ретикуларната (мрежеста) формация, която се намира в гръбначния мозък, продълговатия мозък и задния мозък. Неговото влияние се простира върху мозъчната дейност, състоянието на кората и подкоровите структури на мозъка, малкия мозък и гръбначния мозък. Това е източникът на активността на тялото и неговата ефективност. Основните му функции:
- поддържане на будно състояние;
- повишен тонус на кората на главния мозък;
- селективно инхибиране на активността на определени области на мозъка (слухови и зрителни центрове на подкоровите структури), което е важно за контрола на вниманието;
- формиране на стандартни адаптивни форми на реакция към познати външни стимули;
- формиране на показателни реакции към необичайни външни стимули, въз основа на които могат да се формират реакции от първи тип и да се осигури нормалното функциониране на тялото.

Нарушаването на тази формация води до смущения в биоритмите на организма. Например, човек не може да заспи дълго време или, обратно, сънят става много дълъг.

Хипокампусът значително влияе върху процесите на паметта. Нарушаването на функционирането му води до влошаване или пълна загуба на краткосрочната памет. Дългосрочната памет не е засегната. Смята се, че хипокампусът участва в процесите на прехвърляне на информация от краткосрочната памет към дългосрочната памет. В допълнение, той участва във формирането на емоции, което осигурява надеждно запаметяване на материала.

Сливиците са два снопа от неврони, които влияят на чувствата на агресия, ярост и страх. Сливиците обаче не са центърът на тези усещания. Аристотел също се опитва да локализира чувствата (душата излъчва мисъл, тялото ражда различни усещания, а сърцето е седалище на чувствата, страстите, ума и произволните движения). Неговата идея е подкрепена от Тома Аквински. Декарт твърди, че чувствата на радост и опасност се генерират от епифизната жлеза, която след това ги предава на душата, мозъка и сърцето. Хипотезата на И. М. Сеченов е, че емоциите са системно явление.

Първите експериментални опити за свързване на емоциите с работата на определени части на мозъка (за локализиране на емоциите) са направени от В. М. Бехтерев. Стимулирайки области на таламуса на птиците, той анализира емоционалното съдържание на двигателните им реакции. Впоследствие В. Кенън и П. Бард (САЩ) отдават на таламуса решаваща роля във формирането на емоциите. Още по-ядосани, Е. Гелгорн и Дж. Луфбороу стигнаха до извода, че главният център за формиране на емоциите е хипоталамусът.

Експерименталните изследвания, проведени от S. Olds и P. Milner (САЩ) върху плъхове, позволиха да се идентифицират техните зони „рай“ и „ад“. Оказа се, че около 35% от мозъчните точки са отговорни за формирането на чувството на удоволствие, 5% предизвикват чувство на неудоволствие и 60% остават неутрални по отношение на тези чувства. Естествено тези резултати не могат да се пренесат изцяло върху човешката психика.

С навлизането в тайните на психиката все повече се затвърждаваше мнението, че организацията на емоциите е широко разклонена система от нервни образувания. В същото време основната функционална роля на отрицателните емоции е да запазят човека като вид, а положителните - да придобият нови свойства. Ако отрицателните емоции не бяха необходими за оцеляването, те просто биха изчезнали от психиката. Основният контрол и регулиране на емоционалното поведение се осъществява от предните дялове на мозъчната кора.

Търсенето на области, отговорни за определени психични състояния и процеси, все още продължава. Освен това проблемът с локализацията прерасна в психофизиологичен проблем.

Нервната система е една, но условно е разделена на части. Според топографските принципи нервната система се разделя на централна и периферна. Централната нервна система включва главния и гръбначния мозък, а периферната нервна система включва нервите, излизащи от мозъка (12 двойки черепни нерви) и нервите, излизащи от гръбначния мозък (31 двойки гръбначни нерви), както и нервни ганглии. Централната нервна система е изградена от клетки и влакна, които се развиват от дорзално разположената неврална тръба (Таблица 11.3). Периферна нервна система - нервни влакна, свързващи централната нервна система и тялото, както и групи от клетки, които се намират извън централната нервна система и се наричат ​​ганглии (Таблица 11.4).

Според функционалния принцип нервната система се разделя на соматична (животна) и автономна (вегетативна) част. Първият инервира набраздените мускули на скелета и някои органи - езика, фаринкса, ларинкса и др., А също така осигурява чувствителна инервация на цялото тяло. Чрез соматичната нервна система човек може да контролира движенията, доброволно да ги предизвиква или спира. Автономната или вегетативната нервна система инервира всички гладки мускули на тялото, осигурявайки моторна и секреторна инервация на вътрешните органи, моторна инервация на сърдечно-съдовата система и трофична инервация на набраздените мускули. Работата на вегетативната нервна система не зависи от волята на човека. Невъзможно е например да спрете сърцето по желание, да ускорите процеса на храносмилане или да забавите изпотяването.

Вегетативната нервна система от своя страна е разделена на две части: симпатикова и парасимпатикова. По правило те имат противоположни ефекти върху органите. Например симпатикусът засилва и ускорява работата на сърцето, а парасимпатикусът я забавя и отслабва. Вегетативната нервна система влияе върху процеси, общи за животните и растенията (метаболизъм, дишане, екскреция и др.), откъдето идва и името й (вегетативно – растителна).

Таблица 11.3. Общ план на структурата на централната нервна система

Нервна система	мозък	Гръбначен мозък
Големи полукълба	Малък мозък	Багажник
Състав и структура	споделя:фронтална, париетална, тилна, две темпорални. Кораобразувани от сивото вещество – телата на нервните клетки. Дебелината на кората е 1,5-3 mm, площта на кората е 2-2,5 хиляди cm 2, състои се от 14 милиарда невронни тела. Бялото вещество се образува от нервни процеси	Сивото вещество образува кората и ядрата в малкия мозък. Състои се от две полусфери, свързани с мост	Образува се от диенцефалона, средния мозък, моста, продълговатия мозък. Състои се от бяло вещество, в дебелината има ядра от сиво вещество. Стволът преминава в гръбначния мозък	Цилиндричната корда е с дължина 42-45 см и диаметър около 1 см. Протича в гръбначния канал.Вътре в него е гръбначният канал, пълен с течност. Сивото вещество е разположено вътре, бялото вещество е разположено отвън. Преминава в мозъчния ствол, образувайки единна система
Функции	Извършва висша нервна дейност (мислене, реч. Втора сигнална система. памет, въображение, способност за писане, четене) Комуникацията с външната среда се осъществява с помощта на анализатори, разположени в тилния лоб (визуална зона), в темпоралния лоб ( слухова зона), по протежение на централните жлебове (мускулно-кожна зона) и по вътрешната повърхност на кората (вкусови и обонятелни зони). Регулира функционирането на целия организъм чрез периферната нервна система	Регулира и координира движенията на тялото, мускулния тонус Осъществява безусловно рефлекторна дейност (центрове на вродени рефлекси)	Свързва мозъка с гръбначния мозък в една централна нервна система. Продълговатият мозък съдържа дихателния и храносмилателния център. сърдечно-съдови. Мостът свързва двете половини на малкия мозък. Междинният мозък контролира реакциите на външни стимули и мускулния тонус (напрежение). Диенцефалонът регулира метаболизма, телесната температура, свързва телесните рецептори с кората на главния мозък	Функции под контрола на мозъка. През него преминават дъги на безусловни (вродени) рефлекси, възбуждане и инхибиране по време на движение. Пътищата са бяло вещество, което свързва мозъка с гръбначния мозък; е проводник на нервните импулси. Регулира функционирането на вътрешните органи чрез периферната нервна система Волевите движения на тялото се контролират чрез гръбначномозъчните нерви.

Таблица 11.4. Общ план на структурата на централната нервна система

соматичен (нервните влакна не са прекъснати; скоростта на импулсната проводимост е 30-120 m / s)	вегетативен (нервните влакна са прекъснати от възли; скоростта на провеждане на импулса е 1-3 m / s)
		черепномозъчни нерви (12 двойки)	гръбначномозъчни нерви (31 чифта)
Състав и структура
	Те се отклоняват от различни части на мозъка под формата на нервни влакна. Делят се на центростремителни и центробежни. Инервира сетивните органи, вътрешните органи, скелетната мускулатура	Те се отклоняват от различни части на мозъка под формата на нервни влакна. Делят се на центростремителни и центробежни. Инервира сетивните органи, вътрешните органи, скелетната мускулатура	Те се отклоняват от различни части на мозъка под формата на нервни влакна. Делят се на центростремителни и центробежни. Инервира сетивните органи, вътрешните органи, скелетната мускулатура
Функции
	Те осигуряват връзката на тялото с външната среда, бързата реакция на нейните промени, ориентацията в пространството, движенията на тялото (целенасочени), чувствителността, зрението, слуха, обонянието, докосването, вкуса, изражението на лицето, речта. Дейностите се извършват под контрола на мозъка	Те осигуряват връзката на тялото с външната среда, бързата реакция на нейните промени, ориентацията в пространството, движенията на тялото (целенасочени), чувствителността, зрението, слуха, обонянието, докосването, вкуса, изражението на лицето, речта. Дейностите се извършват под контрола на мозъка	Те осигуряват връзката на тялото с външната среда, бързата реакция на нейните промени, ориентацията в пространството, движенията на тялото (целенасочени), чувствителността, зрението, слуха, обонянието, докосването, вкуса, изражението на лицето, речта. Дейността се осъществява под контрола на мозъка.Дейността на вегетативната нервна система регулира работата на всички вътрешни органи, като ги адаптира към нуждите на целия организъм.

Контролни въпроси

1. Какви класификации на нервната система познавате?

2. Как аксонът се различава от дендрита (по структура и функция)?

3. Какви са видовете нервни клетки (по устройство и функция)?

4. Назовете известните ви видове синапси.

5. Обяснете структурата на синапса и механизма на генериране на нервен импулс (постсинаптичен потенциал).

6. Какви видове невроглия съществуват?

7. Как е изградена обвивката на миелинизираните и немиелинизираните нервни влакна?

8. Обяснете структурата и значението на кръвно-мозъчната бариера.

9. Определете и опишете структурата на рефлексната дъга.

10. Опишете характеристиките на фило- и онтогенетичното развитие на нервната система.