Все органы и системы организма человека тесно взаимосвязаны, они осуществляют взаимодействие при помощи нервной системы, что регулирует все механизмы жизнедеятельности, начиная от пищеварения и заканчивая процессом размножения. Известно, что человека (НС) обеспечивает связь человеческого организма с внешней средой. Единицей НС является нейрон, который представляет собой нервную клетку, проводящую импульсы к иным клеткам организма. Соединяясь в нейронные цепи, образуют целую систему, как соматическую, так и вегетативную.
Можно сказать, что НС пластична, так как способна перестраивать свою работу в том случае, когда происходят изменения потребностей человеческого организма. Этот механизм особенно актуален при повреждении одного из участков мозга головного.
Поскольку нервная система человека координирует работу всех органов, её поражение влияет на деятельность как рядом расположенных, так и отдалённых структур, и сопровождается выходом из строя функций органов, тканей и систем организма. Причины нарушения работы нервной системы могут крыться в наличии инфекций или отравления организма, в возникновении опухоли или травмы, в заболеваниях НС и нарушении обмена веществ.
Таким образом, НС человека играет проводящую роль в формировании и развитии человеческого организма. Благодаря эволюционному совершенствованию нервной системы развивались психика и сознание человека. Нервная система является жизненно важным механизмом регулирования процессов, которые происходят в организме человека
По мере эволюционного усложнения многоклеточных организмов, функциональной специализации клеток, возникла необходимость регуляции и координации жизненных процессов на надклеточном, тканевом, органном, системном и организменном уровнях. Эти новые регуляторные механизмы и системы должны были появиться наряду с сохранением и усложнением механизмов регуляции функций отдельных клеток с помощью сигнальных молекул. Приспособление многоклеточных организмов к изменениям в среде существования могло быть выполнено при условии, что новые механизмы регуляции будут способны обеспечить быстрые, адекватные, адресные ответные реакции. Эти механизмы должны быть способны запоминать и извлекать из аппарата памяти сведения о предыдущих воздействиях на организм, а также обладать другими свойствами, обеспечивающими эффективную приспособительную деятельность организма. Ими стали механизмы нервной системы, появившейся у сложных, высокоорганизованных организмов.
Нервная система — это совокупность специальных структур, объединяющая и координирующая деятельность всех органов и систем организма в постоянном взаимодействии с внешней средой.
К центральной нервной системе относятся головной и спинной мозг. Головной мозг подразделяется на задний мозг ( и варолиев мост), ретикулярную формацию, подкорковые ядра, . Тела образуют серое вещество ЦНС, а их отростки (аксоны и дендриты) — белое вещество.
Общая характеристика нервной системы
Одной из функций нервной системы является восприятие различных сигналов (раздражителей) внешней и внутренней среды организма. Вспомним, что воспринимать разнообразные сигналы среды существования могут любые клетки с помощью специализированных клеточных рецепторов. Однако к восприятию ряда жизненно важных сигналов они не приспособлены и не могут мгновенно передать информацию другим клеткам, которые выполняют функцию регуляторов целостных адекватных реакций организма на действие раздражителей.
Воздействие раздражителей воспринимается специализированными сенсорными рецепторами. Примерами таких раздражителей могут быть кванты света, звуки, тепло, холод, механические воздействия (гравитация, изменение давления, вибрация, ускорение, сжатие, растяжение), а также сигналы сложной природы (цвет, сложные звуки, слово).
Для оценки биологической значимости воспринятых сигналов и организации на них адекватной ответной реакции в рецепторах нервной системы осуществляется их превращение - кодирование в универсальную форму сигналов, понятную нервной системе, — в нервные импульсы, проведение (передана) которых по нервным волокнам и путям в нервные центры необходимы для их анализа.
Сигналы и результаты их анализа используются нервной системой для организации ответных реакции на изменения во внешней или внутренней среде, регуляции и координации функции клеток и надклеточных структур организма. Такие ответные реакции осуществляются эффекторными органами. Наиболее частыми вариантами ответных реакций на воздействия являются моторные (двигательные) реакции скелетной или гладкой мускулатуры, изменение секреции эпителиальных (экзокринных, эндокринных) клеток, инициируемые нервной системой. Принимая прямое участие в формировании ответных реакций на изменения в среде существования, нервная система выполняет функции регуляции гомеостаза, обеспечения функционального взаимодействия органов и тканей и их интеграции в единый целостный организм.
Благодаря нервной системе осуществляется адекватное взаимодействие организма с окружающей средой не только через организацию ответных реакций эффекторными системами, но и через ее собственные психические реакции — эмоции, мотивации, сознание, мышление, память, высшие познавательные и творческие процессы.
Нервную систему подразделяют на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую — нервные клетки и волокна за пределами полости черепной коробки и спинномозгового канала. Головной мозг человека содержит более 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Скопления нервных клеток, выполняющих или контролирующих одинаковые функции, формируют в центральной нервной системе нервные центры. Структуры мозга, представленные телами нейронов, формируют серое вещество ЦНС, а отростки этих клеток, объединяясь в проводящие пути, — белое вещество. Кроме этого, структурной частью ЦНС являются глиальные клетки, формирующие нейроглию. Число глиальных клеток приблизительно в 10 раз превышает число нейронов, и эти клетки составляют большую часть массы центральной нервной системы.
Нервную систему по особенностям выполняемых функций и строения делят на соматическую и автономную (вегетативную). К соматической относят структуры нервной системы, которые обеспечивают восприятие сенсорных сигналов преимущественно внешней среды через органы чувств, и контролируют работу поперечно-полосатой (скелетной) мускулатуры. К автономной (вегетативной) нервной системе относят структуры, которые обеспечивают восприятие сигналов преимущественно внутренней среды организма, регулируют работу сердца, других внутренних органов, гладкой мускулатуры, экзокринных и части эндокринных желез.
В центральной нервной системе принято выделять структуры, расположенные на различных уровнях, для которых свойственны специфические функции и роль в регуляции жизненных процессов. Среди них , базальные ядра, структуры ствола мозга, спинной мозг, периферическая нервная система.
Строение нервной системы
Нервную систему подразделяют на центральную и периферическую. К центральной нервной системе (ЦНС) относятся головной и спинной мозг, а к периферической — нервы, отходящие от центральной нервной системы к различным органам.
Рис. 1. Строение нервной системы
Рис. 2. Функциональное деление нервной системы
Значение нервной системы:
- объединяет органы и системы организма в единое целое;
- регулирует работу всех органов и систем организма;
- осуществляет связь организма с внешней средой и приспособление его к условиям среды;
- составляет материальную основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.
Структура нервной системы
Структурно-физиологической единицей нервной системы является - (рис. 3). Он состоит из тела (сомы), отростков (дендритов) и аксона. Дендриты сильно ветвятся и образуют множество синапсов с другими клетками, что определяет их ведущую роль в восприятии нейроном информации. Аксон начинается от тела клетки аксонным холмиком, являющимся генератором нервного импульса, который затем по аксону проводится к другим клеткам. Мембрана аксона в области синапса содержит специфические рецепторы, способные реагировать на различные медиаторы или нейромодуляторы. Поэтому на процесс выделения медиатора пресинаптическими окончаниями могут оказывать влияние другие нейроны. Также мембрана окончаний содержит большое число кальциевых каналов, через которые ионы кальция поступают внутрь окончания при его возбуждении и активизируют выделение медиатора.
Рис. 3. Схема нейрона (по И.Ф. Иванову): а — строение нейрона: 7 — тело (перикарион); 2 — ядро; 3 — дендриты; 4,6 — нейриты; 5,8 — миелиновая оболочка; 7- коллатераль; 9 — перехват узла; 10 — ядро леммоцита; 11 — нервные окончания; б — типы нервных клеток: I — униполярная; II — мультиполярная; III — биполярная; 1 — неврит; 2 -дендрит
Обычно в нейронах потенциал действия возникает в области мембраны аксонного холмика, возбудимость которой в 2 раза выше возбудимости других участков. Отсюда возбуждение распространяется по аксону и телу клетки.
Аксоны, помимо функции проведения возбуждения, служат каналами для транспорта различных веществ. Белки и медиаторы, синтезированные в теле клетки, органеллы и другие вещества могут перемещаться по аксону к его окончанию. Это перемещение веществ получило название аксонного транспорта. Существует два его вида — быстрый и медленный аксонный транспорт.
Каждый нейрон в центральной нервной системе выполняет три физиологические роли: воспринимает нервные импульсы с рецепторов или других нейронов; генерирует собственные импульсы; проводит возбуждение к другому нейрону или органу.
По функциональному значению нейроны подразделяют на три группы: чувствительные (сенсорные, рецепторные); вставочные (ассоциативные); моторные (эффекторные, двигательные).
Помимо нейронов в центральной нервной системе имеются глиальные клетки, занимающие половину объема мозга. Периферические аксоны также окружены оболочкой из глиальных клеток — леммоцитов (шванновские клетки). Нейроны и глиальные клетки разделены межклеточными щелями, которые сообщаются друге другом и образуют заполненное жидкостью межклеточное пространство нейронов и глии. Через это пространств происходит обмен веществами между нервными и глиальными клетками.
Клетки нейроглии выполняют множество функций: опорную, защитную и трофическую роль для нейронов; поддерживают определенную концентрацию ионов кальция и калия в межклеточном пространстве; разрушают нейромедиаторы и другие биологически активные вещества.
Функции центральной нервной системы
Центральная нервная система выполняет несколько функций.
Интегративная: организм животных и человека представляет собой сложную высокоорганизованную систему, состоящую из функционально связанных между собой клеток, тканей, органов и их систем. Эту взаимосвязь, объединение различных составляющих организма в единое целое (интеграция), их согласованное функционирование обеспечивает центральная нервная система.
Координирующая: функции различных органов и систем организма должны протекать согласованно, так как только при таком способе жизнедеятельности возможно поддерживать постоянство внутренней среды, равно как и успешно адаптировать к изменяющимся условиям окружающей среды. Координацию деятельности составляющих организм элементов осуществляет центральная нервная система.
Регулирующая: центральная нервная система регулирует все процессы, протекающие в организме, поэтому при ее участии происходят наиболее адекватные изменения работы различных органов, направленные на обеспечение той или иной его деятельности.
Трофическая: центральная нервная система осуществляет регуляцию трофики, интенсивности обменных процессов в тканях организма, что лежит в основе формирования реакций, адекватных происходящим изменениям во внутренней и внешней среде.
Приспособительная: центральная нервная система осуществляет связь организма с внешней средой путем анализа и синтеза поступающей к ней разнообразной информации от сенсорных систем. Это дает возможность перестраивать деятельность различных органов и систем в соответствии с изменениями среды. Она выполняет функции регулятора поведения, необходимого в конкретных условиях существования. Это обеспечивает адекватное приспособление к окружающему миру.
Формирование ненаправленного поведения: центральная нервная система формирует определенное поведение животного в соответствии с доминирующей потребностью.
Рефлекторная регуляция нервной деятельности
Приспособление процессов жизнедеятельности организма, его систем, органов, тканей к меняющимся условиям среды называется регуляцией. Регуляция, обеспечиваемая совместно нервной и гормональной системами, называется нервно-гормональной регуляцией. Благодаря нервной системе организм осуществляет свою деятельность по принципу рефлекса.
Основным механизмом деятельности центральной нервной системы является — это ответная реакция организма на действия раздражителя, осуществляемая с участием ЦНС и направленная на достижение полезного результата.
Рефлекс в переводе с латинского языка означает «отражение». Термин «рефлекс» был впервые предложен чешским исследователем И.Г. Прохаской, который развил учение об отражательных действиях. Дальнейшее становление рефлекторной теории связано с именем И.М. Сеченова. Он полагал, что все бессознательное и сознательное совершается по типу рефлекса. Но тогда еще не существовало методов объективной оценки деятельности мозга, которые могли бы подтвердить это предположение. Позднее объективный метод оценки деятельности мозга был разработан академиком И.П. Павловым, и он получил название метода условных рефлексов. С помощью этого метода ученый доказал, что в основе высшей нервной деятельности животных и человека лежат условные рефлексы, формирующиеся на базе безусловных рефлексов за счет образования временных связей. Академик П.К. Анохин показал, что все многообразие деятельности животных и человека осуществляется на основе концепции функциональных систем.
Морфологической основой рефлекса является , состоящая из нескольких нервных структур, которая обеспечивает осуществление рефлекса.
В образовании рефлекторной дуги участвуют три вида нейронов: рецепторные (чувствительные), промежуточные (вставочные), двигательные (эффекторные) (рис. 6.2). Они объединяются в нейронные цепи.
Рис. 4. Схема регуляции но принципу рефлекса. Рефлекторная дуга: 1 — рецептор; 2 — афферентный путь; 3 — нервный центр; 4 — эфферентный путь; 5 — рабочий орган (любой орган организма); МН — моторный нейрон; М — мышца; КН — командный нейрон; СН — сенсорный нейрон, МодН — модуляторный нейрон
Дендрит ренепторного нейрона контактирует с рецептором, его аксон направляется в ЦНС и взаимодействует с вставочным нейроном. От вставочного нейрона аксон идет к эффекторному нейрону, а его аксон направляется на периферию к исполнительному органу. Таким образом и формируется рефлекторная дуга.
Рецепторные нейроны расположены на периферии и во внутренних органах, а вставочные и двигательные находятся в ЦНС.
В рефлекторной дуге различают пять звеньев: рецептор, афферентный (или центростремительный) путь, нервный центр, эфферентный (или центробежный) путь и рабочий орган (или эффектор).
Рецептор — специализированное образование, воспринимающее раздражение. Рецептор состоит из специализированных высокочувствительных клеток.
Афферентное звено дуги представляет собой рецепторный нейрон и проводит возбуждение от рецептора к нервному центру.
Нервный центр образован большим числом вставочных и двигательных нейронов.
Это звено рефлекторной дуги состоит из совокупности нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС. Нервный центр воспринимает импульсы от рецепторов по афферентному пути, осуществляет анализ и синтез этой информации, затем передает сформированную программу действий по эфферентным волокнам к периферическому исполнительному органу. А рабочий орган осуществляет свойственную ему деятельность (мышца сокращается, железа выделяет секрет и т.д.).
Специальное звено обратной афферентации воспринимает параметры совершенного рабочим органом действия и передает эту информацию в нервный центр. Нервный центр является акцептором действия звена обратной афферентации и воспринимает информацию с рабочего органа о совершенном действии.
Время от начала действия раздражителя на рецептор до появления ответной реакции называется временем рефлекса.
Все рефлексы у животных и человека подразделяются на безусловные и условные.
Безусловные рефлексы - врожденные, наследственно передающиеся реакции. Безусловные рефлексы осуществляются через уже сформированные в организме рефлекторные дуги. Безусловные рефлексы видоспецифичны, т.е. свойственны всем животным данного вида. Они постоянны в течение жизни и возникают в ответ на адекватные раздражения рецепторов. Безусловные рефлексы классифицируются и по биологическому значению: пищевые, оборонительные, половые, локомоторные, ориентировочные. По расположению рецепторов эти рефлексы подразделяются: на экстероцептивные (температурные, тактильные, зрительные, слуховые, вкусовые и др.), интероцептивные (сосудистые, сердечные, желудочный, кишечный и пр.) и проприоцептивные (мышечные, сухожильные и пр.). По характеру ответной реакции — на двигательные, секреторные и др. По нахождению нервных центров, через которые осуществляется рефлекс, — на спинальные, бульбарные, мезэнцефальные.
Условные рефлексы - рефлексы, приобретенные организмом в процессе его индивидуальной жизни. Условные рефлексы осуществляются через вновь сформированные рефлекторные дуги на базе рефлекторных дуг безусловных рефлексов с образованием между ними временной связи в коре больших полушарий.
Рефлексы в организме осуществляются с участием желез внутренней секреции и гормонов.
В основе современных представлений о рефлекторной деятельности организма находится понятие полезного приспособительного результата, для достижения которого и совершается любой рефлекс. Информация о достижении полезного приспособительного результата поступает в центральную нервную систему по звену обратной связи в виде обратной афферентации, которая является обязательным компонентом рефлекторной деятельности. Принцип обратной афферентации в рефлекторной деятельности был разработан П. К. Анохиным и основан на том, что структурной основой рефлекса является не рефлекторная дуга, а рефлекторное кольцо, включающее следующие звенья: рецептор, афферентный нервный путь, нервный центр, эфферентный нервный путь, рабочий орган, обратная афферентация.
При выключении любого звена рефлекторного кольца рефлекс исчезает. Следовательно, для осуществления рефлекса необходима целостность всех звеньев.
Свойства нервных центров
Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств.
Возбуждение в нервных центрах распространяется односторонне от рецептора к эффектору, что связано со способностью проводить возбуждение только от пресинаптической мембраны к постсинаптической.
Возбуждение в нервных центрах проводится медленнее, чем по нервному волокну, в результате замедления проведения возбуждения через синапсы.
В нервных центрах может происходить суммация возбуждений.
Можно выделить два основных способа суммации: временную и пространственную. При временной суммации несколько импульсов возбуждения приходят к нейрону через один синапс, суммируются и генерируют в нем потенциал действия, а пространственная суммации проявляется в случае поступления импульсов к одному нейрону через разные синапсы.
В них происходит трансформация ритма возбуждения, т.е. уменьшение или увеличение количества импульсов возбуждения, выходящих из нервного центра по сравнению с количеством импульсов, приходящих к нему.
Нервные центры очень чувствительны к недостатку кислорода и действию различных химических веществ.
Нервные центры, в отличие от нервных волокон, способны к быстрому утомлению. Синаптическая утомляемость при длительной активации центра выражается в снижении числа постсинаптических потенциалов. Это обусловлено расходованием медиатора и накоплением метаболитов, закисляющих среду.
Нервные центры находятся в состоянии постоянного тонуса, обусловленного непрерывным поступлением определенного числа импульсов от рецепторов.
Нервным центрам свойственна пластичность — способность увеличивать свои функциональные возможности. Это свойство может быть обусловлено синаптическим облегчением — улучшение проведения в синапсах после короткого раздражения афферентных путей. При частом использовании синапсов ускоряется синтез рецепторов и медиатора.
Наряду с возбуждением в нервном центре происходят процессы торможения.
Координационная деятельность ЦНС и ее принципы
Одной из важных функций центральной нервной системы является координационная функция, которую называют также координационной деятельностью ЦНС. Под ней понимают регуляцию распределения возбуждения и торможения в нейронных структурах, а также взаимодействие между нервными центрами, которые обеспечивают эффективное осуществление рефлекторных и произвольных реакций.
Примером координационной деятельности ЦНС могут быть реципрокные отношения между центрами дыхания и глотания, когда во время глотания центр дыхания затормаживается, надгортанник закрывает вход в гортань и предупреждает попадание в дыхательные пути пищи или жидкости. Координационная функция ЦНС принципиально важна для осуществления сложных движений, осуществляемых при участии множества мышц. Примерами таких движений могут быть артикуляция речи, акт глотания, гимнастические движения, требующие согласованного сокращения и расслабления множества мышц.
Принципы координационной деятельности
- Реципрокность — взаимное торможение антагонистических групп нейронов (мотонейроны сгибателей и разгибателей)
- Конечный нейрон — активация эфферентного нейрона с различных рецептивных полей и конкурентная борьба между различными афферентными импульсациями за данный мотонейрон
- Переключения — процесс перехода активности с одного нервного центра на нервный центр антагонист
- Индукция — смена возбуждения торможением или наоборот
- Обратная связь — механизм, обеспечивающий необходимость сигнализации от рецепторов исполнительных органов для успешной реализации функции
- Доминанта — стойкий главенствующий очаг возбуждения в ЦНС, подчиняющий себе функции других нервных центров.
В основе координационной деятельности центральной нервной системы лежит ряд принципов.
Принцип конвергенции реализуется в конвергентных цепях нейронов, в которых на один из них (обычно эфферентный) сходятся или конвергируют аксоны ряда других. Конвергенция обеспечивает поступление к одному и тому же нейрону сигналов от различных нервных центров или рецепторов различных модальностей (различных органов чувств). На основе конвергенции самые разные раздражители могут вызвать однотипную реакцию. Например, сторожевой рефлекс (поворот глаз и головы — настораживание) может быть вызван и световым, и звуковым, и тактильным воздействием.
Принцип общего конечного пути вытекает из принципа конвергенции и близок по своей сути. Под ним понимают возможность осуществления одной и той же реакции, запускаемой конечным в иерархической нервной цепи эфферентным нейроном, на который конвергируют аксоны множества других нервных клеток. Примером классического конечного пути являются мотонейроны передних рогов спинного мозга или двигательных ядер черепных нервов, которые своими аксонами непосредственно иннервируют мышцы. Одна и та же двигательная реакция (например сгибание руки) может запускаться путем поступления к этим нейронам импульсов от пирамидных нейронов первичной двигательной коры, нейронов ряда моторных центров ствола мозга, интернейронов спинного мозга, аксонов чувствительных нейронов спинальных ганглиев в ответ на действие сигналов, воспринятых разными органами чувств (на световое, звуковое, гравитационное, болевое или механическое воздействие).
Принцип дивергенции реализуется в дивергентных цепях нейронов, в которых один из нейронов имеет ветвящийся аксон, и каждая из ветвей образует синапс с другой нервной клеткой. Эти цепи выполняют функции одновременной передачи сигналов от одного нейрона на многие другие нейроны. Благодаря дивергентным связям происходит широкое распространение (иррадиация) сигналов и быстрое вовлечение в ответную реакцию многих центров, расположенных на разных уровнях ЦНС.
Принцип обратной связи (обратной афферентации) заключается в возможности передачи по афферентным волокнам информации об осуществляемой реакции (например, о движении от проприорецепторов мышц) обратно в нервный центр, который ее запускал. Благодаря обратной связи формируется замкнутая нейронная цепь (контур), через которую можно контролировать ход исполнения реакции, регулировать силу, продолжительность и другие параметры реакции, если они не были реализованы.
Участие обратной связи можно рассмотреть на примере реализации сгибательного рефлекса, вызываемого механическим воздействием на рецепторы кожи (рис. 5). При рефлекторном сокращении мышцы-сгибателя изменяется активность проприорецепторов и частота посылки нервных импульсов по афферентным волокнам к а-мотонейронам спинного мозга, иннервирующим эту мышцу. В результате формируется замкнутый контур регулирования, в котором роль канала обратной связи выполняют афферентные волокна, передающие информацию о сокращении в нервные центры от рецепторов мышц, а роль канала прямой связи — эфферентные волокна мотонейронов, идущие к мышцам. Таким образом, нервный центр (его мотонейроны) получает информацию об изменении состояния мышцы, вызванном передачей импульсов по двигательным волокнам. Благодаря обратной связи образуется своеобразное регуляторное нервное кольцо. Поэтому некоторые авторы предпочитают вместо термина «рефлекторная дуга» применять термин «рефлекторное кольцо».
Наличие обратной связи имеет важное значение в механизмах регуляции кровообращения, дыхания, температуры тела, поведенческих и других реакций организма и рассматривается далее в соответствующих разделах.
Рис. 5. Схема обратной связи в нейронных цепях простейших рефлексов
Принцип реципрокных отношений реализуется при взаимодействии между нервными центрами-антагонистами. Например, между группой моторных нейронов, контролирующих сгибание руки, и группой моторных нейронов, контролирующих разгибание руки. Благодаря реципрокным отношениям возбуждение нейронов одного из антагонистических центров сопровождается торможением другого. В приведенном примере реципрокные отношения между центрами сгибания и разгибания проявятся тем, что во время сокращения мышц- сгибателей руки будет происходить эквивалентное расслабление разгибателей, и наоборот, что обеспечивает плавность сгибательных и разгибательных движений руки. Реципрокные отношения осуществляются за счет активации нейронами возбужденного центра тормозных вставочных нейронов, аксоны которых образуют тормозные синапсы на нейронах антагонистического центра.
Принцип доминанты также реализуется на основе особенностей взаимодействия между нервными центрами. Нейроны доминирующего, наиболее активного центра (очага возбуждения) обладают стойкой высокой активностью и подавляют возбуждение в других нервных центрах, подчиняя их своему влиянию. Более того, нейроны доминирующего центра притягивают к себе афферентные нервные импульсы, адресуемые к другим центрам, и усиливают свою активность за счет поступления этих импульсов. Доминантный центр может длительно находиться в состоянии возбуждения без признаков утомления.
Примером состояния, обусловленного наличием в центральной нервной системе доминантного очага возбуждения, может служить состояние после пережитого человеком важного для него события, когда все его мысли и действия так или иначе становятся связанными с этим событием.
Свойства доминанты
- Повышенная возбудимость
- Стойкость возбуждения
- Инертность возбуждения
- Способность к подавлению субдоминантных очагов
- Способность к суммированию возбуждений
Рассмотренные принципы координации могут использоваться, в зависимости от координируемых ЦНС процессов порознь или вместе в различных сочетаниях.
В человеческом организме существует несколько систем, включая пищеварительную, сердечно-сосудистую и мышечную. Отдельного внимания заслуживает нервная – она заставляет человеческий организм двигаться, реагировать на раздражающие факторы, видеть и мыслить.
Нервная система человека – совокупность структур, которая выполняет функцию регуляции абсолютно всех частей организма , отвечает за движения и чувствительность.
Вконтакте
Виды нервной системы человека
Перед тем как отвечать на интересующих людей вопрос: «как работает нервная система», необходимо разобраться, из чего она собственно состоит и на какие составляющие ее принято разделять в медицине.
С видами НС далеко не все так однозначно – ее классифицируют по нескольким параметрам:
- область локализации;
- вид управления;
- способ передачи информации;
- функциональная принадлежность.
Область локализации
Нервная система человека по области локализации бывает центральная и периферическая . Первая представлена головным и костным мозгом, а вторая состоит из нервов и вегетативной сети.
ЦНС выполняет функции регуляции всеми внутренними и внешними органами. Она заставляет их взаимодействовать между собой. Периферической называют ту, которая в связи с анатомическими особенностями находится за пределами спинного и головного мозга.
Как работает нервная система? ПНС реагирует на раздражающие факторы, отправляя сигналы в спинной, а после и головной мозг. После органы ЦНС обрабатывают их и вновь посылают сигналы в ПНС, которая приводит, к примеру, мышцы ноги в движение.
Способ передачи информации
По данному принципу выделяют рефлекторную и нейрогуморальную системы . Первая – это спинной мозг, который без участия головного способен реагировать на раздражители.
Интересно! Человек не контролирует рефлекторную функцию, так как спинной мозг сам принимает решения. К примеру, когда вы прикасаетесь в горячей поверхности, ваша рука сразу же отдергивается, и при этом вы даже не думали совершить это движение – сработали ваши рефлексы.
Нейрогуморальная, к которой относится головной мозг, должна изначально обработать информацию, данный процесс вы можете контролировать. После этого сигналы отправляются в ПНС, которая выполняет команды вашего мозгового центра.
Функциональная принадлежность
Говоря про части нервной системы, нельзя не упомянуть вегетативную, которая в свою очередь разделена на симпатическую, соматическую и парасимпатическую.
Вегетативная система (ВНС) – это отдел, который отвечает за регуляцию работы лимфатических узлов, кровеносных сосудов, органов и желез (внешней и внутренней секреции).
Соматическая система – это совокупность нервов, которые находятся в костях, мышцах и коже. Именно они реагируют на все факторы окружающей среды и отправляют данные в мозговой центр, а после выполняют его приказы. Абсолютно каждое движение мышц контролируется соматическими нервами.
Интересно! Правой частью нервов и мышц управляет левое полушарие, а левой – правое.
Симпатическая система отвечает за выброс адреналина в кровь, контролирует работу сердца , легких и поступление питательных веществ во все части организма. Кроме того, она регулирует насыщение тела .
Парасимпатическая отвечает за уменьшение частоты движений , также контролирует работу легких, некоторых желез, радужной оболочки. Не менее важная задача – регулирование пищеварения.
Вид управления
Еще одну подсказку на вопрос «как работает нервная система» может дать удобная классификация по видам управления. Ее разделяют на высшую и низшую деятельность.
Высшая деятельность контролирует поведение в окружающей среде. Вся интеллектуальная и творческая деятельность также относится к высшей.
Низшая деятельность – это регуляция всех функций внутри человеческого организма. Данный вид деятельности делает все системы организма единым целым.
Строение и функции НС
Мы уже разобрались, что всю НС следует разделять на периферическую, центральную, вегетативную и все вышеперечисленные, но еще многое нужно сказать об их строении и функциях.
Спинной мозг
Данный орган находится в позвоночном канале и по сути является этаким «канатом» из нервов. Его разделяют на серое и белое вещество, где первое полностью покрыто вторым.
Интересно! В разрезе заметно, что серое вещество сплетено из нервов таким образом, что напоминает бабочку. Именно поэтому его часто называют «крыльями бабочки».
В общей сложности спинной мозг состоит из 31 отдела , каждый из которых отвечает за отдельную группу нервов, контролирующих определенные мышцы.
Спинной мозг, как уже говорилось, может работать без участия головного – речь о идет рефлексах, которые не поддаются регуляции. В ту же очередь он находится под контролем органа мышления и выполняет проводниковую функцию.
Головной мозг
Данный орган является наименее исследованным, многие его функции до сих вызывают множество вопросов в ученых кругах. Он разделен на пять отделов:
- большие полушария (передний мозг);
- промежуточный;
- продолговатый;
- задний;
- средний.
Первый отдел составляет 4/5 всей массы органа. Он отвечает за зрение, обоняние, движения, мышление, слух, чувствительность. Продолговатый мозг – невероятно важный центр, который регулирует такие процессы, как сердцебиение, дыхание, защитные рефлексы , выделение желудочного сока и другие.
Средний отдел контролирует такую функцию, как . Промежуточный играет роль в формировании эмоционального состояния. Также здесь находятся центры, отвечающие за терморегуляцию и обмен веществ в организме.
Строение головного мозга
Строение нерва
НС – это совокупность миллиардов специфических клеток. Чтобы разобраться, как работает нервная система, необходимо поговорить о ее строении.
Нерв – это структура, которая состоит из определенного количества волокон. Те же в свою очередь состоят из аксонов – именно они являются проводниками всех импульсов.
Количество волокон в одном нерве может существенно отличается. Обычно оно составляет около одной сотни, а вот в человеческом глазу находится более 1,5 млн. волокон.
Сами же аксоны покрыты специальной оболочкой, которая значительно увеличивает скорость сигнала – это позволяет человеку реагировать на раздражители чуть ли не моментально.
Сами нервы также бывают различными, а потому их классифицируют на следующие типы:
- двигательные (передают информацию из ЦНС в мышечную систему);
- черепные (сюда входят зрительные, обонятельные и другие виды нервов);
- чувствительные (передают информацию от ПНС к ЦНС);
- спинные (находятся в и управляют частями тела);
- смешанные (способны передавать информацию в два направления).
Строение нервного ствола
Мы уже разобрались в таких темах, как «Виды нервной системы человека» и «Как работает нервная система», но в стороне осталось много интересных фактов, которые достойны упоминания:
- Количество в нашем организме больше, нежели число людей на всей планете Земля.
- В головном мозге находится порядком 90–100 млрд. нейронов. Если все их связать в одну линию, то она достигнет порядка 1 тыс. км.
- Скорость движения импульсов достигает практически 300 км/час.
- После наступления полового созревания масса органа мышления с каждым годом уменьшается приблизительно на один грамм .
- У мужчин головной мозг приблизительно на 1/12 больше, нежели женский.
- Самый большой орган мышления был зафиксирован у психически больного.
- Клетки ЦНС практически не подлежат восстановлению, а сильные стрессы и волнения способны серьезно уменьшить их количество.
- До сих пор наука не определила, на сколько процентов мы используем свой главный мыслительный орган. Известными являются мифы, что не более 1%, а гении – не больше 10%.
- Размер органа мышления нисколько не влияет на умственную деятельность . Ранее считалось, что мужчины умнее представительниц прекрасного пола, но данное утверждение было опровергнуто в конце ХХ века.
- Алкогольные напитки очень сильно подавляют функцию синапсов (место контактов между нейронами), что в разы замедляет мыслительные и двигательные процессы.
Мы узнали, что же такое нервная система человека – это сложная совокупностью миллиардов клеток, которые взаимодействуют между собой со скоростью, равной движению самых быстрых автомобилей в мире.
Среди многих видов клеток эти восстанавливаются сложнее всего, а некоторые их подвиды и вовсе не поддаются восстановлению. Именно потому они прекрасно защищены черепом и позвоночными костями.
Интересен также тот факт, что болезни НС являются наименее подающимися лечению. Современная медицина в основном только способна замедлить гибель клеток, а вот остановить данный процесс невозможно . Многие другие виды клеток с помощью специальных препаратов можно защитить от разрушения на долгие годы – к примеру, клетки печени. В это время клетки эпидермиса (кожи) способны регенерировать в считанные дни или недели до прежнего состояния.
Нервная система — спинной мозг (8 класс) — биология, подготовка к ЕГЭ и ОГЭ
Нервная система человека. Строение и функции
Вывод
Абсолютно любое движение, каждая мысль, взгляд, вздох и удар сердца – все это контролируется сетью нервов. Она отвечает за взаимодействие человека с окружающим миром и связывает все остальные органы в единое целое – организм.
Нервная система человека является важной частью организма, которая отвечает за множество происходящих процессов. Заболевания ее плохо сказываются на состоянии человека. Она регулирует деятельность и взаимодействие всех систем и органов. При нынешнем экологическом фоне и постоянных стрессах необходимо уделять серьезное внимание режиму дня и правильному питанию, чтобы избежать потенциальных проблем со здоровьем.
Общая информация
Нервная система влияет на функциональное взаимодействие всех систем и органов человека, а также на связь организма с окружающим миром. Ее структурная единица - нейрон - это клетка со специфическими отростками. Из этих элементов строятся нейронные цепи. Нервная система подразделяется на центральную и периферическую. К первой относятся головной и спинной мозг, а ко второй - все отходящие от них нервы и нервные узлы.
Соматическая нервная система
Кроме этого, нервная система делится на соматическую и вегетативную. Соматическая система отвечает за взаимодействие организма с окружающим миром, за умение самостоятельно передвигаться и за чувствительность, которая обеспечивается при помощи органов чувств и некоторых нервных окончаний. Умение человека передвигаться обеспечивается управлением скелетной и мышечной массой, которое осуществляется при помощи нервной системы. Ученые еще называют эту систему анимальной, поскольку только животные могут передвигаться и обладают чувствительностью.
Вегетативная нервная система
Эта система отвечает за внутреннее состояние организма, то есть за:
Вегетативная нервная система человека, в свою очередь, делится на симпатическую и парасимпатическую. Первая отвечает за пульс, кровяное давление, бронхи и так далее. Ее работа контролируется спинномозговыми центрами, от которых идут симпатические волокна, расположенные в боковых рогах. Парасимпатическая же отвечает за работу мочевого пузыря, прямой кишки, половых органов и за ряд нервных окончаний. Такая многофункциональность системы объясняется тем, что ее работа осуществляется как при помощи крестцового отдела мозга, так и посредством его ствола. Контроль этих систем осуществляется специфическими вегетативными аппаратами, которые находятся в головном мозге.
Заболевания
Нервная система человека крайне подвержена влиянию извне, существуют самые различные причины, которые могут вызвать ее заболевания. Чаще всего вегетативная система страдает из-за погоды, при этом плохо себя чувствовать человек может как в слишком жаркое время, так и холодной зимой. Существует ряд характерных симптомов для таких заболеваний. Например, человек краснеет или бледнеет, пульс учащается или начинается чрезмерное потоотделение. Кроме этого, подобные болезни могут быть приобретенными.
Как появляются эти болезни
Они могут развиться из-за травмы головы, или мышьяком, а также из-за сложного и опасного инфекционного заболевания. Развиться такие болезни могут и вследствие переутомления, из-за нехватки витаминов, при психических расстройствах или постоянных стрессах.
Осторожным надо быть и при опасных условиях труда, которые тоже могут повлиять на развитие заболеваний вегетативной нервной системы. Кроме этого, такие болезни могут маскироваться под другие, некоторые из них напоминают заболевания сердца.
Центральная нервная система
Образована она из двух элементов: спинного и головного мозга. Первый из них внешне похож на тяж, немного сплюснутый посередине. У взрослого человека его размер варьируется от 41 до 45 см, а вес достигает всего лишь 30 граммов. Спинной мозг полностью окружен оболочками, которые находятся в специфическом канале. Толщина спинного мозга не изменяется по всей длине, кроме двух мест, которые называются шейным и поясничным утолщениями. Именно здесь образуются нервы верхних, а также нижних конечностей. Он подразделяется на такие отделы, как шейный, поясничный, грудной и крестцовый.
Головной мозг
Он находится в черепной коробке человека и подразделяется на две составляющие части: левое и правое полушария. Кроме этих частей, выделяют также ствол и мозжечок. Биологам удалось определить, что мозг взрослого мужчины на 100 мг тяжелее женского. Это объясняется исключительно тем фактом, что все части тела представителя сильного пола больше женских по физическим параметрам благодаря эволюции.
Мозг плода начинает активно расти еще до рождения, в утробе матери. Прекращает свое развитие он только тогда, когда человек достигает 20 лет. Кроме этого, в старости, ближе к концу жизни, он становится немного легче.
Отделы головного мозга
Выделяют такие пять главных отделов головного мозга:
В случае черепно-мозговой травмы центральная нервная система человека может серьезно пострадать, и это плохо сказывается на психическом состоянии человека. При подобных нарушениях у больных могут появляться голоса в голове, от которых не так-то просто избавиться.
Оболочки мозга
Головной и спинной мозг покрывают три вида оболочек:
- Твердая оболочка покрывает спинной мозг снаружи. По форме она очень похожа на мешок. Также она функционирует в качестве надкостницы черепа.
- Паутинная оболочка - это вещество, которое практически прилегает к твердой. Ни твердая, ни паутинная оболочки не содержат кровеносных сосудов.
- Мягкая оболочка - это совокупность нервов и сосудов, которые питают оба мозга.
Функции головного мозга
Это очень сложная часть организма, от которой зависит вся нервная система человека. Даже учитывая, что огромное количество ученых занимаются изучением проблем работы головного мозга, до конца пока все его функции не изучены. Наиболее сложная для науки загадка - это изучение особенностей зрительной системы. До сих пор непонятно, как и при помощи каких частей мозга мы обладаем способностью видеть. Люди, далекие от науки, ошибочно считают, что это происходит исключительно при помощи глаз, однако это абсолютно не так.
Ученые же, занимающиеся изучением этого вопроса, считают, что глаза всего лишь воспринимают сигналы, которые посылает окружающий мир, и в свою очередь передают их мозгу. Получая сигнал, он создает зрительную картинку, то есть фактически мы видим то, что показывает наш мозг. Аналогично происходит и со слухом, фактически ухо всего лишь воспринимает звуковые сигналы, получаемые через мозг.
Вывод
В настоящее время заболевания вегетативной системы очень часто встречаются у молодого поколения. Это обусловлено множеством факторов, например, плохим состоянием окружающей среды, неправильным режимом дня или нерегулярным и неправильным питанием. Чтобы избежать подобных проблем, рекомендуется тщательно следить за своим распорядком, избегать различных стрессов и переутомления. Ведь здоровье центральной нервной системы отвечает за состояние всего организма, в противном случае подобные проблемы могут спровоцировать серьезные нарушения в работе других важных органов.