Центральная нервная система человека. Основные свойства и функции элементов нервной системы Элементы нервной системы и их функции
Как известно, нервная система - центр деятельности всего организма, она выполняет две главные функции: 1) функцию передачи информации, за которую ответственны периферическая нервная система и связанные с нею рецепторы (чувствительные элементы, находящиеся в коже, глазах, ушах, во рту и пр.), и эффекторы (железы и мышцы). 2) Второй важной функцией нервной системы является интеграция и переработка получаемой информации и программирование наиболее адекватной реакции.
Эта функция принадлежит центральной нервной системе и включает широкий диапазон процессов - от простейших рефлексов на уровне спинного мозга до самых сложных мыслительных операций на уровне высших отделов мозга. Центральная нервная система состоит из спинного мозга и различных структур головного мозга. Повреждение или неадекватное функционирование любого участка нервной системы вызывает специфические нарушения в функционировании организма и психики. Наиболее сильно на психику влияет характер полноценности и адекватности функционирования головного мозга, особенно коры головного мозга .
Для того чтобы поведение человека было успешным, необходимо, чтобы его внутренние состояния, внешние условия, в которых человек находится, и предпринимаемые им практические действия соответствовали друг другу. На физиологическом уровне функцию объединения (интеграции) всего этого обеспечивает нервная система . Нервная система человека состоит из двух разделов: центрального и периферического. Центральный включает головной мозг, промежуточный и спинной мозг. Вся остальная часть нервной системы относится к периферической.
Центральная нервная система (ц.н.с) состоит из переднего мозга, среднего мозга, заднего мозга и спинного мозга. В этих основных отделах центральной нервной системы в свою очередь выделяются важнейшие структуры, имеющие прямое отношение к психическим процессам, состояниям и свойствам человека: таламус, гипоталамус, мост, мозжечок и продолговатый мозг.
Практически все отделы центральной и периферической нервной системы участвуют в переработке информации, поступающей через внешние и внутренние, расположенные на периферии тела и в самих органах рецепторы. С высшими психическими функциями, с мышлением и сознанием человека связана работа коры головного мозга (к.г.м.) и подкорковых структур , входящих в передний мозг.
Со всеми органами и тканями организма центральная нервная система связана через нервы , выходящие из головного и спинного мозга. Они несут в себе информацию, поступающую в мозг из внешней среды, и проводят ее в обратном направлении к отдельным частям и органам тела. Нервные волокна, поступающие в мозг с периферии, называются афферентными , а те, которые проводят импульсы от центра к периферии, - эфферентными.
Ц.н.с. представляет собой скопления нервных клеток - нейронов . Нервная клетка состоит из тела нейрона.
Древовидные отростки, отходящие от тел нервных клеток, носят название дендритов . Один из таких отростков является удлиненным и соединяет тела одних нейронов с телами или дендритами других нейронов. Он называется аксоном . Часть аксонов покрыта специальной миелиновой оболочкой , которая способствует более быстрому проведению импульса по нерву.
Места контактов нервных клеток друг с другом называются синапсами . Через них нервные импульсы передаются с одной клетки на другую. В большинстве своем нейроны являются специализированными, т.е. выполняют в работе ц.н.с. специфические функции: проведение нервных импульсов от рецепторов к ц.н.с. («сенсорный нейрон»), проведение нервных импульсов от ц.н.с. к органам движения («двигательный нейрон») и проведение нервных импульсов от одного участка ц.н.с. к другому («нейрон локальной сети»).
На периферии тела человека, во внутренних органах и тканях клетки своими аксонами подходят к рецепторам - миниатюрным органическим устройствам, предназначенным для восприятия различных видов энергии - механической, электромагнитной, химической и других - и преобразования ее в энергию нервных импульсов. Все структуры организма, внешние и внутренние, пронизаны массой разнообразных рецепторов. Особенно много их в органах чувств: глаз, ухо, поверхность кожи в наиболее чувствительных местах, язык, внутренние полости носа.
Особую роль в головном мозге играют правое и левое большие полушария, а также их основные доли: лобная, теменная, затылочная и височная.
И.П.Павлов ввел понятие анализатора. Это относительно автономная органическая система, обеспечивающая переработку специфической сенсорной информации на всех уровнях ее прохождения через ц.н.с. Соответственно основным органам чувств выделяют зрительный, слуховой, вкусовой, кожный и некоторые другие анализаторы.
Каждый анализатор состоит из трех анатомически различных отделов, выполняющих специализированные функции в его работе: рецептора, нервных волокон и центрального отдела, представляющего собой ту часть ц.н.с, где воспринимаются, перерабатываются соответствующие раздражители, хранятся воспоминания о них.
3. Строение поверхности коры головного мозга . Она представляет собой верхний слой переднего мозга, образованный в основном нейронами, их отростками-дендритами и пучками аксонов, идущих от этих клеток вниз, к отделам мозга. По особенностям распределения нейронов в слоях коры, их величине и форме всю к.г.м. разделяют на ряд областей: затылочная, теменная, лобная, височная .
В к.г.м. поступают импульсы, идущие от подкорковых структур и нервных образований ствола мозга; в ней же осуществляются основные психические функции человека.
Каждый психический процесс, состояние или свойство человека определенным образом связаны с работой всей центральной нервной системы. Ощущения возникают в результате переработки ц.н.с. воздействий на разные органы чувств различных видов энергии. Она поступает на рецепторы в форме физических стимулов, преобразуется, передается далее в ц.н.с. и окончательно перерабатывается, превращаясь в ощущения, в к.г.м..
Оба полушария, левое и правое, играют различную роль в восприятии и формировании образа. Для правого полушария характерны высокая скорость работы по опознанию, его точность и четкость. Такой способ опознания предметов можно определить как интегрально-синтетический, целостный по преимуществу, структурно-смысловой. Правое полушарие, вероятно, производит сличение образа с некоторым имеющимся в памяти эталоном на основе выделения в воспринимаемом объекте некоторых информативных признаков. С помощью же левого полушария осуществляется в основном аналитический подход к формированию образа, связанный с последовательным перебором его элементов по определенной программе. Но левое полушарие, работая изолированно, по-видимому, не в состоянии интегрировать воспринятые и выделенные элементы в целостный образ. С его помощью производится классификация явлений и отнесение их к определенной категории через обозначение словом. Таким образом, в восприятии с разными функциями одновременно принимают участие оба полушария головного мозга.
Специализация мозговых полушарий достигает наивысшего развития у человека. Известно, что примерно у 90% людей доминирует левое полушарие мозга, в котором расположены центры речи. В зависимости от того, какое полушарие у человека лучше развито, более активно функционирует, появляются свои отличительные различия в психике человека, его способностях.
Индивидуальность личности во многом определяется спецификой взаимодействия отдельных полушарий мозга. Впервые эти отношения были экспериментально изучены в 60-х годах XX в. профессором психологии Калифорнийского технологического института Роджером Сперри (в 1981 г. за исследования в этой области ему была присуждена Нобелевская премия).
Оказалось, что у правшей левое полушарие ведает не только речью, но и письмом, счетом, вербальной памятью, логическими рассуждениями. Правое же полушарие обладает музыкальным слухом, легко воспринимает пространственные отношения, разбираясь в формах и структурах неизмеримо лучше левого, умеет опознавать целое по части. Случаются, правда, отклонения от нормы: то музыкальными оказываются оба полушария, то у правого находят запас слов, а у левого - представления о том, что эти слова означают. Но закономерность, в основном, сохраняется: одну и ту же задачу оба полушария решают с разных точек зрения, а при выходе из строя одного из них нарушается и функция, за которую оно отвечает. Когда у композиторов Равеля и Шапорина произошло кровоизлияние в левое полушарие, оба не могли больше говорить и писать, но продолжали сочинять музыку, не забыв нотное письмо, ничего общего не имеющего со словами и речью.
Современные исследования подтвердили, что правое и левое полушария имеют специфические функции и преобладание активности того или иного полушария оказывает существенное влияние на индивидуальные особенности личности человека.
Эксперименты показали, что при отключении правого полушария люди не могли определить текущее время суток, время года, ориентироваться в конкретном пространстве - не могли найти дорогу домой, не чувствовали «выше-ниже», не узнавали лица своих знакомых, не воспринимали интонации слов и т. п.
Человек не рождается с функциональной асимметрией полушарий. Роджер Сперри обнаружил, что у больных с «расщепленным мозгом», особенно у молодых, речевые функции в зачаточной форме, со временем совершенствуются. «Неграмотное» правое полушарие может научиться читать и писать за несколько месяцев так, словно оно уже умело все это, но забыло.
Центры речи в левом полушарии развиваются главным образом не от говорения, а от писания: упражнение в письме активизирует, тренирует левое полушарие. Но дело тут не в участии правой руки. Если европейского мальчика правшу отдать учиться в китайскую школу, центры речи и письма постепенно переместятся у него в правое полушарие, ибо в восприятии иероглифов, которым он научится, зрительные зоны участвуют неизмеримо активнее речевых. Обратный процесс произойдет у китайского мальчика, переехавшего в Европу. Если человек останется на всю жизнь неграмотным и будет занят рутинной работой, межполушарная асимметрия у него почти не разовьется. Таким образом, функциональная специфика полушарий изменяется под влиянием как генетических, так и социальных факторов. Асимметрия полушарий мозга - это динамическое образование, в процессе онтогенеза происходит постепенное нарастание асимметрии мозга (наибольшая выраженность асимметрии полушарий наблюдается в среднем возрасте, а к старости постепенно нивелируется), в случае поражения одного полушария возможна частичная взаимозаменяемость функций и компенсация работы одного полушария за счет другого.
Именно специализация полушарий и позволяет человеку рассматривать мир с двух различных точек зрения, познавать его объекты, пользуясь не только словесно-грамматической логикой, но и интуицией.
Но следует подчеркнуть, что в норме осуществление любой функции - это результат работы всего мозга, и левого, и правого полушария.
Особую роль в регуляции многих психических процессов, свойств и состояний человека играет ретикулярная формация . Она представляет собой совокупность разреженных, напоминающих тонкую сеть (отсюда название - ретикулярная) нейронных структур, анатомически расположенных в спинном мозге, в продолговатом мозге и в заднем мозге.
К ретикулярной формации идут боковые ветви волокон всех сенсорных систем. С ней также связаны нервные волокна, идущие из к.г.м. и из мозжечка. В свою очередь волокна ретикулярной формации проводят импульсы в нисходящем направлении, в мозжечок и в спинной мозг.
Ретикулярная формация оказывает заметное влияние на электрическую активность головного мозга, на функциональное состояние к.г.м., подкорковых центров, мозжечка и спинного мозга. Она же имеет непосредственное отношение к регуляции основных жизненных процессов: кровообращения, дыхания и др. Разрушение ретикулярной формации мозгового ствола вызывает состояние длительного сна. Восходящая часть ретикулярной формации связана с повышением и понижением чувствительности к.г.м. Она играет важную роль в управлении механизмами сна и бодрствования, научения и внимания. К.г.м. через нисходящие нервные волокна способна также оказывать влияние на ретикулярную формацию, что, по-видимому, связано с сознательной психологической саморегуляцией человека.
Нейрон – высокоспециализированная клетка, приспособленная для приема, обработки, интеграции, хранения и передачи информации. Нейрон состоит из тела и отростков двух типов: коротких ветвящихся дендритов и длинного отростка – аксона.
Имея принципиально общее строение, нейроны сильно различаются размерами, формой, числом, ветвлением, расположением дендритов, длиной и разветвленностью аксона. Выделяют два основных вида нейронов:
1. пирамидные – крупные нейроны разного размера, на которых сходятся импульсы от разных источников. Делятся на два типа:
а) афферентные;
б) эфферентные.
2. вставочные (интернейроны) – меньше по размерам, разнообразны по пространственному расположению отростков:
а) веретенообразные;
б) звездчатые;
в) корзинчатые.
Сигналы (нервные импульсы ) от органов и тканей тела человека и из внешней среды, воздействующей на поверхность тела и органы чувств, поступают по нервам в спинной и головной мозг. Там происходят сложные процессы обработки поступившей информации. В результате, из мозга также по нервам к органам и тканям идут ответные сигналы, вызывающие ответную реакцию организма, которая проявляется в мышечной и секреторной деятельности.
Рис. 12. Функционирование нервной системы
В нервной системе нервные клетки, образуя контакты(синапсы )с другими нервными клетками, складываются в цепи нейронов . По ним нервные импульсы проводятся от органов и тканей, где эти импульсы возникают в нервных окончаниях, в центры нервной системы – в мозг. Из мозга к рабочим органам (мышцам, железам и др.) нервные импульсы также следуют по цепям нейронов.
Рефлекс – (от лат. reflexus – отражение, ответная реакция) – ответная реакция организма на воздействия внешней среды или изменения его внутреннего состояния, выполняемая с участием нервной системы.
Рефлекторная дуга – путь, состоящий из цепей нейронов, по которому нервный импульс проходит от чувствительных нервных клеток до рабочего органа.
Вся деятельность нервной системы строится на основе рефлекторных дуг, которые могут быть:
1. простыми – состоит из трех нейронов;
2. сложными – состоят из многих нейронов (несколько вставочных).
У каждой рефлекторной дуги можно выделить:
1. первый нейрон – чувствительный или приносящий – воспринимает воздействия, образует нервный импульс и приносит его в мозг (центральную нервную систему);
2. последний нейрон – эфферентный или эффекторный – выносит нервный импульс из мозга к рабочему органу, включает этот орган в работу, вызывает эффект действия;
3. промежуточный нейрон (один или несколько) – вставочный или проводниковый – проводят нервные импульсы от приносящего, чувствительного нейрона к последнему, выносящему, эфферентному нейрону.
Гистологически нервная система состоит из:
– нейронов – нервных клеток, основных структурно-функциональных единиц нервной ткани;
– нейроглии – элемента нервной ткани, обеспечивающего функционирование нейронов;
– нервных волокон – отростков нервных клеток;
– мезенхимальных элементов – сосудов и оболочек мозга.
Нейроны располагаются в сером веществе головного и спинного мозга, ганглиях (узлах). В самом общем виде функции нейронов – это генерирование управляющих импульсов, восприятие импульсов от рецепторного аппарата и других нейронов, переработка и передача импульсов на исполнительный орган или другие нейроны. Функционально нейроны объединены в нейрональные комплексы.
Принята классификация нейронов по количеству отростков и по форме тела.
Различают униполярные нейроны, имеющие один отросток (нейроны сетчатки глаза и обонятельных луковиц); биполярные нейроны – имеющие аксон и дендрит, располагающиеся на противоположных полюсах тела клетки (чувствительные нейроны). К этому же типу относят псевдоуниполярные нервные клетки, у которых аксон и дендрит начинаются с одного отростка, разделяясь на два после выхода его из нейрона (нейроны межпозвонковых ганглиев). Мультиполярные нейроны имеют один аксон и больше одного дендрита (по преимуществу это двигательные и ассоциативные нейроны).
Величина тела нейрона варьирует от 10 до 150 мкм. По форме тела различают овальные, веретенообразные, грушевидные, треугольные, многоугольные нейроны.
По функциональной принадлежности нейроны делят на чувствительные, двигательные и ассоциативные.
По виду медиаторного обмена различают нейроны холинергические (вещество-нейромедиатор – ацетилхолин), адренергические (адреналин, дофамин, серотонин), ГАМК-ергиче
Органоиды. Тело нервной клетки имеет ядро с одним или несколькими ядрышками; ядро окружено пористой оболочкой для осуществления обменных процессов между ним и цитоплазмой.
В цитоплазме находится гранулярная эндоплазматическая сеть, на мембранах которой расположены рибосомы и полисомы, тесно связанные с функциями и процессами метаболизма нейрона.
Агранулярная эндоплазматическая сеть ответственна за межнейронные трофические взаимодействия.
Аппарат Гольджи (мультивезикулярные тела, пузырьки, микротрубочки, нейрофиламенты) играет важную роль в транспорте веществ внутри клетки и по ее отросткам.
Митохондрии участвуют в энергетическом обмене.
Нервные волокна. Дендриты нервных клеток, как правило, короткие, разветвленные. В местах разветвления дендритов располагаются узлы ветвления, влияющие на проведение нервного импульса. Характерной особенностью дендритов также является наличие шипиков, которые представляют собой часть синапса. Их количество, распределение, форма зависят от функции нейрона и могут меняться как в сторону дегенерации, так и в сторону появления новых шипиков.
Аксон нейрона достигает 1 м в длину, хорошо миелинизирован. В отличие от дендритов, имеющих относительно однородное строение, отдельные части аксона значительно различаются по ультраструктурной картине и функциональной принадлежности. В части аксона, прилегающей к телу нейрона, располагается генератор нервного импульса – так называемый аксонный холмик. Следующая за ним проксимальная (начальная) часть аксона, еще не покрытая миелином, содержит аксо-аксональные синапсы, оказывающие большое влияние на функциональную активность нейрона. Последующая часть аксона имеет относительно однородное строение и содержит ультраструктуры, участвующие в передаче нервных импульсов путем аксонального транспорта различных веществ в обоих направлениях.
Межнейронные контакты и нейроэффекторные взаимодействия обеспечивают функционирование нервной системы как целого.
Межнейронные контакты делят на неспециализированные (плотные и щелевые) и специализированные (химические и электротонические синапсы).
Плотный контакт образуется телами нейронов и служит барьером для проникновения высокомолекулярных соединений.
Количество синапсов в различных отделах нервной системы значительно варьирует. Так, на гранулярных клетках коры мозжечка они практически отсутствуют, а на поверхности двигательных нейронов спинного мозга занимают 40–70 % площади и 10 % – на теле пирамидных клеток.
Различают основные типы синапсов: аксо-дендритические, аксо-соматические, аксо-аксональные, дендро-соматические, сомато-соматические и соматодендритические.
Наиболее характерны для нервной системы аксо-аксональные контакты, которые встречаются во многих отделах головного и спинного мозга. Аксоаксональные контакты играют важную регулирующую роль в функционировании нейронов.
Разновидность синаптических контактов составляют контакты нервного волокна с мышцей и секреторными элементами. При этом первые обеспечивают двигательную активность, вторые – секрецию нейрогормонов.
Глиальные клетки в нервной системе представлены астроцитами, олигодендроцитами, клетками микроглии и эпендимы.
Астроциты в виде фиброзных и протоплазматических клеток заполняют пространство между нейронами серого и проводниками белого вещества головного и спинного мозга. Астроциты играют роль электрического изолятора для тел нейронов и их отростков, а также несут опорно-механическую функцию.
Олигодендроциты располагаются также в сером и белом веществе мозга, обеспечивая миелинизацию аксонов.
Клетки микроглии принимают активное участие в фагоцитозе и в формировании фиброзных астроцитов. Клетки эпендимы выстилают полости мозговых желудочков и центрального канала спинного мозга, участвуют в образовании спинномозговой жидкости.
Таким образом, клетки глии обеспечивают механическую опору для нейронов, изоляцию нейронов и их отростков от неадекватного распространения возбуждения по нейрональным цепям, выступают в роли регулятора синаптических передач, выполняют трофическую функцию, что в конечном итоге обеспечивает нормальное функционирование нервной системы.
Гематоэнцефалический барьер имеет важное значение для сохранения оптимального ионного и осмотического баланса нервной системы. Гематоэнцефалический барьер образован эндотелием кровеносных капилляров мозга. Известно, что плотные контакты между эндотелиальными клетками служат барьером для молекул размером больше 1,5 нм, к которым относится большинство молекул белков. При патологических состояниях проницаемость гематоэнцефалического барьера может увеличиваться, что позволяет проникать в нервную систему веществам, приводящим к нарушению ее гомеостаза и развитию целого ряда патологических состояний мозга (отек, набухание, аутоиммунные процессы и др.).
Проницаемость гематоэнцефалического барьера отличается в разных отделах нервной системы; наиболее высока она в сером веществе головного мозга, что и отражается на клинической картине при ряде патологических состояний.
Практически непроницаем гематоэнцефалический барьер в области гипофиза, эпифиза, гипоталамуса, на клетках периневрия периферических нервов, что необходимо учитывать при проведении терапии различных патологических состояний этих областей лекарственными препаратами высокомолекулярных соединений.
| |
В основе современного представления о структуре и функции ЦНС лежит нейронная теория , которая представляет собой частный случай клеточной теории. Нейронная теория, рассматривающая мозг как результат функционального объединения отдельных клеточных элементов – нейронов, получила широкое распространение и признание в начале 20 столетия.
Большое значение для ее признании имели исследования испанского ученого нейрогистолога Р.Кахала и английского физиолога Ч.Шеррингтона. Окончательные доказательства полной структурной обособленности нервных клеток были получены с помощью электронного микроскопа.
Учеными доказано, что нервная система построена из двух типов клеток: нервных и глиальных . При этом количество глиальных клеток в 8-9 раз превышает количество нервных. Несмотря на это, именно нервные клетки обеспечивают все многообразие процессов, связанных с передачей и обработкой информации.
Таким образом, основной структурно-функциональной единицей нервной системы является нейрон (нервная клетка, нейроцит) (Рис. 1).
Рис.1. Нервные клетки:
А – мультиполярный нейрон; 1 – нейрит;
Б – униполярный нейрон; 2 – дендрит
В – биполярный нейрон
Нейрон состоит из тела (сомы), которое содержит различные внутриклеточные органеллы, необходимые для обеспечения жизнедеятельности клетки. Кроме того, в теле нейрона протекают все процессы химического синтеза, откуда продукты этого синтеза поступают в различные отростки, которые отходят от тела нейрона. Тело нейрона покрыто специальной оболочкой – мембраной . От тела клетки берут начало отростки нервной клетки – дендриты и аксоны. В большинстве случаев дендриты сильно разветвляются, вследствие чего их суммарная поверхность значительно превосходит поверхность тела клетки. По количеству имеющихся отростков нейроны классифицируются следующим образом:
1)биполярные нейроны – имеют два отростка;
2)мультиполярные нейроны – имеют более двух отростков;
3)униполярные нейроны – имеют один хорошо выраженный отросток.
Как полагают ученые, мозг человека состоит из 2,5 умноженных на 10 в десятой степени нейронов. Если подсчитать это число, то оно практически совпадет с числом, которое определяет количество звезд в Галактике.
Основное функциональное назначение отростков – обеспечение распространения нервных импульсов. Проведение нервного импульса от тела нейрона к другой нервной клетке или к рабочей ткани, органу осуществляется по аксону (нейриту) (от греческого axon – ось). Любой нейрон может иметь лишь только один аксон. Отростки, проводящие нервные импульсы к телу нейрона называются дендритами (от греческого dendron, что означает дерево).
Необходимо отметить, что нервная клетка способна пропускать нервный импульс только в одном направлении – от дендрита через тело нервной клетки к аксону и через него далее, - к месту назначения.
В соответствии с морфофункциональными характеристиками выделяют три типа нейронов.
1. Чувствительные , рецепторные , или афферентные нейроны. Тела этих нервных клеток всегда расположены все головного или спинного мозга, в узлах (ганглиях) периферической нервной системы. Один из отростков, отходящих от тела нервной клетки, следует на периферию к тому или иному органу и заканчивается там чувствительным окончанием – рецептором, который способен трансформировать энергию внешнего воздействия (раздражение) в нервный импульс. Второй отросток направляется в ЦНС, спинной мозг или стволовую часть головного мозга в составе задних корешков спинномозговых нервов или соответствующих черепных нервов.
Рецепцию, т.е. восприятие раздражения и начавшееся распространение нервного импульса по нервным проводникам к центрам, И.П.Павлов относил к началу процесса анализа.
2. Замыкательный , вставочный , ассоциативный , или кондукторный , нейрон. Этот нейрон осуществляет передачу возбуждения с афферентного (чувствительного) нейрона на эфферентные. Суть этого процесса заключается в передаче полученного афферентным нейроном сигнала эфферентному нейрону для исполнения в виде ответной реакции. И.П.Павлов определил это действие как «явление нервного замыкания». Замыкательные (вставочные) нейроны лежит в пределах ЦНС.
3. Эффекторный , эфферентный (двигательный или секреторный ) нейрон. Тела этих нейронов находятся в ЦНС (или на периферии – в симпатических, парасимпатических узлах).
Нейроны в нервной системе, вступая в контакт друг с другом, образуют цепи, по которым и передаются (движутся) нервные импульсы. Передача нервного импульса от одного нейрона к другому происходит в местах их контактов и обеспечивается особого рода образованиями, получившими название межнейронных синапсов . Синапсы принято делить на аксосоматические, когда окончания аксона одного нейрона образуют контакты с телом другого нейрона, и аксодендритические, когда аксон вступает в контакт с дендритами другого нейрона. Отдельные нервные клетки образуют до 2000 синапсов каждая.
Нервные отростки, покрытые оболочками, образуют нервные волокна . Различают две основных группы нервных волокон:
Миелиновые (мякотные);
Безмиелиновые (безмякотные).
Нервы построены из мякотных и безмякотных нервных волокон и соединительно-тканных оболочек. Мякотные нервные волокна входят в состав чувствительных и двигательных нервов; безмякотные нервные волокна, в основном, принадлежат автономной нервной системе.
Между нервными волокнами располагается тонким слоем соединительная ткань – эндонервий .
Снаружи нерв покрывает волокнистая соединительная ткань – принервий .
Выделяют следующие физиологические свойства нервного волокна:
Возбудимость . В 1791 г. ученый французский ученый Гальвани выдвинул идею о существовании «живого электричества» в нервах и мышцах. Его соотечественник Маттеучи в 40-е годы Х1Х столетия получил первые доказательства электрической природы нервного импульса, а еще один ученый Гельмгольц, ставший впоследствии знаменитым физиком, в 1850 г. измерил скорость проведения нервного импульса, определив передачу его по нерву не как физическое проведение, а как активный биологический процесс. В связи с этим, нервные импульсы получили название потенциалов действия . После проведенных исследований широкое распространение получили идеи о том, что нейрон является клеткой, предназначенной для выработки импульсов, которые являются непосредственными средствами обмена сигналами между нервными клетками.
Проводимость . Как мы с вами отмечали, функция аксона заключается в проведении нервных импульсов. Проведение нервного импульса можно уподобить распространению электрического тока. Как правило, потенциал действия зарождается в начальном, ближайшем к телу клетки сегменте аксона и пробегает по аксону к его окончаниям. За счет различных ионов (натрия, калия и т.д.), которые постоянно перемещаются в следствии диффузии через мембрану живой клетки, на ее поверхности формируется заряд, который получил название мембранный потенциал . В состоянии покоя на внутренней стороне мембраны регистрируется отрицательный потенциал. Постоянный отрицательный потенциал, регистрируемый на нейронах, принято называть мембранным потенциалом покоя, а данное явление – поляризацией. Уменьшение степени поляризации (смещение потенциала к нулю) называют деполяризацией. Увеличение – гиперполяризацией.
Целостность нервного волокна . Возбуждение распространяется по нервному волокну лишь при сохранении его анатомической и физиологической целостности. Потеря структурных и физиологических свойств в результате охлаждения, воздействия токсических веществ и т.д. ведет к нарушению проводимости нервного волокна.
Двустороннее проведение возбуждения по нервному волокну . Данное явление открыто русским ученым Р.И.Рабухиным, который показал, что возбуждение, возникнув в какой-либо области нервного волокна, распространяется в обе стороны, независимо от того, какое это волокно – центростремительное или центробежное.
Свойство изолированного проведения нервного импульса . Если возбуждение возникло в одном нервном волокне, то оно не может перейти на соседнее нервное волокно, находящееся в одном и том же нерве. Важное значение этого свойства проявляется в том, что большинство нервов являются смешанными, состоящими из тысяч функционально различных нервных волоокое.
Относительная неутомляемость нерва . Это свойство было выделено в 1884 г. ученым Н.Е.Введенским, который показал, что нерв сохраняет способность к проведению возбуждения даже при длительном непрерывном его раздражении, т.е. нерв практически неутомляем. Только лишь изменения морфофункциональных свойств нерва постепенно могут подавлять его проводимость.
Функциональная лабильность нервной ткани . Данное понятие также сформулировано Н.Е.Введенским в 1892 г., который обнаружил, что нерв может отвечать не данную частоту раздражения такой же частотой возбуждения только до определенного предела. Мерой лабильности, по Н.Е.Введенскому является наибольшее число возбуждений, которое ткань может воспроизвести в 1 секунду в полном соответствии с частотой раздражений. Например, наибольшее число импульсов двигательного нерва теплокровных составляет до 1000 в 1 сек. Возбудимая ткань в зависимости от функционального состояния способна изменять свою лабильность как в сторону ее понижения, так и повышения. В этом случае возбудимая ткань начинает усваивать новые, более высокие (или низкие), ранее недоступные ей ритмы активности. Снижение функциональной лабильности в процессе жизнедеятельности ведет к торможению функции.
Совокупность нервных клеток (нейронов), расположенных на различных уровнях ЦНС, достаточных для приспособительной регуляции функции органа согласно потребностям организма называют нервными центрами . Например, нейроны дыхательного центра располагаются и в спинном мозге, и в продолговатом мозге, и в мосту. Однако среди нескольких групп клеток, расположенных на различных уровнях ЦНС, как правило, выделяется главная часть центра. Так, главная часть дыхательного центра располагается в продолговатом мозге и включает инспираторные и экспираторные нейроны.
Нервный центр реализует свое влияние на эффекторы либо непосредственно с помощью эфферентных импульсов соматической и вегетативной нервной системы, либо с помощью активации и выработки соответствующих гормонов.
Также необходимо отметить, что пространство между нейронами заполняют клетки глии . Глия обеспечивает структурную и метаболическую опору для сети нейронов, обеспечивает их взаиморасположение. Среди клеток глии различают:
1)астроциты , клетки, находящиеся в головном и спинном мозге;
2)олигодендроциты , тесно связанные в ЦНС с длинными нервными путями, образованными пусками аксонов, а также с нервами;
3)эпендимные клетки, которые в основном образуют непрерывную эпителиальную ткань, выстилающую желудочки мозга;
4)микроглию , которая состоит из мелких клеток, разбросанных в белом и сером веществе мозга.
Вопросы для самоконтроля:
Что такое нейрон?
Каково его строение?
В чем заключается функциональное назначение отростков нейрона?
Что такое синапс?
Раскройте подходы к классификации синапсов.
Дайте характеристику типов нейронов.
Охарактеризуйте нервное волокно.
Дайте характеристику физиологических свойств нервного волокна.
Что такое нервный центр?
Что такое «глия» и каково ее функциональное назначение?
«Вегетативный отдел нервной системы» - Холодовая проба. Парасимпатотонические кризы. Болезнь Рейно. Симпатическая часть вегетативной нервной системы. Парасимпатическая часть вегетативной нервной системы. Фармакологические пробы. Проба с пилокарпином. Бульбарный отдел. Пиломоторный рефлекс. Симпатотонические кризы. Сакральный отдел. Лимбическая система. Вегетативная нервная система. Ортоклиностатический рефлекс. Особенности вегетативной иннервации.
«Основы высшей нервной деятельности» - Высшая нервная деятельность. Внешнее торможение. Холерический темперамент. Краткие ответы. Верные суждения. Бодрствование. Сангвинистический темперамент. Образование условного рефлекса. Торможение рефлексов. Последовательность элементов рефлекторной дуги. Типы темперамента. Парадоксальный сон. Нервная связь. Сон. Приобретаются организмом в течение жизни. Импритинг. Повторение. Рефлексы. ВНД человека и животных.
«Биология «Нервная система»» - Общие принципы организации нервной системы. Механорецепторы. Нервные клетки. Двигательные нервные окончания. Структурные элементы нервной системы. Нейрон состоит из тела (сомы) и отростков. Рецепторы делятся на свободные нервные окончания и инкапсулированные. Концевые колбы Краузе. Строение нервной клетки. ЦНС. Особенности организации нервных окончаний. Нервные окончания. Синаптические нервные окончания.
«Общее строение нервной системы человека» - Строение нейрона. Нейрон. Строение и функции нервной системы человека. Спинной мозг. Функции нейрона. Продолговатый мозг. Строение центральной нервной системы. Строение нервной системы. Длинный аксон. Головной мозг. Мозжечок. Средний мозг. Нервная система.
«Высшая нервная деятельность» - Торможение условного рефлекса. Ответьте на вопрос. Рефлексы. Запечатление. Наличие двух раздражителей. Безусловные рефлексы. Приобретенные формы поведения. Условные рефлексы. Виды безусловного (врожденного) торможения. Высшие отделы нервной системы. Высшая нервная деятельность. Общие признаки условных рефлексов. Собака ест из миски. Цепочка врожденных рефлексов. Возбуждение и торможение. Виды условного (приобретенного) торможения.
«Центральная нервная система» - Центральная нервная система (ЦНС) – это головной и спинной мозг. Промежуточный мозг. Мозжечок. Проводниковая деятельность спинного мозга. У животных исследуется ряд рефлексов. Ретикулярная или сетчатая формация. Кора больших полушарий головного мозга. Продолговатый мозг и варолиев мост. Рефлексы, осуществляемые с участием центров спинного мозга. Средний мозг. Спинной мозг. Тонические рефлексы. Подкорковые (базальные) ядра.