У кого впервые появляется нервная система. Основы нервной системы. Центральная нервная система

Как известно, нервная система впервые появляется у низших многоклеточных беспозвоночных. Возникновение нервной системы - важнейшая веха в эволюции животного мира, и в этом отношении даже примитивные многоклеточные беспозвоночные качественно отличаются от простейших. Важным моментом здесь является уже резкое ускорение проводимости возбуждения в нервной ткани: упротоплазме скорость проведения возбуждения не превышает 1-2 микрон в секунду, но даже в наиболее примитивной нервной системе, состоящей из нервных клеток, она составляет 0,5 метра в секунду!

Нервная система существует у низших многоклеточных в весьма разнообразных формах: сетчатой (например, у гидры), кольцевой (медузы), радиальной (морские звезды) и билатеральной. Билатеральная форма представлена у низших (бескишечных) плоских червей и примитивных моллюсков (хитон) еще только сетью, располагающейся вблизи поверхности тела, но выделяются более мощным развитием несколько продольных тяжей. По мере своего прогрессивного развития нервная система погружается под мышечную ткань, продольные тяжи становятся более выраженными, особенно на брюшной стороне тела. Одновременно все большее значение приобретает передний конец тела, появляется голова (процесс цефализации), а вместе с ней и головной мозг - скопление и уплотнение нервных элементов в переднем конце. Наконец, у высших червей центральная нервная система уже вполне приобретает типичное строение «нервной лестницы», при котором головной мозг располагается над пищеварительным трактом и соединен двумя симметричными коммисурами («окологлоточное кольцо») с расположенными на брюшной стороне подглоточными ганглиями и далее с парными брюшными нервными стволами. Существенными элементами являются здесь ганглии, поэтому говорят и о ганглионарной нервной системе, или о «ганглионарной лестнице». У некоторых представителей данной группы животных (например, пиявок) нервные стволы сближаются настолько, что получается «нервная цепочка».

От ганглиев отходят мощные проводящие волокна, которые и составляют нервные стволы. В гигантских волокнах нервные импульсы проводятся значительно быстрее благодаря их большому диаметру и малому числу синаптических связей (мест соприкосновения аксонов одних нервных клеток с дендритами и клеточными телами других клеток). Что же касается головных ганглиев, т.е. мозга, то они больше развиты у более подвижных животных, обладающих и наиболее развитыми рецепторными системами.

Зарождение и эволюция нервной системы обусловлены необходимостью координации разнокачественных функциональных единиц многоклеточного организма, согласования процессов, происходящих в разных частях его при взаимодействии с внешней средой, обеспечения деятельности сложно устроенного организма как единой целостной системы. Только координирующий и организующий центр, каким является центральная нервная система, может обеспечить гибкость и изменчивость реакции организма в условиях многоклеточной организации.

Огромное значение имел в этом отношении и процесс цефализапии, т.е. обособления головного конца организма и сопряженного с ним появления головного мозга. Только при наличии головного мозга возможно подлинно централизованное «кодирование» поступающих с периферии сигналов и формирование целостных «программ» врожденного поведения, не говоря уже о высокой степени координации всей внешней активности животного.

Разумеется, уровень психического развития зависит не только от строения нервной системы. Так, например, близкие к кольчатым червям коловратки также обладают, как и те, билатеральной нервной системой и мозгом, а также специализированными сенсорными и моторными нервами. Однако, мало отличаясь от инфузории размером, внешним видом и образом жизни, коловратки очень напоминают последних также поведением и не обнаруживают более высоких психических способностей, чем инфузории. Это опять показывает, что ведущим для развития психической деятельности является не общее строение, а конкретные условия жизнедеятельности животного, характер его взаимоотношений и взаимодействий с окружающей средой. Одновременно этот пример еще раз демонстрирует, с какой осторожностью надо подходить к оценке «высших» и «низших» признаков при сравнении организмов, занимающих различное филогенетическое положение, в частности при сопоставлении простейших и многоклеточных беспозвоночных.

И перерабатывает посту­пающую информацию, хранит следы прошлой активности (следы памяти) и соответственно регулирует и координи­рует функции организма.

В основе деятельности нервной системы лежит рефлекс, связанный с распространением возбуждения по рефлекторным дугам и процессом тормо­жения. Нервная система образована главным образом нервной тканью , основная структурная и функциональная единица которой - нейрон . В ходе эволюции животных происходило постепенное усложнение нервной системы и одновременно усложнялось их поведение.

В развитии нерв­ной системы отмечают несколько этапов.

У простейших нервной системы нет, но у некоторых инфузорий есть внутриклеточный фибриллярный возбудимый аппарат. По мере развития многоклеточных формируется специализи­рованная ткань, способная к воспроизведению активных реакций, то есть к возбуждению. Сетевидная , или диффуз­ная , нервная система впервые появляется у кишечнопо­лостных (гидроидные полипы). Она образована отростками нейронов , диффузно распределенными по всему телу в виде сети. Диффузная нервная система быстро проводит возбуждение из точки раздражения во всех направлениях, что придает ей интегративные свойства.

Диффузной нервной системе свойственны и незначи­тельные признаки централизации (у гидры уплотнения нервных элементов в области подошвы и орального полю­са). Усложнение нервной системы шло параллельно с раз­витием органов движения и выражалось прежде всего в обособлении нейронов из диффузной сети, погружении их в глубь тела и образовании там скоплений. Так, у свободно живущих кишечнополостных (медуз) нейроны скаплива­ются в ганглии, образуя диффузно-узловую нервную сис­тему . Формирование этого типа нервной системы связано, в первую очередь, с развитием специальных рецепторов на поверхности тела, способных избирательно реагировать на механические, химические и световые воздействия. Наряду с этим прогрессивно увеличивается число нейронов и разнообразие их типов, формируется нейроглия . Появля­ются двухполюсные нейроны , имеющие дендриты и аксо­ны . Проведение возбуждения становится направленным. Дифференцируются и нервные структуры, в которых осу­ществляется передача соответствующих сигналов другим клеткам, управляющим ответными реакциями организма. Таким образом, одни клетки специализируются на рецеп­ции, другие - на проведении, третьи - на сокращении. Дальнейшее эволюционное усложнение нервной системы связано с централизацией и выработкой узлового типа организации (членистоногие, кольчатые черви, моллюски). Нейроны концентрируются в нервные узлы (ганглии), свя­занные нервными волокнами между собой, а также с рецепторами и исполнительными органами (мышцы , же­лезы).

Дифференциация пищеварительной, половой, крове­носной и др. систем органов сопровождалась совершенст­вованием обеспечения взаимодействия между ними с по­мощью нервной системы . Происходит значительное усложнение и возникновение множества центральных нервных образований, находящихся в зависимости друг от друга. Околощитовидные ганглии и нервы, контролирую­щие питание и роющие движения, развиваются у филоге­нетически высших форм в рецепторы , воспринимающие свет, звук, запах; появляются органы чувств . Так как ос­новные рецепторные органы располагаются в головном конце тела, то и соответствующие ганглии в головной части туловища развиваются сильнее, подчиняют себе деятель­ность остальных и образуют головной мозг . У членистоно­гих и кольчатых червей хорошо развита нервная цепочка . Формирование адаптивного поведения организма проявля­ет себя наиболее ярко на высшем уровне эволюции - у позвоночных - и связано с усложнением структуры нерв­ной системы и усовершенствованием взаимодействия ор­ганизма с внешней средой. Одни части нервной системы проявляют в филогенезе тенденцию усиленного роста, дру­гие остаются слаборазвитыми. У рыб передний мозг слабо дифференцирован, но хорошо развиты задний и средний мозг , мозжечок . У земноводных и пресмыкающихся из переднего мозгового пузыря обособляются промежуточ­ный мозг и два полушария с первичной корой мозга .

У птиц сильно развит мозжечок , средний и промеж­уточный мозг . Кора выражена слабо , но вместо нее сфор­мировались особые структуры (гиперстриатум ), выполняю­щие те же, что и кора у млекопитающих , функции .

Высшего развития нервная система достигает у млеко­питающих , особенно у человека , главным образом за счет увеличения и усложнения строения коры больших полуша­рий. Развитие и дифференциация структур нервной систе­мы у высших животных обусловили ее разделение на центральную и периферическую .

❖ Нервная система человека представлена:
■ головным и спинным мозгом (вместе они образуют центральную нервную систему );
■ нервами, нервными узлами и нервными окончаниями (образуют периферическую часть нервной системы ).

Функции нервной системы человека:

■ объединяет все части организма в единое целое (интеграция );

■ регулирует и согласует работу разных органов и систем (согласование );

■ осуществляет связь организма с внешней средой, его приспособление к условиям среды и выживание в этих условиях (отражение и адаптация );

■ обеспечивает (во взаимодействии с эндокринной системой) постоянство внутренней среды организма на относительно стабильном уровне (коррекция );

■ определяет сознание, мышление и речь человека, его целенаправленную поведенческую, психическую и творческую деятельность (деятельность ).

❖ Подразделение нервной системы по функциональным признакам:

■ соматическая (иннервирует кожу и мышцы; воспринимает воздействия внешней среды и вызывает сокращения скелетных мышц); подчиняется воле человека;

■ автономная , или вегетативная (регулирует обменные процессы, рост и размножение, работу сердца и сосудов, внутренних органов и желез внутренней секреции).

Спинной мозг

Спинной мозг находится в спинномозговом канале позвоночника, начинается от продолговатого мозга (вверху) и заканчивается на уровне второго поясничного позвонка. Представляет собой белый цилиндрический тяж (шнур) диаметром около 1 см и длиной 42-45 см. Спереди и сзади спинной мозг имеет две глубокие борозды, делящие его на правую и левую половины.

В продольном направлении спинного мозга можно выделить 31 сегмент , каждый из которых имеет два передних и два задних корешка , образованных аксонами нейронов; при этом все сегменты составляют единое целое.

Внутри спинного мозга находится серое вещество , имеющее (в сечении) характерную форму летящей бабочки, «крылья» которой образуют передние, задние и (в грудном отделе) боковые рога .

Серое вещество состоит из тел вставочных и двигательных нейронов. По оси серого вещества вдоль спинного мозга проходит узкий спинномозговой капал , заполненный спинномозговой жидкостью (см. ниже).

На периферии спинного мозга (вокруг серого вещества) находится белое вещество .

Белое вещество расположено в виде 6 столбов вокруг серого вещества (по два передних, боковых и задних).

Оно образовано аксонами, собранными в восходящие (находятся в задних и боковых столбах; передают возбуждение в головной мозг) и нисходящие (находятся в передних и боковых столбах; передают возбуждение от головного мозга к рабочим органам) проводящие пути спинного мозга.

Спинной мозг защищен гремя оболочками: твердой (из соединительной ткани, выстилающей позвоночный канал), паутинной (в виде тонкой сети; содержит нервы и сосуды) и мягкой , или сосудистой (содержит много сосудов; срастается с поверхностью мозга). Пространство между паутинной и мягкой оболочками заполнено спинномозговой жидкостью, которая обеспечивает оптимальные условия для жизнедеятельности нервных клеток и предохраняет спинной мозг от толчков и сотрясений.

В передних рогах сегментов спинного мозга (они расположены ближе к брюшной поверхности тела) находятся тела двигательных нейронов , от которых отходят их аксоны, образующие передние двигательные корешки , по которым возбуждение передается от мозга к рабочему органу (это самые длинные клетки человека, их длина может достигать 1,3 м).

В задних рогах сегментов находятся тела вставочных нейронов ; к ним подходят задние чувствительные корешки , образованные аксонами чувствительных нейронов, передающих возбуждение в спинной мозг. Тела этих нейронов находятся в спинномозговых узлах (ганглиях), расположенных вне спинного мозга по ходу чувствительных нейронов.

В грудном отделе имеются боковые рога , где расположены тела нейронов симпатической части автономной нервной системы.

За пределами позвоночного канала чувствительный и двигательный корешки, отходящие от заднего и переднего рогов одного «крыла» сегмента, объединяются, образуя (вместе с нервными волокнами автономной нервной системы) смешанный спинномозговой нерв , в котором находятся и центростремительные (чувствительные), и центробежные (двигательные) волокна (см. ниже).

❖ Функции спинного мозга осуществляются под контролем головного мозга.

■ Рефлекторная функция: через серое вещество спинного мозга проходят дуги безусловных рефлексов (они не затрагивают сознания человека), регулирующих работу внутренних органов, просвет сосудов, мочеиспускание, половые функции, сокращение диафрагмы, дефекацию, потоотделение, и управляющих скелетной мускулатурой; (примеры, коленный рефлекс: подъем ноги при ударе по сухожилию, прикрепленному к коленной чашечке; рефлекс отдергивания конечности: при действии болевого раздражителя происходит рефлекторное сокращение мышц и отдергивание конечности; рефлекс мочеиспускания: наполнение мочевого пузыря вызывает возбуждение рецепторов растяжения в его стенке, что приводит к расслаблению сфинктера, сокращению стенок мочевого пузыря и мочеиспусканию).

При разрыве спинного мозга выше дуги безусловного рефлекса данный рефлекс не испытывает регулирующего действия головного мозга и извращается (отклоняется от нормы, т.е. становится патологическим).

■ Проводниковая функция; проводящие пути белого вещества спинного мозга являются проводниками нервных импульсов: по восходящим путям нервные импульсы из серого вещества спинного мозга идут в головной мозг (нервные импульсы, идущие от чувствительных нейронов, сначала поступают в серое вещество тех или иных сегментов спинного мозга, где проходят предварительную обработку), а по нисходящим путям они идут от головного мозга в разные сегменты спинного мозга и оттуда по спинномозговым нервам — к органам.

У человека спинной мозг контролирует только простые двигательные акты; сложные движения (ходьба, письмо, трудовые навыки) осуществляются при обязательном участии головного мозга.

Паралич — утрата способности к произвольным движениям органов тела, возникающая при повреждении шейного отдела спинного мозга, влекущем нарушение связи головного мозга с органами тела, расположенными ниже места повреждения.

Спинальный шок — это возникающее при повреждениях позвоночника и нарушении связи между головным мозгом и нижележащими (по отношению к месту повреждения) отделами спинного мозга исчезновение всех рефлексов и произвольных движений органов тела, нервные центры которых лежат ниже места повреждения.

Нервы. Распространение нервного импульса

Нервы — это тяжи нервной ткани, связывающие мозг и нервные узлы с другими органами и тканями тела посредством передаваемых по ним нервных импульсов.

Нервы образуются из нескольких пучков нервных волокон (всего до 106 волокон) и небольшого числа тонких кровеносных сосудов, заключенных в общую соединительнотканную оболочку. По каждому нервному волокну нервный импульс распространяется изолированно, не переходя на другие волокна.

■ Большинство нервов смешанные ; в их состав входят волокна и чувствительных, и двигательных нейронов.

Нервное волокно — длинный (может иметь длину более 1 м) тонкий отросток нервной клетки (аксон ), сильно ветвящийся на самом конце; служит для передачи нервных импульсов.

❖ Классификация нервных волокон в зависимости от строения: миелинизированные и немиелинизированные .

Миелинизированные нервные волокна покрыты миелиновой оболочкой. Миелиновая оболочка выполняет функции защиты, питания и изоляции нервных волокон. Она имеет белково-липидную природу и представляет собой плазмалемму шванновской клетки (названной по имени ее открывателя Т. Шванна, 1810- 1882), которая многократно (до 100 раз) оборачивается вокруг аксона; при этом цитоплазма, все органеллы и оболочка шванновской клетки сосредоточены на периферии оболочки над последним витком плазмалеммы. Между соседними шванновскими клетками находятся открытые участки аксона — перехваты Ранвье . Нервный импульс по такому волокну распространяется скачками от одного перехвата к другому с высокой скоростью — до 120 м/с.

Немиелинизированные нервные волокна покрыты только тонкой изолирующей и не содержащей миелина оболочкой. Скорость распространения нервного импульса по немиелинизирован-ному нервному волокну составляет 0,2-2 м/с.

Нервный импульс — это волна возбуждения, распространяющаяся по нервному волокну в ответ на раздражение нервной клетки.

■ Скорость распространения нервного импульса по волокну прямо пропорциональна квадратному корню из диаметра волокна.

Механизм распространения нервного импульса. Упрощенно нервное волокно (аксон) можно представить как длинную цилиндрическую трубку с поверхностной мембраной, разделяющей два водных раствора разного химического состава и концентрации. Мембрана имеет многочисленные клапаны, которые закрываются при усилении электрического поля (т.е. при увеличении разности его потенциалов) и открываются при его ослаблении. В открытом состоянии одни из этих клапанов пропускают ионы Na + , другие клапаны пропускают ионы К + , но все они не пропускают большие по размерам ионы органических молекул.

Каждый аксон представляет собой микроскопическую электростанцию, разделяя (посредством химических реакций) электрические заряды. Когда аксон не возбужден , внутри него имеется избыток (по сравнению с окружающей аксон средой) катионов калия (К +), а также отрицательные ионы (анионы) ряда органических молекул. Снаружи аксона имеются катионы натрия (Na +) и анионы хлора (С1 —), образующиеся вследствие диссоциации молекул NaCl. Анионы органических молекул концентрируются на внутренней поверхности мембраны, заряжая ее отрицательно , а катионы натрия — на ее внешней поверхности, заряжая ее положительно . В результате между внутренней и внешней поверхностями мембраны возникает электрическое поле, разность потенциалов (0,05 В) которого (потенциал покоя ) достаточно велика для того, чтобы клапаны мембраны были закрыты. Потенциал покоя впервые описал и измерил в 1848-1851 гг. немецкий физиолог Э.Г. Дюбуа-Реймон в опытах на мышцах лягушки.

При раздражении аксона плотность электрических зарядов на его поверхности уменьшается, электрическое поле ослабевает и приоткрываются мембранные клапаны, пропускающие катиону натрия Na + внутрь аксона. Эти катионы частично компенсируют отрицательный электрический заряд внутренней поверхности мембраны, в результате чего в месте раздражения направление поля меняется на противоположное. В процесс вовлекаются соседние участки мембраны, что дает начало распространению нервного импульса. В этот момент открываются клапаны, пропускающие наружу катионы калия К + , благодаря чему внутри аксона постепенно снова восстанавливается отрицательный заряд, а разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностями мембраны достигает значения 0,05 В, характерного для невозбужденного аксона. Таким образом, по аксону распространяется фактически не электрический ток, а волна электрохимической реакции.

■ Форма и скорость распространения нервного импульса не зависят от степени раздражения нервного волокна. Если оно очень сильное, возникает целая серия одинаковых импульсов; если оно совсем слабое, импульс вообще не появляется. Т.е. существует некоторая минимальная «пороговая» степень раздражения, ниже которой импульс не возбуждается .

Импульсы, поступающие в нейрон по нервному волокну от какого-либо рецептора, различаются только по числу сигналов в серии. А значит, нейрону достаточно лишь сосчитать количество таких сигналов в одной серии и в соответствии с «правилами», как следует реагировать на данное число последовательных сигналов, послать нужную команду тому или иному органу.

Спинномозговые нервы

Каждый спинномозговой нерв формируется из двух корешков , отходящих от спинного мозга: переднего (эфферентного) корешка и заднего (афферентного) корешка, которые соединяются в межпозвоночных отверстиях, образуя смешанные нервы (содержат двигательные, чувствительные и симпатические нервные волокна).

■ У человека насчитывается 31 пара спинномозговых нервов (по числу сегментов спинного мозга), отходящих справа и слева от каждого сегмента.

Функции спинномозговых нервов:

■ они обусловливают чувствительность кожи верхних и нижних конечностей, груди, живота;

■ осуществляют передачу нервных импульсов, обеспечивающих движение всех частей тела и конечностей;

■ иннервируют скелетные мышцы (диафрагму, межреберные мышцы, мышцы стенок грудной и брюшной полостей), вызывая их непроизвольные движения; при этом каждый сегмент иннервирует строго определенные участки кожи и скелетные мышцы.

Произвольные движения осуществляются под контролем коры головного мозга.

❖ Иннервация сегментами спинного мозга:

■ сегменты шейной и верхней грудной части спинного мозга иннервируют органы грудной полости, сердце, легкие, мышцы головы и верхних конечностей;

■ остальные сегменты грудной и поясничной частей спинного мозга иннервируют органы верхней и средней частей брюшной полости и мышцы туловища;

■ нижнепоясничные и крестцовые сегменты спинного мозга иннервируют органы нижней части брюшной полости и мышцы нижних конечностей.

Спинномозговая жидкость

Спинномозговая жидкость — прозрачная, практически бесцветная жидкость, содержащая 89% воды. Меняется 5-Ю раз в сутки.

❖ Функции спинномозговой жидкости:
■ создает механическую защитную «подушку» для мозга;
■ является внутренней средой, из которой нервные клетки мозга получают питательные вещества;
■ участвует в удалении продуктов обмена;
■ участвует в поддержании внутричерепного давления.

Головной мозг. Общая характеристика строения

Головной мозг расположен в полости черепа и покрыт тремя мозговыми оболочками, снабженными сосудами; его масса у взрослого человека составляет 1100-1700 г.

❖ Строение: головной мозг состоит из 5 отделов :
■ продолговатого мозга,
■ заднего мозга,
■ среднего мозга,
■ промежуточного мозга,
■ переднего мозга.

Ствол головного мозга — это система, образованная продолговатым мозгом, мостом заднего мозга, средним мозгом и промежуточным мозгом

В некоторых учебниках и пособиях к стволу головного моста относят не только мост заднего мозга, но весь задний мозг, включая и варолиев мост, и мозжечок.

В стволе головного мозга расположены ядра черепных нервов, связывающих мозг с органами чувств, мышцами и некоторыми железами; серое вещество в нем находится внутри в виде ядер, белое — снаружи . Белое вещество состоит из отростков нейронов, соединяющих части мозга между собой.

Кора больших полушарий и мозжечка образована серым веществом, состоящим из тел нейронов.

Внутри головного мозга находятся сообщающиеся полости (мозговые желудочки ), являющиеся продолжением центрального канала спинного мозга и заполненные спинномозговой жидкостью: I и II боковые желудочки — в полушариях переднего мозга, III — в промежуточном, IV — в продолговатом мозге.

Канал, связывающий IV и III желудочки и проходящий через средний мозг, называется водопроводом мозга .

От ядер головного мозга отходит 12 пар черепномозговых нервов , иннервирующих органы чувств, ткани головы, шеи, органы грудной и брюшной полостей.

Головной мозг (как и спинной) покрыт тремя оболочками: твердой (из плотной соединительной ткани; выполняет защитную функцию), паутинной (содержит нервы и сосуды) и сосудистой (содержит много сосудов). Пространство между паутинной и сосудистой оболочками заполнено мозговой жидкостью .

Существование, местоположение и функции различных центров головного мозга определяются с помощью стимуляции различных структур головного мозга электрическим током .

Продолговатый мозг

Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга (после его прохождения через затылочное отверстие) и имеет сходное с ним строение; вверху граничит с мостом; в нем находится IV желудочек. Белое вещество расположено в основном снаружи и образует 2 выступа — пирамиды , серое вещество находится внутри белого вещества, образуя в нем многочисленные ядра .

■ Ядра продолговатого мозга управляют многими жизненно важными функциями; поэтому их называют центрами .

❖ Функции продолговатого мозга:

■ проводниковая: через него проходят чувствительные и двигательные проводящие пути, по которым передаются импульсы от спинного мозга в вышележащие отделы головного мозга и обратно;

■ рефлекторная (осуществляется вместе с варолиевым мостом): в центрах продолговатого мозга замыкаются дуги многих важных безусловных рефлексов: дыхания и кровообращения , а также сосания, слюноотделения, глотания, желудочной секреции (отвечают за пищеварительные рефлексы ), кашля, чихания, рвоты, мигания (отвечают за защитные рефлексы ) и др. Повреждение продолговатого мозга приводит к остановке сердца и дыхания и мгновенной смерти.

Задний мозг

Задний мозг состоит из двух отделов — моста и мозжечка .

Мост (варолиев мост) расположен между продолговатым и средним мозгом; через него проходят нервные пути, связывающие передний и средний мозг с продолговатым и спинным мозгом. От моста отходят лицевые и слуховые черепномозговые нервы.

❖ Функции заднего мозга: вместе с продолговатым мозгом мост выполняет проводниковую и рефлекторную функции, а также регулирует пищеварение, дыхание, сердечную деятельность, движение глазных яблок, сокращение мышц лица, обеспечивающих мимику, и др.

Мозжечок находится над продолговатым мозгом и состоит из двух небольших боковых полушарий , средней (наиболее древней, стволовой) части, соединяющей полушария и называемой червём мозжечка , и трех пар ножек, соединяющих мозжечок со средним мозгом, варолиевым мостом и продолговатым мозгом.

Мозжечок покрыт корой из серого вещества, под которой находится белое вещество; червь и ножки мозжечка также состоят из белого вещества. Внутри белого вещества мозжечка имеются ядра , образованные серым веществом. Кора мозжечка имеет многочисленные возвышения (извилины) и углубления (борозды). Большинство нейронов коры — тормозные.

❖ Функции мозжечка:
■ в мозжечок поступает информация от мышц, сухожилий, суставов и двигательных центров головного мозга;
■ он обеспечивает поддержание мышечного тонуса и позы тела,
■ координирует движения тела (делает их точными и согласованными);
■ управляет сохранением равновесия.

При разрушении червя мозжечка человек не может ходить и стоять, при поражении полушарий мозжечка нарушаются речь и письмо, появляется сильная дрожь конечностей, движения рук и ног становятся резкими.

Ретикулярная Формация

Ретикулярная (сетчатая) формация — это густая сеть, образованная скоплением нейронов разных размеров и формы, имеющих хорошо развитые и проходящие в различных направлениях отростки и множество синаптических контактов.

■ Ретикулярная формация расположена в средней части продолговатого мозга, в варолиевом мосту и среднем мозге.

❖ Функции ретикулярной формации:

■ ее нейроны сортируют (пропускают, задерживают или снабжают дополнительной энергией) поступающие нервные импульсы;

■ она регулирует возбудимость всех отделов нервной системы, расположенных как выше нее (восходящие влияния ), так и ниже (нисходящие влияния ), и является центром, стимулирующим центры коры головного мозга;

■ с ее деятельностью связано состояние бодрствования и сна;

■ она обеспечивает формирование устойчивого внимания, эмоций, мышления и сознания;

■ с ее участием осуществляется регуляция пищеварения, дыхания, деятельности сердца и т.д.

Средний мозг

Средний мозг — самый маленький отдел головного мозга; расположен над мостом между промежуточным мозгом и мозжечком. Представлен четверохолмием (2 верхних и 2 нижних бугра) и ножками мозга . В его центре проходит канал (водопровод ), соединяющий III и IV желудочки и заполненный спинномозговой жидкостью.

❖ Функции среднего мозга:

■ проводниковая: в его ножках проходят восходящие нервные пути к коре больших полушарий и мозжечку и нисходящие нервные пути, по которым импульсы идут от больших полушарий и мозжечка к продолговатому и спинному мозгу;

■ рефлекторная: с ним связаны рефлексы позы тела, его прямолинейного движения, вращения, подъема, спуска и приземления, возникающие при участии сенсорной системы равновесия и обеспечивающие координацию движения в пространстве;

■ в четверохолмии находятся подкорковые центры зрительных и слуховых рефлексов, обеспечивающих ориентацию на звук и свет. Нейроны верхних бугров четверохолмия получают импульсы от глаз и мышц головы и реагируют на объекты, быстро передвигающиеся в поле зрения; нейроны нижних бугров четверохолмия реагируют на сильные, резкие звуки, приводя слуховую систему в состояние повышенной готовности;

■ он регулирует мышечный тонус , обеспечивает мелкие движения пальцев, жевание.

Промежуточный мозг

❖ Промежуточный мозг — это конечный отдел ствола головного мозга; он расположен под большими полушариями переднего мозга над средним мозгом. В нем находятся центры, обрабатывающие нервные импульсы, поступающие в большие полушария, а также центры, управляющие деятельностью внутренних органов.

Строение промежуточного мозга: он состоит из центральной части — таламуса (зрительных бугров), гипоталамуса (подбугорной области) и коленчатых тел ; в нем также находится третий желудочек головного мозга. У основания гипоталамуса расположен гипофиз .

■ Таламус — это своеобразная «диспетчерская», через которую в кору больших полушарий головного мозга поступает вся информация о внешней среде и состоянии организма. Таламус контролирует ритмическую активность больших полушарий, является подкорковым центром анализа всех видов ощущений , кроме обонятельных; в нем находятся центры, регулирующие сон и бодрствование, эмоциональные реакции (чувства агрессии, удовольствия и страха) и психическую деятельность человека. В вентральных ядрах таламуса формируется ощущение боли и, возможно, чувство времени .

При повреждении таламуса может изменяться характер ощущений: например, даже незначительные прикосновения к коже, звук или свет могут вызвать у человека тяжелейшие приступы боли; наоборот, чувствительность может снизиться настолько, что человек не будет реагировать ни на какие раздражения.

■ Гипоталамус — высший центр вегетативных регуляций. Он воспринимает изменения внутренней среды организма и регулирует обмен веществ, температуру тела, кровяное давление, гомеостаз, работу желез внутренней секреции. В нем расположены центры голода, насыщения, жажды, регуляции температуры тела и др. Он выделяет биологически активные вещества (нейрогормоны ) и вещества, необходимые для синтеза нейрогормонов гипофизом , осуществляя нейрогуморальную регуляцию жизнедеятельности организма. Передние ядра гипоталамуса являются центром парасимпатических вегетативных регуляций, задние — симпатических.

■ Гипофиз — нижний придаток гипоталамуса; является железой внутренней секреции (подробнее см. « «).

Передний мозг. Кора больших полушарий

❖ Передний мозг представлен двумя большими полушариями и мозолистым телом , соединяющим полушария. Большие полушария контролируют работу всех систем органов и обеспечивают взаимосвязь организма с внешней средой. Мозолистое тело играет важную роль при переработке информации в процессе обучения.

Больших полушарий два — припое и левое ; они покрывают средний и промежуточный мозг. У взрослого человека большие полушария составляют до 80% массы головного мозга.

На поверхности каждого полушария имеется множество борозд (углублений) и извилин (складок).

Главные борозды; центральная, боковая и теменно-затылочная. Борозды делят каждое полушарие на 4 доли (см. ниже); которые, в свою очередь, расчленяются бороздами на ряд извилин .

Внутри больших полушарий находятся I и II желудочки головного мозга.

Большие полушария покрыты серым веществом — корой , состоящей из нескольких слоев нейронов, отличающихся друг от друга по форме, размерам и функциям. Всего в коре больших полушарий насчитывается 12-18 млрд, тел нейронов. Толщина коры 1,5-4,5 мм, площадь — 1,7-2,5 тыс. см2. Борозды и извилины существенно увеличивают площадь поверхности и объем коры (в бороздах скрыто 2/3 площади коры).

Правое и левое полушария функционально различаются между собой (функциональная асимметрия полушарий ). Наличие функциональной асимметрии полушарий было установлено в опытах на людях с «расщепленным мозгом».

■ Операция «расщепление мозг а» заключается в хирургической перерезке (по медицинским показаниям) всех прямых связей между полушариями, в результате чего они начинают функционировать независимо друг от друга.

У правшей ведущим (доминантным) полушарием является левое , а у левшей — правое .

■ Правое полушарие отвечает за образное мышление , образует основу творчества , принятия нестандартных решений . Повреждение зрительной зоны правого полушария приводит к нарушению узнавания лиц.

■ Левое полушарие обеспечивает логические рассуждения и абстрактное мышление (способность оперировать математическими формулами и т.д.), в нем находятся центры устной и письменной речи , формирования решений . Повреждение зрительной зоны левого полушария приводит к нарушению узнавания букв и цифр.

Несмотря на свою функциональную асимметрию, мозг работает как единое целое , обеспечивая сознание, память, мышление, адекватное поведение, различные виды сознательной деятельности человека.

❖ Функции коры больших полушарий головного мозга:

■ осуществляет высшую нервную деятельность (сознание, мышление, речь, память, воображение, способность писать, читать, считать);

■ обеспечивает взаимосвязь организма с внешней средой, является центральным отделом всех анализаторов; в ее зонах формируются различные ощущения (зоны слуха и вкуса находятся в височной доле; зрения — в затылочной; речи — в теменной и височной; кожно-мышечного чувства — в теменной; движения — в лобной);

■ обеспечивает психическую деятельность;

■ в ней замыкаются дуги условных рефлексов (т.е. она является органом приобретения и накопления жизненного опыта).

❖ Доли коры — подразделение поверхности коры по анатомическому принципу: в каждом полушарии выделяют лобную, височную, теменную и затылочную доли.

❖ Зона коры — участок коры больших полушарий, характеризующийся единообразием строения и выполняемых функций.

❖ Виды зон коры: сенсорные (или проекционные), ассоциативные, моторные.

Сенсорные, или проекционные, зоны — это высшие центры различных видов чувствительности; при их раздражении возникают простейшие ощущения, а при поражении наступает нарушение сенсорных функций (слепота, глухота и т.д.). Эти зоны находятся в областях коры, где заканчиваются восходящие проводящие пути, по которым проводятся нервные импульсы от рецепторов органов чувств (зрительная зона, слуховая зона и др.).

■ Зрительная зона находится в затылочной области коры;

■ обонятельная, вкусовая и слуховая зоны — в височной области и рядом с ней;

■ зоны кожного и мышечного чувства — в задней центральной извилине.

Ассоциативные зоны - области коры, отвечающие за обобщенную обработку информации; в них происходят процессы, обеспечивающие психические функции человека, — мышление, речь, эмоции и др.

В ассоциативных зонах возбуждение возникает при поступлении импульсов не только в эти, но и в сенсорные зоны, и не только от одного, но и одновременно от нескольких органов чувств (например, возбуждение в зрительной зоне может появляться в ответ не только на зрительные, но и на слуховые раздражения).

■ Лобные ассоциативные области коры обеспечивают выработку сенсорной информации и формируют цель и программу действий, состоящую из команд, направляемых к исполнительным органам. От этих органов в лобные ассоциативные зоны поступает обратная информация о выполнении действий и их прямых последствиях. В лобных ассоциативных зонах эта информация анализируется, определяется, достигнута ли поставленная цель, и если она не достигнута, команды органам корректируются.

■ Развитие именно лобных долей коры в значительной степени обусловило высокий уровень психических способностей человека по сравнению с приматами.

Моторные (двигательные) зоны — области коры, раздражение которых вызывает сокращение мышц. Эти зоны осуществляют управление произвольными движениями; в них берут начало нисходящие проводящие пути, по которым нервные импульсы идут к вставочным и исполнительным нейронам.

■ Двигательная функция различных частей тела представлена в передней центральной извилине. Наибольшее пространство занимают двигательные зоны кистей, пальцев рук и мышц лица, наименьшее — зоны мышц туловища.

Электроэнцефалограмма

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) — это графическая запись суммарной электрической активности коры больших полушарий головного мозга — нервных импульсов, генерируемых совокупностью ее (коры) нейронов.

■ В ЭЭГ человека наблюдаются волны электрической активности разной частоты — от 0,5 до 30 колебаний в секунду.

Основные ритмы электрической активности коры больших полушарий: альфа-ритм, бета-ритм, дельта-ритм и тета-ритм.

Альфа-ритм — колебания с частотой 8-13 герц; этот ритм преобладает над другими во время сна.

Бета-ритм имеет частоту колебаний больше 13 герц; он характерен для активного бодрствования.

Тета-ритм — колебания с частотой 4-8 герц.

Дельта-ритм имеет частоту 0,5-3,5 герц.

■ Тета- и дельта-ритмы наблюдаются во время очень глубокого сна или наркоза .

Черепномозговые нервы

Черепномозговых нервов у человека насчитывается 12 пар; они отходят от разных отделов головного мозга и по функциям делятся на чувствительные, двигательные и смешанные.

❖ Чувствительные нервы -1, II, VIII пары:

■ I пара — обонятельные нервы, отходят от переднего мозга и иннервируют обонятельную область носовой полости;

■ И пара — зрительные нервы, отходят от промежуточного мозга и иннервируют сетчатку глаза;

■ VIII пара — слуховые (или преддверно-улитковы е) нервы; отходят от моста, иннервируют перепончатый лабиринт и кор-тиев орган внутреннего уха.

❖ Двигательные нервы — III, IV, VI, X, XII пары:

■ III пара — глазодвигательные нервы, отходят от среднего мозга;

■ IV пара — блоковидные нервы, отходят также от среднего мозга;

■ VI — отводящие нервы, отходят от моста (III, IV и VI пары нервов иннервируют мышцы глазного яблока и век);

■ XI — добавочные нервы, отходят от продолговатого мозга;

■ XII — подъязычные нервы, отходят также от продолговатого мозга (XI и XII пары нервов иннервируют мышцы глотки, языка, среднего уха, околоушную слюнную железу).

❖ Смешанные нервы -V, VII, IX, X пары:

■ V пара — тройничные нервы, отходят от моста, иннервируют кожу головы, оболочки глаза, жевательные мышцы и др.;

■ VII пара — лицевые нервы, также отходят от моста, иннервируют мимические мышцы, слезную железу и др.;

■ IX пара — языкоглоточные нервы, отходят от промежуточного мозга, иннервируют мышцы глотки, среднего уха, околоушную слюнную железу;

■ X пара — блуждающие нервы, также отходят от промежуточного мозга, иннервируют мышцы мягкого нёба и гортани, органы грудной (трахею, бронхи, сердце, замедляя его работу) и брюшной полостей (желудок, печень, поджелудочную железу).

Особенности автономной нервной системы

В отличие от соматической нервной системы, нервные волокна которой толстые, покрыты миелиновой оболочкой и характеризуются высокой скоростью распространения нервных импульсов, вегетативные нервные волокна обычно тонкие, не имеют миелиновой оболочки и характеризуются невысокой скоростью распространения нервных импульсов (см. таблицу).

❖ Функции автономной нервной системы:

■ поддержание постоянства внутренней среды организма путем нейрорегуляции тканевого обмена веществ («запуск», коррекция или приостановка тех или иных обменных процессов) и работы внутренних органов, сердца и сосудов;

■ приспособление деятельности этих органов к изменившимся условиям внешней среды и потребностям организма.

Автономная нервная система состоит из симпатической и парасимпатической частей , которые оказывают противоположное действие на физиологические функции органов.

Симпатическая часть автономной нервной системы создает условия для интенсивной деятельности организма, особенно в экстремальных условиях, когда необходимо проявление всех возможностей организма.

Парасимпатическая часть (система «отбоя») автономной нервной системы снижает уровень активности, чем способствует восстановлению ресурсов, истраченных организмом.

■ Обе части (отделы) автономной нервной системы подчинены высшим нервным центрам, находящимся в гипоталамусе , и взаимодополняют друг друга.

■ Гипоталамус согласовывает работу автономной нервной системы с деятельностью эндокринной и соматической систем.

■ Примеры влияния симпатической и парасимпатической частей АНС на органы приведены в таблице на с. 520.

Эффективное выполнение функций обеих частей автономной нервной системы обеспечивается двойной иннервацией внутренних органов и сердца.

Двойная иннервация внутренних органов и сердца означает, что к каждому из этих органов подходят нервные волокна и от симпатической, и от парасимпатической частей автономной нервной системы.

Нейроны автономной нервной системы синтезируют различные медиаторы (ацетилхолин, норадреналин, серотонин и др.), участвующие в передаче нервных импульсов.

Главный признак автономной нервной системы — двухнейронность эфферентного пути . Это означает, что в автономной нервной системе эфферентные , или центробежные (т.е. идущие от головного и спинного мозга к органам ), нервные импульсы последовательно проходят по телам двух нейронов. Двухнейронность эфферентного пути позволяет выделить в симпатической и парасимпатической частях автономной нервной системы центральную и периферическую части .

Центральная часть (нервные центры ) автономной нервной системы находится в центральной нервной системе (в боковых рогах серого вещества спинного мозга, а также в продолговатом и среднем мозге) и содержит первые двигательные нейроны рефлекторной дуги . Вегетативные нервные волокна, идущие от этих центров к рабочим органам, переключаются в вегетативных ганглиях периферической части автономной нервной системы.

Периферическая часть автономной нервной системы находится за пределами центральной нервной системы и состоит из ганглий (нервных узлов), образованных телами вторых двигательных нейронов рефлекторной дуги , а также нервов и нервных сплетений.

■ У симпатического отдела эти ганглии образуют пару симпатических цепочек (стволов), расположенных вблизи позвоночника по обе его стороны, у парасимпатического отдела они лежат вблизи или внутри иннервируемых органов.

■ Постганглионарные парасимпатические волокна подходят к глазным мышцам, гортани, трахее, легким, сердцу, слезным и слюнным железам, мускулатуре и железам пищеварительного тракта, выделительным и половым органам.

Причины нарушения деятельности нервной системы

❖ Переутомление нервной системы ослабляет ее регулирующую функцию и может спровоцировать возникновение ряда психических, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, кожных и других заболеваний.

❖ Наследственные заболевания могут приводить к изменению активности некоторых ферментов. В результате в организме накапливаются ядовитые вещества, воздействие которых приводит к нарушению развития мозга и умственной отсталости.

Отрицательные факторы внешней среды:

■бактериальные инфекции приводят к накоплению токсинов в крови, отравляющих нервную ткань (менингит, столбняк);

■ вирусные инфекции могут поражать спинной (полиомиелит) или головной мозг (энцефалит, бешенство);

■ алкоголь и продукты его обмена возбуждают различные нервные клетки (тормозные или возбуждающие нейроны), дезорганизуя работу нервной системы; систематическое употребление алкоголя вызывает хроническое угнетение нервной системы, изменение чувствительности кожи, мышечные боли, ослабление и даже исчезновение многих рефлексов; в ЦНС происходят необратимые изменения, формирующие изменения личности и приводящие к развитию тяжелых психических заболеваний и слабоумия;

■ влияние никотина и наркотических средств во многом аналогично влиянию алкоголя;

■ соли тяжелых металлов связываются с ферментами, нарушая их работу, что приводит к нарушениям деятельности нервной системы;

■ при укусах ядовитых животных в кровь попадают биологически активные вещества (яды), нарушающие функционирование мембран нейронов;

■ при травмах головы, кровотечениях и сильной боли возможна потеря сознания, которой предшествуют: потемнение в глазах, шум в ушах, бледность, понижение температуры, обильный пот, слабый пульс, поверхностное дыхание.

Нарушение мозгового кровообращения. К нарушению нормального функционирования головного мозга и, как следствие, к заболеваниям различных органов приводит сужение просвета сосудов мозга. Травмы и повышенное артериальное давление могут вызвать разрыв сосудов головного мозга, что обычно ведет к параличам, нарушениям высшей нервной деятельности или смерти.

Пережатие нервных стволов мозга вызывает сильную боль. Ущемление корешков спинного мозга спазмированными мышцами спины или в результате воспаления вызывает приступообразную боль (характерно для радикулита ), нарушение чувствительности (онемение ) и др.

❖ При нарушениях обмена веществ в мозге возникают психические заболевания:

■невроз — эмоциональные, двигательные и поведенческие расстройства, сопровождающиеся отклонениями со стороны вегетативной нервной системы и работы внутренних органов (пример: страх темноты у детей);

■ маниакально-депрессивный психоз — более серьезное заболевание, при котором периоды крайнего возбуждения чередуются с апатией (паранойя, мания величия или преследования);

■ шизофрения — расщепление сознания;

■ галлюцинации (могут возникать также при отравлениях, высокой температуре, остром алкогольном психозе).

В эволюции нервная система претерпела несколько этапов развития, которые стали поворотными пунктами в качественной организации её деятельности. Эти этапы отличаются по количеству и видам нейрональных образований, синапсов, признакам их функциональной специализации, по образованию группировок нейронов, связанных между собой общностью функций. Выделяют три основных этапа структурной организации нервной системы: диффузный, узловой, трубчатый.

Диффузная нервная система наиболее древняя, имеется у кишечнополостных (гидра) животных. Такая нервная система характеризуется множественностью связей соседних элементов, что позволяет возбуждению свободно распространяться по нервной сети во все стороны.

Этот тип нервной системы обеспечивает широкую взаимозаменяемость и тем самым большую надёжность функционирования, однако эти реакции имеют неточный, расплывчатый характер.

Узловой тип нервной системы типичен для червей, моллюсков, ракообразных.

Он характерен тем, что связи нервных клеток организованы определённым образом, возбуждение проходит по жёстко определённым путям. Такая организация нервной системы оказывается более ранимой. Повреждение одного узла вызывает нарушение функций всего организма в целом, но она по своим качествам быстрее и точнее.

Трубчатая нервная система характерна для хордовых, она включает в себя черты диффузного и узлового типов. Нервная система высших животных взяла всё лучшее: высокую надёжность диффузного типа, точность, локальность быстроту организации реакций узлового типа.

Ведущая роль нервной системы

На первом этапе развития мира живых существ взаимодействие между простейшими организмами осуществлялось через водную среду первобытного океана, в которую поступали химические вещества, выделяемые ими. Первой древнейшей формой взаимодействия между клетками многоклеточных организм является химическое взаимодействие посредством продуктов обмена веществ, поступающих в жидкости организма. Такими продуктами обмена веществ, или метаболитами, являются продукты распада белков, углекислота и др. это — гуморальная передача влияний, гуморальный механизм корреляции, или связи между органами.

Гуморальная связь характеризуется следующими особенностями:

• отсутствием точного адреса, по которому направляется химическое вещество, поступающее в кровь или другие жидкости тела;
• химическое вещество распространяется медленно;
• химическое вещество действует в ничтожных количествах и обычно быстро разрушается или выводится из организма.

Гуморальные связи являются общими и для мира животных, и для мира растений. На определённой ступени развития мира животных в связи с появлением нервной системы образуется новая, нервная форма связей и регуляций, которая качественно отличает мир животных от мира растений. Чем выше по своему развитию организм животного, тем большую роль играет взаимодействие органов через нервную систему, которое обозначается как рефлекторное. У высших живых организмов нервная система регулирует гуморальные связи. В отличие от гуморальной связи нервная связь имеет точную направленность к определённому органу и даже группе клеток; связь осуществляется в сотни раз с большей скоростью, чем скорость распространения химических веществ. Переход от гуморальной связи к нервной сопровождался не уничтожением гуморальной связи между клетками тела, а подчинением нервным связям и возникновению нервно-гуморальным связям.

На следующем этапе развития живых существ появляются специальные органы — железы, в которых вырабатываются гормоны, образующиеся из поступающих в организм пищевых веществ. Основная функция нервной системы заключается как в регуляции деятельности отдельных органов между собой, так и во взаимодействии организма как единого целого с окружающей его внешней средой. Любое воздействие внешней среды на организм оказывается, прежде всего, на рецепторы (органы чувств) и осуществляется через посредство изменений, вызываемых внешней средой и нервной системой. По мере развития нервной системы высший её отдел — большие полушария головного мозга — становится «распорядителем и распределителем всей деятельности организма».

Строение нервной системы

Нервная система образована нервной тканью, которая состоит из огромного количества нейронов — нервная клетка с отростками.

Нервная система условно подразделяется на центральную и периферическую.

Центральная нервная система включает головной и спинной мозг, а периферическая нервная система - нервы, отходящие от них.

Головной и спинной мозг представляют собой совокупность нейронов. На поперечном разрезе мозга различают белое и серое вещество. Серое вещество состоит из нервных клеток, а белое - из нервных волокон, являющихся отростками нервных клеток. В различных отделах центральной нервной системы расположение белого и серого вещества неодинаково. В спинном мозге серое вещество находится внутри, а белое — снаружи, в головном же (большие полушария, мозжечок), наоборот — серое вещество — снаружи, белое — внутри. В различных отделах головного мозга имеются отдельные скопления нервных клеток (серого вещества), расположенные внутри белого вещества, - ядра . Скопления нервных клеток находятся и за пределами центральной нервной системы. Они называются узлами и относятся к периферической нервной системе.

Рефлекторная деятельность нервной системы

Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс. Рефлекс - реакция организма на изменение внутренней или внешней среды, осуществляемая при участии центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов.

При всяком раздражении возбуждение с рецепторов передаётся по центростремительным нервным волокнам в центральную нервную систему, откуда через вставочный нейрон по центробежным волокнам оно идёт на периферию к тому или иному органу, деятельность которого изменяется. Весь этот путь через центральную нервную систему к рабочему органу, называется рефлекторной дугой образован обычно тремя нейронами: чувствительным, вставочным и двигательным. Рефлекс — сложный акт, в осуществлении которого принимает участие значительно большее количество нейронов. Возбуждение, попадая в центральную нервную систему, распространяется на многие отделы спинного мозга и доходит до головного. В результате взаимодействия многих нейронов осуществляется ответная реакция организма на раздражение.

Спинной мозг

Спинной мозг - тяж длиной около 45 см, диаметром 1 см, находится в канале позвоночника, покрыт тремя мозговыми оболочками: твёрдой, паутинной и мягкой (сосудистой).

Спинной мозг находится в позвоночном канале и представляет собой тяж, который вверху переходит в продолговатый мозг, а внизу заканчивается на уровне второго поясничного позвонка. Спинной мозг состоит из серого вещества, содержащего нервные клетки, и белого, состоящего из нервных волокон. Серое вещество расположено внутри спинного мозга и окружено со всех сторон белым веществом.

На поперечном разрезе серое вещество напоминает букву Н. В нём различают передние и задние рога, а также соединяющую перекладину, в центре которой находится узкий канал спинного мозга, содержащий спинномозговую жидкость. В грудном отделе выделяют боковые рога. В них заложены тела нейронов, иннервирующих внутренние органы. Белое вещество спинного мозга образовано нервными отростками. Короткие отростки соединяют участки спинного мозга, а длинные составляют проводниковый аппарат двусторонних связей с головным мозгом.

Спинной мозг имеет два утолщения - шейное и поясничное, от которых отходят нервы к верхним и нижним конечностям. От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов. Каждый нерв начинается от спинного мозга двумя корешками — передним и задним. Задние корешки — чувствительные состоят из отростков центростремительных нейронов. Их тела расположены в спинномозговых узлах. Передние корешки — двигательные — являются отростками центробежных нейронов расположенных в сером веществе спинного мозга. В результате слияния переднего и заднего корешка образуется смешанный спинномозговой нерв. В спинном мозге сосредоточены центры, регулирующие наиболее простые рефлекторные акты. Основные функции спинного мозга - рефлекторная деятельность и проведение возбуждения.

В спинном мозге человека заложены рефлекторные центры мышц верхних и нижних конечностей, потоотделения и мочеиспускания. Функции проведения возбуждения заключается в том, что через спинной мозг проходят импульсы от головного мозга ко всем областям тела и обратно. По восходящим проводящим путям в головной мозг передаются центростемительные импульсы от органов (кожа, мышцы). По нисходящим путям центробежные импульсы передаются от головного мозга в спинной, затем на периферию, к органам. При повреждении проводящих путей наблюдается потеря чувствительности в различных участках тела, нарушение произвольных сокращений мышц и способности к движению.

Эволюция головного мозга позвоночных

Образование центральной нервной системы в виде нервной трубки впервые появляется у хордовых. У низших хордовых нервная трубка сохраняется в течение всей жизни, у высших - позвоночных - в стадии эмбриона на спинной стороне закладывается нервная пластинка, которая погружается под кожу и сворачивается в трубку. В эмбриональной стадии развития нервная трубка образует в передней части три вздутия — три мозговых пузыря, из которых развиваются отделы мозга: передний пузырь дает передний и промежуточный мозг, средний пузырь превращается в средний мозг, задний пузырь образует мозжечок и продолговатый мозг . Эти пять отделов мозга характерны для всех позвоночных животных.

Для низших позвоночных - рыб и земноводных - характерно преобладание среднего мозга над остальными отделами. У земноводных несколько увеличивается передний мозг и в крыше полушарий образуется тонкий слой нервных клеток - первичный мозговой свод, древняя кора. У рептилий значительно увеличивается передний мозг за счет скоплений нервных клеток. Большую часть крыши полушарий занимает древняя кора. Впервые у рептилий появляется зачаток новой коры. Полушария переднего мозга наползают на другие отделы, вследствие чего образуется изгиб в области промежуточного мозга. Начиная с древних рептилий, полушария головного мозга становятся самым большим отделом головного мозга.

В строении головного мозгаптиц и пресмыкающихся много общего. На крыше головного мозга - первичная кора, хорошо развит средний мозг. Однако у птиц по сравнению с рептилиями возрастают общая масса мозга и относительные размеры переднего мозга. Мозжечок крупный и имеет складчатое строение. У млекопитающих передний мозг достигает наибольшей величины и сложности. Большую часть мозгового вещества составляет новая кора, которая служит центром высшей нервной деятельности. Промежуточный и средний отделы мозга у млекопитающих невелики. Разрастающиеся полушария переднего мозга накрывают их и подминают под себя. У некоторых млекопитающих мозг гладкий, без борозд и извилин, но у большинства млекопитающих в коре мозга имеются борозды и извилины. Появление борозд и извилин происходит вследствие роста мозга при ограниченных размерах черепа. Дальнейший рост коры приводит к появлению складчатости в виде борозд и извилин.

Головной мозг

Если спинной мозг у всех позвоночных животных развит более или менее одинаково, то головной мозг существенно отличатся размерами и сложностью строения у разных животных. Особенно резкие изменения в ходе эволюции претерпевает передний мозг. У низших позвоночных передний мозг развит слабо. У рыб он представлен обонятельными долями и ядрами серого вещества в толще мозга. Интенсивное развитие переднего мозга связано с выходом животных на сушу. Он дифференцируется на промежуточный мозг и на два симметричных полушария, которые называются конечным мозгом . Серое вещество на поверхности переднего мозга (кора) впервые появляется у пресмыкающихся, развиваясь далее у птиц и особенно у млекопитающих. Действительно большими полушариями переднего мозга становятся только у птиц и млекопитающих. У последних они покрывают почти все другие отделы головного мозга.

Головной мозг расположен в полости черепа. В него входят ствол и конечный мозг (кора больших полушарий).

Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, варолиева моста, среднего и промежуточного мозга.

Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга и расширяясь, переходит в задний мозг. Он в основном сохраняет форму и строение спинного мозга. В толще продолговатого мозга расположены скопления серого вещества — ядра черепно-мозговых нервов. В состав заднего моста входят мозжечок и варолиев мост . Мозжечок расположен над продолговатым мозгом и имеет сложное строение. На поверхности полушарий мозжечка серое вещество образует кору, а внутри мозжечка - его ядра. Как и спинной продолговатый мозг выполняет две функции: рефлекторную и проводниковую. Однако рефлексы продолговатого мозга более сложные. Это выражается в важном значении в регуляции сердечной деятельности, состоянии сосудов, дыхания, потоотделения. В продолговатом мозге расположены центры всех этих функций. Здесь же находятся центры жевания, сосания, глотания, отделения слюны и желудочного сока. Несмотря на малую величину (2,5–3 см), продолговатый мозг представляет собой жизненно важный отдел ЦНС. Повреждение его может стать причиной смерти вследствие прекращения дыхания и деятельности сердца. Проводниковая функция продолговатого мозга и варолиева моста заключается в передаче импульсов из спинного мозга в головной и обратно.

В среднем мозге расположены первичные (подкорковые) центры зрения и слуха, которые осуществляют рефлекторные ориентировочные реакции на световые и звуковые раздражения. Эти реакции выражаются в различных движениях туловища, головы и глаз в сторону раздражителей. Средний мозг состоит из ножек мозга и четверохолмия. Средний мозг регулирует и распределяет тонус (напряжение) скелетных мышц.

Промежуточный мозг состоит из двух отделов - таламус и гипоталамус , каждый из которых состоит из большого числа ядер зрительных бугров и подбугровой области. Через зрительные бугры центростремительные импульсы передаются к коре больших полушарий от всех рецепторов тела. Ни один центростремительный импульс, откуда бы он ни шёл, не может пройти к коре, минуя зрительные бугры. Таким образом, через промежуточный мозг осуществляется связь всех рецепторов с корой больших полушарий. В подбугровой области расположены центры, оказывающие влияние на обмен веществ, терморегуляцию и железы внутренней секреции.

Мозжечок находится позади продолговатого мозга. Он состоит из серого и белого вещества. Однако в отличие от спинного мозга и ствола серое вещество - кора - находится на поверхности мозжечка, а белое вещество расположено внутри, под корой. Мозжечок координирует движения, делает их чёткими и плавными, играет важную роль в сохранении равновесия тела в пространстве, а также оказывает влияние на тонус мышц. При поражении мозжечка у человека наблюдается падение тонуса мышц, расстройство движений и изменение походки, замедляется речь и т.д. Однако через некоторое время движения и мышечный тонус восстанавливаются благодаря тому, что неповреждённые участки центральной нервной системы берут на себя функции мозжечка.

Большие полушария - наиболее крупный и развитый отдел головного мозга. У человека они образуют основную массу головного мозга и по всей своей поверхности покрыты корой. Серое вещество покрывает полушария снаружи и образует кору головного мозга. Кора полушарий человека имеет толщину от 2 до 4 мм и слагается из 6–8 слоёв, образованных 14–16 млрд. клеток, различных по форме, величине и выполняемым функциям. Под корой находится белое вещество. Оно состоит из нервных волокон, связывающих кору с расположенными ниже отделами центральной нервной системы и отдельные доли полушарий между собой.

Кора головного мозга имеет извилины, разделённые бороздами, которые значительно увеличивают её поверхность. Три самые глубокие борозды делят полушария на доли. В каждом полушарии различают четыре доли: лобную, теменную, височную, затылочную . Возбуждение разных рецепторов поступают в соответствующие воспринимающие участки коры, называемые зонами , и отсюда передаются к определённому органу, побуждая его к действию. В коре выделяют следующие зоны. Слуховая зона расположена в височной доле, воспринимает импульсы от слуховых рецепторов.

Зрительная зона лежит в затылочной области. Сюда поступают импульсы от рецепторов глаза.

Обонятельная зона находится на внутренней поверхности височной доли и связана с рецепторами носовой полости.

Чувствительно-двигательная зона расположена в лобной и теменной долях. В этой зоне находятся главные центры движения ног, туловища, рук, шеи, языка и губ. Здесь же лежит и центр речи.

Полушария головного мозга - это высший отдел центральной нервной системы, контролирующий работу всех органов у млекопитающих. Значение больших полушарий у человека заключается ещё и в том, что они представляют собой материальную основу психической деятельности. И.П.Павлов показал, что в основе психической деятельности лежат физиологические процессы, происходящие в коре головного мозга. Мышление связано с деятельностью всей коры головного мозга, а не только с функцией отдельных её областей.

Отдел головного мозга	Функции
Продолговатый мозг	Проводниковая	Связь спинного и вышележащих отделов головного мозга.
	Рефлекторная	Регуляция деятельности дыхательной, сердечно-сосудистой, пищеварительной систем: пищевые рефлексы, рефлексы слюноотделения, глотания; защитные рефлексы: чиханье, моргание, кашель, рвота.
Варолиев мост	Проводниковая	Соединяет полушария мозжечка между собой и с корой больших полушарий головного мозга.
Мозжечок	Координационная	Координация произвольных движений и сохранение положения тела в пространстве. Регуляция мышечного тонуса и равновесия
Средний мозг	Проводниковая	Ориентировочные рефлексы на зрительные, звуковые раздражители (повороты головы и туловища ).
	Рефлекторная	Регуляция мышечного тонуса и позы тела; координация сложных двигательных актов (движения пальцев и рук ) и т.д.
Промежуточный мозг	таламус сбор и оценка поступающей информации от органов чувств, передача в кору больших полушарий головного мозга наиболее важной информации; регуляция эмоционального поведения, болевых ощущений. гипоталамус контролирует работу желёз внутренней секреции, сердечно-сосудистой системы, обмен веществ (жажда, голод ), температуру тела, сон и бодрствование; придаёт поведению эмоциональную окраску (страх, ярость, удовольствие, недовольство )

Кора больших полушарий

Поверхность коры больших полушарий у человека составляет около 1500 см 2 , что во много раз превышает внутреннюю поверхность черепа. Такая большая поверхность коры образовалась благодаря развитию большого количества борозд и извилин, в результате чего большая часть коры (около 70%) сосредоточена в бороздах. Самые большие борозды больших полушарий - центральная , которая проходит поперёк обоих полушарий, и височная , отделяющая височную долю от остальных. Кора больших полушарий, несмотря на малую толщину (1,5–3 мм) имеет очень сложное строение. В ней насчитывают шесть основных слоёв, которые отличаются строением, формой и размерами нейронов и связями. В коре находятся центры всех чувствительных (рецепторных) систем, представительства всех органов и частей тела. В связи с этим к коре подходят центростремительные нервные импульсы от всех внутренних органов или частей тела, и она может управлять их работой. Через кору больших полушарий происходит замыкание условных рефлексов, посредством которых организм постоянно, в течение всей жизни очень точно приспосабливается к изменчивым условиям существования, к окружающей среде.

Нервная система у всех животных имеет эктодермальное происхождение. Она выполняет следующие функции : связь организма с окружающей средой (восприятие, передача раздражения и ответная реакция на раздражение); связь всех органов и систем органов в единое целое; нервная система лежит в основе формирования высшей нервной деятельности.

Эволюция нервной системы в ряду беспозвоночных животных. Впервые нервная система появилась у кишечнополостных и имела диффузный или сетчатый тип нервной системы, т.е. нервная система представляет собой сеть нервных клеток, распределенных по всему телу и связанных между собой тонкими отростками. Типичное строение она имеет у гидры, но уже у медуз и полипов появляются скопления нервных клеток в определенных местах (около рта, по краям зонтика), эти скопления нервных клеток являются предшественниками органов чувств. Дальше эволюция нервной системы идет по пути концентрации нервных клеток в определенных местах тела, т.е. по пути образования нервных узлов (ганглиев). Эти узлы в первую очередь возникают там, где находятся клетки воспринимающие раздражение из окружающей среды. Так при радиальной симметрии возникает радиальный тип нервной системы, а при билатеральной симметрии концентрация нервных узлов происходит на переднем конце тела. От головных узлов отходят парные нервные стволы, идущие вдоль тела. Такой тип нервной системы называется ганглиозно-стволовым.

Типичное строение этот тип нервной системы имеет у плоских червей, т.е. в переднем конце тела имеются парные ганглии, от которых отходят вперед нервные волокна и органы чувств, и нервные стволы, идущие вдоль тела.

У круглых червей головные ганглии сливаются в окологлоточное нервное кольцо, от которого также идут нервные стволы вдоль тела.

У кольчатых червей образуется нервная цепочка, т.е. в каждом членике формируются самостоятельные парные нервные узлы. Все они соединяются как продольными, так и поперечными тяжами. В результате нервная система приобретает строение, напоминающие лестницу. Часто обе цепочки сближаются, соединяясь по средней части тела в непарную брюшную нервную цепочку.

У членистоногих такой же тип нервной систем, но количество нервных узлов уменьшается, а размер их увеличивается, особенно в головном или в головогрудном отделе, т.е. идет процесс цефализации.

У моллюсков нервная система представлена узлами в разных отделах тела, соединенных между собой тяжами и отходящими от узлов нервами. У брюхоногих моллюсков имеются педальный, церебральный и плеврально-висцеральные узлы; у двустворчатых – педальный и плеврально-висцеральный; у головоногих – плеврально-висцеральный и церебральный нервные узлы. Вокруг глотки у головоногих моллюсков наблюдается скопление нервной ткани.