^Наверх

особенности организации нервной системы









Общая характеристика центральной нервной системы

По мере эволюционного усложнения многоклеточных организмов, функциональной специализации клеток, возникла необходимость регуляции и координации жизненных процессов на надклеточном, тканевом, органном, системном и организменном уровнях. Эти новые регуляторные механизмы и системы должны были появиться наряду с сохранением и усложнением механизмов регуляции функций отдельных клеток с помощью сигнальных молекул. Приспособление многоклеточных организмов к изменениям в среде существования могло быть выполнено при условии, что новые механизмы регуляции будут способны обеспечить быстрые, адекватные, адресные ответные реакции. Эти механизмы должны быть способны запоминать и извлекать из аппарата памяти сведения о предыдущих воздействиях на организм, а также обладать другими свойствами, обеспечивающими эффективную приспособительную деятельность организма. Ими стали механизмы нервной системы, появившейся у сложных, высокоорганизованных организмов.Нервная система— это совокупность специальных структур, объединяющая и координирующая деятельность всех органов и систем организма в постоянном взаимодействии с внешней средой.К центральной нервной системе относятся головной и спинной мозг. Головной мозг подразделяется на задний мозг (продолговатый мозг и варолиев мост), средний мозг, ретикулярную формацию, мозжечок, промежуточный мозг, лимбическую систему, подкорковые ядра, кору больших полушарий. Тела нейронов образуют серое вещество ЦНС, а их отростки (аксоны и дендриты) — белое вещество.

Общая характеристика нервной системы

Одной из функций нервной системы является восприятие различных сигналов (раздражителей) внешней и внутренней среды организма. Вспомним, что воспринимать разнообразные сигналы среды существования могут любые клетки с помощью специализированных клеточных рецепторов. Однако к восприятию ряда жизненно важных сигналов они не приспособлены и не могут мгновенно передать информацию другим клеткам, которые выполняют функцию регуляторов целостных адекватных реакций организма на действие раздражителей.Воздействие раздражителей воспринимается специализированными сенсорными рецепторами. Примерами таких раздражителей могут быть кванты света, звуки, тепло, холод, механические воздействия (гравитация, изменение давления, вибрация, ускорение, сжатие, растяжение), а также сигналы сложной природы (цвет, сложные звуки, слово).Для оценки биологической значимости воспринятых сигналов и организации на них адекватной ответной реакции в рецепторах нервной системы осуществляется их превращение - кодирование в универсальную форму сигналов, понятную нервной системе, — в нервные импульсы, проведение (передана) которых по нервным волокнам и путям в нервные центры необходимы для их анализа.Сигналы и результаты их анализа используются нервной системой для организации ответных реакции на изменения во внешней или внутренней среде, регуляции и координации функции клеток и надклеточных структур организма. Такие ответные реакции осуществляются эффекторными органами. Наиболее частыми вариантами ответных реакций на воздействия являются моторные (двигательные) реакции скелетной или гладкой мускулатуры, изменение секреции эпителиальных (экзокринных, эндокринных) клеток, инициируемые нервной системой. Принимая прямое участие в формировании ответных реакций на изменения в среде существования, нервная система выполняет функции регуляции гомеостаза, обеспечения функционального взаимодействия органов и тканей и их интеграции в единый целостный организм.Благодаря нервной системе осуществляется адекватное взаимодействие организма с окружающей средой не только через организацию ответных реакций эффекторными системами, но и через ее собственные психические реакции — эмоции, мотивации, сознание, мышление, память, высшие познавательные и творческие процессы.Нервную систему подразделяют на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую — нервные клетки и волокна за пределами полости черепной коробки и спинномозгового канала. Головной мозг человека содержит более 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Скопления нервных клеток, выполняющих или контролирующих одинаковые функции, формируют в центральной нервной системе нервные центры. Структуры мозга, представленные телами нейронов, формируют серое вещество ЦНС, а отростки этих клеток, объединяясь в проводящие пути, — белое вещество. Кроме этого, структурной частью ЦНС являются глиальные клетки, формирующие нейроглию. Число глиальных клеток приблизительно в 10 раз превышает число нейронов, и эти клетки составляют большую часть массы центральной нервной системы.Нервную систему по особенностям выполняемых функций и строения делят на соматическую и автономную (вегетативную). К соматической относят структуры нервной системы, которые обеспечивают восприятие сенсорных сигналов преимущественно внешней среды через органы чувств, и контролируют работу поперечно-полосатой (скелетной) мускулатуры. К автономной (вегетативной) нервной системе относят структуры, которые обеспечивают восприятие сигналов преимущественно внутренней среды организма, регулируют работу сердца, других внутренних органов, гладкой мускулатуры, экзокринных и части эндокринных желез.В центральной нервной системе принято выделять структуры, расположенные на различных уровнях, для которых свойственны специфические функции и роль в регуляции жизненных процессов. Среди них кора головного мозга, базальные ядра, таламус, гипоталамус, структуры ствола мозга, мозжечок, спинной мозг, периферическая нервная система.

Строение нервной системы

Нервную систему подразделяют на центральную и периферическую. К центральной нервной системе (ЦНС) относятся головной и спинной мозг, а к периферической — нервы, отходящие от центральной нервной системы к различным органам.Рис. 1. Строение нервной системы. Рис. 2. Функциональное деление нервной системы. Значение нервной системы:
  • объединяет органы и системы организма в единое целое;
  • регулирует работу всех органов и систем организма;
  • осуществляет связь организма с внешней средой и приспособление его к условиям среды;
  • составляет материальную основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.

Структура нервной системы

Структурно-физиологической единицей нервной системы является нервная клетка -нейрон (рис. 3). Он состоит из тела (сомы), отростков (дендритов) и аксона. Дендриты сильно ветвятся и образуют множество синапсов с другими клетками, что определяет их ведущую роль в восприятии нейроном информации. Аксон начинается от тела клетки аксонным холмиком, являющимся генератором нервного импульса, который затем по аксону проводится к другим клеткам. Мембрана аксона в области синапса содержит специфические рецепторы, способные реагировать на различные медиаторы или нейромодуляторы. Поэтому на процесс выделения медиатора пресинаптическими окончаниями могут оказывать влияние другие нейроны. Также мембрана окончаний содержит большое число кальциевых каналов, через которые ионы кальция поступают внутрь окончания при его возбуждении и активизируют выделение медиатора.Рис. 3. Схема нейрона (по И.Ф. Иванову): а — строение нейрона: 7 — тело (перикарион); 2 — ядро; 3 — дендриты; 4,6 — нейриты; 5,8 — миелиновая оболочка; 7- коллатераль; 9 — перехват узла; 10 — ядро леммоцита; 11 — нервные окончания; б — типы нервных клеток: I — униполярная; II — мультиполярная; III — биполярная; 1 — неврит; 2 -дендрит. Обычно в нейронах потенциал действия возникает в области мембраны аксонного холмика, возбудимость которой в 2 раза выше возбудимости других участков. Отсюда возбуждение распространяется по аксону и телу клетки.Аксоны, помимо функции проведения возбуждения, служат каналами для транспорта различных веществ. Белки и медиаторы, синтезированные в теле клетки, органеллы и другие вещества могут перемещаться по аксону к его окончанию. Это перемещение веществ получило название аксонного транспорта. Существует два его вида — быстрый и медленный аксонный транспорт.Каждый нейрон в центральной нервной системе выполняет три физиологические роли: воспринимает нервные импульсы с рецепторов или других нейронов; генерирует собственные импульсы; проводит возбуждение к другому нейрону или органу.По функциональному значению нейроны подразделяют на три группы: чувствительные (сенсорные, рецепторные); вставочные (ассоциативные); моторные (эффекторные, двигательные).Помимо нейронов в центральной нервной системе имеются глиальные клетки, занимающие половину объема мозга. Периферические аксоны также окружены оболочкой из глиальных клеток — леммоцитов (шванновские клетки). Нейроны и глиальные клетки разделены межклеточными щелями, которые сообщаются друге другом и образуют заполненное жидкостью межклеточное пространство нейронов и глии. Через это пространств происходит обмен веществами между нервными и глиальными клетками.Клетки нейроглии выполняют множество функций: опорную, защитную и трофическую роль для нейронов; поддерживают определенную концентрацию ионов кальция и калия в межклеточном пространстве; разрушают нейромедиаторы и другие биологически активные вещества.

Функции центральной нервной системы

Центральная нервная система выполняет несколько функций.Интегративная: организм животных и человека представляет собой сложную высокоорганизованную систему, состоящую из функционально связанных между собой клеток, тканей, органов и их систем. Эту взаимосвязь, объединение различных составляющих организма в единое целое (интеграция), их согласованное функционирование обеспечивает центральная нервная система.Координирующая: функции различных органов и систем организма должны протекать согласованно, так как только при таком способе жизнедеятельности возможно поддерживать постоянство внутренней среды, равно как и успешно адаптировать к изменяющимся условиям окружающей среды. Координацию деятельности составляющих организм элементов осуществляет центральная нервная система.Регулирующая: центральная нервная система регулирует все процессы, протекающие в организме, поэтому при ее участии происходят наиболее адекватные изменения работы различных органов, направленные на обеспечение той или иной его деятельности.Трофическая: центральная нервная система осуществляет регуляцию трофики, интенсивности обменных процессов в тканях организма, что лежит в основе формирования реакций, адекватных происходящим изменениям во внутренней и внешней среде.Приспособительная: центральная нервная система осуществляет связь организма с внешней средой путем анализа и синтеза поступающей к ней разнообразной информации от сенсорных систем. Это дает возможность перестраивать деятельность различных органов и систем в соответствии с изменениями среды. Она выполняет функции регулятора поведения, необходимого в конкретных условиях существования. Это обеспечивает адекватное приспособление к окружающему миру.Формирование ненаправленного поведения: центральная нервная система формирует определенное поведение животного в соответствии с доминирующей потребностью.

Рефлекторная регуляция нервной деятельности

Приспособление процессов жизнедеятельности организма, его систем, органов, тканей к меняющимся условиям среды называется регуляцией. Регуляция, обеспечиваемая совместно нервной и гормональной системами, называется нервно-гормональной регуляцией. Благодаря нервной системе организм осуществляет свою деятельность по принципу рефлекса.Основным механизмом деятельности центральной нервной системы является рефлекс— это ответная реакция организма на действия раздражителя, осуществляемая с участием ЦНС и направленная на достижение полезного результата.Рефлекс в переводе с латинского языка означает «отражение. Термин «рефлекс был впервые предложен чешским исследователем И.Г. Прохаской, который развил учение об отражательных действиях. Дальнейшее становление рефлекторной теории связано с именем И.М. Сеченова. Он полагал, что все бессознательное и сознательное совершается по типу рефлекса. Но тогда еще не существовало методов объективной оценки деятельности мозга, которые могли бы подтвердить это предположение. Позднее объективный метод оценки деятельности мозга был разработан академиком И.П. Павловым, и он получил название метода условных рефлексов. С помощью этого метода ученый доказал, что в основе высшей нервной деятельности животных и человека лежат условные рефлексы, формирующиеся на базе безусловных рефлексов за счет образования временных связей. Академик П.К. Анохин показал, что все многообразие деятельности животных и человека осуществляется на основе концепции функциональных систем.Морфологической основой рефлекса являетсярефлекторная дуга, состоящая из нескольких нервных структур, которая обеспечивает осуществление рефлекса.В образовании рефлекторной дуги участвуют три вида нейронов: рецепторные (чувствительные), промежуточные (вставочные), двигательные (эффекторные) (рис. 6.2). Они объединяются в нейронные цепи.Рис. 4. Схема регуляции но принципу рефлекса. Рефлекторная дуга: 1 — рецептор; 2 — афферентный путь; 3 — нервный центр; 4 — эфферентный путь; 5 — рабочий орган (любой орган организма); МН — моторный нейрон; М — мышца; КН — командный нейрон; СН — сенсорный нейрон, Мод. Н — модуляторный нейрон. Дендрит ренепторного нейрона контактирует с рецептором, его аксон направляется в ЦНС и взаимодействует с вставочным нейроном. От вставочного нейрона аксон идет к эффекторному нейрону, а его аксон направляется на периферию к исполнительному органу. Таким образом и формируется рефлекторная дуга.Рецепторные нейроны расположены на периферии и во внутренних органах, а вставочные и двигательные находятся в ЦНС.В рефлекторной дуге различают пять звеньев: рецептор, афферентный (или центростремительный) путь, нервный центр, эфферентный (или центробежный) путь и рабочий орган (или эффектор).Рецептор — специализированное образование, воспринимающее раздражение. Рецептор состоит из специализированных высокочувствительных клеток.Афферентное звено дуги представляет собой рецепторный нейрон и проводит возбуждение от рецептора к нервному центру.Нервный центр образован большим числом вставочных и двигательных нейронов.Это звено рефлекторной дуги состоит из совокупности нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС. Нервный центр воспринимает импульсы от рецепторов по афферентному пути, осуществляет анализ и синтез этой информации, затем передает сформированную программу действий по эфферентным волокнам к периферическому исполнительному органу. А рабочий орган осуществляет свойственную ему деятельность (мышца сокращается, железа выделяет секрет и т.д.).Специальное звено обратной афферентации воспринимает параметры совершенного рабочим органом действия и передает эту информацию в нервный центр. Нервный центр является акцептором действия звена обратной афферентации и воспринимает информацию с рабочего органа о совершенном действии.Время от начала действия раздражителя на рецептор до появления ответной реакции называется временем рефлекса.Все рефлексы у животных и человека подразделяются на безусловные и условные.Безусловные рефлексы - врожденные, наследственно передающиеся реакции. Безусловные рефлексы осуществляются через уже сформированные в организме рефлекторные дуги. Безусловные рефлексы видоспецифичны, т.е. свойственны всем животным данного вида. Они постоянны в течение жизни и возникают в ответ на адекватные раздражения рецепторов. Безусловные рефлексы классифицируются и по биологическому значению: пищевые, оборонительные, половые, локомоторные, ориентировочные. По расположению рецепторов эти рефлексы подразделяются: на экстероцептивные (температурные, тактильные, зрительные, слуховые, вкусовые и др.), интероцептивные (сосудистые, сердечные, желудочный, кишечный и пр.) и проприоцептивные (мышечные, сухожильные и пр.). По характеру ответной реакции — на двигательные, секреторные и др. По нахождению нервных центров, через которые осуществляется рефлекс, — на спинальные, бульбарные, мезэнцефальные.Условные рефлексы - рефлексы, приобретенные организмом в процессе его индивидуальной жизни. Условные рефлексы осуществляются через вновь сформированные рефлекторные дуги на базе рефлекторных дуг безусловных рефлексов с образованием между ними временной связи в коре больших полушарий.Рефлексы в организме осуществляются с участием желез внутренней секреции и гормонов.В основе современных представлений о рефлекторной деятельности организма находится понятие полезного приспособительного результата, для достижения которого и совершается любой рефлекс. Информация о достижении полезного приспособительного результата поступает в центральную нервную систему по звену обратной связи в виде обратной афферентации, которая является обязательным компонентом рефлекторной деятельности. Принцип обратной афферентации в рефлекторной деятельности был разработан П. К. Анохиным и основан на том, что структурной основой рефлекса является не рефлекторная дуга, а рефлекторное кольцо, включающее следующие звенья: рецептор, афферентный нервный путь, нервный центр, эфферентный нервный путь, рабочий орган, обратная афферентация.При выключении любого звена рефлекторного кольца рефлекс исчезает. Следовательно, для осуществления рефлекса необходима целостность всех звеньев.

Свойства нервных центров

Нервный центр— совокупность нейронов в центральной нервной системе, координированная деятельность которых регулирует определенные функции организма и рефлекторный акт. В организме при формировании сложных адаптивных реакций наблюдается функциональное объединение нейронов, расположенных в разных участках ЦНС. Так, дыхательный центр включает нервные клетки, расположенные в спинном, продолговатом, промежуточном мозге и в коре больших полушарий.Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств.Возбуждение в нервных центрах распространяется односторонне от рецептора к эффектору, что связано со способностью химических синапсов проводить возбуждение только от пресинаптической мембраны к постсинаптической.Возбуждение в нервных центрах проводится медленнее, чем по нервному волокну, в результате замедления проведения возбуждения через синапсы.В нервных центрах может происходить суммация возбуждений.Можно выделить два основных способа суммации: временную и пространственную. При временной суммации несколько импульсов возбуждения приходят к нейрону через один синапс, суммируются и генерируют в нем потенциал действия, а пространственная суммации проявляется в случае поступления импульсов к одному нейрону через разные синапсы.В них происходит трансформация ритма возбуждения, т.е. уменьшение или увеличение количества импульсов возбуждения, выходящих из нервного центра по сравнению с количеством импульсов, приходящих к нему.Нервные центры очень чувствительны к недостатку кислорода и действию различных химических веществ.Нервные центры, в отличие от нервных волокон, способны к быстрому утомлению. Синаптическая утомляемость при длительной активации центра выражается в снижении числа постсинаптических потенциалов. Это обусловлено расходованием медиатора и накоплением метаболитов, закисляющих среду.Нервные центры находятся в состоянии постоянного тонуса, обусловленного непрерывным поступлением определенного числа импульсов от рецепторов.Нервным центрам свойственна пластичность — способность увеличивать свои функциональные возможности. Это свойство может быть обусловлено синаптическим облегчением — улучшение проведения в синапсах после короткого раздражения афферентных путей. При частом использовании синапсов ускоряется синтез рецепторов и медиатора.Наряду с возбуждением в нервном центре происходят процессы торможения.

Координационная деятельность ЦНС и ее принципы

Одной из важных функций центральной нервной системы является координационная функция, которую называют также координационной деятельностью ЦНС. Под ней понимают регуляцию распределения возбуждения и торможения в нейронных структурах, а также взаимодействие между нервными центрами, которые обеспечивают эффективное осуществление рефлекторных и произвольных реакций.Примером координационной деятельности ЦНС могут быть реципрокные отношения между центрами дыхания и глотания, когда во время глотания центр дыхания затормаживается, надгортанник закрывает вход в гортань и предупреждает попадание в дыхательные пути пищи или жидкости. Координационная функция ЦНС принципиально важна для осуществления сложных движений, осуществляемых при участии множества мышц. Примерами таких движений могут быть артикуляция речи, акт глотания, гимнастические движения, требующие согласованного сокращения и расслабления множества мышц.

Принципы координационной деятельности

  • Реципрокность — взаимное торможение антагонистических групп нейронов (мотонейроны сгибателей и разгибателей)
  • Конечный нейрон — активация эфферентного нейрона с различных рецептивных полей и конкурентная борьба между различными афферентными импульсациями за данный мотонейрон
  • Переключения — процесс перехода активности с одного нервного центра на нервный центр антагонист
  • Индукция — смена возбуждения торможением или наоборот
  • Обратная связь — механизм, обеспечивающий необходимость сигнализации от рецепторов исполнительных органов для успешной реализации функции
  • Доминанта — стойкий главенствующий очаг возбуждения в ЦНС, подчиняющий себе функции других нервных центров.
В основе координационной деятельности центральной нервной системы лежит ряд принципов.Принцип конвергенции реализуется в конвергентных цепях нейронов, в которых на один из них (обычно эфферентный) сходятся или конвергируют аксоны ряда других. Конвергенция обеспечивает поступление к одному и тому же нейрону сигналов от различных нервных центров или рецепторов различных модальностей (различных органов чувств). На основе конвергенции самые разные раздражители могут вызвать однотипную реакцию. Например, сторожевой рефлекс (поворот глаз и головы — настораживание) может быть вызван и световым, и звуковым, и тактильным воздействием.Принцип общего конечного пути вытекает из принципа конвергенции и близок по своей сути. Под ним понимают возможность осуществления одной и той же реакции, запускаемой конечным в иерархической нервной цепи эфферентным нейроном, на который конвергируют аксоны множества других нервных клеток. Примером классического конечного пути являются мотонейроны передних рогов спинного мозга или двигательных ядер черепных нервов, которые своими аксонами непосредственно иннервируют мышцы. Одна и та же двигательная реакция (например сгибание руки) может запускаться путем поступления к этим нейронам импульсов от пирамидных нейронов первичной двигательной коры, нейронов ряда моторных центров ствола мозга, интернейронов спинного мозга, аксонов чувствительных нейронов спинальных ганглиев в ответ на действие сигналов, воспринятых разными органами чувств (на световое, звуковое, гравитационное, болевое или механическое воздействие).Принцип дивергенции реализуется в дивергентных цепях нейронов, в которых один из нейронов имеет ветвящийся аксон, и каждая из ветвей образует синапс с другой нервной клеткой. Эти цепи выполняют функции одновременной передачи сигналов от одного нейрона на многие другие нейроны. Благодаря дивергентным связям происходит широкое распространение (иррадиация) сигналов и быстрое вовлечение в ответную реакцию многих центров, расположенных на разных уровнях ЦНС.Принцип обратной связи (обратной афферентации) заключается в возможности передачи по афферентным волокнам информации об осуществляемой реакции (например, о движении от проприорецепторов мышц) обратно в нервный центр, который ее запускал. Благодаря обратной связи формируется замкнутая нейронная цепь (контур), через которую можно контролировать ход исполнения реакции, регулировать силу, продолжительность и другие параметры реакции, если они не были реализованы.Участие обратной связи можно рассмотреть на примере реализации сгибательного рефлекса, вызываемого механическим воздействием на рецепторы кожи (рис. 5). При рефлекторном сокращении мышцы-сгибателя изменяется активность проприорецепторов и частота посылки нервных импульсов по афферентным волокнам к а-мотонейронам спинного мозга, иннервирующим эту мышцу. В результате формируется замкнутый контур регулирования, в котором роль канала обратной связи выполняют афферентные волокна, передающие информацию о сокращении в нервные центры от рецепторов мышц, а роль канала прямой связи — эфферентные волокна мотонейронов, идущие к мышцам. Таким образом, нервный центр (его мотонейроны) получает информацию об изменении состояния мышцы, вызванном передачей импульсов по двигательным волокнам. Благодаря обратной связи образуется своеобразное регуляторное нервное кольцо. Поэтому некоторые авторы предпочитают вместо термина «рефлекторная дуга применять термин «рефлекторное кольцо.Наличие обратной связи имеет важное значение в механизмах регуляции кровообращения, дыхания, температуры тела, поведенческих и других реакций организма и рассматривается далее в соответствующих разделах.Рис. 5. Схема обратной связи в нейронных цепях простейших рефлексов. Принцип реципрокных отношений реализуется при взаимодействии между нервными центрами-антагонистами. Например, между группой моторных нейронов, контролирующих сгибание руки, и группой моторных нейронов, контролирующих разгибание руки. Благодаря реципрокным отношениям возбуждение нейронов одного из антагонистических центров сопровождается торможением другого. В приведенном примере реципрокные отношения между центрами сгибания и разгибания проявятся тем, что во время сокращения мышц- сгибателей руки будет происходить эквивалентное расслабление разгибателей, и наоборот, что обеспечивает плавность сгибательных и разгибательных движений руки. Реципрокные отношения осуществляются за счет активации нейронами возбужденного центра тормозных вставочных нейронов, аксоны которых образуют тормозные синапсы на нейронах антагонистического центра.Принцип доминанты также реализуется на основе особенностей взаимодействия между нервными центрами. Нейроны доминирующего, наиболее активного центра (очага возбуждения) обладают стойкой высокой активностью и подавляют возбуждение в других нервных центрах, подчиняя их своему влиянию. Более того, нейроны доминирующего центра притягивают к себе афферентные нервные импульсы, адресуемые к другим центрам, и усиливают свою активность за счет поступления этих импульсов. Доминантный центр может длительно находиться в состоянии возбуждения без признаков утомления.Примером состояния, обусловленного наличием в центральной нервной системе доминантного очага возбуждения, может служить состояние после пережитого человеком важного для него события, когда все его мысли и действия так или иначе становятся связанными с этим событием.Свойства доминанты









08 Января в 17:4952490

Подразделения системы


Нервная система состоит из двух подсистем.
Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему (ЦНС). Это управляющий центр, где обрабатывается и интерпретируется вся поступающая от внешних органов чувств информация. Реакция на каждый раздражитель также приходит от ЦНС. ЦНС связана со всем телом посредством периферической нервной системы.
Это сеть нервов, отходящих от спинного и головного мозга.

Периферическая нервная система также делится на два подраздела: соматическую и автономную нервные системы. Соматическая нервная система передает сигналы к мышцам скелета. Эти мышцы контролируют осознанные движения. Автономная нервная система передает импульсы к железам, органам и мышцам сердца и пищеварительной системы, которые не находятся под сознательным контролем.
1 - Центральная нервная система









Предыдущая11121314151617181920Следующая

Специфический характер вегетативных влияний уменьшается по мере поднятия к высшим интегра-тивным уровням центральной нервной системы.

Физиологические особенности вегетативных процес­сов заключаются в том, что они являются лишь час­тью целостной реакции. Так, например, запуск желу­дочной секреции — это только часть пищевой реак­ции, содержащей двигательные компоненты, которые обеспечиваются соматической нервной системой. Уси­ление работы сердца при нагрузке сопровождается изменением деятельности мышечной, дыхательной систем и т.д.

Соматические компоненты какой-либо реакции организма могут подчиняться произвольному корко­вому контролю даже в момент, когда центральное ядро организации реакции уже сложилось. В то же время в такой же стадии формирования центрального ядра вегетативные реакции лишаются коркового управле­ния и не могут быть произвольно заторможены.

В отличие от соматической нервной системы, веге­тативная имеет малую скорость проведения возбуж­дения, в результате, например, сосудистая реакция мышц отстает от начала ее сокращения под влиянием возбуждения соматических нервов. Вегетативные во­локна заканчиваются на органах синапсами, отличи­тельной особенностью которых является химическая специфичность и избирательная чувствительность к химическим воздействиям.

11.2. Особенности симпатической и парасимпатической нервныхсистем

Общий план вегетативной нервной системы в эво­люции достаточно однообразен, он состоит из симпа­тического и парасимпатического отделов.

Парасимпатическая иннервация представлена кра-ниобульбарным и сакральным отделами. В кранио-бульбарном отделе расположены:

— висцеральные ядра глазодвигательного нерва под четверохолмиями, регулируют просвет зрачка, крутизну хрусталика;

- секреторные слезоотделительные клетки, ядра лицевого нерва в варолиевом мосту;

- секреторные слюноотделительные ядра, ядра языкоглоточного, врисбергова нерва в продол-

_, говатом мозгу;

- ядра блуждающего нерва, иннервирующие сер­ дце, бронхи, желудочно-кишечный тракт, пи­ щеварительные и другие железы, локализуются в продолговатом мозгу.

В сакральном отделе расположены парасимпати­ческие клетки на уровне II-IV сегментов крестцового отделов спинного мозга, которые образуют своими ак­сонами тазовый нерв, иннервирующий мочевой пу­зырь, прямую кишку, половые органы.

Симпатическая нервная система представлена кле­точными элементами, расположенными в боковых рогах спинного мозга от VII шейного до II пояснично­го. Аксоны от них выходят в составе передних ко­решков и идут к пограничному симпатическому ство­лу, который имеет 20-25 узлов. От них часть воло­кон, не переключаясь в них, а часть, переключаясь, идут к органам брюшной, грудной полостей, к мыш­цам, коже, сосудам, железам и т.д.

При повреждении ганглиев симпатической цепоч­ки нарушается мышечный тонус, появляется дрожа­ние, изменяется чувствительность, наблюдаются гипе­ремия, боли, повышаются рефлексы, нарушается пото­отделение, могут возникать трофические язвы. Часто наблюдаются спазмы и боли внутренних органов.

У человека неодинаково выражен тонус симпати­ческой и парасимпатической нервных систем, что оп­ределяется проверкой кожных и вегетативных реф­лексов. Например, местный дермографизм является реакцией кожных капилляров и возникает при про­ведении по коже тупой частью карандаша. В норме на такое раздражение возникает красноватая полос­ка. При гипертонусе парасимпатической нервной си­стемы на такое раздражение возникает широкая по­лоса покраснения или отечный валик. В случае по­вышения тонуса симпатических центров штриховое раздражение вызывает не покраснение, а побледне-ние кожи, появляется белая полоса в результате су­жения сосудов. Аналогично этому формируется белое пятно после надавливания на кожу пальцем руки в течение 3 с. В норме белое пятно держится 2-3 с, при симпатическом гипертонусе — значительно дольше.

Периферическая часть вегетативной нервной систе­мы представлена ганглиями и нервами. Парасимпати­ческие ганглии находятся в самих органах. К ним под-

ходят ганглионарные волокна от ствола мозга или от крестцового отдела спинного мозга. Симпатические ганглии расположены в виде цепочек по бокам позво­ночника или в брыжейке кишечника. К этим гангли­ям подходят волокна боковых рогов спинного мозга.

Симпатические нейроны имеют более обширную иннервацию, чем парасимпатические, поэтому их вли­яние более генерализовано. Суммарно симпатическая нервная система тормозит работу внутренних органов и стимулирует работу сердца, скелетных мышц, моз­га. Взаимодействие органов при возбуждении симпа­тической нервной системы хорошо иллюстрирует ре­акции животного при подготовке к бегству. У такого животного расширены зрачки, сила и частота сердеч­ных сокращений возрастают, кровь отливает от кожи и внутренних органов к мышцам и мозгу, моторика желудочно-кишечного тракта замедляется, частота и объем дыхания увеличиваются, в крови появляется большое количество глюкозы и жирных кислот. И таким образом создаются все условия для активной работы мозга с целью поиска и принятия оптималь­ного решения, а также для активной работы мышц, реализующих это решение.

Преобладание активности парасимпатической не­рвной системы обеспечивает условия для восстанов­ления потраченной энергии и тем самым восстанов­ления функций организма.

11.3. Центральная регуляция вегетативных

функций

Вегетативные функции организма имеют четкую зависимость от центральной регуляции. Под централь­ной регуляцией понимается влияние структур ствола и переднего мозга на деятельность исполнительных систем спинного мозга, а через него на ганглии сим-

патической и парасимпатической нервных систем и, следовательно, на органы.

Спинной мозг за счет центров вегетативной нервной системы осуществляет сосудодвигательные, пиломо-торные, потоотделительные функции, расширение зрачка. Парасимпатический отдел спинного мозга обеспечивает функционирование органов малого таза.

В продолговатом мозгу вегетативный аппарат состоит из ядер блуждающего нерва языкоглоточного, лицево­го, глазодвигательного нервов. Здесь же расположены клетки, иннервирующие слюнные, слезные, центры водного и солевого обменов, дыхания, регуляции то­нуса сосудов, регуляции работы желез внутренней сек­реции, регуляции количества сахара в крови.

На дне IV желудочка анатомически выделяют поле блуждающего нерва — это группа клеток дорсально­го ядра данного нерва, его называют также симпати­ческим ядром вагуса. Рядом располагается чувст­вительное ядро. При удалении части легкого, пече­ни, желудка или другого внутреннего органа в этом ядре отмечается дегенерация клеток. Показано, что на это ядро проецируются все органы, железы внутрен­ней секреции. Разрушение этого ядра приводит к де­генерации вышележащих вегетативных центров. Та­ким образом, ядерная система блуждающего нерва имеет афферентную часть от органов, симпатическую и парасимпатическую части. Кроме этого данная груп­па ядер содержит двигательное ядро.

Ретикулярная формация продолговатого мозга име­ет восходящие и нисходящие связи, что обеспечивает ей возможность ассоциировать деятельность ядер ли­цевого, блуждающего, грудобрюшинного нервов, ядер, координирующих деятельность сердца, дыхания и т.д.

Таким образом, в продолговатом мозгу осуществ­ляется координация и регуляция основных вегетатив-

ных функций, переключение и ассоциация вегетатив­ных импульсов ствола мозга к спинному и наоборот.

Гипоталамус

Гипоталамус имеет обширные нервные и нейрогу-моральные связи, благодаря этому он участвует в ре­гуляции сложных целенаправленных вегетативных функций, обеспечивает гомеостаз, рост организма, терморегуляцию, уровень стрессовых эмоциональных реакций, регулирует работу центров сердечно-сосуди­стой системы, работу полостных органов (рис. 11.1).

Рис. 11.1, Гипоталамические центры регуляции вегетатив­ных функций

Раздражение задних ядер гипоталамуса повышает кровяное давление, вызывает тахикардию, расшире­ние зрачков, потоотделение, тремор мышц, усиление обмена, повышение температуры тела. Раздражение передних ядер гипоталамуса приводит к парасимпа­тическим эффектам.

При частичном повреждении гипоталамуса часто наблюдаются односторонняя гипотермия, асимметрия кровяного давления, нарушение потоотделения, по­ловинное облысение, частичная депигментация кожи, гомиатрофия, гомигипертрофия мышц.

Железистые клетки гипоталамуса выделяют гор­моны: гонадотропный, тиреотропный, адренотроп-ный. При удалении этого ядра облегчается помимо прочего возникновение реакции гнева. Дорсомеди-альное ядро гипоталамуса тормозит пищевые реак­ции, удаление его приводит к безудержному поеда­нию пищи. При повреждении передних ядер гипо­таламуса наблюдается несахарный диабет. Регуля­ция водного обмена также обеспечивается гипотала­мусом, где образуется антидиуретический гормон. Углеводный обмен страдает при нарушении функ­ций гипоталамуса, о причастности которого к дан­ной функции свидетельствуют эффекты его раздра­жения. Так, при раздражении передних отделов гипо­таламуса развивается гипогликемия, при раздраже­нии задних латеральных -- гипергликемия. Пора­жения серого бугра ведут к нарушениям жирового обмена. Половая функция страдает при поврежде­нии серого бугра. В этом случае отмечается также нарушение трофических функций полостных орга­нов: язвы и кровоизлияния желудка, кишечника, мышцы сердца и т.д.

В латеральном гипоталамусе имеется центр побуж­дения к еде, в медиальном — центр насыщения. Дву­стороннее повреждение центра голода приводит к ги­бели животного в результате афагии. Широко извест­но участие гипоталамуса в регуляции цикла бодрство­вание — сон. Повреждение передней части гипотала­муса приводит к бессоннице, повреждение задней ча­сти — к длительной сонливости.

Средний мозг

Наиболее интересной вегетативной функцией сред­него мозга обладает черное вещество. Это вещество имеет связи с корой, люисовым телом, покрышкой мозга, стриопаллидарной системой. В этом веществе расположены нейроны, обеспечивающие последова­тельность реакций акта еды, и центра, регулирующе­го дыхание. В среднем мозгу расположены ядра гла­зодвигательного нерва, иннервирующего гладкую мус­кулатуру глаза, которая вызывает сужение и расши­рение зрачка.

Лимбический мозг

Лимбический мозг -- это структуры, принимаю­щие участие в интегративных процессах вегетатив­ной регуляции. Сюда включаются: обонятельный мозг, уздечка, миндалевидное тело, гиппокамп, гипота­ламус. Это структуры, обеспечивающие взаимодей­ствие у человека автоматизированных и ситуацион­ных реакций, у животных - - поисковой, пищевой, половой, оборонительной, полетной реакций. Повреж­дение височной области лимбической системы нару­шает вегетативное обеспечение поведения, распозна­вания, речи, меняется сексуальная функция, голос, привычки. При повреждении миндалин исчезает страх, появляется гетеросексуальность. После повреж­дения связей миндалин возникает гиперфагия.

Лимбическая система регулирует интегративные процессы пара- и симпатической нервных систем. При ее раздражении усиливаются антагонистические ре­акции, вызываемые этими системами: расширение и сужение зрачков, повышение и снижение кровяного давления, усиливаются и ослабляются перистальти­ка кишечника, реакция спинальных рефлексов.

Таламус

Таламус — структура, имеющая обширные связи с соматическими и ретикулярными системами мозга. Раздражение его вентролатерального ядра вызывает стойкое повышение диастолического давления, уве­личение части функциональных капилляров. Выклю­чение этого ядра приводит к снижению кровяного давления. Раздражение вентролатерального ядра ло­кально изменяет температуру тела, например, повы­шение ее на коже лица. Это же раздражение приво­дит к изменению частоты дыхания, тахикардии, эк-страсистолии, нарушениям сна, лейкопоэза, дисфун­кциям мочевого пузыря, кишечника, менструально­го цикла.

Срединный центр таламуса также оказывает регу­лирующее влияние на такие функции, как: ритм, сила сердечных сокращений, кровяное давление, сужение капилляров, температура тела. Раздражение средин­ного центра, как правило, приводит к двусторонним эффектам, в то же время раздражение вентролатераль­ного ядра вызывает контралатеральный эффект. Вы­ключение срединного центра таламуса всегда сопро­вождается увеличением числа функционирующих ка­пилляров и усилением в них кровотока.

Сосудистые реакции, изменения деятельности сер­дца, дыхания наблюдались и при воздействии на дру­гие ядра таламуса.

Мозжечок

На ранних этапах изучения функции мозжечка были отмечены вегетативные расстройства при его повреждении. Наблюдались нарушения деятельнос­ти сердечно-сосудистой системы, дыхания и др. Од­нако ярко выраженные расстройства моторики при

патологии мозжечка надолго стали предметом изуче­ния его функций, что отодвинуло на второй план по­знание вегетативных функций мозжечка.

Тем не менее мозжечок имеет афферентацию от внутренних органов, повреждения мозжечка приво­дят к дегенерации клеток люисова тела, промежуточ­ного мозга, клеток вегетативных (боковых) рогов спин­ного мозга; установлено, что изменения в деятельно­сти внутренних органов во многом зависят от функ­ционирования мозжечка, отмечена его трофическая функция.

Подкорковые узлы

Наименее изучена роль этих образований в вегета­тивной регуляции. Считается, что подкорковые узлы являются высшим вегетативным центром мозга, ре­гулирующим работу других подобных центров.

Известно, что бледный шар участвует в регуляции сердечной деятельности, кровяного давления, сосуди­стых реакций, дыхания, терморегуляции. При введе­нии электродов в бледный шар человека вначале на­блюдалось повышение кровяного давления, затем рез­кое его снижение вплоть до нуля, на этомфоне часто появлялась экстрасистолия. Электростимуляция блед­ного шара приводила к сужению капилляров, замед­лению и остановке кровотока противоположной час­ти туловища и руки. Параллельно отмечались усиле­ние мочеиспускания, учащение дефекации, боли в области сердца, потливость, расширение зрачков.

При раздражении хвостатого ядра снижался тонус сердечных сосудов, замедлялся отток крови через капилляры.

Стимуляция скорлупы вызывала быстропроходя-щее изменение частоты сердечных сокращений и кро­вяного давления. Повреждение скорлупы нарушало

обменные процессы в печени (развивалась дистрофия печени), способствовало появлению трофических язв кожи, приводило к нарушению последовательности пищевого поведения, пищенаправленности, пищезах-вата, пищеовладения и т.д.

Кора мозга

Кора мозга имеет значительное влияние на органи­зацию и реализацию вегетативных функций. Корко­вые влияния могут быть прямыми на вегетативные центры спинного мозга и опосредованными через под­корковые образования. Еще В. М. Бехтеревым было показано локальное представительство функций отдель­ных внутренних органов в коре мозга. Видимо, вполне обоснованно также считать, что висцеральные систе­мы связаны с областями коры, принимающими непос­редственное участие в функции, управляемой данной областью. Так, двигательные области коры имеют от­ношение к сосудистой иннервации, обеспечивающей питание мышц в покое и при работе, зрительные кор­ковые поля — к иннервации радужной оболочки глаза и т.д.

Электростимуляция разных зон коры вызывает вегетативные реакции. Так, раздражение моторной, премоторной областей, сигмовидной извилины нару­шает теплорегуляцию, дыхание, сердечно-сосудистые функции, потоотделение, слюно- и слезоотделение, ведет к изменениям моторики желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря, количества сахара в крови. Известны гастральные, кардиальные ауры при эпи-лептогенных очагах коры. Более выражены вегета­тивные влияния медиобазальных зон коры. Кора мозга потенциально может осуществлять любые влияния на вегетативные функции, но никогда не использует свои возможности ежеминутно. Нужно думать, что потен-

циальные возможности коры используются тогда, когда необходима коррекция функции, которую орга­низует подкорковая или спинальная структура.

Таким образом,в организации вегетативной функ­ции организма прямо или косвенно принимают учас­тие все структуры мозга. Их участие различно как в плане обеспечения интегративных процессов, так и в плане обеспечения конкретных реакций.










Вся нервная система состоит из серого и белого вещества.· Белое вещество – скопление покрытых миелиновой оболочкой нерв­ных волокон, преимущественно аксонов· Серое вещество – скопление тел нейронов· Ядро – отдельное ограниченное скопление серого вещества в толще бе­лого вещества· Узел – скопление серого вещества вне белого вещества. Белое вещество образует в ЦНС проводящие пути и тракты.И. П. Павлов показал, что центральная нервная система оказывает на орга­низм три рода воздействий:· Пусковые (сокращения мышц, секреция желез)· Сосудодвигательные (изменение ширины просвета сосуда)· Трофические (повышение или снижение обмена веществ) Рефлекс – основная форма нервной деятельности. Рефлекс был открыт в XVII веке Рене Декартом – французским филосо­фом, физиком, математиком. В 1863 году И. М. Сеченов писал: «Все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть реф­лексы.Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, которая осуществляется при участии нервной системы.Рефлекторная дуга – путь, по которому проходит нервный импульс от ре­цептора до эффектора.В рефлекторной дуге 5 звеньев:1. Рецептор (чувствительное окончание)2. Чувствительный (афферентный) нейрон – проводит возбуждение к нервному центру.3. Вставочный нейрон. Находится в нервном центре, с помощью него происходит переключение возбуждения с чувствительного нейрона на двигательный.4. Двигательный (эфферентный) нейрон – несет нервный импульс на периферию.5. Действующий орган (мышца или железа)Любое раздражение – механическое, световое, звуковое, химическое, температурное – воспринимается рецептором, трансформируется в нервный импульс, который по чувствительному волокну идет в ЦНС. В ЦНС эта информация перерабатывается, отбирается и передается на двигательные нервные клетки, которые посылают импульсы к другим органам.Обратная связь:Во время ответной реакции возбуждаются рецепторы рабочего органа и от них нервные импульсы идут обратно в ЦНС, докладывая о достигнутом результате. Это – обратная связь.Обратная связь была открыта П.К. Анохиным. Она либо усиливает, либо уточняет, либо прекращает рефлекс. Рефлекс осуществляется не рефлекторной дугой, а рефлекторным кольцом и заканчивается если достигнут результат.Значение рефлекса:Это приспособительная реакция организма, которая обеспечивает тонкое, точное, совершенное уравновешивание организма с внешней средой, контроль и регуляцию функций внутри организма.Для осуществления рефлекса необходима работа всех звеньев рефлекторной дуги.Хирурги, применяя новокаин, блокируют рецепторы и устраняют боль при разрезе.Время рефлекса. Время рефлекса – это время от момента раздражения до ответа на него.Центральное время рефлекса – время прохождения возбуждения через нервный центр.Чем меньше нейронов входит в состав рефлекторной дуги, тем короче время рефлекса.Сухожильные рефлексы с двухнейронной дугой – самые быстрые. Вегетативные – медленнее.Каждый рефлекс имеет рецептивное поле и нервный центр.Рецептивное поле рефлекса – анатомическая область, при раздражении которой вызывается данный рефлекс.Пример: рефлекс сосания – при раздражении губ, рефлекс сужения зрачка – при освещении сетчатки.Нервный центр рефлекса – совокупность нервных клеток в ЦНС необходимая для осуществления рефлекса и достаточная для его регуляции.4. Виды рефлексов:Нейроны, образующие рефлекторные дуги, соединяются между собой посредством контактов – синапсов.В состав синапса входит:· Синаптические бляшки, покрытые пресинаптической мембраной· Синаптические щели. Аксоны содержат синаптические пузырьки, которые содержат медиатор – возбуждающий (симпатин) и тормозящий (ацетилхолин).Важнейшее свойство синапса – одностороннее проведение возбуждения.Торможение, возбуждение, доминанта. В ЦНС существует 2 процесса: возбуждение и торможение. Их взаимодействие лежит в основе нервной деятельности.Возбуждение – нервный процесс, который вызывает деятельность органа, либо усиливает существующую.Торможение – нервный процесс, который ослабляет либо прекращает деятельность либо препятствует её возникновению.Торможение открыто И. М. Сеченовым в 1862г на лягушках.Доминанта – очаг повышенной возбудимости в центральной нервной системе, который притягивает к себе возбуждения с других рефлекторных дуг, тем самым усиливает свою активность и тормозит другие нервные импульсы.Открыл доминанту А. А. Ухтомский. Различают доминанты: голода, жажды, инстинкты самосохранения, полового инстинкта, увлечённость работой, etc. Спинной мозг. Латинское название – medulla spinalis, греческий вариант – myelos. Спинной мозг находится в позвоночном канале (по форме – уплощённый цилиндрический тяж). Длина 41 – 45сантиметров, масса 34 – 38грамм.Вверху переходит в продолговатый мозг – внизу заканчивается мозговым конусом. От конуса отходит терминальная нить – атрофированная часть спинного мозга.На втором месяце внутриутробной жизни спинной мозг занимает весь позвоночный канал, а затем из-за роста ускоренного позвоночника отстаёт в росте и смещается вверх. У новорождённого спинной мозг заканчивается на уровне III поясничного позвонка, у взрослого на уровне II поясничного позвонка.Спинной мозг имеет:1. Два утолщения (они соответствуют местам выхода нервов, идущих в верхние и нижние конечности):a. Шейное 3. Задняя срединная борозда (вместе с передней делят мозг на две симметричные половины)На каждой половинке спинного мозга имеются слабо выраженные боковые борозды:· Две передние латеральные борозды. Из передних боковых борозд выходят передние корешки (radiculus). В задние боковые борозды входят задние корешки.Передние корешки (по функции двигательные) служат для передачи нервных импульсов в скелетные мышцы.Задние корешки (по функции чувствительные) служат для передачи нервных импульсов от рецепторов различных органов в мозг.В области межпозвоночного отверстия корешки соединяются в общий пучок – спинномозговой нерв (смешанный по функции). У места соединения на заднем корешке имеется утолщение – спинномозговой узел.Воспаление или утолщение корешков – радикулит. В поясничном отделе корешки идут параллельно концевой нити и образуют пучок – конский хвост.Спинной мозг делится на четыре отдела:1. Шейный 3. Поясничный 4. Мозговой конус. Каждый отдел спинного мозга делится на сегменты. Сегмент -участок спинного мозга, от которого отходит одна пара спинномозговых нервов с их корешками, ветвями и узлами.Выделяют 31 сегмент спинного мозга:· 8 шейных