Основные свойства и функции элементов нервной системы. Основные свойства и функции нервных элементов

В основе современного представления о структуре и функции ЦНС лежит нейронная теория , которая представляет собой частный случай клеточной теории. Нейронная теория, рассматривающая мозг как результат функционального объединения отдельных клеточных элементов – нейронов, получила широкое распространение и признание в начале 20 столетия.

Большое значение для ее признании имели исследования испанского ученого нейрогистолога Р.Кахала и английского физиолога Ч.Шеррингтона. Окончательные доказательства полной структурной обособленности нервных клеток были получены с помощью электронного микроскопа.

Учеными доказано, что нервная система построена из двух типов клеток: нервных и глиальных . При этом количество глиальных клеток в 8-9 раз превышает количество нервных. Несмотря на это, именно нервные клетки обеспечивают все многообразие процессов, связанных с передачей и обработкой информации.

Таким образом, основной структурно-функциональной единицей нервной системы является нейрон (нервная клетка, нейроцит) (Рис. 1).

Рис.1. Нервные клетки:

А – мультиполярный нейрон; 1 – нейрит;

Б – униполярный нейрон; 2 – дендрит

В – биполярный нейрон

Нейрон состоит из тела (сомы), которое содержит различные внутриклеточные органеллы, необходимые для обеспечения жизнедеятельности клетки. Кроме того, в теле нейрона протекают все процессы химического синтеза, откуда продукты этого синтеза поступают в различные отростки, которые отходят от тела нейрона. Тело нейрона покрыто специальной оболочкой – мембраной . От тела клетки берут начало отростки нервной клетки – дендриты и аксоны. В большинстве случаев дендриты сильно разветвляются, вследствие чего их суммарная поверхность значительно превосходит поверхность тела клетки. По количеству имеющихся отростков нейроны классифицируются следующим образом:

1)биполярные нейроны – имеют два отростка;

2)мультиполярные нейроны – имеют более двух отростков;

3)униполярные нейроны – имеют один хорошо выраженный отросток.

Как полагают ученые, мозг человека состоит из 2,5 умноженных на 10 в десятой степени нейронов. Если подсчитать это число, то оно практически совпадет с числом, которое определяет количество звезд в Галактике.

Основное функциональное назначение отростков – обеспечение распространения нервных импульсов. Проведение нервного импульса от тела нейрона к другой нервной клетке или к рабочей ткани, органу осуществляется по аксону (нейриту) (от греческого axon – ось). Любой нейрон может иметь лишь только один аксон. Отростки, проводящие нервные импульсы к телу нейрона называются дендритами (от греческого dendron, что означает дерево).

Необходимо отметить, что нервная клетка способна пропускать нервный импульс только в одном направлении – от дендрита через тело нервной клетки к аксону и через него далее, - к месту назначения.

В соответствии с морфофункциональными характеристиками выделяют три типа нейронов.

1. Чувствительные , рецепторные , или афферентные нейроны. Тела этих нервных клеток всегда расположены все головного или спинного мозга, в узлах (ганглиях) периферической нервной системы. Один из отростков, отходящих от тела нервной клетки, следует на периферию к тому или иному органу и заканчивается там чувствительным окончанием – рецептором, который способен трансформировать энергию внешнего воздействия (раздражение) в нервный импульс. Второй отросток направляется в ЦНС, спинной мозг или стволовую часть головного мозга в составе задних корешков спинномозговых нервов или соответствующих черепных нервов.

Рецепцию, т.е. восприятие раздражения и начавшееся распространение нервного импульса по нервным проводникам к центрам, И.П.Павлов относил к началу процесса анализа.

2. Замыкательный , вставочный , ассоциативный , или кондукторный , нейрон. Этот нейрон осуществляет передачу возбуждения с афферентного (чувствительного) нейрона на эфферентные. Суть этого процесса заключается в передаче полученного афферентным нейроном сигнала эфферентному нейрону для исполнения в виде ответной реакции. И.П.Павлов определил это действие как «явление нервного замыкания». Замыкательные (вставочные) нейроны лежит в пределах ЦНС.

3. Эффекторный , эфферентный (двигательный или секреторный ) нейрон. Тела этих нейронов находятся в ЦНС (или на периферии – в симпатических, парасимпатических узлах).

Нейроны в нервной системе, вступая в контакт друг с другом, образуют цепи, по которым и передаются (движутся) нервные импульсы. Передача нервного импульса от одного нейрона к другому происходит в местах их контактов и обеспечивается особого рода образованиями, получившими название межнейронных синапсов . Синапсы принято делить на аксосоматические, когда окончания аксона одного нейрона образуют контакты с телом другого нейрона, и аксодендритические, когда аксон вступает в контакт с дендритами другого нейрона. Отдельные нервные клетки образуют до 2000 синапсов каждая.

Нервные отростки, покрытые оболочками, образуют нервные волокна . Различают две основных группы нервных волокон:

Миелиновые (мякотные);

Безмиелиновые (безмякотные).

Нервы построены из мякотных и безмякотных нервных волокон и соединительно-тканных оболочек. Мякотные нервные волокна входят в состав чувствительных и двигательных нервов; безмякотные нервные волокна, в основном, принадлежат автономной нервной системе.

Между нервными волокнами располагается тонким слоем соединительная ткань – эндонервий .

Снаружи нерв покрывает волокнистая соединительная ткань – принервий .

Выделяют следующие физиологические свойства нервного волокна:

Возбудимость . В 1791 г. ученый французский ученый Гальвани выдвинул идею о существовании «живого электричества» в нервах и мышцах. Его соотечественник Маттеучи в 40-е годы Х1Х столетия получил первые доказательства электрической природы нервного импульса, а еще один ученый Гельмгольц, ставший впоследствии знаменитым физиком, в 1850 г. измерил скорость проведения нервного импульса, определив передачу его по нерву не как физическое проведение, а как активный биологический процесс. В связи с этим, нервные импульсы получили название потенциалов действия . После проведенных исследований широкое распространение получили идеи о том, что нейрон является клеткой, предназначенной для выработки импульсов, которые являются непосредственными средствами обмена сигналами между нервными клетками.

Проводимость . Как мы с вами отмечали, функция аксона заключается в проведении нервных импульсов. Проведение нервного импульса можно уподобить распространению электрического тока. Как правило, потенциал действия зарождается в начальном, ближайшем к телу клетки сегменте аксона и пробегает по аксону к его окончаниям. За счет различных ионов (натрия, калия и т.д.), которые постоянно перемещаются в следствии диффузии через мембрану живой клетки, на ее поверхности формируется заряд, который получил название мембранный потенциал . В состоянии покоя на внутренней стороне мембраны регистрируется отрицательный потенциал. Постоянный отрицательный потенциал, регистрируемый на нейронах, принято называть мембранным потенциалом покоя, а данное явление – поляризацией. Уменьшение степени поляризации (смещение потенциала к нулю) называют деполяризацией. Увеличение – гиперполяризацией.

Целостность нервного волокна . Возбуждение распространяется по нервному волокну лишь при сохранении его анатомической и физиологической целостности. Потеря структурных и физиологических свойств в результате охлаждения, воздействия токсических веществ и т.д. ведет к нарушению проводимости нервного волокна.

Двустороннее проведение возбуждения по нервному волокну . Данное явление открыто русским ученым Р.И.Рабухиным, который показал, что возбуждение, возникнув в какой-либо области нервного волокна, распространяется в обе стороны, независимо от того, какое это волокно – центростремительное или центробежное.

Свойство изолированного проведения нервного импульса . Если возбуждение возникло в одном нервном волокне, то оно не может перейти на соседнее нервное волокно, находящееся в одном и том же нерве. Важное значение этого свойства проявляется в том, что большинство нервов являются смешанными, состоящими из тысяч функционально различных нервных волоокое.

Относительная неутомляемость нерва . Это свойство было выделено в 1884 г. ученым Н.Е.Введенским, который показал, что нерв сохраняет способность к проведению возбуждения даже при длительном непрерывном его раздражении, т.е. нерв практически неутомляем. Только лишь изменения морфофункциональных свойств нерва постепенно могут подавлять его проводимость.

Функциональная лабильность нервной ткани . Данное понятие также сформулировано Н.Е.Введенским в 1892 г., который обнаружил, что нерв может отвечать не данную частоту раздражения такой же частотой возбуждения только до определенного предела. Мерой лабильности, по Н.Е.Введенскому является наибольшее число возбуждений, которое ткань может воспроизвести в 1 секунду в полном соответствии с частотой раздражений. Например, наибольшее число импульсов двигательного нерва теплокровных составляет до 1000 в 1 сек. Возбудимая ткань в зависимости от функционального состояния способна изменять свою лабильность как в сторону ее понижения, так и повышения. В этом случае возбудимая ткань начинает усваивать новые, более высокие (или низкие), ранее недоступные ей ритмы активности. Снижение функциональной лабильности в процессе жизнедеятельности ведет к торможению функции.

Совокупность нервных клеток (нейронов), расположенных на различных уровнях ЦНС, достаточных для приспособительной регуляции функции органа согласно потребностям организма называют нервными центрами . Например, нейроны дыхательного центра располагаются и в спинном мозге, и в продолговатом мозге, и в мосту. Однако среди нескольких групп клеток, расположенных на различных уровнях ЦНС, как правило, выделяется главная часть центра. Так, главная часть дыхательного центра располагается в продолговатом мозге и включает инспираторные и экспираторные нейроны.

Нервный центр реализует свое влияние на эффекторы либо непосредственно с помощью эфферентных импульсов соматической и вегетативной нервной системы, либо с помощью активации и выработки соответствующих гормонов.

Также необходимо отметить, что пространство между нейронами заполняют клетки глии . Глия обеспечивает структурную и метаболическую опору для сети нейронов, обеспечивает их взаиморасположение. Среди клеток глии различают:

1)астроциты , клетки, находящиеся в головном и спинном мозге;

2)олигодендроциты , тесно связанные в ЦНС с длинными нервными путями, образованными пусками аксонов, а также с нервами;

3)эпендимные клетки, которые в основном образуют непрерывную эпителиальную ткань, выстилающую желудочки мозга;

4)микроглию , которая состоит из мелких клеток, разбросанных в белом и сером веществе мозга.

Вопросы для самоконтроля:

Что такое нейрон?

Каково его строение?

В чем заключается функциональное назначение отростков нейрона?

Что такое синапс?

Раскройте подходы к классификации синапсов.

Дайте характеристику типов нейронов.

Охарактеризуйте нервное волокно.

Дайте характеристику физиологических свойств нервного волокна.

Что такое нервный центр?

Что такое «глия» и каково ее функциональное назначение?

§3. Рефлекс как основная форма нервной деятельности

§4. Возбуждение и торможение в цнс

§5. Строение, развитие и функциональное значение различных отделов нервной системы

§6. Вегетативная нервная система

Глава III Высшая нервная деятельность и ее возрастные особенности

§1. Условные и безусловные рефлексы

§2. Качественные особенности высшей нервной деятельности человека

§3. Типы высшей нервной деятельности

§4. Интегративная деятельность мозга и системная организация приспособительных поведенческих реакций

§5. Интегративные процессы в цнс как основа психических функций

Глава IV Возрастная физиология и гигиена анализаторов

§1. Общая характеристика сенсорных систем§2. Зрительный анализатор§3. Профилактика нарушений зрения у детей и подростков§4. Слуховой анализатор

§1. Общая характеристика сенсорных систем

§2. Зрительный анализатор

§3. Профилактика нарушений зрения у детей и подростков

§4. Слуховой анализатор

Глава V Гигиена учебно-воспитательного процесса в школе и пту

§1. Работоспособность детей и подростков

§2. Изменение работоспособности у учащихся в процессе учебной деятельности

§3. Гигиена письма и чтения

§4. Совершенствование условий обучения и воспитания учащихся пту

Глава VI Режим дня детей и подростков

§1. Гигиенические требования к режиму дня школьников

§2. Гигиена сна

§3. Режим групп (классов) и школ с продленным днем

§4. Режим дня воспитанников школ-интернатов

§5. Особенности организации режима дня в учреждениях санаторного типа

§6. Режим дня учащихся пту

§7. Режим дня в пионерском лагере

Глава VII Возрастная эндокринология. Общие закономерности деятельности эндокринной системы

§1. Эндокринная система§2. Половое созревание

§1. Эндокринная система

§2. Половое созревание

Глава VIII Возрастные особенности опорно-двигательного аппарата. Гигиенические требования к оборудованию школ и пту

§1. Общие сведения об опорно-двигательной системе

§2. Части скелета и их развитие

§3. Мышечная система

§4. Особенности реакций организма на физическую нагрузку в различные возрастные периоды

§5. Развитие двигательных навыков, совершенствование координации движений с возрастом

§6. Нарушения опорно-двигательного аппарата у детей и подростков

§7. Школьная мебель и ее использование

§8. Гигиенические требования к организации труда учащихся

Глава IX Возрастные особенности органов пищеварения. Обмен веществ и энергии. Гигиена питания

§1. Строение и функции органов пищеварения§2. Обмен веществ и энергии§3. Питание учащихся и гигиенические требования к его организации

§1. Строение и функции органов пищеварения

§2. Обмен веществ и энергии

§3. Питание учащихся и гигиенические требования к его организации

Глава X Возрастные особенности крови и кровообращения

§1. Кровь и ее значение

§2. Система кровообращения

§3. Движение крови по сосудам

§4. Регуляция кровообращения и ее возрастные особенности

§5. Возрастные особенности реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку

Глава XI Возрастные особенности органов дыхания. Гигиенические требования к воздушной среде учебных помещений

§1. Строение и функция органов дыхания и их возрастные особенности§2. Регуляция дыхания и ее возрастные особенности

§1. Строение и функция органов дыхания и их возрастные особенности

§2. Регуляция дыхания и ее возрастные особенности

Глава XII Возрастные особенности органов выделения. Личная гигиена. Гигиена одежды и обуви

§1. Строение и функция почек§2. Строение и функция кожи§3. Гигиенические требования к детской одежде и обуви§4. Отморожения, ожоги. Профилактика и первая помощь

§1. Строение и функция почек

§2. Строение и функция кожи

§3. Гигиенические требования к детской одежде и обуви

§4. Отморожения, ожоги. Профилактика и первая помощь

Глава XIII Состояние здоровья детей и подростков

§1. Понятие о здоровье§2. Влияние состояния здоровья школьников на их работоспособность и освоение профессии§3. Инфекционные заболевания§4. Защита организма от инфекции

§1. Понятие о здоровье

§2. Влияние состояния здоровья школьников на их работоспособность и освоение профессии

§3. Инфекционные заболевания

§4. Защита организма от инфекции

Глава XIV Гигиена физического воспитания

§1. Задачи, формы и средства физического воспитания§2. Естественные факторы природы в системе физического воспитания§3. Гигиенические требования к местам занятий физкультурой и спортом

§1. Задачи, формы и средства физического воспитания

§2. Естественные факторы природы в системе физического воспитания

§3. Гигиенические требования к местам занятий физкультурой и спортом

Глава XV Гигиена трудового обучения и производительного труда учащихся

§1. Организация трудовой деятельности учащихся§2. Профессиональная ориентация учащихся

рецепторов - клеток, специализированных для восприятия физических, физико-химических и химических сигналов внешней и внутренней среды. Возбудимость. Важнейшим свойством нервных клеток, так же как и мышечных, является возбудимость - способность быстро ответить на действие раздражителя возбуждением. Мерой возбудимости является порог раздражения - та минимальная сила раздражителя, которая вызывает возбуждение. Возбуждение характеризуется комплексом функциональных, химических, физико-химических явлений. Оно способно перемещаться из одного места клетки в другое, от одной клетки к другой. Обязательным признаком возбуждения является изменение электрического состояния поверхностной клеточной мембраны. Именно электрические явления обеспечивают проведение возбуждения в возбудимых тканях. Возникновение и распространение возбуждения связано с изменением электрического заряда живой ткани, с так называемыми биоэлектрическими явлениями. Если возбудимую клетку подвергнуть действию достаточно сильного раздражителя, то возникает быстрое колебание мембранного потенциала (разность потенциалов, регистрируемая по обе стороны мембраны), называемое потенциалом действия. Причина возникновения потенциала действия- изменение ионной проницаемости мембраны. Проведение возбуждения. Возникшее возбуждение распространяется по нервному волокну, переходит на другие клетки или на другие участки той же клетки за счет местных токов, возникающих между возбужденным и покоящимся участком волокна. Проведение возбуждения обусловлено тем, что потенциал действия, возникший в одной клетке или в одном из ее участков, становится раздражителем, вызывающим возбуждение соседних участков. Передача возбуждения в синапсах. Возбуждение от одной нервной клетки к другой передается только в одном направлении: с аксона одного нейрона на тело клетки и дендриты другого нейрона.

Аксоны большинства нейронов, подходя к другим нервным клеткам, ветвятся и образуют многочисленные окончания на телах этих клеток и их дендритах (рис. 4). Такие места контактов называют синапсами. Аксоны образуют окончания и на мышечных волокнах, и на клетках желез. Количество синапсов на теле одного нейрона достигает 100 и больше, а на дендритах одного нейрона - несколько тысяч. Одно нервное волокно может образовать до 10 тыс. синапсов на многих нервных клетках.

Синапс имеет сложное строение (рис. 5). Он образован двумя мембранами - пресинаптической и постсинаптической, между ними синоптическая щель. Пресинаптическая часть синапса находится на нервном окончании. Нервные окончания в центральной нервной системе имеют вид пуговок, колечек или бляшек. Каждая синаптическая пуговка покрыта пресинаптической мембраной. Постсинаптическая мембрана находится на теле или на дендритах нейрона, к которому передается нервный импульс. В пресинаптической области обычно наблюдаются большие скопления митохондрий. Возбуждение через синапсы передается химическим путем с помощью особого вещества - посредника, или медиатора, находящегося в синаптических пузырьках, расположенных в синапти-ческой бляшке. В разных синапсах вырабатываются разные медиаторы. Чаще всего это ацетилхолин, адреналин и норадреналин. В центральной нервной системе наряду с возбудительными существуют тормозные синапсы, из синаптических бляшек которых освобождается тормозный медиатор. В настоящее время в ЦНС обнаружено два таких медиатора - гамма-аминомасляная кислота и глицин. На каждой нервной клетке расположено множество возбуждающих и тормозных синапсов, что создает условия для их взаимодействия и в конечном счете для различного характера ответа на пришедший сигнал. Синаптический аппарат в ЦНС, особенно в ее высших отделах, формируется в течение длительного периода постнатального развития. Его формирование в большей мере определяется притоком внешней информации. На ранних этапах развития первыми созревают возбудительные синапсы, тормозные синапсы формируются позже. С их созреванием связано усложнение процессов переработки информации.

Раздражимость. Нейроны, как и все живые клетки, обладают раздражимостью - способностью под влиянием факторов внешней и внутренней среды, так называемых раздражителей, переходить из состояния покоя в состояние активности. Естественным раздражителем нейрона, вызывающим его деятельность, является нервный импульс, поступающий или из других нейронов, или из рецепторов - клеток, специализированных для восприятия физических, физико-химических и химических сигналов внешней и внутренней среды.
Возбудимость. Важнейшим свойством нервных клеток, так же как и мышечных, является возбудимость - способность быстро ответить на действие раздражителя возбуждением. Мерой возбудимости является порог раздражения - та минимальная сила раздражителя, которая вызывает возбуждение. Возбуждение характеризуется комплексом функциональных, химических, физико-химических явлений. Оно способно перемещаться из одного места клетки в другое, от одной клетки к другой. Обязательным признаком возбуждения является изменение электрического состояния поверхностной клеточной мембраны. Именно электрические явления обеспечивают проведение возбуждения в возбудимых тканях.
Возникновение и распространение возбуждения связано с изменением электрического заряда живой ткани, с так называемыми биоэлектрическими явлениями. Если возбудимую клетку подвергнуть действию достаточно сильного раздражителя, то возникает быстрое колебание мембранного потенциала (разность потенциалов, регистрируемая по обе стороны мембраны), называемое потенциалом действия. Причина возникновения потенциала действия- изменение ионной проницаемости мембраны.
Проведение возбуждения. Возникшее возбуждение распространяется по нервному волокну, переходит на другие клетки или на другие участки той же клетки за счет местных токов, возникающих между возбужденным и покоящимся участком волокна. Проведение возбуждения обусловлено тем, что потенциал действия, возникший в одной клетке или в одном из ее участков, становится раздражителем, вызывающим возбуждение соседних участков.
Передача возбуждения в синапсах. Возбуждение от одной нервной клетки к другой передается только в одном направлении: с аксона одного нейрона на тело клетки и дендриты другого нейрона.

Аксоны большинства нейронов, подходя к другим нервным клеткам, ветвятся и образуют многочисленные окончания на телах этих клеток и их дендритах (рис. 4). Такие места контактов называют синапсами. Аксоны образуют окончания и на мышечных волокнах, и на клетках желез.
Количество синапсов на теле одного нейрона достигает 100 и больше, а на дендритах одного нейрона - несколько тысяч. Одно нервное волокно может образовать до 10 тыс. синапсов на многих нервных клетках.

Синапс имеет сложное строение (рис. 5). Он образован двумя мембранами - пресинаптической и постсинаптической, между ними синоптическая щель. Пресинаптическая часть синапса находится на нервном окончании. Нервные окончания в центральной нервной системе имеют вид пуговок, колечек или бляшек. Каждая синаптическая пуговка покрыта пресинаптической мембраной. Постсинаптическая мембрана находится на теле или на дендритах нейрона, к которому передается нервный импульс. В пресинаптической области обычно наблюдаются большие скопления митохондрий.
Возбуждение через синапсы передается химическим путем с помощью особого вещества - посредника, или медиатора, находящегося в синаптических пузырьках, расположенных в синапти-ческой бляшке. В разных синапсах вырабатываются разные медиаторы. Чаще всего это ацетилхолин, адреналин и норадреналин.
В центральной нервной системе наряду с возбудительными существуют тормозные синапсы, из синаптических бляшек которых освобождается тормозный медиатор. В настоящее время в ЦНС обнаружено два таких медиатора - гамма-аминомасляная кислота и глицин.
На каждой нервной клетке расположено множество возбуждающих и тормозных синапсов, что создает условия для их взаимодействия и в конечном счете для различного характера ответа на пришедший сигнал.
Синаптический аппарат в ЦНС, особенно в ее высших отделах, формируется в течение длительного периода постнатального развития. Его формирование в большей мере определяется притоком внешней информации. На ранних этапах развития первыми созревают возбудительные синапсы, тормозные синапсы формируются позже. С их созреванием связано усложнение процессов переработки информации.

Каждый орган или система в организме человека играют свою роль. При этом все они взаимосвязаны. Значение трудно переоценить. Она отвечает за корреляцию между всеми органами и их системами и за функционирование организма в целом. В школе рано начинают ознакомление с таким многогранным понятием, как нервная система. 4 класс - это еще маленькие дети, которые не могут глубоко разобраться во многих сложных научных понятиях.

Структурные единицы

Главные структурные и функциональные единицы нервной системы (НС) - нейроны. Они представляют собой сложные возбудимые секретирующие клетки с отростками и воспринимают нервное возбуждение, перерабатывают его и передают другим клеткам. Нейроны также могут оказывать на клетки-мишени модулирующее или тормозное воздействие. Они являются составной частью био- и хеморегуляции организма. С функциональной точки зрения нейроны являются одной из основ организации нервной системы. Они объединяют несколько других уровней (молекулярный, субклеточный, синаптический, надклеточный).

Нейроны состоят из тела (сома), длинного отростка (аксона) и небольших ветвящихся отростков (дендритов). В разных отделах нервной системы они имеют различную форму и величину. В некоторых из них длина аксона может достигать 1,5 м. От одного нейрона отходит до 1000 дендритов. По ним возбуждение распространяется от рецепторов к телу клетки. По аксону импульсы передаются эффекторным клеткам или другим нейронам.

В науке существует понятие «синапс». Аксоны нейронов, подходя к другим клеткам, начинают ветвиться и образуют многочисленные окончания на них. Такие места и называют синапсами. Аксоны образуют их не только на нервных клетках. Синапсы есть на мышечных волокнах. Эти органы нервной системы присутствуют даже на клетках желез внутренней секреции и кровеносных капиллярах. представляют собой покрытые глиальными оболочками отростки нейронов. Они выполняют проводящую функцию.

Нервные окончания

Это специализированные образования, расположенные на кончиках отростков нервных волокон. Они обеспечивают в виде импульса. Нервные окончания участвуют в формировании передающих и воспринимающих концевых аппаратов разной структурной организации. По функциональному назначению выделяют:

Синапсы, которые передают нервный импульс между нервными клетками;

Рецепторы (афферентные окончания), направляющие информацию от места действия фактора внутренней или внешней среды;

Эффекторы, передающие импульс от нервных клеток к другим тканям.

Деятельность нервной системы

Нервная система (НС) - целостная совокупность нескольких взаимосвязанных между собой структур. Она способствует слаженной регуляции деятельности всех органов и обеспечивает реакцию на изменения условий. Нервная система человека, фото которой представлено в статье, связывает воедино двигательную активность, чувствительность и работу иных регуляторных систем (иммунной, эндокринной). Деятельность НС связана с:

Анатомическим проникновением во все органы и ткани;

Установлением и оптимизацией взаимосвязи между организмом и окружающей внешней средой (экологической, социальной);

Координированием всех обменных процессов;

Управлением системами органов.

Структура

Анатомия нервной системы очень сложна. В ней находится много структур, различных по строению и назначению. Нервная система, фото которой свидетельствуют о ее проникновении во все органы и ткани организма, играет важную роль как приемник внутренних и внешних раздражителей. Для этого предназначены особые сенсорные структуры, которые находятся в так называемых анализаторах. Они включают специальные нервные устройства, которые способны воспринимать поступающую информацию. К ним относятся следующие:

Проприорецепторы, собирающие информацию, касающуюся состояния мышц, фасций, суставов, костей;

Экстерорецепторы, располагающиеся в кожных покровах, слизистых оболочках и органах чувств, способные воспринимать полученные из внешней среды раздражающие факторы;

Интерорецепторы, расположенные во внутренних органах и тканях и ответственные за принятие биохимических изменений.

Основное значение нервной системы

Работа НС тесно связана как с окружающим миром, так и с функционированием самого организма. С ее помощью происходит восприятие информации и ее анализ. Благодаря ей происходит распознавание раздражителей внутренних органов и поступающих извне сигналов. Нервная система отвечает за реакции организма на полученную информацию. Именно благодаря ее взаимодействию с гуморальными механизмами регуляции обеспечивается приспособляемость человека к окружающему миру.

Значение нервной системы состоит в обеспечении координации отдельных частей организма и поддержании его гомеостаза (равновесного состояния). Благодаря ее работе происходит приспособление организма к любым изменениям, называемое адаптивным поведением (состоянием).

Базовые функции НС

Функции нервной системы довольно многочисленны. К основным из них относятся следующие:

Регуляция жизнедеятельности тканей, органов и их систем в нормальном режиме;

Объединение (интеграция) организма;

Сохранение взаимосвязи человека с окружающей средой;

Контроль над состоянием отдельных органов и организма в целом;

Обеспечение активации и поддержания тонуса (рабочего состояния);

Определение деятельности людей и их психического здоровья, являющихся основой социальной жизни.

Нервная система человека, фото которой представлено выше, обеспечивает такие мыслительные процессы:

Восприятие, усвоение и переработку информации;

Анализ и синтез;

Формирование мотивации;

Сравнение с имеющимся опытом;

Постановку цели и планирование;

Коррекцию действия (исправление ошибок);

Оценивание результатов деятельности;

Формирование суждений, выводов и заключений, общих (абстрактных) понятий.

Нервная система помимо сигнальной выполняет еще и Благодаря ей выделяемые организмом биологически активные вещества обеспечивают жизнедеятельность иннервируемых органов. Органы, которые лишены такой подпитки, со временем атрофируются и отмирают. Функции нервной системы очень важны для человека. При изменениях существующих условий окружающей среды с их помощью происходит приспособление организма к новым обстоятельствам.

Процессы, происходящие в НС

Нервная система человека, схема которой довольно проста и понятна, отвечает за взаимодействие организма и окружающей среды. Для его обеспечения осуществляются такие процессы:

Трансдукция, представляющая собой превращение раздражения в нервное возбуждение;

Трансформация, в ходе которой происходит преобразование входящего возбуждения с одними характеристиками в выходящий поток с другими свойствами;

Распределение возбуждения по разным направлениям;

Моделирование, представляющее собой построение образа раздражения, заменяющего сам его источник;

Модуляция, изменяющая нервную систему или ее деятельность.

Значение нервной системы человека также состоит во взаимодействии организма с внешней средой. При этом возникают различные ответные реакции на любые виды раздражителей. Основные виды модуляции:

Возбуждение (активация), заключающаяся в повышении активности нервной структуры (это состояние является доминантным);

Торможение, угнетение (ингибиция), состоящее в снижении активности нервной структуры;

Временная нервная связь, представляющая собой создание новых путей передачи возбуждения;

Пластическая перестройка, которая представлена сенситизацией (улучшением передачи возбуждения) и габитуацией (ухудшением передачи);

Активация органа, обеспечивающего рефлекторную реакцию организма человека.

Задачи НС

Основные задачи нервной системы:

Рецепция - улавливание изменений во внутренней или внешней среде. Она осуществляется сенсорными системами при помощи рецепторов и представляет собой восприятие механических, термических, химических, электромагнитных и других видов раздражителей.

Трансдукция - преобразование (кодирование) поступившего сигнала в нервное возбуждение, представляющее собой поток импульсов с характеристиками, свойственными раздражению.

Осуществление проведения, заключающееся в доставке возбуждения по нервным путям в необходимые участки НС и к эффекторам (исполнительным органам).

Перцепция - создание нервной модели раздражения (построение его сенсорного образа). Этот процесс формирует субъективную картину мира.

Трансформация - преобразование возбуждения из сенсорного в эффекторное. Его целью является осуществление ответной реакции организма на произошедшее изменение среды. При этом происходит передача нисходящего возбуждения из высших отделов ЦНС к нижерасположенным или в ПНС (рабочим органам, тканям).

Оценка результата деятельности НС при помощи обратных связей и афферентации (передачи сенсорной информации).

Строение НС

Нервная система человека, схема которой представлена выше, подразделяется в структурном и функциональном отношении. Работу НС невозможно понять в полной мере, не разобравшись в функциях ее основных видов. Только изучив их назначение, можно осознать сложность всего механизма. Нервная система подразделяется на:

Центральную (ЦНС), которая осуществляет реакции различного уровня сложности, называемые рефлексами. Она воспринимает раздражители, получаемые из внешней среды и от органов. К ней относят головной и спинной мозг.

Периферическую (ПНС), соединяющую ЦНС с органами и конечностями. Ее нейроны находятся далеко от головного и спинного мозга. Она не защищена костями, поэтому подвержена механическим повреждениям. Только благодаря нормальному функционированию ПНС возможна человека. Эта система ответственна за реагирование организма на опасность и стрессовые ситуации. Благодаря ей в подобных ситуациях учащается пульс и повышается уровень адреналина. Заболевания сказываются на работе ЦНС.

ПНС состоит из пучков нервных волокон. Они выходят далеко за пределы спинного и головного мозга и направляются к разным органам. Их называют нервами. К ПНС относятся Они являются скоплением нервных клеток.

Заболевания периферической нервной системы разделяются по таким принципам: топографическо-анатомическому, этиологическому, патогенезу, патоморфологии. К ним относятся:

Радикулиты;

Плекситы;

Фуникулиты;

Моно-, поли- и мультиневриты.

По этиологии заболеваний они делятся на инфекционные (микробные, вирусные), токсические, аллергические, дисциркуляторные, дисметаболические, травматические, наследственные, идиопатические, компрессийно-ишемические, вертеброгенные. Заболевания ПНС могут быть первичными (проказа, лептоспироз, сифилис) и вторичными (после детских инфекций, мононуклеоза, при узелковом периартериите). По патоморфологии и патогенезу они делятся на невропатии (радикулопатии), невриты (радикулиты) и невралгии.

Рефлекторная деятельность в значительной степени определяется которые представляют собой совокупность структур ЦНС. Их скоординированная деятельность обеспечивает регуляцию различных функций организма или рефлекторные акты. Нервные центры имеют несколько общих свойств, определяемых структурой и функцией синаптических образований (контакт между нейронами и другими тканями):

Односторонность процесса возбуждения. Он распространяется по в одном направлении.

Иррадиация возбуждения, заключающаяся в том, что при значительном увеличении силы раздражителя происходит расширение области вовлекаемых в этот процесс нейронов.

Суммация возбуждения. Этот процесс облегчается наличием огромного множества синаптических контактов.

Высокая утомляемость. При длительном повторном раздражении происходит ослабление рефлекторной реакции.

Синаптическая задержка. Время рефлекторной реакции полностью зависит от скорости движения и времени распространения возбуждения через синапс. У человека одна такая задержка составляет около 1 мс.

Тонус, который представляет собой наличие фоновой активности.

Пластичность, являющаяся функциональной возможностью существенно модифицировать общую картину рефлекторных реакций.

Конвергенция нервных сигналов, определяющая физиологический механизм пути прохождения афферентной информации (постоянного потока нервных импульсов).

Интеграция функций клеток в нервных центрах.

Свойство доминантного нервного очага, характеризующегося повышенной возбудимостью, способностью к возбуждению и суммированию.

Цефализация нервной системы, заключающаяся в перемещении, координации деятельности организма в главных отделах ЦНС и сосредоточении в них функции регуляции.

Одним из основных свойств живого вещества является его способность воспринимать раздражения из внешней и внутренней среды. Каждый живой организм получает раздражения из окружающего его мира и отвечает на них соответствующими реакциями, которые связывают организм с внешней средой. Обмен веществ в самом организме также обусловливает ряд раздражений, на которые организм отвечает соответствующими реакциями. Связь между участком, на который падает раздражение, и органом, отвечающим на это раздражение, осуществляется нервной системой. Проникая во все органы и ткани, нервная система связывает все части организма в единое целое. С точки зрения двигательных действий человека, нервная система, так же, как и эндокринная, относятся к системе регулирования и управления указанным видом деятельности.

Нервная система постоянно испытывает разнообразные воздействия со стороны внешней и внутренней среды организма. Это позволяет нервной системе согласовывать деятельность всех органов и определять взаимоотношения организма со средой. Исследования С. П. Боткина, И. М. Сеченова, И. П. Павлова привели к возникновению представления о нервизме, под которым Павлов понимал распространение влияния нервной системы на возможно большее количество системной физиологической деятельности организма .

Под влиянием раздражения в рецепторе возникает процесс возбуждения, который проводится дендритом в тело нервной клетки (см. рис. 5.10). От тела чувствительного, рецепторного нейрона импульсы в конечном счете переходят на эффекторный нейрон (двигательный, т.е. моторный, или секреторный), в зависимости от того, в какой ткани оканчиваются его эффекторы - в мышечной или железистой. Возбуждение эффекторов вызывает специфическую реакцию. Различные виды деятельности организма, наступающие в ответ на раздражения рецепторов, при участии нервной системы, называются рефлексами. Группа нейронов, по которым осуществляется рефлекс, называется рефлекторной дугой - это структурно-функциональная единица нервной системы.

Различают двух- и трехнейронные рефлекторные дуги. Двухнейронная рефлекторная дуга регулирует сухожильно-мышечные рефлексы. Трехнейронная рефлекторная дуга - в отличие от двухнейронной, между рецепторными и эффекторными нейронами имеет вставочные нейроны. Цепь вставочных нейронов может распространять возбуждение центростремительно до коры головного мозга и затем центробежно до эффекторного нейрона.

Согласно современным представлениям все сложнейшие коррекции протекающих в организме процессов при любых изменениях внутренних и внешних условий возможны благодаря механизму «обратной афферента- ции» - самопроверки работы органа. Так, при взятии рукой предмета глаза непрерывно измеряют расстояние между рукой и целью и свою информацию посылают в виде афферентных сигналов в мозг. В мозгу происходит замыкание на эфферентные нейроны, которые передают двигательные импульсы в мышцы руки, производящие необходимые для взятия ею предмета действия. Мышцы одновременно воздействуют на находящиеся в них рецепторы, беспрерывно посылающие в мозг чувствительные сигналы, информирующие о положении руки в данный момент. Такая двусторонняя сигнализация по цепям рефлексов продолжается до тех пор, пока расстояние между кистью руки и предметом не будет равно нулю, т.е. пока рука не возьмет предмет. Следовательно, вместо прежнего представления о том, что в основе строения и функции нервной системы лежит разомкнутая рефлекторная дуга, теория информации и обратной связи («обратной афферентации») дает новое представление о замкнутой кольцевой цепи рефлексов, о круговой системе эфферентно-афферентной сигнализации.

Общее развитие нервной системы. Филогенез (изучается развитие человеческого рода в процессе эволюции животных) нервной системы в кратких чертах сводится к следующему. У простейших одноклеточных организмов (амеба) нервной системы нет. Связь с окружающей средой осуществляется при помощи жидкостей, находящихся внутри и вне организма, - это гуморальная регуляция (донервная форма регуляции). В дальнейшем, когда возникает нервная система, появляется и другая форма регуляции - нервная. По мере развития нервной системы нервная регуляция все больше подчиняет себе гуморальную, так что образуется единая нейрогуморальная регуляция при ведущей роли нервной системы.

Нервная система в процессе филогенеза проходит ряд основных этапов. Первый этап - сетевидная нервная система. На этом этапе (у кишечнополостных, например у гидры) нервная система состоит из нервных клеток, многочисленные отростки которых соединяются друг с другом в разных направлениях, образуя сеть, диффузно пронизывающую все тело животного. При раздражении любой точки тела возбуждение разливается по всей нервной сети, и животное реагирует движением всего тела. Отражением этого этапа у человека является сетсвиднос строение нервной внутриор- ганной системы (кишечник).

Второй этап - узловая нервная система. На этом этапе (высшие черви) нервные клетки сближаются в отдельные скопления или группы, причем из скоплений клеточных тел получаются нервные узлы, а из скоплений отростков - нервы. Отражением этого этапа у человека является наличие ганглий в вегетативной нервной системе.

Третий этап - трубчатая нервная система - возникла у хордовых (ланцетника) в виде метамерно построенной нервной трубки с отходящими от нее сегментарными нервами ко всем сегментам тела, включая и аппарат движения - туловищный мозг. У позвоночных и человека туловищный мозг становится спинным.

Дальнейшее развитие нервной системы и возникновение головного мозга обусловлено усовершенствованием рецепторов. Так как большинство рецепторов возникает на переднем конце животного (обращенном в сторону движения), то для восприятия поступающих через них внешних раздражений развивается головной мозг, что совпадает с обособлением переднего конца тела в виде головы - цефализации. При этом вначале развиваются подкорковые ядра, а затем кора головного мозга. Кора возникает при переходе животного от водного к наземному образу жизни и отчетливо обнаруживается у амфибий и рептилий. Дальнейшая эволюция нервной системы характеризуется тем, что кора головного мозга все более и более подчиняет себе функции нижележащих центров; происходит постепенная кортикализация функций.

Дальнейшее развитие мозга у человека подчиняется иным закономерностям, связанным с его социальной природой. Кроме естественных органов тела, имеющихся и у животных, человек стал пользоваться орудиями труда. С помощью этих орудий человек приобрел возможность не только приспосабливаться самому к природе, но и приспосабливать природу к своим нуждам. Сначала труд, а затем вместе с ним и членораздельная речь явились двумя самыми главными стимулами, под влиянием которых мозг обезьяны постепенно превратился в человеческий мозг, который, при всем своем сходстве с обезьяньим, далеко превосходит его по величине и совершенству (Ф. Энгельс).

Это совершенство обусловлено максимальным развитием коры головного мозга. Кроме анализаторов, воспринимающих различные раздражения внешнего мира и составляющих материальный субстрат конкретнонаглядного мышления, свойственного животным, у человека возникла способность абстрактного, отвлеченного мышления с помощью слова, сначала слышимого (устная речь) и, позднее, видимого (письменная речь). Это составило вторую сигнальную систему.

Материальным субстратом второй сигнальной системы стали поверхностные слои коры полушарий головного мозга.

Изложенные закономерности филогенеза обусловливают эмбриогенез нервной системы человека. Нервная система происходит из наружного зародышевого листка - эктодермы. Она образует продольное утолщение, называемое медуллярной пластинкой. Медуллярная пластинка скоро углубляется в медуллярную бороздку, края которой (медуллярные валики) постепенно становятся выше и затем срастаются, образуя мозговую трубку. Задний конец трубки образует зачаток спинного мозга, передний - головной мозг.

Нервная система подразделяется на два отдела - центральный и периферический.

Центральная нервная система представлена спинным и головным мозгом. Состоит она из серого и белого вещества. Серое вещество составляют тела и отростки нейронов, белое - нервные волокна. Периферическая нервная система представлена нервами тела вне спинного и головного мозга, а также нервными узлами, скоплениями нервных клеток. Нервы состоят из пучков нервных волокон. Пучки волокон связаны друг с другом рыхлой соединительной тканыо, в которой проходят питающие нерв сосуды. Снаружи нерв одет соединительнотканной оболочкой - эииневрием. Нервную систему, иннервирующую сому - стенки туловища и конечности, называют соматической нервной системой: иннервирующую гладкие мышцы и железы - вегетативной.

• Павлов И. П. Избранные сочинения. М., 2015.