Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    df6fb494a09f1c3e571969266be55aa9

    Общая характеристика

    Эволюционные процессы, которым подвергались многоклеточные организмы на протяжении столетий, привели к необходимости регулирования, а также координирования всех жизненных функций. Эти механизмы способствовали приспособлению особей к изменяющимся параметрам внешней среды. Итогом явилось то, что отделы ЦНС стали сложными по строению и функционированию.

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    По сути, центральная нервная система – это высокоорганизованная совокупность специальных структурных единиц, которые объединяют и координируют деятельность каждой ткани, системы и органа, как изнутри, так и при взаимодействии со средой извне. Она представлена двумя важнейшими органами – внутричерепным, а также внутрипозвоночным мозгом. Тогда как черепно-мозговые нервные волокна к ЦНС не имеют отношения. Это уже периферическая система иннервации.

    В основном, относящиеся к головному и спинному мозгу функциональные единицы несут ответственность за восприятие информации от внешних/внутренних раздражителей, ее переработку и формирование адекватного ответа. Благодаря этой являющейся частью целого организма системе, и обеспечивается полноценное взаимодействие людей с миром вокруг – через память, мышление, эмоции, творческие процессы.

    Анатомия Центральной нервной системы человека – информация:

    Центральная нервная система (ЦНС) — основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из скопления нервных клеток (нейронов) и их отростков.

    Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга и их защитных оболочек. Самой наружной является твердая мозговая оболочка, под ней расположена паутинная (арахноидальная), а затем мягкая мозговая оболочка, сращенная с поверхностью мозга. Между мягкой и паутинной оболочками находится подпаутинное (субарахноидальное) пространство, содержащее спинномозговую (цереброспинальную) жидкость, в которой как головной, так и спинной мозг буквально плавают. Действие выталкивающей силы жидкости приводит к тому, что, например, головной мозг взрослого человека, имеющий массу в среднем 1500 г, внутри черепа реально весит 50–100 г. Мозговые оболочки и спинномозговая жидкость играют также роль амортизаторов, смягчающих всевозможные удары и толчки, которые испытывает тело и которые могли бы привести к повреждению нервной системы.

    ЦНС образована из серого и белого вещества. Серое вещество составляют тела клеток, дендриты и немиелинизированные аксоны, организованные в комплексы, которые включают бесчисленное множество синапсов и служат центрами обработки информации, обеспечивая многие функции нервной системы. Белое вещество состоит из миелинизированных и немиелинизированных аксонов, выполняющих роль проводников, передающих импульсы из одного центра в другой. В состав серого и белого вещества входят также клетки глии. Нейроны ЦНС образуют множество цепей, которые выполняют две основные функции: обеспечивают рефлекторную деятельность, а также сложную обработку информации в высших мозговых центрах. Эти высшие центры, например зрительная зона коры (зрительная кора), получают входящую информацию, перерабатывают ее и передают ответный сигнал по аксонам.

    Результат деятельности нервной системы – та или иная активность, в основе которой лежит сокращение или расслабление мышц либо секреция или прекращение секреции желез. Именно с работой мышц и желез связан любой способ нашего самовыражения. Поступающая сенсорная информация подвергается обработке, проходя последовательность центров, связанных длинными аксонами, которые образуют специфические проводящие пути, например болевые, зрительные, слуховые. Чувствительные (восходящие) проводящие пути идут в восходящем направлении к центрам головного мозга. Двигательные (нисходящие) пути связывают головной мозг с двигательными нейронами черепно-мозговых и спинномозговых нервов. Проводящие пути обычно организованы таким образом, что информация (например, болевая или тактильная) от правой половины тела поступает в левую часть мозга и наоборот. Это правило распространяется и на нисходящие двигательные пути: правая половина мозга управляет движениями левой половины тела, а левая половина – правой. Из этого общего правила, однако, есть несколько исключений.

    Головной мозг состоит из трех основных структур: больших полушарий, мозжечка и ствола.

    Большие полушария – самая крупная часть мозга – содержат высшие нервные центры, составляющие основу сознания, интеллекта, личности, речи, понимания. В каждом из больших полушарий выделяют следующие образования: лежащие в глубине обособленные скопления (ядра) серого вещества, которые содержат многие важные центры; расположенный над ними крупный массив белого вещества; покрывающий полушария снаружи толстый слой серого вещества с многочисленными извилинами, составляющий кору головного мозга.

    Мозжечок тоже состоит из расположенного в глубине серого вещества, промежуточного массива белого вещества и наружного толстого слоя серого вещества, образующего множество извилин. Мозжечок обеспечивает главным образом координацию движений.

    Ствол мозга образован массой серого и белого вещества, не разделенной на слои. Ствол тесно связан с большими полушариями, мозжечком и спинным мозгом и содержит многочисленные центры чувствительных и двигательных проводящих путей. Первые две пары черепно-мозговых нервов отходят от больших полушарий, остальные же десять пар – от ствола. Ствол регулирует такие жизненно важные функции, как дыхание и кровообращение.

    Спинной мозг. Находящийся внутри позвоночного столба и защищенный его костной тканью спинной мозг имеет цилиндрическую форму и покрыт тремя оболочками. На поперечном срезе серое вещество имеет форму буквы Н или бабочки. Серое вещество окружено белым веществом. Чувствительные волокна спинномозговых нервов заканчиваются в дорсальных (задних) отделах серого вещества – задних рогах (на концах Н, обращенных к спине). Тела двигательных нейронов спинномозговых нервов расположены в вентральных (передних) отделах серого вещества – передних рогах (на концах Н, удаленных от спины). В белом веществе проходят восходящие чувствительные проводящие пути, заканчивающиеся в сером веществе спинного мозга, и нисходящие двигательные пути, идущие от серого вещества. Кроме того, многие волокна в белом веществе связывают различные отделы серого вещества спинного мозга.

    Читайте так же  Глаукома: причины, симптомы, диагностика и лечение глаукомы

    Главная и специфическая функция ЦНС — осуществление простых и сложных высокодифференцированных отражательных реакций, получивших название рефлексов. У высших животных и человека низшие и средние отделы ЦНС — спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок — регулируют деятельность отдельных органов и систем высокоразвитого организма, осуществляют связь и взаимодействие между ними, обеспечивают единство организма и целостность его деятельности. Высший отдел ЦНС — кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования — в основном регулирует связь и взаимоотношения организма как единого целого с окружающей средой.

    Основные черты строения и функции ЦНС связана со всеми органами и тканями через периферическую нервную систему, которая у позвоночных включает черепно-мозговые нервы, отходящие от головного мозга, и спинномозговые нервы — от спинного мозга, межпозвонковые нервные узлы, а также периферический отдел вегетативной нервной системы — нервные узлы, с подходящими к ним (преганглионарными) и отходящими от них (постганглионарными) нервными волокнами.

    Чувствительные, или афферентные, нервные приводящие волокна несут возбуждение в ЦНС от периферических рецепторов; по отводящим эфферентным (двигательным и вегетативным) нервным волокнам возбуждение из ЦНС направляется к клеткам исполнительных рабочих аппаратов (мышцы, железы, сосуды и т. д.). Во всех отделах ЦНС имеются афферентные нейроны, воспринимающие приходящие с периферии раздражения, и эфферентные нейроны, посылающие нервные импульсы на периферию к различным исполнительным эффекторным органам.

    Афферентные и эфферентные клетки своими отростками могут контактировать между собой и составлять двухнейронную рефлекторную дугу, осуществляющую элементарные рефлексы (например, сухожильные рефлексы спинного мозга). Но, как правило, в рефлекторной дуге между афферентными и эфферентными нейронами расположены вставочные нервные клетки, или интернейроны. Связь между различными отделами ЦНС осуществляется также с помощью множества отростков афферентных, эфферентных и вставочных нейронов этих отделов, образующих внутрицентральные короткие и длинные проводящие пути. В состав ЦНС входят также клетки нейроглии, которые выполняют в ней опорную функцию, а также участвуют в метаболизме нервных клеток.

    Особенности строения

    У людей с момента оплодотворения яйцеклетки начинается развитие и формирование ЦНС – из непосредственно нервной трубки образуются головной, а также спинной мозг. Их защищают костные каркасы – черепная коробка и позвонки. Ниже расположены три оболочки – твердая с паутинной и сосудистой. В их пределах находятся жидкие среды – ликвор с кровью.

    Традиционно строение ЦНС подразумевает, что клетки – нейроны, объединяются в особые скопления – нервные центры. Тела нейронов образуют серое вещество, тогда как их короткие и длинные отростки – белую субстанцию, проводящие сигнальные импульсы пути.

    Помимо этого, в ЦНС присутствует нейроглия, состоящая их глиальных клеток. Их количество в несколько раз превышает число нейронов. Поэтому они составляют большую часть массы центрального отдела нервной системы.

    В головном отделе принято выделять несколько сегментов – мозжечок с большими полушариями, а также продолговатый, средний, промежуточный и задний участки. Каждый из них несет свою ответственность за правильное функционирование органа отдельно, и всего организма и систем в целом. В спинном мозге градация осуществляется согласно сегментам позвоночного ствола – от шейного, до грудного и пояснично-крестцового.

    Анатомия головного мозга

    В составе центральной нервной системы главенствующее место, безусловно, занимает головной мозг. Внутри черепной коробки он представлен двумя крупными полушариями, испещренными глубокими и мелкими бороздами, под которыми расположены иные структурные единицы:

    1. Продолговатый участок – локализуется на блюменбаховом скате. Книзу он плавно трансформируется в спинной мозг. На его передней поверхности определяется продольная щель, по бокам от которой специалисты выделяют 2 своеобразных возвышения в виде валиков. Их именуют пирамидами с оливами. Тогда как подобную же борозду на задней поверхности структуры с двумя задними канатиками принято называть столбами.
    2. Над продолговатой зоной расположен задний мозг – в форме Варолиева моста, а также мозжечка. Внешне схожи с большими полушариями, но функционально имеются свои особенности. В глубине ткани находятся скопления ядер, от которых берут свое начало черепно-мозговые нервы.
    3. Взаимосвязь между продолговатой единицей и вышерасположенными отделами осуществляет средний мозг – представлен ножками, нервными пучками, а также четверохолмием. Переоценить их значение невозможно – именно в этой зоне пролегает множество важнейших нервных путей и расположены ядра нескольких пар нервов.
    4. Промежуточный участок – известен как зрительные бугры с подбугровой областью, локализуется дальше от центра головного мозга. Они содержат первичные клетки зрительной системы, а также чувствительные проводниковые волокна. Гипоталамус, он же подбугровый участок, принимает участие в обменных процессах.

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    Каждая из перечисленных единиц системы – от полушарий и мозжечка, до ствола головного мозга имеет свое значение для жизнедеятельности людей. Если сбой происходит в одной зоне – оболочки ЦНС, к примеру, опухоли мозга, то влияние будет оказываться на все участки органа.

    Читайте так же  Динаф — капли для глаз: инструкция по применению и свойства препарата

    Рефлекс как основной принцип работы нервной системы

    И. М. Сеченов в 1863г. в работе «Рефлексы головного мозга» развил представление о том, что рефлекс является основным принципом работы не только спинного, но и головного мозга.

    Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение при участии ЦНС. Рефлексы подразделяют на: 1) безусловные рефлексы: врожденные (наследственные) реакции организма на раздражения, осуществляемые с участием спинного мозга или ствола головного мозга; 2) условные рефлексы: приобретенные на основе безусловных рефлексов временные реакции организма, осуществляемые при обязательном участии коры полушарий большого мозга, составляющие основу высшей нервной деятельности.

    Для каждого рефлекса имеется своя рефлекторная дуга — это путь, по которому возбуждение проходит от рецептора до эффектора (исполнительного органа).

    Рефлекторная дуга представлена цепью нейронов, обеспечивающих восприятие раздражения, трансформацию энергии раздражения в нервный импульс, проведение нервного импульса до нервных центров, обработку поступившей информации и реализацию ответной реакции.

    В состав любой рефлекторной дуги входят 5 составных частей

    1. Рецептор — это специализированная клетка, предназначенная для восприятия раздражителя (звуковой, световой, химический и др.). 2. Афферентный путь, который представлен афферентными нейронами. 3. Участок ЦНС, представленный спинным или головным мозгом; 4. Эфферентный путь состоит из аксонов эфферентных нейронов, выходящих за пределы ЦНС. 5. Эффектор — это рабочий орган (мышца, железа и др.).

    Простейшая рефлекторная дуга включает 2 нейрона и называется моносинаптической (по числу синапсов). Более сложная представлена 3 нейронами и называется трехнейронной или дисинаптической. Однако большинство рефлекторных дуг включает большое количество вставочных нейронов, и называется полисинаптическими.

    Рефлекторные дуги могут проходить только через спинной мозг (например, отдергивание руки при прикосновении к горячему предмету) или только головной мозг (например, закрывание век при струе воздуха, направленной в лицо), или как через спинной, так и через головной мозг.

    Рефлекторные дуги замыкаются в рефлекторные кольца с помощью обратных связей. Понятие обратной связи и ее функциональная роль были указаны Беллом в 1826г. Он писал, что между мышцей и ЦНС устанавливаются двусторонние связи. С помощью обратной связи в ЦНС поступают сигналы о функциональном состоянии эффектора.

    Морфологической основой обратной связи являются рецепторы, расположенные в эффекторе, и афферентные нейроны, связанные с ними. Благодаря обратным афферентным связям осуществляется тонкая регуляция работы эффектора и адекватная реакция организма на изменения окружающей среды.

    Анатомические особенности спинного мозга

    Прочный каркас позвоночного столба надежно защищает еще одну структурную единицу центральной нервной системы – спинной мозг. Его протяженность впечатляет – от затылочного отверстия черепной коробки до поясничных позвонков.

    Визуально с двух его сторон можно отметить присутствие продольных борозд, тогда как непосредственно по центру – спинномозговой канал. С внешней стороны размещена белая субстанция – множество отростков нервных клеток, которые объединены в волокна. Серое же вещество представлено преимущественно боковыми, а также задними с передними роговыми зонами – напоминает бабочку в полете.

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    Двигательные нервные клетки локализуются в передних рогах, а задние образования имеют вставочные нейроны, которые осуществляют взаимосвязь с чувствительными клетками. Они расположены в узловых сегментах нервной системы.

    В месте соединения передних волокон с задними зонами формируются корешки спинного мозга. Они, по сути – проводники между центральной и периферической системой. Именно за счет подобного анатомического строения осуществляется взаимосвязь между разными участками человеческого организма, сохраняется равновесие внутренней среды – спинномозговыми рефлексами.

    Отделы НС

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    Центральная нервная система и периферическая нервная система

    По топографическому принципу нервную систему подразделяют на центральную и периферическую. В состав центральной нервной системы (ЦНС) входят те отделы, которые заключены в полости черепа и позвоночном канале, т.е. головной и спинной мозг. Спинной мозг представляет собой трубку с небольшим каналом посредине, окруженную нейронами и их отростками. Головной мозг является расширением спинного мозга. Топографической границей со спинным мозгом является плоскость, проходящая через нижний край большого затылочного отверстия. Средняя масса головного мозга составляет 1400 г с индивидуальными вариациями от 1100 до 2000 г.

    В состав периферической нервной системы (ПНС) входят все нервные структуры, расположенные за их пределами. Это узлы и пучки волокон, соединяющие центральную нервную систему с органами чувств и различными эффекторами (мышцы, железы и др.), т.е ганглии и нервы. Периферическая нервная система связывает спинной и головной мозг с рецепторами и эффекторами. Она состоит из 12 пар черепно-мозговых и 31-33 пар спинальных (спинномозговых) нервов.

    Соматическая нервная система и автономная нервная система

    Согласно классификации по функциональному признаку нервная система подразделяется на соматическую НС и автономную (вегетативную). Как соматическая, так и автономная НС включают в себя центральный и периферический отделы.

    Соматическая нервная система включает отделы нервной системы, регулирующие работу скелетных мышц. Отвечает за связь организма с внешней средой, обеспечивает чувствительность и движение, вызывая сокращение скелетной мускулатуры. Она регулирует преимущественно функции произвольного движения. Ее нейроны находятся в передних рогах спинного мозга, а их аксоны через передние корешки спинного мозга направляются к скелетным (поперечно-полосатым) мышцам.

    Читайте так же  Консервативное лечение катаракты глаза — лучшие методы, опытные специалисты,доступные цены

    Автономная (вегетативная) нервная система — это совокупность нервов и нервных узлов, посредством которых регулируются сердце, кровеносные сосуды, внутренние органы, железы и т.д. Внутренние органы получают двойную иннервацию (снабжение органов и тканей нервами, что обеспечивает их связь с ЦНС) — от симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Эти два отдела оказывают возбуждающие и тормозные влияния, определяя уровень активности органов.

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    Вегетативная НС обеспечивает обмен веществ, дыхание, выделение. Влияя на активность обмена веществ в различных органах и тканях в соответствии с меняющимися условиями их функционирования и внешней среды, она осуществляет адаптационно-профическую функцию.

    Вегетативная нервная система иннервирует гладкую мускулатуру, ее еще называют висцеральной НС. Деление периферической нервной системы на соматическую и вегетативную достаточно условно, поскольку в ЦНС существует значительное перекрытие проекций той и другой, и соматические и вегетативные реакции являются равноправными компонентами любой поведенческой реакции.

    В автономной нервной системе выделяют 2 отдела, являющихся функциональными антагонистами: симпатический и парасимпатический. Они различаются локализацией центров в мозге и периферических узлов, а также характером влияния на внутренние органы.

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    Отличия симпатической и парасимпатической НС

    1. Волокна симпатической нервной системы выходят из грудного и поясничного отделов спинного мозга, где лежит первый симпатический нейрон. Затем они сходятся к симпатическим ганглиям, расположенным вдоль позвоночника, где находится второй симпатический нейрон. Волокна парасимпатической нервной системы начинаются в спинном мозге выше или ниже места выхода симпатических нервов (пара — около, лат.) из черепного и крестцового отдела, а затем сходятся в ганглиях, расположенных не вдоль позвоночного столба, а вблизи от иннервируемого органа.

    2. Особенности расположения ганглиев этих двух систем предполагают различие оказываемого ими эффекта. Действие симпатической нервной системы более диффузно, а парасимпатической — более специфично, поскольку связано только с изменениями в органе, рядом с которым находится ганглий.

    3. Эти системы различаются и медиаторами, участвующими в синаптической передаче. Основным медиатором для симпатической нервной системы является адреналин, а для парасимпатической — ацетилхолин.

    4. Результаты активности этих двух систем во многом противоположны. Если основная функция симпатической нервной системы состоит в мобилизации организма на борьбу или бегство, то парасимпатическая нервная система преимущественно обеспечивает поддержание гомеостаза.

    5. Активация симпатической нервной системы лежит в основе поведения человека, рвущегося в бой. Возбуждение парасимпатической нервной системы обеспечивает пищеварение у человека, лежащего на диване после сытного обеда.

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    Симпатическая нервная система возбуждает, а парасимпатическая — тормозит деятельность сердца, первая ослабляет двигательную активность кишечника, вторая ее усиливает. В то же время они могут действовать и заодно: вместе увеличивают двигательную активность слюнных и желудочных желез, хотя состав секретируемого сока в зависимости от доли участия каждой системы меняется.

    Функции ЦНС

    Исходя из особенностей строения и расположения структур центральной нервной системы, следуют ее основные функции:

    • интегративная – установление взаимосвязи между клетками в тканях, органах в системах для образования единого высокоорганизованного человеческого организма;
    • координирующая – обеспечение согласованности действий различных органов для достижения единой стоящей перед человеком задачи, к примеру, адаптация к резко изменившейся ситуации;
    • регулирующая – структуры нервной системы контролируют все протекающие внутри процессы, без их участия не происходит ни одна деятельность;
    • трофическая – выполняет регуляцию трофики, а также интенсивности обменных процессов в тканях, чтобы реакция на изменения была адекватной и быстрой;
    • приспособительная – анализ и последующий синтез поступающей извне информации для приспособления к внешней среде.

    Помимо всех перечисленных функций, значение ЦНС заключается в формировании ненаправленного поведения – в соответствии с доминирующей у человека потребности. По мере удовлетворения нижележащих – питание, дыхание, люди начинают искать свое внутреннее «Я», духовные ценности.

    Несмотря на обилие научных работ о центральной нервной системе, в этой области таится много неизвестного. Человечество ожидает еще множество открытий.

    Строение нервной системы

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    Рис. ↑. Общее строение нервной системы (схема). © 2021 Сазонов В.Ф. © 2021 kineziolog.su.

    Центральная нервная система, особенности строения и функционирования

    Рис. ↑. Схема строения ЦНС (центральной нервной системы). Источник: Атлас по физиологии. В двух томах. Том 1: учеб. пособие / А. Г. Камкин, И. С. Киселева — 2010. — 408 с. (https://vmede.org/sait/?page=7&id=Fiziologiya_atlas_kamakin_2010&menu=Fiz…)

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *