Строение нервной системы человека

На анатомо-физиологическом уровне функцию объединения (интеграции) всего этого обеспечивает нервная система. Она анатомически расположена и устроена таким образом, чтобы иметь прямой доступ и выход, как на внутренние органы, так и на внешнюю среду (на поведение человека).

НЕРВНАЯ СИСТЕМА (НС) – одна из систем человеческого организма, роль которой заключается в интеграции всех психических и физических функций, управлении всеми процессами в организме и его действиями, в установлении связей организм - среда. НС составляет материальную основу психической деятельности и пронизывает весь организм человека.

Нервная система (НС) – это совокупность специальных структур, объединяющая и координирующая деятельность всех органов и систем организма в постоянном взаимодействии со средой.

Суть деятельности нервной системы: получение - переработка - передача информации.

Основной единицей НС является нервная клетка (нейрон со своими от­ростками (нейритами).

Нейрон – основной элемент нервной системы

1. Тело и ядро клетки.

2. Ветвящиеся отростки - дендриты.

3. Длинный отросток - аксон.

4. Концевой аппарат в мышечном волокне, место контакта нервных клеток друг с другом (синапс).

Рис. Схема нейрона

В живых организмах разное количество нейронов. Например, у муравья - 250, у пчелы - 950, у человека приблизительно 14-19 млрд. шт.

Нейрон легко возбуждается с помощью нервных импульсов и способен передавать возбуждение другим клеткам. Нервный импульс – это электрическая волна, бегущая по нервному волокну. Проведение нервных импульсов по длинному отростку клетки – важнейшая функция нейрона.

Нервный импульс возникает в нейроне и пробегает по всей длине отростка. Окончания длинных отростков подходят к другим нервным клеткам, образуя специализированные контакты. Эти контакты передают влияния от одной клетки к другой.

Нервный импульс, поступивший по длинному отростку к следующей нервной клетке, может вызвать в ней либо возбуждение, либо торможение.

Благодаря взаимодействию возбуждения и торможения в каждый момент времени нервные импульсы могут формироваться только в строго определенной группе клеток. Тем самым обеспечивается координированная деятельность клеток.

Типы нейронов (по функциям):

- чувствительные нейроны (сенсорные, афферентные) проводят информацию об ощущении (импульс) от поверхности тела (зрение, слух и другие.) и от внутренних органов в мозг;

- ассоциативные нейроны (вставочные, переключающие, связывающие) анализируют информацию и вырабатывают решение. Это их тела образуют основную массу серого вещества мозга. Они как бы вставлены между чувствительными и исполнительными нейронами, осуществляют связь между ними и называются «нейронами локальной сети»;

- двигательные нейроны (эфферентные, эффекторные) исполняют, проводят ответные импульсы (команды) от головного и спинного мозга ко всем рабочим органам, мышцам и железам.

Итак, работа нейронов состоит в том, что они получают сигналы от других нервных клеток и передают их третьим. Действительные места соединения между нейронами, где происходит их контакт, называются синапсами. Одна нервная клетка может образовывать до 10000 синапсов с соседними клетками.

Нервная система состоит из двух разделов – центрального и периферического.

Центральная нервная система регулирует все процессы организма и служит центром управления всеми системами человека. Она включает в себя головной мозг и спинной мозг.

СПИННОЙ МОЗГ (длина 45 см; диаметр – 1 см) – часть центральной нервной системы, в которой сосредоточены восходящие и нисходящие нервные пути, нервные центры, управляющие движениями (центры двигательных рефлексов), а также промежуточные нейроны, которые передают сигнал в головной мозг или сразу в двигательный аппарат.

Он состоит из 31-32 сегментов (8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, 1-2 копчиковых). От каждого сегмента отходит пара спинномозговых нервов, начинающихся двумя корешками - передним и задним.

В передних корешках проходят двигательные волокна, а чувствительные волокна входят в спинной мозг через задние корешки и оканчиваются на вставочных и исполнительных нейронах.

Спинной мозг расположен внутри позвоночного столба и начинается от головного мозга. Скопления нейронов образуют серое вещество головного и спинного мозга, а скопление их отростков - белое вещество.

Белое вещество выполняет проводниковую функцию (связь различных отделов спинного мозга, связь головного мозга и остальных частей ЦНС, соединение рецепторов с исполнительными органами), а серое - рефлекторную (здесь расположены центры безусловных рефлексов - коленного и так далее, а также вегетативные центры рефлексов мочеиспускания, дефекации, рефлекторная деятельность желудка).

В передних отделах серого вещества спинного мозга (в передних крыльях «бабочки») расположены исполнительные нейроны, а в задних отделах и вокруг центрального канала - вставочные нейроны. В ряде случаев нервный им­пульс замыкается на спинном мозге - механизм спинномозговых рефлексов (если спящему человеку уколоть руку, он ее отдернет).

Итак, спинной мозг выполняет две основные функции – рефлекторную и проводниковую. Белое вещество спинного мозга расположено по краям, в серое - в центре и имеет вид крыльев бабочки.

Как правило, у здорового и бодрствующего человека нервные импульсы не локализуются в спинном мозге, а поднимаются в головной мозг.

Головной мозг расположен в полости черепа и делится на три отдела: передний, средний и задний. Передний мозг состоит из двух отделов – промежуточного мозга и больших полушарий.

Промежуточный мозг включает множество центров, в которых частично обрабатываются нервные импульсы, направляющиеся в большие полушария. Центры промежуточного мозга управляют функциями внутренних органов, регулируют температуру тела, отвечают за чувство жажды, голода и насыщения. Обеспечивает эмоции человеку.

Большие полушария переднего мозга являются самыми крупными образованиями головного мозга. Сверху большие полушария покрыты серым веществом - корой больших полушарий, которая образует множество складок, борозд и извилин.

Складчатое строение увеличивает поверхность коры и ее объем, а значит, и число образующих ее нейронов. У человека кора содержит примерно 14 млрд. нервных клеток. Скопление серого вещества находится и под корой в глубине полушарий. Здесь расположены различные подкорковые ядра.

Кора головного мозга представляет собой верхний слой переднего мозга, образованный в основном вертикально ориентированными нейронами, их отростками - дендритами, пучками аксонов, идущих от этих клеток вниз, к нижерасположенным отделам мозга, а также аксонами, поступающими от нижележащих мозговых структур.

Кора больших полушарий – высший отдел ЦНС. Она отвечает за восприятие всей поступающей в мозг информации (зрительной, слуховой, осязательной, вкусовой и другие.), за управление всеми сложными мышечными движениями. С функциями коры связана и мыслительная, и речевая деятельность, и память.

Кора больших полушарий в соответствии с особенностями распределения нейронов в ее слоях, их величиной и формой состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной, а они делятся на более мелкие поля. В затылочных долях находятся зрительные области, отвечающие за восприятие зрительных сигналов. Слуховые области, воспринимающие звуки, находятся в височных долях.

Теменная доля - чувствительный центр, принимающий информацию от кожи, костей, суставов и мышц. В каждое полушарие эти сигналы поступают с противоположной стороны тела. Лобные доли мозга ответственны за составление программ поведения и управление трудовой деятельностью. Именно с развитием лобных областей коры в значительной мере связан высокий уровень психических способностей человека по сравнению с животными.

Средний мозг соединяет передний мозг с задним. Нервные связи от моста и продолговатого мозга в передний и от него в обратном направлении проходят через средний мост. Здесь расположены целый ряд чувствительных и двигательных центров, в том числе центры зрения и слуха. Задний мозг состоит из продолговатого мозга, моста и мозжечка.

Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга и напоминает его своим строением. В нем находятся нервные центры, регулирующие дыхание, пищеварение, деятельность сердечно-сосудистой системы, ряда защитных рефлексов - кашля, чихания, рвоты. От продолговатого мозга отходят нервы, управляющие деятельностью языка, глотки, гортани, щитовидной железы, крупных кровеносных сосудов, внутренних органов.

Мост является продолжением продолговатого мозга. Через него проходят нервные пути, связывающие передний и средний мозг с продолговатым и спинным мозгом. От моста отходят лицевые и слуховые нервы. По слуховым нервам в мозг передаются сигналы не только от слуховых рецепторов, но и от органов равновесия.

Мозжечок расположен в затылочной части головного мозга позади продолговатого мозга и моста. Он состоит из парных полушарий и соединяющей их непарной части. Он участвует в координации движений, поддерживает позы и равновесие тела.

В головном мозге нервные клетки в отличие от спинного мозга расположены, главным образом на периферии в виде коры головного мозга, представляющей собой слой серого вещества толщиной 1,5-4 мм. Это филогенетически самое молодое образование мозга.

За счет борозд и извилин общая площадь поверхности коры взрослого человека составляет 1700-2000 кв. см. В коре насчитывается от 12 до 18 млрд. нервных клеток. Клетки в детстве перестают размножаться и в старости отмирают.

В функциональном отношении мозг асимметричен, правое и левое полушария неодинаковые по строению и по функциям. Левое - речевое, абстрактно-мыслительное, доминирующее, правое - немое, наглядно-образное.

Таблица 2.

Распределение функций между полушариями головного мозга

Параметры головного мозга: вес - 1,5 кг; мозг потребляет 20% кислорода, который использует человек и составляет 2% веса его тела. 100 г водки уменьшает общее количество нейронов на 20-30 тыс. Вес мозга не определяет качество жизни. Так, мозг отдельных великих людей имел следующую массу: у Наполеона -1,5 кг; у Менделеева - 1571 г; у Скобелева -1457 г; у Шиллера - 1785 г; у Тургенева - 2012 г; у Павлова - 1653 г; у Байрона - 1807 г.

Периферическая НС – это нервные клетки, заложенные в органах чувств, мышцах, внутренних органах. Анатомически ПНС можно представить себе как продолжение ЦНС – в том смысле, что функциональные центры управления ПНС находятся в ЦНС.

ПНС делится на две подсистемы – соматическую и вегетативную (автономную).

Соматическая НС – это часть периферической нервной системы, которая участвует в проведении чувствительных влияний и при помощи исполнительных нейронов направляет команды (импульсы) к скелетным мышцам и вызывает их сокращение. В ответ на различные раздражения осуществляются двигательные реакции, в том числе произвольные движения.

Она подчинена воле человека (передает сенсорные и моторные сигналы к ЦНС и от нее; она иннервирует органы чувств и поперечно-полосатую мускулатуру. Двигательные отделы находятся в коре головного мозга.

Автономная (вегетативная) НС – это часть периферической нервной системы, которая регулирует работу органов человека (сердце, различные железы, гладкая мускулатура внутренних органов), точно приспосабливая их деятельность к условиям внешней среды и собственным потребностям организма.

Она не подчинена воле человека (передает импульсы, осуществляющие регуляцию внутренней среды организма и поддержание гомеостаза (баланса).

Вегетативные центры находятся в гипоталамусе. Автономную систему можно далее подразделить на три отдела: симпатический, парасимпатический и метасимпатический.

Симпатический отдел связан с подготовкой организма к действию. Он включается во время интенсивной работы, требующей затраты энергии. Его влияние на иннервируемый орган заключается в общей активации. Возбуждение симпатической системы позволяет организму мобилизовать все наличные резервы и выстоять в трудной ситуации.

Симпатическая система стимулирует сердечную деятельность, повышает кровяное давление, усиливая кровоток в мышцах. При этом функции, которые не нужны для преодоления возникшей ситуации, например, пищеварительную, она затормаживает.

Парасимпатический отдел связан с восстановительными функциями и расслаблением организма. Он способствует восстановлению запасов энергии во время сна и отдыха. Его основное действие проявляется в торможении и поддержании гомеостаза организма.

Метасимпатический отдел целиком расположен на периферии в стенках внутренних органов и связан с их работой.

Часто встречающееся понятие «нервы» – это скопления отростков нервных клеток вне ЦНС, заключенные в общую соединительно-тканную оболочку и проводящие нервные импульсы.

Тела нервных клеток находятся в основном в центральной нервной системе. Они могут лежать и за ее пределами, вблизи внутренних органов или в их стенках, образуя нервные узлы. Длинные отростки одних нейронов остаются внутри ЦНС, а длинные отростки других собираются в пучки и выходят за ее пределы. Эти пучки носят название нервов. Нервы многократно ветвятся и постепенно превращаются в тонкие волокна, пронизывающие все органы. Таково строение периферической нервной системы.

Закономерностями процессов возбуждения и торможения являются:

1. Иррадиация – импульс возбуждения, прошедший в кору головного мозга по афферентному пути, вызывает в ней возбуждение определенной группы нервных клеток, так называемый очаг возбуждения.

Иррадиация возбуждения может быть генерализованной и избирательной. Чем сильнее раздражение и выше возбудимость, тем более генерализованный характер иррадиация возбуждения. Это способствует мобилизации возможности мозга для ответа на важные (сильные) раздражители. Но такая генерализация может иметь и отрицательное значение.

Так, новая обстановка, ответственное задание, опасность вызывают у сотрудника усиленную иррадиацию, что нередко ухудшает действия. Проявлением значительной степени иррадиации возбуждения в значительной степени объясняется хорошо известные каждому факторы ухудшение действий курсанта под влиянием волнения, неумение совмещать действия при слабой отработке каждого из них и так далее

Избирательная иррадиация выражается в локальном распространении возбуждения. Она характерна для действий сотрудника в привычных условиях, при выполнении хорошо отработанных им действий, проявлении самообладания (сдерживания растекания возбудительного потока в определенном русле с помощью торможения). Этот экономный вид иррадиации, сохраняющий человеку силы и открывающий возможность для работы мозга по выполнению параллельных действий (например, одновременное наблюдение, оценка обстановки, обдумывание решений, управление техникой)

2. Концентрация – ослабление или прекращение возбуждения больших полушарий приводит к тому, иррадированное возбуждение постепенно возвращается к сходному очагу, где сила возбуждения была наивысшей, а поэтому и сохранение следов наиболее устойчиво. Это явление называется концентрацией возбуждения, если иррадиация совершается за несколько секунд (до минуты), то концентрация идет в 4 - 5 раз медленнее.

3. Индукции - состоит в том, что эффект раздражения или торможения на определенном участке коры больших полушарий вызывает на других ее участках торможение, или наоборот, то есть процессы возбуждения или торможения в одних зонах больших полушарий вызывает обратные процессы в других, соседних зонах.

Например, если человек читает книгу и очень увлечен ею, то он может не замечать шума, разговоров, которые происходят вокруг. Тем самым обеспечивается работа той зоны коры головного мозга, которая находится в оптимальном возбуждении.

Итак, нервная система состоит из центральной нервной системы, включающей: головной мозг и спинной мозг, а также периферической нервной системы. Головной мозг состоит из заднего (продолговатый мозг, мост и мозжечок), среднего и переднего (промежуточный мозг и большие полушария) отделов. Вместе они обеспечивают функционирование высшей нервной деятельности.