Введение в нервную систему

Доцент Леонтьев С.В.

Введение в нервную систему

План лекции:

1. Общая характеристика понятия нервная система и роли этой системы в организме.

2. Филогенез нервной системы.

3. Онтогенез нервной системы.

4. Структурно функциональная единица нервной системы. Краткая гистофизиологическая характеристика этой единицы.

5. Характеристика связей между нервными клетками. Понятие синапса. Разновидности синапсов.

6. Рефлекторная дуга и ее разновидности.

7. Функционально-кибернетическая схема нервной системы

8. Особенности анатома физиологического деления нервной системы на части.

Лекция:

1. На прошлых занятиях и лекциях вы изучили: костную и мышечную системы, некоторые системы внутренних органов. Теперь вы знаете анатомо-физиологическую характеристику каждой из них. Принципы объединения этих систем аппараты (опорно-двигательный, дыхательный, пищеварительный, мочеполовой). Что же связывает все эти системы, объединяет их в единый организм, что заставляет их функционировать их сообща и сбалансировано? Что связывает организм с внешней средой и обеспечивает его максимально адекватный ответ на внешние воздействие? Для выполнения всех этих задач в организме имеется особая интегративно-аналитическая система, называющаяся нервной.

Нервная система- эта система, которая контролирует взаимодействие организма с внешней средой и, по возможности, управляет этим взаимодействием. Регулирует работу всех органов и систем, обеспечивая их взаимоинтеграцию, функционирование организма как единое целое, устойчивость его внутренней среды.

Специфическим свойством нервной системы является способность воспринимать различную информацию из внешней и внутренней среды, проводить ее интегративный и логический анализ, формулировать необходимые ответные меры и передавать команду на осуществление этих мер системам или отдельным органам которые непосредственно должны ее выполнить.

2. Нервная система всех животных имеет эктодермальное происхождение. Простейший тип строения нервной системы представляет собой сеть нервных клеток распределённых по всему телу и связанных между собой тонкими отростками, такой тип строения нервной системы называется сете видной она имеется у гидроидных кишечно-полостных .

(слайд 2)

При раздражении любой точки тела возбуждение охватывает всю нервную сеть и животное реагирует движением всего тела . Сходная строение с сете видной нервной системой имеет интрамуральная нервная система пищеварительного тракта позвоночных. Более высоко развитые кишечно-полосные сцифоидные (медузы)

(слайд 3)

и нестрикающие (гребневики) имеют сетчето – узловую нервную систему , то есть в нервной системе появляются скопление нервных клеток напоминающие нервные узлы (ганглии) .Такие узлы у медуз появляются около рта и по края зонтика где наиболее важно воспринять информацию о внешнем мире (они являются предшественниками органов чувств ) .

Второй этап – узловая, нервная система . У плоских червей имеются парные головные узлы от которых отходят вперёд нервные волокна к органам чувств и небольшие парные нервные узлы весьма чётко выделяющиеся на нервной сети тела . У кольчатых червей парные узлы идущие вдоль тела укрупняются и приобретают вид чёткой нервной цепочки где в каждом членике имеется своя пара нервных узлов эти узлы соединяются между собой как продольными так и поперечными тяжами, в результате нервная система напоминает верёвочную лестницу.

(слайд 4)

У самых высоко развитых видов кольчатых червей обе боковых цепочки сливаются в одну непарную, брюшную, нервную цепь. У членистоногих передний надглоточный узел достигает больших размеров, в нём происходит обособление нервных центров и он в какой то степени представляет собой упрощенную модель головного мозга позвоночных. В отличие от кольчатых червей количество узлов в нервной цепочке вдоль тела уменьшены , а размеры их увеличены, меж узловые тяжи более толстые. Такое строение нервной системы позволяет обрабатывать информацию с хорошо сформированных рецепторных органов таких как: сложные фасеточные глаза насекомых и управлять поперечно-полосатой мускулатурой обеспечивающей движение конечностей .

У хордовых нервная система имеет трубчатое строение у самых простейших из них (Acrania) типичный представитель ланцетник (Branchiostoma lanceolatum) над хордой расположена нервная трубка которая в головном отделе образует небольшое расширение (зачаток головного мозга) полость трубки в это месте также расширяется и носит название желудочка. От трубки к каждому из сегментов тела отходит по одной паре нервов. Такое строение нервной системы позволяет обеспечить хорошее управление мотрикой животного . У ланцетника имеется обонятельные и световые рецепторы расположенные спереди . Именно для анализа поступающей с них информации и возник зачаток головного мозга. У черепных (craniota) которых также называют позвочными (vertebrata)головной мозг уже очень хорошо развит и даже у самых примитивных из них круглоротых (cyclostomata) состоит из пяти отделов:

1. передний мозг

2. промежуточный мозг

3. средний мозг

4. задний мозг

5. добавочный

(слайд 5)

Головной мозг позвоночных животных: 1 – акулы,

2 - костистой рыбы, 3 - лягушки, 4 - ящерицы, 5 – птицы, 6 – низшего млекопитающего(грызуна), 7 – хищника(собаки)

У круглоротых передний мозг очень маленький и почти все полушария занимают обонятельные доли, мозжечок также развит очень плохо.

Головной мозг рыб значительно более дифференцирован по сравнению с мозгом круглоротых. Объём переднего мозга увеличивается, особенно у двоякодышащих рыб . С нижней стороны промежуточного мозга находится мозговая железа – гипофиз .В области среднего мозга образуется изгиб , характерный для всех вышестоящих позвоночных . Хорошо выражены зрительные доли среднего мозга . размеры мозжечка , представляющего собой центр координации движений , варьирует в зависимости от активности движения данного вида рыбы . Из головного мозга выходят 10 пар черепно-мозговых нервов .

Нервная система амфибий по своему строению близка к нервной системе двоякодышащих рыб , но отличается от неё значительным развитее и полным разделением парных вытянутых полушарий , а также слабым развитием мозжечка , что обусловлено сравнительно малой подвижностью амфибий и большим однообразием их движений . Особое внимание обращает на себя развитие крыши полушарий переднего мозга , образующей первичный мозговой свод- архипаллиум . От головного мозга , как и у рыб, отходят 10 пар черепно-мозговых нервов . Хорошо развита симпатическая нервная система , иннервирующая внутренние органы .

У рептилий головной мозг отличается прогрессивным развитием всех отделов мозга , что связано с их более активным образом жизни . По сравнению с мозгом земноводных у рептилий более развиты полушария и мозговой свод , обособлены теменные доли . На поверхности полушарий впервые в процессе эволюции появляется кора , образующая два островка на латеральной и медиальной сторонах каждого полушария . В связи с большим объёмом движений увеличен размер мозжечка . Продолговатый мозг образует резкий изгиб , характерный для всех амниот . Из головного мозга выходит 12 пар нервов .

В головном мозге птиц различают относительно большие полушария и зрительные доли , хорошо развитый мозжечок и очень маленькие обонятельные доли .

У млекопитающих полушария головного мозга настолько велики , что покрывают средний мозг и мозжечок . Особого развития достигает также кора головного мозга, площадь которой увеличивается за счёт образования извилин и борозд. Появляется вторичный мозговой свод – неопаллиум. Сильно прогрессирует и мозжечок.

В настоящие время нет хордовых, у которых бы головной мозг состоял из трёх отделов. У ланцетника один мозговой пузырь, а у круглоротых как ранее отмечалось уже пять. Но изучение эмбрионов в ранней стадии развития выявлено что в своём развитее головной мозг проходит стадию трёх мозговых путей. На основание этих исследований в 1954 году екасепп в учебнике по нервным болезням дал слегка упрощённую но очень удобную для изучения схему филогенеза головного мозга . Согласно этой схеме с начала головной мозг не имеет отдела как у ланцетника. Это период называется стадией одного мозгового пузыря, затем этот мозговой пузырь делится на три отдела: передний (prosencephalon) , средний (mesencephalon) и ромбовидный (rhombencephalon) который также называют задним .

В процессе дальнейшей эволюции передний мозг делится на конечный (telencephalon) ,промежуточный (diencephalons).Задний делится на собственно задний (metencephalon) и добавочный (myelencephalon) который также называют продолговатым, так как последний развивается из него. В дальнейшем из вентральной части заднего мозга разовьётся мост а из вентральной мозжечок .

В процессе приспособления организма к внешней среде в заднем мозге как наиболее развитом на начальном этапе филогенеза возникают центры управления жизненно важными процессами дыхание ,кровообращение . На следующем этапе филогенеза это заметно у рыб , связи развитием зрительного анализатора развивается средней мозг. При переходе животных из водной среды в воздушною усиленно развивается обонятельный рецептор который даёт важною информацию о добыче, опасности…

Под влиянием этого рецептора передний мозг делится на конечный и промежуточный. Конечный мозг становится высшим отделом центральной нервной системы и в нём появляются центры для всех видов чувствительности. Однако ниже лежащие центры не исчезают, а сохраняются, подчиняясь центру выше лежащего этажа .Центры слуха имеются в заднем , среднем ,промежуточном и конечном центрах мозга , а совершенствование рецепторов и поведенческих реакций приводит к совершенствованию конечного мозга .И к безусловным рефлексам которые представляют собой стандартную автоматическую реакцию свойственную всем особям данного вида (пищевые, половые, охранительные) добавляются условные рефлексы которые представляют собой высшую форму нервной деятельности обеспечивающие приспособления данной особи к конкретным свойственным только для проживания этого индивида среды. Например, звонок, предшествующий кормлению собаки в эксперименте Павлова. Связи с развитием условных рефлексов начинает развиваться кора головного мозга, которая подчиняет себе все ниже лежащие центры. С начала кора имеет три клеточных слоя. Такая кора называется старой, она имеется уже у рептилий. В дальнейшем у птиц появляется уже шести слойная кора, а у высоко развитых млекопитающих которым свойственны такие мыслительные функции как ретроградный и превентивный анализ ситуации такая кора составляет до 90 % коры головного мозга, площадь коры становится настолько значительной что на конечном мозге возникают углубление –борозды и выпячивание извилины , сильно увеличивающий площадь коры

3. А в середине третий недели внутриутробного развития из наружного зародышевого листа. На дорсальной поверхности туловища эмбриона образует утолщение -нервная пластинка . Она представляет собой нейральный зачаток , который является источником развития нервной ткани. При обособлении нейрального зачатка (нейруляции) происходит образование нервной трубки , нервного гребня и нейральных плакод .

(слайд 6)

На 18-21-е сутки развития эмбриона человека нервная пластинка превращается в нервный желобок. Приподнятые края нервного желобка называются нервными валиками. На 22-е сутки нервный желобок замыкается в нервную трубку и обособляется от эктодермы . Этот процесс начинается в шейном отделе , а затем распространяется в краниальном и каудальном направлениях . Первоночально края нервной трубки остаются открытыми (краниальной и каудальной нейропы). Они замыкаются на 24-е и 26-е сутки внутриутробного развития соответственно. Производными нервной трубки являются нейроны и нейроглия головного и спинного мозга. В процессе замыкания нервной трубки , из клеток нервного валика , расположенных на границе нейрального зачатка и кожной эктодермы ,обособляется нервный гребень (ганглиозноя пластинка).Клеки нервного гребня мигрируют , образуя нейроны и глию чувствительных и вегетативных ганглиев , клетки мозгового вещества надпочечников , диффузной эндокринной системы и ряд других производных. В краниальной части зародыша по краям от нервной трубки находятся утолчённые участки эктодерма ,которые получили название плакоды. Их производными являются рецепторные и поддерживающие клетки органов слуха, равновесия и вкуса.

Краниальный конец этой трубки развивается в головной мозг, остальная часть – в спинной мозг. Стенка нервной трубки на ранних стадиях развития состоит из одного слоя клеток призматической формы , которые интенсивно делятся и мигрируют. В результате на 3-4-й неделе развития, стенка нервной трубки состоит из трёх слоёв: внутреннего (эпендимный слой) клетки которого активно делятся методически ;среднего (мантийный слой), куда мигрируют клетки из внутреннего слоя и наружного (краевая вуаль) образованного отростками клеток 2-х предыдущих слоёв. Клеточные элементы мантийного слоя дифференцируются в 2-х направлениях . Из них образуются нейробласты , которые постепенно превращаются в зрелые нервные клетки, и спонгиобласты (гиобласты), дающие начало астоцитарной глии и олигодендрогии . К 3-му месяцу внутриутробной жизни начинается миграция нейробластов к месту окончательной локации.

Увеличение массы клеток и расширение полости мозговой трубки приводит к формированию первичных мозговых пузырей . На четвертой неделе внутриутробного развития в головном отделе нервной трубки образуется три первичных мозговых пузыря: передний, средний и задний, из которых развиваются главные отделы головного мозга :передний(prosencephalon), средний(mesencephalon) и ромбовидный(rhombencephalon). В последующем передний и задний мозговые пузыри разделяются, каждый на два отдела, в результате чего у 4-5 недельного эмбриона образуется пять мозговых пузырей:

Конечный(telencephalon)

Промежуточный(diencephalons)

Средний(mesencephalon)

Задний(metencephalon)

Продолговатый(myelencephalon)

Из пяти мозговых пузырей образуются основные, одноимённые отделы дефинитивного мозга.

Из полостей мозговых пузырей и нервной трубки формируются желудочки головного мозга и канал спинного мозга. Полости заднего и продолговатого мозговых пузырей превращаются в четвёртый желудочек, полость среднего мозга – в узкий канал, водопровод мозга, который сообщает между собой четвёртый и третий желудочки. Полость промежуточного пузыря становится третьим желудочком, а полость конечного пузыря превращается в два боковых желудочка. Через посредство парного межжелудочкового отверстия третий желудочек сообщается с каждым боковым. Четвёртый желудочек сообщается с каналом спинного мозга. В желудочках и спинном мозговом канале циркулирует спинномозговая жидкость.

К третьему месяцу внутриутробного развития выделяются все основные части центральной нервной системы: большие полушария и ствол мозга , мозговые желудочки, спинной мозг. К пятому месяцу дифференцируются основные борозды коры больших полушарий.

4. Структурно функциональной единицей нервной системы является нервная клетка, называемая нейроном или нейроцитом. Каждый нейрон состоит из тела имеющего ядро и типичный для всякой клетки набор органоидов и отростков отходящих от тела. Специфические особенности внутреннего строения тела нейрона и строения его отростков вы изучаете на гистологии. Нейроны принято различать по количеству отростков на униполярные – имеющие один отросток, биполярные - имеющие два отростка и мультиполярные – имеющие три и более отростков.

(слайд 7)

Как правило отростки можно сгруппировать по сторонам (полюсам) клетки. В одну из сторон отходит один длинный (осево-цилиндрический отросток) получивший название аксона или нейрита, в другую сторону короткие ветвящиеся отростки – дендриты. Передача нервного возбуждения внутри нейрона идет в направлении от дендритов к телу клетки, от нее к аксону; аксоны проводят возбуждение в направлении тела клетки.

5. Нервные клетки обладают некоторой самостоятельностью, но функционирование сложного, большого многоклеточного организма возможно только при совместной работе большого количества этих клеток, поэтому они объединяются в сложные разветвленные цепи при помощи особых соединительных межклеточных устройств называемых синапсами (особенности строения и функционирования синапсов вы изучаете на гистологии физиологии и биохимии). Различают аксосоматические синапсы, между аксоном одного нейрона и телом другого. Аксодендритические синапсы, когда аксон одного нейрона контактирует с дендритом другого или сразу с несколькими дендритами других нейронов. Схематически аксон соматические синапсы изображают так( ), а аксон дендрические так ( ) . Аксосоматические синапсы филогенетически более старые и преобладают в спинном мозге и подкорковых образования головного. Аксодендритические связи сильно развиты в филогенетически новых и высших в функциональном отношении верхних слоях коры. Они играют роль в механизме перераспределения нервных импульсов в коре и являются, по-видимому, морфологической основой временных связей при условно-рефлекторной деятельности.

6. Процесс получения информации живым организмом называется раздражением, каждый живой организм получает раздражения из окружающего его мира и отвечает на них соответствующими реакциями , которые связывают его с внешней средой. Протекающие в самом организме процессы в свою очередь обуславливают ряд раздражений на которые организму также приходится реагировать. Факторы вызывающие раздражения называются раздражителями. Способность организма отвечать на воздействия внешней и внутренней среды определёнными активными действиями (реакциями) называются раздражимостью. У простейших одноклеточных организмов и получения раздражения и ответ на него отвечает единая клетка. У сложных многоклеточных животных организмов процесс восприятия раздражения , анализ его и формирование на него адекватного ответа осуществляется при помощи нервной системы. Именно для этого нервные клетки и объединяются при помощи синапсов в сложные разветвлённые цепи. Процесс распространения раздражения по цепочке нейронов обозначаются термином импульс. Процесс восприятия раздражения называется рецепцией ,а восприниматель раздражений транформирующий энергию воздействия рецептором . Принято различать три вида рецепторов, первые рецепторы воспринимающие информацию с наружной поверхности организма и органов чувств :зрения ,слуха, обоняния… Вторые интро рецепторы воспринемающие информацию изнутри тела и третие пропри рецепторы воспринемающие информацию из толщи стенок тела . Рецептор связан с ценстростримительным или рецепторным нейроном который называют также афферентным который передаёт нервный импульс к центру на вставочный или ассоциативный нейрон который осуществляет анализ полученной информации и передачу её на центробежный нейрон . Этот нейрон называет кондуктор (проводник) или контактор (замыкатель) .Центробежный нейрон называется эфферентный , он несёт нервный импульс к рабочему органу осуществляющему ответ на полученное раздражение. Нервное окончание этого нейрона передающее импульс на рабочий орган называется эфектором, поэтому этот нейрон называют также эфекторным. Теперь уточним понятия синапса . Синапсом принято называть место контакта между нейронами где происходит передача нервного импульса с одного нейрона на другой . Путь по которому нервные импульсы проходят от рецептора к исполнительному органу , получил название рефлекторной дуги. Простейшая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов рецепторного и эффекторного. Всатовочного , асоциативного нейрона в ней нет .

(слайд 8)

Но большенство дуг имеет каласическое трёх нейронное строение.

(слайд 9)

Схема рефлекторной дуги. А - соматического рефлекса; Б - вегетативного рефлекса; 1 - рецептор; 2 - чувствительный нейрон; 3 - центральная нервная система; 4 - двигательный нейрон; 5 - рабочий орган - мышца, железа.

Обще принято изображать рефлекторную дугу используя схематическое изображение спинного мозга. Трёх нейронную дугу принято называть простой кроме простой трёхчленной рефлекторной дуги имеются сложно устроенные рефлекторные дуги проходящие через разные уровни головного мозга включая его кору .

7.Кибернетическая схема нервной системы состоит из трёх звеньев. Первое звено это-рецептор, воспринимающий информацию и перерабатывающий её в нервный импульс (кодирующие устройство) и центростремительный канал – афферентный нейрон , кодирующий информацию и передающий эту информацию в аналитико-перерабатывающий центр. Второе звено – это переработка информации, включающая декодирование её, анализ, составление ответного сигнала и выбор адресата к которому будет направлен этот сигнал. (В зависимости от сложности и объёмности полученной информации анализ и переработка её осуществляется в периферических нервных узлах (ганглиях) в спинном мозгу, в подпорке головного мозга или в коре . Третье звено – это управление оно достигается передачей информации (эфферентных сигналов) от места переработки к эффекторам, которые передают полученный импульс рабочим органам (мышцам , внутреннем органам).

Как видно из выше сказанного кибернетическая схема очень напоминает схему рефлекторной дуги. Следует отметить что нервная система кроме выше сказанного осуществляет обратную связь, то есть в центр переработки анализа информации с рабочего органа идёт сообщение в какой степени и насколько эффективно удалось выполнить команду и какой результат достигнут в результате этого.

8.Единая нервная система человека условно делится на 2 части соответственно двум основным частям организма - растительной и животной:

1) часть нервной системы, иннервирующая все внутренности, а также эндокринную систему и непроизвольные мышцы кожи, сердце и сосуды, т. е. органы растительной жизни, создающие внутреннюю среду организма, называется растительной нервной системой, вегетативной, или автономной;

2) другая часть нервной системы, управляющая произвольной мускулатурой скелета и некоторых внутренностей (язык, гортань, глотка) и иннервирующая главным образом органы животной жизни, называется животной нервной системой, анимальной. Ее также не совсем удачно называют соматической, имея в виду сому, т. е. собственно тело. Она заведует по преимуществу функциями связи организма с внешней
средой, обусловливая чувствительность организма (при посредстве органов чувств) и движения мускулатуры скелета. Условность и ограниченность приведенной выше классификации явствует из того, что вегетативная нервная система имеет отношение к иннервации всех органов, в том числе и соматических, так как она участвует в их питании, а также определяет тонус скелетной мускулатуры.

Вегетативная часть нервной системы, в свою очередь, делится на две части: симпатическую и парасимпатическую, которые для краткости также называются системами. Симпатическая система иннервирует все части организма, а парасимпатическая - лишь определенные области его.

Кроме такой классификации, соответствующей строению организма, нервную систему делят по топографическому принципу на центральный и периферический отделы, или системы. Под центральной нервной системой разумеется спинной и головной мозг, которые состоят из серого и белого вещества, под периферической - все остальное, т. е. нервные корешки, узлы, сплетения, нервы и периферические нервные окончания. Серое вещество спинного и головного мозга - это скопления нервных клеток вместе с ближайшими разветвлениями их отростков, называемые нервны-
ми центрами. Нервный центр - это скопление и сцепление нервных клеток.

Белое вещество - это нервные волокна (отростки нервных клеток, нейриты), покрытые миелиновой оболочкой (откуда и происходит белый цвет) и связывающие отдельные центры между собой, т. е. проводящие пути. Как в центральном, так и в периферическом отделах нервной системы содержатся элементы анимальной и вегетативной частей ее, чем достигается единство всей нервной системы.