Строение и функции нервной системы человека

Любой человек реагирует на так называемые внешние раздражители, и каждая группа клеток его организма, специализирующаяся на определенной функции, совершает соответствующее ответное действие. Однако в этом взаимодействии хаотичность исключена, поскольку функциональное единство работы органов человека координируется нервной системой.

Нервная система выполняет главную регуляторную функцию нашего организма: обеспечивает согласованную работу клеток, тканей и органов, связывает организм с внешней средой, формирует мышление, обучение, речь, память. Ввиду своей многофункциональности нервная система имеет чрезвычайно сложное строение и построена из специального вида ткани — нервной.

Нервная ткань состоит из двух основных видов клеток: нейронов (нервных клеток) и клеток-спутников (глий).

Нервная система осуществляет регуляцию деятельности всех органов и систем, обеспечивая их функциональное единство и связь организма с внешней средой

Нейроны способны генерировать, т. е. создавать и передавать, нервный импульс. Каждый нейрон состоит из тела, от которого отходят отростки двух видов: дендриты (их обычно несколько) и аксон (всегда один). Дендриты — это короткие отростки, по которым нервный импульс идет к телу нервной клетки.

Аксон — длинный отросток нейрона (его длина может достигать нескольких сантиметров), передающий нервный импульс от тела клетки, он заканчивается либо на теле, либо на отростке другого нейрона. Отростки нервных клеток очень часто покрыты специальными оболочками и называются нервными волокнами, которые, объединяясь, образуют нервы. Нейроны по своим функциям делятся на чувствительные, двигательные и вставочные.

По чувствительным нейронам нервный импульс идет от рецепторов органов чувств - к спинному или головному мозгу; тела этих нейронов расположены в специальных образованиях — ганглиях. Двигательные нейроны передают импульс от спинного или головного мозга к органу. Вставочные обеспечивают взаимодействие между двигательными и чувствительными нейронами.

Клетки-спутники, или глии, по своему количеству во много раз превосходят численность нервных клеток. Они обеспечивают жизнедеятельность нейронов, выполняя питательную, опорную и защитную функции. Помимо этого, клетки-спутники препятствуют переходу импульса в нерве с одного волокна на другое, что предотвращает нарушение работы нервной системы.

По выполняемым функциям нервную систему принято разделять на соматическую и вегетативную. Соматическая нервная система управляет работой скелетных мышц и полностью подчинена нашей воле. А вот вегетативной нервной системой, которую раньше называли автономной, мы управлять не можем, потому что она отвечает за работу всех наших внутренних органов. Вегетативная нервная система разделяется на симпатическую и парасимпатическую; они всегда совместно управляют функционированием органов, при этом обычно, если одна из них усиливает работу органа, то другая ее ослабляет, и наоборот.

В нервной системе выделяют два отдела: центральный (или центральная нервная система — ЦНС) и периферический (периферическая, т. е. наружная, нервная система — ПНС). К центральной нервной системе относятся спинной и головной мозг, а к периферической — нервы и ганглии (скопление нейронов).

Вся деятельность нервной системы основана на рефлексах. Рефлекс — это ответная реакция организма, осуществляемая и регулируемая нервной системой. У рефлекса обязательно есть путь, по которому должен пройти нервный импульс, чтобы осуществить ответную реакцию. Этот путь называется рефлекторной дугой и состоит из пяти частей: рецептора, воспринимающего раздражение; чувствительного пути, по которому раздражение идет от рецептора к центральной нервной системе; участка ЦНС (в головном или спинном мозге); двигательного пути от ЦНС к органу; рабочего органа, который и совершает ответное действие.

Спинной мозг представляет собой как бы белый жгут толщиной 1 см. Он состоит из нервной ткани и расположен по ходу позвоночника. В центральной части ствола спинного мозга находится серое вещество. Это тела нервных клеток (вставочных и двигательных нейронов). Снаружи серое вещество покрыто белым веществом, которое представляет собой отростки нервных клеток, образующие проводящие пути. В центре серого вещества проходит спинномозговой канал, заполненный специальной жидкостью, которая обеспечивает питательными веществами нейроны и клетки глии.

От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов, которые идут ко всем внутренним органам и скелетной мускулатуре (кроме мышц головы). Спинной мозг без помощи головного не может осуществлять сложные рефлекторные реакции, кроме элементарных рефлексов, играющих защитную роль: это, например, коленный рефлекс, при котором происходит сгибание ноги, вызванное ударом по сухожилию, прикрепленному к коленной чашечке (защита от растяжения мышцы).

Помимо элементарных рефлекторных функций спинной мозг осуществляет передачу нервных импульсов к головному мозгу от рецепторов, расположенных на коже, в сухожилиях мышц или внутри стенок органов и сосудов (восходящие пути белого вещества), а также, наоборот, от головного мозга к органам (нисходящие пути белого вещества).

Спинной мозг совместно с головным мозгом образуют центральную нервную систему

При повреждении спинного мозга нарушается прохождение нервных импульсов между головным мозгом и органами, в результате чего происходит частичная или полная утрата контроля над деятельностью органов.

Головной мозг расположен в полости черепа. Он так же, как и спинной мозг, состоит из белого и серого вещества. Серое вещество образует так называемые ядра, т. е. скопления нервных клеток внутри мозга. Серое вещество также покрывает поверхность больших полушарий и мозжечка, образуя кору. Белое вещество представляет собой проводящие пути, соединяющие разные отделы головного мозга между собой и со спинным мозгом.

Головной мозг состоит из шести отделов: продолговатый мозг, мост, мозжечок, средний мозг, промежуточный мозг и передний мозг.

Продолговатый мозг и мост представляют собой продолжение спинного мозга. Они осуществляют проводниковую функцию. В продолговатом мозге также находятся ядра (или центры), управляющие жизненно важными функциями, такими, как дыхание, пищеварение и работа сердца, поэтому при разрушении продолговатого мозга наступает моментальная остановка сердца.

Мозжечок покрыт корой, образованной серым веществом. Он обеспечивает равновесие, ориентацию в пространстве, точные и согласованные движения. Например, при ходьбе нам не приходится задумываться над тем, как движутся наши ноги, за это отвечает мозжечок. Он тесно связан с другими отделами головного и спинного мозга с помощью нервных волокон (белого вещества).

При повреждении мозжечка его функции частично берет на себя кора больших полушарий, однако такие люди уже не способны выполнять точные движения. В ходе эволюции мозжечок наиболее сильно развился у птиц, потому что им во время полета приходится выполнять чрезвычайно сложные движения и маневры.

Средний мозг отвечает за тонус скелетных мышц. Другими словами, он постоянно посылает к мышцам нервные импульсы, благодаря которым мышцы все время находятся в слабом напряжении. Этот тонус может исчезнуть только в результате каких-либо серьезных нарушений или в случае смерти человека.

Промежуточный мозг состоит из нескольких частей, наиболее важные из которых таламус и гипоталамус. Промежуточный мозг получает информацию от всех рецепторов организма, регулирует постоянную температуру тела и обмен веществ, согласует работу внутренних органов. Гипоталамус как бы является связующим звеном между нервной и эндокринной системами т. е. он управляет работой всех желез внутренней секреции.

Функции отделов головного мозга

Таламус - основной отдел промежуточного мозга, представляющий собой скопление серого вещества латеральнеє среднего желудочка. В таламусе расположен зрительный бугор с ядрами второй пары зрительных нервов. Воспринимает импульсы всех видов чувствительности и передает их в кору больших полушарий, а также в другие образования центральной нервной системы.

Гипоталамус - часть головного мозга, расположенная под зрительными буграми: входит в состав промежуточного мозга. От гипоталамуса на тонкой ножке свисает нижний мозговой придаток - гипофиз. Гипоталамус - совокупность высших адаптивных центров, осуществляющих интеграцию и приспособление функций к целостной деятельности организма.

Ему принадлежит основная роль в поддержании уровня обмена веществ, в регуляции деятельности пищеварительной, сердечно-сосудистой, эндокринной и других физиологических систем. Таким образом, гипоталамус - одно из важнейших звеньев функциональной системы, координирующей вегетативные функции с психическими и соматическими.

Большие полушария головного мозга состоят из серого И белого вещества. Вес больших полушарий составляет около 80 % общей массы мозга; вес головного мозга может варьироваться, однако ни его масса, ни размер не влияют на умственные способности человека. Серое вещество образует кору и подкорковые ядра, белое образует нервные пути. В коре находится примерно 14 млрд нервных клеток.

Кора больших полушарий увеличивает свою площадь за счет борозд (углублений) и извилин, которые у всех людей примерно одинаковы. Глубокими бороздами кора делится на доли, в каждом полушарии расположены лобная, височная, теменная и затылочная зоны.

Кора в ходе эволюции получила наибольшее развитие только у млекопитающих, вершиной которых является человек, она выполняет важнейшую роль в работе организма. Сюда поступает информация от всех органов чувств, здесь находятся зрительная, слуховая, вкусовая, обонятельная и кожно-мышечная зоны.

От коры головного мозга импульсы направляются к мышцам и органам. Она отвечает также за речь и память. Подкорковые ядра, расположенные в больших полушариях, развиты у человека не очень сильно, в отличие от птиц, у которых подкорковые ядра взяли на себя главную функцию в формировании сложных нервных реакций.

Продольный разрез головного мозга

Кора больших полушарий — это место формирования условных рефлексов. Изучением условных и безусловных рефлексов занимался русский физиолог И.П. Павлов (1849 — 1936). Именно он назвал безусловным рефлексом постоянную, врожденную связь внешнего агента с ответной на него деятельностью организма, в то время как связь временную, образующуюся в течение жизни, — условным рефлексом.

В обоих случаях эта связь устанавливается через нервную систему. При выработке условных рефлексов происходит замыкание связей между нейронами разных областей коры, имеющими разное функциональное значение. В течение долгих лет Иван Петрович вместе с многочисленными сотрудниками и учениками разрабатывал учение о высшей нервной деятельности. Шаг за шагом вскрывались тончайшие механизмы корковой деятельности, выяснялись взаимоотношения между корой больших полушарий и нижележащими отделами нервной системы, изучались закономерности протекания процессов возбуждения и торможения в коре.

Было установлено, что эти процессы находятся в тесной связи и способны оказывать влияние друг на друга. На сложном взаимодействии этих двух процессов и основана, по Павлову, вся анализаторная и синтезирующая деятельность коры больших полушарий. Этими представлениями была создана физиологическая основа для изучения деятельности органов чувств, которое до Павлова было построено в основном на субъективном методе исследования.