В организме человека работа всех его органов тесно связана между собой, и поэтому организм функционирует как единое целое. Согласованность функций внутренних органов обеспечивает нервная система, которая, кроме того, осуществляет связь организма как целого с внешней средой и контролирует работу каждого органа.
Различают центральную нервную систему (головной и спинной мозг) и периферическую, представленную отходящими от головного и спинного мозга нервами и другими элементами, лежащими вне спинного и головного мозга. Вся нервная система подразделяется на соматическую и вегетативную (или автономную). Соматическая нервная система осуществляет преимущественно связь организма с внешней средой: восприятие раздражений, регуляцию движений поперечно-полосатой мускулатуры скелета и др., вегетативная - регулирует обмен веществ и работу внутренних органов: биение сердца, перистальтические сокращения кишечника, секрецию различных желез и т. п. Обе они функционируют в тесном взаимодействии, однако вегетативная нервная система обладает некоторой самостоятельностью (автономностью), управляя многими непроизвольными функциями.
На разрезе мозга видно, что он состоит из серого и белого вещества. Серое вещество представляет собою скопление нейронов и их коротких отростков. В спинном мозге оно находится в центре, окружая спинно-мозговой канал. В головном мозге, наоборот, серое вещество расположено по его поверхности, образуя кору и отдельные скопления, получившие название ядер, сосредоточенных в белом веществе. Белое вещество находится под серым и составлено нервными волокнами, покрытыми оболочками. Нервные волокна, соединяясь, слагают нервные пучки, а несколько таких пучков образуют отдельные нервы. Нервы, по которым возбуждение передается из центральной нервной системы к органам, называются центробежными, а нервы, проводящие возбуждение с периферии в центральную нервную систему, называются центростремительными.
Головной и спинной мозг одет тремя оболочками: твердой, паутинной и сосудистой. Твердая - наружная, соединительнотканная, выстилает внутреннюю полость черепа и позвоночного канала. Паутинная расположена под твердой ~ это тонкая оболочка с небольшим количеством нервов и сосудов. Сосудистая оболочка сращена с мозгом, заходит в борозды и содержит много кровеносных сосудов. Между сосудистой и паутинной оболочками образуются полости, заполненные мозговой жидкостью.
В ответ на раздражение нервная ткань приходит в состояние возбуждения, которое представляет собой нервный процесс, вызывающий или усиливающий деятельность органа. Свойство нервной ткани передавать возбуждение называется проводимостью. Скорость проведения возбуждения значительна: от 0,5 до 100 м/с, поэтому между органами и системами быстро устанавливается взаимодействие, отвечающее потребностям организма. Возбуждение проводится по нервным волокнам изолированно и не переходит с одного волокна на другое, чему препятствуют оболочки, покрывающие нервные волокна.
Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер. Ответная реакция на раздражение, осуществляемая нервной системой, называется рефлексом. Путь, по которому нервное возбуждение воспринимается и передается к рабочему органу, называется рефлекторной дугой. .Она состоит из пяти отделов: 1) рецепторов, воспринимающих раздражение; 2) чувствительного (центростремительного) нерва, передающего возбуждение к центру; 3) нервного центра, где происходит переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные; 4) двигательного (центробежного) нерва, несущего возбуждение от центральной нервной системы к рабочему органу; 5) рабочего органа, реагирующего на полученное раздражение.
Процесс торможения противоположен возбуждению: он прекращает деятельность, ослабляет или препятствует ее возникновению. Возбуждение в одних центрах нервной системы сопровождается торможением в других: нервные импульсы, поступающие в центральную нервную систему, могут задерживать те или иные рефлексы. Оба процесса - возбуждение и торможение - взаимосвязаны, что обеспечивает согласованную деятельность органов и всего организма в целом. Например, во время ходьбы чередуется сокращение мышц сгибателей и разгибателей: при возбуждении центра сгибания импульсы следуют к мышцам-сгибателям, одновременно с этим центр разгибания тормозится и не посылает импульсы к мышцам-разгибателям, вследствие чего последние расслабляются, и наоборот.
Спинной мозг находится в позвоночном канале и имеет вид белого тяжа, протянувшегося от затылочного отверстия до поясницы. По передней и задней поверхности спинного мозга расположены продольные борозды, в центре проходит спинно-мозговой канал, вокруг которого сосредоточено серое вещество - скопление огромного количества нервных клеток, образующих контур бабочки. По наружной поверхности тяжа спинного мозга расположено белое вещество - скопление пучков из длинных отростков нервных клеток.
В сером веществе различают передние, задние и боковые рога. В передних рогах залегают двигательные нейроны, в задних - вставочные, которые осуществляют связь между чувствительными и двигательными нейронами. Чувствительные нейроны лежат вне тяжа, в спинномозговых узлах по ходу чувствительных нервов.От двигательных нейронов передних рогов отходят длинные отростки - передние корешки, образующие двигательные нервные волокна. К задним рогам подходят аксоны чувствительных нейронов, формирующие задние корешки, которые поступают в спинной мозг и передают возбуждение с периферии в спинной мозг. Здесь возбуждение переключается на вставочный нейрон, а от него - на короткие отростки двигательного нейрона, с которого затем по аксону оно сообщается рабочему органу.
В межпозвоночных отверстиях двигательные и чувствительные корешки соединяются, образуя смешанные нервы, которые затем распадаются на передние и задние ветки. Каждая из них состоит из чувствительных и двигательных нервных волокон. Таким образом, на уровне каждого позвонка от спинного мозга в обе стороны отходит всего 31 пара спинно-мозговых нервов смешанного типа. Белое вещество спинного мозга образует проводящие пути, которые тянутся вдоль спинного мозга, соединяя как отдельные его сегменты друг с другом, так и спинной мозг с головным. Одни проводящие пути называются восходящими или чувствительными, передающими возбуждение в головной мозг, другие - нисходящими или двигательными, которые проводят импульсы от головного мозга к определенным сегментам спинного мозга.
Функция спинного мозга. Спинной мозг выполняет две функции - рефлекторную и проводниковую.
Каждый рефлекс осуществляется строго определенным участком центральной нервной системы - нервным центром. Нервным центром называют совокупность нервных клеток, расположенных в одном из отделов мозга и регулирующих деятельность какого-либо органа или системы. Например, центр коленного рефлекса находится в поясничном отделе спинного мозга, центр мочеиспускания - в крестцовом, а центр расширения зрачка - в верхнем грудном сегменте спинного мозга. Жизненно важный двигательный центр диафрагмы локализован в III-IV шейных сегментах. Другие центры - дыхательный, сосудодвигательный - расположены в продолговатом мозгу. В дальнейшем будут рассмотрены еще некоторые нервные центры, контролирующие те или иные стороны жизнедеятельности организма. Нервный центр состоит из множества вставочных нейронов. В нем перерабатывается информация, которая поступает с соответствующих рецепторов, и формируются импульсы, передающиеся на исполнительные органы- сердце, сосуды, скелетные мышцы, железы и т. д. В результате их функциональное состояние изменяется. Для регуляции рефлекса, его точности необходимо участие и высших отделов центральной нервной системы, включая кору головного мозга.
Нервные центры спинного мозга непосредственно связаны с рецепторами и исполнительными органами тела. Двигательные нейроны спинного мозга обеспечивают сокращение мышц туловища и конечностей, а также дыхательных мышц - диафрагмы и межреберных. Помимо двигательных центров скелетной мускулатуры, в спинном мозге находится ряд вегетативных центров.
Еще одна функция спинного мозга - проводниковая. Пучки нервных волокон, образующих белое вещество, соединяют различные отделы спинного мозга между собой и головной мозг со спинным. Различают восходящие пути, несущие импульсы к головному мозгу, и нисходящие, несущие импульсы от головного мозга к спинному. По первым возбуждение, возникающее в рецепторах кожи, мышц, внутренних органов, проводится по спинномозговым нервам в задние корешки спинного мозга, воспринимается чувствительными нейронами спинно-мозговых узлов и отсюда направляется либо в задние рога спинного мозга, либо в составе белого вещества достигает ствола, а затем коры больших полушарий. Нисходящие пути проводят возбуждение от головного мозга к двигательным нейронам спинного мозга. Отсюда возбуждение по спинно-мозговым нервам передается к исполнительным органам.
Деятельность спинного мозга находится под контролем головного мозга, который регулирует спинно-мозговые рефлексы.
Головной мозг расположен в мозговом отделе черепа. Средняя его масса 1300-1400 г. После рождения человека рост мозга продолжается до 20 лет. Состоит он из пяти отделов: переднего (большие полушария), промежуточного, среднего" заднего и продолговатого мозга. Внутри головного мозга находятся четыре сообщающиеся между собой полости - мозговые желудочки. Они заполнены спинно-мозговой жидкостью. I и II желудочки расположены в больших полушариях, III - в промежуточном мозге, а IV - в продолговатом. Полушария (наиболее новая в эволюционном отношении часть) достигают у человека высокого развития, составляя 80% массы мозга. Филогенетически более древняя часть - ствол головного мозга. Ствол включает продолговатый мозг, мозговой (варолиев) мост, средний и промежуточный мозг. В белом веществе ствола залегают многочисленные ядра серого вещества. Ядра 12 пар черепно-мозговых нервов также лежат в стволе мозга. Стволовая часть мозга прикрыта полушариями головного мозга.
Продолговатый мозг- продолжение спинного и повторяет его строение: на передней и задней поверхности здесь также залегают борозды. Он состоит из белого вещества (проводящих пучков), где рассеяны скопления серого вещества - ядра, от которых берут начало черепные нервы - с IX по XII пару, в их числе языкоглоточный (IX пара), блуждающий (X пара), иннервирующий органы дыхания, кровообращения, пищеварения и другие системы, подъязычный (XII пара).. Вверху продолговатый мозг продолжается в утолщение - варолиев мост, а с боков отчего отходят нижние ножки мозжечка. Сверху и с боков почти весь продолговатый мозг прикрыт большими полушариями и мозжечком.
В сером веществе продолговатого мозга залегают жизненно важные центры, регулирующие сердечную деятельность, дыхание, глотание, осуществляющие защитные рефлексы (чихание, кашель, рвота, слезоотделение), секрецию слюны, желудочного и поджелудочного сока и др. Повреждение продолговатого мозга может быть причиной смерти вследствие прекращения сердечной деятельности и дыхания.
Задний мозг включает варолиев мост и мозжечок. Варолиев мост снизу ограничен продолговатым мозгом, сверху переходит в ножки мозга, боковые его отделы образуют средние ножки мозжечка. В веществе варолиева моста находятся ядра с V по VIII пары черепно-мозговых нервов (тройничный, отводящий, лицевой, слуховой).
Мозжечок расположен кзади от моста и продолговатого мозга. Поверхность его состоит из серого вещества (кора). Под корой мозжечка находится белое вещество, в котором имеются скопления серого вещества - ядра. Весь мозжечок представлен двумя полушариями, средней частью - червем и тремя парами ножек, образованных нервными волокнами, с помощью которых он связан с другими отделами головного мозга. Основная функция мозжечка - безусловнорефлекторная координация движений, определяющая их четкость, плавность и сохранение равновесия тела, а также поддержание тонуса мышц. Через спинной мозг по проводящим путям импульсы от мозжечка поступают к мышцам.
Контролирует деятельность мозжечка кора больших полушарий. Средний мозг расположен впереди варолиева моста, он представлен четверохолмием и ножками мозга. В центре его проходит узкий канал, (водопровод мозга), который соединяет III и IV желудочки. Мозговой водопровод окружен серым веществом, в котором лежат ядра III и IV пар черепно-мозговых нервов. В ножках мозга продолжаются проводящие пути от продолговатого мозга и; варолиева моста к большим полушариям. Средний мозг играет важную роль в регуляции тонуса и в осуществлении рефлексов, благодаря которым возможны стояние иходьба. Чувствительные ядра среднего мозга находятся в буграх четверохолмия: в верхних заключены ядра, связанные с органами зрения, в нижних - ядра, связанные с органами слуха. При их участии осуществляются ориентировочные рефлексы на свет и звук.
Промежуточный мозг занимает в стволе самое высокое положение и лежит кпереди от ножек мозга. Состоит из двух зрительных бугров, надбугорной, подбугорной области и коленчатых тел. По периферии промежуточного мозга находится белое вещество, а в его толще - ядра серого вещества. Зрительные бугры - главные подкорковые центры чувствительности: сюда по восходящим путям поступают импульсы со всех рецепторов тела, а отсюда - к коре больших полушарий. В подбугорной части (гипоталамус) находятся центры, совокупность которых представляет собой высший подкорковый центр вегетативной нервной системы, регулирующий обмен веществ в организме, теплоотдачу, постоянство внутренней среды. В передних отделах гипоталамуса располагаются парасимпатические центры, в задних - симпатические. В ядрах коленчатых тел сосредоточены подкорковые зрительные и слуховые центры.
К коленчатым телам направляется II пара черепно-мозговых нервов - зрительные. Ствол мозга связывают с окружающей средой и с органами тела черепно-мозговые нервы. По своему характеру они могут быть чувствительными (I, II, VIII пары), двигательными (III, IV, VI, XI, XII пары) и смешанными (V, VII, IX, Х пары).
Вегетативная нервная система. Центробежные нервные волокна делятся на соматические и вегетативные. Соматические проводят импульсы к скелетным поперечно-полосатым мышцам, вызывая их сокращение. Они берут начало от двигательных центров, расположенных в стволовой части головного мозга, в передних рогах всех сегментов спинного мозга и, не прерываясь, достигают исполнительных органов. Центробежные нервные волокна, идущие к внутренним органам и системам, ко всем тканям организма, называют вегетативными. Центробежные нейроны вегетативной нервной системы лежат вне головного и спинного мозга - в периферических нервных узлах - ганглиях. Отростки ганглиозных клеток заканчиваются в гладких мышцах, в сердечной мышце и в железах.
Функция вегетативной нервной системы заключается в регулировании физиологических процессов в организме, в обеспечении приспособления организма к меняющимся условиям среды.
Вегетативная нервная система не имеет своих особых чувствительных путей. Чувствительные импульсы от органов направляются по чувствительным волокнам, общим для соматической и вегетативной нервной системы. Регуляцию вегетативной нервной системы осуществляет кора больших полушарий головного мозга.
Вегетативная нервная система состоит из двух частей: симпатической и парасимпатической. Ядра симпатической нервной системы находятся в боковых рогах спинного мозга, от 1-го грудного до 3-го поясничного сегментов. Симпатические волокна покидают спинной мозг в составе передних корешков и входят затем в узлы, которые, соединяясь короткими пучками в цепь, образуют парный пограничный ствол, расположенный по обеим сторонам позвоночного столба. Далее из этих узлов нервы идут к органам, образуя сплетения. Импульсы, поступающие по симпатическим волокнам в органы, обеспечивают рефлекторную регуляцию их деятельности. Они усиливают и учащают сердечные сокращения, вызывают быстрое перераспределение крови путем сужения одних сосудов и расширения других.
Ядра парасимпатических нервов залегают в среднем, продолговатом отделах головного и крестцовом отделе спинного мозга. В отличие от симпатической нервной системы все парасимпатические нервы достигают периферических нервных узлов, расположенных во внутренних органах или на подступах к ним. Импульсы, проводимые этими нервами, вызывают ослабление и замедление сердечной деятельности, сужение венечных сосудов сердца и сосудов мозга, расширение сосудов слюнных и других пищеварительных желез, что стимулирует секрецию этих желез, усиливает сокращение мышц желудка и кишечника.
Большинство внутренних органов получает двойную вегетативную иннервацию, т. е. к ним подходят как симпатические, так и парасимпатические нервные волокна, которые функционируют в тесном взаимодействии, оказывая на органы противоположный эффект. Это имеет большое значение в приспособлении организма к постоянно меняющимся условиям среды.
Передний мозг состоит из сильно развитых полушарий и соединяющей их срединной части. Правое и левое полушария отделены друг от друга глубокой щелью на дне которой лежит мозолистое тело. Мозолистое тело соединяет оба полушария посредством длинных отростков нейронов, образующих проводящие пути. Полости полушарий представлены боковыми желудочками (I и II). Поверхность полушарий образована серым веществом или корой головного мозга, представленной нейронами и их отростками, под корой залегает белое вещество - проводящие пути. Проводящие пути соединяют отдельные центры в пределах одного полушария, либо правую и левую половины головного и спинного мозга или разные этажи центральной нервной системы. В белом веществе находятся также скопления нервных клеток, образующие подкорковые ядра серого вещества. Частью больших полушарий является обонятельный мозг с отходящей от него парой обонятельных нервов (I пара).
Общая поверхность коры полушарий составляет 2000 - 2500 см 2 , толщина ее - 2,5 - 3 мм. Кора включает более 14 млрд. нервных клеток, расположенных шестью слоями. У трехмесячного зародыша поверхность полушарий гладкая, но кора растет быстрее, чем мозговая коробка, поэтому кора образует складки - извилины, ограниченные бороздами; в них заключено около 70% поверхности коры. Борозды делят поверхность полушарий на доли. В каждом полушарии различают четыре доли: лобную, теменную, височную и затылочную, Самые глубокие борозды - центральные, отделяющие лобные доли от теменных, и боковые, которые отграничивают височные доли от остальных; теменно-затылочная борозда обособляет теменную долю от затылочной (рис. 85). Кпереди от центральной борозды в лобной доле находится передняя центральная извилина, позади нее - задняя центральная извилина. Нижняя поверхность полушарий и стволовая часть мозга называется основанием мозга.
Чтобы понять, как функционирует кора больших полушарий головного мозга, нужно вспомнить, что в организме человека имеется большое количество разнообразных высокоспециализированных рецепторов. Рецепторы способны улавливать самые незначительные изменения во внешней и внутренней среде.
Рецепторы, расположенные в коже, реагируют на изменения во внешней среде. В мышцах и сухожилиях находятся рецепторы, сигнализирующие в мозг о степени натяжения мышц, движениях суставов. Имеются рецепторы, реагирующие на изменения химического и газового состава крови, осмотического давления, температуры и др. В рецепторе раздражение преобразуется в нервные импульсы. По чувствительным нервным путям импульсы проводятся к соответствующим чувствительным зонам коры головного мозга, где и формируется специфическое ощущение - зрительное, обонятельное и др.
Функциональную систему, состоящую из рецептора, чувствительного проводящего пути и зоны коры, куда проецируется данный вид чувствительности, И. П. Павлов назвал анализатором.
Анализ и синтез полученной информации осуществляется в строго определенном участке - зоне коры больших полушарий. Важнейшие зоны коры - двигательная, чувствительная, зрительная, слуховая, обонятельная. Двигательная зона расположена в передней центральной извилине впереди центральной борозды лобной доли, зона кожно-мышечной чувствительности - позади центральной борозды, в задней центральной извилине теменной доли. Зрительная зона сосредоточена в затылочной доле, слуховая - в верхней височной извилине височной доли, а обонятельная и вкусовая зоны - в переднем отделе височной доли.
Деятельность анализаторов отражает в нашем сознании внешний материальный мир. Это дает возможность млекопитающим приспосабливаться к условиям среды путем изменения поведения. Человек, познавая природные явления, законы природы и создавая орудия тру да, активно изменяет внешнюю среду, приспосабливая ее к своим потребностям.
В коре головного мозга осуществляется множество нервных процессов. Их назначение двояко: взаимодействие организма с внешней средой (поведенческие реакции) и объединение функций организма, нервная регуляция всех органов. Деятельность коры головного мозга человека и высших животных определена И. П. Павловым как высшая нервная деятельность, представляющая собой условнорефлекторную функцию коры головного мозга. Еще раньше основные положения о рефлекторной деятельности мозга были высказаны И. М. Сеченовым в его работе "Рефлексы головного мозга". Однако современное представление о высшей нервной деятельности создал И. П. Павлов, который, исследуя условные рефлексы, обосновал механизмы приспособления организма к изменяющимся условиям внешней среды.
Условные рефлексы вырабатываются в течение индивидуальной жизни животных и человека. Поэтому условные рефлексы строго индивидуальны: у одних особей они могут быть, у других отсутствуют. Для возникновения таких рефлексов необходимо совпадение во времени действия условного раздражителя с действием безусловного. Лишь многократное совпадение этих двух раздражителей приводит к образованию временной связи между двумя центрами. По определению И. П. Павлова, рефлексы, приобретаемые организмом в течение его жизни и возникающие в результате сочетания безразличных раздражителей с безусловными, называются условными.
У человека и млекопитающих новые условные рефлексы формируются в течение всей жизни, они замыкаются в коре головного мозга и носят временный характер, так как представляют временные связи организма с условиями среды, в которых он находится. Условные рефлексы у млекопитающих и человека вырабатываются очень сложно, так как охватывают целый комплекс раздражителей. В этом случае возникают связи между разными отделами коры, между корой и подкорковыми центрами и т. д. Рефлекторная дуга при этом значительно усложняется и включает рецепторы, воспринимающие условное раздражение, чувствительный нерв и соответствующий ему проводящий путь с подкорковыми центрами, участок коры, воспринимающий условное раздражение, второй участок, связанный с центром безусловного рефлекса, центр безусловного рефлекса, двигательный нерв, рабочий орган.
В течение индивидуальной жизни животного и человека бесчисленное множество образующихся условных рефлексов служит основой его поведения. Дрессировка животных также основана на выработке условных рефлексов, которые возникают в результате сочетания с безусловными (дача лакомств или поощрение лаской) при выполнении прыжков через горящее кольцо, поднятии на лапы и т. д. Дрессировка имеет значение в перевозке грузов (собаки, лошади), охране границ, на охоте (собаки) и т. д.
Различные раздражители внешней среды, действующие на организм, могут вызвать в коре не только образование условных рефлексов, но и их торможение. Если торможение возникает сразу при первом же действии раздражителя, его называют безусловным. При торможении подавление одного рефлекса создает условия для возникновения другого. Например, запах хищного животного тормозит поедание корма травоядным и вызывает ориентировочный рефлекс, при котором животное избегает встречи с хищником. В этом случае в отличие от безусловного у животного вырабатывается условное торможение. Оно возникает в коре полушарий в случае подкрепления условного рефлекса безусловным раздражителем и обеспечивает согласованное поведение животного в постоянно меняющихся условиях внешней среды, когда исключаются бесполезные или даже вредные реакции.
Высшая нервная деятельность. Поведение человека связано с условно-безусловной рефлекторной деятельностью. На основе безусловных рефлексов, начиная со второго месяца после рождения, у ребенка вырабатываются условные рефлексы: по мере его развития, общения с людьми и влияния внешней среды в больших полушариях головного мозга постоянно возникают временные связи между различными их центрами. Главное отличие высшей нервной деятельности человека - мышление и речь, которые появились в результате трудовой общественной деятельности. Благодаря слову возникают обобщенные понятия и представления, способность к логическому мышлению. Как раздражитель слово вызывает у человека большое количество условных рефлексов. На них базируются обучение, воспитание, выработка трудовых навыков, привычек.
Основываясь на развитии речевой функции у людей, И. П. Павлов создал учение о первой и второй сигнальных системах. Первая сигнальная система существует и у человека, и у животных. Эта система, центры которой находятся в коре головного мозга, воспринимает через рецепторы непосредственные, конкретные раздражители (сигналы) внешнего мира - предметы или явления. У человека они создают материальную основу для ощущений, представлений, восприятий, впечатлений об окружающей природе и общественной среде, и это составляет базу конкретного мышления. Но только у человека существует вторая сигнальная система, связанная с функцией речи, со словом слышимым (речь) и видимым (письмо).
Человек может отвлекаться от особенностей отдельных предметов и находить в них общие свойства, которые обобщаются в понятиях и объединяются тем или иным словом. Например, в слове "птицы" обобщены представители различных родов: ласточки, синицы, утки и многие другие. Подобным образом каждое другое слово выступает как обобщение. Для человека слово - это не только сочетание звуков или изображение букв, но прежде всего форма отображения материальных явлений и предметов окружающего мира в понятиях и мыслях. При помощи слов образуются общие понятия. Посредством слова передаются сигналы о конкретных раздражителях, и в этом случае слово служит принципиально новым раздражителем - сигналом сигналов.
При обобщении различных явлений человек открывает закономерные связи между ними - законы. Способность человека к обобщению составляет сущность отвлеченного мышления, которое отличает его от животных. Мышление - результат функции всей коры головного мозга. Вторая сигнальная система возникла в результате совместной трудовой деятельности людей, при которой речь стала средством общения между ними. На этой основе возникло и развивалось дальше словесное человеческое мышление. Головной мозг человека представляет собой центр мышления и связанный с мышлением центр речи.
Сон и его значение. Согласно учению И. П. Павлова и других отечественных ученых, сон - это глубокое охранительное торможение, предотвращающее переутомление и истощение нервных клеток. Он охватывает большие полушария, средний и промежуточный мозг. Во
время сна резко падает активность многих физиологических процессов, продолжают свою деятельность лишь отделы стволовой части головного мозга, регулирующие жизненно важные функции, - дыхание, сердцебиение, но и их функция снижена. Центр сна находится в гипоталамусе промежуточного мозга, в передних ядрах. Задние ядра гипоталамуса регулируют состояние пробуждения и бодрствования.
Засыпанию организма способствует монотонная речь, тихая музыка, общая тишина, темнота, тепло. При частичном сне некоторые "сторожевые" пункты коры остаются свободными от торможения: мать крепко спит при шуме, но ее будит малейший шорох ребенка; солдаты спят при грохоте орудий и даже на марше, но тотчас реагируют на приказы командира. Сон снижает возбудимость нервной системы, а следовательно, и восстанавливает ее функции.
Сон быстро наступает, если устраняются раздражители, препятствующие развитию торможения, такие, как громкая музыка, яркий свет и т. д.
С помощью ряда приемов, сохранив один возбужденный участок, у человека можно вызвать искусственное торможение в коре головного мозга (сноподобное состояние). Подобное состояние называется гипнозом. И. П. Павлов рассматривал его как частичное, ограниченное определенными зонами торможение коры. С наступлением наиболее глубокой фазы торможения слабые раздражители (например, слово) действуют эффективнее сильных (боль), наблюдается высокая внушаемость. Это состояние избирательного торможения коры используют в качестве лечебного приема, во время которого врач внушает больному, что необходимо исключить вредные факторы - курение и употребление алкоголя. Иногда гипноз может быть вызван сильным, необычным в данных условиях раздражителем. Это вызывает "оцепенение", временное обездвиживание, затаивание.
Сновидения. Как природа сна, так и сущность сновидений раскрыты на основе учения И. П. Павлова: во время бодрствования человека в мозгу преобладают процессы возбуждения, а при торможении всех участков коры развивается полный глубокий сон. При таком сне не бывает никаких сновидений. В случае неполного торможения отдельные незаторможенные мозговые клетки и участки коры вступают между собой в различные взаимодействия. В отличие от нормальных связей в бодрствующем состоянии они характеризуются причудливостью. Каждое сновидение есть более или менее яркое и сложное событие, картина, живой образ, периодически возникающие у спящего человека в результате деятельности клеток, которые остаются во время сна активными. По выражению И. М. Сеченова, "сновидения - небывалые комбинации бывалых впечатлений". Часто в содержание сна включаются внешние раздражения: тепло укрытый человек видит себя в жарких странах, охлаждение ног воспринимается им как хождение по земле, по снегу и т. д. Научный анализ сновидений с материалистических позиций показал полную несостоятельность предсказательного толкования "вещих снов".
Гигиена нервной системы. Функции нервной системы осуществляются путем уравновешивания возбудительных и тормозных процессов: возбуждение в одних пунктах сопровождается торможением в других. При этом в участках торможения восстанавливается работоспособность нервной ткани. Утомлению способствуют малая подвижность при умственной работе и однообразие - при физической. Утомление нервной системы ослабляет ее регулирующую функцию и может спровоцировать возникновение ряда болезней: сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, кожных и т. д.
Наиболее благоприятные условия для нормальной деятельности нервной системы создаются при правильном чередовании труда, активного отдыха и сна. Устранение физической усталости и нервного переутомления наступает при переключении с одного вида деятельности на другой, при котором нагрузку будут испытывать поочередно разные группы нервных клеток. В условиях высокой автоматизации производства профилактика переутомлений достигается личной активностью работника, его творческой заинтересованностью, регулярным чередованием моментов труда и отдыха.
Большой вред нервной системе приносит употребление алкоголя и курение.
НЕРВНАЯ СИСТЕМА
сложная сеть структур, пронизывающая весь организм и обеспечивающая саморегуляцию его жизнедеятельности благодаря способность реагировать на внешние и внутренние воздействия (стимулы). Основные функции нервной системы - получение, хранение и переработка информации из внешней и внутренней среды, регуляция и координация деятельности всех органов и органных систем. У человека, как и у всех млекопитающих, нервная система включает три основных компонента: 1) нервные клетки (нейроны); 2) связанные с ними клетки глии, в частности клетки нейроглии, а также клетки, образующие неврилемму; 3) соединительная ткань. Нейроны обеспечивают проведение нервных импульсов; нейроглия выполняет опорные, защитные и трофические функции как в головном, так и в спинном мозгу, а неврилемма, состоящая преимущественно из специализированных, т.н. шванновских клеток, участвует в образовании оболочек волокон периферических нервов; соединительная ткань поддерживает и связывает воедино различные части нервной системы. Нервную систему человека подразделяют по-разному. Анатомически она состоит из центральной нервной системы (ЦНС) и периферической нервной системы (ПНС). ЦНС включает головной и спинной мозг, а ПНС, обеспечивающая связь ЦНС с различными частями тела, - черепно-мозговые и спинномозговые нервы, а также нервные узлы (ганглии) и нервные сплетения, лежащие вне спинного и головного мозга.
Нейрон.
Структурно-функциональной единицей нервной системы является нервная клетка - нейрон. По оценкам, в нервной системе человека более 100 млрд. нейронов. Типичный нейрон состоит из тела (т.е. ядерной части) и отростков, одного обычно неветвящегося отростка, аксона, и нескольких ветвящихся - дендритов. По аксону импульсы идут от тела клетки к мышцам, железам или другим нейронам, тогда как по дендритам они поступают в тело клетки.
В нейроне, как и в других клетках, есть ядро и ряд мельчайших структур - органелл (см. также КЛЕТКА). К ним относятся эндоплазматический ретикулум, рибосомы, тельца Ниссля (тигроид), митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, филаменты (нейрофиламенты и микротрубочки).
Нервный импульс. Если раздражение нейрона превышает определенную пороговую величину, то в точке стимуляции возникает серия химических и электрических изменений, которые распространяются по всему нейрону. Передающиеся электрические изменения называются нервным импульсом. В отличие от простого электрического разряда, который из-за сопротивления нейрона будет постепенно ослабевать и сумеет преодолеть лишь короткое расстояние, гораздо медленнее "бегущий" нервный импульс в процессе распространения постоянно восстанавливается (регенерирует). Концентрации ионов (электрически заряженных атомов) - главным образом натрия и калия, а также органических веществ - вне нейрона и внутри него неодинаковы, поэтому нервная клетка в состоянии покоя заряжена изнутри отрицательно, а снаружи положительно; в результате на мембране клетки возникает разность потенциалов (т.н. "потенциал покоя" равен примерно -70 милливольтам). Любые изменения, которые уменьшают отрицательный заряд внутри клетки и тем самым разность потенциалов на мембране, называются деполяризацией. Плазматическая мембрана, окружающая нейрон, - сложное образование, состоящее из липидов (жиров), белков и углеводов. Она практически непроницаема для ионов. Но часть белковых молекул мембраны формирует каналы, через которые определенные ионы могут проходить. Однако эти каналы, называемые ионными, открыты не постоянно, а, подобно воротам, могут открываться и закрываться. При раздражении нейрона некоторые из натриевых (Na+) каналов открываются в точке стимуляции, благодаря чему ионы натрия входят внутрь клетки. Приток этих положительно заряженных ионов снижает отрицательный заряд внутренней поверхности мембраны в области канала, что приводит к деполяризации, которая сопровождается резким изменением вольтажа и разрядом - возникает т.н. "потенциал действия", т.е. нервный импульс. Затем натриевые каналы закрываются. Во многих нейронах деполяризация вызывает также открытие калиевых (K+) каналов, вследствие чего ионы калия выходят из клетки. Потеря этих положительно заряженных ионов вновь увеличивает отрицательный заряд на внутренней поверхности мембраны. Затем калиевые каналы закрываются. Начинают работать и другие мембранные белки - т.н. калий-натриевые насосы, обеспечивающие перемещение Na+ из клетки, а K+ внутрь клетки, что, наряду с деятельностью калиевых каналов, восстанавливает исходное электрохимическое состояние (потенциал покоя) в точке стимуляции. Электрохимические изменения в точке стимуляции вызывают деполяризацию в прилегающей точке мембраны, запуская в ней такой же цикл изменений. Этот процесс постоянно повторяется, причем в каждой новой точке, где происходит деполяризация, рождается импульс той же величины, что и в предыдущей точке. Таким образом, вместе с возобновляющимся электрохимическим циклом нервный импульс распространяется по нейрону от точки к точке. Нервы, нервные волокна и ганглии. Нерв - это пучок волокон, каждое из которых функционирует независимо от других. Волокна в нерве организованы в группы, окруженные специализированной соединительной тканью, в которой проходят сосуды, снабжающие нервные волокна питательными веществами и кислородом и удаляющие диоксид углерода и продукты распада. Нервные волокна, по которым импульсы распространяются от периферических рецепторов к ЦНС (афферентные), называют чувствительными или сенсорными. Волокна, передающие импульсы от ЦНС к мышцам или железам (эфферентные), называют двигательными или моторными. Большинство нервов смешанные и состоят как из чувствительных, так и из двигательных волокон. Ганглий (нервный узел) - это скопление тел нейронов в периферической нервной системе. Волокна аксонов в ПНС окружены неврилеммой - оболочкой из шванновских клеток, которые располагаются вдоль аксона, как бусины на нити. Значительное число этих аксонов покрыто дополнительной оболочкой из миелина (белково-липидного комплекса); их называют миелинизированными (мякотными). Волокна же, окруженные клетками неврилеммы, но не покрытые миелиновой оболочкой, называют немиелинизированными (безмякотными). Миелинизированные волокна имеются только у позвоночных животных. Миелиновая оболочка формируется из плазматической мембраны шванновских клеток, которая накручивается на аксон, как моток ленты, образуя слой за слоем. Участок аксона, где две смежные шванновские клетки соприкасаются друг с другом, называется перехватом Ранвье. В ЦНС миелиновая оболочка нервных волокон образована особым типом глиальных клеток - олигодендроглией. Каждая из этих клеток формирует миелиновую оболочку сразу нескольких аксонов. Немиелинизированные волокна в ЦНС лишены оболочки из каких-либо специальных клеток. Миелиновая оболочка ускоряет проведение нервных импульсов, которые "перескакивают" от одного перехвата Ранвье к другому, используя эту оболочку как связующий электрический кабель. Скорость проведения импульсов возрастает с утолщением миелиновой оболочки и колеблется от 2 м/с (по немиелинизированным волокнам) до 120 м/с (по волокнам, особенно богатым миелином). Для сравнения: скорость распространения электрического тока по металлическим проводам - от 300 до 3000 км/с.
Cинапс. Каждый нейрон имеет специализированную связь с мышцами, железами или другими нейронами. Зона функционального контакта двух нейронов называется синапсом. Межнейронные синапсы образуются между различными частями двух нервных клеток: между аксоном и дендритом, между аксоном и телом клетки, между дендритом и дендритом, между аксоном и аксоном. Нейрон, посылающий импульс к синапсу, называют пресинаптическим; нейрон, получающий импульс, - постсинаптическим. Синаптическое пространство имеет форму щели. Нервный импульс, распространяющийся по мембране пресинаптического нейрона, достигает синапса и стимулирует высвобождение особого вещества - нейромедиатора - в узкую синаптическую щель. Молекулы нейромедиатора диффундируют через щель и связываются с рецепторами на мембране постсинаптического нейрона. Если нейромедиатор стимулирует постсинаптический нейрон, его действие называют возбуждающим, если подавляет - тормозным. Результат суммации сотен и тысяч возбуждающих и тормозных импульсов, одновременно стекающихся к нейрону, - основной фактор, определяющий, будет ли этот постсинаптический нейрон генерировать нервный импульс в данный момент. У ряда животных (например, у лангуста) между нейронами определенных нервов устанавливается особо тесная связь с формированием либо необычно узкого синапса, т.н. щелевого соединения, либо, если нейроны непосредственно контактируют друг с другом, плотного соединения. Нервные импульсы проходят через эти соединения не при участии нейромедиатора, а непосредственно, путем электрической передачи. Немногочисленные плотные соединения нейронов имеются и у млекопитающих, в том числе у человека.
Регенерация. К моменту рождения человека все его нейроны и большая часть межнейронных связей уже сформированы, и в дальнейшем образуются лишь единичные новые нейроны. Когда нейрон погибает, он не заменяется новым. Однако оставшиеся могут брать на себя функции утраченной клетки, образуя новые отростки, которые формируют синапсы с теми нейронами, мышцами или железами, с которыми был связан утраченный нейрон. Перерезанные или поврежденные волокна нейронов ПНС, окруженные неврилеммой, могут регенерировать, если тело клетки осталось сохранным. Ниже места перерезки неврилемма сохраняется в виде трубчатой структуры, и та часть аксона, которая осталась связанной с телом клетки, растет по этой трубке, пока не достигнет нервного окончания. Таким образом восстанавливается функция поврежденного нейрона. Аксоны в ЦНС, не окруженные неврилеммой, по-видимому, не способны вновь прорастать к месту прежнего окончания. Однако многие нейроны ЦНС могут давать новые короткие отростки - ответвления аксонов и дендритов, формирующие новые синапсы.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
ЦНС 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.
См. также
ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА .
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.
ПЕРИФЕРИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
ПНС обеспечивает двустороннюю связь центральных отделов нервной системы с органами и системами организма. Анатомически ПНС представлена черепно-мозговыми (черепными) и спинномозговыми нервами, а также относительно автономной энтеральной нервной системой, локализованной в стенке кишечника. Все черепно-мозговые нервы (12 пар) разделяют на двигательные, чувствительные либо смешанные. Двигательные нервы начинаются в двигательных ядрах ствола, образованных телами самих моторных нейронов, а чувствительные нервы формируются из волокон тех нейронов, тела которых лежат в ганглиях за пределами мозга. От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов: 8 пар шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковая. Их обозначают в соответствии с положением позвонков, прилежащих к межпозвоночным отверстиям, из которых выходят данные нервы. Каждый спинномозговой нерв имеет передний и задний корешки, которые, сливаясь, образуют сам нерв. Задний корешок содержит чувствительные волокна; он тесно связан со спинальным ганглием (ганглием заднего корешка), состоящим из тел нейронов, аксоны которых образуют эти волокна. Передний корешок состоит из двигательных волокон, образованных нейронами, клеточные тела которых лежат в спинном мозге.
ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Вегетативная, или автономная, нервная система регулирует деятельность непроизвольных мышц, сердечной мышцы и различных желез. Ее структуры расположены как в центральной нервной системе, так и в периферической. Деятельность вегетативной нервной системы направлена на поддержание гомеостаза, т.е. относительно стабильного состояния внутренней среды организма, например постоянной температуры тела или кровяного давления, соответствующего потребностям организма. Сигналы от ЦНС поступают к рабочим (эффекторным) органам через пары последовательно соединенных нейронов. Тела нейронов первого уровня располагаются в ЦНС, а их аксоны оканчиваются в вегетативных ганглиях, лежащих за пределами ЦНС, и здесь образуют синапсы с телами нейронов второго уровня, аксоны которых непосредственно контактируют с эффекторными органами. Первые нейроны называют преганглионарными, вторые - постганглионарными. В той части вегетативной нервной системы, которую называют симпатической, тела преганглионарных нейронов расположены в сером веществе грудного (торакального) и поясничного (люмбального) отделов спинного мозга. Поэтому симпатическую систему называют также торако-люмбальной. Аксоны ее преганглионарных нейронов оканчиваются и образуют синапсы с постганглионарными нейронами в ганглиях, расположенных цепочкой вдоль позвоночника. Аксоны постганглионарных нейронов контактируют с эффекторными органами. Окончания постганглионарных волокон выделяют в качестве нейромедиатора норадреналин (вещество, близкое к адреналину), и потому симпатическая система определяется также как адренергическая. Симпатическую систему дополняет парасимпатическая нервная система. Тела ее преганглинарных нейронов расположены в стволе мозга (интракраниально, т.е. внутри черепа) и крестцовом (сакральном) отделе спинного мозга. Поэтому парасимпатическую систему называют также кранио-сакральной. Аксоны преганглионарных парасимпатических нейронов оканчиваются и образуют синапсы с постганглионарными нейронами в ганглиях, расположенных вблизи рабочих органов. Окончания постганглионарных парасимпатических волокон выделяют нейромедиатор ацетилхолин, на основании чего парасимпатическую систему называют также холинергической. Как правило, симпатическая система стимулирует те процессы, которые направлены на мобилизацию сил организма в экстремальных ситуациях или в условиях стресса. Парасимпатическая же система способствует накоплению или восстановлению энергетических ресурсов организма. Реакции симпатической системы сопровождаются расходом энергетических ресурсов, повышением частоты и силы сердечных сокращений, возрастания кровяного давления и содержания сахара в крови, а также усилением притока крови к скелетным мышцам за счет уменьшения ее притока к внутренним органам и коже. Все эти изменения характерны для реакции "испуга, бегства или борьбы". Парасимпатическая система, наоборот, уменьшает частоту и силу сердечных сокращений, снижает кровяное давление, стимулирует пищеварительную систему. Симпатическая и парасимпатическая системы действуют координированно, и их нельзя рассматривать как антагонистические. Они сообща поддерживают функционирование внутренних органов и тканей на уровне, соответствующем интенсивности стресса и эмоциональному состоянию человека. Обе системы функционируют непрерывно, но уровни их активности колеблются в зависимости от ситуации.
РЕФЛЕКСЫ
Когда на рецептор сенсорного нейрона воздействует адекватный стимул, в нем возникает залп импульсов, запускающих ответное действие, именуемое рефлекторным актом (рефлексом). Рефлексы лежат в основе большинства проявлений жизнедеятельности нашего организма. Рефлекторный акт осуществляет т.н. рефлекторная дуга; этим термином обозначают путь передачи нервных импульсов от точки исходной стимуляции на теле до органа, совершающего ответное действие. Дуга рефлекса, вызывающего сокращение скелетной мышцы, состоит по меньшей мере из двух нейронов: чувствительного, тело которого расположено в ганглии, а аксон образует синапс с нейронами спинного мозга или ствола мозга, и двигательного (нижнего, или периферического, мотонейрона), тело которого находится в сером веществе, а аксон оканчивается двигательной концевой пластинкой на скелетных мышечных волокнах. В рефлекторную дугу между чувствительным и двигательным нейронами может включаться и третий, промежуточный, нейрон, расположенный в сером веществе. Дуги многих рефлексов содержат два и более промежуточных нейрона. Рефлекторные действия осуществляются непроизвольно, многие из них не осознаются. Коленный рефлекс, например, вызывается постукиванием по сухожилию четырехглавой мышцы в области колена. Это двухнейронный рефлекс, его рефлекторная дуга состоит из мышечных веретен (мышечных рецепторов), чувствительного нейрона, периферического двигательного нейрона и мышцы. Другой пример - рефлекторное отдергивание руки от горячего предмета: дуга этого рефлекса включает чувствительный нейрон, один или несколько промежуточных нейронов в сером веществе спинного мозга, периферический двигательный нейрон и мышцу. Многие рефлекторные акты имеют значительно более сложный механизм. Так называемые межсегментарные рефлексы складываются из комбинаций более простых рефлексов, в осуществлении которых принимают участие многие сегменты спинного мозга. Благодаря таким рефлексам обеспечивается, например, координация движений рук и ног при ходьбе. К сложным рефлексам, замыкающимся в головном мозге, относятся движения, связанные с поддержанием равновесия. Висцеральные рефлексы, т.е. рефлекторные реакции внутренних органов, опосредуются вегетативной нервной системой; они обеспечивают опорожнение мочевого пузыря и многие процессы в пищеварительной системе.
См. также
РЕФЛЕКС .
ЗАБОЛЕВАНИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Поражения нервной системы возникают при органических заболеваниях или травмах головного и спинного мозга, мозговых оболочек, периферических нервов. Диагностика и лечение заболеваний и травм нервной системы составляют предмет особой отрасли медицины - неврологии. Психиатрия и клиническая психология занимаются главным образом психическими расстройствами. Сферы этих медицинских дисциплин часто перекрываются. См. отдельные заболевания нервной системы: АЛЬЦГЕЙМЕРА БОЛЕЗНЬ ;
ИНСУЛЬТ ;
МЕНИНГИТ ;
НЕВРИТ ;
ПАРАЛИЧ ;
ПАРКИНСОНА БОЛЕЗНЬ ;
ПОЛИОМИЕЛИТ ;
РАССЕЯННЫЙ СКЛЕРОЗ ;
СТОЛБНЯК ;
ДЕТСКИЙ ЦЕРЕБРАЛЬНЫЙ ПАРАЛИЧ ;
ХОРЕЯ ;
ЭНЦЕФАЛИТ ;
ЭПИЛЕПСИЯ .
См. также
АНАТОМИЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ;
АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА .
ЛИТЕРАТУРА
Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение. М., 1988 Физиология человека, под ред. Р.Шмидта, Г.Тевса, т. 1. М., 1996
Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .
Нервная система является основой любых видов взаимодействия живых существ в окружающем мире, а также системой поддержания гомеостаза у многоклеточных организмов. Чем выше организация живого организма, тем сложнее устроена нервная система. Основная единица нервной системы - это нейрон - клетка, у которой есть короткие отростки дендриты и длинный отросток аксон.
Человеческую нервную систему можно условно разделить на ЦЕНТРАЛЬНУЮ и ПЕРИФЕРИЧЕСКУЮ, а также отдельно выделить вегетативную нервную систему , которая имеет свое представительство как в отделах центральной, так и в отделах периферической нервных систем. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга, а периферическая нервная система состоит из нервных корешков спинного мозга, черепных, спинно-мозговых и периферических нервов, а так же нервных сплетений.
ГОЛОВНОЙ МОЗГ
состоит из:
двух полушарий,
большого мозга ствола мозга,
мозжечка.
Полушария головного мозга
разделяют на лобные доли, теменные, височные и затылочные доли. Полушария мозга соединены посредством мозолистого тела.
- Лобные доли отвечают за интеллектуальную и эмоциональную сферу, мышление и сложное поведение, осознанные движения, навыки моторной речи и письма.
- Височные доли ответственны за слух звуковое восприятие, вестибулярную информацию, частичный анализ зрительной информации (например - узнавание лиц), сенсорную часть речи, участие в формировании памяти, влияние на эмоциональный фон, за влияние на вегетативную нервную систему посредством связи с лимбической системой.
- Теменные доли ответственны за различные виду чувствительности (тактильная, болевая температурная, глубокие и сложные пространственные виды чувствительности), пространственную ориентацию и пространственные навыки, чтение, счет.
- Затылочные доли - восприятие и анализ зрительной информации.
Ствол мозга представлен промежуточным мозгом (таламус, эпиталамус, гипоталамус и гипофиз), средним мозгом, варолиевым мостом и продолговатым мозгом. Функции ствола головного мозга отвечают за безусловные рефлексы, влияние на экстрапирамидную систему, вкусовые, зрительные, слуховые и вестибулярные рефлексы, надсегментарный уровень вегетативной системы, контроль эндокринной системы, регуляцию гомеостаза, голод и насыщение, жажду, регуляцию цикла сна-бодрствования, регуляцию дыхания и сердечно-сосудистой системы, терморегуляцию.
Мозжечок состоит из двух полушарий и червя, который соединяет полушария мозжечка. Как большие полушария мозга, так и полушария мозжечка исчерчены бороздами и извилинами. В полушариях мозжечка так же имеются ядра с серым веществом. Полушария мозжечка отвечают за координацию движений и вестибулярную функцию, а червь мозжечка - за поддержание равновесия и поз, тонус мышц. Также мозжечок оказывает влияние на вегетативную нервную систему. В головном мозге имеются четыре желудочка, в системе которых циркулирует ликвор и которые связаны с субарахноидальным пространством черепной полости и позвоночного канала.
Спинной мозг состоит из шейного, грудного, поясничного и крестцового отделов, имеет два утолщения: шейное и поясничное, и центральный спинно-мозговой канал (в котором циркулирует ликвор и который в верхних отделах соединяется с четвертым желудочком головного мозга).
Гистологически ткани мозга можно разделить на серое вещество , в котором находятся нейроны, дендриты (короткие отростки нейронов) и глиальные клетки, и белое вещество , в котором пролегают аксоны, длинные отростки нейронов покрытые миелином. В головном мозге серое вещество, расположено преимущественно в коре полушарий головного мозга, в базальных ядрах полушарий и ядрах ствола мозга (средний мозг, мост и продолговатый мозг), а в спинном мозге серое вещество расположено в глубине (в центральных его отделах), а наружные отделы спинного мозга представлены белым веществом.
Периферические нервы можно разделить на двигательные и чувствительные, образующие рефлекторные дуги, которые контролируются отделами центральной нервной системы.
Вегетативная нервная система
имеет разделение на надсегментарную
и сегментарную
.
- Надсегментарная нервная система расположена в лимбико-ретикулярном комплексе (структуры ствола головного мозга, гипоталамуса и лимбической системы).
- Сегментарная часть нервной системы разделяется на симпатическую, парасимпатическую и метасимпатическую нервные системы. Симпатическая и парасимпатическая нервные системы разделяются так же на центральные и периферическую. Центральные отделы парасимпатической нервной системы расположены в среднем и продолговатом мозге, а центральные отделы симпатической нервной системы расположены в отделах спинного мозга. Метасимпатическая нервная система организована нервными сплетениями и ганглиями в стенках внутренних органов грудной клетки (сердце) и брюшной полости (кишечник, мочевой пузырь и т.д.).
Одним из основных свойств живого вещества является раздражимость. Каждый живой организм получает раздражения из окружающего мира и отвечает на них соответствующими реакциями, которые связывают организм с внешней средой. Протекающий в самом организме обмен веществ, в свою очередь, обусловливает ряд раздражений, на которые организм также реагирует. Связь между участком, на который падает раздражение, и регулирующим органом в высшем многоклеточном организме осуществляется нервной системой. Проникая своими разветвлениями во все органы и ткани, нервная система связывает части организма в единое целое, осуществляя его объединение (интеграцию).
Следовательно, нервная система выполняет в организме человека следующие функции:
1. Посредством органов чувств осуществляет связь организма с окружающей средой, обеспечивая взаимодействие с ней;
2. Управляет деятельностью различных органов и их систем, составляющих целостный организм;
3. Координирует процессы, протекающие в организме, с учетом состояния внутренней и внешней среды, анатомически и функционально связывая все части организма в единое целое;
4. Осуществляет высшую нервную деятельность.
Функционирование нервной системы связано с восприятием и обработкой разнообразной сенсорной информации, а также информационным обменом между различными частями организма и внешней средой. Передача информации между нервными клетками осуществляется в форме нервных импульсов. Нервные импульсы возникают в сенсорных (чувствительных) нейронах как результат активации их воспринимающих структур, называемых рецепторами.
Сами рецепторы активируются различными изменениями во внутренней среде организма и в окружающей его внешней среде. Сенсорные нейроны передают возникшие в рецепторах импульсы в спинной и головной мозг. Здесь происходит активация других нейронов и передача нервных импульсов в конечном итоге на двигательные нейроны, локализованные в определенных отделах спинного и головного мозга. Двигательные нейроны вступают в контакт с различными эффекторными (исполнительными) образованиями, такими как мышцы, железы, кровеносные сосуды, которые под влиянием поступающих нервных импульсов изменяют свою работу, повышая или снижая ее уровень.
Классификация нервной системы .
Нервная система классифицируется по топографическому и функциональному признакам.
По функциональному признаку нервная система делится на соматическую или анимальную и вегетативную или автономную.
Соматическая нервная система (от слова сома - тело) иннервирует кожные покровы тела, а также весь двигательный аппарат, в том числе кости, суставы и мышцы, а также поперечнополосатую мускулатуру некоторых внутренностей. Она заведует преимущественно функциями связи организма с внешней средой, обусловливая чувствительность организма (при посредстве органов чувств) и движения мускулатуры скелета.
Вегетативная нервная система иннервирует внутренние органы, кровеносные сосуды и железы, контролируя и регулируя тем самым обменные процессы в организме. А также скелетную мускулатуру, обеспечивая ее трофику (питание) и тонус. Однако следует всегда помнить, что регуляция жизнедеятельности организма протекает при гармоничном сочетании работы всех отделов нервной системы.
Вегетативная нервная система делится на два отдела: симпатический и парасимпатический. Симпатическая нервная система иннервирует все тело, а парасимпатическая - лишь определенные его области.
По топографическому признаку в нервной системе различают центральную и периферическую нервную систему.
Центральная нервная система представлена головным и спинным мозгом, которые состоят из серого и белого вещества. Все остальное, т.е. нервные корешки, узлы, сплетения, нервы и периферические нервные окончания, образует периферическую нервную систему.
Как в центральной, так и в периферической нервной системе содержатся элементы соматической и вегетативной частей, чем и достигается единство всей нервной системы. Высшим отделом нервной системы, который ведает всеми процессами организма, является кора полушарий большого мозга.
Строение нервной ткани .
Нервная ткань состоит из нервных клеток - нейронов , выполняющих специфическую функцию, и нейроглии - клеток, которые, окружая нейроны, выполняют опорную, защитную и трофическую функции. Специфическая функция нейронов состоит в восприятии раздражений, генерации нервных импульсов и проведении их к другим клеткам.
Нейроны являются основными структурными и функциональными единицами нервной системы. Каждый нейрон способен воспринимать раздражение и возбуждаться, а также передавать возбуждение в форме нервного импульса соседним нейронам или иннервируемым органам и мышцам. Каждый нейрон проводит нервный импульс только в одном направлении. В силу этого отростки нейрона подразделяются на дендриты, которые проводят возбуждение к телу нейрона, и аксон или нейрит, проводящий возбуждение от тела клетки. Каждый нейрон является элементарной составной частью той или иной рефлекторной дуги, по которой осуществляется проведение импульсов в нервной системе от рецепторов, воспринимающих различные воздействия, до эффекторных органов, участвующих в ответной реакции на эти воздействия.
Нейроны имеют тело и отростки (рис. 53), с помощью которых они соединяются между собой и с иннервируемыми структурами (мышечными волокнами, кровеносными сосудами и т. п.), обеспечивая проведение нервного импульса по телу человека. Длина отростков очень различна; в отдельных случаях она может достигать от 1 до 1,5 м.
По числу отростков принято выделять униполярные нейроны, имеющие один отросток, биполярные нейроны - клетки с двумя отростками и мультиполярные нейроны, имеющие множество отростков. У человека наиболее распространены мультиполярные нейроны. Из многих отростков один представлен нейритом, а все остальные являются дендритами. Истинных униполярных нейронов у человека нет. Имеются так называемые псевдоуниполярные (ложноуниполярные) нейроны, которые образуются из биполярных нервных клеток путем слияния их отростков в один. Псевдоуниполярными являются чувствительные нервные клетки, расположенные в спинномозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов.
Отростки нервной клетки неравнозначны в функциональном отношении, так как одни из них проводят раздражение к телу нейрона - это дендриты, и только один отросток - нейрит (аксон) - проводит раздражение от тела нервной клетки и передает его либо на другие нейроны, либо на эффекторные структуры (например, на мышечные волокна). Благодаря разветвлению аксона возбуждение от одного нейрона одновременно передается многим нервным клеткам.
Рис. 53. Строение нейрона.
Цитоплазма нервных клеток содержит все характерные для клетки органеллы общего значения и органеллы специального значения (нейрофибриллы), хроматофильное вещество, тигроидное вещество (глыбки Ниссля), которые принимают самое непосредственное участие в возбуждении нервной клетки.
В зависимости от выполняемой функции нейроны делятся на чувствительные или афферентные, двигательные или эфферентные и ассоциативные или вставочные.
Чувствительные (афферентные) нейроны воспринимают раздражение под влиянием различных воздействий внешней или внутренней среды организма и передают его на другие нейроны. Эти нейроны всегда располагаются за пределами центральной нервной системы, как правило, в узлах спинномозговых и черепных нервов. Их дендриты образуют в органах чувствительные нервные окончания.
Двигательные (эфферентные) нейроны передают возбуждение на ткани рабочих органов. Ассоциативные (вставочные) нейроны всегда расположены в пределах центральной нервной системы, они осуществляют связь между афферентными и эфферентными нейронами.
Нервные волокна - это отростки нервных клеток, одетые глиальными оболочками. Они бывают двух видов - безмиелиновые или безмякотные и миелиновые или мякотные.
Нервные окончания . Все нервные волока заканчиваются концевыми разветвлениями, которые называются нервными окончаниями. По функциональному значению их делят на три группы: эффекторы, чувствительные окончания или рецепторы и синаптические или концевые аппараты, образующие межнейрональные синапсы, которые осуществляют связь нейронов между собой.
Рецепторы представляют собой концевые разветвления дендритов чувствительных клеток. Они воспринимают раздражения как из внешней, так и из внутренней среды организма. Поэтому в зависимости от места восприятия раздражения различают: экстерорецепторы, воспринимающие раздражения из внешней среды (от кожи, сетчатки глаза, кортиева органа, слизистой оболочки носа и ротовой полости), интерорецепторы, воспринимающие раздражения из внутренних органов и сосудов, и проприорецепторы, воспринимающие раздражения от рецепторов мышц, сухожилий и связок.
Эффекторы бывают двух видов - двигательные и секреторные. Они являются окончаниями двигательных нейронов, при их участии нервный импульс передается на ткани рабочих органов (мышце, железе и т.д.).
Синапс - это контактное соединение одного нейрона с другим. В его формировании принимает участие аксон одного нейрона, образующий окончания на дендритах или теле другого нейрона. Посредством синапса нервный импульс передается от одного нейрона к другому. Передача осуществляется при помощи медиаторов (ацетилхолина, норадреналина , серотонина). Благодаря синаптическим окончаниям нейроны сочленяются в рефлекторные дуги.
Рефлекторная дуга .
В основе деятельности нервной системы лежит рефлекс, который является ответной реакцией организма на изменение внешней или внутренней среды организма при обязательном участии нервной системы. Рефлексы проявляются в возникновении или прекращении какой-либо деятельности организма (сокращение или расслабление мышц, секреция или прекращение ее железами, сужение или расширение сосудов и т.д.). Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней среды или своего внутреннего состояния и приспосабливаться к этим изменениям. Различают безусловные (пищевые, оборонительные, половые и т.п.) и условные рефлексы.
Анатомической основой рефлекса является рефлекторная дуга, которая представляет собой цепь последовательно связанных между собой нейронов, которая и составляет материальный субстрат рефлекса. Рефлекторные дуги бывают простые и сложные. Простая рефлекторная дуга состоит из афферентного или чувствительного нейрона, воспринимающего раздражения, эфферентного или двигательного нейрона, передающего нервное возбуждение к рабочему органу, и нервного центра (рис. 54).
У человека в основном рефлекторные дуги сложные. В них между чувствительными и двигательными нервными клетками в пределах центральной нервной системы располагаются вставочные (ассоциативные) нейроны, проходящие через разные уровни головного мозга, включая его кору (рис. 54). Афферентные, эфферентные и ассоциативные нервные клетки, управляющие определенными видами рефлекторных реакций, имеют строгую локализацию в нервной системе.
Рис. 54. Схема соединения нейронов в двухчленной (слева) и трехчленной (справа) рефлекторной дуге.
В настоящее время за основу рефлекторной деятельности принимается рефлекторное кольцо . Классическая рефлекторная дуга дополнена четвертым звеном - обратной афферентацией от эффекторов. В частности, от мышц в нервную систему постоянно поступает сенсорная информация об их состоянии в результате действия тех или иных раздражителей.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
К центральной нервной системе относятся спинной и головной мозг, состоящие из серого и белого вещества.
Серое вещество спинного и головного мозга - это скопления нервных клеток вместе с ближайшими разветвлениями их отростков, называемые центрами (ядрами).
Белое вещество - это нервные волокна (отростки нервных клеток - нейриты), покрытые миелиновой оболочкой и связывающие отдельные центры между собой, т.е. проводящие пути.
СПИННОЙ МОЗГ
Спинной мозг - филогенетически наиболее древняя часть центральной нервной системы. Он расположен в позвоночном канале и у взрослого человека продолжается от большого затылочного отверстия черепа, где непосредственно переходит в продолговатый мозг, до верхнего края второго поясничного позвонка, переходя в концевую нить, которая прикрепляется ко 2-му копчиковому позвонку. Спинной мозг имеет два утолщения - шейное и поясничное, соответствующие корешкам спинномозговых нервов верхних и нижних конечностей.
На всем протяжении от спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов, связывающих его с соответствующими сегментами тела. Эти спинномозговые нервы составляют основу периферической нервной системы в области туловища. Спинной мозг выполняет ряд важных функций: во-первых, он принимает участие в восприятии чувствительной информации из различных частей тела; во-вторых, он регулирует сегментарную рефлекторную деятельность; в-третьих, через спинной мозг проходят различные проводящие пути к головному мозгу и от головного мозга.
Вдоль всей передней поверхности спинного мозга расположена передняя срединная щель, а вдоль задней - задняя срединная борозда. Борозды разделяют его на правую и левую половины. На боковых поверхностях спинного мозга видны передняя и задняя латеральные борозды, соответствующие местам прохождения передних и задних корешков спинномозговых нервов. Латеральные борозды делят каждую половину мозга на три продольных канатика - задний, боковой и передний (рис. 55).
Сегментарное строение спинного мозга.
Спинной мозг имеет признаки сегментарного строения. Под сегментом спинного мозга понимают участок его серого вещества, соответствующий положению пары (правого и левого) спинномозговых нервов, иннервирующих соответствующие сегменты тела. Различают 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегменты спинного мозга.
Рис. 55. Нейронный состав сегмента спинного мозга.
Вследствие того, что спинной мозг короче позвоночного канала, место выхода нервных корешков не соответствует уровню межпозвоночных отверстий. Поэтому последние поясничные, все крестцовые и копчиковые корешки отходят не только в стороны, но и вниз, образуя густой пучок, который называется конский хвост .
Связь между сегментом спинного мозга и соответствующим ему сегментом тела осуществляется посредством пары спинномозговых нервов. Эта особенность строения спинного мозга находит отражение в закономерностях иннервации общего кожного покрова и мышц тела.
Из каждого сегмента спинного мозга с обеих сторон через передние латеральные борозды выходят отростки двигательных нейронов, расположенных в передних рогах серого вещества. Совокупность этих отростков образует передние (двигательные) корешки спинномозгового нерва, по которым идут нервные импульсы от спинного мозга к скелетной мускулатуре (рис. 55). В их составе также проходят нервные (вегетативные) волокна к узлам симпатического ствола.
В каждый сегмент спинного мозга с обеих сторон через задние латеральные борозды входят задние (чувствительные) корешки спинномозгового нерва, которые представляют собой комплекс центральных отростков чувствительных нейронов соответствующих спинномозговых узлов. Эти узлы в количестве 31 пары обычно расположены в области межпозвоночных отверстий. Каждый их них представляет собой овальное утолщение по ходу заднего корешка и состоит из чувствительных псевдоуниполярных нейронов.
Совокупность нейронов спинномозгового узла образует ганглионарный (узловой) нервный центр (рис. 56), где происходит первичная обработка сенсорной (чувствительной) информации. Каждый нейрон спинномозгового узла имеет короткий отросток, сразу делящийся на два: периферический, который начинается рецепторами в коже, мышцах, суставах или внутренних органах, и центральный, направляющийся в составе заднего корешка в спинной мозг.
Таким образом, передние и задние корешки совершенно различны по своим функциям. Если задние корешки содержат только афферентные (чувствительные, сенсорные) нервные волокна и проводят в спинной мозг чувствительные импульсы различного характера, то передние корешки представлены только эфферентными (двигательными или моторными), и вегетативными волокнами, передающими нервные импульсы к эффекторам.
Внутреннее строение спинного мозга .
На поперечном срезе спинного мозга видно, что его вещество неоднородно. Внутри расположено серое вещество, а снаружи - белое вещество. Серое вещество представляет собой скопление тел нейронов и их коротких отростков, белое вещество - скопление их длинных отростков, соединяющих нервные клетки различных сегментов спинного мозга между собой и с клетками головного мозга. В центре серого вещества имеется центральный канал, по которому циркулирует спинномозговая жидкость (рис. 55).
Рис. 56. Внутреннее строение спинного мозга (поперечный разрез).
Строение серого вещества .
Серое вещество расположено внутри спинного мозга и окружено со всех сторон белым веществом. Оно образует две вертикальные колонны, расположенные в правой и левой половинах спинного мозга. В середине расположен узкий центральный канал , проходящий по всей длине спинного мозга и содержащий спинномозговую жидкость. Вверху он сообщается с 4-м желудочком головного мозга. Серое вещество, окружающее центральный канал, называется промежуточным .
В каждой колонне серого вещества имеется два столба - передний и задний . На поперечных разрезах спинного мозга эти столбы имеют вид рогов : переднего расширенного и заднего заостренного. Поэтому общий вид серого вещества на фоне белого напоминает букву «Н» (рис. 56).
Передний и задний рога в каждой половине спинного мозга связаны между собой промежуточной зоной серого вещества, которая особенно выражена на протяжении от 1-го грудного до 2-3-го поясничных сегментов и выступает в виде бокового рога (рис. 55). Поэтому в этих сегментах серое вещество на поперечном разрезе имеет вид бабочки. В боковых рогах заложены клетки, иннервирующие вегетативные органы и группирующиеся в ядра (промежуточно-латеральное). Нейриты клеток этого ядра выходят из спинного мозга в составе передних корешков.
Локальные скопления нервных клеток в сером веществе называют ядрами. В ядрах осуществляется обработка поступающей в спинной мозг информации и передача ее на другие нервные центры. Клетки задних рогов содержат грудное ядро и собственные ядра спинного мозга, которые воспринимают из тела нервные импульсы, обеспечивающие различные виды чувствительности. Передние рога содержат двигательные нейроны, которые, выходя из спинного мозга, составляют передние двигательные корешки. Эти клетки образуют ядра эфферентных соматических нервов, иннервирующих скелетную мускулатуру - соматические двигательные ядра. Они расположены в виде двух групп - медиальной и латеральной.
Таким образом, основная функция сегментарного аппарата спинного мозга, в состав которого входит участок серого вещества вместе с соответствующей парой спинномозговых нервов и относящихся к ним передних и задних корешков, сводится к осуществлению врожденных сегментарных рефлексов.
Строение белого вещества .
Снаружи от серого вещества, в котором сосредоточены тела нервных клеток, расположено белое вещество. Оно представлено длинными отростками нейронов - аксонами, покрытыми миелиновой оболочкой, придающей им белый цвет. Эти нервные волокна осуществляют связи между соседними сегментами спинного мозга, а также восходящие и нисходящие связи спинного и головного мозга.
Передние и задние борозды и щель, расположенные на поверхности спинного мозга, разделяют его белое вещество на симметрично лежащие части - канатики спинного мозга (рис. 55). Различают задние, боковые и передние канатики. Самую внутреннюю их часть, непосредственно прилежащую к серому веществу, составляют нервные волокна собственных пучков спинного мозга, которые осуществляют связи между соседними сегментами спинного мозга. Основная масса волокон канатиков представлена отростками тел нервных клеток, которые образуют двустороннюю связь сегментарного аппарата спинного мозга с головным мозгом. Эта связь осуществляется посредством восходящих и нисходящих проводящих путей, которые составляют белое вещество спинного мозга. По восходящим проводящим путям информация поступает из спинного мозга к головному, а по нисходящим, напротив, из головного мозга к соответствующим двигательным ядрам спинного мозга.
Белое вещество спинного мозга состоит из нервных отростков, которые составляют три системы нервных волокон:
1) короткие пучки ассоциативных волокон, соединяющие участки спинного мозга на различных уровнях (афферентные и вставочные нейроны);
2) длинные афферентные (чувствительные, центростреми-тельные);
3) длинные эфферентные (двигательные, центробежные).
Короткие волокна относятся к собственному аппарату спинного мозга, а длинные составляют проводниковый аппарат двухсторонних связей с головным мозгом.
Проводящие пути, связывающие спинной мозг с головным .
Благодаря проводниковому аппарату собственный аппарат спинного мозга связан с аппаратом головного мозга, который объединяет работу всей нервной системы. Эта связь осуществляется посредством восходящих и нисходящих проводящих путей, которые составляют белое вещество спинного мозга, разделенное латеральными бороздами на задний, боковой и передний канатики. Восходящие (афферентные, центростремительные) проводящие пути несут информацию от спинного мозга к головному, а нисходящие (эфферентные, центробежные), наоборот, - от головного мозга к соответствующим ядрам спинного мозга.
Рис. 57. Локализация основных восходящих проводящих путей в белом веществе спинного мозга.
Задние канатики содержат волокна задних корешков спинномозговых нервов, образующих тонкий пучок , лежащий медиально, и клиновидный пучок , расположенный латерально (рис. 57). Эти пучки проводят от соответствующих частей тела к коре головного мозга осознаваемую человеком сенсорную информацию от органов осязания, мышц, суставов, связок и т. д.
Боковые канатики содержат восходящие и нисходящие нервные пути (рис. 57, 58). Восходящие пути идут к мозжечку (проводят нервные импульсы от проприорецепторов мышц, сухожилий, суставов и обеспечивают бессознательную координацию движений), к среднему и промежуточному мозгу (проводят температурные и болевые раздражения, обеспечивают тактильную чувствительность). Нисходящие пути идут от коры головного мозга (пирамидный путь, являющийся сознательным эфферентным двигательным путем), от среднего мозга (бессознательный эфферентный двигательный путь).
Рис. 58. Переключение нисходящих проводящих путей на мотонейронах спинного мозга.
Передние канатики (рис. 58)содержат нисходящие пути от коры головного мозга (пирамидный путь), от среднего мозга (осуществляют рефлекторные защитные движения при зрительных и слуховых раздражениях), от ядер вестибулярного нерва и ретикулярной формации.
Оболочки спинного мозга .
Спинной мозг покрыт тремя соединительнотканными оболочками: твердой, паутинной и мягкой или сосудистой. Эти оболочки продолжаются в такие же оболочки головного мозга.
Твердая оболочка покрывает в виде мешка спинной мозг снаружи. Она прилежит вплотную к стенкам позвоночного канала, выстланного надкостницей. Между надкостницей и твердой оболочкой находится эпидуральное пространство. В нем расположены жировая клетчатка и венозные сплетения позвоночника.
Паутинная оболочка в виде тонкого прозрачного бессосудистого листка прилегает изнутри к твердой мозговой оболочке. Между указанными двумя оболочками располагается щелевидное субдуральное пространство .
Мягкая оболочка непосредственно прилежит к спинному мозгу. Она состоит из двух листков, между которыми находятся сосуды. Между паутинной и мягкой оболочками находится подпаутинное (субарахноидальное) пространство , содержащее спинномозговую жидкость.
ГОЛОВНОЙ МОЗГ
Головной мозг расположен в полости черепа. Он имеет верхнелатеральную или дорсальную выпуклую поверхность и нижнюю вентральную поверхность (основание мозга) уплощенную и неровную. В нем различают три крупные части: большой мозг, мозжечок и мозговой ствол.
Рис. 59. Основание мозга.
Головной мозг имеет следующие отделы: продолговатый мозг, задний, средний, промежуточный и конечный мозг. Все указанные отделы, кроме мозжечка и конечного мозга, составляют мозговой ствол. Масса головного мозга у взрослого человека составляет 1200-1350 г. Умственные способности человека не зависят от массы мозга.
На дорсальной поверхности расположены полушария большого мозга, отделенные друг от друга продольной щелью мозга. Сзади имеется поперечная щель, залегающая между полушариями и мозжечком.
Основание мозга повторяет рельеф внутреннего основания черепа. Продолжением спинного мозга является продолговатый мозг, по бокам от него расположены полушария мозжечка, а впереди мост и ножки мозжечка к мосту (рис. 59).
Впереди и кверху от моста, расходясь в стороны, лежат две ножки мозга - части среднего мозга. Между ножками расположена ямка, в которой расположены образования промежуточного мозга, относящиеся к гипоталамусу. По бокам от указанных образований расположены полушария большого мозга. На основании мозга, на протяжении ствола расположены корешки черепных нервов (рис. 59).
Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга. Границей между ними служит место выхода корешков первой пары спинномозговых нервов.
Рис. 60. Продолговатый мозг (вид спереди).
1 - оливомозжечковый тракт, 2 - ядро оливы, 3 - ворота ядра оливы, 4 - олива, 5 - пирамидный тракт, 6 - подъязычный нерв, 7 - пирамида, 8 - передняя боковая борозда, 9 - добавочный нерв.
На передней (нижней) поверхности продолговатого мозга проходит передняя срединная щель , которая является продолжением одноименной борозды спинного мозга. По бокам от нее расположены два продольных тяжа - пирамиды (рис. 60). Они состоят из белого вещества и образованы волокнами пирамидных проводящих путей. Эти пути идут от двигательного центра коры полушарий большого мозга к двигательным ядрам спинного мозга. Часть пирамидных волокон в глубине передней срединной щели переходит на противоположную сторону, образуя перекрест пирамид. Далее волокна из пирамид продолжаются в передние и боковые канатики спинного мозга.
Снаружи от пирамид справа и слева находятся возвышения - оливы, внутри каждой из которых заметно скопление серого вещества - оливное ядро. Оно функционально связано с регуляцией равновесия и работой вестибулярного аппарата. Между пирамидой и оливой расположена передняя латеральная борозда - место выхода корешков подъязычного нерва (XII пара), направляющегося к мышцам языка.
По задней поверхности продолговатого мозга проходит задняя срединная борозда, являющаяся продолжением одноименной борозды спинного мозга. По бокам от нее идут задние латеральные борозды. Между задней срединной и латеральной бороздами с каждой стороны продолговатого мозга расположены по два утолщения - тонкий и клиновидный бугорки, внутри которых находятся одноименные ядра. На нервных клетках этих ядер заканчиваются волокна тонкого и клиновидного пучков, продолжающихся из спинного в продолговатый мозг. По этим пучкам проходят чувствительные (проприоцептивные) импульсы от мышц и суставов туловища и конечностей (кроме головы).
Участки продолговатого мозга, ограниченные латеральными бороздами, - это боковые канатики, которые также являются продолжением боковых канатиков спинного мозга. Волокна из боковых канатиков без резкой границы переходят в нижние ножки мозжечка. Они имеют вид расходящихся кверху валиков, ограничивающих нижний угол ромбовидной ямки.
Из толщи боковых канатиков выходят корешки языкоглоточного (IX пара), блуждающего (X пара) и добавочного (XI пара) нервов, осуществляющих иннервацию кожи, мышц и органов головы и шеи.
Сетчатая (ретикулярная) формация продолговатого мозга состоит из переплетения нервных волокон и лежащих между ними нервных клеток, образующих ядра ретикулярной формации. Они отвечают за рефлекторные функции, например, рефлекс равновесия, глотательный, сосательный, дыхательные и сердечно-сосудистые рефлексы, а также за защитные рефлексы (кашель, чиханье и др.).
Белое вещество продолговатого мозга образуют длинные системы волокон, проходящие здесь из спинного мозга или направляющиеся в спинной мозг, и короткие, связывающие ядра стволовой части головного мозга.
Продолговатый мозг выполняет проводниковую и рефлекторную функции. В нем расположены жизненно важные центры - дыхательный и сосудодвигательный, регулирующие деятельность органов дыхания, сердца и кровеносных сосудов. Поэтому при повреждении продолговатого мозга может наступить смерть.
Задний мозг состоит из двух частей - моста и мозжечка.
Мост (рис. 59) расположен со стороны основания мозга, сзади он граничит с продолговатым мозгом, а спереди - с ножками мозга. Мост имеет вид валика. Значительную его часть составляют поперечно и продольно расположенные нервные волокна.
Продольные волокна образуют двигательные и чувствительные проводящие пути, соединяющие вышележащие отделы головного мозга со спинным.
Поперечные волокна идут из моста к коре мозжечка в составе средних ножек мозжечка. Такая система проводящих путей связывает через мост кору полушарий большого мозга с корой полушарий мозжечка. По мостомозжечковым проводящим путям от коры полушарий большого мозга через мост осуществляется контролирующее влияние на мозжечок. Между волокнами находятся многочисленные скопления серого вещества, составляющие ядра моста - собственные ядра моста и ядра V-VIII пар черепных нервов . Эти нервы выходят из основания мозга и иннервируют органы, мышцы и кожу головы. От ядер преддверно-улиткового нерва (VIII пара) начинаются слуховые проводящие пути, идущие в другие отделы головного мозга.
Мозжечок (рис. 59) располагается в задней черепной ямке под затылочными долями больших полушарий дорсально от моста и продолговатого мозга. Под мозжечком находится IV желудочек мозга.
В мозжечке различают филогенетически более старую среднюю часть - червь, играющий важную роль в регуляции автоматических движений туловища и конечностей, например в процессе ходьбы, и более новую - полушария мозжечка, принимающие участие преимущественно в управлении координированными автоматизированными движениями конечностей.
Поверхность мозжечка покрыта слоем серого вещества - корой мозжечка , имеет узкие извилины, разделенные бороздами. В нем выделяют два полушария и среднюю часть - червь .
Рис. 61. Ядра мозжечка.
Внутри мозжечок состоит из белого вещества и находящихся в нем парных ядер серого вещества (рис. 61), самыми крупными из которых являются зубчатые ядра. Белое вещество состоит из волокон, связывающих между собой участки коры мозжечка, ядра ствола мозга с корой мозжечка, а также кору с ядрами мозжечка. На сагиттальном разрезе через червь мозжечок имеет характерный рисунок, известный под названием «древа жизни».
Связи мозжечка со стволом мозга и спинным мозгом осуществляются с помощью трех пар ножек, состоящих из белого вещества. Посредством верхних ножек мозжечок соединяется со средним мозгом, средних - с мостом и нижних - с продолговатым и спинным мозгом.
Основное функциональное значение мозжечка состоит в поддержании равновесия тела, рефлекторной регуляции и координации движений тела, придании им плавности, точности и соразмерности в ответ на проприоцептивные импульсы, поступающие в него от мышц, сухожилий, суставов и связок, в регуляции мышечного тонуса. Мозжечок программирует плавное, точное и автоматическое выполнение движений благодаря его связям со спинным мозгом и стволовыми центрами управления движениями, а также с корой больших полушарий.
Ромбовидная ямка расположена в стволовой части мозга, имеет вид ромба. Верхние стороны ромба ограничены двумя верхними мозжечковыми ножками, а нижние стороны - двумя нижними ножками. Она является дном четвертого желудочка. В ямке расположены ядра V-XII пар черепных нервов. Ромбовидная ямка имеет важное значение в регуляции возбудимости и тонуса всех отделов центральной нервной системы, оказывает влияние на центры вегетативной нервной системы. В ромбовидной ямке расположены важные центры - дыхательный, сердечной деятельности, сосудорегуляторный и др. Ромбовидная ямка имеет жизненно важное значение, так как в этой области заложено большинство ядер черепных нервов (V-XII пары).
Четвертый желудочек расположен между мозжечком, мостом и продолговатым мозгом. Он заполнен спинномозговой жидкостью. Внизу желудочек сообщается с центральным каналом спинного мозга, вверху переходит в мозговой водопровод среднего мозга. Дном четвертого желудочка является ромбовидная ямка, а крышей - передний и задний мозговые паруса. Место схождения верхнего и нижнего парусов вдается в мозжечок и образует шатер.
Средний мозг (рис. 62) находится между мостом и промежуточным мозгом. Его переднюю часть составляют ножки мозга, где преимущественно проходят проводящие пути, а заднюю - крыша, в которой располагаются подкорковые центры зрения и слуха.
Крыша среднего мозга состоит из двух пар небольших возвышений - холмиков. Верхние два холмика являются подкорковыми центрами зрения, оба нижних холмика - подкорковыми центрами слуха. Каждый холмик переходит в ручку, которая направляется к латеральному и медиальному коленчатым телам . Коленчатые тела относятся к промежуточному мозгу. Между верхними холмиками лежит шишковидное тело - железа внутренней секреции.
Ножки мозга представляют собой два толстых белых тяжа, идущих от моста кверху и кнаружи и затем погружающихся в вещество большого мозга. Они состоят из основания ножек и покрышки , а между ними находится черное вещество , которое по своей функции относится к экстрапирамидной системе.
Рис. 62. Поперечный разрез среднего мозга.
Основание ножек мозга содержит волокна, спускающиеся от коры полушарий большого мозга ко всем нижележащим отделам нервной системы. Покрышка содержит все восходящие чувствительные пути, за исключением зрительного и обонятельного.
Среди ядер серого вещества самое значительное - красное ядро, являющееся важным подкорковым двигательным центром экстрапирамидной системы. От этого ядра начинается нисходящий красноядерно-спинномозговой путь, соединяющий красное ядро с передними рогами спинного мозга. К этому пути подходят волокна от верхних ножек мозжечка. Благодаря этим связям мозжечок и экстрапирамидная система влияют на всю скелетную мускулатуру, регулируя бессознательные, автоматические движения.
Полостью среднего мозга является водопровод (сильвиев водопровод), сообщающий между собой полости третьего и четвертого желудочков. Под водопроводом мозга расположены ядра глазодвигательного и блокового нервов (III и IV пары), иннервирующие мышцы глаза.
Таким образом, в среднем мозге человека имеются:
Подкорковые центры зрения и ядра нервов, иннервирующих мышцы глаза;
Подкорковые слуховые центры;
Все восходящие и нисходящие проводящие пути, связывающие кору головного мозга со спинным мозгом;
Пучки белого вещества, связывающие средний мозг с другими отделами ЦНС.
Средний мозг иннервирует мышцы глаза, осуществляет ориентировочные зрительные и слуховые рефлексы (например, поворот головы по направлению к свету и звуку), играет важную роль в регуляции тонуса скелетной мускулатуры, регулирует бессознательные, автоматические движения.
Ретикулярная формация представляет собой филогенетически более старую и относительно просто организованную нервную сеть с множеством ядерных центров. Ей отводится важная роль в поддержании бодрствующего состояния мозга, а также в механизмах формирования сложно-координированных двигательных актов (таких, как чихание, рвота и т. п.), обеспечивающих защиту организма от воздействий внешней среды, угрожающих его жизнедеятельности. Она работает в функциональном единстве с анализаторными системами и оказывает тонические влияния на ниже- и вышележащие отделы центральной нервной системы.
Промежуточный мозг (рис. 63, 64) располагается между конечным и средним мозгом. На сагиттальном срезе промежуточный мозг виден под мозолистым телом и сводом. В нем различают две части. Филогенетически более молодой таламический мозг, являющийся высшим подкорковым чувствительным (сенсорным) центром, в котором переключаются практически все афферентные пути, несущие сенсорную информацию от органов тела и органов чувств. И гипоталамус, более старое в филогенетическом отношении образование, играющее роль высшего центра регуляции вегетативных функций организма.
Таламический мозг в свою очередь подразделяется на парные образования - талaмусы (зрительные бугры), метаталамус (заталамическая область) и эпиталамус (надталамическая область).
Полостью промежуточного мозга является III желудочек , который посредством правого и левого межжелудочковых отверстий сообщается с боковыми желудочками, расположенными внутри больших полушарий, и посредством водопровода мозга - с полостью IV желудочка мозга. В верхней стенке III желудочка располагается сосудистое сплетение, участвующее наряду со сплетениями в других желудочках мозга в образовании спинномозговой жидкости.
Таламус или зрительный бугор (рис. 64) представляет собой парное скопление серого вещества, расположенного по бокам III желудочка. Он имеет яйцевидную форму и состоит из клеточных скоплений (ядер) и прослоек белого вещества. Передний конец таламуса заострен в виде переднего бугорка, а задний расширен и утолщен в виде подушки. Деление на передний конец и подушку соответствует делению таламуса на центры афферентных путей (передний конец) и на зрительный центр (задний). За подушкой таламуса расположены коленчатые тела, относящиеся к метаталамусу.
Рис. 63. Промежуточный мозг.
1 - мозолистое тело, 2 - свод, 3 - таламус, 4 - третий желудочек, 5 - гипоталамус, 6 - средний мозг, 7 - серый бугор, 8 - глазодвигательный нерв, 9 - воронка, 10, 11 - гипофиз, 12 - перекрест зрительный нервов, 13 - передняя (белая) спайка.
В состав таламуса входят клеточные скопления (ядра), отграниченные друг от друга прослойками белого вещества. К каждому ядру подходят собственные афферентные и эфферентные пути. Соседние ядра формируют группы.
Таламусы являются своеобразным коллектором чувствительных путей, местом, в котором концентрируются все пути, проводящие чувствительные импульсы, идущие от противоположной половины тела. Таламические ядра, получающие импульсы от строго определенных участков тела, передают эти импульсы в соответствующие ограниченные зоны коры и частично в подкорковые ядра. Таламусы находятся на пути восходящих трактов, идущих от спинного мозга и ствола мозга к коре больших полушарий. Они имеют многочисленные связи с подкорковыми узлами, проходящими главным образом через чечевичное ядро.
Рис. 64. Дорсальная поверхность промежуточного мозга и части ствола мозга.
Таким образом, к таламусам по афферентным путям сходится информация практически от всех рецепторных зон. Эта информация подвергается существенной переработке. Отсюда к коре больших полушарий направляется лишь часть ее, другая же и, вероятно, большая часть принимает участие в формировании безусловных и, возможно, некоторых условных рефлексов, дуги которых замыкаются на уровне таламусов. Таламусы являются важнейшим звеном афферентной части рефлекторных дуг, обусловливающих инстинктивные и автоматизированные двигательные акты, в частности привычные локомоторные движения (ходьба, бег, плавание, езда на велосипеде, катание на коньках и т.п.).
В подушке таламуса расположены подкорковые центры зрения, которые проводящими путями связаны с затылочной долей полушария, где находится корковый зрительный центр.
Эпиталамус включает эпифиз (шишковидное тело) и ряд ядерных скоплений нейронов. Эпифиз - это железа внутренней секреции, функция которой заключается в тормозящем влиянии на работу большей части других эндокринных желез (гипофиза, щитовидной и паращитовидных желез, половых желез, надпочечников и др.). Эпифиз вырабатывает нейрогормон мелатонин, имеющий большое значение для поддержания иммунного статуса организма. Гормоны эпифиза также играют определенную роль в регуляции сезонных ритмов жизнедеятельности организма.
Метаталамус располагается в заднебоковом отделе промежуточного мозга, где под подушкой таламуса лежат два парных овальных образования - более крупное медиальное и меньшее по размеру латеральное коленчатые тела (рис. 64). С помощью ручек верхнего и нижнего холмиков, состоящих из белого вещества, медиальные и латеральные коленчатые тела соединяются соответственно с нижними и верхними холмиками крыши среднего мозга. Сверху коленчатые тела покрыты белым веществом, внутри содержатся скопления серого вещества - ядра.
Ядра медиального коленчатого тела (как и ядра нижнего холмика четверохолмия), являются подкорковым центром слуха, поскольку в них оканчиваются афферентные волокна, берущие начало в области моста (слуховой путь) от ядер преддверно-улиткового (VIII пара) нерва. Ядра латерального коленчатого тела (вместе с ядрами верхнего холмика четверохолмия) являются подкорковыми центрами зрения: в них оканчивается латеральная часть волокон, идущих в составе зрительного тракта (IIпара). Ядра коленчатых тел формируют также восходящие пути к центрам зрительного и слухового анализаторов в коре больших полушарий.
Гипоталамус (рис. 63) располагается под таламусом. В нем залегают скопления серого вещества, относящиеся к высшим вегетативным центрам. В гипоталамусе выделяют на два отдела: передний (серый бугор с воронкой и гипофизом, перекрест зрительных нервов и зрительный тракт) и задний (сосцевидные тела и задняя гипоталамическая область).
Ядра гипоталамической области связаны с гипофизом сосудами (с передней долей гипофиза) и гипоталамо-гипофизарным путем (с задней его долей). Благодаря этим связям гипоталамус и гипофиз образуют гипоталамо-гипофизарную нейросекреторную систему.
Серый бугор представляет собой непарный выступ нижней стенки третьего желудочка. Верхушка бугра вытянута в узкую полую воронку, на конце которой находится гипофиз, лежащий в углублении турецкого седла. В сером бугре залегают ядра серого вещества, являющиеся высшими вегетативными центрами, влияющими на обмен веществ и терморегуляцию.
Рис. 65. Вентральная поверхность промежуточного мозга.
Зрительный перекрест лежит впереди серого бугра, он образован перекрестом зрительных нервов. Сосцевидные тела относятся к подкорковым обонятельным центрам.
В задней гипоталамической области расположены три скопления нервных клеток, образующих около 30 ядер гипоталамуса, клетки которых вырабатывают нейросекрет. Нейросекрет поступает по отросткам нервных клеток в гипофиз и регулирует выделение им гормонов, участвующих в регуляции функций внутренних органов.
КОНЕЧНЫЙ МОЗГ
Конечный или большой мозг представляет собой самую развитую и в филогенетическом отношении новую часть головного мозга, непосредственно связанную с наиболее сложными проявлениями психической и интеллектуальной деятельности человека. Он является высшим отделом центральной нервной системы, который не только управляет всей жизнедеятельностью организма, но и обеспечивает осуществление разумной деятельности человека. В конечном мозге расположены центры инстинктивного поведения, основанного на видовых реакциях (безусловные рефлексы) - подкорковые ядра и центры индивидуального поведения, основанного на индивидуальном опыте (условные рефлексы) - кора большого мозга.
Конечный мозг состоит из двух полушарий большого мозга, соединенных между собой мозолистым телом, передней и задней спайками и спайкой свода. Полости конечного мозга образуют правый и левый боковые желудочки, каждый из которых находится в соответствующем полушарии; медиальную стенку бокового желудочка в ростральном отделе образует прозрачная перегородка.
Полушария большого мозга сверху покрыты корой мозга - слоем серого вещества, образованного нейронами более пятидесяти разновидностей. Под корой мозга в больших полушариях находится белое вещество, состоящее из миелинизированных волокон, большая часть которых соединяет кору больших полушарий с другими отделами и центрами головного мозга. В толще белого вещества полушарий находятся скопления серого вещества - базальные ядра (подкорковые ядерные центры). Слой белого вещества, называемый внутренней капсулой, отграничивает полушария от таламусов промежуточного мозга.
Полушария головного мозга и их рельеф.
Правое и левое полушария мозга отделены друг от друга продольной щелью. В каждом полушарии различают три поверхности - латеральную (боковую), медиальную (внутреннюю) и нижнюю.
Поверхность полушария (плащ) образована равномерным слоем серого вещества толщиной 1,3-4,5 мм, содержащего нервные клетки. Этот слой, называемый корой большого мозга, как бы сложен в складки. Поэтому поверхность плаща состоит из чередующихся между собой борозд и валиков между ними, называемых извилинами.
Глубокие борозды делят каждое полушарие на 5 долей: лобную, теменную, затылочную, височную и островок
Лобная доля составляет передний отдел полушария. Она отделена от расположенной позади нее теменной доли центральной бороздой . Лобная доля имеет четыре лобные извилины : предцентральную, расположеннуюмежду центральной и предцентральной бороздами, верхнюю, среднюю и нижнюю. На медиальной поверхности лобной доли находится медиальная лобная извилина, а на нижней поверхности - обонятельная борозда, в которой лежат обонятельная луковица, обонятельный тракт и обонятельный треугольник, продолжающийся в переднее продырявленное вещество мозга.
Теменная доля расположена между лобной (спереди), затылочной (сзади) и височной (снизу) долями. На ней имеется постцентральная извилина , ограниченная центральной и постцентральной бороздами, внутритеменная борозда , надкраевая и угловая извилины .
Затылочная доля . На латеральной поверхности в затылочной доле полушария расположена поперечная затылочная борозда . Остальные борозды и извилины затылочной области часто непостоянны и варьируют индивидуально. На медиальной поверхности расположен относящийся к затылочной доле клин, ограниченный спереди теменно-затылочной бороздой, сзади - сходящейся с ней под углом шпорной бороздой.
Височная доля . Вобласти височной доли на ее латеральной поверхности различают верхнюю и нижнюю височные борозды, идущие параллельно боковой борозде. Боковой бороздой и височными бороздами ограничиваются верхняя, средняя и нижняя височные извилины . На нижней поверхности височная доля не имеет четких границ с затылочной долей. Рядом с язычной извилиной, относящейся к затылочной области, располагается латеральная затылочно-височная извилина височной доли, которая сверху отграничивается коллатеральной бороздой от лимбической доли, а латерально - проходящей от затылочного полюса к височному затылочно-височной бороздой.
В состав каждого полушария входят плащ или мантия, обонятельный мозг, базальные ядра и боковые желудочки. Полушария соединены между собой мозолистым телом (рис. 63,64), которое состоит из нервных волокон, идущих поперечно из одного полушария в другое и соединяющих симметричные участки мозга справа и слева.
В коре происходит высший анализ всех раздражений, поступивших из внешней и внутренней среды организма, и формируется поведение человека.
Строение мозговой коры . Кора состоит из 10-14 млрд. нервных клеток, весьма разнообразных по форме и величине и расположенных послойно. Различные участки коры головного мозга отличаются друг от друга особенностями клеточного строения, расположением волокон, а также функциональным значением.
По морфологическим особенностям различают 6 основных слоев коры больших полушарий головного мозга (рис. 66):
Рис. 66. Строение коры головного мозга.
I - наружный зональный или молекулярный слой содержит концевые разветвления отростков нервных клеток;
II - наружный зернистый слой содержит мелкие клетки похожие на зерна;
III - пирамидный слой состоит из малых и средних пирамидных клеток;
IV - внутренний зернистый слой, также как и наружный зернистый, состоит из маленьких клеток-зерен;
V - ганглиозный слой содержит большие пирамидные клетки;
VI - слой полиморфных клеток граничит с белым веществом.
Нижние слои (V и VI) являются преимущественно началом эфферентных двигательных путей, по которым кора посылает импульсы на периферию ко всем органам тела. Клетки средних слоев (III и IV) коры связаны преимущественно с входящими в нее нервными афферентными путями. По волокнам этих путей проводятся к клеткам коры нервные импульсы из различных отделов нервной системы, связанной с поверхностью тела, мышцами, суставами, внутренними органами, органами чувств. Верхние слои (I и II) относятся к ассоциативным путям коры.
Базальные ядра полушарий (рис. 67). Кроме серой коры на поверхности полушарий имеются скопления серого вещества и в его толще, называемые базальными ядрами . К ним относятся полосатое тело, состоящее из хвостатого и чечевицеобразного ядер, ограда и миндалевидное тело. Хвостатое и чечевицеобразное ядра являются главной частью экстрапирамидной системы, т.е. подкорковых двигательных центров, осуществляющих бессознательное управление движениями и регуляцию мышечного тонуса, а также высшим регулирующим центром вегетативных функций в отношении теплорегуляции и углеводного обмена.
Миндалевидное тело относится к подкорковым обонятельным центрам и к лимбической системе. Между хвостатым ядром и зрительным бугром, с одной стороны, и чечевицеобразным ядром, с другой стороны, находится внутренняя капсула . Она состоит из проекционных волокон восходящих и нисходящих путей, соединяющих кору головного мозга со стволом мозга и спинным мозгом. Между чечевицеобразным ядром и оградой - наружная капсула .
Лимбическая система представляет собой комплекс образований конечного, промежуточного и среднего мозга, участвующий в регуляции различных вегетативных функций, поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостаза) и формировании эмоционально окрашенных поведенческих реакций.
Обонятельный мозг - самая древняя часть конечного мозга, возникшая в связи с анализатором обоняния. Поэтому все его части являются различными компонентами обонятельного анализатора.
Рис. 67. Базальные ядра (фронтальный срез полушарий головного мозга).
Белое вещество полушарий . Все пространство между серым веществом мозговой коры и базальными ядрами занято белым веществом . Оно состоит из большого количества нервных волокон, идущих в различных направлениях и образующих проводящие пути конечного мозга. Нервные волокна могут быть разделены на три вида: ассоциативные, комиссуральные и проекционные.
Ассоциативные волокна связывают между собой различные участки коры одного и того же полушария. Они делятся на короткие и длинные. Короткие волокна соединяют между собой соседние извилины, длинные - более удаленные друг от друга участки коры. В спинном мозгу ассоциативные нервные пути соединяют рядом расположенные сегменты.
Комиссуральные волокна соединяют симметричные участки обоих полушарий мозга. Большая часть таких волокон находится в мозолистом теле.
Проекционные волокна связывают мозговую кору с нижележащими отделами центральной нервной системы до спинного мозга включительно. По одним из этих волокон (афферентным) возбуждение проводится по направлению к коре (центростремительно), а по другим (эфферентным) наоборот - центробежно от коры.
Боковые желудочки . В полушариях конечного мозга ниже уровня мозолистого тела расположены симметрично по сторонам средней линии два боковых желудочка. Их сосудистая система образует черепно-мозговую (спинномозговую) жидкость, которая заполняет полости желудочков. Боковые желудочки соединяются с третьим желудочком при помощи водопровода мозга.
Локализация функций в коре полушарий большого мозга (центры мозговой коры) . Знание локализации функций в коре головного мозга имеет огромное теоретическое значение, так как дает представление о нервной регуляции всех процессов в организме и приспособлении его к окружающей среде. Оно имеет и большое практическое значение для определения локализации поражений в полушариях головного мозга.
В основе деятельности коры мозга, как и других отделов нервной системы, лежит анализ раздражений из внешней и внутренней среды организма и синтез его ответных реакций. Определенные зоны коры выполняют специфические функции по анализу и синтезу поступающей информации, поэтому их называют корковыми центрами или корковыми концами анализаторов (по И.П. Павлову). Анализатор - это сложный нервный механизм, начинающийся наружным воспринимающим аппаратом и заканчивающийся в мозгу.
Анализаторы имеют общий план строения. В каждом из них выделяют три отдела:
1) рецепторный отдел, ответственный за опознание специфических раздражителей и преобразование их воздействия в нервное возбуждение. Различают экстерорецепторы , воспринимающие раздражения из внешней среды, проприорецепторы , воспринимающие раздражения, возникающие в мышцах и суставах, и интерорецепторы , воспринимающие раздражения от внутренних органов и сосудов;
2) проводниковый отдел, обеспечивающий многоэтапную передачу нервного возбуждения по соответствующим нервам и трактам через ряд ядерных (подкорковых) нервных центров. Проводниковый отдел любого анализатора представлен различными ядрами мозжечка, ствола мозга и таламуса и их проекциями к соответствующим областям коры мозга. По мере передачи сенсорной информации от одного нервного центра к другому осуществляется ее последовательный анализ, в результате чего в организме возникает ощущение или чувствование.
3) корковый отдел (корковый конец анализатора), находится в коре мозга. Каждый анализатор имеет свою преимущественную локализацию в коре мозга. Так, корковое ядро двигательного анализ расположено в лобной доле, зрительного - в затылочной доле и т. д. В коре происходит анализ полученных раздражений с учетом субъективного переживания воспринимаемой сенсорной информации, т.е. формируется осознанное ощущение и происходит его восприятие.
Рис. 68. Локализация функционально различных центров в коре больших полушарий.
Кора представляет собой совокупность корковых концов анализаторов. Наиболее важными из них являются следующие (рис. 68):
- корковый конец общей чувствительности расположен в постцентральной извилине и в коре верхней теменной области. В этой области происходит анализ температурной, болевой, тактильной (осязательной) и мышечно-суставной чувствительности. При этом общая чувствительность правой половины тела проецируется в левом полушарии, а левой половины тела - в правом;
- корковый слуховой центр лежит в верхней височной извилине, где осуществляется высший анализ чувствительных импульсов, поступающих из спирального органа внутреннего уха. Его повреждение ведет к глухоте.
- корковый зрительный центр локализуется в затылочной доле в районе шпорной борозды. При повреждении ядра зрительного анализатора наступает слепота.
- корковый двигательный центр расположен в лобной доле вобласти предцентральной извилины. Сюда приходит часть афферентных волокон от таламуса, несущих проприоцептивную информацию от мышц и суставов тела. Здесь также начинаются нисходящие пути к стволу мозга и спинному мозгу, обеспечивающие возможность сознательной регуляции движений (пирамидные пути). Центр правого полушария регулирует работу мышц левой половины и наоборот. Поражение этой области коры приводит к параличу противоположной половины тела.
В различные участки коры благодаря анализаторам проецируются сигналы из внешней и внутренней среды организма. Эти сигналы по И.П. Павлову и составляют первую сигнальную систему действительности, которая проявляется в форме ощущений и восприятий. Первая сигнальная система имеется и у животных. В отличие от последних, у человека имеется и вторая сигнальная система - это человеческое мышление, которое всегда словесно.
Вторая сигнальная система связана с деятельностью всей коры мозга, однако некоторые области ее играют особенную роль в осуществлении речи:
- речедвигательный центр находится в нижней лобной извилине. При его поражении наступает двигательная афазия, т.е. нарушение способности произносить слова;
- центр письменной речи расположен в средней лобной извилине вблизи ядра общего двигательного анализатора;
- центр слухового анализатора устной речи находится в верхней височной извилине;
- центр зрительного восприятия (чтения) - в теменной доле.
Эти центры односторонние. У правшей они расположены в левом полушарии.
ПРОВОДЯЩИЕ ПУТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Системы нервных волокон, проводящие импульсы от кожи и слизистых оболочек, внутренних органов и органов движения к различным отделам спинного и головного мозга, в частности к коре полушарий большого мозга, называются восходящими, чувствительными или афферентными проводящими путями.
Системы нервных волокон, передающие импульсы от коры или нижележащих ядер головного мозга через спинной мозг к рабочему органу (мышце, железе и др.), называются двигательными, нисходящими или эфферентными проводящими путями.
Проводящие пути образованы цепями вставочных нейронов, причем чувствительные пути обычно состоят из трех нейронов, а двигательные - из двух. Первый нейрон всех чувствительных путей располагается всегда вне спинного или головного мозга, находясь в спинномозговых узлах или чувствительных узлах черепных нервов. Последний нейрон двигательных путей всегда представлен клетками передних рогов серого вещества спинного мозга или клетками двигательных ядер черепных нервов.
Чувствительные пути . Спинной мозг проводит четыре вида чувствительности: тактильную (чувство прикосновения и давления), температурную, болевую и проприоцептивную (от рецепторов мышц и сухожилий, так называемое суставно-мышечное чувство, чувство положения и движения тела и конечностей). Основная масса восходящих путей проводит проприоцептивную чувствительность. Это говорит о важности контроля движений, так называемой обратной связи, для двигательной функции организма.
Болевая и температурная чувствительность проводится по латеральному спиноталамическому пути (рис. 69). Первым нейроном этого пути являются клетки спинномозговых узлов. Периферические отростки их входят в состав спинномозговых нервов. Центральные отростки образуют задние корешки и идут в спинной мозг, оканчиваясь на клетках задних рогов (2-й нейрон). Отростки вторых нейронов переходят на противоположную сторону (образуют перекрест), поднимаются в составе бокового канатика спинного мозга и идут через продолговатый мозг, мост и ножки мозга к латеральному ядру таламуса, где переключаются на 3-й нейрон. Отростки клеток ядер таламуса о
Нервная система представляет собой центр нервных сообщений и самую главную систему регуляции организма: он организует и координирует жизненно важные действия. Но главных функций у нее только две: стимуляция мышц для совершения движений и регуляция функционирования тела, а также эндокринной системы.
Нервная система подразделяется на центральную нервную систему и периферическую нервную систему.
Сточки зрения функциональности, нервную систему можно разделить на соматическую (контролирующую произвольные действии) и вегетативную или автономную (координирующую непроизвольные действия) системы.
Центральная нервная система
Включает спинной и головной мозг. Здесь координируются когнитивные и эмоциональные функции человека. Отсюда контролируются все движения и разрабатываются вес чувства.
Головной мозг
У взрослого человека головной мозг представляет собой один из самых тяжелых органов тела: он весит приблизительно 1300 г.
Это - центр взаимодействия нервной системы, и его главной функцией является передача полученных нервных импульсов и ответ на них. В своих различных областях выступает посредником процессов дыхания, решением специфических проблем и голодом.
Головной мозг делится структурно и функционально на несколько основных частей:
Спинной мозг
Находится в позвоночном канале и окружен мозговыми оболочками, ограждающими его от травм. У взрослого человека длина спинного мозга достигает 42-45 см и протягивается от вытянутого мозга (или внутренней части ствола головного мозга) до второго поясничного позвонка и имеет разный диаметр на разных отделах позвоночника.
От спинного мозга отходят 31 пара периферических спинных нервов, которые соединяют его со всем организмом. Его важнейшая функция состоит в том, чтобы соединять различные части тела с головным мозгом.
Как головной, так и спинной мозг защищен тремя слоями соединительной ткани. Между самым поверхностным и средним слоем располагается полость, где циркулирует жидкость, которая помимо зашиты также питает и очищает нервные ткани.
Периферическая нервная система
Состоит из 12 пар черепно-мозговых нервов и 31 пары спинномозговых нервов. Она составляет запутанную сеть, которая формирует нервную ткань, не входящую в центральную нервную систему и представлена в основном периферическими нервами, отвечающими за мышцы и внутренние органы.
Черепные нервы
От мозга отходят 12 пар черепных нервов, которые проходят через отверстия черепа.
Все черепные нервы находятся в голове и шее, за исключением десятого нерва (блуждающего), который также захватывает различные структуры грудной клетки и желудка.
Спинномозговые нервы
Каждая из 31 пары нервов начинается в спинном M03IC и далее проходит через межпозвоночные отверстия. Их названия связаны с местом, откуда они берут начало: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестовых и 1 копчиковый. После прохождения через межпозвоночное отверстие каждый переделится на 2 ветви: переднюю, большую, которая протягивается вдаль, чтобы охватить мышцы и кожу спереди и по бокам и кожу конечностей, и заднюю, поменьше, которая охватывает мышцы и кожу спины. Спинномозговые грудные нервы также сообщаются с симпатической частью автономной нервной системы. Сверху в области шеи корни у этих нервов очень короткие и расположены горизонтально.
