Урок Получить доступ за 75 баллов Центральная нервная система

Головному мозгу подвластны сложнейшие операции и задачи.

С помощью органов чувств головной мозг может понять происходящее вокруг и принять решение к какому-либо действию.

Основой формой деятельности нервной системы является рефлекс.

Рефлекс- это ответная реакция организма на раздражение (внешнее или внутреннее), происходящая при участии центральной нервной системы (ЦНС).

Головной мозг не всегда принимает участие в осуществлении рефлекса. Например, ходим мы автоматически и не обдумываем каждый свой шаг, в этом нам помогает работа спинного мозга, так как большинство нервов, активизирующих мышцы тела, идут от спинного мозга.

Спинной и головной мозг относятся к центральной нервной системе (ЦНС). Они состоят из множества нервных клеток (нейронов и нейроглии), которые, в свою очередь, образуют нервную ткань, а из нее формируется серое и белое вещество.

Серое вещество мозга- это скопление тел нейронов и дендритов.

Белое вещество мозга образованно аксонами (нервными волокнами), покрытыми миелиновой оболочкой, которая и придает белый цвет.

У головного мозга серое вещество образует кору больших полушарий, находится на периферии.

Белое вещество находится в центральной части головного мозга.

В головном мозге различают следующие отделы:

• продолговатый мозг
• задний мозг (мост и мозжечок)
• средний мозг
• промежуточный мозг, образованный таламусом, эпиталамусом, гипоталамусом
• конечный мозг (большие полушария, покрытые корой)

Также весь мозг обычно подразделяют на три большие части:

• ствол мозга
• мозжечок
• передний мозг - состоит из больших полушарий (конечный мозг) и промежуточного мозга

Ствол мозга

Состав:

• продолговатый мозг
• мост
• средний мозг

Функции ствола мозга:

• рефлекторная
• проводниковая- через этот отдел проходят восходящие и нисходящие нервные пути ЦНС
• ассоциативная- обеспечивает взаимодействие спинного мозга, ствола и больших полушарий головного мозга.

1. Продолговатый мозг (входит в состав ствола мозга).

Именно он непосредственно переходит в спинной мозг.

В продолговатом мозге находятся тела нейронов, отростки которых образуют блуждающий нерв.

Функции продолговатого мозга:

• участвует в реализации вегетативных (слюноотделение), вкусовых, слуховых, вестибулярных рефлексов
• регуляция дыхания, глотания, потоотделения, сердечной деятельности, работы сосудов
• координация движений, позные рефлексы
• центры защитных рефлексов (чихания, кашля, рвоты)

2. Мост (варолиев мост), входит в состав ствола мозга.

Находится над продолговатым мозгом.

Здесь располагаются нервные волокна, по которым нервные импульсы идут вверх - в кору больших полушарий и вниз  - к спинному мозгу.

Здесь находятся центры, связанные с мимикой и жевательными функциями и центры сознательного контроля за движениями тела.

3. Средний мозг (входит в состав ствола мозга).

Средний мозг соединяет задний мозг с промежуточным. На его поверхности находятся четыре бугорка - четверохолмие:

• 2 зрительных холмика- центры первичной обработки зрительной информации, их нейроны реагирую на быстро передвигающиеся объекты
• 2 слуховых холмика- центры ориентировочных рефлексов на звуковые раздражители

В среднем мозге расположены важнейшие двигательные центры, которые совместно с мозжечком участвуют в поддержании тонуса мышц и координации позы тела.

Мозжечок- отдельная структура наряду со стволом мозга и передним мозгом.

Строение мозжечка чем-то напоминает строение всего мозга, откуда и появилось его название.

Мозжечок состоит из двух полушарий и червя, который соединяет полушария между собой.

Внутри мозжечка расположено белое вещество, покрытое корой из серого вещества.

Поверхность мозжечка образует борозды.

На фотографии мы видим срединный разрез мозжечка через червь:

Функции мозжечка:

• регуляция позы тела и поддержание мышечного тонуса
•  координация медленных произвольных движений с позой всего тела
• обеспечение точности быстрых произвольных движений

У человека с поврежденным мозжечком наблюдается дрожание рук и ног, нарушение точности движений, речь невнятная, человек не может стоять с закрытыми глазами и множество других двигательных нарушений.

Передний мозг

Состав

• промежуточный мозг
• большие полушария головного мозга

Промежуточный мозг (входит в состав переднего мозга)

Промежуточный мозг состоит из четырех частей:

• верхняя часть- таламус- зрительные бугры
• нижняя часть- гипоталамус- подбугорная часть
• надбугорная область- эпиталамус с эпифизом (шишковидная железа)- (это эндокринная железа, функционально связанная с гипофизом и надпочечниками)
• гипофиз- нижний мозговой придаток, расположенный в нижней части гипоталамуса

1. Таламус (Передний мозг- Промежуточный мозг- Таламус, верхняя часть)

Нейроны таламуса образуют 40 ядер, которые отвечают за первичную обработку всех видов информации, кроме обонятельной, поступающей через органы чувств.

В скоплениях нейронов таламуса информация частично обрабатывается и

поступает в кору больших полушарий.

Таламус является высшим центром болевой чувствительности, именно здесь формируется болевое ощущение.

Также таламус содержит нейроны, благодаря которым человек может оценивать течение времени- внутренние часы организма.

Повреждения таламуса приводит к потере сознания, потере активной связи организма с окружающей средой, вызвать тремор (непроизвольную дрожь конечностей в состоянии покоя).

2. Гипоталамус (Передний мозг- Промежуточный мозг- Гипоталамус, нижняя часть)

Гипоталамус- является главным подкорковым центром регуляции вегетативных функций организма, это достигается за счет выделения в кровь регуляторов, управляющих деятельностью гипофиза.

В гипоталамусе располагаются центры гомеостаза, теплорегуляции, голода и насыщения, жажды и ее удовлетворения, полового поведения, страха, ярости, регуляции цикла "бодрство­вание- сон".

В гипоталамусе и гипофизе образуются нейрорегуляторные пептиды- энкефалины и эндорфины, которые обладают сильнейшим обезболивающим, противошоковым и антистрессовым действием.

Повреждение гипоталамуса приводят к затруднению дыхания, нарушению терморегуляции, работы кишечника, артериального давления, сердечного ритма.

3. Гипофиз (Передний мозг- Промежуточный мозг- Гипофиз). Расположен ниже гипоталамуса.

Гипофиз является одной из важнейших эндокринных желез и находится под контролем гипоталамуса.

Гипофиз выделяет следующие гормоны:

• соматотропный гормон- регулирует рост
• гонадотропный гормон- способствует росту половых клеток, выработке молока
• тиреотропный гормон- регулирует работу щитовидной железы
• адренокортикотропный гормон- способствует усилению образования гормонов надпочечников
• интермедин- влияет на пигментацию кожи
• вазопрессин- участвует в механизмах обучения и памяти, активизирует сокращение гладких мышц сосудов, регулирует процессы терморегуляции и др.
• окситоцин- стимулирует сокращения матки, активирует выделение молока, участвует в механизмах обучения и памяти и др.

Большие полушария головного мозга (входят в состав переднего мозга).

Большие полушария называют конечным мозгом, который составляет 80 % всей массы головного мозга и покрывает сверху все остальные отделы.

Конечный мозг состоит из двух полушарий, которые соединяет мозолистое тело, обеспечивая их координированную работу.

Полушария покрыты которой, образованной серым веществом (тела нейронов), под которой располагается белое вещество (проводящие нервные пути).

Полушария делятся на левое и правое, они соединены между собой мозолистым телом, которое состоит из поперечных сплетений нервных волокон. 

Кора больших полушарий самое молодое в эволюционном плане образование мозга.

Глубокими бороздами кора каждого полушария делится на доли: лобную, теменную, затылочную и височную.

Посмотрите и запомните доли коры головного мозга:

Функции долей коры головного мозга:

Складки коры полушарий называют извилинами, благодаря им сильно увеличивается площадь коры полушарий.

В извилинах находятся высшие нервные центры.

В глубине больших полушарий расположены скопления нейронов, образующих ядра лимбической системы, которая является главным эмоциональным центром мозга.

Лимбическая система в переводе с латинского означает граница, край. Это совокупность ряда структур головного мозга, расположенных на обеих сторонах таламуса, непосредственно под большими полушариями головного мозга. Окутывает верхнюю часть ствола головного мозга, будто поясом, и образует его край- лимб.

Структуры лимбической системы ответствечают за следующие функции:

• эмоциональное поведение
• побуждения к действию (мотивации)
• процессы обучения и запоминания
• инстинкты (пищевые, оборонительные, половые)
• регуляцию цикла «сон-бодрствование»

Высшая нервная деятельность человека

Высшая нервная деятельность- это деятельность высших отделов центральной нервной системы, которая обеспечивает наиболее совершенное приспособление животных и человека к окружающей среде.

Термин «высшая нервная деятельность» впервые введён в науку И.П.Павловым.

Основная роль в осуществлении высшей нервной деятельности у высших животных и человека принадлежит коре больших полушарий.

К высшей нервной деятельности относят познание, речь, память и абстрактное мышление, сознание и др.

Мышление (интеллект)- процесс обобщённого отражения действительности с её связями, отношениями и закономерностями.

С помощью мышления познается содержание и смысл воспринимаемого.

Мышление представляет собой самую сложную форму психической деятельности человека, вершину её эволюционного развития.

Мышление построено на двух функциях высших нервных центров: на анализе и синтезе информации и ответных действий организма.

Очень важным аппаратом мышления человека является речь, которая позволяет передавать информацию с помощью абстрактных символов.

Сигнальные системы

Первая сигнальная система- это зрительные, слуховые и другие чувственные сигналы, из которых строятся образы внешнего мира, одинаковая у человека и животных.

Отдельные элементы более сложной сигнальной системы начинают появляться у общественных видов животных (высокоорганизованных млекопитающих и птиц), которые используют звуки (сигнальные коды) для предупреждения об опасности, о том, что данная территория занята, и т.д.

Вторая сигнальная система-  словесная, в которой слово в качестве условного раздражителя.

Ко второй сигнальной системе относится: речь, сознание, абстрактное мышление.

С помощью слова осуществляется переход от чувственного образа первой сигнальной системы к понятию, представлению второй сигнальной системы.

Способность оперировать абстрактными понятиями, выражаемыми словами, служит основой мыслительной деятельности.

Язык -это форма существования мысли и ее обмена.

Головной мозг защищен не только скелетом головы (черепом), но еще оболочками из соединительной ткани (твердой, паутинной и мягкой), которые переходят в аналогичные оболочки спинного мозга.

Оболочки головного мозга.

Твердая оболочка головного мозга одновременно является надкостницей внутренней поверхности костей черепа. Наиболее плотное соединение этой оболочки наблюдаются в районе черепных швов.

Здесь проходит большое количество кровеносных сосудов.

Твердая мозговая оболочка обладает болевой чувствительностью.

Паутинная оболочка головного мозга расположена после твердой мозговой оболочки и имеет вид паутины.

Образована соединительной тканью, клетки которой синтезируют внеклеточное вещество.

Функция паутинной оболочки состоит в поддержании биохимического состава и регуляции давления ликвора - спинномозговой жидкости, которая циркулирует в паутинном пространстве.

Мягкая сосудистая оболочка сращена с тканью мозга, состоит из рыхлой соединительной ткани, в толще которой находятся кровеносные сосуды, обеспечивающие питание мозга.

Она принимает участие в образовании сосудистых сплетений желудочков головного мозга, продуцирующих спинномозговую жидкость (ликвор).

Кровеносные сосуды, проникающие в ткань головного мозга, находятся в толще мягкой сосудистой оболочки.

Между стенками сосудов и белым веществом головного мозга имеется периваскулярное пространство, которое заполнено ликвором и способствует регуляции оттока спинномозговой жидкости.

Вокруг кровеносных капилляров такого пространства нет.

Содержимое кровеносных капилляров отделено от ткани головного мозга гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ).

Функции ГЭБ:

• поддержание гомеостаза (постоянство внутренней среды) мозга
• очищение крови, которая поступает в головной мозг от микроорганизмов, вредных веществ

В состав ГЭБ входят:

• эндотелиальные клетки капилляров- осуществляют активный транспорт и обмен веществ
• перициты- отростчатые клетки соединительной ткани стенок капилляров, способны сокращаться и фагоцитировать
• астроциты- выстилают стенки мозговых капилляров со стороны мозговой ткани, тесно взаимодействуют с эндотелиальными клетками и между ними осуществляется постоянный обмен веществ

Теперь поговорим о нервах, которые отходят от головного мозга, всего их 12 пар, которые называют черепно-мозговыми нервами.

Спинной мозг представляет собой наиболее «древнюю» часть нервной системы.

 Спинной мозг расположен в позвоночном канале и защищен позвонками, тремя спинномозговыми оболочками, являющимися продолжением оболочек головного мозга:

• твёрдой мозговой оболочкой
• паутинной
• мягкой (сосудистой)

Внутри спинномозгового канала циркулирует спинномозговая жидкость.

По внешнему виду это тяж длиной 43-45 см и массой около 38 г.

На уровне большого затылочного отверстия спинной мозг переходит в головной мозг, а на уровне поясничных позвонков заканчивается пучком нервов, получившим название «конский хвост».

Спинной мозг делится на две симметричные половины, которые разделены двумя продольными бороздами (передней и задней).

В его центре проходит спинномозговой канал, в котором находится спинномозговая жидкость (ликвор).

Вокруг спинномозгового канала расположено серое вещество, образованное телами нейронов и дендритов.

Снаружи спинной мозг покрыт белым веществом, образованным отростками нейронов, покрытых миелиновыми оболочками.

Схема строения спинного мозга:

На поперечном срезе серое вещество напоминает контур бабочки с расправленными крыльями, эти «крылья» называют передними и задними рогами спинного мозга.

В задних рогах спинного мозга расположены тела вставочных нейронов.

В передних рогах- тела двигательных нейронов (мотонейроны).

От каждого сегмента позвонка (31 сегмент: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, 1 копчиковый) спинного мозга отходят передние и задние корешки - спинномозговые нервы, которые по бокам сегментов сливаются и образуют 31 пару спинномозговых смешанных нервов.

Так выглядит поперечный срез спинного мозга под микроскопом:

Функции спинного мозга:

Рефлекторная функция - за счет двигательных центров спинного мозга и под контролем головного мозга осуществляется:

• координация простых безусловных рефлексов (коленного рефлекса, отдергивание руки от горячего предмета и т. п.)
• координация мышц сгибателей разгибателей, сохранение мышечного тонуса, постоянства позы тела и его частей
• координация некоторых вегетативных рефлексов (сосудодвигательных, пищевых, дыхательных, половых, дефекации, мочеиспускания)

Проводниковая функция:

• осуществляет связь между спинным и головным мозгом за счет восходящих и нисходящих путей белого вещества
• по восходящим путям возбуждение от мышц и внутренних органов передается в головной мозг, по нисходящим (двигательным)- от головного мозга к органам

Великий российский ученый и естествоиспытатель Иван Михайлович Сеченов (1829- 1905) сделал вывод, что деятельность нервной системы носит рефлекторный характер.

Рефлекс- это ответная реакция организма на раздражение (внешнее или внутреннее), происходящая при участии ЦНС.

Выделяют условные и безусловные рефлексы.

Безусловные рефлексы:

• врожденные (передаются по наследству)
• сохраняются всю жизнь
• одинаковые у всех организмов одного вида
• способствуют приспособлению к постоянным условиям
• рефлекторная дуга проходит через спинной мозг или ствол головного мозга

Например, при слишком ярком свете мы закрываем глаза; при попадании сока лимона на язык происходит выделение слюны; мы отдергиваем руку от горячего предмета. Также к рефлексам относят чихание, кашель, сосательный рефлекс у новорожденного, испуг при сильном неожиданном звуке, выделение адреналина при стрессе.

Центры рефлексов могут быть как в головном, так и в спинном мозге.

К рефлексам, центры которых находятся в головном мозге относят: сосательный рефлекс, зрачковый, дыхательный.

К рефлексам, центры которых находятся в спинном мозге: ахиллов рефлекс, подошвенный рефлекс, мочевыделительный.

У животных таким безусловным рефлексом является таксис  -врожденный механизм пространственной ориентации двигательной активности в направлении благоприятных, жизненно необходимых условий среды (положительный таксис) или в направлении от неблагоприятных (опасных) для жизни условий (отрицательный таксис).

Условные рефлексы:

• возникают при индивидуальном развитии и накоплении новых навыков
• могут изменяться или исчезать в течение жизни
• у каждого организма свои собственные, индивидуальные
• приспосабливают организм к изменяющимся условиям
• временная связь образуется в коре больших полушарий

Например, выделение слюны при виде лимона; реакция младенца на бутылочку с молоком; реакция человека на свое имя; если вы долго вставали в одно и тоже время по звонку будильника, то спустя какое-то время сможете вставать в это же время и без будильника.

Путь, по которому нервный импульс идет от чувствительного рецептора к исполнительному органу, называется рефлекторной дугой. Она может быть простой и состоит из двух нейронов, чувствительного и двигательного, но чаще она бывает сложной и состоит из пяти отделов:

• рецепторов, воспринимающих раздражение и отвечающих на него возбуждением, расположенных в коже, во всех внутренних органах, в органах чувств
• чувствительного нейрона, передающего возбуждение к центру; тела чувствительных нейронов находятся за пределами центральной нервной системы, в нервных узлах, вдоль спинного мозга и возле головного мозга
• центральной нервной системы (спинной, головной мозг) с одним или несколькими вставочными нейронами
• двигательного нейрона, несущего возбуждение от центральной нервной системы к рабочему органу
• эффектора - исполнительного органа, который осуществляет эффект, реакцию в ответ на раздражение рецептора; это могут быть мышцы, сокращающиеся при поступлении к ним возбуждения из центра, клетки железы, которые выделяют сок под влиянием нервного возбуждения, или другие органы

Схематично рефлекторную дугу можно представить так:

Ученым Олдсу Джеймсу и Питеру Милнеру в 1954 году удалось открыть центр удовольствия в гипоталамусе.

Они проводили опыты на крысах, которым вживляли электроды в ядра гипоталамуса и давали возможность самостоятельно стимулировать эти ядра, нажимая специальный рычажок, замыкающий ток в электродах.

Стимуляция некоторых ядер гипоталамуса приводила к негативной реакции.

При самостимуляции других ядер животные нажимали на педаль часами, не обращая внимания на пищу, воду, и если опыт не прекращали, то животное доводило себя до полного истощения.

Позже на обезьянах провели подобные опыты и результаты оказались такими же.

Электростимуляцию производили также у некоторых больных людей во время операции на головном мозге. При стимуляции аналогичных отделов гипоталамуса появлялось чувство радости, удовлетворения и не чувствовалась боль при воздействиях на мозговую ткань. Это свойство позволяет проводить некоторые операции без общего наркоза.

Раздражение передних отделов гипоталамуса может вызывать у животных ярость, страх и защитную реакцию.

Раздражение заднего гипоталамуса вызывало активную агрессию, расширение зрачков, повышение кровяного давления, сокращение желчного, мочевого пузырей.