Нервная система

Нервная система регулирует работу органов, обеспечивает согласование их деятельности, связь организма с внешней средой и сознательную деятельность человека.

Нервная система анатомически делится на центральную (ЦНС) и периферическую. ЦНС представлена спинным и головным мозгом. К периферической нервной системе относятся спинномозговые корешки, периферические нервы и сплетения, нервные узлы. С физиологической точки зрения нервную систему подразделяют на соматическую и вегетативную. Соматическая регулирует работу скелетных мышц, а вегетативная – мышц внутренних органов, сосудов, желез.

Серое вещество в ЦНС образует два типа структур - кору и ядра. Кора представляет собой упорядоченные слои тел нейронов, она покрывает большие полушария и полушария мозжечка. Ядра являются компактными скоплениями тел нейронов, они лежат в глубине головного и спинного мозга. Узел (ганглий) - это скопление тел нейронов, то есть участок серого вещества в периферической нервной системе.

Как головной, так и спинной мозг покрыты соединительнотканными мозговыми оболочками. Твердая мозговая оболочка сращена с надкостницей черепа и позвоночника. К ткани мозга непосредственно прилежит мягкая мозговая оболочка, содержащая большое количество кровеносных сосудов, питающих мозг и всасывающих спинномозговую жидкость (ликвор). Между твердой и мягкой мозговыми оболочками находится паутинная оболочка. Между паутинной и мягкой оболочками находится пространство, заполненное спинномозговой жидкостью. Ликвор препятствует физическим сотрясениям мозга. На уровне 2 поясничного позвонка, где заканчивается спинной мозг, подпаутинное пространство образует расширение - конечную цистерну, через которую взаимосвязаны подпаутинное пространство и спинномозговой канал, проходящий в центре спинного мозга и сообщающийся с желудочками головного мозга. Ликвор в основном находится в желудочках головного мозга и спинномозговом канале. Его общее количество составляет примерно 120-150 мл. Помимо функции амортизации, цереброспинальная жидкость способствует обмену между кровью и мозговой тканью, препятствует попаданию в мозг вредных веществ (гематоэнцефалический барьер).

Рефлекторный принцип деятельности нервной системы

Рефлекс - это ответная реакция организма на раздражения, осуществляемая и контролируемая нервной системой. Рефлексы встречаются у животных, обладающих нервной системой. У человека подавляющее большинство рефлексов контролируется ЦНС, причем в течение развития доминирующим становится контроль больших полушарий головного мозга. Рефлексы бывают безусловными (врожденными) и условными (приобретенными). Рефлексы, управляющие поперечнополосатой скелетной мускулатурой, называют соматическими, а управляющие мускулатурой внутренних органов – вегетативными. По количеству нейронов различают двухнейронные (моносинаптические) и многонейронные (полисинаптические) рефлексы.

Рефлекторная дуга представляет собой упорядоченную последовательность структур, по которым передается нервное возбуждение в ходе рефлекторной реакции. В классической рефлекторной дуге выделяют пять звеньев:

1) рецептор - структура, воспринимающая раздражение и преобразующая энергию раздражителя в энергию нервного импульса;

2) афферентный (центростремительный) путь - чувствительный путь, по которому идет нервный импульс от рецептора в ЦНС, представлен чувствительным нейроном, тело которого лежит в чувствительном узле;

3) участок ЦНС, обеспечивающий рефлекс, представлен вставочным (ассоциативным) нейроном, лежащим в ЦНС, или несколькими такими нейронами;

4) эфферентный (центробежный) путь - эффекторный путь, по которому идет импульс из ЦНС к рабочему органу, представлен двигательным или секреторным нейроном, тело которого лежит в ядре, а аксон идет по нерву на периферию;

5) рабочий орган - орган, осуществляющий рефлекторную реакцию, мышца или железа, которым аксон двигательного нейрона передает возбуждение.

С п и н н о й м о з г

Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции. Он представляет собой тяж, расположенный в спинномозговом канале позвоночника от большого затылочного отверстия затылочной кости черепа до 2-го поясничного позвонка. Снаружи он одет мозговыми оболочками. Спинной мозг состоит из 31 сегмента - 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчикового. Внутри он полый, вдоль него проходит спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью (ликвором). С брюшной стороны вдоль идет глубокая вырезка, а со спинной - борозда, которые делят спинной мозг на симметричные правую и левую части. По периферии расположено белое вещество, которое с каждой стороны состоит из трех канатиков - заднего, бокового и переднего. Внутри спинного мозга, вокруг канала, расположено серое вещество, состоящее из ядер и имеющее форму бабочки. Белое вещество осуществляет проводниковую функцию; по нему передаются импульсы из спинного мозга в головной, из головного в спинной, а также между сегментами самого спинного мозга. По заднему канатику идут восходящие пути, по переднему - нисходящие, по боковому - оба типа путей. В сером веществе различаются задние и передние рога, а на уровне грудных и верхних поясничных сегментов имеются и боковые рога.

От каждого сегмента слева и справа отходят два корешка - брюшной и спинной, в составе которых идут нервные волокна. Брюшной и спинной корешки каждого сегмента сливаются и образуют 31 пару спинномозговых нервов, выходящих через межпозвоночные отверстия. На спинном корешке около места слияния имеется спинномозговой (спинальный) узел. В спинных корешках проходят чувствительные волокна, а в брюшных – двигательные. Спинномозговые нервы, образующиеся их слиянием, являются смешанными.

Рефлекторная функция спинного мозга осуществляется благодаря замыканию на уровне его сегментов рефлекторных дуг многих рефлексов. Простейший спинальный рефлекс имеет следующие звенья. В спинномозговом узле лежит тело чувствительного биполярного нейрона. Его дендрит связан с рецептором по спинномозговому нерву, а аксон идет по спинному корешку в спинной мозг, где образует синапс на вставочном нейроне, тело которого лежит в задних рогах серого вещества. Аксон вставочного нейрона идет в передние рога, где образует синапс на двигательном нейроне. Аксон двигательного или мотонейрона идет по брюшным корешкам, а затем по спинномозговому нерву к мышце, осуществляющей рефлекторный ответ. Таким образом, описанная выше дуга относится к трехнейронным. Однако выделяют и двухнейронные дуги, в которых волокно чувствительного нейрона непосредственно переключается на двигательный нейрон. Считают, что к таким рефлексам относятся коленный и ахиллов. Но в большинстве случаев рефлекторная дуга обязательно включает вставочный нейрон, причем их может быть много, что обусловливает сложность рефлекторной реакции и распространение возбуждения по ЦНС.

Рис. 10. Двухнейронная рефлекторная дуга.

1 – рецептор; 2 – дендрит чувствительного нейрона;

3- тело чувствительного нейрона;

4 – аксон чувствительного нейрона;

5 – синапс между чувствительным и двигательным нейронами; 6 – задние рога спинного мозга;

7 – боковые рога; 8 – передние рога;

9 – тело двигательного нейрона; 10 – передние корешки спинного мозга; 11 – аксон двигательного нейрона; 12 – мышца (эффектор).

Рефлекторная функция спинного мозга не исчерпывается рефлексами, вызывающими сокращение скелетной мускулатуры. В боковых рогах спинного мозга лежат тела первых эфферентных нейронов симпатической нервной системы, а в крестцовом отделе – первые нейроны парасимпатической нервной системы (см. Вегетативная нервная система).

Г о л о в н о й м о з г

Головной мозг находится в черепной коробке и переходит в спинной на уровне большого затылочного отверстия. Его объем у человека составляет примерно 1500 куб.см. Большой объем головного мозга и резкое его преобладание над спинным выделяют человека из всего животного мира. У взрослого человека существуют пять отделов головного мозга в следующем порядке, начиная от соединения со спинным: продолговатый, задний, средний, промежуточный и конечный мозг. Продолговатый, задний и средний мозг объединяют в ствол мозга.

От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов (ЧМН): обонятельные, зрительные, глазодвигательные, блоковые, тройничные, отводящие, лицевые, слуховые, языкоглоточные, блуждающие, добавочные, подъязычные. В отличие от спинномозговых, ЧМН не имеют четкого сегментарного расположения, у них не выделяются спинной и брюшной корешки. Среди них имеются чувствительные, двигательные и смешанные.

Мозговые оболочки спинного мозга переходят в соответствующие оболочки головного. Канал, заполненный ликвором, переходит в полости головного мозга, называемые желудочками. На уровне продолговатого и заднего мозга расположен 4-ый желудочек, имеющий форму ромбовидной ямки. Он переходит в сильвиев водопровод - канал, пронизывающий средний мозг. Водопровод мозга открывается в 3-ий желудочек, лежащий в промежуточном мозге между таламусами, а он, в свою очередь, справа и слева соединяется отверстиями с 1-ым и 2-ым желудочками, лежащими в больших полушариях конечного мозга и имеющих сложную конфигурацию.

П р о д о л г о в а т ы й м о з г. Является непосредственным продолжением спинного мозга и выполняет рефлекторную и проводниковую функции. Продолговатый мозг связан с вышележащим варолиевым мостом, входящим в состав заднего мозга. В продолговатом мозге и варолиевом мосту расположены ядра восьми последних ЧМН. Двигательные нейроны тройничного нерва иннервируют жевательные мышцы лица, а чувствительные нейроны проводят импульсы от кожи лица и слизистой оболочки носа, рта и век. Отводящий нерв иннервирует наружную мышцу глаза. Лицевой нерв иннервирует мимические мышцы лица, органы вкуса передней части языка, слезные и слюнные железы. Слуховой нерв состоит из слуховой и вестибулярной частей, проводя импульсы от внутреннего уха и полукружных каналов. Языкоглоточный нерв иннервирует мышцы глотки, зев, околоушную слюнную железу, органы вкуса задней трети языка. Двигательные нейроны блуждающего нерва иннервируют мягкое небо, глотку, гортань, гладкие мышцы пищеварительного канала, трахеи и бронхов, сердце, секреторные нейроны иннервируют железы желудка, а чувствительные волокна идут от мягкого неба, глотки, пищеварительного канала, гортани, легких, дыхательных путей, мышцы сердца. Добавочный нерв иннервирует мышцы шеи. Подъязычный нерв иннервирует мышцы языка.

Между ядрами ЧМН в стволе головного мозга расположена ретикулярная формация. Это сетчатое вещество, состоящее из большого количества сильно ветвящихся нейронов. Имеет связи с корой головного мозга, мозжечком и спинным мозгом и влияет на активность (повышает или понижает) различных отделов ЦНС.

Продолговатый мозг участвует в рефлекторной регуляции жизненно важных функций. Здесь расположены нервные центры, регулирующие жизненно важные функции организма. Дыхательный центр расположен в ретикулярной формации ствола головного мозга; при его повреждении дыхательные движения прекращаются. Сосудодвигательный центр поддерживает тонус кровеносных сосудов, при его повреждении кровяное давление резко падает. Ядро блуждающего нерва вызывает торможение сердца, при повреждении исчезает регуляция работы сердца. Пищевой центр включает ядра ЧМН, вызывающие отделение слюны и желудочного сока, сосание, жевание и глотание. Центр рвоты возбуждается чувствительными волокнами языкоглоточного, блуждающего и вестибулярного нервов, а также химическими веществами через кровь. Двигательные импульсы проводятся по блуждающему и спинномозговым нервам и вызывают сокращение мышц живота. Центры слезоотделения, мигания, чихания и кашля находятся в ядрах определенных ЧМН.

З а д н и й м о з г. Помимо упомянутого выше варолиевого моста, в состав заднего мозга входит мозжечок. Он состоит из двух полушарий, в середине которых расположен червь мозжечка. Полушария покрыты корой, а внутри расположены ядра. Верхние, средние и нижние ножки мозжечка соединяют его соответственно со средним мозгом, варолиевым мостом и продолговатым мозгом. Мозжечок имеет сложные связи со средним, продолговатым и спинным мозгом, с большими полушариями. Его функции заключаются в поддержании положения тела (равновесие), регуляции тонуса мышц, регуляции координации движений.

С р е д н и й м о з г. В состав среднего мозга входит четверохолмие и ножки мозга. Верхние доли четверохолмия у человека являются подкорковыми зрительными центрами, а нижние - слуховыми. Они обеспечивают бессознательные ориентировочные зрительные и слуховые рефлексы. В ножках мозга проходят волокна, связывающие большие полушария с нижележащими отделами. В среднем мозге расположены ядра глазодвигательного и блокового нервов, иннервирующих глазодвигательные мышцы. Средний мозг участвует в регуляции тонуса мускулатуры.

П р о м е ж у т о ч н ы й м о з г. Состоит из двух зрительных бугров (таламус), надбугровой области (эпиталамус) и подбугровой области (гипоталамус). Зрительные бугры содержат большое количество ядер, в которые поступает чувствительная информация от всех органов чувств и рецепторов (за исключением обоняния). Здесь эта информация как бы сортируется, и нервные импульсы посылаются в различные отделы коры больших полушарий, где анализируются. Таламус связан и с другими отделами головного мозга, в том числе с гипоталамусом.

Эпиталамус включает шишковидную железу (эпифиз). Эпифиз связан с сетчаткой глаза. Он обеспечивает синхронизацию биологических ритмов организма со свето-темновым периодизмом во внешней среде.

Гипоталамус расположен с нижней стороны таламуса. Внизу он переходит в воронку, с которой связана эндокринная железа гипофиз. Гипоталамус связан нервными волокнами с таламусом и ретикулярной формацией ствола головного мозга. Гипоталамус образован как обычными нейронами, так и нейросекреторными клетками, которые вырабатывают нейрогормоны – вазопрессин, окситоцин, рилизинг-факторы. Рилизинг-факторы регулируют работу гипофиза, а гормоны гипофиза, в свою очередь,- деятельность других желез внутренней секреции. Таким образом, на уровне промежуточного мозга осуществляется взаимосвязь нервной и гормональной регуляции функций организма. Гипоталамус регулирует обмен веществ и водно-солевой баланс. Здесь находятся центры жажды, голода и насыщения. Он принимает участие в терморегуляции. Гипоталамус является высшим центром регуляции вегетативных функций.

К о н е ч н ы й м о з г. Его составляют большие полушария, соединенные комиссурой (спайкой)- мозолистым телом. Поверхность полушарий покрыта корой, а внутри находится белое вещество, состоящее из пучков волокон. Волокна идут от участков коры вниз, связывают различные участки коры одного полушария и связывают разные полушария, проходя в мозолистом теле. В глубине полушарий расположены подкорковые ядра, образующие полосатые тела, отвечающие за качество движений и принимающие участие в формировании сложных поведенческих актов. Кора состоит из шести слоев нейронов и имеет большую площадь поверхности за счет проходящих в ней борозд, между которыми образуются извилины. Выделяют доли коры больших полушарий - лобную, теменную, височную и затылочную. Имеются две наиболее выраженные борозды. Центральная (роландова) борозда отделяет лобную долю от теменной, а боковая (сильвиева) борозда отделяет височную долю. Большие полушария осуществляют высший анализ чувствительной информации: здесь находятся корковые центры всех анализаторов. Корковые центры зрительного анализатора находятся в затылочных долях, слухового – на наружной поверхности височных долей, вкусового и обонятельного – на внутренней поверхности височных долей. Корковые центры кожно-мышечной чувствительности (двигательного анализатора) находятся по обе стороны от центральной борозды. Кора больших полушарий играет ключевую роль в высшей нервной деятельности, обеспечивают процессы речи, мышления и памяти, регулируют эмоции.