Нервная система человека: классификация, органы и функции

Автор Зыбина А.М.

Нервная система осуществляет интеграцию всего организма в единый оркестр, осуществляет его взаимодействие с окружающей средой, произвольные движения (вместе с мышечной системой), и все проявления умственной деятельности. Все функции нервной системы осуществляет сеть нейронов, связанных друг с другом посредством синапсов. Их жизнеспособность поддерживают глиальные клетки.

Нервная система по анатомическому расположению подразделяется на центральную (ЦНС) и периферическую (ПНС). ЦНС состоит из головного и спинного мозга. ПНС – из нервов (пучок отростков нервных клеток) и нервных узлов, или ганглиев (скопление тел нейронов), расположенных вне нервной системы.

По функциям в нервной системе выделяют соматический (анимальный, СомНС) и вегетативный (автономный, ВНС) отделы. СомНС управляет произвольными сокращениями скелетных мышц. ВНС управляет деятельностью внутренних органов. Ее подразделяют на два отдела: симпатический (СНС) и парасимпатический (ПНС). И СомНС, и ВНС имеют как центральный, так и периферический отделы.

Этапы развития нервной системы

В эволюции нервная система претерпела несколько этапов развития, которые стали поворотными пунктами в качественной организации её деятельности. Эти этапы отличаются по количеству и видам нейрональных образований, синапсов, признакам их функциональной специализации, по образованию группировок нейронов, связанных между собой общностью функций. Выделяют три основных этапа структурной организации нервной системы: диффузный, узловой, трубчатый.
Диффузная нервная система наиболее древняя, имеется у кишечнополостных (гидра) животных. Такая нервная система характеризуется множественностью связей соседних элементов, что позволяет возбуждению свободно распространяться по нервной сети во все стороны.

Этот тип нервной системы обеспечивает широкую взаимозаменяемость и тем самым большую надёжность функционирования, однако эти реакции имеют неточный, расплывчатый характер.

Узловой тип нервной системы типичен для червей, моллюсков, ракообразных.

Он характерен тем, что связи нервных клеток организованы определённым образом, возбуждение проходит по жёстко определённым путям. Такая организация нервной системы оказывается более ранимой. Повреждение одного узла вызывает нарушение функций всего организма в целом, но она по своим качествам быстрее и точнее.

Трубчатая нервная система характерна для хордовых, она включает в себя черты диффузного и узлового типов. Нервная система высших животных взяла всё лучшее: высокую надёжность диффузного типа, точность, локальность быстроту организации реакций узлового типа.

Ведущая роль нервной системы

На первом этапе развития мира живых существ взаимодействие между простейшими организмами осуществлялось через водную среду первобытного океана, в которую поступали химические вещества, выделяемые ими. Первой древнейшей формой взаимодействия между клетками многоклеточных организм является химическое взаимодействие посредством продуктов обмена веществ, поступающих в жидкости организма. Такими продуктами обмена веществ, или метаболитами, являются продукты распада белков, углекислота и др. это — гуморальная передача влияний, гуморальный механизм корреляции, или связи между органами.

Гуморальная связь характеризуется следующими особенностями:

• отсутствием точного адреса, по которому направляется химическое вещество, поступающее в кровь или другие жидкости тела;
• химическое вещество распространяется медленно;
• химическое вещество действует в ничтожных количествах и обычно быстро разрушается или выводится из организма.

Гуморальные связи являются общими и для мира животных, и для мира растений. На определённой ступени развития мира животных в связи с появлением нервной системы образуется новая, нервная форма связей и регуляций, которая качественно отличает мир животных от мира растений. Чем выше по своему развитию организм животного, тем большую роль играет взаимодействие органов через нервную систему, которое обозначается как рефлекторное. У высших живых организмов нервная система регулирует гуморальные связи. В отличие от гуморальной связи нервная связь имеет точную направленность к определённому органу и даже группе клеток; связь осуществляется в сотни раз с большей скоростью, чем скорость распространения химических веществ. Переход от гуморальной связи к нервной сопровождался не уничтожением гуморальной связи между клетками тела, а подчинением нервным связям и возникновению нервно-гуморальным связям.

На следующем этапе развития живых существ появляются специальные органы — железы, в которых вырабатываются гормоны, образующиеся из поступающих в организм пищевых веществ. Основная функция нервной системы заключается как в регуляции деятельности отдельных органов между собой, так и во взаимодействии организма как единого целого с окружающей его внешней средой. Любое воздействие внешней среды на организм оказывается, прежде всего, на рецепторы (органы чувств) и осуществляется через посредство изменений, вызываемых внешней средой и нервной системой. По мере развития нервной системы высший её отдел — большие полушария головного мозга — становится «распорядителем и распределителем всей деятельности организма».

Лечение

Нервные окончания человека, схема восстановления которых соответствует лечению воспалительных процессов, отвечают на все виды терапии: лекарственная, физиотерапевтические процедуры, оперативное вмешательство и некоторые народные средства:

• Медикаментозное – в первую очередь, для снятия болевых симптомов назначают средства анальгезирующего действия. При невритах инфекционного генеза назначаются антибиотики и противовирусные препараты местного применения. Частый эффект оказывает глюкокортикоидный препарат, который способен повсеместно снимать ферментацию в области воспаления. Резкий приступ радикулита временно снимают средства на основе диклофенака. Применяют сосудорасширяющие и противоотечные лекарственные группы. В курс лечения нередко добавляются комплексы витаминов В и С, никотиновая кислота. Для улучшения нервно-мышечной проводимости применяется соответствующая фармакологическая группа: для усиления сократительной функции – холиномиметические препараты, для расслабления мускулатуры – миорелаксанты. Последние дают положительный эффект в борьбе с межреберной невралгией. Для лечения диабетической полиневропатии рассчитывается правильная система дозирования внешнего инсулина. В восстановлении нервов конечностей используются противосудорожные препараты.

  

• Физиотерапевтическое – для лечения невралгий подходит весь процедурный ряд физиотерапевтического лечения. При восстановлении нервных волокон лица и головы используется ультравысокочастотная терапия, которая оказывает противовоспалительное действие на пораженный участок нерва. Попутно усиливает кровообращение и лимфоток, что постепенно восстанавливает проводимость нерва. Для снятия острых воспалений применяется ультрафиолетовое облучение. Диадинамические токи, по-другому «токи Бернара», назначаются в качестве импульсной терапии невралгий разной локализации. Положительное действие в лечении нервных нарушений имеет лазеротерапия, которая действует на глубине до 3 см от кожного покрова. Это позволяет воздействовать близко расположенные к поверхности тела нервные сплетения. Лазерное физиолечение активно применяется в восстановлении тройничного и лицевого нервов, пояснично-крестцового сплетения, шейных и плечевых нервных ветвях.
• ЛФК и массаж. Лечебная физкультура и массаж оказывают как терапевтический, так профилактический эффект при возникновении невритов. Основной задачей является укрепление спинномозговых нервных ветвей посредством нагрузки на позвоночник.

Нервные окончания человека, (схема ПНС позволяет воздействовать на нервные окончания через мышечный тонус) хорошо отзываются на массаж. При лечении невралгий лица и головы используются специальные схемы массажа с точечными и вибрационными приемами.

При массировании затылочной области исключают резкие рубленые движения и поколачивания. Назначается курс мимической гимнастики. Методики ЛФК и массажа наиболее безопасны для человека из-за естественного подхода к оздоровлению в отличие от медикаментозного способа.

• Оперативное лечение – к операциям на нервных волокнах и узлах приходят в двух случаях: отсутствие результата в других методах лечения и травматические последствия. Последние преобладают в неврологической хирургии и состоят из сложных многоэтапных операций. Используются микрохирургические техники с применением высокоточной оптики, специальных инструментов и сверхтонкого шовного материала. В случае не травматического развития неврита тройничного нерва применяется нейрохирургическая операция – микроваскулярная декомпрессия. Эффект достигается путем установки тефлонового протектора между поврежденным нервом и сосудом, тем самым восстанавливается связь периферии с ЦНС. В избавлении больного от воспаления седалищного нерва прибегают к удалению провоцирующего фактора – межпозвоночной грыжи или части пораженного позвонка.

  

  Читайте также:  Что такое глубокий прикус и как его исправить: исправление проблемы у взрослых и детей - фото
• Народные средства – основной целью народной медицины выступает обезболивание и расслабление нервного окончания. В местном применении участвуют свежие листья герани, алоэ, хрена. На больное место прикладываются листья и оборачиваются несколькими слоями теплой ткани. Для внутреннего приема используют отвары ромашки, перечной мяты, шалфея и коры ивы. Высушенные и измельченные части растений заливают кипятком и настаивают под крышкой. Они снимают болевой синдром, а также обладают общим успокаивающим и противосудорожным действием. Для лечения нарушений лицевого и тройничного нервов помогает сваренное вкрутую яйцо – его до остывания очищают и разрезают пополам, далее прикладывают к больному участку.

Организм человека снабжен густой системой нервных окончаний, которые отвечают за полную функциональность тела.

Если кровеносная система выполняет транспортную роль, то периферическая нервная система, схематически повторяющая ее, отвечает за двигательные и чувствительные задачи. Нарушения в нервах, независимо от их локализации и масштаба, приводят к разного рода последствиям – от легкого неудобства до парализующих и болезненных проявлений.

Строение нервной системы

Нервная система образована нервной тканью, которая состоит из огромного количества нейронов — нервная клетка с отростками.

Нервная система условно подразделяется на центральную и периферическую.

Центральная нервная система включает головной и спинной мозг, а периферическая нервная система — нервы, отходящие от них.

Головной и спинной мозг представляют собой совокупность нейронов. На поперечном разрезе мозга различают белое и серое вещество. Серое вещество состоит из нервных клеток, а белое — из нервных волокон, являющихся отростками нервных клеток. В различных отделах центральной нервной системы расположение белого и серого вещества неодинаково. В спинном мозге серое вещество находится внутри, а белое — снаружи, в головном же (большие полушария, мозжечок), наоборот — серое вещество — снаружи, белое — внутри. В различных отделах головного мозга имеются отдельные скопления нервных клеток (серого вещества), расположенные внутри белого вещества, — ядра. Скопления нервных клеток находятся и за пределами центральной нервной системы. Они называются узлами и относятся к периферической нервной системе.

Симптомы воспаления нервных окончаний

В неврологической клинике половина заболеваний приходится на патологии периферической нервной системы. Причем они в большинстве случаев не угрожают жизни человека, но становятся основными предпосылками к потере трудоспособности.

Это связано со структурными изменениями нервного волокна, которые нарушают не только двигательные и вегетативные функции, но и влияют на чувствительную проводимость. Основным симптомом таких проявлений является сильный болевой синдром и носит общее название – неврит, или невропатия.

Нервные окончания схематически подобны разветвлениям кровеносной системы, поэтому локализация их патологических изменений возникает в любом сегменте человеческого тела. Однако симптоматика характерна конкретному месту поражения нервов.

Нарушения спинномозговых нервов

Наиболее распространенными (особенно в пожилом возрасте) являются заболевания неврологического профиля в области спины:

Межреберная невралгия

Сопровождается опоясывающими болями от спины до грудной клетки. При движении ощущаются стреляющие спазмы как протяжные, так и точечные. При дыхании и кашле отмечается скованность и колющие боли. Невралгия межреберных нервов нередко сопровождается непроизвольным сокращением мышц, потоотделением и онемением кожных покровов вокруг грудной клетки.

Поражения нервов ног

Серьезные последствия приносят нарушения нервной деятельности в нижних конечностях:

Поражения нервов рук

Не менее серьезные неприятности доставляют патологии в нервной деятельности верхних конечностей:

• Неврит срединного нерва. Поражение приводит к невозможности сгибания кисти руки и дисфункции межфаланговых суставов 1-4 пальцев. Снижается чувствительность ладони с постепенным ее уплощением. Атрофируются мышцы предплечья, а также кожные покровы нижней части руки. Сопровождается вегетососудистыми расстройствами в виде потливости ладони, синюшной кожи и разрушением ногтевых пластин.

  

• Невропатия лучевого нерва. Характеризуется деформацией кисти вследствие истощения мелкой мускулатуры. Возникают ноющие боли со снижением чувствительности в 4 и 5 пальцах руки. У больного отсутствует возможность отогнуть большой палец и опереться на него всей ладонью. Отмечается функциональное расстройство локтевого и лучезапястного суставов. Неврит лучевого нерва по-другому называют синдромом «свисающей кисти».

Нарушения в нервах головы и лица

Достаточно многочисленны и поражения нервов головы:

• Невралгия тройничного нерва. Распространяется по всей области головы и лица. Сопровождается жгучей резкой болью с приступами от нескольких секунд до пары минут. При чем характерно удаление болевого сигнала от места поражения нерва. При наступлении симптома возникает психологическая скованность, страх к совершению любого движения, вероятна задержка дыхания до расслабления нерва. Внешне выражается в обильном слезотечении и выделениях слизистого секрета из носа. Нередко наблюдаются судорожные сокращения мимических мышц лица.

  

• Неврит лицевого нерва.Наиболее выраженный симптом – асимметрия лица, причем, искривление происходит в здоровую сторону. Характерный периферический паралич сопровождается изменениями кожных складок, невозможностью закрыть глаз – глазное яблоко закатывается наверх. При жевании пища остается за щекой, ослаблены двигательные функции языка. Сопутствуют нарушения вкуса и слуха, усиливаются или ослабевают слезотечение и слюноотделение, нередко возникает сухость во рту.
• Невралгия затылочного нерва. Болевой синдром затрагивает одну половину затылка в соответствии с пораженной ветвью нерва. Отстрелы локализуются в ухе, шее, лопатке. Усиливаются при движениях любой динамики, кашле и чихании. Больной вынужден фиксировать положение головы и не допускать резких поворотов. Возможно чувство онемения затылочной области. Постепенно развивается хроника головных болей дергающего характера.
• Синдром Сладера. Неврит крылонебного нервного узла вызывает резкий спазм в области глаза, челюсти, носовой перегородки. Основным отличающимся симптомом является давящая боль в небе и языке с обильным слюноотделением. Распространяется на ухо, шею и половину головы. Характерно развитие головокружения с ощущениями шума и звона в ушах. Высока вероятность покраснения соответствующей стороны лица с увеличением объема слезотечения. До начала расслабления нерва проходит не менее часа.

Такова самая распространенная часть неврологических нарушений периферической системы. Причинами возникновения могут быть травмы, инфекции, интоксикации, компрессии и многие другие расстройства. Все предпосылки могут носить острый или хронический характер, а болевая чувствительность зависеть от времени течения заболевания.

Рефлекторная деятельность нервной системы

Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс. Рефлекс — реакция организма на изменение внутренней или внешней среды, осуществляемая при участии центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов.

При всяком раздражении возбуждение с рецепторов передаётся по центростремительным нервным волокнам в центральную нервную систему, откуда через вставочный нейрон по центробежным волокнам оно идёт на периферию к тому или иному органу, деятельность которого изменяется. Весь этот путь через центральную нервную систему к рабочему органу, называется рефлекторной дугой образован обычно тремя нейронами: чувствительным, вставочным и двигательным. Рефлекс — сложный акт, в осуществлении которого принимает участие значительно большее количество нейронов. Возбуждение, попадая в центральную нервную систему, распространяется на многие отделы спинного мозга и доходит до головного. В результате взаимодействия многих нейронов осуществляется ответная реакция организма на раздражение.

Спинной мозг

Спинной мозг — тяж длиной около 45 см, диаметром 1 см, находится в канале позвоночника, покрыт тремя мозговыми оболочками: твёрдой, паутинной и мягкой (сосудистой).

Спинной мозг находится в позвоночном канале и представляет собой тяж, который вверху переходит в продолговатый мозг, а внизу заканчивается на уровне второго поясничного позвонка. Спинной мозг состоит из серого вещества, содержащего нервные клетки, и белого, состоящего из нервных волокон. Серое вещество расположено внутри спинного мозга и окружено со всех сторон белым веществом.

На поперечном разрезе серое вещество напоминает букву Н. В нём различают передние и задние рога, а также соединяющую перекладину, в центре которой находится узкий канал спинного мозга, содержащий спинномозговую жидкость. В грудном отделе выделяют боковые рога. В них заложены тела нейронов, иннервирующих внутренние органы. Белое вещество спинного мозга образовано нервными отростками. Короткие отростки соединяют участки спинного мозга, а длинные составляют проводниковый аппарат двусторонних связей с головным мозгом.

Спинной мозг имеет два утолщения — шейное и поясничное, от которых отходят нервы к верхним и нижним конечностям. От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов. Каждый нерв начинается от спинного мозга двумя корешками — передним и задним. Задние корешки — чувствительные состоят из отростков центростремительных нейронов. Их тела расположены в спинномозговых узлах. Передние корешки — двигательные — являются отростками центробежных нейронов расположенных в сером веществе спинного мозга. В результате слияния переднего и заднего корешка образуется смешанный спинномозговой нерв. В спинном мозге сосредоточены центры, регулирующие наиболее простые рефлекторные акты. Основные функции спинного мозга — рефлекторная деятельность и проведение возбуждения.

В спинном мозге человека заложены рефлекторные центры мышц верхних и нижних конечностей, потоотделения и мочеиспускания. Функции проведения возбуждения заключается в том, что через спинной мозг проходят импульсы от головного мозга ко всем областям тела и обратно. По восходящим проводящим путям в головной мозг передаются центростемительные импульсы от органов (кожа, мышцы). По нисходящим путям центробежные импульсы передаются от головного мозга в спинной, затем на периферию, к органам. При повреждении проводящих путей наблюдается потеря чувствительности в различных участках тела, нарушение произвольных сокращений мышц и способности к движению.

Схема нервных окончаний на теле человека

Каждый крупный отдел человеческого тела имеет особую систему построения нервов.

Спина

Основоположную роль в формировании периферических нервов играет образование чувствительных корешков нервной трубки. При слиянии которых на 6-й неделе эмбрионального развития происходит становление спинномозговых нервов. Они представляют собой 31 пару иннервирующих образований, связывающих спинной мозг с определенными участки тела.

Из них шейные – 8 пар, грудные – 12 пар, поясничные и крестцовые по 5 пар и пара копчиковых. Размеры нервов зависят от метамерной области, за иннервацию которой отвечает конкретный блок спинномозговых нервов. Из-за высокой концентрации рецепторов и мышечных волокон в конечностях, они подключены к ПНС нижними шейными, поясничными и крестцовыми ветвями нервов.

При выходе из межпозвонкового отверстия каждый нерв спинного мозга делится на 4 разветвления: передняя, задняя, менингеальная и соединительная ветви. Последняя соединяет нервный отросток с симпатическим стволом.

Ребра

Каждую из 12 пар ребер человека окружают одноименные мышцы. Нервное снабжение продолжается от передней ветви спинномозговых нервов. Межреберные нервы пронизывают наружную и внутреннюю стороны мышечной ткани. При чем между ребрами проходит 11 пар нервов, последняя пара называется подреберной. Они занимают сопутствующее положение с артерией и веной.

Верхние 6 пар представляют кожную ветвь и заканчиваются в кожном слое грудной стенки. Их задача заключается в иннервации межреберных мышц, мышечных волокон грудины, живота, а также поясницы. Нижние 5 пар доходят до уровня косой и поперечной мышц живота и заканчиваются в передней стенке брюшины. Межреберные мышцы отвечают за нервную проводимость сегментов грудной области и живота.

Нога

Поясничное сплетение спинномозговых нервов переходит в основной нерв нижней конечности – бедренный нерв. Он иннервирует поясничную мускулатуру, а также мышцы бедра и суставную часть колена. Бедренный нерв длинной подкожной ветвью достигает стопы и заканчивается в коже большого пальца ноги.

По пути следования он разветвляется на переднюю кожную часть бедра, далее на обе поверхности голени. Попутно следует малоберцовый нерв разделяющийся на общую, глубокую и поверхностную ветви.

Задняя поверхность ноги снабжена продолжением крестцовых корешков – седалищным нервом, который является наиболее крупным нервным окончанием по площади разветвления. Он распространяется на всю ягодичную область, мышцы бедра и тазобедренный сустав.

Рука

Нервные окончания человека, схема которых согласно анатомическому атласу сосредоточена в кистях рук, берут начало в сложном плечевом сплетении. Нервные стволы отвечают за иннервацию плечевого пояса и свободной части верхних конечностей. Плечевой нерв продолжается вплоть до кожи каждого пальца руки, проходя в бороздах мышц и сухожилий.

Сопровождается ветвями лучевого нерва, который иннервирует трехглавую и локтевую мышцы. Нервным проводником сгибательной группы мышц является срединный нерв, отходящий от плечевого сплетения и спускающийся вдоль артерии, попутно огибая ее.

За координацию кисти и точную регуляцию импульсов при движении руки отвечает локтевой нерв. В чувствительной и двигательной функциях большого пальца задействованы сразу 3 нерва: лучевой, локтевой и срединный. Область в головном мозге, обрабатывающая работу большого пальца руки значительно обширнее, чем участки, регулирующие остальные пальцы.

Голова

Периферическую систему нервов головы представляет шейное нервное сплетение, которое разветвляется на 3 типа: мышечные, чувствительные и диафрагмальный нервы. Мышечная ветвь иннервирует мышцы шеи и головы.

Особое значение этой ветви заключается в сопровождении двигательной функции шейных мышц. Диафрагмальный нерв не поднимается к голове, а спускается к грудной клетке и участвует в нервной проводимости диафрагмы.

Кожа головы снабжена двумя чувствительными ветвями нервов. Первый – большой ушной – иннервирует ушную раковину, мочку уха и наружный слуховой проход. Второй – малый затылочный нерв – обеспечивает проводимость затылочной области и часть ушной раковины.

Лицо

Лицевая зона подключена к ПНС через тройничный нерв. Первая из трех его ветвей проводит импульсы в лобной зоне, верхнем веке глаза и слизистой оболочки носа. Второе сплетение работает в подглазничном участке лица и обеспечивает нервную регуляцию нижнего века глаза, пазух носа, верхнюю губу, слизистую ткань щек, а также десну верхних зубов и сами зубы.

Третья ветвь тройничного нерва представлена подбородочным нервом. Он обеспечивает иннервацию нижней части углов рта, нижние зубы и десну, жевательные мышцы, слюнные железы и переднюю часть языка.

Мимические функции лицевых мышечных тканей снабжает нервными окончаниями лицевой нерв. Он делится на 5 основных групп нервов: височная, верхнечелюстная, щечная, нижнечелюстная и шейная. Двигательную иннервацию нижней губы регулирует нижнечелюстная ветвь.

Мышцы, поднимающие края носовых пазух и верхнюю губу, иннервирует скуловая ветвь лицевого нерва. За нервную проводимость слезной железы и вкусовых участков языка, отвечает промежуточный нерв, который добавляет к двигательному лицевому нерву чувствительный характер.

Эволюция головного мозга позвоночных

Образование центральной нервной системы в виде нервной трубки впервые появляется у хордовых. У низших хордовых нервная трубка сохраняется в течение всей жизни, у высших — позвоночных — в стадии эмбриона на спинной стороне закладывается нервная пластинка, которая погружается под кожу и сворачивается в трубку. В эмбриональной стадии развития нервная трубка образует в передней части три вздутия — три мозговых пузыря, из которых развиваются отделы мозга: передний пузырь дает передний и промежуточный мозг, средний пузырь превращается в средний мозг, задний пузырь образует мозжечок и продолговатый мозг . Эти пять отделов мозга характерны для всех позвоночных животных.

Для низших позвоночных — рыб и земноводных — характерно преобладание среднего мозга над остальными отделами. У земноводных несколько увеличивается передний мозг и в крыше полушарий образуется тонкий слой нервных клеток — первичный мозговой свод, древняя кора. У рептилий значительно увеличивается передний мозг за счет скоплений нервных клеток. Большую часть крыши полушарий занимает древняя кора. Впервые у рептилий появляется зачаток новой коры. Полушария переднего мозга наползают на другие отделы, вследствие чего образуется изгиб в области промежуточного мозга. Начиная с древних рептилий, полушария головного мозга становятся самым большим отделом головного мозга.

В строении головного мозгаптиц и пресмыкающихся много общего. На крыше головного мозга — первичная кора, хорошо развит средний мозг. Однако у птиц по сравнению с рептилиями возрастают общая масса мозга и относительные размеры переднего мозга. Мозжечок крупный и имеет складчатое строение. У млекопитающих передний мозг достигает наибольшей величины и сложности. Большую часть мозгового вещества составляет новая кора, которая служит центром высшей нервной деятельности. Промежуточный и средний отделы мозга у млекопитающих невелики. Разрастающиеся полушария переднего мозга накрывают их и подминают под себя. У некоторых млекопитающих мозг гладкий, без борозд и извилин, но у большинства млекопитающих в коре мозга имеются борозды и извилины. Появление борозд и извилин происходит вследствие роста мозга при ограниченных размерах черепа. Дальнейший рост коры приводит к появлению складчатости в виде борозд и извилин.

Головной мозг

Если спинной мозг у всех позвоночных животных развит более или менее одинаково, то головной мозг существенно отличатся размерами и сложностью строения у разных животных. Особенно резкие изменения в ходе эволюции претерпевает передний мозг. У низших позвоночных передний мозг развит слабо. У рыб он представлен обонятельными долями и ядрами серого вещества в толще мозга. Интенсивное развитие переднего мозга связано с выходом животных на сушу. Он дифференцируется на промежуточный мозг и на два симметричных полушария, которые называются конечным мозгом. Серое вещество на поверхности переднего мозга (кора) впервые появляется у пресмыкающихся, развиваясь далее у птиц и особенно у млекопитающих. Действительно большими полушариями переднего мозга становятся только у птиц и млекопитающих. У последних они покрывают почти все другие отделы головного мозга.

Головной мозг расположен в полости черепа. В него входят ствол и конечный мозг (кора больших полушарий).

Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, варолиева моста, среднего и промежуточного мозга.

Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга и расширяясь, переходит в задний мозг. Он в основном сохраняет форму и строение спинного мозга. В толще продолговатого мозга расположены скопления серого вещества — ядра черепно-мозговых нервов. В состав заднего моста входят мозжечок и варолиев мост. Мозжечок расположен над продолговатым мозгом и имеет сложное строение. На поверхности полушарий мозжечка серое вещество образует кору, а внутри мозжечка — его ядра. Как и спинной продолговатый мозг выполняет две функции: рефлекторную и проводниковую. Однако рефлексы продолговатого мозга более сложные. Это выражается в важном значении в регуляции сердечной деятельности, состоянии сосудов, дыхания, потоотделения. В продолговатом мозге расположены центры всех этих функций. Здесь же находятся центры жевания, сосания, глотания, отделения слюны и желудочного сока. Несмотря на малую величину (2,5–3 см), продолговатый мозг представляет собой жизненно важный отдел ЦНС. Повреждение его может стать причиной смерти вследствие прекращения дыхания и деятельности сердца. Проводниковая функция продолговатого мозга и варолиева моста заключается в передаче импульсов из спинного мозга в головной и обратно.

В среднем мозге расположены первичные (подкорковые) центры зрения и слуха, которые осуществляют рефлекторные ориентировочные реакции на световые и звуковые раздражения. Эти реакции выражаются в различных движениях туловища, головы и глаз в сторону раздражителей. Средний мозг состоит из ножек мозга и четверохолмия. Средний мозг регулирует и распределяет тонус (напряжение) скелетных мышц.

Промежуточный мозг состоит из двух отделов — таламус и гипоталамус, каждый из которых состоит из большого числа ядер зрительных бугров и подбугровой области. Через зрительные бугры центростремительные импульсы передаются к коре больших полушарий от всех рецепторов тела. Ни один центростремительный импульс, откуда бы он ни шёл, не может пройти к коре, минуя зрительные бугры. Таким образом, через промежуточный мозг осуществляется связь всех рецепторов с корой больших полушарий. В подбугровой области расположены центры, оказывающие влияние на обмен веществ, терморегуляцию и железы внутренней секреции.

Мозжечок находится позади продолговатого мозга. Он состоит из серого и белого вещества. Однако в отличие от спинного мозга и ствола серое вещество — кора — находится на поверхности мозжечка, а белое вещество расположено внутри, под корой. Мозжечок координирует движения, делает их чёткими и плавными, играет важную роль в сохранении равновесия тела в пространстве, а также оказывает влияние на тонус мышц. При поражении мозжечка у человека наблюдается падение тонуса мышц, расстройство движений и изменение походки, замедляется речь и т.д. Однако через некоторое время движения и мышечный тонус восстанавливаются благодаря тому, что неповреждённые участки центральной нервной системы берут на себя функции мозжечка.

Большие полушария — наиболее крупный и развитый отдел головного мозга. У человека они образуют основную массу головного мозга и по всей своей поверхности покрыты корой. Серое вещество покрывает полушария снаружи и образует кору головного мозга. Кора полушарий человека имеет толщину от 2 до 4 мм и слагается из 6–8 слоёв, образованных 14–16 млрд. клеток, различных по форме, величине и выполняемым функциям. Под корой находится белое вещество. Оно состоит из нервных волокон, связывающих кору с расположенными ниже отделами центральной нервной системы и отдельные доли полушарий между собой.

Кора головного мозга имеет извилины, разделённые бороздами, которые значительно увеличивают её поверхность. Три самые глубокие борозды делят полушария на доли. В каждом полушарии различают четыре доли: лобную, теменную, височную, затылочную. Возбуждение разных рецепторов поступают в соответствующие воспринимающие участки коры, называемые зонами, и отсюда передаются к определённому органу, побуждая его к действию. В коре выделяют следующие зоны. Слуховая зона расположена в височной доле, воспринимает импульсы от слуховых рецепторов.

Зрительная зона лежит в затылочной области. Сюда поступают импульсы от рецепторов глаза.

Обонятельная зона находится на внутренней поверхности височной доли и связана с рецепторами носовой полости.

Чувствительно-двигательная зона расположена в лобной и теменной долях. В этой зоне находятся главные центры движения ног, туловища, рук, шеи, языка и губ. Здесь же лежит и центр речи.

Полушария головного мозга — это высший отдел центральной нервной системы, контролирующий работу всех органов у млекопитающих. Значение больших полушарий у человека заключается ещё и в том, что они представляют собой материальную основу психической деятельности. И.П.Павлов показал, что в основе психической деятельности лежат физиологические процессы, происходящие в коре головного мозга. Мышление связано с деятельностью всей коры головного мозга, а не только с функцией отдельных её областей.

Структура ЦНС

ЦНС состоит из головного и спинного мозга, каждый из которых имеет белое и серое вещество. Белое вещество – это проводящие пути, миелинизированные и немилинизированные аксоны. Миелин белый, что придает соответствующий оттенок ткани. Серое вещество состоит из тел нейронов. Оно может располагаться в нервной системе в виде трубки (спинной мозг); ядер, или ганглиев (скопления тел нейронов в толще белого вещества), а также коры (серое вещество на поверхности белого).

Спинной мозг располагается в позвоночном канале и его масса составляет 40 г. На его боковой поверхности сзади входят задние корешки, несущие афферентную (чувствительную, к мозгу) информацию, а спереди выходят передние корешки, несущие эфферентную (двигательную, от мозга) информацию. Участок спинного мозга, соответствующий каждой паре корешков, называется сегментом. Сегменты названы по месту выхода корешков из позвоночника. Спинной мозг имеет 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегменты. В целом количество сегментов спинного мозга соответствует числу позвонков. Исключениями является шейный отдел, где на 7 позвонков приходится 8 сегментов; и копчиковый, где на 3-4 позвонка 1 сегмент (рис. 1).

Рис. 1. Строение и расположение сегментов спинного мозга.

На поперечном срезе спинного мозга в центре расположено серое вещество, окруженное белым. Серое вещество имеет форму бабочки, в центре которой располагается спинномозговое отверстие, заполненное ликвором (спинномозговая жидкость). Бабочка состоит из примерно 13 млн нейронов и имеет передние и задние рога (рис. 2б, 3). В средних отделах спинного мозга также хорошо выражены средние рога. В задние рога по заднему корешку поступает чувствительная (сенсорная) информация к интернейронам (вставочным нейронам). В передних рогах располагаются мотонейроны (моторные нейроны), посылающие двигательную информацию к мышцам, именно их аксоны образуют передний корешок. В средних рогах располагаются нейроны центральных отделов ВНС.

Спинной мозг работает по рефлекторному принципу. Рефлекс – это стереотипная ответная реакция организма на любое (внешнее или внутреннее) воздействие. Простейшим рефлексом является моносинаптический. Для его осуществления достаточно двух нейронов. Примером такого рефлекса является коленный рефлекс. При раздражении рецептора, импульс по дендриту передается к телу нейрона, расположенного в нервном узле рядом со спинным мозгом. Аксон этого нейрона входит в спинной мозг через задние корешки и образует синапс с мотонейроном в передних рогах. Аксон мотонейрона выходит через передние корешки и направляется к эффекторному органу, где изменяет активность самого органа (рис. 50а). Полисинаптический рефлекс включает дополнительное звено в виде одного или нескольких вставочных нейронов между ганглионарным и моторным нейронами. Интернейроны могут дополнительно обрабатывать информацию, сопоставлять ее с другими стимулами и внутренним состоянием организма, принимая решение о том, как стоит реагировать на раздражитель.

Рис. 2. Рефлекторная дуга (а) и гистологический срез (б) спинного мозга.

Рис. 3. Схема строения среза спинного мозга.

Белое вещество спинного мозга включает проводящие пути. Оно разделено бабочкой на передние, задние и боковые канатики (рис. 3).

В задних канатиках проходят восходящие тракты, по которым информация передается от ПНС к спинному и далее к головному мозгу. В передних рогах спинного мозга проходят нисходящие тракты, по которым информация идет от головного мозга к спинному, а от последнего – к ПНС. В боковых рогах кзади располагаются восходящие, а кпереди – нисходящие тракты.

Головной мозг расположен в черепе и состоит из 5 отделов. Его масса в среднем составляет 1,5 кг и он содержит до 100 млрд нейронов. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов (ЧМН).

Продолговатый мозг является местом перехода спинного мозга в головной. Его длина составляет примерно 25 мм. В нижней части продолговатого мозга еще можно различить бабочку, в верхних отделах тела нейронов собраны в ядра. От продолговатого мозга отходят IX-XII пары ЧМН (рис.5) и в нем залегают соответствующие ядра. Эти нервы отвечают за движение и чувствительность глотки, языка и шеи. В продолговатом мозге располагается крупнейший центр парасимпатической нервной системы, который через Х нерв (вагус, блуждающий нерв) контролирует деятельность всех внутренних органов. В продолговатом мозге располагаются центры регуляции дыхания и жизненно важных рефлексов, таких как чихание и кашель. Здесь расположено ядро оливы, которая отвечает за равновесие. Через продолговатый мозг проходят все тракты, идущие от спинного мозга к головному.

Задний мозг состоит из варолиевого моста и мозжечка. Варолиев мост служит продолжением продолговатого мозга. Он содержит множество белого вещества, связывающего мозжечок с остальным мозгом. Это белое вещество образует валик на нижней стороне моста, благодаря чему его легко отличить. Мост вместе с продолговатым мозгом образуют дно 4 желудочка головного мозга (продолжение и расширение спинномозгового канала). От моста отходят V-VIII ЧМН. Здесь залегают слуховые и вестибулярные ядра, ядра, иннервирующие чувствительность и мышцы лица (в том числе и мимические). В мосту находится голубое пятно, отвечающее за регуляцию сна.

Рис. 4. Основные отделы головного мозга.

Рис. 5. Черепно-мозговые нервы. I-обонятельный, II-зрительный, III-глазодвигательный, IV-блоковый, V-тройничный, VI-отводящий, VII-лицевой, VIII-преддверно-улитковый, IX-языкоглоточный, X-блуждающий, XI-добавочный, XII-подъязычный.

Мозжечок хорошо развит у человека в связи с прямохождением и мелкой моторикой рук. Эта часть мозга отвечает за поддержание позы, равновесия, двигательное обучение, а также некоторые двигательные рефлексы. Мозжечок имеет корковое строение. Кора мозжечка состоит из трех слоев и разделена на два полушария червем. Под корой находится белое вещество, среди которого располагаются 3 пары ядер мозжечка. Для осуществления своих функций, он получает информацию от вестибулярного аппарата, оливы и других отделов двигательной системы человека.

Рис. 6. Внешнее строение (а) и гистологический срез (б) коры мозжечка.

Средний мозг состоит из ножек мозга и крыши (рис. 7). В центре спинного мозга проходит Сильвиев водопровод, в который соединяет III и IV желудочки. От среднего мозга отходит III и IV пары ЧМН. Эти нервы контролируют движения глазных яблок. III нерв содержит парасимпатические волокна, контролирующие ширину зрачка. В среднем мозге располагаются элементы двигательной системы: красное ядро и черная субстанция. На крыше головного мозга находится четверохолмие. В вернее двухолмие поступает зрительная информация, в нижнее – слуховая. Это необходимо для осуществления ориентировочного рефлекса.

Рис. 7. Внешний вид (а) и срез (б) среднего мозга.

Продолговатый мозг, мост и средний мозг вместе образуют ствол мозга. Через весь ствол проходит ретикулярная формация, регулирующая общий уровень активности головного мозга.

Промежуточный мозг состоит из таламуса, гипоталамуса, гипофиза и эпифиза. Здесь располагается III желудочек мозга. Он служит местом отхождения II ЧМН. Гипофиз – это железа, через которую нервная система контролирует гуморальную. Эпифиз также является железой, регулирующей циркадные ритмы. Таламус фильтрует информацию, поступающую в кору и убирает незаначимые повторяющиеся сенсорные стимулы (стук сердца, работа ЖКТ, нос в поле зрения, прикосновение одежды и т. д.) Кроме того, в таламусе имеются ядра лимбической системы (формируют настроение), двигательные и ассоциативные ядра. Гипоталамус контролирует деятельность гипофиза, а также регулирует внутреннее состояние организма. В нем находятся центры голода, жажды, полового поведения, удовольствия, неудовольствия и т. д. Таким образом, основной функцией гипоталамуса является поддержание гомеостаза всего организма.

Конечный (передний) мозг состоит из коры больших полушарий и базальных ганглиев (ядер). Под корой симметрично расположены I и II желудочки мозга. Ее площадь составляет около 220 см2, она образует борозды и извилины (рис. 8). Она состоит из 6 слоев. Полушария между собой соединены мозолистым телом – валиком белого вещества. Кора больших полушарий осуществляет обработку сенсорной информации, формирование произвольных движений, память и высшую нервную деятельность. К обонятельным луковицам подходит I ЧМН. Базальные ганглии – это ядра серого вещества, расположенные в толще белого. Они играют важную роль в совершении произвольных движений, двигательном обучении и формировании эмоций.

Рис. 8. Строение (а) и гистологические срезы (б, в) коры больших полушарий.

Кора больших полушарий

Поверхность коры больших полушарий у человека составляет около 1500 см2, что во много раз превышает внутреннюю поверхность черепа. Такая большая поверхность коры образовалась благодаря развитию большого количества борозд и извилин, в результате чего большая часть коры (около 70%) сосредоточена в бороздах. Самые большие борозды больших полушарий — центральная, которая проходит поперёк обоих полушарий, и височная, отделяющая височную долю от остальных. Кора больших полушарий, несмотря на малую толщину (1,5–3 мм) имеет очень сложное строение. В ней насчитывают шесть основных слоёв, которые отличаются строением, формой и размерами нейронов и связями. В коре находятся центры всех чувствительных (рецепторных) систем, представительства всех органов и частей тела. В связи с этим к коре подходят центростремительные нервные импульсы от всех внутренних органов или частей тела, и она может управлять их работой. Через кору больших полушарий происходит замыкание условных рефлексов, посредством которых организм постоянно, в течение всей жизни очень точно приспосабливается к изменчивым условиям существования, к окружающей среде.