Нервная система человека

Для того чтобы поведение человека было успешным, необходимо, чтобы его внутренние состояния, внешние условия, в которых человек находится, и предпринимаемые им практические действия соответствовали друг другу. На физиологическом уровне функцию объединения (интеграции) всего этого обеспечивает нервная система. Она и анатомически расположена, устроена так, чтобы иметь прямой доступ и выxoд на внутренние органы, на внешнюю среду, соединять их, управлять органами движения. Нервная система человека состоит из двух разделов: центрального и периферического. Центральный включает головной мозг, промежуточный и спинной мозг. Вся остальная часть нервной системы относится к периферической.

Значение нервной системы

Нервная система играет важнейшую роль в регуляции функций организма. Она

обеспечивает согласованную работу клеток, тканей, органов и их систем. При

этом организм функционирует как единое целое. Благодаря нервной системе

осуществляется связь организма с внешней средой.

Деятельность нервной системы лежит в основе чувств, обучения, памяти, речи и

мышления – психический процессов, с помощью которых человек не только познает

окружающую среду, но и может активно ее изменить.

Нервная ткань

Нервная система образована нервной тканью, которая состоит из нейронов и

мелких клеток-спутников.

Нейроны – главные клетки нервной ткани: они обеспечивают функции

нервной системы.

Клетки-спутники окружают нейроны, выполняя питательную, опорную и

защитную функции. Клеток – спутников примерно в 10 раз больше, чем нейронов.

Нейрон состоит из тела и отростков. Различают два типа отростков:

дендриты и аксоны. Отростки могут быть длинными и

короткими.

Большинство дендритов – короткие, сильно ветвящиеся отростки. У одного

нейрона их может быть несколько. По дендритам нервные импульсы поступают к

телу нервной клетки.

Аксон – длинный, чаще всего мало ветвящийся отросток, по которому

импульсы идут от тела клетки. Каждая нервная клетка имеет только 1 аксон, длина

которого может достигать нескольких десятков сантиметров. По длинным отросткам

нервных клеток импульсы в организме могут передаваться на большие расстояния.

Длинные отростки часто покрыты оболочкой из жироподобного вещества белого цвета.

Их скопления в центральной нервной системе образуют белое вещество

. Короткие отростки и тела нейронов не имеют такой оболочки. Их скопления

образуют серое вещество.

Нейроны различаются по форме и функциям. Одни нейроны, чувствительные

, передают импульсы от органов чувств в спинной и головной мозг. Тела

чувствительных нейронов лежат на пути к центральной нервной системе в нервных

узлах. Нервные узлы – это скопления тел нервных клеток за

пределами центральной нервной системы. Другие нейроны, двигательные

, передают импульсы от спинного и головного мозга к мышцам и внутренним органам.

Связь между чувствительными и двигательными нейронами осуществляется в спинном

и головном мозге вставочными нейронами, тела и отростки которых

не выходят за пределы мозга. Спинной и головной мозг связан со всеми органами

нервами.

Нервы – скопления длинных отростков нервных клеток, покрытых

оболочкой. Нервы, состоящие из аксонов двигательных нейронов, называются

двигательными нервами. Чувствительные нервы состоят из дендритов

чувствительных нейронов. Большинство нервов содержат и аксоны и детриты. Такие

нервы называют смешанными. По ним импульсы идут по двум направлениям – к

центральной нервной системе и от нее к органам.

Отделы нервной системы.

Нервная система состоит из центрального и периферического отделов.

Центральный отдел представлен головным и спинным мозгом., защищенным

оболочками из соединительной ткани. К периферическому отделу относятся нервы

и нервные узлы.

Часть нервной системы, которая регулирует роботу скелетных мышц, называют

соматической. Посредством соматической нервной систем человек может управлять

движениями, произвольно вызывать или прекращать их. Часть нервной системы,

регулирующую деятельность внутренних органов называют автономной. Работа

автономной нервной системы не подчиняется воли человека. Нельзя, например, по

желанию остановить сердце, ускорить процесс пищеварения, задержать

потоотделение.

В автономной нервной системе различают два отдела: симпатический и

парасимпатический. Большинство внутренних органов снабжаются нервами этих

двух отделов. Как правило, они оказывают противоположные влияния на органы.

Например, симпатический нерв усиливает и ускорят работу сердца, а

парасимпатический – замедляет и ослабляет ее.

Практически все отделы центральной и периферической нервной системы участвуют в переработке информации, поступающей через внешние н внутренние, расположенные на периферии тела и в самих органах рецепторы. С высшими психическими функциями, с мышлением и сознанием человека связана работа коры головного мозги (к. г. м.) н подкорковых структур, входящих в передний мозг.

Рефлекс.

Рефлекторная дуга. Ответную реакцию на раздражение организма, осуществляемую

и контролируемую центральной нервной системой, называют рефлексом. Путь, по

которому по которому проводятся нервные импульсы при осуществления рефлекса,

называют рефлекторной дугой. Рефлекторная дуга состоит из пяти частей:

рецептора, чувствительного пути, участка центральной нервной системы,

двигательного пути и рабочего органа.

Рефлекторная дуга начинается рецептором. Каждый рецептор воспринимает

определенный раздражитель: свет, звук, прикосновение, запах, температуру и

др. Рецепторы преобразуют эти раздражители в нервные импульсы – сигналы

нервной системы. Нервные импульсы имеют электрическую природу,

распространяются по мембранам длинных отростков нейронов и одинаковы у

животных и человека. От рецептора нервные импульсы по чувствительному пути

передаются в центральную нервную систему. Этот путь образован чувствительным

нейроном. От центральной нервной системы импульсы по двигательному пути идут

к рабочему органу. В состав большинства рефлекторных дуг входят и вставочные

нейроны, которые находятся как в спинном, так и в головном мозге.

Рефлексы человека разнообразны. Некоторые из них очень просты. Например,

отдергивание руки в ответ на укол или ожог кожи, чихание при попадании

посторонних частиц в носовую полость. Во время рефлекторной реакции рецепторы

рабочих органов передают сигналы в центральную нервную систему, которая

контролирует, на сколько реакция эффективна.

Таким образом, образом принцип работы нервной системы рефлекторный.

Строение спинного мозга.

Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале. Он имеет вид длинного

белого шнура диаметром около 1 см. В центре спинного мозга проходит узкий

спинной канал, заполненный спинномозговой жидкостью. На передней и задней

поверхности спинного мозга имеются две глубокие продольные борозды. Они делят

его на правую и левую половины.

Центральная часть спинного мозга образована серым веществом, которое состоит

из вставочных и двигательных нейронов. Вокруг серого вещества расположено

белое вещество, образовано длинными отростками нейронов. Они направляются

вверх или вниз вдоль спинного мозга, образуя восходящие и нисходящие

проводящие пути.

От спинного мозга отходит 31 пара смешанных спинномозговых нейронов, каждый

из которых начинается двумя корешками: передним и задним.

Задние корешки – это аксоны чувствительных нейронов. Скопление тел этих

нейронов образуют спинномозговые узлы. Передние корешки – это аксоны

двигательных нейронов.

Функции спинного мозга. Спинной мозг выполняет 2 основные функции:

рефлекторную и проводниковую.

Рефлекторная функция спинного мозга обеспечивает движение. Через спинной мозг

проходят рефлекторные дуги, с которыми связано сокращение скелетных мышц тела

(кроме мышц головы).

Спинной мозг вместе с головным мозгом регулирует работу внутренних органов:

сердца, желудка, мочевого пузыря, половых органов.

Белое вещество спинного мозга обеспечивает связь, согласованную работу всех

отделов центральной нервной системы, осуществляя проводниковую функцию.

Нервные импульсы, поступающие в спинной мозг от рецепторов, передаются по

восходящим проводящим путям поступают к нижележащим отделам спинного мозга и

оттуда – к органам.

Головной мозг регулирует работу спинного мозга. Известны случаи, когда в

результате ранения или перелома позвоночника у человека прерывается связь

между спинным мозгом и головным мозгом. Головной мозг у таких людей

функционирует нормально. Но большинство спинномозговых рефлексов, центры

которых расположены ниже места повреждения, исчезают. Такие люди могут

поворачивать голову, совершать жевательные движения, изменять направления

взгляда, иногда у них действуют руки. В тоже время нижняя часть их тела

лишена чувствительности и неподвижна.

Головной мозг.

Головной мозг расположен в полости черепа. Он включают отделы: продолговатый

мозг, мост, мозжечок, средний мозг, промежуточный мозг и большие полушария. В

головном мозге, как и в спинном, имеется белое и серое вещество. Белое

вещество образует проводящие пути. Они связывают головной мозг со спинным, а

также части головного мозга между собой. Благодаря проводящим путям вся

центральная нервная система функционирует как единое целое. Серое вещество в

виде отдельных скоплений – ядер – располагается внутри белого вещества. Кроме

того, серое вещество, покрывая полушария мозга и мозжечка, образует кору.

Функции отделов головного мозга. Продолговатый мозг и мост представляют собой

продолжение спинного мозга и выполняют рефлекторную и проводниковую функции.

Ядра продолговатого мозга и моста регулируют пищеварение, дыхание, сердечную

деятельность и другие процессы, поэтому повреждение продолговатого мозга и

моста опасно для жизни. С этими отделами мозга связана регуляция жевания,

глотания, сосания, а также защитные рефлексы: рвота, чихание, кашель.

Непосредственно над продолговатым мозгом расположен мозжечок. Поверхность его

образована серым веществом – корой, под которой белом веществе находятся

ядра. Мозжечок связан с многими отделами центральной нервной системы.

Мозжечок регулирует двигательные акты. Когда нарушается нормальная

деятельность мозжечка, люди теряют способность к точным согласованным

движениям, сохранению равновесия тела. Таким людям не удается, например,

продеть нитку через иголку, их походка неустойчива и напоминает походку

пьяного, движение рук и ног при ходьбе неловкие, иногда резкие, размашистые.

В среднем мозге расположены ядра, которые постоянно посылают к скелетным

мышцам нервные импульсы, поддерживающие их напряжение – тонус. В среднем

мозге проходят рефлекторные дуги ориентировочных рефлексов на зрительные и

звуковые раздражения. Ориентировочные рефлексы проявляются в поворотах голов

и тела в сторону раздражения.

Продолговатый мозг, мост и средний мозг образуют ствол мозга. От него отходят

12 пар черепно-мозговых нервов. Нервы связывают мозг с органами чувств,

мышцами и железами, расположенными на голове. Одна пара нервов – блуждающий

нерв – связывает мозг с внутренними органами: сердцем, легкими, желудком,

кишечником и др.

Через промежуточный мозг поступают импульсы к коре больших полушарий от всех

рецепторов. Большая часть сложных двигательных рефлексов, таких, как ходьба,

бег, плавание, связана с промежуточным мозгом. Промежуточный мозг регулирует

обмен веществ, потребление пищи и воды, поддержание постоянной температуры

тела. Нейроны некоторых ядер промежуточного мозга вырабатывают биологические

вещества, осуществляя гуморальную регуляцию.

Строение больших полушарий. У человека сильно развитые большие полушария мозга

(правое и левое) покрывают средний и промежуточный мозг. Поверхность больших

полушарий образована серым веществом – корой. Под корой находится белое

вещество, в толще которого расположены подкорковые ядра. Поверхность полушарий

складчатая. Борозды и извилины увеличивают площадь поверхности коры в среднем

до 2000 – 5000 см.

Больше 2/3 площади поверхности коры скрыто в бороздах. В коре больших полушарий

насчитывается около 14 млрд. нейронов. Каждое полушарие разделено бороздами на

лобную, теменную, височную и затылочную доли. Самые глубокие борозды – это

центральная, отделяющая лобную долю от теменной, и боковая, отграничивающая

височную долю.

Значение коры больших полушарий. В коре больших полушарий различают

чувствительные и двигательные зоны. В чувствительные зоны поступают импульсы от

органов чувств, кожи, внутренних органов, мышц, сухожилий. При возбуждении

нейронов чувствительных зон возникают ощущения. В коре затылочной доли

находится зрительная зона. Нормальное зрение возможно, когда этот участок коры

не поврежден. В височной зоне находится слуховая зона. При ее повреждении

человек перестает различать звуки. В участке коры за центральной бороздой

располагается зона кожно-мышечной чувствительности. Кроме того, в коре больших

полушарий выделяют зоны вкусовой и обонятельной чувствительности. Перед

центральной бороздой находится двигательная зона коры. Возбуждение нейронов

этой зоны обеспечивает произвольные движения человека. Кора функционирует как

единое целое и является материальной основой психической деятельности человека.

Такие специфические психические функции, как память, речь, мышление и регуляция

поведения, связаны с корой больших полушарий.

Тело животного и человека состоит из относительно автономных частей - сегментов: головы, туловища, конечностей, их составляющих. Некоторые сегменты тела в процессе передвижения и ориентировки в окружающем мире выступают как ведущие, причем их рецепторы являются, как правило, специализированными, т. е. способны воспринять воздействия источников энергии, находящихся на некотором расстоянии от тела (дистантные рецепторы). Такие части тела в ходе эволюции приобретают господствующее положение и развиваются больше других. У человека и большинства животных голова выступает в качестве ведущей части тела, наиболее сложной и более всего насыщенной разнообразными рецепторами.

Следующие за ведущими сегменты тела образуют систему двигательной активности, служат перемещениям тела в пространстве, его ориентации на биологически значимые воздействия среды. Головной мозг представляет собой часть нервной системы, которая эволюционно возникла на основе развития дистантных рецепторных органов.

Особую роль в головном мозге играют правое и левое большие полушария, а также их основные доли: лобная, теменная, затылочная и височная.

Анализаторы

Характеризуя комплекс мозговых и других органических структур, участвующих в восприятии, переработке и хранении специфической информации, связанной с деятельностью отдельных органов чувств, И. П. Павлов ввел понятие анализатора. Этим словом он обозначил относительно автономную органическую систему, обеспечивающую переработку специфической сенсорной информации на всех уровнях ее прохождения через ц. н. с. Соответственно основным органам чувств выделяют зрительный, слуховой, вкусовой, кожный и некоторые другие анализаторы.

Каждый анализатор состоит из трех анатомически различных отделов, выполняющих специализированные функции в его работе: рецептора, нервных волокон и центрального отдела, представляющего собой ту часть ц. н. с., где воспринимаются, перерабатываются соответствующие раздражители, хранятся воспоминания о них.

Рассмотрим более детально строение поверхности коры головного мозга. Она представляет собой верхний слой переднего мозга, образованный в основном вертикально ориентированными нейронами, их отростками-дендритами и пучками аксонов, идущих от этих клеток вниз, к нижерасположенным отделам мозга, а также аксонами, поступающими от нижележащих мозговых структур. По особенностям распределения нейронов в слоях коры, их величине и форме всю к. г. м. разделяют на ряд областей: затылочная, теменная, лобная, височная, а сами эти области — на более мелкие поля, отличные друг от друга по своей структуре и назначению.

В соответствии с наиболее распространенной классификацией, предложенной К. Бродманом, к. г. м. делят на 11 областей и 52 поля. Всего в наиболее развитых полях к. г. м. имеется 6—7 слоев нервных клеток, и количество слоев зависит от древности соответствующего участка коры.

По времени появления отделов к. г. м. в филогенезе ее подразделяют на новую, старую и древнюю. Новая кора в процессе филогенетического развития постепенно увеличивалась и заняла относительно больше места, чем старая и древняя.

Древняя кора устроена наиболее примитивно. В ней имеется всего один слой нервных клеток, который к тому же еще не полностью отделен от подкорковых структур.

Старая кора также состоит из одного слоя, но он уже полностью отделился от подкорки. На долю новой коры у человека приходится примерно 95,6% площади всей к. г. м., в то время как древняя кора занимает 0,6%, а старая — 2,6%. Многослойность нейронов характеризует именно новую кору, которая кроме собственной сложной структуры имеет еще достаточно развитые связи внутри себя и со всеми другими отделами мозга.

В к. г. м. поступают импульсы, идущие от подкорковых структур и нервных образований ствола мозга; в ней же осуществляются основные психические функции человека. Афферентные импульсы поступают в к. г. м. в основном через систему специфических ядер (скопления нервных клеток) таламуса, причем его волокна заканчиваются в так называемых первичных проекционных зонах к. г. м. Эти зоны представляют собой конечные корковые структуры анализаторов. Например, корковая зона зрительного анализатора расположена в затылочных отделах больших полушарий, слуховая занимает поля в верхних отделах височных долей, кожная чувствительность представлена полями сенсорной зоны, обонятельные ощущения локализованы в более древних отделах к. г. м. С движениями в к. г. м. преимущественно связана моторная зона. В этой же области топологически представлены отдельные движущиеся части тела. Примерное соотношение их представительства иллюстрируется схемой, разработанной У. Пенфилдом.

Заметим, что речь в к, г. м. локализована в нескольких центрах и ее месторасположение является наиболее широким и сложным. Один речевой центр локализуется в лобных, другой в теменных, третий в височных долях. Это свидетельствует об особой важности речи в регуляции психики и поведения человека на высших уровнях На следующих страницах учебника мы встретимся с множеством примеров, подкрепляющих эту мысль.

У человека мозговое представительство речевой функции асимметрично, она локализована главным образом в левом полушарий (у тех людей, для которых ведущей является правая рука). С работой лобных долей к. г. м. соотносятся сознание, мышление, программирование поведения и его волевой контроль (префронтальная и премоторная зоны).

Известное явление функциональной асимметрии больших полушарий мозга распространяется не только на речь, но и на ряд других психических функций. Левое полушарие в своей работе выступает как ведущее в осуществлении речевых и других, связанных с речью, функций: чтение, письмо, счет, логическая память, словесно-логическое, или абстрактное, мышление, произвольная речевая регуляция других психических процессов и состояний.

Правое полушарие, вероятно, связано с осуществлением не опосредствованных речью психических функций, обычно протекающих на чувственном уровне, в наглядно-действенном плане.

В процессе индивидуального развития человека от рождения до зрелости происходит постепенное усиление специализации в работе левого и правого полушарий. Затем, по мере старения, эта специализация вновь утрачивается.

Особую роль в регуляции многих психических процессов, свойств и состояний человека играет ретикулярная формация . Она представляет собой совокупность разреженных, напоминающих тонкую сеть (отсюда название — ретикулярная) нейронных структур, анатомически расположенных в спинном мозге, в продолговатом мозге и в заднем мозге.

Для нейронов ретикулярной формации характерны немногочисленные, малоразветвленные дендриты; их аксоны отходят на большое расстояние и образуют значительное число боковых ветвей -- коллатерален. Они располагаются на пути аксонов, отходящих от более крупных нервных волокон, связанных с анализаторами, среди этих волокон. К ретикулярной формации идут коллатерали волокон всех сенсорных систем. С ней также связаны нервные волокна, идущие из к. г. м. и из можечка. В свою очередь волокна ретикулярной формации проводят импульсы в нисходящем направлении, в мозжечок и в спинной мозг.

Ретикулярная формация оказывает заметное влияние на электрическую активность головного мозга, на функциональное состояние к. г. м., подкорковых центров, мозжечка и спинного мозга. Она же имеет непосредственное отношение к регуляции основных жизненных процессов: кровообращения, дыхания и др. Раздражение восходящей части ретикулярной формации вызывает характерную для состояния бодрствования организма реакцию изменения электрической активности к. г. м.. называемую десинхронизацией,- исчезновением медленных, ритмических колебаний электрической активности мозга. Разрушение ретикулярной формации мозгового ствола, напротив, вызывает состояние длительного сна, сопровождается появлением в к. г. м. волн низкой частоты и большой амплитуды. Восходящая часть ретикулярной формации связана с повышением и понижением чувствительности к. г. м. Она играет важную роль в управлении механизмами сна и бодрствования, научения и внимания. К. г. м. через нисходящие нервные волокна способна также оказывать влияние на ретикулярную формацию, что, по-видимому, связано с сознательной психологической саморегуляцией человека.

Пути проведения нервных импульсов, порождающих ощущения, различны. Известный психофизиолог Е. Н. Соколов пишет о том, что существует по крайней мере два пути проведения нервного возбуждения: специфический и неспецифический. Специфический путь связан с анатомо-физиологическим устройством нервных структур, относящихся к данному анализатору. Неспецифический идет через ретикулярную, формацию, волокна которой начинаются от спинного мозга и заканчиваются в неспецифических ядрах таламуса. «В отличие от импульсов, идущих по специфическому пути проведения возбуждения, импульсы, поступающие в ретикулярную формацию, многократно отражаясь, передают не специальную информацию, связанную с тонким различением свойств предмета, а регулируют возбудимость корковых клеток, заканчиваются в коре синапсами неспецифических волокон» .

Неспецифический путь передачи импульсов выходит на все слои к. г. м. и служит для оказания на нее тонизирующих, активизирующих влияний. Проведение возбуждения по неспецифическому пути характеризуется изменением фоновой ритмики коры, которое наступает с некоторым опозданием после ответа коры на специфическое возбуждение. «В передаче активизирующего влияния на корковые нейроны участвуют две основные части ретикулярной системы — стволовая и таламическая, отличающиеся по характеру своего действия. К этим отделам ретикулярной формации на разных уровнях отходят специальные коллатерали, так что изолированное нарушение одной системы не исключает действия другой. Стволовая ретикулярная система оказывает влияние на всю кору, вызывая широко распространенную депрессию (десинхронизацию) медленных волн. В отличие от нее ретикулярная система таламуса обладает более избирательным действием; одни ее отделы локально влияют на передние сенсорные, а другие — на задние области коры, связанные с переработкой зрительно-слуховой информации» .

В условиях сна проводимость специфического пути остается высокой, и первичный ответ коры регистрируется наиболее отчетливо. Сон выключает ретикулярную систему, блокирует передачу в к. г. м. тех активирующих влияний, которые порождает возбуждение ретикулярной формации. Во сне человека, когда активность и, соответственно, активизирующее влияние ретикулярной системы на кору снижены, специфический раздражитель также не вызывает соответствующей реакции и изменений поведения. Только совместная работа специфической и неспецифической ретикулярной систем может обеспечить полноценное восприятие раздражителя и его использование в регуляции поведения.

Анализатор, таким образом, выступает как сложная афферентно-эфферентная система, деятельность которой тесным образом связана с работой ретикулярной формации, причем периферические рецепторы в анализаторе являются не только приборами, воспринимающими раздражители, но также эффекторами, реагирующими на них повышением или понижением своей чувствительности через механизм обратных нервных связей. Данные связи анатомически представлены тонкими нервными волокнами, проводящими возбуждения из центральной нервной системы к периферии тела. Обратные нервные связи имеются в системе как специфического, так и неспецифического путей проведения возбуждения.

Активизирующее влияние обратной связи, относящейся к ретикулярной системе, проявляется в снижении порога возбудимости рецептора и возрастании его лабильности, т. е. откликаемости на paздpaжитeли. Обратные связи между ретикулярной формацией и корой играют важную роль в поддержании необходимого уровня возбуждения коры. Они выполняют функции саморегуляции анализатора в зависимости от характера действующего на него раздражителя. Система обратных связей, пишет Е.И. Соколов, является «существенным механизмом отбора и переработки сигналов, поступающих от рецепторных окончаний при действии предметов внешнего мира» .

Два раздела центральной нервной системы — специфический и неспецифический — выполняют различную роль в регуляции чувствительности рецепторов. Специфическая система более всего влияет на адаптационные, а неспецифическая — на ориентировочные рефлексы.

Е.И. Соколов считает, что разделение ретикулярной формации на стволовую и таламическую фактически совпадает с разделением ориентировочных рефлексов на генерализованные и локальные. «Последние, создавая избирательную настройку анализатора, особенно отчетливо выступают в актах произвольного внимания человека» .

Говоря об анализаторах, следует иметь в виду два обстоятельства. Во-первых, это название, предложенное еще в начале XX в., когда многое об устройстве и функционировании центральной нервной системы человека не было известно, не совсем точное, так как анализатор производит не только анализ (разложение), но и синтез (соединение) раздражителей. Во-вторых, анализ и синтез могут происходить вне сознательного контроля этих процессов со стороны человека. Многие раздражители он воспринимает, перерабатывает и даже реагирует на них, но не осознает.

Значительная часть физических воздействий, не имеющих особого значения для живых существ, ими просто не замечается. Для некоторых видов энергии, встречающихся на Земле и в значительных концентрациях несущих в себе угрозу человеку, у него просто нет подходящих органов чувств. Таким раздражителем, который не вызывает никаких ощущений, является, например, радиация. Нормальному человеку также не дано осознанно воспринимать, отражать в виде ощущений инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, ультразвук, электромагнитные волны, длина которых выходит за пределы доступного органам чувств диапазона.