Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 icon

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32





НазваниеУчебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32
страница1/5
Дата25.03.2013
Размер1.43 Mb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5
Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Волжский государственный инженерно-педагогический университет»


Т.А. СЕРЕБРЯКОВА


ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПСИХИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ


Учебное пособие


Часть 1


ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ

НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ


Нижний Новгород

2008


ББК 74. 58

С 32


Серебрякова Т.А.

Физиологические основы психической деятельности: Учебное пособие в 2-х частях. – Н.Новгород: ВГИПУ, 2008. – Часть 1: Физиология центральной нервной системы. – с.


Рецензенты: В.В.Ягин, доктор биологических наук,

доцент кафедры анатомии и физиологии Нижегородского государственного педагогического университета

В.В.Пушина, кандидат психологических наук,

доцент кафедры психологии Волжского государственного инженерно-педагогического университета


В первой части учебного пособия представлен материал по проблеме истории становления физиологии как науки, истории изучения и физиологии центральной нервной системы (механизмы деятельности нейронов, свойства нервных центров, функции различных отделов центральной нервной системы), показана ее координирующая и интегрирующая роль.

Адресовано студентам дневной и заочной форм обучения по специальности «Психология»


© Т.А.Серебрякова, 2008

© ВГИПУ, 2008


Оглавление

Введение …………………………………………………………………………4

1. Общая характеристика физиологии как науки………………………………6

2. Общее понятие о нервной системе…………………………………………..11

3. Структурные элементы нервной системы…………………………………...20

4. Возбуждение и торможение в центральной нервной системе……………..27

5. Рефлекторный принцип деятельности нервной системы…………………..40

6. Физиология спинного мозга………………………………………………….64

7. Физиологические механизмы функционирования головного мозга………75

8. Промежуточный мозг…………………………………………………………94

9. Мозжечок……………………………………………………………………..107

10. Лимбическая система………………………………………………………112

11. Базальные ганглии………………………………………………………….116

12. Новая кора большого мозга………………………………………………..120

Список литературы……………………………………………………………..135

Приложение……………………………………………………………………..136


Введение

Успешность жизнедеятельности и поведения человека во многом объективно обусловливает соответствие друг другу внутреннего состояния человека, внешних условий, в которых он находится и предпринимаемых им практических действий. На физиологическом уровне это соответствие, или как говорят физиологи, объединение, интеграцию осуществляет нервная система, которая даже анатомически устроена и расположена таким образом, чтобы иметь непосредственный доступ, выход как на различные внутренние органы и системы организма человека, так и на внешнюю среду и осуществлять их синтез.

Учебное пособие «Физиология центральной нервной системы» составлено в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и предлагается в помощь для изучения студентами-психологами учебного курса «Физиология центральной нервной системы», целью которого является формирование у студентов системных знаний о механизмах функционирования центральной нервной системы человека. В результате его изучения студенты получат необходимые для дальнейшего осознания сущности и механизмов психической деятельности знания по следующим вопросам:

  • определение физиологии как науки и историографию ее становления;

  • особенности строения центральной нервной системы человека;

  • функции центральной нервной системы;

  • физиологию спинного и головного мозга;

  • механизмы связи центральной нервной системы и психической деятельности человека.

Текст учебного пособия снабжен необходимыми иллюстративными материалами, которые помогут студентам разобраться в вопросах специфики строения, а также механизмах функционирования различных отделов центральной нервной системы.

В помощь студентам после каждой темы предлагаются вопросы для самоконтроля, а также список литературных источников, который поможет не только конкретизировать изучаемый материал, но и содержательно его углубить.

В приложении к учебному пособию имеется словарь основных терминов.


^ 1. Общая характеристика физиологии как науки


Физиология – это биологическая наука, которая на основе изучения частных процессов и механизмов жизнедеятельности человека и животных устанавливает закономерности функционирования живого организма как целостной системы. Сам термин «физиология» произошел от слияния двух греческих слов «physis» – природа и «logos» – учение. Физиология изучает жизнедеятельность организма и отдельных его частей: клеток, тканей, органов, систем.

Предметом изучения физиологии как науки являются различные функции живого организма, их связь между собой, регуляция и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития живого организма (как один из частных вопросов, физиология рассматривает вопрос о функционировании центральной нервной системы и механизмах связи центральной нервной системы с психической деятельностью человека).

Достижения последних лет в области биохимии, молекулярной биологии, биофизики и некоторых других наук позволили исследователям получить данные, необходимые для познания частных механизмов жизнедеятельности, в частности, понимание сущности механизмов психической деятельности человека.

Под психической деятельностью ученые понимают идеальную субъективно осознаваемую деятельность организма, осуществляемую с помощью нейрофизиологических процессов. При этом принято говорить о низшей нервной деятельности и высшей нервной деятельности.

^ Низшая нервная деятельность – совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих осуществление безусловных рефлексов и инстинктов.

Высшая нервная деятельность – совокупность нейрофизиологических процессов, обеспечивающих сознание, подсознательное усвоение информации и индивидуальное приспособительное поведение живого организма в окружающей среде.

Созданная И.П.Павловым физиология высшей нервной деятельности стала естественно-научной основой психологии. Кроме того, она имеет огромное значение в философии, медицине, педагогике и многих других науках о человеке, его духовном мире.


Краткая история становления физиологии как науки Обращаясь к краткой истории физиологии, необходимо отметить, что своим возникновением данная наука обязана, в первую очередь, потребностям медицины, а также стремлению человека познать себя самого, а также сущность и проявления жизни на различных уровнях ее организации.

Первичная информация о жизнедеятельности организма человека была собрана и определенным образом обобщена еще в древности. Так, Гиппократ (4-3 вв до н.э.) представлял организм человека как некое единство жидких сред и психического склада личности, подчеркивал связь человека со средой обитания а также то, что движение является основной формой этой связи. Аналогичных подход был характерен и для врачей древнего Китая, Индии, Ближнего Востока и Европы.

Несомненный вклад в становление физиологии как науки был сделан в эпоху Возрождения (16-17 вв). Определенные успехи таких наук, как физика и химия, обращение к ним врачей определили стремление ученых объяснить деятельность организма человека на основе происходящих в нем химических и физических процессов. Конечно же, уровень знаний наук того времени не мог обеспечить полное и адекватное представление о физиологических функциях. Вместе с тем, изобретение микроскопа и углубление знаний о микроскопическом строении тканей живых организмов стимулирует интерес к исследованию функционального назначения различных структур организма. Совершенствование точных наук, естествознания в целом и философии определяет обращение человеческой мысли к изучению механизмов движения. Так, французский мыслитель 17 столетия Рене Декарт формулирует рефлекторный принцип организации движений, в основе которого лежит побуждающий их стимул.

Особое место в науке о человеке сыграло открытие английским врачом В.Гарвеем (17 в.) кровообращения. Именно данный ученый, базируясь на результатах своих экспериментальных исследований основал физиологию как науку. Официальной датой возникновения физиологии человека и животных как науки принят 1928 г. – год выхода в свет трактата В.Гарвея «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных».

В 17 столетии осуществляется ряд исследований по физиологии мышц, дыхания, обмена веществ.

В 18 веке в Европе возникает учение о «животном электричестве» (Л.Гальвани). Получает дальнейшее развитие принцип рефлекторной деятельности (исследования И.Прохаска) и т.д. В России в данный период времени физиологические исследования были сделаны известным отечественным ученым М.В.Ломоносовым.

19 век – период расцвета аналитической физиологии, когда были сделаны выдающиеся открытия практически по всем физиологическим системам. Это происходило одновременно с бурным расцветом естествознания, обретением фундаментальных знаний о природе: открытие закона сохранения энергии, клеточного строения организмов, формирование основ учения об эволюции жизни на Земле. Все это определяет выделение в середине 19 столетия физиологии в самостоятельную науку, что значительно интенсифицирует проведение физиологических исследований.

Во второй половине 19 века, а также в начале 20 столетия физиология в России становится одной из передовых в мировой науке. Особое значение в этот период приобретают физиологические исследования, проводимые школами И.М.Сеченова и И.П.Павлова. Так, в 19 в. в трудах И.М.Сеченова был раскрыт рефлекторный характер деятельности головного мозга. В книге «Рефлексы головного мозга», вышедшей в 1863 г., он первым предпринял попытку объективного изучения психических процессов. Идеи И.М.Сеченова были в дальнейшем развиты еще одним выдающимся отечественным физиологом И.М.Павловым, который создал экспериментальный метод исследования функций коры больших полушарий – метод условных рефлексов – и установил, что именно рефлексы являются основой всей высшей нервной деятельности. Высшую нервную деятельность И.П.Павлов противопоставил низшей нервной деятельности, которая направлена, в основном, на поддержание гомеостаза (равновесия, сбалансированности) в организме в процессе жизнедеятельности. И.П.Павлов отмечает, что, если нервные элементы, осуществляющие гомеостаз, взаимодействие внутри организма, объединены нервными связями уже в момент рождения, то нервные связи, обеспечивающие высшую нервную деятельность, реализуются только в процессе жизнедеятельности организма в форме жизненного опыта. Именно поэтому низшую нервную деятельность можно определить как врожденную форму, а высшую нервную деятельность – как приобретаемую в индивидуальной жизни и деятельности. Низшая нервная деятельность получила название безусловно-рефлекторной, а ее отдельные реакции называют безусловными рефлексами. Высшая нервная деятельность человека, ее характер во многом зависят от индивидуальных особенностей нервной системы. Совокупность этих специфических черт обусловлена наследственностью индивидуума, его жизненным опытом и называется типом нервной деятельности. Тип нервной системы определяет степень приспособленности организма к условиям окружающей среды. Таким образом, психическая деятельность осуществляется только с помощью высшей нервной деятельности.

Не меньшее значение для дальнейшего развития физиологии как науки имеет открытие химического механизма передачи нервного импульса в синапсах О.Леви и Г.Х.Дейлом. Выдающуюся роль в изучении функций центральной нервной системы сыграл Ч.С.Шеррингтон, разработавший и сформулировавший основные принципы координационной деятельности мозга.

В середине 20 столетия исследования в области решения проблемы возбуждения нервов и мышц проводят отечественные физиологи А.А.Ухтомский, А.Ф.Самойлов и Д.С.Воронцов.

Таким образом, именно 19 – 20 столетия ознаменованы многочисленными значительными успехами в изучении функционирования организма человека, включая и функционирование мозга, а именно, –центральной нервной системы.

В настоящее время большой вклад в изучение психической деятельности внесен наукой нейробиологией. С ее помощью раскрыты механизмы деятельности отдельных нейронов и их модулей, раскрыты механизмы взаимодействия различных отделов центральной нервной системы и деятельности мозга в целом, достаточно хорошо изучены процессы и механизмы возбуждения и торможения в ЦНС, а также показана физиологическая роль различных медиаторов. Так, доказано, что такой медиатор, как норадреналин регулирует настроение, эмоции человека, участвует в поддержании бодрствования, а также механизмах формирования некоторых фаз сна. Такой медиатор, как серотонин ускоряет процессы обучения, сенсорное восприятие и т.д.


Вопросы для самоконтроля:

  1. Дайте определение физиологии как науки.

  2. Что является предметом изучения физиологии?

  3. Какова история становления физиологии как науки?

  4. Кем введено понятие «высшая нервная деятельность»?

  5. Чем характеризуется высшая нервная деятельность?

  6. Чем отличаются низшая и высшая нервная деятельность?



2. Общее понятие о нервной системе


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, непосредственный доступ и выход на внутренние органы, на внешнюю среду, соединять их, управлять движениями человека и т.д. Таким образом, основной функцией нервной системы является управление деятельностью различных систем и аппаратов, составляющих целостный организм, координирование протекающих в нем процессов, установление взаимосвязей организма с внешней средой. Кроме того, нервная система может рассматриваться и как основа для сознательной деятельности человека, его мышления, поведения, речи. Не случайно И.П.Павлов отмечал, что деятельность нервной системы направляется, с одной стороны, на объединение, интеграцию работы всех частей организма, с другой – на связь организма с окружающей средой, на уравновешивание системы организма с внешними условиями.

Нервная система в организме представлена группой органов, ведущая роль в образовании которых принадлежит нервной ткани. Основной структурно-функциональной единицей нервной системы является нейрон (нервная клетка, нейроцит).

Если говорить о строении нервной системы, то ученые предлагают два подхода к ее делению.

Анатомически – на центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему.

Функционально она подразделяется на соматическую и автономную (вегетативную).

Центральная нервная система в организме человека выполняет интегрирующую роль, объединяя в единое целое все ткани, органы и координируя их специфическую активность в составе целостных гомеостатических и поведенческих функциональных систем.

^ Интегрирующая роль ЦНС – это соподчинение и объединение тканей и органов в центрально-периферическую систему, деятельность которой направлена на достижение полезного для организма приспособительного результата. Такое объединение становится возможным в результате участия ЦНС в управлении опорно-двигательным аппаратом при помощи соматической нервной системы, благодаря регуляции функций всех тканей и внутренних органов с помощью вегетативной нервной системы и эндокринной системы, а также наличию обширнейших афферентных связей ЦНС со всеми соматическими и вегетативными эффекторами.

Можно выделить четыре уровня ЦНС, каждый из которых вносит свой вклад в обеспечение интегративных процессов.

  1. Нейрон. Из-за множества возбуждающих и тормозящих синапсов на нейроне он превратился в ходе эволюции в очень значимое «устройство». Взаимодействие возбуждающих и тормозящих входов, взаимодействие субсинаптических нейрохимических процессов в протоплазме в конечном итоге определяют: возникнет та или иная последовательность потенциала действия на выходе нейрона или нет, т.е. будет дана команда другому нейрону, рабочему органу или нет.

  2. Нейрональный ансамбль (модуль), обладающий качественно новыми свойствами, отсутствующими у отдельных нейронов, позволяющими ему включаться в более сложные разновидности реакций ЦНС.

  3. Нервный центр. Благодаря наличию множественных прямых, обратных и некоторых других связей в ЦНС, прямых и обратных связей с периферическими органами нервные центры часто выступают как автономные командные устройства, реализующие управление тем или иным процессом на периферии в составе саморегулирующейся, самовосстанавливающейся, самовоспроизводящейся системы (организма).

  4. Высший уровень интеграции, объединяющий все центры регуляции в единую регулирующую систему, а отдельные органы и системы в единую физиологическую систему – организм. Это достигается взаимодействием главных систем ЦНС: лимбической, ретикулярной формацией, подкорковых образований и неокортекса как высшего отдела ЦНС, организующего поведенческие реакции и их вегетативное обеспечение

^ Координационная деятельность ЦНС – это согласование деятельности различных отделов ЦНС с помощью упорядочения распространения возбуждения между ними. Основой координационной деятельности является взаимодействие процессов возбуждения и торможения. Если выключить один из этих процессов, деятельность организма нарушается. Например, при блокаде процессов возбуждения в ЦНС с помощью эфира лягушка становится обездвиженной, ее мышцы теряют тонус, т.е. активность лягушки полностью нарушается. Однако следует выделить ряд факторов, обеспечивающих возможность такого взаимодействия, а также придающих ему приспособительный характер, ориентированный на поддержание оптимальных режимов функционирования систем организма:

  1. Фактор структурно-функциональной связи. Это наличие между отделами ЦНС, между ЦНС и различными органами функциональной связи, обеспечивающей преимущественное распространение возбуждения между ними.

  2. Фактор субординации. Подчинение нижележащих отделов ЦНС вышележащим.

  3. Фактор силы. Учеными доказано, что к одному и тому же центру могут подходить пути от различных рефлексогенных зон (принцип общего конечного пути). В случае их одномоментной активации центр реагирует на более сильное возбуждение.

  4. Одностороннее проведение возбуждения в синапсах. Оно способствует упорядочению распространения возбуждения, ограничивая иррадиацию возбуждения в ЦНС.

  5. Синаптическое облегчение. Участвует в процессах обеспечения координационной деятельности ЦНС при выработке навыков. Недостаточно скоординированные движения в начале выработки навыка постепенно становятся более точными, координированными. Дополнительные, ненужные движения постепенно устраняются.

  6. Доминанта (стойкий, господствующий очаг возбуждения, подчиняющий себе активность других нервных центров). Имеет значение в координационной деятельности ЦНС. Доминантное состояние двигательных центров обеспечивает автоматизированное выполнение двигательных актов.

Таким образом, основными функциями ЦНС являются следующие:

  1. Управление деятельностью опорно-двигательного аппарата. ЦЕС регулирует тонус мышц и посредством его перераспределения поддерживает естественную позу, а при нарушении – восстанавливает ее, а также инициирует все виды двигательной активности человека.

  2. Регуляция работы внутренних органов. Осуществляется вегетативной нервной системой и эндокринными железами. В состоянии покоя они обеспечивают гомеостазис (постоянство внутренней среды организма); во время работы обеспечивают приспособительную регуляцию деятельности внутренних органов согласно потребностям организма и поддержания гомеостазиса.

Концепция, признающая ведущую роль нервной системы в регуляции функций всех органов и тканей организма получила название физиологического нервизма. Концепция нервизма прошла в своем историческом развитии длинный путь. Основу для этой концепции подготовил Р.Декарт, выдвинувший идею о рефлекторном принципе деятельности нервной системы. Ф.Гофман сформулировал гипотезу о влиянии нервов на «все перемены в здоровом и больном состоянии». Данная идея была подтверждена и исследованиями У.Куллена. Согласно У.Куллену, все процессы как в здоровом, так и в больном организме регулирует «нервный принцип», который проявляет свое действие через головной мозг при посредстве нервов – проводников нервной деятельности. По мнению отечественного физиолога Е.О.Мухина «все человеческое тело вообще можно, отвлекаясь, рассматривать как построенное из нервов, ибо остальные части тела, видимо, существуют вследствие нервов как управляющих их способностями».

Большой вклад в развитие концепции нервизма внесли И.М.Сеченов и С.П.Боткин. По теории С.П.Боткина, организм – это целостная система, деятельность которой направляется и регулируется нервной системой. Ученый рассматривал различные заболевания как следствие нарушения нормальных нервных соотношений (клинический нервизм). Нарушение «регуляторных нервных аппаратов», по мнению С.П.Боткина, может явиться причиной ряда болезней человека, что убедительно подтверждено и современными клиническими наблюдениями.

Выдающаяся роль в развитии концепции физиологического нервизма принадлежит И.П.Павлов, который обосновал представление о трофическом влиянии нервной системы на органы и ткани, сформулировал принципы рефлекторной теории, доказал важную роль нервной системы в регуляции секреции желез желудочно- кишечного тракта, открыл условные рефлексы и с их помощью разработал основы учения о высшей нервной деятельности.

  1. Обеспечение адаптивного поведения организма в постоянно изменяющейся окружающей среде на основе врожденных (безусловные рефлексы и инстинкты) и приобретенных (условные рефлексы) форм поведения. Адаптивное поведение направлено на индивидуальное и видовое сохранение организмов, взаимодействие с особями своего вида и на освоение новых пространственно-временных сред.

  2. Обеспечение высших психических функций (таких как восприятие, внимание, память, эмоции, мышление, сознание и т.д.).

ЦНС состоит из головного и спинного мозга, которые покрыты тремя соединительными мозговыми оболочками.

^ Спинной мозг расположен в позвоночном канале от 1 шейного до 1-2 поясничных позвонков. Передней и задней продольными бороздами спинной мозг делится на две симметричные половины. В центре проходит спинномозговой канал, вокруг которого сосредоточено серое вещество (скопление преимущественно нервных клеток). Наружный слой спинного мозга образован белым веществом, состоящим из отростков нейронов, которые и формируют проводящие пути. От спинного мозга отходит 31 пара смешанных спинномозговых нервов, каждый из которых начинается двумя корешками: передним (двигательным) и задним (чувствительным). На задних корешках находятся так называемые спинномозговые узлы (скопления нервных клеток). Спинной мозг выполняет две важные функции – рефлекторную и проводниковую. Как рефлекторный центр спинной мозг осуществляет двигательные и вегетативные рефлексы. Двигательные нейроны спинного мозга иннервируют все мышцы туловища и конечностей. С вегетативными центрами спинного мозга связаны важнейшие вегетативные рефлексы: сосудодвигательный, пищевой, дыхательный и т.д. Рефлекторную функцию спинной мозг осуществляет во взаимодействии с головным мозгом.

^ Головной мозг находится в мозговом отделе черепа. Масса головного мозга взрослого человека составляет около 1400-1600 г. Он состоит из пяти отделов: переднего, промежуточного, среднего, заднего (мост и мозжечок) и продолговатого. Если дать краткую характеристику строения головного мозга, то необходимо отметить, что полушария переднего мозга человека являются эволюционно более новыми и достигают наибольшего развития (до 80% массы мозга). Продолговатый мозг, задний (или как его еще называют варолиев), средний и промежуточный образуют ствол головного мозга. В дальнейшем мы с вами будем подробно разбирать все отделы головного мозга их строение и конкретное функциональное назначение.

^ Периферическая нервная система образована многочисленными парными нервами, которые отходят как от головного, так и от спинного мозга. Эти нервы проникают во все органы и ткани, образуя многочисленные разветвления, которые имеют рецепторные (чувствительные) и эффекторные (двигательные, секреторные) окончания и вместе с центральными отделами (головной и спинной мозг) обеспечивают объединение всех частей организма в единое целое.

Если же говорить о функциональном подходе к делению нервной системы, то необходимо отметить, что соматическая нервная система регулирует работу скелетных мышц и обеспечивает чувствительность человеческого тела.

^ Автономная (вегетативная) нервная система. Ее принято делить на два отдела:

  • симпатический;

  • парасимпатический.

При этом в каждом отделе автономной нервной системы имеется центральная и периферическая части. Центральную часть образуют тела нейронов, лежащих в спинном и головном мозге. Эти скопления нервных клеток получили название вегетативных ядер (симпатических или парасимпатических). Отходящие от этих ядер волокна, а также узлы нервной системы и нервные сплетения в стенках внутренних органов образуют периферическую часть. Путь импульсов в автономной нервной системе состоит из двух нейронов. «Первые» находятся в ядрах центральной нервной системы, а «вторые» на периферии - в узлах или нервных сплетениях.

^ Симпатические ядра расположены в спинном мозге в области боковых рогов серого вещества и образованы телами нейронов. Волокна, отходящие от ядер, идут в составе передних спинномозговых корешков и заканчиваются в симпатических узлах. Данные узлы образованы телами «вторых» нейронов, которые расположены попарно слева и справа от позвоночного столба и соединены между собой. Образованные ими попарные пограничные симпатические стволы начинаются на уровне шейных позвонков и заканчиваются у копчика. От узлов симпатической цепочки импульсы идут к рабочему органу (коже, сосудам, железам, внутренним органам, органам чувств). Часть тел «вторых» нейронов не входит в состав парных пограничных симпатических стволов. Данные нейроны образуют узлы нервных сплетений, расположенных вблизи органов (солнечное, сердечное, подчревное и другие сплетения). Путь от центральной нервной системы до нервного узла называют преганглиозным, а от узла рабочего органа –постганглионарным. Особенность симпатического отдела автономной нервной системы состоит в том, что у него преганглионарный путь значительно короче постганглионарного.

^ Парасимпатические ядра лежат в среднем и продолговатом мозге, а также в крестцовом отделе спинного мозга. Они образованы телами нейронов автономного пути. Так, нервные волокна от ядер среднего мозга в составе глазодвигательного нерва идут к органам зрения. Поступающее по ним возбуждение изменяет величину зрачка, меняет форму хрусталика, приспосабливая глаз к ясному видению предметов на различных расстояниях.

Значительное число волокон ядер продолговатого мозга входит в состав блуждающего нерва, снабжающего парасимпатическими волокнами большую часть органов грудной и брюшной полости. В парасимпатическом отделе нервные узлы образованы телами «вторых» нейронов и разбросаны по всему телу. Они находятся или около, или в самом иннервируемом органе. В связи с этим в парасимпатическом отделе автономной нервной системы преганглионарные волокна имеют большую длину, а постганглионарный путь очень короткий.

^ Функции автономной нервной системы. Раскрывая функциональное назначение автономной нервной системы, необходимо отметить, что симпатический и парасимпатический отделы обладают различными свойствами. Так, симпатическая нервная система регулирует функционирование всех органов и тканей тела человека. Ее волокна подходят не только ко всем внутренним органам, но и к скелетной мускулатуре, а также к коже.

Волокна парасимпатического отдела не подходят к гладкой мускулатуре. Парасимпатическую иннервацию имеют только некоторые сосуды (например, слюнных желез и языка).

Кроме этого, необходимо отметить, что симпатическая и парасимпатическая нервные системы оказывают противоположное влияние на функции разных органов. Так, симпатическая нервная система – это система «тревоги», защиты организма, мобилизации резервов, необходимых для активного взаимодействия со средой. Раздражение симпатического отдела увеличивает частоту и силу сердечных сокращений, расширяет сосуды сердца, сужает большинство других кровеносных сосудов, расширяет бронхи, замедляет двигательную функцию желудочно-кишечного тракта, усиливает обмен веществ, стимулирует секрецию пота, расширяет зрачки и глазные щели. Кроме того, симпатическая нервная система влияет на влияет на деятельность головного мозга.

Парасимпатическая нервная система оказывает успокаивающее воздействие на организм. Она тормозит работу большинства систем (например, замедляет ритм сердечных сокращений, уменьшает их силу, сужает бронхи. Дыхание становится редким и глубоким).

Функции автономной нервной системы контролируют вышележащие отделы головного мозга и коры больших полушарий. Также необходимо отметить, что деятельность вегетативной нервной системы подчиняется воле человека.

Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер. Сам термин рефлекс произошел от латинского слова reflexus что в буквальном переводе означает отраженный. Именно поэтому рефлекс учеными определяется как ответная реакция организма на то или иное раздражение (внешнее или внутреннее воздействие), которая происходит при участии центральной нервной системы (ЦНС). И это не случайно. Человеческий организм, обитающий в окружающей его внешней среде, взаимодействует с ней. Среда влияет на организм, и организм, в свою очередь, соответствующим образом реагирует на эти влияния. Ответную реакцию вызывают и те процессы, которые протекают внутри человеческого организма. Таким образом, именно нервная система обеспечивает взаимосвязь, единство организма и среды.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Дайте общую характеристику нервной системы человека.

  2. Раскройте подходы к структурированию нервной системы.

  3. В чем сущность интегрирующей деятельности ЦНС?

  4. Раскройте механизм координационной деятельности ЦНС.

  5. Каковы функции соматической и вегетативной нервной системы?



3. Структурные элементы нервной системы


В основе современного представления о структуре и функции ЦНС лежит нейронная теория, которая представляет собой частный случай клеточной теории. Нейронная теория, рассматривающая мозг как результат функционального объединения отдельных клеточных элементов – нейронов, получила широкое распространение и признание в начале 20 столетия.

Большое значение для ее признании имели исследования испанского ученого нейрогистолога Р.Кахала и английского физиолога Ч.Шеррингтона. Окончательные доказательства полной структурной обособленности нервных клеток были получены с помощью электронного микроскопа.

Учеными доказано, что нервная система построена из двух типов клеток: нервных и глиальных. При этом количество глиальных клеток в 8-9 раз превышает количество нервных. Несмотря на это, именно нервные клетки обеспечивают все многообразие процессов, связанных с передачей и обработкой информации.

Таким образом, основной структурно-функциональной единицей нервной системы является нейрон (нервная клетка, нейроцит) (Рис. 1).




Рис.1. Нервные клетки:

А – мультиполярный нейрон; 1 – нейрит;

Б – униполярный нейрон; 2 – дендрит

В – биполярный нейрон


Нейрон состоит из тела (сомы), которое содержит различные внутриклеточные органеллы, необходимые для обеспечения жизнедеятельности клетки. Кроме того, в теле нейрона протекают все процессы химического синтеза, откуда продукты этого синтеза поступают в различные отростки, которые отходят от тела нейрона. Тело нейрона покрыто специальной оболочкой – мембраной. От тела клетки берут начало отростки нервной клетки – дендриты и аксоны. В большинстве случаев дендриты сильно разветвляются, вследствие чего их суммарная поверхность значительно превосходит поверхность тела клетки. По количеству имеющихся отростков нейроны классифицируются следующим образом:

1)биполярные нейроны – имеют два отростка;

2)мультиполярные нейроны – имеют более двух отростков;

3)униполярные нейроны – имеют один хорошо выраженный отросток.

Как полагают ученые, мозг человека состоит из 2,5 умноженных на 10 в десятой степени нейронов. Если подсчитать это число, то оно практически совпадет с числом, которое определяет количество звезд в Галактике.

Основное функциональное назначение отростков – обеспечение распространения нервных импульсов. Проведение нервного импульса от тела нейрона к другой нервной клетке или к рабочей ткани, органу осуществляется по аксону (нейриту) (от греческого axon – ось). Любой нейрон может иметь лишь только один аксон. Отростки, проводящие нервные импульсы к телу нейрона называются дендритами (от греческого dendron, что означает дерево).

Необходимо отметить, что нервная клетка способна пропускать нервный импульс только в одном направлении – от дендрита через тело нервной клетки к аксону и через него далее, - к месту назначения.

В соответствии с морфофункциональными характеристиками выделяют три типа нейронов.

1. Чувствительные, рецепторные, или афферентные нейроны. Тела этих нервных клеток всегда расположены все головного или спинного мозга, в узлах (ганглиях) периферической нервной системы. Один из отростков, отходящих от тела нервной клетки, следует на периферию к тому или иному органу и заканчивается там чувствительным окончанием – рецептором, который способен трансформировать энергию внешнего воздействия (раздражение) в нервный импульс. Второй отросток направляется в ЦНС, спинной мозг или стволовую часть головного мозга в составе задних корешков спинномозговых нервов или соответствующих черепных нервов.

Рецепцию, т.е. восприятие раздражения и начавшееся распространение нервного импульса по нервным проводникам к центрам, И.П.Павлов относил к началу процесса анализа.

2. Замыкательный, вставочный, ассоциативный, или кондукторный, нейрон. Этот нейрон осуществляет передачу возбуждения с афферентного (чувствительного) нейрона на эфферентные. Суть этого процесса заключается в передаче полученного афферентным нейроном сигнала эфферентному нейрону для исполнения в виде ответной реакции. И.П.Павлов определил это действие как «явление нервного замыкания». Замыкательные (вставочные) нейроны лежит в пределах ЦНС.

3. Эффекторный, эфферентный (двигательный или секреторный) нейрон. Тела этих нейронов находятся в ЦНС (или на периферии – в симпатических, парасимпатических узлах).

Нейроны в нервной системе, вступая в контакт друг с другом, образуют цепи, по которым и передаются (движутся) нервные импульсы. Передача нервного импульса от одного нейрона к другому происходит в местах их контактов и обеспечивается особого рода образованиями, получившими название межнейронных синапсов. Синапсы принято делить на аксосоматические, когда окончания аксона одного нейрона образуют контакты с телом другого нейрона, и аксодендритические, когда аксон вступает в контакт с дендритами другого нейрона. Отдельные нервные клетки образуют до 2000 синапсов каждая.

Нервные отростки, покрытые оболочками, образуют нервные волокна. Различают две основных группы нервных волокон:

- миелиновые (мякотные);

- безмиелиновые (безмякотные).

Нервы построены из мякотных и безмякотных нервных волокон и соединительно-тканных оболочек. Мякотные нервные волокна входят в состав чувствительных и двигательных нервов; безмякотные нервные волокна, в основном, принадлежат автономной нервной системе.

Между нервными волокнами располагается тонким слоем соединительная ткань – эндонервий.

Снаружи нерв покрывает волокнистая соединительная ткань – принервий.

Выделяют следующие физиологические свойства нервного волокна:

  1. Возбудимость. В 1791 г. ученый французский ученый Гальвани выдвинул идею о существовании «живого электричества» в нервах и мышцах. Его соотечественник Маттеучи в 40-е годы Х1Х столетия получил первые доказательства электрической природы нервного импульса, а еще один ученый Гельмгольц, ставший впоследствии знаменитым физиком, в 1850 г. измерил скорость проведения нервного импульса, определив передачу его по нерву не как физическое проведение, а как активный биологический процесс. В связи с этим, нервные импульсы получили название потенциалов действия. После проведенных исследований широкое распространение получили идеи о том, что нейрон является клеткой, предназначенной для выработки импульсов, которые являются непосредственными средствами обмена сигналами между нервными клетками.

  2. Проводимость. Как мы с вами отмечали, функция аксона заключается в проведении нервных импульсов. Проведение нервного импульса можно уподобить распространению электрического тока. Как правило, потенциал действия зарождается в начальном, ближайшем к телу клетки сегменте аксона и пробегает по аксону к его окончаниям. За счет различных ионов (натрия, калия и т.д.), которые постоянно перемещаются в следствии диффузии через мембрану живой клетки, на ее поверхности формируется заряд, который получил название мембранный потенциал. В состоянии покоя на внутренней стороне мембраны регистрируется отрицательный потенциал. Постоянный отрицательный потенциал, регистрируемый на нейронах, принято называть мембранным потенциалом покоя, а данное явление – поляризацией. Уменьшение степени поляризации (смещение потенциала к нулю) называют деполяризацией. Увеличение – гиперполяризацией.

  3. ^ Целостность нервного волокна. Возбуждение распространяется по нервному волокну лишь при сохранении его анатомической и физиологической целостности. Потеря структурных и физиологических свойств в результате охлаждения, воздействия токсических веществ и т.д. ведет к нарушению проводимости нервного волокна.

  4. ^ Двустороннее проведение возбуждения по нервному волокну. Данное явление открыто русским ученым Р.И.Рабухиным, который показал, что возбуждение, возникнув в какой-либо области нервного волокна, распространяется в обе стороны, независимо от того, какое это волокно – центростремительное или центробежное.

  5. ^ Свойство изолированного проведения нервного импульса. Если возбуждение возникло в одном нервном волокне, то оно не может перейти на соседнее нервное волокно, находящееся в одном и том же нерве. Важное значение этого свойства проявляется в том, что большинство нервов являются смешанными, состоящими из тысяч функционально различных нервных волоокое.

  6. ^ Относительная неутомляемость нерва. Это свойство было выделено в 1884 г. ученым Н.Е.Введенским, который показал, что нерв сохраняет способность к проведению возбуждения даже при длительном непрерывном его раздражении, т.е. нерв практически неутомляем. Только лишь изменения морфофункциональных свойств нерва постепенно могут подавлять его проводимость.

  7. ^ Функциональная лабильность нервной ткани. Данное понятие также сформулировано Н.Е.Введенским в 1892 г., который обнаружил, что нерв может отвечать не данную частоту раздражения такой же частотой возбуждения только до определенного предела. Мерой лабильности, по Н.Е.Введенскому является наибольшее число возбуждений, которое ткань может воспроизвести в 1 секунду в полном соответствии с частотой раздражений. Например, наибольшее число импульсов двигательного нерва теплокровных составляет до 1000 в 1 сек. Возбудимая ткань в зависимости от функционального состояния способна изменять свою лабильность как в сторону ее понижения, так и повышения. В этом случае возбудимая ткань начинает усваивать новые, более высокие (или низкие), ранее недоступные ей ритмы активности. Снижение функциональной лабильности в процессе жизнедеятельности ведет к торможению функции.

Совокупность нервных клеток (нейронов), расположенных на различных уровнях ЦНС, достаточных для приспособительной регуляции функции органа согласно потребностям организма называют нервными центрами. Например, нейроны дыхательного центра располагаются и в спинном мозге, и в продолговатом мозге, и в мосту. Однако среди нескольких групп клеток, расположенных на различных уровнях ЦНС, как правило, выделяется главная часть центра. Так, главная часть дыхательного центра располагается в продолговатом мозге и включает инспираторные и экспираторные нейроны.

Нервный центр реализует свое влияние на эффекторы либо непосредственно с помощью эфферентных импульсов соматической и вегетативной нервной системы, либо с помощью активации и выработки соответствующих гормонов.

Также необходимо отметить, что пространство между нейронами заполняют клетки глии. Глия обеспечивает структурную и метаболическую опору для сети нейронов, обеспечивает их взаиморасположение. Среди клеток глии различают:

1)астроциты, клетки, находящиеся в головном и спинном мозге;

2)олигодендроциты, тесно связанные в ЦНС с длинными нервными путями, образованными пусками аксонов, а также с нервами;

3)эпендимные клетки, которые в основном образуют непрерывную эпителиальную ткань, выстилающую желудочки мозга;

4)микроглию, которая состоит из мелких клеток, разбросанных в белом и сером веществе мозга.


Вопросы для самоконтроля:

  1. Что такое нейрон?

  2. Каково его строение?

  3. В чем заключается функциональное назначение отростков нейрона?

  4. Что такое синапс?

  5. Раскройте подходы к классификации синапсов.

  6. Дайте характеристику типов нейронов.

  7. Охарактеризуйте нервное волокно.

  8. Дайте характеристику физиологических свойств нервного волокна.

  9. Что такое нервный центр?

  10. Что такое «глия» и каково ее функциональное назначение?


  1   2   3   4   5

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 iconУчебное пособие Нижний Новгород 2007 ббк 74. 58 С 32

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 iconУчебное пособие по курсу "Биотехнология" для студентов фармацевтического факультета нижний новгород

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 iconУчебное пособие. Нижний Новгород: Издательство ннгу им. Н. И. Лобачевского, 2004. 212 с. Isbn 5-85746-804-3

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 icon№3. Физиология центральной нервной системы

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 icon№2. Физиология центральной нервной системы

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 iconФизиология центральной нервной системы

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Физиология центральной нервной системы»

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «физиология центральной нервной системы» Составитель

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 iconУчебная дисциплина: «Физиология и биохимия крови» Специальность «011618 Физиология человека и животных»

Учебное пособие Часть 1 физиология центральной нервной системы нижний Новгород 2008 ббк 74. 58 С 32 iconУчебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией подготовительного факультета для

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2019
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы