С еволюционното усложнение на многоклетъчните организми, функционалната специализация на клетките, се наложи да се регулират и координират жизнените процеси на надклетъчно, тъканно, органно, системно и органично ниво. Тези нови регулаторни механизми и системи трябваше да се появят заедно със запазването и усложняването на механизмите за регулиране на функциите на отделните клетки с помощта на сигнални молекули. Адаптирането на многоклетъчните организми към промените в средата на съществуване би могло да се осъществи при условие, че новите механизми на регулиране биха могли да осигурят бързи, адекватни, целенасочени отговори. Тези механизми трябва да могат да запомнят и извличат от паметта информация за предишни въздействия върху тялото, както и да притежават други свойства, които осигуряват ефективна адаптивна дейност на тялото. Те бяха механизмите на нервната система, които се появяват в сложни, високоорганизирани организми.
Нервна системаТова е съвкупност от специални структури, които обединяват и координират дейността на всички органи и системи на тялото в постоянно взаимодействие с външната среда.
Централната нервна система включва главния и гръбначния мозък. Мозъкът е подразделен на заден мозък (и мост мост), ретикуларна формация, подкоркови ядра. Телата образуват сивото вещество на централната нервна система, а техните процеси (аксони и дендрити) образуват бялото вещество.
Обща характеристика на нервната система
Една от функциите на нервната система е възприятиеразлични сигнали (стимули) на външната и вътрешната среда на тялото. Нека припомним, че всяка клетка може да възприема различни сигнали от средата на съществуване с помощта на специализирани клетъчни рецептори. Те обаче не са приспособени към възприемането на редица жизненоважни сигнали и не могат мигновено да предават информация на други клетки, които функционират като регулатори на интегралните адекватни реакции на тялото към стимули.
Излагането на стимули се възприема от специализирани сензорни рецептори. Примери за такива стимули могат да бъдат кванти от светлина, звуци, топлина, студ, механични влияния (гравитация, промени в налягането, вибрации, ускорение, компресия, разтягане), както и сигнали от сложен характер (цвят, сложни звуци, дума).
За да се оцени биологичното значение на възприеманите сигнали и организацията на адекватен отговор към тях в рецепторите на нервната система, се извършва тяхната трансформация - кодиранев универсална форма на сигнали, разбираеми за нервната система, в нервни импулси, държане (прехвърлено)които покрай нервните влакна и пътищата към нервните центрове са необходими за тяхното анализ.
Сигналите и резултатите от техния анализ се използват от нервната система за организиране на отговоритеза промени във външната или вътрешната среда, регулиранеи координацияфункции на клетките и свръхклетъчни структури на тялото. Такива реакции се осъществяват от ефекторните органи. Най-честите варианти на отговор на стимули са двигателни (моторни) реакции на скелетната или гладката мускулатура, промени в секрецията на епителните (екзокринни, ендокринни) клетки, инициирани от нервната система. Вземайки пряко участие във формирането на реакциите на промените в средата на съществуване, нервната система изпълнява функциите регулиране на хомеостазата,осигуряване функционално взаимодействиеоргани и тъкани и техните интеграцияв един цялостен организъм.
Благодарение на нервната система се осъществява адекватно взаимодействие на тялото с околната среда не само чрез организиране на реакциите на ефекторните системи, но и чрез собствените му психични реакции - емоции, мотивации, съзнание, мислене, памет, висши. познавателни и творчески процеси.
Нервната система се дели на централна (мозък и гръбначен мозък) и периферна - нервни клетки и влакна извън черепната кухина и гръбначния канал. Човешкият мозък съдържа над 100 милиарда нервни клетки (неврони).В централната нервна система се образуват клъстери от нервни клетки, които изпълняват или контролират същите функции нервни центрове.Структурите на мозъка, представени от телата на невроните, образуват сивото вещество на централната нервна система, а процесите на тези клетки, комбинирайки се в пътища, образуват бялото вещество. В допълнение, структурната част на централната нервна система са глиалните клетки, които се образуват невроглия.Броят на глиалните клетки е около 10 пъти повече от броя на невроните и тези клетки съставляват по-голямата част от масата на централната нервна система.
Нервната система се дели на соматична и автономна (автономна) според характеристиките на изпълняваните функции и структура. Соматичната структура включва структурите на нервната система, които осигуряват възприемането на сетивните сигнали предимно от външната среда чрез сетивните органи, и контролират работата на набраздената (скелетна) мускулатура. Вегетативната (автономна) нервна система включва структури, които осигуряват възприемането на сигнали предимно от вътрешната среда на тялото, регулират работата на сърцето, другите вътрешни органи, гладката мускулатура, екзокринната и част от ендокринните жлези.
В централната нервна система е обичайно да се разграничават структури, разположени на различни нива, които се характеризират със специфични функции и роля в регулирането на жизнените процеси. Сред тях са базалните ядра, структурите на мозъчния ствол, гръбначния мозък и периферната нервна система.
Структурата на нервната система
Нервната система е разделена на централна и периферна. Централната нервна система (ЦНС) включва мозъка и гръбначния мозък, докато периферната нервна система включва нерви, простиращи се от централната нервна система до различни органи.
Ориз. 1. Структурата на нервната система
Ориз. 2. Функционално деление на нервната система
Значението на нервната система:
- обединява органите и системите на тялото в едно цяло;
- регулира работата на всички органи и системи на тялото;
- осъществява връзката на организма с външната среда и адаптирането му към условията на околната среда;
- съставлява материалната основа на умствената дейност: реч, мислене, социално поведение.
Структурата на нервната система
Структурната и физиологична единица на нервната система е - (фиг. 3). Състои се от тяло (сома), израстъци (дендрити) и аксон. Дендритите са силно разклонени и образуват множество синапси с други клетки, което определя водещата им роля във възприемането на информацията от неврона. Аксонът започва от тялото на клетката като аксонна могила, която е генератор на нервен импулс, който след това се пренася по аксона към други клетки. Аксонната мембрана в синапса съдържа специфични рецептори, които могат да реагират на различни невротрансмитери или невромодулатори. Следователно процесът на освобождаване на медиатор от пресинаптичните окончания може да бъде повлиян от други неврони. Също така, мембраната на терминалите съдържа голям брой калциеви канали, през които калциевите йони влизат в терминала, когато е възбуден и активират освобождаването на медиатора.
Ориз. 3. Диаграма на неврон (по И.Ф. Иванов): а - структурата на неврона: 7 - тяло (перикарион); 2 - ядро; 3 - дендрити; 4,6 - неврит; 5.8 - миелинова обвивка; 7- обезпечение; 9 - прихващане на възела; 10 - ядрото на лемоцита; 11 - нервни окончания; b - видове нервни клетки: I - униполярни; II - многополюсен; III - биполярно; 1 - неврит; 2 -дендрит
Обикновено в невроните възниква потенциал на действие в областта на мембраната на аксоналния хълм, чиято възбудимост е 2 пъти по-висока от възбудимостта на други области. Оттук възбудата се разпространява по аксона и тялото на клетката.
Аксоните, в допълнение към функцията за провеждане на възбуждане, служат като канали за транспортиране на различни вещества. Протеините и медиаторите, синтезирани в клетъчното тяло, органели и други вещества, могат да се движат по аксона до неговия край. Това движение на веществата се нарича аксонален транспорт.Има два вида му – бърз и бавен аксонален транспорт.
Всеки неврон в централната нервна система изпълнява три физиологични роли: възприема нервните импулси от рецептори или други неврони; генерира свои собствени импулси; провежда възбуждане към друг неврон или орган.
Според функционалната си значимост невроните се разделят на три групи: чувствителни (сензорни, рецепторни); вмъкване (асоциативно); мотор (ефектор, мотор).
В допълнение към невроните, централната нервна система съдържа глиални клетки,заема половината от обема на мозъка. Периферните аксони също са заобиколени от обвивка от глиални клетки - лемоцити (Schwann клетки). Невроните и глиалните клетки са разделени от междуклетъчни празнини, които комуникират помежду си и образуват пълно с течност междуклетъчно пространство от неврони и глия. Чрез това пространство се осъществява обмен на вещества между нервните и глиалните клетки.
Невроглиалните клетки изпълняват много функции: поддържащи, защитни и трофични роли за невроните; поддържат определена концентрация на калциеви и калиеви йони в междуклетъчното пространство; унищожават невротрансмитерите и други биологично активни вещества.
Функции на централната нервна система
Централната нервна система изпълнява няколко функции.
интегративно:организмът на животните и хората е сложна високоорганизирана система, състояща се от функционално свързани помежду си клетки, тъкани, органи и техните системи. Тази връзка, обединяването на различни компоненти на тялото в едно цяло (интегриране), тяхното координирано функциониране се осигурява от централната нервна система.
Координиране:функциите на различни органи и системи на тялото трябва да протичат съвместно, тъй като само с този начин на живот е възможно да се поддържа постоянството на вътрешната среда, както и да се адаптира успешно към променящите се условия на околната среда. Координацията на дейността на елементите, съставляващи организма, се осъществява от централната нервна система.
регулаторен:централната нервна система регулира всички процеси, протичащи в тялото, следователно с негово участие настъпват най-адекватните промени в работата на различни органи, насочени към осигуряване на една или друга негова дейност.
трофичен:централната нервна система регулира трофиката, интензивността на метаболитните процеси в тъканите на тялото, което е в основата на формирането на реакции, които са адекватни на текущите промени във вътрешната и външната среда.
Адаптивен:централната нервна система комуникира тялото с външната среда, като анализира и синтезира различна информация, идваща към него от сетивните системи. Това дава възможност да се преструктурират дейностите на различни органи и системи в съответствие с промените в околната среда. Той изпълнява функциите на регулатор на поведението, което е необходимо в конкретни условия на съществуване. Това гарантира адекватна адаптация към околния свят.
Формиране на ненасочено поведение:централната нервна система формира определено поведение на животното в съответствие с доминиращата потребност.
Рефлекторно регулиране на нервната дейност
Адаптирането на жизнените процеси на организма, неговите системи, органи, тъкани към променящите се условия на околната среда се нарича регулиране. Регулацията, осигурена съвместно от нервната и хормоналната системи, се нарича невро-хормонална регулация. Благодарение на нервната система тялото осъществява дейността си на рефлекторния принцип.
Основният механизъм на дейност на централната нервна система е реакцията на тялото към действията на стимула, осъществявана с участието на централната нервна система и насочена към постигане на полезен резултат.
Рефлекс в превод от латински означава "отражение". Терминът "рефлекс" е предложен за първи път от чешкия изследовател И.Г. Прохаская, който разработи доктрината за отразяващи действия. По-нататъшното развитие на рефлексната теория е свързано с името на I.M. Сеченов. Той вярвал, че всичко несъзнателно и съзнателно се извършва според вида на рефлекса. Но тогава нямаше методи за обективна оценка на мозъчната активност, които да потвърдят това предположение. По-късно е разработен обективен метод за оценка на мозъчната активност от академик I.P. Павлов и той получи името на метода на условния рефлекс. Използвайки този метод, ученият доказа, че условните рефлекси, които се формират на базата на безусловни рефлекси поради образуването на временни връзки, са в основата на висшата нервна дейност на животните и хората. Академик П.К. Анохин показа, че цялото разнообразие от животински и човешки дейности се извършва въз основа на концепцията за функционални системи.
Морфологичната основа на рефлекса е , състоящ се от няколко нервни структури, което осигурява изпълнението на рефлекса.
В образуването на рефлексна дъга участват три вида неврони: рецепторни (чувствителни), междинни (интеркалирани), двигателни (ефекторни) (фиг. 6.2). Те се комбинират в невронни вериги.
Ориз. 4. Схема на регулиране според принципа на рефлекса. Рефлексна дъга: 1 - рецептор; 2 - аферентен път; 3 - нервен център; 4 - еферентен път; 5 - работен орган (всеки орган на тялото); MN - двигателен неврон; М - мускул; KN - команден неврон; CH - сензорен неврон, ModN - модулаторен неврон
Дендритът на рецепторния неврон контактува с рецептора, неговият аксон се изпраща към централната нервна система и взаимодейства с интеркаларния неврон. От интеркаларния неврон аксонът отива към ефекторния неврон, а неговият аксон се насочва към периферията към изпълнителния орган. Така се образува рефлексна дъга.
Рецепторните неврони са разположени на периферията и във вътрешните органи, докато интеркаларните и моторните неврони са разположени в централната нервна система.
В рефлексната дъга се разграничават пет връзки: рецептор, аферентен (или центростремителен) път, нервен център, еферентен (или центробежен) път и работен орган (или ефектор).
Рецепторът е специализирана единица, която усеща дразнене. Рецепторът се състои от специализирани, силно чувствителни клетки.
Аферентната връзка на дъгата е рецепторен неврон и провежда възбуждане от рецептора към нервния център.
Нервният център е образуван от голям брой интеркалирани и моторни неврони.
Тази връзка на рефлексната дъга се състои от набор от неврони, разположени в различни части на централната нервна система. Нервният център възприема импулси от рецептори по аферентния път, анализира и синтезира тази информация, след което предава формираната програма за действие по еферентните влакна към периферния изпълнителен орган. И работният орган осъществява характерната си дейност (мускулът се свива, жлезата отделя тайна и т.н.).
Специална връзка на обратната аферентация възприема параметрите на действието, извършвано от работния орган, и предава тази информация на нервния център. Нервният център е акцептор на действието на връзката на обратната аферентация и получава информация от работния орган за съвършеното действие.
Времето от началото на действието на стимула върху рецептора до появата на отговора се нарича рефлексно време.
Всички рефлекси при животните и хората се подразделят на безусловни и условни.
Безусловни рефлекси -вродени, наследствено предавани реакции. Безусловните рефлекси се осъществяват чрез вече формираните в тялото рефлекторни дъги. Безусловните рефлекси са видоспецифични, т.е. характерни за всички животни от този вид. Те са постоянни през целия живот и възникват в отговор на адекватно стимулиране на рецепторите. Безусловните рефлекси също се класифицират според тяхното биологично значение: хранителни, защитни, сексуални, локомоторни, ориентиращи. Според местоположението на рецепторите тези рефлекси се подразделят на екстероцептивни (температурни, тактилни, зрителни, слухови, вкусови и др.), интероцептивни (съдови, сърдечни, стомашни, чревни и др.) и проприоцептивни (мускулни, сухожилни и др. .). По естество на отговора - на моторни, секреторни и пр. Чрез намиране на нервните центрове, през които се осъществява рефлексът - към гръбначен, булбарен, мезенцефален.
Условни рефлекси -рефлекси, придобити от тялото в хода на индивидуалния му живот. Условните рефлекси се осъществяват чрез новообразувани рефлекторни дъги на базата на рефлексни дъги на безусловни рефлекси с образуването на временна връзка между тях в кората на главния мозък.
Рефлексите в тялото се осъществяват с участието на ендокринни жлези и хормони.
В основата на съвременните идеи за рефлексната дейност на тялото е концепцията за полезен адаптивен резултат, за постигането на който се изпълнява всеки рефлекс. Информацията за постигането на полезен адаптивен резултат постъпва в централната нервна система чрез обратната връзка под формата на обратна аферентация, която е задължителен компонент на рефлексната дейност. Принципът на обратната аферентация в рефлексната дейност е разработен от P.K., обратна аферентация.
Когато изключите която и да е връзка от рефлексния пръстен, рефлексът изчезва. Следователно, за осъществяването на рефлекса е необходима целостта на всички връзки.
Свойства на нервните центрове
Нервните центрове имат редица характерни функционални свойства.
Възбуждането в нервните центрове се разпространява едностранно от рецептора към ефектора, което е свързано със способността за провеждане на възбуждане само от пресинаптичната мембрана към постсинаптичната.
Възбуждането в нервните центрове се извършва по-бавно, отколкото по протежение на нервното влакно, в резултат на забавяне на провеждането на възбуждане през синапсите.
Сумирането на възбужденията може да се случи в нервните центрове.
Има два основни начина за сумиране: времеви и пространствени. В временно сумираненяколко импулса на възбуждане идват към неврона през един синапс, сумират се и генерират в него потенциал за действие и пространствено сумиранесе проявява в случай на импулси към един неврон през различни синапси.
В тях настъпва трансформацията на ритъма на възбуждане, т.е. намаляване или увеличаване на броя на импулсите на възбуждане, напускащи нервния център, в сравнение с броя на импулсите, идващи към него.
Нервните центрове са много чувствителни към липсата на кислород и действието на различни химикали.
Нервните центрове, за разлика от нервните влакна, са способни на бърза умора. Синаптичната умора с продължително активиране на центъра се изразява в намаляване на броя на постсинаптичните потенциали. Това се дължи на консумацията на медиатора и натрупването на метаболити, които подкиселяват околната среда.
Нервните центрове са в състояние на постоянен тонус поради непрекъснатия поток на определен брой импулси от рецепторите.
Нервните центрове се характеризират с пластичност - способността да увеличават своята функционалност. Това свойство може да се дължи на синаптичен релеф – подобрена проводимост в синапсите след кратко стимулиране на аферентните пътища. С честото използване на синапси се ускорява синтеза на рецептори и предавател.
Заедно с възбуждането в нервния център протичат процеси на инхибиране.
Координационна дейност на централната нервна система и нейните принципи
Една от важните функции на централната нервна система е координационната функция, която също се нарича координационни дейностиЦентрална нервна система. Той се разбира като регулиране на разпределението на възбуждането и инхибирането в нервните структури, както и взаимодействието между нервните центрове, които осигуряват ефективното изпълнение на рефлекторни и произволни реакции.
Пример за координационната активност на централната нервна система може да бъде реципрочна връзка между центровете на дишане и преглъщане, когато по време на преглъщане центърът на дишане е инхибиран, епиглотисът затваря входа на ларинкса и предотвратява навлизането на храна или течност в респираторен тракт. Координационната функция на централната нервна система е от основно значение за изпълнението на сложни движения, извършвани с участието на много мускули. Примери за такива движения са артикулация на речта, актът на преглъщане, гимнастически движения, които изискват координирано свиване и отпускане на много мускули.
Принципи на координация
- Реципрочност - взаимно инхибиране на антагонистични групи неврони (флексорни и екстензорни моторни неврони)
- Терминален неврон - активиране на еферентен неврон от различни рецептивни полета и конкуренция между различни аферентни импулси за даден моторен неврон
- Превключване - процесът на преход на дейността от един нервен център към антагонистичен нервен център
- Индукция - промяна на възбуждането чрез спиране или обратно
- Обратната връзка е механизъм, който осигурява необходимостта от сигнализиране от рецепторите на изпълнителните органи за успешното изпълнение на функцията
- Доминантът е устойчив доминиращ фокус на възбуждане в централната нервна система, подчиняващ на себе си функциите на други нервни центрове.
Координационната дейност на централната нервна система се основава на редица принципи.
Принцип на конвергенциясе реализира в конвергентни вериги от неврони, в които аксони на редица други се сближават или конвергират към един от тях (обикновено еферент). Конвергенцията осигурява сигнали от различни нервни центрове или рецептори с различни модалности (различни сетивни органи) към един и същ неврон. Въз основа на конвергенцията различни стимули могат да предизвикат същия тип реакция. Например, рефлексът на часовника (завъртане на очите и главата - бдителност) може да се задейства от светлина, звук и тактилни стимули.
Принципът на общ краен пътследва от принципа на конвергенцията и е близък по природа. Тя се разбира като възможност за провеждане на една и съща реакция, предизвикана от крайния еферентен неврон в йерархичната нервна верига, към която се сближават аксоните на много други нервни клетки. Пример за класически краен път са моторните неврони на предните рога на гръбначния мозък или двигателните ядра на черепните нерви, които директно инервират мускулите със своите аксони. Една и съща двигателна реакция (например сгъване на ръката) може да бъде предизвикана от получаването на импулси към тези неврони от пирамидални неврони на първичната моторна кора, неврони на редица двигателни центрове на мозъчния ствол, интерневрони на гръбначния мозък , аксони на сензорни неврони на гръбначните ганглии в отговор на действието на сигнали, получени от различни сетивни органи (към светлина, звук, гравитационни, болезнени или механични ефекти).
Принцип на дивергенциясе реализира в дивергентните вериги на невроните, при които един от невроните има разклонен аксон, а всеки от разклоненията образува синапс с друга нервна клетка. Тези вериги изпълняват функцията за едновременно предаване на сигнали от един неврон към много други неврони. Поради различни връзки, сигналите са широко разпределени (облъчвани) и много центрове, разположени на различни нива на централната нервна система, бързо се включват в отговора.
Принцип на обратна връзка (обратна аферентация)се състои във възможността за предаване на информация за протичащата реакция (например за движение от проприорецепторите на мускулите) обратно към нервния център, който я е задействал, през аферентните влакна. Благодарение на обратната връзка се образува затворена невронна верига (верига), чрез която е възможно да се контролира хода на реакцията, да се регулира силата, продължителността и други параметри на реакцията, ако те не са осъществени.
Участието на обратната връзка може да се разгледа на примера за осъществяване на флексионния рефлекс, причинен от механично въздействие върху кожните рецептори (фиг. 5). С рефлекторното свиване на мускула флексор се променя активността на проприорецепторите и честотата на изпращане на нервни импулси по аферентните влакна към а-моторните неврони на гръбначния мозък, които инервират този мускул. В резултат на това се образува затворен контролен контур, в който ролята на канал за обратна връзка се играе от аферентни влакна, които предават информация за свиване към нервните центрове от мускулните рецептори, а ролята на директен комуникационен канал се играе от еферентни влакна на моторните неврони, отиващи към мускулите. По този начин нервният център (негови мотоневрони) получава информация за промяната в състоянието на мускула, причинена от предаването на импулси по двигателните влакна. Благодарение на обратната връзка се образува един вид регулаторен нервен пръстен. Ето защо някои автори предпочитат да използват термина „рефлексен пръстен“ вместо термина „рефлекторна дъга“.
Наличието на обратна връзка е важно в механизмите за регулиране на кръвообращението, дишането, телесната температура, поведенческите и други реакции на тялото и се разглежда допълнително в съответните раздели.
Ориз. 5. Схема за обратна връзка в невронните вериги на най-простите рефлекси
Принципът на реципрочните отношенияреализира се във взаимодействието между антагонистичните нервни центрове. Например между група моторни неврони, които контролират сгъването на ръката, и група моторни неврони, които контролират удължаването на ръката. Поради реципрочни взаимоотношения, възбуждането на невроните на един от антагонистичните центрове е придружено от инхибиране на другия. В дадения пример реципрочната връзка между центровете на флексия и разгъване ще се прояви от факта, че по време на свиването на мускулите на флексорите на ръката ще настъпи еквивалентно отпускане на екстензорите и обратно, което гарантира плавността на движенията на сгъване и разгъване на ръката. Реципрочните връзки се осъществяват поради активиране от неврони на възбудения център на инхибиторни интерневрони, чиито аксони образуват инхибиторни синапси върху невроните на антагонистичния център.
Доминиращ принципсъщо така се реализира въз основа на характеристиките на взаимодействието между нервните центрове. Невроните на доминиращия, най-активен център (фокус на възбуждане) имат постоянна висока активност и потискат възбуждането в други нервни центрове, подлагайки ги на своето влияние. Освен това невроните на доминиращия център привличат към себе си аферентни нервни импулси, насочени към други центрове, и увеличават активността си поради получаването на тези импулси. Доминиращият център може да бъде в състояние на вълнение дълго време без признаци на умора.
Пример за състояние, причинено от наличието на доминиращ фокус на възбуждане в централната нервна система, е състояние, след като човек е преживял събитие, което е важно за него, когато всички негови мисли и действия по един или друг начин се свързват с това събитие.
Доминиращи свойства
- Повишена възбудимост
- Постоянство на възбуда
- Инерция на възбудата
- Способност за потискане на субдоминантни лезии
- Възможност за добавяне на възбуди
Разгледаните принципи на координация могат да се използват в зависимост от процесите, координирани от централната нервна система, поотделно или заедно в различни комбинации.
В еволюцията нервната система е претърпяла няколко етапа на развитие, които са се превърнали в повратни точки в качествената организация на нейната дейност. Тези етапи се различават по броя и видовете невронни образувания, синапси, признаци на тяхната функционална специализация, във формирането на групи неврони, свързани помежду си с обща функция. Има три основни етапа на структурната организация на нервната система: дифузен, нодуларен, тубулен.
Дифузнанервната система е най-древната, намира се в кишечно-половите (хидра) животни. Такава нервна система се характеризира с множество връзки между съседни елементи, което позволява на възбуждането да се разпространява свободно по нервната мрежа във всички посоки.
Този тип нервна система осигурява широка взаимозаменяемост и по този начин по-голяма надеждност на функционирането, но тези реакции са неточни, неясни по характер.
Възловатипът на нервната система е типичен за червеи, мекотели, ракообразни.
Характеризира се с това, че връзките на нервните клетки са организирани по определен начин, възбуждането преминава по строго определени пътища. Тази организация на нервната система е по-уязвима. Увреждането на един възел причинява нарушаване на функциите на целия организъм като цяло, но по своите качества е по-бързо и по-точно.
Тръбнанервната система е характерна за хордовите, включва характеристики на дифузен и възлов тип. Нервната система на висшите животни взе всичко най-добро: висока надеждност на дифузния тип, точност, локалност и скорост на организиране на реакции от възлов тип.
Водещата роля на нервната система
На първия етап от развитието на света на живите същества взаимодействието между най-простите организми се осъществява чрез водната среда на примитивния океан, в която влизат освободените от тях химикали. Първата древна форма на взаимодействие между клетките на многоклетъчния организъм е химическото взаимодействие чрез метаболитни продукти, влизащи в телесните течности. Такива метаболитни продукти или метаболити са продуктите на разпадане на протеини, въглероден диоксид и т.н. това са хуморалното предаване на влиянията, хуморалният механизъм на корелация или комуникация между органите.
Хуморалната връзка се характеризира със следните характеристики:
- липсата на точен адрес, към който е насочен химикала да попадне в кръвта или други телесни течности;
- химикалът се разпространява бавно;
- химикалът действа в незначителни количества и обикновено бързо се разгражда или отделя от тялото.
Хуморалните връзки са общи както за животинския свят, така и за растителния свят. На определен етап от развитието на животинския свят във връзка с появата на нервната система се формира нова, нервна форма на връзки и регулация, която качествено отличава животинския свят от растителния. Колкото по-високо в своето развитие е животното, толкова по-важно е взаимодействието на органите чрез нервната система, което се обозначава като рефлекс. При висшите живи организми нервната система регулира хуморалните връзки. За разлика от хуморалната връзка, нервната връзка има точна ориентация към определен орган и дори група клетки; комуникацията се осъществява стотици пъти по-бързо от скоростта, с която се разпространяват химикалите. Преходът от хуморална връзка към нервна беше придружен не от разрушаване на хуморалната връзка между клетките на тялото, а от подчинение на нервните връзки и възникване на невро-хуморални връзки.
На следващия етап от развитието на живите същества се появяват специални органи - жлези, в които се произвеждат хормони, които се образуват от постъпващите в тялото хранителни вещества. Основната функция на нервната система е както в регулирането на дейността на отделните органи помежду си, така и във взаимодействието на организма като цяло със заобикалящата го външна среда. Всяко въздействие на външната среда върху тялото е предимно върху рецепторите (сетивните органи) и се осъществява чрез промени, причинени от външната среда и нервната система. С развитието на нервната система нейният по-висок отдел – мозъчните полукълба – става „управител и разпределител на всички дейности на тялото“.
Структурата на нервната система
Нервната система се формира от нервна тъкан, която се състои от огромно количество неврони- нервна клетка с процеси.
Нервната система условно се разделя на централна и периферна.
Централна нервна системавключва главния и гръбначния мозък, и периферна нервна система- нерви, излизащи от тях.
Мозъкът и гръбначният мозък са съвкупност от неврони. В напречната част на мозъка се разграничават бяло и сиво вещество. Сивото вещество се състои от нервни клетки, а бялото вещество се състои от нервни влакна, които са израстъци на нервни клетки. В различните части на централната нервна система местоположението на бялото и сивото вещество не е еднакво. В гръбначния мозък сивото вещество е вътре, а бялото е отвън, в мозъка (мозъчни полукълба, малкия мозък), напротив, сивото вещество е отвън, бялото е вътре. В различни части на мозъка има отделни групи от нервни клетки (сиво вещество), разположени вътре в бялото вещество - ядра... Клъстери от нервни клетки се намират и извън централната нервна система. Те се наричат възлии принадлежат към периферната нервна система.
Рефлексна дейност на нервната система
Основната форма на дейност на нервната система е рефлексът. Рефлекс- реакцията на тялото към промяна във вътрешната или външната среда, осъществявана с участието на централната нервна система в отговор на стимулация на рецепторите.
При всяко дразнене възбуждането от рецепторите се предава по центростремителните нервни влакна към централната нервна система, откъдето през интеркаларния неврон по центробежните влакна се отправя към периферията към един или друг орган, чиято активност се променя. Целият този път през централната нервна система до работния орган се нарича рефлексна дъгаобикновено образуван от три неврона: сензорен, интеркаларен и двигателен. Рефлексът е сложен акт, в изпълнението на който участват много по-голям брой неврони. Възбуждането, попадайки в централната нервна система, се разпространява в много части на гръбначния мозък и достига до мозъка. В резултат на взаимодействието на много неврони тялото реагира на стимулация.
Гръбначен мозък
Гръбначен мозък- кичур с дължина около 45 см, диаметър 1 см, разположен в канала на гръбначния стълб, покрит с три менинги: твърда, арахноидна и мека (съдова).
Гръбначен мозъксе намира в гръбначния канал и представлява нишка, която отгоре преминава в продълговатия мозък, а завършва отдолу на нивото на втория лумбален прешлен. Гръбначният мозък се състои от сиво вещество, което съдържа нервни клетки, и бяло вещество, което съдържа нервни влакна. Сивото вещество се намира вътре в гръбначния мозък и е заобиколено от всички страни от бяло вещество.
В напречен разрез сивото вещество наподобява буквата H. В него се разграничават предни и задни рога, както и свързваща пръчка, в центъра на която е тесен канал на гръбначния мозък, съдържащ цереброспинална течност. В гръдната област се разграничават страничните рога. Те съдържат телата на неврони, които инервират вътрешните органи. Бялото вещество на гръбначния мозък се образува от нервни процеси. Късите процеси свързват части от гръбначния мозък, а дългите образуват проводящия апарат на двустранните връзки с мозъка.
Гръбначният мозък има две удебеления – шийно и лумбално, от които нервите се простират към горните и долните крайници. 31 двойки гръбначни нерви се отклоняват от гръбначния мозък. Всеки нерв започва от гръбначния мозък с два корена - преден и заден. Задни корени - чувствителенсе състоят от процеси на центростремителни неврони. Телата им са разположени в гръбначните възли. Предни корени - мотор- са процесите на центробежните неврони, разположени в сивото вещество на гръбначния мозък. В резултат на сливането на предните и задните корени се образува смесен гръбначен нерв. Гръбначният мозък съдържа центрове, които регулират най-простите рефлекторни действия. Основните функции на гръбначния мозък са рефлекторна дейност и провеждане на възбуда.
Гръбначният мозък на човека съдържа рефлексните центрове на мускулите на горните и долните крайници, изпотяването и уринирането. Функцията на възбудата е, че импулсите преминават през гръбначния мозък от мозъка към всички области на тялото и обратно. По възходящите пътища центростремителните импулси от органи (кожа, мускули) се предават към мозъка. При низходящите пътища центробежните импулси се предават от мозъка към гръбначния мозък, след това към периферията, към органите. Ако пътищата са повредени, има загуба на чувствителност в различни части на тялото, нарушение на доброволните мускулни контракции и способността за движение.
Еволюция на мозъка на гръбначните животни
Образуването на централната нервна система под формата на неврална тръба се появява за първи път при хордовите. Имайте долни хордовиневралната тръба се запазва през целия живот, в по-висок- гръбначни животни - в ембрионален стадий от гръбната страна се полага неврална пластинка, която се потапя под кожата и се навива в тръба. В ембрионалния стадий на развитие невралната тръба образува три подутини в предната част - три мозъчни везикула, от които се развиват частите на мозъка: предната везикула дава предния мозък и диенцефалона, средният пикочен мехур се превръща в средния мозък, задният пикочен мехур образува малкия и продълговатия мозък... Тези пет мозъчни области са характерни за всички гръбначни животни.
За долни гръбначни животни- риби и земноводни - характерно е преобладаването на средния мозък над останалите участъци. Имайте земноводнипредният мозък леко се увеличава и в покрива на полукълбата се образува тънък слой от нервни клетки - първичния мозъчен свод, древната кора. Имайте влечугипредният мозък е значително увеличен поради натрупването на нервни клетки. По-голямата част от покрива на полукълбата е заета от древната кора. За първи път при влечугите се появява рудиментът на нова кора. Предните мозъчни полукълба се промъкват в други части, в резултат на което се образува завой в диенцефалона. От древните влечуги мозъчните полукълба са се превърнали в най-голямата част от мозъка.
В структурата на мозъка птици и влечугимного общо. На покрива на мозъка е първичната кора, средният мозък е добре развит. Въпреки това, при птиците, в сравнение с влечугите, общата мозъчна маса и относителният размер на предния мозък се увеличават. Малкият мозък е голям и има сгъната структура. Имайте бозайниципредният мозък достига най-големия си размер и сложност. По-голямата част от мозъчната материя е новата кора, която служи като център на висшата нервна дейност. Междинните и средните области на мозъка при бозайниците са малки. Разширяващите се полукълба на предния мозък ги покриват и ги смачкват под себе си. Някои бозайници имат гладък мозък без вдлъбнатини и извивки, но повечето бозайници имат жлебове и извивки в мозъчната кора. Появата на жлебове и извивки възниква поради растежа на мозъка с ограничен размер на черепа. По-нататъшният растеж на кората води до появата на сгъване под формата на жлебове и извивки.
Мозък
Ако гръбначният мозък при всички гръбначни животни е повече или по-малко развит по един и същ начин, тогава мозъкът ще се различава значително по размер и сложност на структурата при различните животни. Предният мозък претърпява особено драстични промени в хода на еволюцията. При по-ниските гръбначни предният мозък е слабо развит. При рибите той е представен от обонятелните дялове и ядрата на сивото вещество в дебелината на мозъка. Интензивното развитие на предния мозък е свързано с появата на животни на сушата. Тя се диференцира в диенцефалона и в две симетрични полукълба, които се наричат терминален мозък... Сивото вещество на повърхността на предния мозък (кората) първо се появява при влечугите, като по-нататък се развива при птиците и особено при бозайниците. Само птиците и бозайниците стават наистина големи полукълба на предния мозък. В последния те обхващат почти всички останали части на мозъка.
Мозъкът се намира в черепната кухина. Тя включва багажника и теленцефалона (мозъчната кора).
Мозъчен стволсе състои от продълговатия мозък, варолиния мост, средния мозък и диенцефалона.
Медулае пряко продължение на гръбначния мозък и разширявайки се, преминава в задния мозък. Той основно запазва формата и структурата на гръбначния мозък. В дебелината на продълговатия мозък има натрупвания на сиво вещество - ядрата на черепните нерви. Задната ос включва малкия мозък и моста... Малкият мозък се намира над продълговатия мозък и има сложна структура. На повърхността на малките полукълба сивото вещество образува кората, а вътре в малкия мозък - неговото ядро. Подобно на гръбначния мозък, той изпълнява две функции: рефлекс и проводимост. Рефлексите на продълговатия мозък обаче са по-сложни. Това се изразява във важно значение в регулирането на сърдечната дейност, състоянието на кръвоносните съдове, дишането и изпотяването. Центровете на всички тези функции се намират в продълговатия мозък. Има и центрове за дъвчене, сукане, преглъщане, слюнка и стомашен сок. Въпреки малкия си размер (2,5–3 см), продълговатият мозък е жизненоважна част от централната нервна система. Увреждането му може да причини смърт поради спиране на дишането и сърдечната дейност. Проводната функция на продълговатия мозък и моста вароли е да предават импулси от гръбначния мозък към мозъка и обратно.
V среден мозъкразположени са първичните (подкоркови) центрове на зрението и слуха, които осъществяват рефлекторни ориентационни реакции на светлинни и звукови дразнители. Тези реакции се изразяват в различни движения на тялото, главата и очите към дразнители. Средният мозък се състои от краката на мозъка и четворката. Средният мозък регулира и разпределя тонуса (напрежението) на скелетните мускули.
диенцефалонсе състои от два отдела - таламус и хипоталамус, всеки от които се състои от голям брой ядра на оптичните хълмове и подхълмовата област. Чрез зрителните хълмове центростремителните импулси се предават към кората на главния мозък от всички рецептори в тялото. Нито един центростремителен импулс, откъдето и да идва, не може да премине към кората, заобикаляйки зрителните хълмове. Така чрез диенцефалона всички рецептори комуникират с мозъчната кора. В подгрудната област има центрове, които засягат метаболизма, терморегулацията и ендокринните жлези.
Малък мозъкразположен зад продълговатия мозък. Състои се от сиво и бяло вещество. Въпреки това, за разлика от гръбначния мозък и багажника, сивото вещество - кората - се намира на повърхността на малкия мозък, а бялото вещество се намира вътре, под кората. Малкият мозък координира движенията, прави ги ясни и плавни, играе важна роля в поддържането на баланса на тялото в пространството, а също така влияе на мускулния тонус. При увреждане на малкия мозък човек изпитва спад в мускулния тонус, нарушение на движението и промяна в походката, забавяне на речта и др. Въпреки това, след известно време движенията и мускулния тонус се възстановяват поради факта, че непокътнатите части на централната нервна система поемат функциите на малкия мозък.
Големи полукълба- най-голямата и развита част на мозъка. При хората те образуват по-голямата част от мозъка и са покрити с кора по цялата си повърхност. Сивото вещество покрива външната страна на полукълба и образува мозъчната кора. Кората на човешките полукълба е с дебелина от 2 до 4 мм и е съставена от 6-8 слоя, образувани от 14-16 милиарда клетки, различни по форма, размер и функции. Под кората има бяло вещество. Състои се от нервни влакна, които свързват кората с долните части на централната нервна система и отделните дялове на полукълба помежду си.
Мозъчната кора има извивки, разделени от вдлъбнатини, които значително увеличават нейната повърхност. Трите най-дълбоки канали разделят полукълбата на дялове. Във всяко полукълбо има четири лоба: фронтална, теменна, темпорална, тилна... Възбуждането на различни рецептори отива към съответните възприемащи области на кората, т.нар зони, а от тук те се предават на определен орган, подтиквайки го към действие. В кората се разграничават следните зони. Слухова зонаразположен в темпоралния лоб, получава импулси от слуховите рецептори.
Визуална зонасе намира в тилната област. Тук идват импулси от очните рецептори.
Обонятелна зонасе намира на вътрешната повърхност на темпоралния лоб и е свързан с рецептори в носната кухина.
Чувствителен моторзоната е разположена във фронталния и теменния лоб. Тази зона съдържа основните центрове на движение на краката, багажника, ръцете, шията, езика и устните. Тук се намира и центърът на речта.
Мозъчните полукълба са най-високата част на централната нервна система, която контролира функционирането на всички органи при бозайниците. Значението на мозъчните полукълба при хората се крие и във факта, че те представляват материалната основа на умствената дейност. И. П. Павлов показа, че умствената дейност се основава на физиологични процеси в кората на главния мозък. Мисленето е свързано с дейността на цялата мозъчна кора, а не само с функцията на отделните й зони.
| Отдел на мозъка | Функции | |
| Медула | Диригент | Връзката между гръбначния мозък и горните части на мозъка. |
| Рефлекс | Регулиране на дихателната, сърдечно-съдовата, храносмилателната системи:
|
|
| Понс | Диригент | Той свързва полукълба на малкия мозък едно с друго и с кората на главния мозък. |
| Малък мозък | Координирането | Координиране на произволните движения и поддържане на положението на тялото в пространството. Регулиране на мускулния тонус и баланс |
| Среден мозък | Диригент | Ориентационни рефлекси към визуални, звукови стимули ( завои на главата и торса). |
| Рефлекс |
|
|
| диенцефалон | таламус
хипоталамус
|
|
Мозъчната кора
повърхност мозъчната корапри хората е около 1500 cm 2, което е многократно по-голямо от вътрешната повърхност на черепа. Такава голяма повърхност на кората се образува поради развитието на голям брой бразди и извивки, в резултат на което по-голямата част от кората (около 70%) е концентрирана в браздите. Най-големите жлебове на мозъчните полукълба - централнакойто минава през двете полукълба и времевиотделяне на темпоралния лоб от останалите. Кората на главния мозък, въпреки малката си дебелина (1,5–3 mm), има много сложна структура. Той има шест основни слоя, които се различават по структура, форма и размер на невроните и връзките. В кората са центровете на всички чувствителни (рецепторни) системи, представителства на всички органи и части на тялото. В тази връзка центростремителните нервни импулси от всички вътрешни органи или части на тялото се приближават до кората и тя може да контролира тяхната работа. Чрез мозъчната кора се затварят условни рефлекси, чрез които тялото постоянно, през целия си живот, много точно се адаптира към променящите се условия на съществуване, към околната среда.
3. РАЗВИТИЕ НА НЕРВНАТА СИСТЕМА ВЪВ ФИЛОГЕНЕЗАТА
Безгръбначните се характеризират с наличието на няколко източника на произход на нервните клетки. При един и същи вид животно нервните клетки могат едновременно и независимо да произлизат от три различни зародишни слоя.
Полигенезата на нервните клетки на безгръбначни е в основата на различни медиаторни механизми в тяхната нервна система.
кишечно-половите.Кухините са двуслойни животни. Тялото им е куха торбичка, чиято вътрешна кухина е храносмилателната кухина. Нервната система на coelenterates принадлежи към дифузен тип. Всяка нервна клетка в нея е свързана чрез дълги процеси с няколко съседни, образувайки нервна мрежа. Нервните клетки на кишечнополостите нямат специализирани поляризирани израстъци. Техните процеси провеждат възбуждане във всяка посока и не образуват дълги пътища. Контактите между нервните клетки на дифузната нервна система са няколко вида. Съществува плазмени контактианастомози). Появяват се и прорезни контактимежду процесите на нервните клетки, като синапсите. Още повече, че сред тях има контакти, при които синаптичните везикули са разположени от двете страни на контакта – т.нар. симетрични синапси, и има асиметрични синапси:
1 - отвор на устата; 2 - пипало; 3 - външна подметка
1 - нервен възел; 2 - фаринкс; 3 - коремен надлъжен багажник; 4 - страничен нервен ствол
Следващият етап в развитието на безгръбначните е появата на трислойни животни - плоски червеи.Подобно на кишечнополостните, те имат чревна кухина, комуникираща с външната среда чрез устния отвор. Те обаче имат трети зародишен слой – мезодермата и двустранен тип симетрия. Нервната система на долните плоски червеи принадлежи към дифузния тип. Въпреки това, няколко нервни ствола вече се отделят от дифузната мрежа (фиг. 9 , 3 , 4 ).
4 , 5 6 ортогон.
3 ). Клетките на мозъка
1 - пипала израстък; 2 - нерв, инервиращ израстъка; 3 - мозъчен ганглий; 4 - страничен надлъжен нерв ствол; 5 - коремен надлъжен нерв ствол; 6 - комисура
ганглия се появяват дълги процеси, навлизащи в надлъжните стволове на ортогона (фиг. 10, 4 , 5 ).
Следващият етап в развитието на безгръбначните е появата на сегментирани животни - анелиди. ганглий - невропил -преплитане на израстъци на нервни клетки и глиални клетки. Ганглионът се намира от вентралната страна на сегмента под чревната тръба. Той изпраща своите сензорни и двигателни влакна към своя собствен сегмент и към два съседни. По този начин всеки ганглий има три двойки странични нерви, всеки от които е смесен и инервира собствен сегмент. Сетивните влакна, идващи от периферията, навлизат в ганглия през вентралните нервни корени. Моторните влакна напускат ганглия по дорзалните нервни корени. Съответно сензорните неврони са разположени в вентралната част на ганглия, а моторните неврони са разположени в дорзалната част. Освен това в ганглия има малки клетки, които инервират вътрешните органи (вегетативни елементи), те са разположени странично - между сензорните и моторните неврони. Не е открито групиране на елементи сред невроните на сензорните, двигателните или асоциативните зони на анелидни ганглии; невроните са дифузно разпределени, т.е. не образуват центрове.
Ганглиите на анелидите са свързани заедно във верига. Всеки следващ ганглий е свързан с предишния с помощта на
1 - супраофарингеален нервен ганглий;
2 - субфарингеален нервен ганглий;
3 - сложен слят ганглий на гръдния сегмент; 4 - коремен ганглий; 5 - периферен нерв; 6 - конектор
нервни стволове, които се наричат конектори.
членестоноги, т.е. изградена като коремната нервна верига, но може да достигне високо ниво на развитие (фиг. 11). Той включва значително развит супраофарингеален ганглий, който изпълнява функцията
1 - гъбено тяло; 2 - протоцеребрум; 3 - визуално острие; 4 - деутоцеребрум; 5 - тритоцеребрум
ция на мозъка, субезофагеалния ганглий, който контролира органите на устния апарат, и сегментните ганглии на коремната нервна верига. Ганглиите на коремната нервна верига могат да се слеят един с друг, образувайки сложни ганглийни маси.
Мозъкчленестоноги се състои от три секции: предна - протоцеребрум, среден - deutocerebrumи отзад - тритоцеребрум.
невросекреторни клетки.
В процеса на еволюция първоначално дифузно разположените биполярни невросекреторни клетки възприемат сигнали или от процеси, или от цялата клетъчна повърхност, след което се образуват невросекреторни центрове, невросекреторни трактове и невросекреторни контактни зони. Впоследствие настъпва специализацията на нервните центрове, повишава се степента на надеждност на връзката между двете основни регулаторни системи (нервна и хуморална) и се формира принципно нов етап на регулиране - подчинение на невросекреторните центрове на периферните ендокринни жлези. .
1 - церебрална комисура; 2 - мозъчни ганглии; 3 - педални ганглии; 4 - конектор; 5 - висцерални ганглии
Нервна система мидиима също ганглионна структура(фиг. 13). При най-простите представители на типа той се състои от няколко двойки ганглии. Всяка двойка ганглии контролира определена група органи: крак, висцерални органи, бели дробове и т.н. - и се намира до инервираните органи или вътре в тях. Едноименните ганглии са свързани по двойки чрез комисури. Освен това всеки ганглий е свързан чрез дълги съединителни връзки с комплекса на церебралния ганглий.
При по-високо организираните мекотели (главоногите) се трансформира нервната система (фиг. 14). Нейните ганглии се сливат и образуват обща периофарингеална маса - мозък.
Еволюция на нервната система.
3.1. Произходът и функцията на нервната система.
Нервната система на всички животни е от ектодермален произход. Той изпълнява следните функции:
Връзката на тялото с околната среда (възприемане, предаване на дразнене и реакция на дразнене);
Свързването на всички органи и системи от органи в едно цяло;
Нервната система е в основата на формирането на висша нервна дейност.
3.2. Еволюция на нервната система в поредица от безгръбначни.
За първи път нервната система се появи при кишечно-половите и имаше дифузен или мрежест типнервна система, т.е. нервната система е мрежа от нервни клетки, разпределени в цялото тяло и свързани помежду си чрез тънки процеси. Има типична структура в хидрата, но вече при медузите и полипите се появяват струпвания на нервни клетки на определени места (близо до устата, по ръбовете на чадъра), тези групи от нервни клетки са предшественици на сетивните органи.
Освен това еволюцията на нервната система следва пътя на концентрация на нервни клетки в определени места на тялото, т.е. по пътя на образуването на нервни възли (ганглии). Тези възли възникват предимно там, където има клетки, които възприемат дразнене от околната среда. Така че при радиална симетрия възниква радиален тип на нервната система, а при двустранна симетрия концентрацията на нервните възли се случва в предния край на тялото. Сдвоените нервни стволове, минаващи по протежение на тялото, се простират от възлите на главата. Този тип нервна система се нарича ганглийно стъбло.
Този тип нервна система има типична структура при плоските червеи, т.е. в предния край на тялото има сдвоени ганглии, от които напред се простират нервни влакна и сетивни органи, и нервни стволове, минаващи по тялото.
При кръглите червеи главните ганглии се сливат в околофарингеалния нервен пръстен, от който по тялото минават и нервни стволове.
При анелидите се образува нервна верига, т.е. във всеки сегмент се образуват независими сдвоени нервни възли. Всички те са свързани както с надлъжни, така и с напречни нишки. В резултат на това нервната система придобива структура, подобна на стълбище. Често и двете вериги се приближават една към друга, свързвайки се по средната част на тялото в несдвоена коремна нервна верига.
Членестоногият имат същия тип нервна система, но броят на нервните възли намалява, а размерът им се увеличава, особено в областта на главата или цефалоторакалната област, т.е. има процес на цефализация.
При мекотелите нервната система е представена от възли в различни части на тялото, свързани с въжета и нерви, излизащи от възлите. Гастроподите имат педални, мозъчни и плеврално-висцерални възли; при двучерупчести – педални и плеврално-висцерални; при главоногите - плеврално-висцерални и мозъчни нервни възли. Около фаринкса при главоногите се наблюдава натрупване на нервна тъкан.
3.3. Еволюция на нервната система при хордовите.
Нервната система при хордовите е представена от неврална тръба., който се диференцира в мозъка и гръбначния мозък.
При долните хордови, невралната тръба изглежда като куха тръба (neurocoel) с нерви, излизащи от тръбата. В ланцетника се образува малка експанзия в областта на главата - мозъчната част. Това разширение се нарича вентрикул.
При висшите хордови животни в предния край на невралната тръба се образуват три подутини: предни, средни и задни везикули. От първия мозъчен мехур впоследствие се оформят предният и диенцефалон, от средния - средният, от задния - малкият и продълговатият мозък, преминавайки в гръбначния мозък.
При всички класове гръбначни, мозъкът се състои от 5 секции (преден, междинен, среден, заден и продълговати), но степента на тяхното развитие не е еднаква при животни от различни класове.
Така че при циклостомите всички части на мозъка са разположени една след друга в хоризонтална равнина. Продълговатият мозък преминава директно в гръбначния мозък с централния канал в нутрията.
При рибите мозъкът е по-диференциран в сравнение с циклостомите. Обемът на предния мозък е увеличен, особено при дишащите бели дробове риби, но предният мозък все още не е разделен на полукълба и функционално служи като по-висш обонятелен център. Покривът на предния мозък е тънък, състои се само от епителни клетки и не съдържа нервна тъкан. В диенцефалона, с който са свързани епифизната жлеза и хипофизната жлеза, се намира хипоталамусът, който е център на ендокринната система. Средният мозък е най-развит при рибите. В него добре са изразени зрителните лобове. В областта на средния мозък има извиване, характерно за всички висши гръбначни животни. В допълнение, средният мозък е център за анализ. Малкият мозък, който е част от задния мозък, е добре развит поради сложността на движението при рибите. Той е център на координация на движението, размерът му варира в зависимост от активността на движението на различните видове риби. Продълговатият мозък осигурява връзка между висшите части на мозъка и гръбначния мозък и съдържа центровете на дишане и кръвообращение.
10 двойки черепни нерви напускат мозъка на рибата.
Този тип мозък, в който средният мозък е най-високият център на интеграция, се нарича ихтиопсид.
При земноводните нервната система е подобна по структура на нервната система на дишащите бели дробове риби, но се отличава със значително развитие и пълно отделяне на сдвоени удължени полукълба, както и слабо развитие на малкия мозък, което се дължи на ниската подвижност на земноводните и еднаквостта на техните движения. Но земноводните имат покрив на предния мозък, наречен първичен мозъчен свод - архипал. Броят на черепните нерви, както при рибите, е десет. И типът мозък е същият, т.е. ихтиопсид.
По този начин всички анамнии (циклостоми, риби и земноводни) имат ихтиопиден тип мозък.
В структурата на мозъка на влечугите, принадлежащи към висшите гръбначни, т.е. при амниотите чертите на прогресивната организация са ясно изразени. Предните мозъчни полукълба получават значителен превес над другите части на мозъка. В основата им има големи струпвания на нервни клетки - набраздени тела. От страничната и медиалната страна на всяко полукълбо се появяват островчета на старата кора - архикортекса. Размерът на средния мозък е намален и той губи значението си като водещ център. Дъното на предния мозък става анализиращ център, т.е. раирани тела. Този тип мозък се нарича сауропсид или стриатум.... Малкият мозък се увеличава по размер поради разнообразието от движения на влечугите. Продълговатият мозък образува остър завой, характерен за всички амниоти. 12 двойки черепни нерви напускат мозъка.
Същият тип мозък е характерен за птиците, но с някои особености. Предните мозъчни полукълба са сравнително големи. обонятелните дялове при птиците са слабо развити, което показва ролята на миризмата в живота на птиците. За разлика от тях, средният мозък е представен от големи зрителни лобове. Малкият мозък е добре развит, 12 двойки нерви напускат мозъка.
Мозъкът на бозайниците достига максималното си развитие. Полукълбата са толкова големи, че покриват средния мозък и малкия мозък. Мозъчната кора е особено развита, площта й е увеличена поради извивки и жлебове. Кората има много сложна структура и се нарича новата кора – неокортекс. Появява се вторичен мозъчен свод - неопалиум. Големи обонятелни дялове са разположени пред полукълба. Диенцефалонът, подобно на други класове, включва епифизната жлеза, хипофизата и хипоталамуса. Средният мозък е сравнително малък, състои се от четири хълма - четири хълма. Предната кора е свързана със зрителния анализатор, задната - със слуховата. Заедно с предния мозък, малкият мозък напредва силно. 12 двойки черепни нерви напускат мозъка. Анализиращият център е мозъчната кора. Този тип мозък се нарича млечна..
3.4. Аномалии и малформации на нервната система при хора.
1. ацефалия- липса на мозък, свод, череп и лицев скелет; това нарушение е свързано с недоразвитие на предната неврална тръба и се комбинира с дефекти в гръбначния мозък, костите и вътрешните органи.
2. Аненцефалия- отсъствието на мозъчните полукълба и покрива на черепа с недоразвитие на мозъчния ствол и се комбинира с други малформации. Тази патология се причинява от незатваряне (дисрафия) на главата на невралната тръба. В този случай костите на покрива на черепа не се развиват, а костите на основата на черепа показват различни аномалии. Аненцефалията е несъвместима с живота, средната честота е 1/1500 и по-често при женските фетуси.
3. Ателенцефалия- спиране на развитието (хетерохрония) на предната част на невралната тръба на етап три мехурчета. В резултат на това мозъчните полукълба и подкоровите ядра не се образуват.
4. Прозенцефалия- теленцефалонът е разделен от надлъжен жлеб, но в дълбочина и двете полукълба остават свързани едно с друго.
5. Холопрозенцефалия- терминалният мозък не е разделен на полукълба и изглежда като полукълбо с една кухина (вентрикула).
6. Алобарна проенцефалия- разделяне на теленцефалона само в задната част, а челните лобове остават неразделени.
7. Аплазия или хипоплазия на corpus callosum- пълно или частично отсъствие на сложна мозъчна комисура, т.е. corpus callosum.
8. Хидроенцефалия- атрофия на мозъчните полукълба в комбинация с хидроцефалия.
9. Агирия- пълна липса на жлебове и извивки (гладък мозък) на мозъчните полукълба.
10. микрогирия- намаляване на броя и обема на браздите.
11. Вродена хидроцефалия- запушване на част от вентрикуларната система на мозъка и неговите изходи, причинено от първично нарушение на развитието на нервната система.
12. Спина бифида- дефект на затваряне и отделяне от кожната ектодерма на гръбначната неврална тръба. Понякога тази аномалия е придружена от дипломиелия, при която гръбначният мозък се разделя на определена дължина на две части, всяка със собствен централен джоб.
13. Иниенцефалия- рядка аномалия, несъвместима с живота, се среща по-често при женските фетуси. Това е груба аномалия на тилната част и мозъка. Главите са обърнати така, че лицето да е обърнато нагоре. Дорсално, скалпът продължава в кожата на лумбодорзалната или сакралната област.
Нервна система
Нервната система възприема външни и вътрешни стимули, анализира и обработва постъпващата информация, съхранява следи от минала дейност (следи от паметта) и съответно регулира и координира функциите на тялото.
Дейността на нервната система се основава на рефлекс, свързан с разпространението на възбуждане по рефлекторните дъги и процеса на инхибиране. Нервната система се формира главно от нервна тъкан, чиято основна структурна и функционална единица е невронът. В хода на еволюцията на животните настъпва постепенно усложнение на нервната система и в същото време тяхното поведение се усложнява.
Отбелязват се няколко етапа в развитието на нервната система.
Протозоите нямат нервна система, но някои реснички имат вътреклетъчен фибриларен възбудим апарат. С развитието на многоклетъчните организми се образува специализирана тъкан, която е способна да възпроизвежда активни реакции, тоест възбуждане. Ретикуларната, или дифузната, нервна система се появява за първи път при коелентерите (хидроидни полипи). Образува се от израстъци на неврони, дифузно разпределени в тялото под формата на мрежа. Дифузната нервна система бързо провежда възбуждане от точката на дразнене във всички посоки, което й придава интегративни свойства.
Дифузната нервна система също се характеризира с незначителни признаци на централизация (при хидрата, уплътняване на нервните елементи в областта на подметката и устния полюс). Усложнението на нервната система протича успоредно с развитието на органите на движение и се изразява преди всичко в изолирането на невроните от дифузната мрежа, тяхното потапяне дълбоко в тялото и образуването на клъстери там. И така, при свободно живеещите кишечнополостни (медузи) невроните се натрупват в ганглия, образувайки дифузно-нодуларна нервна система. Образуването на този тип нервна система е свързано преди всичко с развитието на специални рецептори на повърхността на тялото, способни селективно да реагират на механични, химични и светлинни влияния. Заедно с това броят на невроните и разнообразието от техните типове прогресивно нараства и се образуват невроглии. Биполярните неврони се появяват с дендрити и аксони. Провеждането на възбуда става насочено. Разграничават се и нервните структури, при които съответните сигнали се предават на други клетки, които контролират реакциите на тялото. Така някои клетки се специализират в приемането, други в провеждането, а трети в свиването. По-нататъшното еволюционно усложнение на нервната система е свързано с централизирането и развитието на възлов тип организация (членестоноги, анелиди, мекотели). Невроните са съсредоточени в нервните възли (ганглии), свързани с нервни влакна помежду си, както и с рецептори и изпълнителни органи (мускули, жлези).
Диференцирането на храносмилателната, репродуктивната, кръвоносната и други органи на системите е съпроводено с подобряване на взаимодействието между тях с помощта на нервната система. Настъпва значително усложнение и поява на множество централни нервни образувания, които са зависими една от друга. Паращитовидните ганглии и нервите, които контролират движенията на хранене и ровене, се развиват във филогенетично по-високи форми в рецептори, които възприемат светлина, звук и миризма; се появяват сетивата. Тъй като основните рецепторни органи са разположени в главата на тялото, съответните ганглии в главната част на тялото се развиват по-силно, подчиняват дейността на останалите и образуват мозъка. Членестоноги и анелиди имат добре развита нервна верига. Формирането на адаптивното поведение на организма се проявява най-ясно на най-високото ниво на еволюция - при гръбначните животни - и е свързано с усложняване на структурата на нервната система и подобряване на взаимодействието на организма с външната среда. Някои части на нервната система показват тенденция към повишен растеж във филогенезата, докато други остават недоразвити. При рибите предният мозък е слабо диференциран, но задният мозък, средният мозък и малкият мозък са добре развити. При земноводни и влечуги диенцефалонът и двете полукълба с първичната мозъчна кора са отделени от предния мозъчен мехур.
Нервната система достига най-високо развитие при бозайниците, особено при човека, главно поради нарастването и усложняването на структурата на мозъчната кора. Развитието и диференцирането на структурите на нервната система при висшите животни определят разделянето й на централна и периферна.
Нервна система
Етапи на развитие на нервната система
В еволюцията нервната система е претърпяла няколко етапа на развитие, които са се превърнали в повратни точки в качествената организация на нейната дейност. Тези етапи се различават по броя и видовете невронни образувания, синапси, признаци на тяхната функционална специализация, във формирането на групи неврони, свързани помежду си с обща функция. Има три основни етапа на структурната организация на нервната система: дифузен, нодуларен, тубулен.
Най-древната е дифузната нервна система, която се среща при кишечно-половите (хидра) животни. Такава нервна система се характеризира с множество връзки между съседни елементи, което позволява на възбуждането да се разпространява свободно по нервната мрежа във всички посоки.
Този тип нервна система осигурява широка взаимозаменяемост и по този начин по-голяма надеждност на функционирането, но тези реакции са неточни, неясни по характер.
Нодуларният тип на нервната система е типичен за червеи, мекотели, ракообразни.
Характеризира се с това, че връзките на нервните клетки са организирани по определен начин, възбуждането преминава по строго определени пътища. Тази организация на нервната система е по-уязвима. Увреждането на един възел причинява нарушаване на функциите на целия организъм като цяло, но по своите качества е по-бързо и по-точно.
Тръбната нервна система е характерна за хордовите, включва характеристики на дифузен и възлов тип. Нервната система на висшите животни взе всичко най-добро: висока надеждност на дифузния тип, точност, локалност и скорост на организиране на реакции от възлов тип.
Водещата роля на нервната система
На първия етап от развитието на света на живите същества взаимодействието между най-простите организми се осъществява чрез водната среда на примитивния океан, в която влизат освободените от тях химикали. Първата древна форма на взаимодействие между клетките на многоклетъчния организъм е химическото взаимодействие чрез метаболитни продукти, влизащи в телесните течности. Такива метаболитни продукти или метаболити са продуктите на разпадането на протеини, въглероден диоксид и т.н. това са хуморалното предаване на влияния, хуморалният корелационен механизъм или комуникацията между органите.
Хуморалната връзка се характеризира със следните характеристики:
- липсата на точен адрес, към който е насочен химикала да попадне в кръвта или други телесни течности;
- химикалът се разпространява бавно;
- химикалът действа в незначителни количества и обикновено бързо се разгражда или отделя от тялото.
Хуморалните връзки са общи както за животинския свят, така и за растителния свят. На определен етап от развитието на животинския свят във връзка с появата на нервната система се формира нова, нервна форма на връзки и регулация, която качествено отличава животинския свят от растителния. Колкото по-високо в своето развитие е животното, толкова по-важно е взаимодействието на органите чрез нервната система, което се обозначава като рефлекс. При висшите живи организми нервната система регулира хуморалните връзки. За разлика от хуморалната връзка, нервната връзка има точна ориентация към определен орган и дори група клетки; комуникацията се осъществява стотици пъти по-бързо от скоростта, с която се разпространяват химикалите. Преходът от хуморална връзка към нервна беше придружен не от разрушаване на хуморалната връзка между клетките на тялото, а от подчинение на нервните връзки и възникване на невро-хуморални връзки.
На следващия етап от развитието на живите същества се появяват специални органи - жлези, в които се произвеждат хормони, които се образуват от постъпващите в тялото хранителни вещества. Основната функция на нервната система е както в регулирането на дейността на отделните органи помежду си, така и във взаимодействието на организма като цяло със заобикалящата го външна среда. Всяко въздействие на външната среда върху тялото е предимно върху рецепторите (сетивните органи) и се осъществява чрез промени, причинени от външната среда и нервната система. С развитието на нервната система нейният по-висок отдел – мозъчните полукълба – става „управител и разпределител на всички дейности на тялото“.
Структурата на нервната система
Нервната система се формира от нервна тъкан, която се състои от огромен брой неврони - нервна клетка с процеси.
Нервната система условно се разделя на централна и периферна.
Централната нервна система включва мозъка и гръбначния мозък, а периферната нервна система включва нервите, които се разклоняват от тях.
Мозъкът и гръбначният мозък са съвкупност от неврони. В напречната част на мозъка се разграничават бяло и сиво вещество. Сивото вещество се състои от нервни клетки, а бялото вещество се състои от нервни влакна, които са израстъци на нервни клетки. В различните части на централната нервна система местоположението на бялото и сивото вещество не е еднакво. В гръбначния мозък сивото вещество е вътре, а бялото е отвън, в мозъка (мозъчни полукълба, малкия мозък), напротив, сивото вещество е отвън, бялото е вътре. В различни части на мозъка има отделни клъстери от нервни клетки (сиво вещество), разположени вътре в бялото вещество – ядрото. Клъстери от нервни клетки се намират и извън централната нервна система. Те се наричат възли и се отнасят до периферната нервна система.
Рефлексна дейност на нервната система
Основната форма на дейност на нервната система е рефлексът. Рефлекс - реакцията на тялото към промяна във вътрешната или външната среда, осъществявана с участието на централната нервна система в отговор на стимулация на рецепторите.
При всяко дразнене възбуждането от рецепторите се предава по центростремителните нервни влакна към централната нервна система, откъдето през интеркаларния неврон по центробежните влакна се отправя към периферията към един или друг орган, чиято активност се променя. Целият този път през централната нервна система до работния орган, наречен рефлексна дъга, обикновено се формира от три неврона: сензорен, интеркаларен и двигателен. Рефлексът е сложен акт, в изпълнението на който участват много по-голям брой неврони. Възбуждането, попадайки в централната нервна система, се разпространява в много части на гръбначния мозък и достига до мозъка. В резултат на взаимодействието на много неврони тялото реагира на стимулация.
Гръбначен мозък
Гръбначният мозък е мозък с дължина около 45 см, диаметър 1 см, разположен в канала на гръбначния стълб, покрит с три менинги: твърда, арахноидна и мека (съдова).
Гръбначният мозък се намира в гръбначния канал и представлява връв, която отгоре преминава в продълговатия мозък, а завършва отдолу на нивото на втория лумбален прешлен. Гръбначният мозък се състои от сиво вещество, което съдържа нервни клетки, и бяло вещество, което съдържа нервни влакна. Сивото вещество се намира вътре в гръбначния мозък и е заобиколено от всички страни от бяло вещество.
В напречен разрез сивото вещество наподобява буквата H. В него се разграничават предни и задни рога, както и свързваща пръчка, в центъра на която е тесен канал на гръбначния мозък, съдържащ цереброспинална течност. В гръдната област се разграничават страничните рога. Те съдържат телата на неврони, които инервират вътрешните органи. Бялото вещество на гръбначния мозък се образува от нервни процеси. Късите процеси свързват части от гръбначния мозък, а дългите образуват проводящия апарат на двустранните връзки с мозъка.
Гръбначният мозък има две удебеления – шийно и лумбално, от които нервите се простират към горните и долните крайници. 31 двойки гръбначни нерви се отклоняват от гръбначния мозък. Всеки нерв започва от гръбначния мозък с два корена - преден и заден. Дорсалните корени - чувствителни, състоят се от израстъци на центростремителни неврони. Телата им са разположени в гръбначните възли. Предните корени - двигателни - са процесите на центробежни неврони, разположени в сивото вещество на гръбначния мозък. В резултат на сливането на предните и задните корени се образува смесен гръбначен нерв. Гръбначният мозък съдържа центрове, които регулират най-простите рефлекторни действия. Основните функции на гръбначния мозък са рефлекторна дейност и провеждане на възбуда.
Гръбначният мозък на човека съдържа рефлексните центрове на мускулите на горните и долните крайници, изпотяването и уринирането. Функцията на възбудата е, че импулсите преминават през гръбначния мозък от мозъка към всички области на тялото и обратно. По възходящите пътища центростремителните импулси от органи (кожа, мускули) се предават към мозъка. При низходящите пътища центробежните импулси се предават от мозъка към гръбначния мозък, след това към периферията, към органите. Ако пътищата са повредени, има загуба на чувствителност в различни части на тялото, нарушение на доброволните мускулни контракции и способността за движение.
Еволюция на мозъка на гръбначните животни
Образуването на централната нервна система под формата на неврална тръба се появява за първи път при хордовите. При долните хордови невралната тръба остава през целия живот, при по-високите гръбначни, в ембрионалния стадий, от гръбната страна се полага неврална пластина, която се потапя под кожата и се сгъва в тръба. В ембрионалния стадий на развитие невралната тръба образува три подутини в предната част - три мозъчни везикули, от които се развиват частите на мозъка: предната везикула дава предния мозък и диенцефалона, средният пикочен мехур се превръща в средния мозък, задният пикочния мехур образува малкия мозък и продълговатия мозък. Тези пет мозъчни области са характерни за всички гръбначни животни.
За по-ниските гръбначни животни - риби и земноводни - е характерно преобладаването на средния мозък над останалите участъци. При земноводните предният мозък леко се увеличава и в покрива на полукълбата се образува тънък слой от нервни клетки – първичния мозъчен свод, древната кора. При влечугите предният мозък е значително увеличен поради натрупването на нервни клетки. По-голямата част от покрива на полукълбата е заета от древната кора. За първи път при влечугите се появява рудиментът на нова кора. Предните мозъчни полукълба се промъкват в други части, в резултат на което се образува завой в диенцефалона. От древните влечуги мозъчните полукълба са се превърнали в най-голямата част от мозъка.
Структурата на мозъка на птиците и влечугите има много общо. На покрива на мозъка е първичната кора, средният мозък е добре развит. Въпреки това, при птиците, в сравнение с влечугите, общата мозъчна маса и относителният размер на предния мозък се увеличават. Малкият мозък е голям и има сгъната структура. При бозайниците предният мозък достига най-голям размер и сложност. По-голямата част от мозъчната материя е новата кора, която служи като център на висшата нервна дейност. Междинните и средните области на мозъка при бозайниците са малки. Разширяващите се полукълба на предния мозък ги покриват и ги смачкват под себе си. Някои бозайници имат гладък мозък без вдлъбнатини и извивки, но повечето бозайници имат жлебове и извивки в мозъчната кора. Появата на жлебове и извивки възниква поради растежа на мозъка с ограничен размер на черепа. По-нататъшният растеж на кората води до появата на сгъване под формата на жлебове и извивки.
Мозък
Ако гръбначният мозък при всички гръбначни животни е повече или по-малко развит по един и същ начин, тогава мозъкът ще се различава значително по размер и сложност на структурата при различните животни. Предният мозък претърпява особено драстични промени в хода на еволюцията. При по-ниските гръбначни предният мозък е слабо развит. При рибите той е представен от обонятелните дялове и ядрата на сивото вещество в дебелината на мозъка. Интензивното развитие на предния мозък е свързано с появата на животни на сушата. Той се диференцира в диенцефалон и две симетрични полукълба, наречени теленцефалон. Сивото вещество на повърхността на предния мозък (кората) първо се появява при влечугите, като по-нататък се развива при птиците и особено при бозайниците. Само птиците и бозайниците стават наистина големи полукълба на предния мозък. В последния те обхващат почти всички останали части на мозъка.
Мозъкът се намира в черепната кухина. Тя включва багажника и теленцефалона (мозъчната кора).
Мозъчният ствол се състои от продълговатия мозък, варолиния мост, средния мозък и диенцефалона.
Продълговатият мозък е пряко продължение на гръбначния мозък и, разширявайки се, преминава в задния мозък. Той основно запазва формата и структурата на гръбначния мозък. В дебелината на продълговатия мозък има натрупвания на сиво вещество - ядрата на черепните нерви. Задният мост включва малкия мозък и моста вароли. Малкият мозък се намира над продълговатия мозък и има сложна структура. На повърхността на малките полукълба сивото вещество образува кората, а вътре в малкия мозък - неговото ядро. Подобно на гръбначния мозък, той изпълнява две функции: рефлекс и проводимост. Рефлексите на продълговатия мозък обаче са по-сложни. Това се изразява във важно значение в регулирането на сърдечната дейност, състоянието на кръвоносните съдове, дишането и изпотяването. Центровете на всички тези функции се намират в продълговатия мозък. Има и центрове за дъвчене, сукане, преглъщане, слюнка и стомашен сок. Въпреки малкия си размер (2,5–3 см), продълговатият мозък е жизненоважна част от централната нервна система. Увреждането му може да причини смърт поради спиране на дишането и сърдечната дейност. Проводната функция на продълговатия мозък и моста вароли е да предават импулси от гръбначния мозък към мозъка и обратно.
В средния мозък има първични (подкоркови) центрове за зрение и слух, които осъществяват рефлекторни ориентационни реакции към светлинни и звукови стимули. Тези реакции се изразяват в различни движения на тялото, главата и очите към дразнители. Средният мозък се състои от краката на мозъка и четворката. Средният мозък регулира и разпределя тонуса (напрежението) на скелетните мускули.
Диенцефалонът се състои от две секции - таламус и хипоталамус, всеки от които се състои от голям брой ядра на зрителните хълмове и хипоталамуса. Чрез зрителните хълмове центростремителните импулси се предават към кората на главния мозък от всички рецептори в тялото. Нито един центростремителен импулс, откъдето и да идва, не може да премине към кората, заобикаляйки зрителните хълмове. Така чрез диенцефалона всички рецептори комуникират с мозъчната кора. В подгрудната област има центрове, които засягат метаболизма, терморегулацията и ендокринните жлези.
Малкият мозък се намира зад продълговатия мозък. Състои се от сиво и бяло вещество. Въпреки това, за разлика от гръбначния мозък и багажника, сивото вещество - кората - се намира на повърхността на малкия мозък, а бялото вещество се намира вътре, под кората. Малкият мозък координира движенията, прави ги ясни и плавни, играе важна роля в поддържането на баланса на тялото в пространството, а също така влияе на мускулния тонус. При увреждане на малкия мозък човек изпитва спад в мускулния тонус, нарушение на движението и промяна в походката, забавяне на речта и др. Въпреки това, след известно време движенията и мускулния тонус се възстановяват поради факта, че непокътнатите части на централната нервна система поемат функциите на малкия мозък.
Мозъчните полукълба са най-голямата и най-развитата част на мозъка. При хората те образуват по-голямата част от мозъка и са покрити с кора по цялата си повърхност. Сивото вещество покрива външната страна на полукълба и образува мозъчната кора. Кората на човешките полукълба е с дебелина от 2 до 4 мм и е съставена от 6-8 слоя, образувани от 14-16 милиарда клетки, различни по форма, размер и функции. Под кората има бяло вещество. Състои се от нервни влакна, които свързват кората с долните части на централната нервна система и отделните дялове на полукълба помежду си.
Мозъчната кора има извивки, разделени от вдлъбнатини, които значително увеличават нейната повърхност. Трите най-дълбоки канали разделят полукълбата на дялове. Във всяко полукълбо се разграничават четири лоба: челен, париетален, темпорален, тил. Възбуждането на различни рецептори навлиза в съответните възприемащи области на кората, наречени зони, и оттам се предават към определен орган, подтиквайки го да действа. В кората се разграничават следните зони. Слуховата зона се намира в темпоралния лоб и получава импулси от слуховите рецептори.
Визуалната област се намира в тилната област. Тук идват импулси от очните рецептори.
Обонятелната зона се намира на вътрешната повърхност на темпоралния лоб и е свързана с рецептори в носната кухина.
Сензорно-моторната зона е разположена във фронталния и париеталния лоб. Тази зона съдържа основните центрове на движение на краката, багажника, ръцете, шията, езика и устните. Тук се намира и центърът на речта.
Мозъчните полукълба са най-високата част на централната нервна система, която контролира функционирането на всички органи при бозайниците. Значението на мозъчните полукълба при хората се крие и във факта, че те представляват материалната основа на умствената дейност. И. П. Павлов показа, че умствената дейност се основава на физиологични процеси в кората на главния мозък. Мисленето е свързано с дейността на цялата мозъчна кора, а не само с функцията на отделните й зони.
Нервна система. Както знаете, за първи път нервната система се появява при нисшите многоклетъчни безгръбначни;
Както знаете, за първи път нервната система се появява при по-ниските многоклетъчни безгръбначни. Появата на нервната система е най-важният крайъгълен камък в еволюцията на животинския свят и в това отношение дори примитивните многоклетъчни безгръбначни са качествено различни от най-простите. Важен момент тук вече е рязкото ускоряване на провеждането на възбуждане в нервната тъкан: в протоплазмата скоростта на провеждане на възбуждане не надвишава 1-2 микрона в секунда, но дори и в най-примитивната нервна система, състояща се от нервните клетки, това е 0,5 метра в секунда!
Нервната система съществува в нисшите многоклетъчни организми в много разнообразни форми: мрежеста (например при хидра), пръстеновидна (медузи), радиална (морска звезда) и двустранна. Двустранната форма е представена при долните (чревни) плоски червеи и примитивните мекотели (хитон) само от мрежа, разположена близо до повърхността на тялото, но няколко надлъжни нишки се отличават с по-мощно развитие. С прогресивното си развитие нервната система потъва под мускулната тъкан, надлъжните въжета стават по-изразени, особено от коремната страна на тялото. В същото време предният край на тялото става все по-важен, появява се главата (процесът на цефализация), а с нея и мозъкът - натрупването и уплътняването на нервните елементи в предния край. И накрая, при по-висшите червеи централната нервна система вече напълно придобива типичната структура на "нервната стълба", в която мозъкът е разположен над храносмилателния тракт и е свързан с две симетрични комисури ("периофарингеален пръстен") с субфарингеалните ганглии. разположени от коремната страна и по-нататък със сдвоени коремни нерви стволове. Съществените елементи тук са ганглиите, следователно те говорят и за ганглионната нервна система или „ганглионната стълба“. При някои представители на тази група животни (например пиявици) нервните стволове се сближават толкова много, че се получава "невронна верига".
От ганглиите има мощни проводящи влакна, които изграждат нервните стволове. В гигантските влакна нервните импулси се извършват много по-бързо поради големия им диаметър и малкия брой синаптични връзки (места на контакт на аксоните на някои нервни клетки с дендрити и клетъчни тела на други клетки). Що се отнася до ганглиите на главата, т.е. мозъка, те са по-развити при по-подвижни животни, които имат и най-развити рецепторни системи.
Възникването и еволюцията на нервната система се дължи на необходимостта от координиране на различни по качество функционални единици на многоклетъчния организъм, за координиране на процесите, протичащи в различни части от него при взаимодействие с външната среда, за осигуряване на дейността на сложен организъм. като единна интегрална система. Само координиращ и организиращ център, който е централната нервна система, може да осигури гъвкавост и променливост на реакцията на тялото в условията на многоклетъчна организация.
Процесът на цефалисапия, т.е. изолация на главата на тялото и появата на мозъка, свързан с него. Само при наличието на мозък е възможно наистина централизирано "кодиране" на сигналите, идващи от периферията и формиране на интегрални "програми" на вродено поведение, да не говорим за висока степен на координация на цялата външна дейност на животното.
Разбира се, нивото на умствено развитие зависи не само от структурата на нервната система. Например, коловратките, близки до анелидите, също притежават, като тези, двустранна нервна система и мозък, както и специализирани сензорни и двигателни нерви. Въпреки това, като се различават малко от ресничките по размер, външен вид и начин на живот, коловратките много приличат на последните по поведение и не показват по-високи умствени способности от ресничките. Това отново показва, че водеща за развитието на умствената дейност не е общата структура, а специфичните условия на живот на животното, естеството на неговите взаимоотношения и взаимодействия с околната среда. В същото време този пример още веднъж демонстрира с каква предпазливост е необходимо да се подхожда към оценката на „висши“ и „по-ниски“ признаци при сравняване на организми, заемащи различни филогенетични позиции, по-специално при сравняване на протозои и многоклетъчни безгръбначни.
Нервната система на безгръбначните
Безгръбначните се характеризират с наличието на няколко източника на произход на нервните клетки. При един и същи вид животно нервните клетки могат едновременно и независимо да произлизат от три различни зародишни слоя. Полигенезата на нервните клетки на безгръбначни е в основата на различни медиаторни механизми в тяхната нервна система.
Първо се появява нервната система в кишечно-половите.Кухините са двуслойни животни. Тялото им е куха торбичка, чиято вътрешна кухина е храносмилателната кухина. Нервната система на coelenterates принадлежи към дифузен тип. Всяка нервна клетка в нея е свързана чрез дълги процеси с няколко съседни, образувайки нервна мрежа. Нервните клетки на кишечнополостите нямат специализирани поляризирани израстъци. Техните процеси провеждат възбуждане във всяка посока и не образуват дълги пътища. Контактите между нервните клетки на дифузната нервна система са няколко вида. Съществува плазмени контактиосигуряване на непрекъснатост на мрежата ( анастомози). Появяват се и прорезни контактимежду процесите на нервните клетки, като синапсите. Още повече, че сред тях има контакти, при които синаптичните везикули са разположени от двете страни на контакта – т.нар. симетрични синапси, и има асиметрични синапси:при тях везикулите са разположени само от едната страна на процепа.
Нервните клетки на типичната хидра от кишечнополостни животни са равномерно разпределени по повърхността на тялото, като образуват някои клъстери в областта на устата и ходилото (фиг. 8). Дифузната невронна мрежа провежда възбуждане във всички посоки. В този случай вълната на разпространяващо се възбуда е придружена от вълна на мускулно свиване.
Ориз. 8. Диаграма на структурата на дифузната нервна система на киселентересно животно:
1 - отвор на устата; 2 - пипало; 3 - външна подметка
Ориз. 9. Схема на структурата на дифузно-стволовата нервна система на турбелария:
1 - нервен възел; 2 - фаринкс; 3 - коремен надлъжен багажник; 4 - страничен нервен ствол
Следващият етап в развитието на безгръбначните е появата на трислойни животни - плоски червеи.Подобно на кишечнополостните, те имат чревна кухина, комуникираща с външната среда чрез устния отвор. Те обаче имат трети зародишен слой – мезодермата и двустранен тип симетрия. Нервната система на долните плоски червеи принадлежи към дифузния тип. Въпреки това, няколко нервни ствола вече се отделят от дифузната мрежа (фиг. 9 , 3 , 4 ).
При свободно живеещите плоски червеи нервният апарат придобива характеристики на централизация. Нервните елементи са събрани в няколко надлъжни ствола (фиг. 10, 4 , 5 ) (най-високо организираните животни се характеризират с наличието на два хобота), които са свързани помежду си с напречни влакна (комисура) (фиг. 10, 6 ). Така подредената нервна система се нарича ортогон.Стволовете на ортогона са съвкупност от нервни клетки и техните израстъци (фиг. 10).
Наред с двустранната симетрия при плоските червеи се образува предният край на тялото, върху който са съсредоточени сетивните органи (статоцисти, "очи", обонятелни ями, пипала). След това в предния край на тялото се появява натрупване на нервна тъкан, от която се образува мозъчният или церебралния ганглий (фиг. 10, 3 ). В клетките на мозъчния ганглий се появяват дълги процеси, които се простират в надлъжните стволове на ортогона (фиг. 10, 4 , 5 ).
Ориз. 10. Диаграма на структурата на ортогоналната нервна система на цилиарния червей (преден край):
1 - пипала израстък; 2 - нерв, инервиращ израстъка; 3 - мозъчен ганглий; 4 - страничен надлъжен нерв ствол; 5 - коремен надлъжен нерв ствол; 6 - комисура
Така ортогонът представлява първата стъпка към централизацията на нервния апарат и неговата цефализация (появата на мозъка). Централизацията и цефализацията са резултат от развитието на сетивните (сетивни) структури.
Следващият етап в развитието на безгръбначните е появата на сегментирани животни - анелиди.Тялото им е метамерно, т.е. се състои от сегменти. Структурната основа на нервната система на анелидите е ганглий -сдвоено натрупване на нервни клетки, разположени по една във всеки сегмент. Нервните клетки в ганглия са разположени в периферията. Централната му част е заета от невропил -преплитане на израстъци на нервни клетки и глиални клетки. Ганглионът се намира от вентралната страна на сегмента под чревната тръба. Той изпраща своите сензорни и двигателни влакна към своя собствен сегмент и към два съседни. По този начин всеки ганглий има три двойки странични нерви, всеки от които е смесен и инервира собствен сегмент. Сетивните влакна, идващи от периферията, навлизат в ганглия през вентралните нервни корени. Моторните влакна напускат ганглия по дорзалните нервни корени. Съответно сензорните неврони са разположени в вентралната част на ганглия, а моторните неврони са разположени в дорзалната част. Освен това в ганглия има малки клетки, които инервират вътрешните органи (вегетативни елементи), те са разположени странично - между сензорните и моторните неврони. Не е открито групиране на елементи сред невроните на сензорните, двигателните или асоциативните зони на анелидни ганглии; невроните са дифузно разпределени, т.е. не образуват центрове.
Ганглиите на анелидите са свързани заедно във верига. Всеки следващ ганглий е свързан с предишния с помощта на нервни стволове, които се наричат конектори.В предния край на тялото на анелидите два слети ганглии образуват голям субфарингеален нервен възел. Свързващите вещества от субезофагеалния ганглий, заобикаляйки фаринкса, се вливат в надезофагеалния ганглий, който е най-ростралната (предна) част на нервната система. Ганглийът на епофарингеалния нерв включва само сензорни и асоциативни неврони. Там не са открити задвижващи елементи. По този начин надезофагеалният ганглий на анелидите е най-високият асоциативен център, той упражнява контрол върху субезофагеалния ганглий. Субофарингеалният ганглий контролира подлежащите възли, той има връзки с два или три следващи ганглия, докато останалите ганглии на коремната нервна верига не образуват връзки по-дълги от съседния ганглий.
Във филогенетичната поредица анелиди има групи с добре развити сетивни органи (полихети). При тези животни се разграничават три отдела в супраофарингеалния ганглий. Предната част инервира пипалата, средната част инервира очите и антените. И накрая, задните части се развиват във връзка с подобряването на химичните сетива.
Подобна структура има и нервната система. членестоноги, т.е. изградена като коремната нервна верига, но може да достигне високо ниво на развитие (фиг. 11). Той включва значително развития надезофагеален ганглий, който изпълнява функцията на мозъка, субезофагеален ганглий, който контролира органите на устния апарат, и сегментните ганглии на коремната нервна верига. Ганглиите на коремната нервна верига могат да се слеят един с друг, образувайки сложни ганглийни маси.
Ориз. 12. Схема на структурата на мозъка на насекомо (пчела). Лявата половина е неговата секция:
1 - гъбено тяло; 2 - протоцеребрум; 3 - визуално острие; 4 - деутоцеребрум; 5 - тритоцеребрум
Мозъкчленестоноги се състои от три секции: предна - протоцеребрум, среден - deutocerebrumи отзад - тритоцеребрум.Мозъкът на насекомите се отличава със сложна структура. Телата на гъбите, разположени на повърхността на протоцеребрума, са особено важни асоциативни центрове на насекомите и колкото по-сложно е поведението на даден вид, толкова по-развити са неговите гъбени тела. Следователно гъбните тела са най-развити при социалните насекоми (фиг. 12).
В почти всички части на нервната система на членестоноги има невросекреторни клетки.Невросекретарите играят важна регулаторна роля в хормоналните процеси на членестоноги.
В процеса на еволюция първоначално дифузно разположените биполярни невросекреторни клетки възприемат сигнали или от процеси, или от цялата клетъчна повърхност, след което се образуват невросекреторни центрове, невросекреторни трактове и невросекреторни контактни зони. Впоследствие настъпва специализацията на нервните центрове, повишава се степента на надеждност на връзката между двете основни регулаторни системи (нервна и хуморална) и се формира принципно нов етап на регулиране - подчинение на невросекреторните центрове на периферните ендокринни жлези. .
Нервна система мидиима също ганглионна структура(фиг. 13). При най-простите представители на типа той се състои от няколко двойки ганглии. Всяка двойка ганглии контролира определена група органи: крак, висцерални органи, бели дробове и т.н. - и се намира до инервираните органи или вътре в тях. Едноименните ганглии са свързани по двойки чрез комисури. Освен това всеки ганглий е свързан чрез дълги съединителни връзки с комплекса на церебралния ганглий.
Ориз. 13. Схема на структурата на ганглионната нервна система на ламеларния мекотел (беззъб):
1 - церебрална комисура; 2 - мозъчни ганглии; 3 - педални ганглии; 4 - конектор; 5 - висцерални ганглии
При по-високо организираните мекотели (главоногите) се трансформира нервната система (фиг. 14). Нейните ганглии се сливат и образуват обща периофарингеална маса - мозък.Два големи мантийни нерва се разклоняват от задната част на мозъка и образуват два големи звездовидни ганглии. Така при главоногите се наблюдава висока степен на цефализация.
Това е организиран набор от клетки, които са специализирани в провеждането на електрически сигнали.
Нервната система се състои от неврони и глиални клетки. Функцията на невроните е да координират действията, използвайки химически и електрически сигнали, изпращани от едно място на друго в тялото. Повечето многоклетъчни животни имат нервна система със сходни основни характеристики.
съдържание:
Нервната система улавя стимули от околната среда (външни стимули) или сигнали от същия организъм (вътрешни стимули), обработва информацията и генерира различни реакции в зависимост от ситуацията. Като пример можем да разгледаме животно, което усеща близостта на друго живо същество чрез клетки, които са чувствителни към светлината на ретината. Тази информация се предава от зрителния нерв към мозъка, който я обработва и излъчва нервен сигнал и кара определени мускули да се свиват чрез двигателните нерви, за да се движат в посока, обратна на потенциалната опасност.
Функции на нервната система
Човешката нервна система контролира и регулира повечето от функциите на тялото, от стимули през сензорни рецептори до двигателни действия.
Състои се от две основни части: централна нервна система (ЦНС) и периферна нервна система (ПНС). Централната нервна система се състои от главния и гръбначния мозък.
PNS се формира от нерви, които свързват ЦНС с всяка част от тялото. Нервите, които предават сигнали от мозъка, се наричат моторни или еферентни нерви, а нервите, които предават информация от тялото към централната нервна система, се наричат сетивни или аферентни нерви.
На клетъчно ниво нервната система се определя от наличието на клетъчен тип, наречен неврон, известен също като "нервна клетка". Невроните имат специални структури, които им позволяват бързо и точно да изпращат сигнали до други клетки.
Връзките между невроните могат да образуват вериги и невронни мрежи, които генерират възприятия за света и определят поведението. Заедно с невроните, нервната система съдържа и други специализирани клетки, наречени глиални клетки (или просто глия). Те осигуряват структурна и метаболитна подкрепа.
Неизправността на нервната система може да бъде резултат от генетични дефекти, физически увреждания, травма или токсичност, инфекция или просто стареене.
Структурата на нервната система
Нервната система (НС) се състои от две добре диференцирани подсистеми, от една страна, централната нервна система, а от друга, периферната нервна система.
Видео: Човешката нервна система. Въведение: основни понятия, състав и структура
На функционално ниво периферната нервна система (PNS) и соматичната нервна система (SNS) се диференцират в периферната нервна система. SNS участва в автоматичното регулиране на вътрешните органи. PNS е отговорен за улавянето на сензорна информация и позволява доброволни движения като ръкостискане или писане.
Периферната нервна система се състои главно от следните структури: ганглии и черепни нерви.
Автономна нервна система
Автономна нервна система Вегетативната нервна система (ВНС) е разделена на симпатикова и парасимпатикова система. VNS участва в автоматичното регулиране на вътрешните органи.
Вегетативната нервна система, заедно с невроендокринната, са отговорни за регулирането на вътрешния баланс на нашето тяло, намаляване и повишаване на нивата на хормоните, активиране на вътрешните органи и т.н.
За да направи това, той предава информация от вътрешните органи към централната нервна система през аферентните пътища и излъчва информация от централната нервна система към мускулите.
Тя включва сърдечните мускули, гладката кожа (която снабдява космените фоликули), гладкостта на очите (която регулира свиването и разширяването на зеницата), гладкостта на кръвоносните съдове и гладкостта на стените на вътрешните органи (стомашно-чревна система, черен дроб, панкреас, дихателна система, репродуктивни органи, пикочен мехур ...).
Еферентните влакна са организирани така, че да образуват две отделни системи, наречени симпатикова и парасимпатикова система.
Симпатиковата нервна системаосновно отговорен за подготовката ни за действие, когато почувстваме значителен стимул, активиращ един от автоматичните отговори (например бягане или атака).
Парасимпатикова нервна системаот своя страна поддържа оптимално активиране на вътрешното състояние. Увеличете или намалете активирането, ако е необходимо.
Соматична нервна система
Соматичната нервна система е отговорна за улавянето на сензорна информация. За целта тя използва сензорни сензори, разпределени в цялото тяло, които разпределят информацията към централната нервна система и по този начин се прехвърлят от централната нервна система към мускулите и органите.
От друга страна, той е част от периферната нервна система, свързана с волевия контрол на движенията на тялото. Състои се от аферентни или сетивни нерви, еферентни или двигателни нерви.
Аферентните нерви са отговорни за предаването на усещанията в тялото към централната нервна система (ЦНС). Еферентните нерви са отговорни за изпращането на сигнали от централната нервна система към тялото, стимулирайки мускулната контракция.
Соматичната нервна система се състои от две части:
- Гръбначни нерви: Те произлизат от гръбначния мозък и са изградени от два клона: сензорен аферентен и друг еферентен двигател, следователно те са смесени нерви.
- Черепни нерви: Изпраща сензорна информация от шията и главата към централната нервна система.
След това се обясняват и двете:
Черепна нервна система
Има 12 двойки черепни нерви, които произлизат от мозъка и са отговорни за предаването на сензорна информация, контролирането на определени мускули и регулирането на определени жлези и вътрешности.
I. Обонятелен нерв.Той получава обонятелна сензорна информация и я прехвърля към обонятелната крушка, разположена в мозъка.
II. Оптичен нерв.Получава зрителна сензорна информация и я предава на мозъчните зрителни центрове през зрителния нерв, преминавайки през хиазмата.
III. Вътрешен очен двигателен нерв.Той е отговорен за контролиране на движенията на очите и регулиране на разширяването и свиването на зениците.
IV Интравенозен трилевоиден нерв.Той е отговорен за контролирането на движенията на очите.
V. Тригеминален нерв.Той получава соматосензорна информация (напр. топлина, болка, текстура...) от сензорните рецептори на лицето и главата и контролира дъвчащите мускули.
Vi. Външен двигателен нерв на зрителния нерв.Контрол на движенията на очите.
VII. Лицев нерв.Получава информация за вкуса на езика (тези, разположени в средната и предишните части) и соматосензорна информация за ушите и контролира мускулите, необходими за извършване на изражението на лицето.
VIII. Вестибулокохлеарен нерв.Получава слухова информация и контролира баланса.
IX. Глосафоргиален нерв.Получава информация за вкуса от задната част на езика, соматосензорна информация за езика, сливиците, фаринкса и контролира мускулите, необходими за преглъщане (гълтане).
X. Блуждаещ нерв.Получава поверителна информация от храносмилателните жлези и сърдечната честота и изпраща информация до органите и мускулите.
XI. Дорсален спомагателен нерв.Контролира мускулите на шията и главата, които се използват за движение.
XII. Хипоглосален нерв.Контролира мускулите на езика.
Гръбначните нерви свързват органите и мускулите на гръбначния мозък. Нервите са отговорни за предаването на информация за сетивните и висцералните органи към мозъка и предаването на заповеди от костния мозък към скелетните и гладките мускули и жлези.
Тези връзки задвижват рефлекторни действия, които се извършват толкова бързо и несъзнателно, тъй като информацията не трябва да бъде обработена от мозъка, преди да реагира, тя се контролира директно от мозъка.
Има общо 31 двойки гръбначни нерви, които излизат двустранно от костния мозък през пространството между прешлените, наречено интравертебрален форамен.
Централна нервна система
Централната нервна система се състои от главния и гръбначния мозък.
На невроанатомично ниво могат да се разграничат два вида вещества в централната нервна система: бели и сиви. Бялото вещество се образува от аксоните на невроните и структурния материал, а сивото вещество се образува от невронната сома, където се намира генетичният материал.
Тази разлика е една от причините, на които се основава митът, според който използваме само 10% от мозъка си, тъй като мозъкът се състои от приблизително 90% бяло вещество и само 10% сиво вещество.
Но докато изглежда, че сивото вещество е направено от материал, който служи само за свързване, днес е известно, че броят и начинът, по който се осъществяват връзките, оказват значително влияние върху мозъчната функция, тъй като ако структурите са в перфектно състояние, но между не са свързани, няма да работят правилно.
Мозъкът се състои от много структури: мозъчната кора, базалните ганглии, лимбичната система, диенцефалона, мозъчния ствол и малкия мозък.
Кортекс
Мозъчната кора може да бъде разделена анатомично на дялове, разделени с жлебове. Най-разпознати са фронталният, теменният, темпоралният и окципиталният, въпреки че някои автори твърдят, че има и лимбичен лоб.
Кората е разделена на две полукълба, дясно и ляво, така че половинките присъстват симетрично в двете полукълба, с десния фронтален лоб и левия лоб, десния и левия теменен дял и т.н.
Мозъчните полукълба са разделени от междухимисферна пукнатина, а лобовете са разделени с различни жлебове.
Мозъчната кора може също да се припише на функциите на сензорната кора, асоциативната кора и челните лобове.
Сетивната кора получава сензорна информация от таламуса, който получава информация чрез сензорни рецептори, с изключение на първичната обонятелна кора, която получава информация директно от сензорните рецептори.
Соматосензорната информация достига до първичната соматосензорна кора, разположена в париеталния лоб (постцентрален гирус).
Всяка сензорна информация достига до определена точка в кората, която образува сензорен хомункул.
Както можете да видите, регионите на мозъка, съответстващи на органи, не отговарят на същия ред, в който са разположени в тялото, и нямат пропорционално съотношение на размерите.
Най-големите кортикални зони, в сравнение с размера на органите, са ръцете и устните, тъй като в тази област имаме висока плътност на сензорните рецептори.
Визуалната информация достига до първичния зрителен кортекс на мозъка, разположен в тилния лоб (бразда) и тази информация има ретинотопна организация.
Първичният слухов кортекс се намира в темпоралния лоб (регион на Бродман 41), който е отговорен за получаването на слухова информация и създаването на тонотопна организация.
Първичната вкусова кора е разположена в предната част на работното колело и в предната обвивка, а обонятелната кора е разположена в кората на piriformis.
Асоциацията кора включва първична и вторична. Първичната кортикална асоциация е в непосредствена близост до сензорния кортекс и обединява всички характеристики на възприеманата сензорна информация като цвят, форма, разстояние, размер и т.н. на визуален стимул.
Коренът на вторичната асоциация се намира в оперкулума и обработва интегрирана информация, за да я изпрати до по-„напреднали“ структури като челните лобове. Тези структури го поставят в контекст, придават му смисъл и го правят осъзнато.
Челните лобове, както вече споменахме, са отговорни за обработката на информация от високо ниво и интегрирането на сензорната информация с двигателните действия, които се извършват по такъв начин, че да съответстват на възприемания стимул.
Освен това те изпълняват поредица от сложни, обикновено човешки задачи, наречени изпълнителни функции.
Базални ганглии
Базалните ганглии (от гръцки ganglion, "конгломерат", "възел", "тумор") или базалните ядра са група от ядра или маси от сиво вещество (групи от тела или невронни клетки), които се намират в основата на мозъка между възходящия и низходящия път на бялото вещество и язденето на мозъчния ствол.
Тези структури са свързани помежду си и заедно с мозъчната кора и асоциацията чрез таламуса, тяхната основна функция е да контролират волевите движения.
Лимбичната система се формира от субкортикални структури, тоест под кората на главния мозък. Сред подкоровите структури, които правят това, се откроява амигдалата, а сред кортикалните структури - хипокампусът.
Амигдалата е с форма на бадем и се състои от серия от ядра, които излъчват и приемат аференти и изходи от различни региони.
Тази структура е свързана с няколко функции, като емоционална обработка (особено негативните емоции) и нейното въздействие върху процесите на учене и памет, вниманието и някои механизми на възприятие.
Хипокампусът или хипокампалната формация е кортикална област, подобна на морско конче (оттук и името на хипокампуса от гръцкото hypos: кон и морско чудовище) и комуникира в две посоки с останалата част от мозъчната кора и с хипоталамуса.
Хипоталамус Тази структура е особено важна за ученето, тъй като е отговорна за консолидирането на паметта, тоест за трансформирането на краткосрочната или непосредствената памет в дългосрочна памет.
диенцефалон
диенцефалонразположен в централната част на мозъка и се състои главно от таламуса и хипоталамуса.
таламуссе състои от няколко ядра с диференцирани връзки, което е много важно при обработката на сензорна информация, тъй като координира и регулира информацията, идваща от гръбначния мозък, ствола и самия мозък.
Така цялата сензорна информация преминава през таламуса, преди да достигне до сензорния кортекс (с изключение на обонятелната информация).
Хипоталамуссе състои от няколко ядра, които са широко свързани помежду си. В допълнение към други структури, както централната нервна система, така и периферната, като кората, гръбначния мозък, ретината и ендокринната система.
Основната му функция е да интегрира сензорната информация с други видове информация, като емоционални, мотивационни или минали преживявания.
Мозъчният ствол се намира между диенцефалона и гръбначния мозък. Състои се от продълговатия мозък, изпъкналост и мезенцефалин.
Тази структура получава по-голямата част от периферната двигателна и сензорна информация и основната й функция е да интегрира сензорна и моторна информация.
Малък мозък
Малкият мозък се намира в задната част на черепа и е оформен като малък мозък, с кора на повърхността и бяло вещество вътре.
Той получава и интегрира информация главно от кората на главния мозък. Основните му функции са координация и адаптиране на движенията към ситуации, както и поддържане на равновесие.
Гръбначен мозък
Гръбначният мозък преминава от мозъка към втория лумбален прешлен. Основната му функция е да свързва ЦНС със SNS, например чрез получаване на двигателни команди от мозъка към нервите, които инервират мускулите, за да дадат двигателен отговор.
В допълнение, той може да инициира автоматични отговори, като получи много важна сензорна информация като убождане или усещане за парене.
Нервната система в живия организъм е представена от мрежа от комуникации, които осигуряват връзката му с външния свят и неговите собствени процеси. Негов основен елемент е неврон – клетка с процеси (аксони и дендрити), която предава информация по електрически и химичен път.
Назначаване на нервна регулация
За първи път нервната система се появява в живите организми, когато е необходимо да взаимодействат по-ефективно с околната среда. Разработването на най-простата мрежа за предаване на импулси помогна не само за възприемане на сигнали отвън. Благодарение на нея стана възможно да организирате собствените си жизнени процеси за по-успешно функциониране.
По време на еволюцията структурата на нервната система се усложнява: нейната задача е не само да формира адекватен отговор на външни влияния, но и да организира собственото си поведение. И. П. Павлов нарече този начин на функциониране
Взаимодействие с околната среда на едноклетъчните организми
Нервната система за първи път се появява в организми, състоящи се от повече от една клетка, тъй като предава сигнали между неврони, които образуват мрежа. Но вече при протозоите може да се наблюдава способността да се реагира на външни стимули, предоставени от вътреклетъчните процеси.
Нервната система на многоклетъчните организми е качествено различна от аналогичната формация при протозоите. Последните са разположени в цялата система от връзки в рамките на метаболизма на една клетка. Ресничките „научават“ за различните процеси, които протичат отвън или вътре поради промени в състава на протоплазмата и дейността на някои други структури. Многоклетъчните живи същества имат система, изградена от функционални единици, всяка от които е надарена със собствени метаболитни процеси.
Така за първи път нервната система се появява в този човек, който има не една, а няколко клетки, тоест прототипът е провеждането на импулси в протозоите. При тяхното ниво на жизнена активност се разкрива производството на структури от протоплазма с импулсна проводимост. По същия начин при по-сложните живи същества тази функция се изпълнява от индивид
Характеристики на нервната система на кишечно-половите
Многоклетъчните животни, живеещи в колонии, не споделят функции помежду си и все още нямат нервна мрежа. Настъпва на етапа, когато се диференцират различни функции в многоклетъчния организъм.
За първи път нервната система се появява при хидрати и други кишечно-половодни. Това е мрежа, която провежда нецелеви сигнали. Структурата все още не е оформена, тя е дифузно разпределена в цялото тяло на киселонтерната. Ганглийните клетки и тяхната нислевска субстанция не са напълно оформени. Това е най-простата версия на нервната система.
Видът на двигателната активност на животното се определя от дифузната ретикуларна нервна система. Хидрата извършва перисталтични движения, тъй като няма специални части на тялото за движение и други движения. За двигателната активност се нуждае от непрекъснато свързване на свиващите се елементи, докато е необходимо по-голямата част от проводящите клетки да бъде разположена в контрактилната част. При кое животно за първи път се появява нервната система под формата на дифузна мрежа? Тези, които са основателите на системата за регулиране на човека. Това се доказва от факта, че гаструлацията присъства в развитието на животинските ембриони.
Характеристики на нервната система на хелминтите
Последващото подобряване на нервната регулация е свързано с развитие на двустранна симетрия вместо радиална и образуване на клъстери от неврони в различни части на тялото.
За първи път нервната система се появява под формата на въжета през 1 На този етап тя е представена от сдвоени влакна на главата и образувани влакна, простиращи се от тях. В сравнение с кишечнополостите, такава система е много по-сложна. При хелминтите се откриват групи от нервни клетки под формата на възли и ганглии. Прототипът на мозъка е ганглий в предната част на тялото, който изпълнява регулаторни функции. Нарича се церебрален ганглий. От него по цялото тяло има два нервни ствола, свързани с джъмпери.
Всички компоненти на системата не са разположени отвън, а са потопени в паренхима и по този начин са защитени от нараняване. За първи път нервната система се появява в плоските червеи заедно с най-простите сетивни органи: докосване, зрение и чувство за баланс.
Характеристики на нервната система на нематодите
Следващият етап на развитие е образуването на пръстеновидно образувание близо до фаринкса и няколко дълги влакна, простиращи се от него. С такива характеристики за първи път нервната система се появява в периофарингеалния пръстен, който представлява един кръгов ганглий и изпълнява функциите на основния орган на възприятието. С него са свързани вентралната връв и дорзалния нерв.
Нервните стволове при нематодите са разположени интраепителиално, тоест в хиподермалните хребети. Sensilla - четина, папили, допълнителни органи, амфиди и phasmids - действат като органи на възприятието. Всички те имат смесена чувствителност.
Най-сложните сетивни органи на нематодите са амфидите. Те са сдвоени, могат да бъдат различни по форма и са разположени отпред. Основната им задача е да разпознават химически агенти, разположени далеч от тялото. Някои кръгли червеи също имат рецептори, които възприемат вътрешни и външни механични въздействия. Те се наричат метанеми.
Характеристики на нервната система на пръстени
Образуването на ганглии в нервната система се развива допълнително в анелидите. При повечето от тях ганглионизацията на коремните стволове се осъществява по такъв начин, че всеки сегмент на червея има двойка нервни възли, които са свързани чрез влакна със съседни сегменти. имат коремна нервна верига, образувана от мозъчния ганглий, и двойка въжета, излизащи от него. Те се простират по коремната равнина. Възприемащите елементи са разположени отпред и са представени от най-простите очи, обонятелни клетки, цилиарна ямка и локатори. Със сдвоени възли нервната система първо се появява в анелидите, но по-късно се развива при членестоноги. Те имат увеличение на ганглиите в главата и припокриване на възли в тялото.
Елементи на дифузна мрежа в човешката нервна система
Върхът на еволюционното развитие на нервната система е появата на главния и гръбначния мозък при хората. Въпреки това, дори при наличието на такива сложни структури, оригиналната дифузна организация остава. Тази мрежа заплита всяка клетка на тялото: кожа, кръвоносни съдове и т. н. Но с такива характеристики за първи път се появява нервна система у някой, който дори не е имал способността да различава околната среда.
Благодарение на тези "остатъчни" структурни единици човек има възможност да усеща различни влияния дори върху микроскопични области. Тялото може да реагира на появата на най-малкия чужд агент чрез развитие на защитни реакции. Наличието на дифузна мрежа в човешката нервна система се потвърждава от лабораторни методи за изследване, базирани на въвеждането на багрило.
Общата линия на развитие на нервната система по време на еволюцията
Еволюционните процеси на нервната система протичат на три етапа:
- дифузна мрежа;
- ганглии;
- гръбначния и главния мозък.
Структурата и функционирането на централната нервна система са много различни от предишните типове. В симпатиковия му участък са представени ганглиозни и ретикуларни елементи. В своето филогенетично развитие нервната система става все по-фрагментирана и диференцирана. Ганглийният стадий на развитие се различава от стадия на мрежата по наличието на неврони, все още разположени над проводящата система.
Всеки жив организъм по същество е монолит, състоящ се от различни органи и техните системи, които постоянно и непрекъснато взаимодействат помежду си и с външната среда. За първи път нервната система се появи в кишечно-половите животни; това беше дифузна мрежа, която осигуряваше елементарно провеждане на импулси.
