Con la complicación evolutiva de los organismos multicelulares, la especialización funcional de las células, se hizo necesario regular y coordinar los procesos vitales a nivel supracelular, tisular, orgánico, sistémico y orgánico. Estos nuevos mecanismos y sistemas reguladores deberían haber aparecido junto con la preservación y complicación de los mecanismos de regulación de las funciones de las células individuales con la ayuda de moléculas de señalización. La adaptación de los organismos multicelulares a los cambios en el entorno de existencia podría llevarse a cabo siempre que los nuevos mecanismos reguladores pudieran proporcionar respuestas rápidas, adecuadas y específicas. Estos mecanismos deben ser capaces de memorizar y recuperar del aparato de memoria información sobre efectos previos en el cuerpo, así como tener otras propiedades que aseguren una eficaz actividad adaptativa del organismo. Eran los mecanismos del sistema nervioso que aparecían en organismos complejos y altamente organizados.
Sistema nervioso Es un conjunto de estructuras especiales que une y coordina las actividades de todos los órganos y sistemas del cuerpo en constante interacción con el medio externo.
El sistema nervioso central incluye el cerebro y la médula espinal. El cerebro se subdivide en rombencéfalo (y protuberancia), formación reticular, núcleos subcorticales. Los cuerpos forman la materia gris del sistema nervioso central y sus procesos (axones y dendritas) forman la materia blanca.
Características generales del sistema nervioso.
Una de las funciones del sistema nervioso es percepción varias señales (estímulos) del entorno externo e interno del cuerpo. Recordemos que cualquier célula puede percibir diversas señales del entorno de existencia con la ayuda de receptores celulares especializados. Sin embargo, no están adaptados a la percepción de una serie de señales vitales y no pueden transmitir información instantáneamente a otras células, que funcionan como reguladores de las respuestas integrales adecuadas del cuerpo a los estímulos.
La exposición a los estímulos es percibida por receptores sensoriales especializados. Ejemplos de tales estímulos pueden ser cuantos de luz, sonidos, calor, frío, influencias mecánicas (gravedad, cambios de presión, vibración, aceleración, compresión, estiramiento), así como señales de naturaleza compleja (color, sonidos complejos, palabra).
Para evaluar el significado biológico de las señales percibidas y la organización de una respuesta adecuada a ellas en los receptores del sistema nervioso, se lleva a cabo su transformación: codificación en una forma universal de señales, comprensible para el sistema nervioso, en impulsos nerviosos, holding (transferido) que a lo largo de las fibras nerviosas y los caminos a los centros nerviosos son necesarios para su análisis.
Las señales y los resultados de su análisis son utilizados por el sistema nervioso para organizando respuestas a cambios en el entorno externo o interno, regulación y coordinación funciones de las células y estructuras supercelulares del cuerpo. Estas respuestas las llevan a cabo los órganos efectores. Las variantes más frecuentes de respuestas a los estímulos son las reacciones motoras (motoras) de los músculos esqueléticos o lisos, cambios en la secreción de células epiteliales (exocrinas, endocrinas), iniciadas por el sistema nervioso. Al participar directamente en la formación de respuestas a los cambios en el entorno de existencia, el sistema nervioso realiza las funciones regulación de la homeostasis, asegurando interacción funcionalórganos y tejidos y sus integración en un solo organismo completo.
Gracias al sistema nervioso, una adecuada interacción del organismo con el medio ambiente se lleva a cabo no solo a través de la organización de las reacciones de respuesta por parte de los sistemas efectores, sino también a través de sus propias reacciones mentales: emociones, motivaciones, conciencia, pensamiento, memoria, superior. Procesos cognitivos y creativos.
El sistema nervioso se divide en central (cerebro y médula espinal) y periférico: células nerviosas y fibras fuera de la cavidad craneal y el canal espinal. El cerebro humano contiene más de 100 mil millones de células nerviosas. (neuronas). En el sistema nervioso central se forman grupos de células nerviosas que realizan o controlan las mismas funciones. centros nerviosos. Las estructuras del cerebro, representadas por los cuerpos de las neuronas, forman la materia gris del sistema nervioso central, y los procesos de estas células, combinándose en vías, forman la materia blanca. Además, la parte estructural del sistema nervioso central son las células gliales que forman neuroglia. El número de células gliales es aproximadamente 10 veces el número de neuronas, y estas células constituyen la mayor parte de la masa del sistema nervioso central.
El sistema nervioso se divide en somático y autónomo (autonómico) según las características de las funciones y estructura que realiza. La estructura somática incluye las estructuras del sistema nervioso, que proporcionan la percepción de señales sensoriales principalmente del entorno externo a través de los órganos de los sentidos y controlan el trabajo de los músculos estriados (esqueléticos). El sistema nervioso autónomo (autonómico) incluye estructuras que proporcionan la percepción de señales principalmente del entorno interno del cuerpo, regulan el trabajo del corazón, otros órganos internos, músculos lisos, exocrinos y parte de las glándulas endocrinas.
En el sistema nervioso central, es habitual distinguir estructuras ubicadas en diferentes niveles, que se caracterizan por funciones específicas y un papel en la regulación de los procesos de la vida. Entre ellos, los núcleos basales, las estructuras del tronco encefálico, la médula espinal y el sistema nervioso periférico.
La estructura del sistema nervioso.
El sistema nervioso se divide en central y periférico. El sistema nervioso central (SNC) incluye el cerebro y la médula espinal, mientras que el sistema nervioso periférico incluye nervios que se extienden desde el sistema nervioso central a varios órganos.
Arroz. 1. La estructura del sistema nervioso
Arroz. 2. División funcional del sistema nervioso
La importancia del sistema nervioso:
- une órganos y sistemas del cuerpo en un solo todo;
- regula el trabajo de todos los órganos y sistemas del cuerpo;
- realiza la conexión del organismo con el medio externo y su adaptación a las condiciones ambientales;
- constituye la base material de la actividad mental: habla, pensamiento, comportamiento social.
La estructura del sistema nervioso.
La unidad estructural y fisiológica del sistema nervioso es - (Fig. 3). Consiste en un cuerpo (soma), procesos (dendritas) y un axón. Las dendritas están muy ramificadas y forman muchas sinapsis con otras células, lo que determina su papel principal en la percepción de la información por parte de la neurona. El axón parte del cuerpo celular con un montículo axonal, que es un generador de un impulso nervioso, que luego se transporta a lo largo del axón a otras células. La membrana del axón en la sinapsis contiene receptores específicos que pueden responder a varios neurotransmisores o neuromoduladores. Por tanto, el proceso de liberación del mediador por las terminaciones presinápticas puede verse influido por otras neuronas. Además, la membrana terminal contiene una gran cantidad de canales de calcio, a través de los cuales los iones de calcio ingresan al terminal cuando se excita y activan la liberación del mediador.
Arroz. 3. El esquema de la neurona (según IF Ivanov): a - la estructura de la neurona: 7 - el cuerpo (perikarion); 2 - núcleo; 3 - dendritas; 4.6 - neuritas; 5.8 - vaina de mielina; 7- garantía; 9 - interceptación del nodo; 10 - el núcleo del lemocito; 11 - terminaciones nerviosas; b - tipos de células nerviosas: I - unipolar; II - multipolar; III - bipolar; 1 - neuritis; 2 -dendrita
Por lo general, en las neuronas, el potencial de acción surge en la región de la membrana del montículo axonal, cuya excitabilidad es 2 veces mayor que la excitabilidad de otras áreas. A partir de aquí, la excitación se extiende a lo largo del axón y el cuerpo celular.
Los axones, además de la función de conducir la excitación, sirven como canales para el transporte de diversas sustancias. Las proteínas y mediadores sintetizados en el cuerpo celular, orgánulos y otras sustancias pueden moverse a lo largo del axón hasta su final. Este movimiento de sustancias se llama transporte axonal. Hay dos tipos: transporte axonal rápido y lento.
Cada neurona del sistema nervioso central desempeña tres funciones fisiológicas: percibe los impulsos nerviosos de los receptores u otras neuronas; genera sus propios impulsos; conduce la excitación a otra neurona u órgano.
Según su importancia funcional, las neuronas se dividen en tres grupos: sensibles (sensoriales, receptoras); insertar (asociativo); motor (efector, motor).
Además de las neuronas, el sistema nervioso central contiene células gliales, ocupando la mitad del volumen del cerebro. Los axones periféricos también están rodeados por una vaina de células gliales: lemmocitos (células de Schwann). Las neuronas y las células gliales están separadas por espacios intercelulares, que se comunican entre sí y forman un espacio intercelular lleno de líquido de neuronas y glía. A través de este espacio, se produce un intercambio de sustancias entre las células nerviosas y gliales.
Las células neurogliales realizan muchas funciones: funciones de apoyo, protección y tróficas para las neuronas; mantener una cierta concentración de iones de calcio y potasio en el espacio intercelular; destruir neurotransmisores y otras sustancias biológicamente activas.
Funciones del sistema nervioso central
El sistema nervioso central tiene varias funciones.
Integrativo: el organismo de los animales y los seres humanos es un sistema complejo altamente organizado que consta de células, tejidos, órganos y sus sistemas interconectados funcionalmente. Esta relación, la unificación de varios componentes del cuerpo en un solo todo (integración), su funcionamiento coordinado es proporcionado por el sistema nervioso central.
Coordinando: las funciones de varios órganos y sistemas del cuerpo deben proceder en concierto, ya que solo con esta forma de vida es posible mantener la constancia del entorno interno, así como adaptarse con éxito a las condiciones ambientales cambiantes. La coordinación de la actividad de los elementos que constituyen el organismo la realiza el sistema nervioso central.
Regulador: el sistema nervioso central regula todos los procesos que ocurren en el organismo, por lo que, con su participación, se producen los cambios más adecuados en el trabajo de diversos órganos, encaminados a asegurar una u otra de sus actividades.
Trófico: el sistema nervioso central regula el trofismo, la intensidad de los procesos metabólicos en los tejidos del cuerpo, que subyace a la formación de reacciones adecuadas a los cambios en curso en el entorno interno y externo.
Adaptado: el sistema nervioso central comunica el cuerpo con el entorno externo analizando y sintetizando diversa información que le llega de los sistemas sensoriales. Esto permite reestructurar las actividades de varios órganos y sistemas de acuerdo con los cambios en el entorno. Realiza las funciones de un regulador del comportamiento que es necesario en condiciones específicas de existencia. Esto asegura una adecuada adaptación al mundo circundante.
Formación de comportamiento no dirigido: el sistema nervioso central forma un cierto comportamiento del animal de acuerdo con la necesidad dominante.
Regulación refleja de la actividad nerviosa
La adaptación de los procesos vitales del organismo, sus sistemas, órganos y tejidos a las condiciones ambientales cambiantes se denomina regulación. La regulación proporcionada conjuntamente por los sistemas nervioso y hormonal se denomina regulación neurohormonal. Gracias al sistema nervioso, el cuerpo realiza sus actividades según el principio reflejo.
El principal mecanismo de actividad del sistema nervioso central es la respuesta del organismo a las acciones del estímulo, llevada a cabo con la participación del sistema nervioso central y encaminada a lograr un resultado útil.
Reflejo traducido del latín significa "reflexión". El término "reflejo" fue propuesto por primera vez por el investigador checo I.G. Prokhaskaya, quien desarrolló la doctrina de acciones reflexivas. La formación adicional de la teoría del reflejo está asociada con el nombre de I.M. Sechenov. Creía que todo lo inconsciente y consciente se hace según el tipo de reflejo. Pero entonces no existían métodos de evaluación objetiva de la actividad cerebral que pudieran confirmar esta suposición. Posteriormente, el académico I.P. desarrolló un método objetivo para evaluar la actividad cerebral. Pavlov, y recibió el nombre de método reflejo condicionado. Usando este método, el científico demostró que la base de la actividad nerviosa superior de los animales y los humanos son los reflejos condicionados, que se forman sobre la base de reflejos incondicionados debido a la formación de conexiones temporales. Académico P.K. Anokhin demostró que toda la diversidad de actividades animales y humanas se lleva a cabo sobre la base del concepto de sistemas funcionales.
La base morfológica del reflejo es , que consta de varias estructuras nerviosas, que proporciona la implementación del reflejo.
En la formación de un arco reflejo intervienen tres tipos de neuronas: receptora (sensible), intermedia (intercalada), motora (efectora) (fig. 6.2). Se combinan en circuitos neuronales.
Arroz. 4. Esquema de regulación según el principio de reflejo. Arco reflejo: 1 - receptor; 2 - vía aferente; 3 - centro nervioso; 4 - vía eferente; 5 - órgano de trabajo (cualquier órgano del cuerpo); MN - neurona motora; M - músculo; KN - neurona de mando; CH - neurona sensorial, ModN - neurona moduladora
La dendrita de la neurona receptora contacta con el receptor, su axón se envía al sistema nervioso central e interactúa con la neurona intercalar. Desde la neurona intercalar, el axón va a la neurona efectora y su axón se dirige a la periferia del órgano ejecutivo. Por tanto, se forma un arco reflejo.
Las neuronas receptoras se encuentran en la periferia y en los órganos internos, mientras que las neuronas intercalares y motoras se encuentran en el sistema nervioso central.
En el arco reflejo, se distinguen cinco enlaces: el receptor, la vía aferente (o centrípeta), el centro nervioso, la vía eferente (o centrífuga) y el órgano de trabajo (o efector).
Un receptor es una entidad especializada que percibe la irritación. El receptor está compuesto por células especializadas altamente sensibles.
El enlace aferente del arco es una neurona receptora y conduce la excitación desde el receptor hasta el centro nervioso.
El centro nervioso está formado por una gran cantidad de neuronas motoras e intercaladas.
Este enlace del arco reflejo consta de un conjunto de neuronas ubicadas en diferentes partes del sistema nervioso central. El centro nervioso percibe los impulsos de los receptores a lo largo de la vía aferente, analiza y sintetiza esta información y luego transmite el programa de acciones formado a lo largo de las fibras eferentes al órgano ejecutivo periférico. Y el cuerpo de trabajo realiza su actividad característica (el músculo se contrae, la glándula secreta un secreto, etc.).
Un enlace especial de aferencia inversa percibe los parámetros de la acción realizada por el órgano de trabajo y transmite esta información al centro nervioso. El centro nervioso acepta la acción del enlace de aferenciación inversa y recibe información del órgano de trabajo sobre la acción perfecta.
El tiempo desde el inicio de la acción del estímulo sobre el receptor hasta la aparición de la respuesta se denomina tiempo reflejo.
Todos los reflejos en animales y humanos se subdividen en incondicionados y condicionados.
Reflejos incondicionados - reacciones congénitas de transmisión hereditaria. Los reflejos incondicionados se llevan a cabo a través de los arcos reflejos ya formados en el cuerpo. Los reflejos incondicionados son específicos de la especie, es decir, son característicos de todos los animales de esta especie. Son constantes a lo largo de la vida y surgen en respuesta a una estimulación adecuada de los receptores. Los reflejos no condicionados también se clasifican según su significado biológico: alimentario, defensivo, sexual, locomotor, de orientación. Según la ubicación de los receptores, estos reflejos se dividen en: exteroceptivo (temperatura, táctil, visual, auditivo, gustativo, etc.), interoceptivo (vascular, cardíaco, gástrico, intestinal, etc.) y propioceptivo (músculo, tendón, etc.). Por la naturaleza de la respuesta - motora, secretora, etc. Al encontrar los centros nerviosos a través de los cuales se lleva a cabo el reflejo - espinal, bulbar, mesencefálico.
Reflejos condicionados - reflejos adquiridos por el cuerpo en el curso de su vida individual. Los reflejos condicionados se llevan a cabo a través de arcos reflejos recién formados sobre la base de arcos reflejos de reflejos incondicionados con la formación de una conexión temporal entre ellos en la corteza cerebral.
Los reflejos en el cuerpo se llevan a cabo con la participación de glándulas endocrinas y hormonas.
En el corazón de las ideas modernas sobre la actividad refleja del cuerpo se encuentra el concepto de un resultado adaptativo útil, para cuyo logro se realiza cualquier reflejo. La información sobre el logro de un resultado adaptativo útil ingresa al sistema nervioso central a través del enlace de retroalimentación en forma de aferencia inversa, que es un componente obligatorio de la actividad refleja. El principio de aferenciación inversa en la actividad refleja fue desarrollado por PKAnokhin y se basa en el hecho de que la base estructural del reflejo no es un arco reflejo, sino un anillo reflejo, que incluye los siguientes enlaces: receptor, vía nerviosa aferente, nervio centro, vía del nervio eferente, órgano de trabajo, aferenciación inversa.
Cuando apaga cualquier enlace del anillo de reflejos, el reflejo desaparece. Por lo tanto, para la implementación del reflejo, es necesaria la integridad de todos los enlaces.
Propiedades de los centros nerviosos
Los centros nerviosos tienen varias propiedades funcionales características.
La excitación en los centros nerviosos se propaga unilateralmente del receptor al efector, lo que se asocia con la capacidad de conducir la excitación solo desde la membrana presináptica a la postsináptica.
La excitación en los centros nerviosos se lleva a cabo más lentamente que a lo largo de la fibra nerviosa, como resultado de ralentizar la conducción de la excitación a través de las sinapsis.
La suma de excitaciones puede ocurrir en los centros nerviosos.
Hay dos formas principales de suma: temporal y espacial. A suma temporal varios impulsos de excitación llegan a la neurona a través de una sinapsis, se resumen y generan un potencial de acción en ella, y suma espacial se manifiesta en el caso de impulsos que llegan a una neurona a través de diferentes sinapsis.
En ellos se produce la transformación del ritmo de excitación, es decir. una disminución o aumento en el número de impulsos de excitación que salen del centro nervioso en comparación con el número de impulsos que llegan a él.
Los centros nerviosos son muy sensibles a la falta de oxígeno y a la acción de varios químicos.
Los centros nerviosos, a diferencia de las fibras nerviosas, son capaces de fatigarse rápidamente. La fatiga sináptica con activación prolongada del centro se expresa en una disminución en el número de potenciales postsinápticos. Esto se debe al consumo del mediador y a la acumulación de metabolitos que acidifican el ambiente.
Los centros nerviosos se encuentran en un estado de tono constante, debido al flujo continuo de un cierto número de impulsos de los receptores.
Los centros nerviosos se caracterizan por la plasticidad, la capacidad de aumentar su funcionalidad. Esta propiedad puede deberse al alivio sináptico: conducción mejorada en las sinapsis después de una breve estimulación de las vías aferentes. Con el uso frecuente de sinapsis, se acelera la síntesis de receptores y un transmisor.
Junto con la excitación, ocurren procesos de inhibición en el centro nervioso.
Actividad de coordinación del sistema nervioso central y sus principios.
Una de las funciones importantes del sistema nervioso central es la función de coordinación, que también se llama actividades de coordinación Sistema nervioso central. Se entiende como la regulación de la distribución de la excitación e inhibición en las estructuras neurales, así como la interacción entre los centros nerviosos, que aseguran la implementación efectiva de reacciones reflejas y voluntarias.
Un ejemplo de la actividad de coordinación del sistema nervioso central puede ser una relación recíproca entre los centros de respiración y deglución, cuando durante la deglución se inhibe el centro de respiración, la epiglotis cierra la entrada a la laringe y evita que los alimentos o líquidos entren en el tracto respiratorio. La función de coordinación del sistema nervioso central es de fundamental importancia para la implementación de movimientos complejos realizados con la participación de muchos músculos. Ejemplos de tales movimientos pueden ser la articulación del habla, el acto de tragar, movimientos gimnásticos que requieren contracción coordinada y relajación de muchos músculos.
Principios de coordinación
- Reciprocidad: inhibición mutua de grupos antagonistas de neuronas (neuronas motoras flexoras y extensoras)
- Neurona terminal: activación de una neurona eferente de diferentes campos receptivos y competencia entre diferentes impulsos aferentes para una neurona motora determinada
- Conmutación: el proceso de transición de la actividad de un centro nervioso al centro nervioso antagonista.
- Inducción - cambio de excitación por frenado o viceversa
- La retroalimentación es un mecanismo que proporciona la necesidad de señalización de los receptores de los órganos ejecutivos para la implementación exitosa de la función.
- El dominante es un foco de excitación dominante persistente en el sistema nervioso central, subordinando a sí mismo las funciones de otros centros nerviosos.
La actividad de coordinación del sistema nervioso central se basa en una serie de principios.
Principio de convergencia se realiza en circuitos convergentes de neuronas, en los que los axones de varios otros convergen o convergen a uno de ellos (generalmente eferente). La convergencia proporciona señales de diferentes centros nerviosos o receptores de diferentes modalidades (diferentes órganos sensoriales) a la misma neurona. Sobre la base de la convergencia, una variedad de estímulos pueden provocar el mismo tipo de respuesta. Por ejemplo, un reflejo de centinela (girar los ojos y la cabeza, estar alerta) puede desencadenarse por influencias de luz, sonido y tacto.
El principio de un camino final común se deriva del principio de convergencia y es de naturaleza cercana. Se entiende como la posibilidad de realizar la misma reacción, desencadenada por la neurona eferente final de la cadena nerviosa jerárquica, a la que convergen los axones de muchas otras células nerviosas. Un ejemplo de una vía final clásica son las neuronas motoras de los cuernos anteriores de la médula espinal o los núcleos motores de los nervios craneales, que inervan directamente los músculos con sus axones. Una y la misma reacción motora (por ejemplo, flexión del brazo) puede desencadenarse por la recepción de impulsos a estas neuronas desde neuronas piramidales de la corteza motora primaria, neuronas de varios centros motores del tallo cerebral, interneuronas de la médula espinal , axones de neuronas sensoriales de los ganglios espinales en respuesta a la acción de señales recibidas por diferentes órganos de los sentidos (sobre efectos luminosos, sonoros, gravitacionales, dolorosos o mecánicos).
Principio de divergencia se realiza en los circuitos divergentes de neuronas, en los que una de las neuronas tiene un axón ramificado, y cada una de las ramas forma una sinapsis con otra célula nerviosa. Estos circuitos realizan la función de transmitir simultáneamente señales de una neurona a muchas otras neuronas. Debido a las conexiones divergentes, las señales se distribuyen ampliamente (irradian) y muchos centros ubicados en diferentes niveles del sistema nervioso central se involucran rápidamente en la respuesta.
Principio de retroalimentación (aferencia inversa) consiste en la posibilidad de transmitir información sobre la reacción que se está llevando a cabo (por ejemplo, sobre el movimiento de los propioceptores de los músculos) de regreso al centro nervioso que la desencadenó a través de las fibras aferentes. Gracias a la retroalimentación, se forma un circuito neural cerrado (circuito), a través del cual es posible controlar el curso de la reacción, regular la fuerza, duración y otros parámetros de la reacción, si no se han implementado.
La participación de la retroalimentación se puede considerar en el ejemplo de la implementación del reflejo de flexión causado por la acción mecánica sobre los receptores de la piel (Fig. 5). Con la contracción refleja del músculo flexor, la actividad de los propioceptores y la frecuencia de envío de impulsos nerviosos a lo largo de las fibras aferentes a las neuronas motoras a de la médula espinal, que inervan este músculo, cambian. Como resultado, se forma un circuito de control cerrado, en el que el papel de un canal de retroalimentación lo desempeñan las fibras aferentes que transmiten información sobre la contracción a los centros nerviosos desde los receptores musculares, y el papel de un canal de comunicación directo lo desempeñan las fibras eferentes. de las neuronas motoras que van a los músculos. Así, el centro nervioso (sus motoneuronas) recibe información sobre el cambio en el estado del músculo provocado por la transmisión de impulsos a lo largo de las fibras motoras. Gracias a la retroalimentación, se forma una especie de anillo nervioso regulador. Por tanto, algunos autores prefieren utilizar el término "anillo reflejo" en lugar del término "arco reflejo".
La presencia de retroalimentación es importante en los mecanismos de regulación de la circulación sanguínea, respiración, temperatura corporal, comportamiento y otras reacciones del cuerpo y se considera más en las secciones relevantes.
Arroz. 5. Esquema de retroalimentación en los circuitos neuronales de los reflejos más simples
El principio de relaciones recíprocas se realiza en la interacción entre centros nerviosos antagonistas. Por ejemplo, entre un grupo de neuronas motoras que controlan la flexión del brazo y un grupo de neuronas motoras que controlan la extensión del brazo. Debido a las relaciones recíprocas, la excitación de las neuronas de uno de los centros antagonistas se acompaña de la inhibición del otro. En este ejemplo, la relación recíproca entre los centros de flexión y extensión se manifestará por el hecho de que durante la contracción de los músculos flexores del brazo se producirá una relajación equivalente de los extensores, y viceversa, lo que asegura la suavidad de Movimientos de flexión y extensión del brazo. Las relaciones recíprocas se llevan a cabo debido a la activación por neuronas del centro excitado de interneuronas inhibitorias, cuyos axones forman sinapsis inhibidoras en las neuronas del centro antagonista.
Principio dominante también se implementa en función de las características de la interacción entre los centros nerviosos. Las neuronas del centro dominante más activo (foco de excitación) tienen una alta actividad persistente y suprimen la excitación en otros centros nerviosos, sometiéndolos a su influencia. Además, las neuronas del centro dominante atraen hacia sí mismos impulsos nerviosos aferentes dirigidos a otros centros y aumentan su actividad debido a la recepción de estos impulsos. El centro dominante puede estar en un estado de excitación durante mucho tiempo sin signos de fatiga.
Un ejemplo de un estado causado por la presencia de un foco de excitación dominante en el sistema nervioso central puede ser un estado después de un evento que es importante para una persona experimentado, cuando todos sus pensamientos y acciones de una forma u otra se asocian con esto. evento.
Propiedades dominantes
- Mayor excitabilidad
- Persistencia de la excitación
- Inercia de excitación
- Capacidad para suprimir lesiones subdominantes.
- Capacidad para agregar excitaciones
Los principios de coordinación considerados se pueden utilizar, dependiendo de los procesos coordinados por el sistema nervioso central, por separado o juntos en varias combinaciones.
En la evolución, el sistema nervioso ha pasado por varias etapas de desarrollo, que se han convertido en puntos de inflexión en la organización cualitativa de su actividad. Estas etapas difieren en el número y tipo de formaciones neuronales, sinapsis, signos de su especialización funcional, en la formación de grupos de neuronas interconectadas por una función común. Hay tres etapas principales de la organización estructural del sistema nervioso: difusa, nodular, tubular.
Difuso el sistema nervioso es el más antiguo, se encuentra en los celentéreos (hidra) animales. Tal sistema nervioso se caracteriza por una multiplicidad de conexiones entre elementos vecinos, lo que permite que la excitación se propague libremente a lo largo de la red nerviosa en todas las direcciones.
Este tipo de sistema nervioso proporciona una amplia intercambiabilidad y, por lo tanto, una mayor confiabilidad de funcionamiento; sin embargo, estas reacciones son imprecisas, vagas por naturaleza.
Nodal el tipo de sistema nervioso es típico de gusanos, moluscos, crustáceos.
Se caracteriza por el hecho de que las conexiones de las células nerviosas están organizadas de cierta manera, la excitación pasa por caminos estrictamente definidos. Esta organización del sistema nervioso es más vulnerable. El daño a un nodo causa una violación de las funciones de todo el organismo en su conjunto, pero en sus cualidades es más rápido y más preciso.
Tubular el sistema nervioso es característico de los cordados, incluye rasgos de los tipos difuso y nodal. El sistema nervioso de los animales superiores tomó todo lo mejor: alta confiabilidad del tipo difuso, precisión, localidad y la velocidad de organización de las reacciones de tipo nodal.
El papel principal del sistema nervioso.
En la primera etapa del desarrollo del mundo de los seres vivos, la interacción entre los organismos más simples se llevó a cabo a través del medio acuático del océano primitivo, en el que ingresaron las sustancias químicas liberadas por ellos. La primera forma antigua de interacción entre las células de un organismo multicelular es la interacción química a través de productos metabólicos que ingresan a los fluidos corporales. Dichos productos metabólicos, o metabolitos, son productos de degradación de proteínas, dióxido de carbono, etc. Estos son la transmisión humoral de influencias, el mecanismo humoral de correlación o la comunicación entre órganos.
La conexión humoral se caracteriza por las siguientes características:
- la falta de una dirección exacta a la que se dirige una sustancia química para entrar en la sangre u otros fluidos corporales;
- el químico se esparce lentamente;
- la sustancia química actúa en cantidades insignificantes y normalmente se degrada rápidamente o se excreta del cuerpo.
Las conexiones humorales son comunes tanto al mundo animal como al mundo vegetal. En una determinada etapa del desarrollo del mundo animal, en relación con la aparición del sistema nervioso, se forma una nueva forma nerviosa de conexiones y regulación, que distingue cualitativamente el mundo animal del mundo vegetal. Cuanto más alto en su desarrollo es el organismo de un animal, más importante es la interacción de los órganos a través del sistema nervioso, que se denomina reflejo. En los organismos vivos superiores, el sistema nervioso regula las conexiones humorales. A diferencia de la conexión humoral, la conexión neural tiene una orientación precisa hacia un órgano específico e incluso un grupo de células; la comunicación tiene lugar cientos de veces más rápido que la velocidad a la que se propagan los productos químicos. La transición de una conexión humoral a una nerviosa no estuvo acompañada por la destrucción de la conexión humoral entre las células del cuerpo, sino por la sumisión a las conexiones nerviosas y el surgimiento de conexiones neuro-humorales.
En la siguiente etapa en el desarrollo de los seres vivos, aparecen órganos especiales: glándulas, en las que se producen hormonas, que se forman a partir de nutrientes que ingresan al cuerpo. La función principal del sistema nervioso consiste tanto en la regulación de la actividad de los órganos individuales entre sí como en la interacción del organismo en su conjunto con su entorno externo circundante. Cualquier impacto del entorno externo en el cuerpo se produce principalmente en los receptores (órganos de los sentidos) y se lleva a cabo a través de cambios provocados por el entorno externo y el sistema nervioso. A medida que se desarrolla el sistema nervioso, su sección superior, los hemisferios cerebrales, se convierte en "el administrador y distribuidor de todas las actividades del cuerpo".
La estructura del sistema nervioso.
El sistema nervioso está formado por tejido nervioso, que consta de una gran cantidad neuronas- una célula nerviosa con procesos.
El sistema nervioso se divide convencionalmente en central y periférico.
sistema nervioso central incluye el cerebro y la médula espinal, y sistema nervioso periférico- nervios que se extienden desde ellos.
El cerebro y la médula espinal son una colección de neuronas. En una sección transversal del cerebro, se distinguen la materia blanca y gris. La sustancia gris está formada por células nerviosas y la sustancia blanca está formada por fibras nerviosas, que son procesos de las células nerviosas. En diferentes partes del sistema nervioso central, la ubicación de la materia blanca y gris no es la misma. En la médula espinal, la sustancia gris está adentro, y la sustancia blanca está afuera, en el cerebro (hemisferios cerebrales, cerebelo), por el contrario, la sustancia gris está afuera, la blanca está adentro. En diferentes partes del cerebro, hay grupos separados de células nerviosas (materia gris) ubicados dentro de la materia blanca: granos... Los grupos de células nerviosas también se encuentran fuera del sistema nervioso central. Ellos se llaman nudos y pertenecen al sistema nervioso periférico.
Actividad refleja del sistema nervioso
La principal forma de actividad del sistema nervioso es el reflejo. Reflejo- la reacción del cuerpo a un cambio en el entorno interno o externo, llevada a cabo con la participación del sistema nervioso central en respuesta a la estimulación de los receptores.
Con cualquier irritación, la excitación de los receptores se transmite a lo largo de las fibras nerviosas centrípetas al sistema nervioso central, desde donde, a través de la neurona intercalar a lo largo de las fibras centrífugas, se dirige a la periferia a uno u otro órgano, cuya actividad cambia. Todo este camino a través del sistema nervioso central hasta el órgano de trabajo se llama arco reflejo generalmente formada por tres neuronas: sensitiva, intercalar y motora. Un reflejo es un acto complejo, en cuya implementación están involucradas un número mucho mayor de neuronas. La excitación, que ingresa al sistema nervioso central, se extiende a muchas partes de la médula espinal y llega al cerebro. Como resultado de la interacción de muchas neuronas, el cuerpo responde a la estimulación.
Médula espinal
Médula espinal- una hebra de unos 45 cm de largo, 1 cm de diámetro, ubicada en el canal de la columna, cubierta por tres meninges: dura, aracnoidea y blanda (vascular).
Médula espinal se encuentra en el canal vertebral y es una hebra que pasa al bulbo raquídeo en la parte superior y termina en la parte inferior al nivel de la segunda vértebra lumbar. La médula espinal está formada por materia gris, que contiene células nerviosas, y materia blanca, que contiene fibras nerviosas. La materia gris se encuentra dentro de la médula espinal y está rodeada por todos lados por materia blanca.
En sección transversal, la sustancia gris se asemeja a la letra N. En ella, se distinguen los cuernos anterior y posterior, así como una barra de conexión, en el centro de la cual hay un canal estrecho de la médula espinal que contiene líquido cefalorraquídeo. En la región torácica, se distinguen los cuernos laterales. Contienen los cuerpos de neuronas que inervan los órganos internos. La sustancia blanca de la médula espinal está formada por procesos nerviosos. Los procesos cortos conectan partes de la médula espinal y los largos forman el aparato conductor de las conexiones bilaterales con el cerebro.
La médula espinal tiene dos engrosamientos: el cervical y el lumbar, desde los cuales los nervios se extienden hasta las extremidades superiores e inferiores. 31 pares de nervios espinales parten de la médula espinal. Cada nervio comienza en la médula espinal con dos raíces: anterior y posterior. Raíces traseras - sensible Consisten en procesos de neuronas centrípetas. Sus cuerpos están ubicados en los ganglios espinales. Raíces delanteras - motor- son los procesos de las neuronas centrífugas ubicadas en la materia gris de la médula espinal. Como resultado de la fusión de las raíces anterior y posterior, se forma un nervio espinal mixto. La médula espinal contiene centros que regulan los actos reflejos más simples. Las principales funciones de la médula espinal son la actividad refleja y la conducción de la excitación.
La médula espinal humana contiene los centros reflejos de los músculos de las extremidades superiores e inferiores, la transpiración y la micción. La función de conducir la excitación es que los impulsos pasen a través de la médula espinal desde el cerebro a todas las áreas del cuerpo y viceversa. A lo largo de las vías ascendentes, los impulsos centrípetos de los órganos (piel, músculos) se transmiten al cerebro. En trayectos descendentes, los impulsos centrífugos se transmiten desde el cerebro a la médula espinal, luego a la periferia, a los órganos. Si las vías están dañadas, hay una pérdida de sensibilidad en varias partes del cuerpo, una violación de las contracciones musculares voluntarias y la capacidad de moverse.
Evolución del cerebro de los vertebrados
La formación del sistema nervioso central en forma de tubo neural aparece por primera vez en cordados. Tengo cordados inferiores el tubo neural persiste durante toda la vida, en más alto- vertebrados: en la etapa embrionaria, se coloca una placa neural en el lado dorsal, que se sumerge debajo de la piel y se enrolla en un tubo. En la etapa embrionaria de desarrollo, el tubo neural forma tres inflamaciones en la parte anterior: tres vesículas cerebrales, a partir de las cuales se desarrollan las partes del cerebro: la vesícula anterior da el prosencéfalo y el diencéfalo, la vejiga media se convierte en el mesencéfalo, la vejiga posterior forma el cerebelo y el bulbo raquídeo... Estas cinco regiones del cerebro son características de todos los vertebrados.
Para vertebrados inferiores- peces y anfibios - es característico el predominio del mesencéfalo sobre el resto de secciones. Tengo anfibios el prosencéfalo aumenta ligeramente y se forma una fina capa de células nerviosas en el techo de los hemisferios: la bóveda cerebral primaria, la corteza antigua. Tengo reptiles el prosencéfalo se agranda significativamente debido a la acumulación de células nerviosas. La mayor parte del techo de los hemisferios está ocupada por la corteza antigua. Por primera vez, el rudimento de una nueva corteza aparece en reptiles. Los hemisferios del prosencéfalo se deslizan hacia otras partes, como resultado de lo cual se forma una curva en el diencéfalo. Desde los antiguos reptiles, los hemisferios cerebrales se han convertido en la parte más grande del cerebro.
En la estructura del cerebro aves y reptiles mucho en común. En el techo del cerebro está la corteza primaria, el mesencéfalo está bien desarrollado. Sin embargo, en las aves, en comparación con los reptiles, la masa cerebral total y el tamaño relativo del prosencéfalo aumentan. El cerebelo es grande y tiene una estructura plegada. Tengo mamíferos el prosencéfalo alcanza su mayor tamaño y complejidad. La mayor parte de la materia cerebral es la nueva corteza, que sirve como centro de actividad nerviosa superior. Las partes intermedia y media del cerebro de los mamíferos son pequeñas. Los hemisferios en expansión del prosencéfalo los cubren y los aplastan debajo de sí mismos. Algunos mamíferos tienen un cerebro liso, sin surcos ni circunvoluciones, pero la mayoría de los mamíferos tienen surcos y circunvoluciones en la corteza cerebral. La aparición de surcos y convoluciones se produce debido al crecimiento del cerebro con un tamaño limitado del cráneo. Un mayor crecimiento de la corteza conduce a la aparición de pliegues en forma de surcos y convoluciones.
Cerebro
Si la médula espinal en todos los vertebrados está más o menos desarrollada de la misma manera, entonces el cerebro diferirá significativamente en tamaño y complejidad de estructura en diferentes animales. El prosencéfalo sufre cambios especialmente drásticos en el curso de la evolución. En los vertebrados inferiores, el prosencéfalo está poco desarrollado. En los peces, está representado por los lóbulos olfatorios y núcleos de materia gris en el grosor del cerebro. El desarrollo intensivo del prosencéfalo está asociado con la aparición de animales en la tierra. Se diferencia en el diencéfalo y en dos hemisferios simétricos, que se denominan cerebro terminal... La materia gris en la superficie del prosencéfalo (corteza) aparece por primera vez en los reptiles, desarrollándose aún más en las aves y especialmente en los mamíferos. Los hemisferios realmente grandes del prosencéfalo se vuelven solo en aves y mamíferos. En este último, cubren casi todas las demás partes del cerebro.
El cerebro está ubicado en la cavidad craneal. Incluye el tronco y el telencéfalo (corteza cerebral).
Tronco encefálico Consiste en el bulbo raquídeo, la protuberancia varoli, el mesencéfalo y el diencéfalo.
Médula es una continuación directa de la médula espinal y en expansión, pasa al rombencéfalo. Básicamente conserva la forma y estructura de la médula espinal. En el grosor del bulbo raquídeo, hay acumulaciones de materia gris, los núcleos de los nervios craneales. El eje trasero incluye cerebelo y puente... El cerebelo se encuentra por encima del bulbo raquídeo y tiene una estructura compleja. En la superficie de los hemisferios cerebelosos, la sustancia gris forma la corteza y, en el interior del cerebelo, sus núcleos. Al igual que el bulbo raquídeo espinal, realiza dos funciones: reflejo y conducción. Sin embargo, los reflejos del bulbo raquídeo son más complejos. Esto se expresa en un significado importante en la regulación de la actividad cardíaca, el estado de los vasos sanguíneos, la respiración y la sudoración. Los centros de todas estas funciones se encuentran en el bulbo raquídeo. También hay centros para masticar, chupar, tragar, saliva y jugo gástrico. A pesar de su pequeño tamaño (2,5 a 3 cm), el bulbo raquídeo es una parte vital del sistema nervioso central. Su daño puede causar la muerte debido al cese de la respiración y la actividad cardíaca. La función conductora del bulbo raquídeo y la protuberancia varoli es transmitir impulsos desde la médula espinal al cerebro y viceversa.
V mesencéfalo Se localizan los centros primarios (subcorticales) de visión y audición, que realizan reacciones reflejas de orientación a los estímulos luminosos y sonoros. Estas reacciones se expresan en diversos movimientos del tronco, la cabeza y los ojos hacia los estímulos. El mesencéfalo está formado por las piernas del cerebro y el cuádruple. El mesencéfalo regula y distribuye el tono (tensión) de los músculos esqueléticos.
Diencéfalo consta de dos departamentos - tálamo e hipotálamo, cada uno de los cuales está formado por un gran número de núcleos de los montículos ópticos y la zona del subcuello. A través de los montículos visuales, los impulsos centrípetos se transmiten a la corteza cerebral desde todos los receptores del cuerpo. Ni un solo impulso centrípeto, venga de donde venga, puede pasar a la corteza, sin pasar por los montículos visuales. Así, a través del diencéfalo, todos los receptores se comunican con la corteza cerebral. En la región sub-tuberosa, existen centros que afectan el metabolismo, la termorregulación y las glándulas endocrinas.
Cerebelo ubicado detrás del bulbo raquídeo. Está compuesto de materia gris y blanca. Sin embargo, a diferencia de la médula espinal y el tronco, la sustancia gris, la corteza, se encuentra en la superficie del cerebelo y la sustancia blanca se encuentra en el interior, debajo de la corteza. El cerebelo coordina los movimientos, los hace claros y suaves, juega un papel importante en el mantenimiento del equilibrio del cuerpo en el espacio y también afecta el tono muscular. Con daño en el cerebelo, una persona experimenta una caída en el tono muscular, un trastorno del movimiento y un cambio en la marcha, el habla se ralentiza, etc. Sin embargo, después de un tiempo, el movimiento y el tono muscular se restauran debido al hecho de que las partes intactas del sistema nervioso central asumen las funciones del cerebelo.
Grandes hemisferios- la parte más grande y desarrollada del cerebro. En los humanos, forman la mayor parte del cerebro y están cubiertos de corteza en toda su superficie. La materia gris cubre los hemisferios externos y forma la corteza cerebral. La corteza de los hemisferios humanos tiene un grosor de 2 a 4 mm y está compuesta por 6-8 capas formadas por 14-16 mil millones de células, diferentes en forma, tamaño y funciones. Hay una sustancia blanca debajo de la corteza. Consiste en fibras nerviosas que conectan la corteza con las partes inferiores del sistema nervioso central y los lóbulos individuales de los hemisferios entre sí.
La corteza cerebral tiene circunvoluciones, separadas por surcos, que aumentan significativamente su superficie. Los tres surcos más profundos dividen los hemisferios en lóbulos. Hay cuatro lóbulos en cada hemisferio: frontal, parietal, temporal, occipital... La excitación de diferentes receptores va a las áreas de percepción correspondientes de la corteza, llamadas zonas, y desde aquí se transmiten a un órgano específico, impulsándolo a la acción. Las siguientes zonas se distinguen en la corteza. Zona auditiva ubicado en el lóbulo temporal, recibe impulsos de los receptores auditivos.
Zona visual se encuentra en la región occipital. Aquí es de donde provienen los impulsos de los receptores oculares.
Zona olfativa se encuentra en la superficie interna del lóbulo temporal y está asociado con receptores en la cavidad nasal.
Motor sensorial la zona se ubica en los lóbulos frontal y parietal. Esta zona contiene los principales centros de movimiento de piernas, tronco, brazos, cuello, lengua y labios. El centro del habla también está aquí.
Los hemisferios cerebrales son la parte más alta del sistema nervioso central que controla el funcionamiento de todos los órganos de los mamíferos. La importancia de los hemisferios cerebrales en los seres humanos también reside en el hecho de que representan la base material de la actividad mental. I.P. Pavlov demostró que la actividad mental se basa en procesos fisiológicos que ocurren en la corteza cerebral. El pensamiento está asociado con la actividad de toda la corteza cerebral, y no solo con la función de sus áreas individuales.
| Departamento del cerebro | Funciones | |
| Médula | Conductor | La conexión de la médula espinal y las partes suprayacentes del cerebro. |
| Reflejo | Regulación de la actividad de los sistemas respiratorio, cardiovascular, digestivo:
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| Puente de Varolio | Conductor | Conecta los hemisferios cerebelosos entre sí y con la corteza cerebral. |
| Cerebelo | La coordinacion | Coordinación de movimientos voluntarios y mantenimiento de la posición del cuerpo en el espacio. Regulación del tono y el equilibrio muscular. |
| Mesencéfalo | Conductor | Reflejos de orientación a estímulos visuales y sonoros ( giros de cabeza y torso). |
| Reflejo |
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| Diencéfalo | tálamo
hipotálamo
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Corteza cerebral
Superficie corteza cerebral en los humanos, mide aproximadamente 1500 cm 2, que es muchas veces más grande que la superficie interna del cráneo. Se formó una superficie tan grande de la corteza debido al desarrollo de una gran cantidad de surcos y convoluciones, como resultado de lo cual la mayor parte de la corteza (aproximadamente el 70%) se concentra en los surcos. Los surcos más grandes de los hemisferios cerebrales. central que atraviesa ambos hemisferios, y temporal separando el lóbulo temporal del resto. La corteza cerebral, a pesar de su pequeño grosor (1,5 a 3 mm), tiene una estructura muy compleja. Tiene seis capas principales, que difieren en la estructura, la forma y el tamaño de las neuronas y las conexiones. En la corteza se encuentran los centros de todos los sistemas sensibles (receptores), representaciones de todos los órganos y partes del cuerpo. En este sentido, los impulsos nerviosos centrípetos de todos los órganos internos o partes del cuerpo se acercan a la corteza y pueden controlar su trabajo. A través de la corteza de los hemisferios cerebrales, se produce un cierre de reflejos condicionados, a través de los cuales el cuerpo constantemente, a lo largo de su vida, se adapta con mucha precisión a las condiciones cambiantes de la existencia, al entorno.
3. DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO EN FILOGÉNESIS
Los invertebrados se caracterizan por la presencia de varias fuentes de origen de células nerviosas. En el mismo tipo de animal, las células nerviosas pueden originarse de forma simultánea e independiente a partir de tres capas germinales diferentes.
La poligénesis de las células nerviosas de los invertebrados es la base de una variedad de mecanismos mediadores en su sistema nervioso.
animales celenterados. Las caries son animales de dos capas. Su cuerpo es un saco hueco, cuya cavidad interna es la cavidad digestiva. El sistema nervioso de los celentéreos pertenece al tipo difuso. Cada célula nerviosa en ella está conectada por procesos largos a varias vecinas, formando una red nerviosa. Las células nerviosas de los celentéreos no tienen procesos polarizados especializados. Sus procesos conducen la excitación en cualquier dirección y no forman vías largas. Los contactos entre las células nerviosas del sistema nervioso difuso son de varios tipos. Existe contactos de plasmaanastomosis). Aparecer y contactos ranurados entre los procesos de las células nerviosas, como las sinapsis. Además, entre ellos hay contactos en los que las vesículas sinápticas se encuentran a ambos lados del contacto, el llamado sinapsis simétricas, y ahí está sinapsis asimétricas:
1 - apertura de la boca; 2 - tentáculo; 3 - suela
1 - nódulo nervioso; 2 - faringe; 3 - tronco longitudinal abdominal; 4 - tronco nervioso lateral
La siguiente etapa en el desarrollo de los invertebrados es la aparición de animales de tres capas: gusanos planos. Al igual que los celentéreos, tienen una cavidad intestinal que se comunica con el medio externo a través de la abertura bucal. Sin embargo, tienen una tercera capa germinal: el mesodermo y un tipo de simetría bilateral. El sistema nervioso de los gusanos planos inferiores es de tipo difuso. Sin embargo, varios troncos nerviosos ya se están separando de la red difusa (Fig. 9 , 3 , 4 ).
4 , 5 6 ortogon.
3 ). En las células del cerebro
1 - excrecencia tentacular; 2 - nervio que inerva el crecimiento; 3 - ganglio cerebral; 4 - tronco nervioso longitudinal lateral; 5 - tronco nervioso longitudinal ventral; 6 - comisura
ganglio, aparecen procesos largos, entrando en los troncos longitudinales del ortogonal (Fig.10, 4 , 5 ).
La siguiente etapa en el desarrollo de los invertebrados es la aparición de animales segmentados: anélidos. ganglio - neuropil - entrelazado de procesos de células nerviosas y células gliales. El ganglio está ubicado en el lado ventral del segmento debajo del tubo intestinal. Envía sus fibras sensoriales y motoras a su propio segmento y a dos adyacentes. Así, cada ganglio tiene tres pares de nervios laterales, cada uno de los cuales está mixto e inerva su propio segmento. Las fibras sensoriales que provienen de la periferia ingresan al ganglio a través de las raíces nerviosas ventrales. Las fibras motoras salen del ganglio a lo largo de las raíces nerviosas dorsales. En consecuencia, las neuronas sensoriales se encuentran en la parte ventral del ganglio y las neuronas motoras, en la parte dorsal. Además, en el ganglio hay pequeñas células que inervan los órganos internos (elementos vegetativos), están ubicadas lateralmente, entre las neuronas sensoriales y motoras. No se encontró ningún agrupamiento de elementos entre las neuronas de las zonas sensoriales, motoras o asociativas de los ganglios anélidos; las neuronas están distribuidas de manera difusa, es decir, no forme centros.
Los ganglios de los anélidos están unidos en una cadena. Cada ganglio subsiguiente está conectado al anterior con
1 - ganglio del nervio supraofaríngeo;
2 - ganglio del nervio subofaríngeo;
3 - ganglio combinado complejo del segmento torácico; 4 - ganglio abdominal; 5 - nervio periférico; 6 - conector
troncos nerviosos, que se llaman conectores.
artrópodos, es decir. construido sobre el tipo de cadena nerviosa abdominal, pero puede alcanzar un alto nivel de desarrollo (Fig. 11). Incluye un ganglio supraesofágico significativamente desarrollado, que realiza la función
1 - cuerpo de hongo; 2 - protocerebrum; 3 - hoja visual; 4 - deutocerebrum; 5 - tritocerebro
ción del cerebro, el ganglio subofaríngeo, que controla los órganos del aparato bucal, y los ganglios segmentarios de la cadena nerviosa abdominal. Los ganglios de la cadena nerviosa abdominal pueden fusionarse entre sí, formando masas de ganglios complejas.
Cerebro artrópodo consta de tres secciones: anterior - protocerebro, medio - deutocerebrum y trasero - tritocerebrum.
células neurosecretoras.
En el proceso de evolución, las células neurosecretoras bipolares inicialmente ubicadas de manera difusa percibieron señales ya sea por procesos o por toda la superficie celular, luego se formaron centros neurosecretores, tractos neurosecretores y áreas de contacto neurosecretoras. Posteriormente, tuvo lugar la especialización de los centros nerviosos, aumentó el grado de confiabilidad en la relación entre los dos sistemas reguladores principales (nervioso y humoral) y se formó una etapa de regulación fundamentalmente nueva: la subordinación a los centros neurosecretores de las glándulas endocrinas periféricas. .
1 - comisura cerebral; 2 - ganglios cerebrales; 3 - ganglios de los pedales; 4 - conector; 5 - ganglios viscerales
Sistema nervioso mariscos también tiene estructura ganglionar(figura 13). En los representantes más simples del tipo, consta de varios pares de ganglios. Cada par de ganglios controla un grupo específico de órganos: pierna, órganos viscerales, pulmones, etc. - y se encuentra junto a los órganos inervados o dentro de ellos. Los ganglios del mismo nombre están interconectados en pares por comisuras. Además, cada ganglio está conectado por largos conectores al complejo de ganglio cerebral.
En los moluscos más organizados (cefalópodos), el sistema nervioso se transforma (Fig. 14). Sus ganglios se fusionan y forman una masa perioofaríngea común: cerebro.
Evolución del sistema nervioso.
3.1. El origen y función del sistema nervioso.
El sistema nervioso de todos los animales es de origen ectodérmico. Realiza las siguientes funciones:
La relación del cuerpo con el medio ambiente (percepción, transmisión de la irritación y respuesta a la irritación);
La conexión de todos los órganos y sistemas de órganos en un solo todo;
El sistema nervioso es la base de la formación de una mayor actividad nerviosa.
3.2. Evolución del sistema nervioso en una serie de invertebrados.
Por primera vez, el sistema nervioso apareció en celentéreos y había tipo difuso o de malla sistema nervioso, es decir el sistema nervioso es una red de células nerviosas distribuidas por todo el cuerpo e interconectadas por procesos delgados. Tiene una estructura típica en la hidra, pero ya en medusas y pólipos, aparecen grupos de células nerviosas en ciertos lugares (cerca de la boca, a lo largo de los bordes del paraguas), estos grupos de células nerviosas son los precursores de los órganos de los sentidos.
Además, la evolución del sistema nervioso sigue el camino de la concentración de células nerviosas en ciertos lugares del cuerpo, es decir. a lo largo del camino de la formación de ganglios nerviosos (ganglios). Estos nodos surgen principalmente donde hay células que perciben la irritación del medio ambiente. Entonces, con la simetría radial, surge un tipo radial del sistema nervioso, y con la simetría bilateral, la concentración de los nodos nerviosos ocurre en el extremo anterior del cuerpo. Los troncos nerviosos emparejados que corren a lo largo del cuerpo se extienden desde los nodos de la cabeza. Este tipo de sistema nervioso se llama tallo ganglionar.
Este tipo de sistema nervioso tiene una estructura típica en los gusanos planos, es decir en el extremo frontal del cuerpo hay pares de ganglios, desde los cuales las fibras nerviosas y los órganos sensoriales se extienden hacia adelante, y los troncos nerviosos que corren a lo largo del cuerpo.
En las lombrices intestinales, los ganglios cefálicos se fusionan con el anillo nervioso periofaríngeo, desde el cual los troncos nerviosos también corren a lo largo del cuerpo.
En los anélidos, se forma una cadena nerviosa, es decir. en cada segmento, se forman nódulos nerviosos emparejados independientes. Todos ellos están conectados por hebras longitudinales y transversales. Como resultado, el sistema nervioso adquiere una estructura similar a una escalera. A menudo, ambas cadenas se acercan entre sí, conectándose a lo largo de la parte media del cuerpo para formar una cadena de nervios abdominales no apareados.
Los artrópodos tienen el mismo tipo de sistema nervioso, pero el número de nódulos nerviosos disminuye y su tamaño aumenta, especialmente en la cabeza o región cefalotoracica, es decir. hay un proceso de cefalización.
En los moluscos, el sistema nervioso está representado por nodos en diferentes partes del cuerpo, conectados por cuerdas y nervios que se extienden desde los nodos. Los gasterópodos tienen nódulos pedos, cerebrales y pleural-viscerales; en bivalvos - pedal y pleural-visceral; en cefalópodos - nódulos nerviosos pleural-viscerales y cerebrales. Se observa una acumulación de tejido nervioso alrededor de la faringe en los cefalópodos.
3.3. Evolución del sistema nervioso en cordados.
El sistema nervioso en los cordados está representado por un tubo neural., que se diferencia en el cerebro y la médula espinal.
En los cordados inferiores, el tubo neural parece un tubo hueco (neurocele) con nervios que se extienden desde el tubo. En la lanceta, se forma una pequeña expansión en la sección de la cabeza: el rudimento del cerebro. Esta expansión se llama ventrículo.
En los cordados superiores, se forman tres inflamaciones en el extremo anterior del tubo neural: las vesículas anterior, media y posterior. Desde la primera vejiga cerebral, posteriormente se forman la parte anterior y el diencéfalo, desde el medio, el medio, desde la parte posterior, el cerebelo y el bulbo raquídeo, pasando a la médula espinal.
En todas las clases de vertebrados, el cerebro consta de 5 secciones (anterior, intermedia, media, posterior y oblonga), pero el grado de su desarrollo no es el mismo en animales de diferentes clases.
Entonces, en los ciclostomas, todas las partes del cerebro están ubicadas una tras otra en un plano horizontal. El bulbo raquídeo pasa directamente a la dorsal con el canal central en la nutria.
En los peces, el cerebro está más diferenciado en comparación con los ciclostomas. El volumen del prosencéfalo aumenta, especialmente en los peces que respiran pulmones, pero el prosencéfalo aún no está dividido en hemisferios y sirve funcionalmente como centro olfativo superior. El techo del prosencéfalo es delgado, está formado solo por células epiteliales y no contiene tejido nervioso. En el diencéfalo, con el que están conectadas la glándula pineal y la glándula pituitaria, se ubica el hipotálamo, que es el centro del sistema endocrino. El más desarrollado en los peces es el mesencéfalo. Los lóbulos visuales están bien expresados en él. En la región del mesencéfalo, hay una curva característica de todos los vertebrados superiores. Además, el mesencéfalo es un centro de análisis. El cerebelo, que forma parte del rombencéfalo, está bien desarrollado debido a la complejidad del movimiento de los peces. Es el centro de coordinación del movimiento, su tamaño varía en función de la actividad de movimiento de las diferentes especies de peces. El bulbo raquídeo proporciona una conexión entre las partes superiores del cerebro y la médula espinal y contiene los centros de respiración y circulación sanguínea.
Diez pares de nervios craneales abandonan el cerebro del pez.
Este tipo de cerebro, en el que el mesencéfalo es el centro de integración más alto, se llama ictiopsido.
En los anfibios, el sistema nervioso es similar en estructura al sistema nervioso del pez pulmonado, pero se distingue por un desarrollo significativo y una separación completa de los hemisferios alargados emparejados, así como un desarrollo débil del cerebelo, que se debe a la baja movilidad de los anfibios. y la uniformidad de sus movimientos. Pero los anfibios tienen un techo del prosencéfalo llamado bóveda cerebral primaria: el archipallium. El número de nervios craneales, como en los peces, es diez. Y el tipo de cerebro es el mismo, es decir ictiópsido.
Por lo tanto, todas las anamnias (ciclostomas, peces y anfibios) tienen un tipo de cerebro ictiópido.
En la estructura del cerebro de los reptiles pertenecientes a los vertebrados superiores, es decir. para los amniotas, las características de una organización progresista se expresan claramente. Los hemisferios del prosencéfalo adquieren un predominio significativo sobre otras partes del cerebro. En su base hay grandes grupos de células nerviosas: cuerpos estriados. En los lados lateral y medial de cada hemisferio, aparecen islotes de la antigua corteza: el archicortex. El tamaño del mesencéfalo se reduce y pierde la importancia del centro principal. La parte inferior del prosencéfalo se convierte en el centro de análisis, es decir. Cuerpos rayados. Este tipo de cerebro se llama saurópsido o estriado.... El cerebelo se agranda debido a la variedad de movimientos de los reptiles. El bulbo raquídeo forma una curva pronunciada, característica de todos los amniotas. 12 pares de nervios craneales abandonan el cerebro.
El mismo tipo de cerebro es típico de las aves, pero con algunas peculiaridades. Los hemisferios del prosencéfalo son relativamente grandes. los lóbulos olfatorios de las aves están poco desarrollados, lo que indica el papel del olfato en la vida de las aves. Por el contrario, el mesencéfalo está representado por grandes lóbulos visuales. El cerebelo está bien desarrollado, 12 pares de nervios abandonan el cerebro.
El cerebro de los mamíferos alcanza su máximo desarrollo. Los hemisferios son tan grandes que cubren el cerebro medio y el cerebelo. La corteza cerebral está especialmente desarrollada, su área aumenta debido a circunvoluciones y surcos. La corteza tiene una estructura muy compleja y se llama la nueva corteza, la neocorteza. Aparece una bóveda cerebral secundaria: neopallium. Los lóbulos olfatorios grandes se encuentran frente a los hemisferios. El diencéfalo, como otras clases, incluye la glándula pineal, la glándula pituitaria y el hipotálamo. El mesencéfalo es relativamente pequeño, consta de cuatro cúspides: cuatro montículos. La corteza anterior está asociada con el analizador visual, la corteza posterior con el auditivo. Junto con el prosencéfalo, el cerebelo progresa con fuerza. 12 pares de nervios craneales abandonan el cerebro. El centro de análisis es la corteza cerebral. Este tipo de cerebro se llama mamario..
3.4. Anomalías y malformaciones del sistema nervioso en humanos.
1. Acefalia- ausencia del cerebro, bóveda, cráneo y esqueleto facial; este trastorno está asociado con el subdesarrollo del tubo neural anterior y se combina con defectos en la médula espinal, los huesos y los órganos internos.
2. Anencefalia- la ausencia de los hemisferios cerebrales y el techo del cráneo con subdesarrollo del tronco encefálico y se combina con otras malformaciones. Esta patología es causada por la falta de cierre (disrafia) de la cabeza del tubo neural. En este caso, los huesos del techo del cráneo no se desarrollan y los huesos de la base del cráneo muestran diversas anomalías. La anencefalia es incompatible con la vida, la frecuencia promedio es de 1/1500 y más a menudo en fetos femeninos.
3. Atelencefalia- Detención del desarrollo (heterocronía) de la parte anterior del tubo neural en la etapa de tres burbujas. Como resultado, los hemisferios cerebrales y los núcleos subcorticales no se forman.
4. Prosencefalia- el telencéfalo está dividido por una ranura longitudinal, pero en profundidad ambos hemisferios permanecen conectados entre sí.
5. Holoprosencefalia- el cerebro terminal no está dividido en hemisferios y parece un hemisferio con una sola cavidad (ventrículo).
6. Proencefalia alobárica- división del telencéfalo solo en la parte posterior, y los lóbulos frontales permanecen indivisos.
7. Aplasia o hipoplasia del cuerpo calloso- ausencia total o parcial de comisura cerebral compleja, es decir Cuerpo calloso.
8. Hidroencefalia- atrofia de los hemisferios cerebrales en combinación con hidrocefalia.
9. Agiriya- ausencia completa de surcos y circunvoluciones (cerebro liso) de los hemisferios cerebrales.
10. Microgiria- reducción del número y volumen de surcos.
11. Hidrocefalia congénita- obstrucción de una parte del sistema ventricular del cerebro y sus salidas, es causada por una violación primaria del desarrollo del sistema nervioso.
12. Espina bífida- defecto de cierre y separación del ectodermo cutáneo del tubo neural espinal. A veces, esta anomalía se acompaña de diplomielia, en la que la médula espinal se divide en una cierta longitud en dos partes, cada una con su propio bolsillo central.
13. Inencefalia- una anomalía rara incompatible con la vida, ocurre con más frecuencia en fetos femeninos. Esta es una anomalía grave del occipucio y el cerebro. Las cabezas se giran para que la cara quede hacia arriba. Dorsalmente, el cuero cabelludo continúa hacia la piel del área lumbodorsal o sacra.
Sistema nervioso
El sistema nervioso percibe estímulos externos e internos, analiza y procesa la información entrante, almacena rastros de actividad pasada (rastros de memoria) y, en consecuencia, regula y coordina las funciones del cuerpo.
La actividad del sistema nervioso se basa en un reflejo asociado con la propagación de la excitación a lo largo de arcos reflejos y el proceso de inhibición. El sistema nervioso está formado principalmente por tejido nervioso, cuya principal unidad estructural y funcional es la neurona. En el transcurso de la evolución de los animales, se produjo una paulatina complicación del sistema nervioso y, al mismo tiempo, su comportamiento se volvió más complejo.
Se observan varias etapas en el desarrollo del sistema nervioso.
Los protozoos no tienen sistema nervioso, pero algunos ciliados tienen un aparato excitable fibrilar intracelular. A medida que se desarrollan los organismos multicelulares, se forma un tejido especializado que es capaz de reproducir reacciones activas, es decir, excitación. El sistema nervioso reticular o difuso aparece por primera vez en celenterados (pólipos hidroides). Está formado por excrecencias de neuronas, distribuidas de manera difusa por todo el cuerpo en forma de red. El sistema nervioso difuso conduce rápidamente la excitación desde el punto de irritación en todas direcciones, lo que le confiere propiedades integradoras.
El sistema nervioso difuso también se caracteriza por signos menores de centralización (en la hidra, la compactación de los elementos nerviosos en la región de la planta y el polo oral). La complicación del sistema nervioso procedió en paralelo con el desarrollo de los órganos del movimiento y se expresó principalmente en el aislamiento de las neuronas de la red difusa, su inmersión profunda en el cuerpo y la formación de grupos allí. Entonces, en celenterados de vida libre (medusas), las neuronas se acumulan en el ganglio, formando un sistema nervioso nodular difuso. La formación de este tipo de sistema nervioso está asociada, en primer lugar, al desarrollo de receptores especiales en la superficie corporal, capaces de reaccionar selectivamente a influencias mecánicas, químicas y lumínicas. Junto con esto, el número de neuronas y la variedad de sus tipos aumentan progresivamente y se forman neuroglia. Aparecen neuronas bipolares con dendritas y axones. Conducir la excitación se vuelve direccional. También se diferencian las estructuras nerviosas en las que se transmiten las señales correspondientes a otras células que controlan las respuestas del cuerpo. Así, algunas células se especializan en recepción, otras en conducción y otras en contracción. Una complicación evolutiva adicional del sistema nervioso se asocia con la centralización y el desarrollo de un tipo de organización nodal (artrópodos, anélidos, moluscos). Las neuronas se concentran en los nodos nerviosos (ganglios) conectados por fibras nerviosas entre sí, así como con receptores y órganos ejecutivos (músculos, glándulas).
La diferenciación de los sistemas de órganos digestivo, reproductivo, circulatorio y otros fue acompañada por la mejora de la interacción entre ellos con la ayuda del sistema nervioso. Hay una complicación significativa y la aparición de muchas formaciones nerviosas centrales, que dependen unas de otras. Los ganglios paratiroideos y los nervios que controlan los movimientos de alimentación y excavación se desarrollan en formas filogenéticamente superiores en receptores que perciben la luz, el sonido y el olfato; aparecen los sentidos. Dado que los principales órganos receptores se encuentran en el extremo de la cabeza del cuerpo, los ganglios correspondientes en la parte de la cabeza del cuerpo se desarrollan con más fuerza, subyugan las actividades del resto y forman el cerebro. Los artrópodos y anélidos tienen una cadena nerviosa bien desarrollada. La formación del comportamiento adaptativo del organismo se manifiesta más claramente en el nivel más alto de evolución, en los vertebrados, y está asociada con la complicación de la estructura del sistema nervioso y la mejora de la interacción del organismo con el entorno externo. Algunas partes del sistema nervioso muestran una tendencia a un mayor crecimiento en la filogenia, mientras que otras permanecen subdesarrolladas. En los peces, el prosencéfalo está poco diferenciado, pero el rombencéfalo, el mesencéfalo y el cerebelo están bien desarrollados. En anfibios y reptiles, el diencéfalo y dos hemisferios con la corteza cerebral primaria están separados de la vejiga cerebral anterior.
El sistema nervioso alcanza su máximo desarrollo en los mamíferos, especialmente en los humanos, principalmente debido al aumento y complicación de la estructura de la corteza cerebral. El desarrollo y diferenciación de las estructuras del sistema nervioso en los animales superiores determinó su división en central y periférica.
Sistema nervioso
Etapas de desarrollo del sistema nervioso.
En la evolución, el sistema nervioso ha pasado por varias etapas de desarrollo, que se han convertido en puntos de inflexión en la organización cualitativa de su actividad. Estas etapas difieren en el número y tipo de formaciones neuronales, sinapsis, signos de su especialización funcional, en la formación de grupos de neuronas interconectadas por una función común. Hay tres etapas principales de la organización estructural del sistema nervioso: difusa, nodular, tubular.
El sistema nervioso difuso es el más antiguo; se encuentra en animales celentéreos (hidra). Tal sistema nervioso se caracteriza por una multiplicidad de conexiones entre elementos vecinos, lo que permite que la excitación se propague libremente a lo largo de la red nerviosa en todas las direcciones.
Este tipo de sistema nervioso proporciona una amplia intercambiabilidad y, por lo tanto, una mayor confiabilidad de funcionamiento; sin embargo, estas reacciones son imprecisas, vagas por naturaleza.
El tipo nodular del sistema nervioso es típico de gusanos, moluscos y crustáceos.
Se caracteriza por el hecho de que las conexiones de las células nerviosas están organizadas de cierta manera, la excitación pasa por caminos estrictamente definidos. Esta organización del sistema nervioso es más vulnerable. El daño a un nodo causa una violación de las funciones de todo el organismo en su conjunto, pero en sus cualidades es más rápido y más preciso.
El sistema nervioso tubular es característico de los cordados, incluye características de los tipos difuso y nodal. El sistema nervioso de los animales superiores tomó todo lo mejor: alta confiabilidad del tipo difuso, precisión, localidad y la velocidad de organización de las reacciones de tipo nodal.
El papel principal del sistema nervioso.
En la primera etapa del desarrollo del mundo de los seres vivos, la interacción entre los organismos más simples se llevó a cabo a través del medio acuático del océano primitivo, en el que ingresaron las sustancias químicas liberadas por ellos. La primera forma antigua de interacción entre las células de un organismo multicelular es la interacción química a través de productos metabólicos que ingresan a los fluidos corporales. Dichos productos metabólicos, o metabolitos, son productos de degradación de proteínas, dióxido de carbono, etc. Estos son la transmisión humoral de influencias, el mecanismo de correlación humoral o la comunicación entre órganos.
La conexión humoral se caracteriza por las siguientes características:
- la falta de una dirección exacta a la que se dirige una sustancia química para entrar en la sangre u otros fluidos corporales;
- el químico se esparce lentamente;
- la sustancia química actúa en cantidades insignificantes y normalmente se degrada rápidamente o se excreta del cuerpo.
Las conexiones humorales son comunes tanto al mundo animal como al mundo vegetal. En una determinada etapa del desarrollo del mundo animal, en relación con la aparición del sistema nervioso, se forma una nueva forma nerviosa de conexiones y regulación, que distingue cualitativamente el mundo animal del mundo vegetal. Cuanto más alto en su desarrollo es el organismo de un animal, más importante es la interacción de los órganos a través del sistema nervioso, que se denomina reflejo. En los organismos vivos superiores, el sistema nervioso regula las conexiones humorales. A diferencia de la conexión humoral, la conexión neural tiene una orientación precisa hacia un órgano específico e incluso un grupo de células; la comunicación tiene lugar cientos de veces más rápido que la velocidad a la que se propagan los productos químicos. La transición de una conexión humoral a una nerviosa no estuvo acompañada por la destrucción de la conexión humoral entre las células del cuerpo, sino por la sumisión a las conexiones nerviosas y el surgimiento de conexiones neuro-humorales.
En la siguiente etapa en el desarrollo de los seres vivos, aparecen órganos especiales: glándulas, en las que se producen hormonas, que se forman a partir de los nutrientes que ingresan al cuerpo. La función principal del sistema nervioso consiste tanto en la regulación de la actividad de los órganos individuales entre sí como en la interacción del organismo en su conjunto con su entorno externo circundante. Cualquier impacto del entorno externo en el cuerpo se produce principalmente en los receptores (órganos de los sentidos) y se lleva a cabo a través de cambios provocados por el entorno externo y el sistema nervioso. A medida que se desarrolla el sistema nervioso, su sección superior, los hemisferios cerebrales, se convierte en "el administrador y distribuidor de todas las actividades del cuerpo".
La estructura del sistema nervioso.
El sistema nervioso está formado por tejido nervioso, que consta de una gran cantidad de neuronas, una célula nerviosa con procesos.
El sistema nervioso se divide convencionalmente en central y periférico.
El sistema nervioso central incluye el cerebro y la médula espinal, y el sistema nervioso periférico incluye los nervios que se ramifican a partir de ellos.
El cerebro y la médula espinal son una colección de neuronas. En una sección transversal del cerebro, se distinguen la materia blanca y gris. La sustancia gris está formada por células nerviosas y la sustancia blanca está formada por fibras nerviosas, que son procesos de las células nerviosas. En diferentes partes del sistema nervioso central, la ubicación de la materia blanca y gris no es la misma. En la médula espinal, la sustancia gris está adentro, y la sustancia blanca está afuera, en el cerebro (hemisferios cerebrales, cerebelo), por el contrario, la sustancia gris está afuera, la blanca está adentro. En diferentes partes del cerebro, hay grupos separados de células nerviosas (materia gris) ubicados dentro de la materia blanca, el núcleo. Los grupos de células nerviosas también se encuentran fuera del sistema nervioso central. Estos se denominan nodos y se refieren al sistema nervioso periférico.
Actividad refleja del sistema nervioso
La principal forma de actividad del sistema nervioso es el reflejo. Reflejo: la reacción del cuerpo a un cambio en el entorno interno o externo, llevada a cabo con la participación del sistema nervioso central en respuesta a la estimulación de los receptores.
Con cualquier irritación, la excitación de los receptores se transmite a lo largo de las fibras nerviosas centrípetas al sistema nervioso central, desde donde, a través de la neurona intercalar a lo largo de las fibras centrífugas, se dirige a la periferia a uno u otro órgano, cuya actividad cambia. Todo este camino a través del sistema nervioso central hasta el órgano de trabajo, llamado arco reflejo, suele estar formado por tres neuronas: sensitiva, intercalar y motora. Un reflejo es un acto complejo, en cuya implementación están involucradas un número mucho mayor de neuronas. La excitación, que ingresa al sistema nervioso central, se extiende a muchas partes de la médula espinal y llega al cerebro. Como resultado de la interacción de muchas neuronas, el cuerpo responde a la estimulación.
Médula espinal
La médula espinal es una médula de unos 45 cm de largo, 1 cm de diámetro, ubicada en el canal de la columna, cubierta por tres meninges: dura, aracnoidea y blanda (vascular).
La médula espinal se encuentra en el canal vertebral y es una médula, que en la parte superior pasa al bulbo raquídeo, y en la parte inferior termina al nivel de la segunda vértebra lumbar. La médula espinal está formada por materia gris, que contiene células nerviosas, y materia blanca, que contiene fibras nerviosas. La materia gris se encuentra dentro de la médula espinal y está rodeada por todos lados por materia blanca.
En sección transversal, la sustancia gris se asemeja a la letra N. En ella, se distinguen los cuernos anterior y posterior, así como una barra de conexión, en el centro de la cual hay un canal estrecho de la médula espinal que contiene líquido cefalorraquídeo. En la región torácica, se distinguen los cuernos laterales. Contienen los cuerpos de neuronas que inervan los órganos internos. La sustancia blanca de la médula espinal está formada por procesos nerviosos. Los procesos cortos conectan partes de la médula espinal y los largos forman el aparato conductor de las conexiones bilaterales con el cerebro.
La médula espinal tiene dos engrosamientos: el cervical y el lumbar, desde los cuales los nervios se extienden hasta las extremidades superiores e inferiores. 31 pares de nervios espinales parten de la médula espinal. Cada nervio comienza en la médula espinal con dos raíces: anterior y posterior. Raíces dorsales: sensibles, consisten en procesos de neuronas centrípetas. Sus cuerpos están ubicados en los ganglios espinales. Las raíces anteriores - motoras - son los procesos de las neuronas centrífugas ubicadas en la materia gris de la médula espinal. Como resultado de la fusión de las raíces anterior y posterior, se forma un nervio espinal mixto. La médula espinal contiene centros que regulan los actos reflejos más simples. Las principales funciones de la médula espinal son la actividad refleja y la conducción de la excitación.
La médula espinal humana contiene los centros reflejos de los músculos de las extremidades superiores e inferiores, la transpiración y la micción. La función de conducir la excitación es que los impulsos pasen a través de la médula espinal desde el cerebro a todas las áreas del cuerpo y viceversa. A lo largo de las vías ascendentes, los impulsos centrípetos de los órganos (piel, músculos) se transmiten al cerebro. En trayectos descendentes, los impulsos centrífugos se transmiten desde el cerebro a la médula espinal, luego a la periferia, a los órganos. Si las vías están dañadas, hay una pérdida de sensibilidad en varias partes del cuerpo, una violación de las contracciones musculares voluntarias y la capacidad de moverse.
Evolución del cerebro de los vertebrados
La formación del sistema nervioso central en forma de tubo neural aparece por primera vez en cordados. En los cordados inferiores, el tubo neural persiste durante toda la vida, en los vertebrados superiores, en la etapa embrionaria, se coloca una placa neural en el lado dorsal, que se sumerge debajo de la piel y se pliega en un tubo. En la etapa embrionaria de desarrollo, el tubo neural forma tres inflamaciones en la parte anterior: tres vesículas cerebrales, a partir de las cuales se desarrollan las partes del cerebro: la vesícula anterior da el prosencéfalo y el diencéfalo, la vejiga media se convierte en el mesencéfalo, la parte posterior la vejiga forma el cerebelo y el bulbo raquídeo. Estas cinco regiones del cerebro son características de todos los vertebrados.
Para los vertebrados inferiores - peces y anfibios - es característico el predominio del mesencéfalo sobre el resto de las secciones. En los anfibios, el prosencéfalo aumenta ligeramente y se forma una fina capa de células nerviosas en el techo de los hemisferios: la bóveda cerebral primaria, la corteza antigua. En los reptiles, el prosencéfalo se agranda significativamente debido a la acumulación de células nerviosas. La mayor parte del techo de los hemisferios está ocupada por la corteza antigua. Por primera vez, el rudimento de una nueva corteza aparece en reptiles. Los hemisferios del prosencéfalo se deslizan hacia otras partes, como resultado de lo cual se forma una curva en el diencéfalo. Desde los antiguos reptiles, los hemisferios cerebrales se han convertido en la parte más grande del cerebro.
La estructura del cerebro de las aves y los reptiles tiene mucho en común. En el techo del cerebro está la corteza primaria, el mesencéfalo está bien desarrollado. Sin embargo, en las aves, en comparación con los reptiles, la masa cerebral total y el tamaño relativo del prosencéfalo aumentan. El cerebelo es grande y tiene una estructura plegada. En los mamíferos, el prosencéfalo alcanza su mayor tamaño y complejidad. La mayor parte de la materia cerebral es la nueva corteza, que sirve como centro de actividad nerviosa superior. Las partes intermedia y media del cerebro de los mamíferos son pequeñas. Los hemisferios en expansión del prosencéfalo los cubren y los aplastan debajo de sí mismos. Algunos mamíferos tienen un cerebro liso, sin surcos ni circunvoluciones, pero la mayoría de los mamíferos tienen surcos y circunvoluciones en la corteza cerebral. La aparición de surcos y convoluciones se produce debido al crecimiento del cerebro con un tamaño limitado del cráneo. Un mayor crecimiento de la corteza conduce a la aparición de pliegues en forma de surcos y convoluciones.
Cerebro
Si la médula espinal en todos los vertebrados está más o menos desarrollada de la misma manera, entonces el cerebro diferirá significativamente en tamaño y complejidad de estructura en diferentes animales. El prosencéfalo sufre cambios especialmente drásticos en el curso de la evolución. En los vertebrados inferiores, el prosencéfalo está poco desarrollado. En los peces, está representado por los lóbulos olfatorios y núcleos de materia gris en el grosor del cerebro. El desarrollo intensivo del prosencéfalo está asociado con la aparición de animales en la tierra. Se diferencia en el diencéfalo y dos hemisferios simétricos llamados telencéfalo. La materia gris en la superficie del prosencéfalo (corteza) aparece por primera vez en los reptiles, desarrollándose aún más en las aves y especialmente en los mamíferos. Los hemisferios realmente grandes del prosencéfalo se vuelven solo en aves y mamíferos. En este último, cubren casi todas las demás partes del cerebro.
El cerebro está ubicado en la cavidad craneal. Incluye el tronco y el telencéfalo (corteza cerebral).
El tronco encefálico está formado por el bulbo raquídeo, la protuberancia varoli, el mesencéfalo y el diencéfalo.
El bulbo raquídeo es una continuación directa de la médula espinal y se expande hacia el rombencéfalo. Básicamente conserva la forma y estructura de la médula espinal. En el grosor del bulbo raquídeo, hay acumulaciones de materia gris, los núcleos de los nervios craneales. El puente posterior incluye el cerebelo y el puente varoli. El cerebelo se encuentra por encima del bulbo raquídeo y tiene una estructura compleja. En la superficie de los hemisferios cerebelosos, la sustancia gris forma la corteza y, en el interior del cerebelo, sus núcleos. Al igual que el bulbo raquídeo espinal, realiza dos funciones: reflejo y conducción. Sin embargo, los reflejos del bulbo raquídeo son más complejos. Esto se expresa en un significado importante en la regulación de la actividad cardíaca, el estado de los vasos sanguíneos, la respiración y la sudoración. Los centros de todas estas funciones se encuentran en el bulbo raquídeo. También hay centros para masticar, chupar, tragar, saliva y jugo gástrico. A pesar de su pequeño tamaño (2,5 a 3 cm), el bulbo raquídeo es una parte vital del sistema nervioso central. Su daño puede causar la muerte debido al cese de la respiración y la actividad cardíaca. La función conductora del bulbo raquídeo y la protuberancia varoli es transmitir impulsos desde la médula espinal al cerebro y viceversa.
En el mesencéfalo, existen centros primarios (subcorticales) de visión y audición, que llevan a cabo reacciones reflejas de orientación a los estímulos de luz y sonido. Estas reacciones se expresan en diversos movimientos del tronco, la cabeza y los ojos hacia los estímulos. El mesencéfalo está formado por las piernas del cerebro y el cuádruple. El mesencéfalo regula y distribuye el tono (tensión) de los músculos esqueléticos.
El diencéfalo consta de dos secciones: el tálamo y el hipotálamo, cada una de las cuales consta de un gran número de núcleos de los montículos ópticos y la región del hipotálamo. A través de los montículos visuales, los impulsos centrípetos se transmiten a la corteza cerebral desde todos los receptores del cuerpo. Ni un solo impulso centrípeto, venga de donde venga, puede pasar a la corteza, sin pasar por los montículos visuales. Así, a través del diencéfalo, todos los receptores se comunican con la corteza cerebral. En la región sub-tuberosa, existen centros que afectan el metabolismo, la termorregulación y las glándulas endocrinas.
El cerebelo se encuentra detrás del bulbo raquídeo. Está compuesto de materia gris y blanca. Sin embargo, a diferencia de la médula espinal y el tronco, la sustancia gris, la corteza, se encuentra en la superficie del cerebelo y la sustancia blanca se encuentra en el interior, debajo de la corteza. El cerebelo coordina los movimientos, los hace claros y suaves, juega un papel importante en el mantenimiento del equilibrio del cuerpo en el espacio y también afecta el tono muscular. Con daño en el cerebelo, una persona experimenta una caída en el tono muscular, un trastorno del movimiento y un cambio en la marcha, el habla se ralentiza, etc. Sin embargo, después de un tiempo, el movimiento y el tono muscular se restauran debido al hecho de que las partes intactas del sistema nervioso central asumen las funciones del cerebelo.
Los hemisferios cerebrales son la parte más grande y desarrollada del cerebro. En los humanos, forman la mayor parte del cerebro y están cubiertos de corteza en toda su superficie. La materia gris cubre los hemisferios externos y forma la corteza cerebral. La corteza de los hemisferios humanos tiene un grosor de 2 a 4 mm y está compuesta por 6-8 capas formadas por 14-16 mil millones de células, diferentes en forma, tamaño y funciones. Hay una sustancia blanca debajo de la corteza. Consiste en fibras nerviosas que conectan la corteza con las partes inferiores del sistema nervioso central y los lóbulos individuales de los hemisferios entre sí.
La corteza cerebral tiene circunvoluciones, separadas por surcos, que aumentan significativamente su superficie. Los tres surcos más profundos dividen los hemisferios en lóbulos. En cada hemisferio se distinguen cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal, occipital. La excitación de varios receptores ingresa a las áreas de percepción correspondientes de la corteza, llamadas zonas, y desde allí se transmiten a un órgano específico, lo que lo impulsa a actuar. Las siguientes zonas se distinguen en la corteza. La zona auditiva se ubica en el lóbulo temporal y recibe impulsos de los receptores auditivos.
El área visual se encuentra en la región occipital. Aquí es de donde provienen los impulsos de los receptores oculares.
La zona olfativa se encuentra en la superficie interna del lóbulo temporal y está asociada con receptores en la cavidad nasal.
La zona sensitivo-motora se localiza en los lóbulos frontal y parietal. Esta zona contiene los principales centros de movimiento de piernas, tronco, brazos, cuello, lengua y labios. El centro del habla también está aquí.
Los hemisferios cerebrales son la parte más alta del sistema nervioso central que controla el funcionamiento de todos los órganos de los mamíferos. La importancia de los hemisferios cerebrales en los seres humanos también reside en el hecho de que representan la base material de la actividad mental. I.P. Pavlov demostró que la actividad mental se basa en procesos fisiológicos que ocurren en la corteza cerebral. El pensamiento está asociado con la actividad de toda la corteza cerebral, y no solo con la función de sus áreas individuales.
Sistema nervioso. Como saben, el sistema nervioso aparece por primera vez en los invertebrados multicelulares inferiores;
Como saben, el sistema nervioso aparece por primera vez en los invertebrados multicelulares inferiores. La aparición del sistema nervioso es el hito más importante en la evolución del mundo animal y, en este sentido, incluso los invertebrados multicelulares primitivos son cualitativamente diferentes de los más simples. Un punto importante aquí ya es una fuerte aceleración de la conducción de la excitación en el tejido nervioso: en el protoplasma, la velocidad de conducción de la excitación no excede de 1-2 micrones por segundo, pero incluso en el sistema nervioso más primitivo, que consiste en células nerviosas, ¡es de 0,5 metros por segundo!
El sistema nervioso existe en organismos multicelulares inferiores en formas muy diversas: reticular (por ejemplo, hidra), anular (medusa), radial (estrella de mar) y bilateral. La forma bilateral está representada en los gusanos planos inferiores (intestinales) y los moluscos primitivos (quitón) solo por una red ubicada cerca de la superficie del cuerpo, pero varias hebras longitudinales se distinguen por un desarrollo más poderoso. Con su desarrollo progresivo, el sistema nervioso se hunde debajo del tejido muscular, los cordones longitudinales se vuelven más pronunciados, especialmente en el lado abdominal del cuerpo. Al mismo tiempo, el extremo anterior del cuerpo se vuelve cada vez más importante, aparece la cabeza (el proceso de cefalización) y, con ella, el cerebro: la acumulación y compactación de elementos nerviosos en el extremo anterior. Finalmente, en los gusanos superiores, el sistema nervioso central ya adquiere por completo la estructura típica de la "escalera nerviosa", en la que el cerebro se encuentra por encima del tracto digestivo y está conectado por dos comisuras simétricas ("anillo periofaríngeo") con los ganglios subofaríngeos. ubicado en el lado abdominal y más allá con pares de troncos nerviosos abdominales. Los elementos esenciales aquí son los ganglios, por eso se habla del sistema nervioso ganglionar, o la "escalera ganglionar". En algunos representantes de este grupo de animales (por ejemplo, sanguijuelas), los troncos nerviosos convergen tanto que se obtiene una "cadena neural".
De los ganglios salen poderosas fibras conductoras que forman los troncos nerviosos. En las fibras gigantes, los impulsos nerviosos se llevan a cabo mucho más rápido debido a su gran diámetro y al escaso número de conexiones sinápticas (lugares de contacto de los axones de algunas células nerviosas con dendritas y cuerpos celulares de otras células). En cuanto a los ganglios de la cabeza, es decir cerebro, están más desarrollados en animales más móviles, que también tienen los sistemas de receptores más desarrollados.
El origen y evolución del sistema nervioso se debe a la necesidad de coordinar unidades funcionales de diferente calidad de un organismo multicelular, para coordinar los procesos que ocurren en diferentes partes del mismo al interactuar con el medio externo, para asegurar la actividad de un organismo complejo. como un solo sistema integral. Solo un centro coordinador y organizador, que es el sistema nervioso central, puede proporcionar flexibilidad y variabilidad de la respuesta del cuerpo en condiciones de organización multicelular.
El proceso de cefalisapia también fue de gran importancia a este respecto, es decir, aislamiento de la cabecera del cuerpo y la apariencia del cerebro asociado a ella. Solo en presencia de un cerebro es posible centralizar verdaderamente la "codificación" de señales provenientes de la periferia y la formación de "programas" integrales de comportamiento innato, sin mencionar un alto grado de coordinación de toda la actividad externa del animal.
Por supuesto, el nivel de desarrollo mental depende no solo de la estructura del sistema nervioso. Por ejemplo, los rotíferos cercanos a los anélidos también poseen, como esos, un sistema nervioso bilateral y un cerebro, así como nervios sensoriales y motores especializados. Sin embargo, al diferir poco de los ciliados en tamaño, apariencia y estilo de vida, los rotíferos se parecen mucho a estos últimos en comportamiento y no muestran mayores capacidades mentales que los ciliados. Esto nuevamente muestra que lo que conduce al desarrollo de la actividad mental no es la estructura general, sino las condiciones específicas de la vida del animal, la naturaleza de sus relaciones e interacciones con el medio ambiente. Al mismo tiempo, este ejemplo demuestra una vez más con qué cautela es necesario abordar la valoración de caracteres "superiores" e "inferiores" al comparar organismos que ocupan diferentes posiciones filogenéticas, en particular, al comparar protozoos e invertebrados multicelulares.
El sistema nervioso de los invertebrados.
Los invertebrados se caracterizan por la presencia de varias fuentes de origen de células nerviosas. En el mismo tipo de animal, las células nerviosas pueden originarse de forma simultánea e independiente a partir de tres capas germinales diferentes. La poligénesis de las células nerviosas de los invertebrados es la base de una variedad de mecanismos mediadores en su sistema nervioso.
El sistema nervioso aparece por primera vez en animales celenterados. Las caries son animales de dos capas. Su cuerpo es un saco hueco, cuya cavidad interna es la cavidad digestiva. El sistema nervioso de los celentéreos pertenece al tipo difuso. Cada célula nerviosa en ella está conectada por procesos largos a varias vecinas, formando una red nerviosa. Las células nerviosas de los celentéreos no tienen procesos polarizados especializados. Sus procesos conducen la excitación en cualquier dirección y no forman vías largas. Los contactos entre las células nerviosas del sistema nervioso difuso son de varios tipos. Existe contactos de plasma asegurar la continuidad de la red ( anastomosis). Aparecer y contactos ranurados entre los procesos de las células nerviosas, como las sinapsis. Además, entre ellos hay contactos en los que las vesículas sinápticas se encuentran a ambos lados del contacto, el llamado sinapsis simétricas, y ahí está sinapsis asimétricas: en ellos, las vesículas están ubicadas solo en un lado de la hendidura.
Las células nerviosas de una hidra animal celenterada típica se distribuyen uniformemente sobre la superficie del cuerpo, formando algunos grupos en la región de la boca y la planta del pie (Fig. 8). La red neuronal difusa conduce la excitación en todas las direcciones. En este caso, la onda de propagación de la excitación va acompañada de una onda de contracción muscular.
Arroz. 8. Diagrama de la estructura del sistema nervioso difuso de un animal celenterado:
1 - apertura de la boca; 2 - tentáculo; 3 - suela
Arroz. 9. Diagrama de la estructura del sistema nervioso de tallo difuso de la turbellaria:
1 - nódulo nervioso; 2 - faringe; 3 - tronco longitudinal abdominal; 4 - tronco nervioso lateral
La siguiente etapa en el desarrollo de los invertebrados es la aparición de animales de tres capas: gusanos planos. Al igual que los celentéreos, tienen una cavidad intestinal que se comunica con el medio externo a través de la abertura bucal. Sin embargo, tienen una tercera capa germinal: el mesodermo y un tipo de simetría bilateral. El sistema nervioso de los gusanos planos inferiores es de tipo difuso. Sin embargo, varios troncos nerviosos ya se están separando de la red difusa (Fig. 9 , 3 , 4 ).
En los gusanos planos de vida libre, el aparato nervioso adquiere características de centralización. Los elementos nerviosos se recogen en varios troncos longitudinales (Fig.10, 4 , 5 ) (los animales más altamente organizados se caracterizan por la presencia de dos troncos), que están interconectados por fibras transversales (comisuras) (Fig.10, 6 ). El sistema nervioso ordenado de esta manera se llama ortogon. Los troncos de Orthogon son una colección de células nerviosas y sus procesos (Fig. 10).
Junto con la simetría bilateral en los gusanos planos, se forma el extremo anterior del cuerpo, en el que se concentran los órganos de los sentidos (estatocistos, "ojos", fosas olfativas, tentáculos). A continuación, aparece una acumulación de tejido nervioso en el extremo anterior del cuerpo, a partir del cual se forma el ganglio cerebral o cerebral (Fig.10, 3 ). En las células del ganglio cerebral, aparecen procesos largos que se extienden hacia los troncos longitudinales del ortogon (Fig.10, 4 , 5 ).
Arroz. 10. Diagrama de la estructura del sistema nervioso ortogonal del gusano ciliar (extremo frontal):
1 - excrecencia tentacular; 2 - nervio que inerva el crecimiento; 3 - ganglio cerebral; 4 - tronco nervioso longitudinal lateral; 5 - tronco del nervio longitudinal abdominal; 6 - comisura
Así, el ortogon representa el primer paso hacia la centralización del aparato nervioso y su cefalización (la aparición del cerebro). La centralización y la cefalización son el resultado del desarrollo de estructuras sensoriales (sensoriales).
La siguiente etapa en el desarrollo de los invertebrados es la aparición de animales segmentados: anélidos. Su cuerpo es metamérico, es decir. consta de segmentos. La base estructural del sistema nervioso de los anélidos es ganglio - una acumulación pareada de células nerviosas ubicadas una en cada segmento. Las células nerviosas del ganglio se encuentran en la periferia. Su parte central está ocupada por neuropil - entrelazado de procesos de células nerviosas y células gliales. El ganglio está ubicado en el lado ventral del segmento debajo del tubo intestinal. Envía sus fibras sensoriales y motoras a su propio segmento y a dos adyacentes. Así, cada ganglio tiene tres pares de nervios laterales, cada uno de los cuales está mixto e inerva su propio segmento. Las fibras sensoriales que provienen de la periferia ingresan al ganglio a través de las raíces nerviosas ventrales. Las fibras motoras salen del ganglio a lo largo de las raíces nerviosas dorsales. En consecuencia, las neuronas sensoriales se encuentran en la parte ventral del ganglio y las neuronas motoras, en la parte dorsal. Además, en el ganglio hay pequeñas células que inervan los órganos internos (elementos vegetativos), están ubicadas lateralmente, entre las neuronas sensoriales y motoras. No se encontró ningún agrupamiento de elementos entre las neuronas de las zonas sensoriales, motoras o asociativas de los ganglios anélidos; las neuronas están distribuidas de manera difusa, es decir, no forme centros.
Los ganglios de los anélidos están unidos en una cadena. Cada ganglio posterior está conectado al anterior con la ayuda de troncos nerviosos, que se denominan conectores. En el extremo anterior del cuerpo de los anélidos, dos ganglios fusionados forman un gran nódulo nervioso subofaríngeo. Las conexiones del ganglio suboesofágico, sin pasar por la faringe, fluyen hacia el ganglio supraofaríngeo, que es la parte más rostral (anterior) del sistema nervioso. El ganglio del nervio epofaríngeo incluye solo neuronas sensoriales y asociativas. Allí no se encontraron elementos de propulsión. Así, el ganglio supraesofágico de los anélidos es el centro asociativo más alto, ejerce control sobre el ganglio suboesofágico. El ganglio subofaríngeo controla los ganglios subyacentes, tiene conexiones con dos o tres ganglios posteriores, mientras que el resto de los ganglios de la cadena nerviosa abdominal no forman conexiones más largas que con el ganglio vecino.
En la serie filogenética de anélidos, hay grupos con órganos sensoriales bien desarrollados (gusanos poliquetos). En estos animales, se distinguen tres secciones en el ganglio supraesofágico. La parte anterior inerva los tentáculos, la parte media inerva los ojos y las antenas. Finalmente, los cuartos traseros se desarrollan en relación con la mejora de los sentidos químicos.
El sistema nervioso tiene una estructura similar. artrópodos, es decir. construido sobre el tipo de cadena nerviosa abdominal, pero puede alcanzar un alto nivel de desarrollo (Fig. 11). Incluye un ganglio supraesofágico significativamente desarrollado, que realiza la función del cerebro, el ganglio suboesofágico, que controla los órganos del aparato oral y los ganglios segmentarios de la cadena nerviosa abdominal. Los ganglios de la cadena nerviosa abdominal pueden fusionarse entre sí, formando masas de ganglios complejas.
Arroz. 12. Diagrama de la estructura del cerebro de un insecto (abeja). La mitad izquierda es su sección:
1 - cuerpo de hongo; 2 - protocerebrum; 3 - hoja visual; 4 - deutocerebrum; 5 - tritocerebro
Cerebro artrópodos consta de tres secciones: anterior - protocerebro, medio - deutocerebrum y trasero - tritocerebrum. El cerebro de los insectos se distingue por una estructura compleja. Los cuerpos de hongos ubicados en la superficie del protocerebro son centros asociativos de insectos especialmente importantes, y cuanto más complejo es el comportamiento de una especie, más desarrollados son sus cuerpos de hongos. Por lo tanto, los cuerpos de los hongos están más desarrollados en insectos sociales (Fig. 12).
En casi todas las partes del sistema nervioso de los artrópodos, hay células neurosecretoras. Los neurosecretarios desempeñan un papel regulador importante en los procesos hormonales de los artrópodos.
En el proceso de evolución, las células neurosecretoras bipolares inicialmente ubicadas de manera difusa percibieron señales ya sea por procesos o por toda la superficie celular, luego se formaron centros neurosecretores, tractos neurosecretores y áreas de contacto neurosecretoras. Posteriormente, tuvo lugar la especialización de los centros nerviosos, aumentó el grado de confiabilidad en la relación entre los dos sistemas reguladores principales (nervioso y humoral) y se formó una etapa de regulación fundamentalmente nueva: la subordinación a los centros neurosecretores de las glándulas endocrinas periféricas. .
Sistema nervioso mariscos también tiene estructura ganglionar(figura 13). En los representantes más simples del tipo, consta de varios pares de ganglios. Cada par de ganglios controla un grupo específico de órganos: pierna, órganos viscerales, pulmones, etc. - y se encuentra junto a los órganos inervados o dentro de ellos. Los ganglios del mismo nombre están interconectados en pares por comisuras. Además, cada ganglio está conectado por largos conectores al complejo de ganglio cerebral.
Arroz. 13. Diagrama de la estructura del sistema nervioso ganglionar del molusco laminar (desdentado):
1 - comisura cerebral; 2 - ganglios cerebrales; 3 - ganglios de los pedales; 4 - conector; 5 - ganglios viscerales
En los moluscos más organizados (cefalópodos), el sistema nervioso se transforma (Fig. 14). Sus ganglios se fusionan y forman una masa perioofaríngea común: cerebro. Dos grandes nervios del manto se ramifican desde la parte posterior del cerebro y forman dos grandes ganglios estrellados. Así, se observa un alto grado de cefalización en cefalópodos.
Es un conjunto organizado de células que se especializan en la conducción de señales eléctricas.
El sistema nervioso está compuesto por neuronas y células gliales. La función de las neuronas es coordinar acciones mediante señales químicas y eléctricas que se envían de un lugar a otro del cuerpo. La mayoría de los animales multicelulares tienen sistemas nerviosos con características básicas similares.
Contenido:
El sistema nervioso capta estímulos del entorno (estímulos externos) o señales del mismo organismo (estímulos internos), procesa la información y genera diferentes respuestas según la situación. Como ejemplo, podemos considerar un animal que percibe la proximidad de otro ser vivo a través de células sensibles a la luz de la retina. Esta información es transmitida por el nervio óptico al cerebro, que la procesa y emite una señal nerviosa, y hace que ciertos músculos se contraigan a través de los nervios motores para moverse en la dirección opuesta al peligro potencial.
Funciones del sistema nervioso
El sistema nervioso humano controla y regula la mayoría de las funciones del cuerpo, desde los estímulos hasta los receptores sensoriales y las acciones motoras.
Consta de dos partes principales: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). El sistema nervioso central está formado por el cerebro y la médula espinal.
El SNP está formado por nervios que conectan el SNC con todas las partes del cuerpo. Los nervios que transmiten señales desde el cerebro se denominan nervios motores o eferentes, y los nervios que transmiten información desde el cuerpo al sistema nervioso central se denominan nervios sensoriales o aferentes.
A nivel celular, el sistema nervioso se define por la presencia de un tipo de célula llamada neurona, también conocida como "célula nerviosa". Las neuronas tienen estructuras especiales que les permiten enviar señales de forma rápida y precisa a otras células.
Las conexiones entre neuronas pueden formar circuitos y redes neuronales que generan percepciones del mundo y determinan el comportamiento. Junto con las neuronas, el sistema nervioso contiene otras células especializadas llamadas células gliales (o simplemente glía). Proporcionan apoyo estructural y metabólico.
El mal funcionamiento del sistema nervioso puede resultar de defectos genéticos, daño físico, trauma o toxicidad, infección o simplemente envejecimiento.
La estructura del sistema nervioso.
El sistema nervioso (SN) consta de dos subsistemas bien diferenciados, por un lado, el sistema nervioso central, y por otro, el sistema nervioso periférico.
Video: El sistema nervioso humano. Introducción: conceptos básicos, composición y estructura
A nivel funcional, el sistema nervioso periférico (SNP) y el sistema nervioso somático (SNS) se diferencian en el sistema nervioso periférico. SNS participa en la regulación automática de los órganos internos. El PNS se encarga de capturar la información sensorial y permitir movimientos voluntarios como dar la mano o escribir.
El sistema nervioso periférico consta principalmente de las siguientes estructuras: ganglios y nervios craneales.
Sistema nervioso autónomo
Sistema nervioso autónomo El sistema nervioso autónomo (SNA) se divide en sistemas simpático y parasimpático. VNS participa en la regulación automática de los órganos internos.
El sistema nervioso autónomo, junto con el sistema neuroendocrino, son los encargados de regular el equilibrio interno de nuestro organismo, reducir y aumentar los niveles hormonales, activar órganos internos, etc.
Para ello, transmite información desde los órganos internos al sistema nervioso central a través de las vías aferentes y emite información desde el sistema nervioso central a los músculos.
Incluye los músculos del corazón, la piel lisa (que irriga los folículos pilosos), la tersura de los ojos (que regula la contracción y dilatación de la pupila), la tersura de los vasos sanguíneos y la tersura de las paredes de los órganos internos (sistema gastrointestinal, hígado). , páncreas, sistema respiratorio, órganos reproductores, vejiga ...).
Las fibras eferentes están organizadas para formar dos sistemas distintos llamados sistemas simpático y parasimpático.
Sistema nervioso simpático Principalmente responsable de prepararnos para la acción cuando sentimos un estímulo significativo, activando una de las respuestas automáticas (por ejemplo, huir o atacar).
Sistema nervioso parasimpático a su vez, apoya la activación óptima del estado interno. Aumente o disminuya la activación según sea necesario.
Sistema nervioso somático
El sistema nervioso somático se encarga de capturar la información sensorial. Para ello, utiliza sensores sensoriales distribuidos por todo el cuerpo, que distribuyen información al sistema nervioso central y así la transfieren desde el sistema nervioso central a músculos y órganos.
Por otro lado, es parte del sistema nervioso periférico asociado con el control voluntario de los movimientos corporales. Consiste en nervios aferentes o sensoriales, nervios eferentes o motores.
Los nervios aferentes son los encargados de transmitir sensaciones en el cuerpo al sistema nervioso central (SNC). Los nervios eferentes son los encargados de enviar señales desde el sistema nervioso central al cuerpo, estimulando la contracción muscular.
El sistema nervioso somático consta de dos partes:
- Nervios espinales: se originan en la médula espinal y están formados por dos ramas: una sensitiva aferente y otra motora eferente, por lo tanto son nervios mixtos.
- Nervios craneales: envía información sensorial desde el cuello y la cabeza al sistema nervioso central.
Luego se explican ambos:
Sistema nervioso craneal
Hay 12 pares de nervios craneales que surgen del cerebro y son responsables de transmitir información sensorial, controlar ciertos músculos y regular ciertas glándulas y vísceras.
I. Nervio olfatorio. Recibe información sensorial olfativa y la transfiere al bulbo olfatorio ubicado en el cerebro.
II. Nervio óptico. Recibe información sensorial visual y la transmite a los centros de visión cerebral a través del nervio óptico, pasando por el quiasma.
III. Nervio motor ocular interno. Se encarga de controlar los movimientos oculares y regular la dilatación y contracción de la pupila.
IV Nervio trilevoide intravenoso. Es el responsable de controlar los movimientos de los ojos.
V. Nervio trigémino. Recibe información somatosensorial (p. Ej. Calor, dolor, textura ...) de los receptores sensoriales de la cara y la cabeza y controla los músculos masticadores.
Vi. Nervio motor externo del nervio óptico. Control de los movimientos oculares.
Vii. Nervio facial. Recibe información sobre el sabor de la lengua (los ubicados en la parte media y anterior) e información somatosensorial sobre los oídos, y controla los músculos necesarios para realizar las expresiones faciales.
VIII. Nervio vestibulococlear. Recibe información auditiva y controla el equilibrio.
IX. Nervio glosafoargial. Recibe información sobre el gusto desde la parte posterior de la lengua, información somatosensorial sobre la lengua, amígdalas, faringe y controla los músculos necesarios para tragar (tragar).
H. Nervio vago. Recibe información confidencial de las glándulas digestivas y la frecuencia cardíaca y envía información a órganos y músculos.
XI. Nervio accesorio dorsal. Controla los músculos del cuello y la cabeza, que se utilizan para el movimiento.
XII. Nervio hipogloso. Controla los músculos de la lengua.
Los nervios espinales conectan los órganos y músculos de la médula espinal. Los nervios son responsables de transmitir información sobre los órganos sensoriales y viscerales al cerebro y de transmitir órdenes desde la médula ósea a los músculos y glándulas esqueléticos y lisos.
Estas conexiones impulsan acciones reflejas, que se realizan de forma tan rápida e inconsciente, porque la información no tiene que ser procesada por el cerebro antes de que responda, sino que está directamente controlada por el cerebro.
Hay un total de 31 pares de nervios espinales que salen bilateralmente de la médula ósea a través del espacio entre las vértebras llamado agujero intravertebral.
sistema nervioso central
El sistema nervioso central está formado por el cerebro y la médula espinal.
A nivel neuroanatómico, se pueden distinguir dos tipos de sustancias en el sistema nervioso central: blancas y grises. La sustancia blanca está formada por los axones de neuronas y material estructural, mientras que la sustancia gris está formada por el soma neural, donde se encuentra el material genético.
Esta diferencia es una de las razones en las que se basa el mito de que solo usamos el 10% de nuestro cerebro, ya que el cerebro está compuesto por aproximadamente un 90% de materia blanca y solo un 10% de materia gris.
Pero aunque la materia gris parece estar hecha de material que solo sirve para conectar, hoy se sabe que el número y la forma en que se hacen las conexiones tienen un efecto marcado en la función cerebral, porque si las estructuras están en perfecto estado, pero entre no están conectados, no funcionarán correctamente.
El cerebro consta de muchas estructuras: la corteza cerebral, los ganglios basales, el sistema límbico, el diencéfalo, el tronco encefálico y el cerebelo.
Corteza
La corteza cerebral se puede dividir anatómicamente en lóbulos, separados por surcos. Los más reconocidos son el frontal, parietal, temporal y occipital, aunque algunos autores sostienen que también existe un lóbulo límbico.
La corteza se divide en dos hemisferios, derecho e izquierdo, de manera que las mitades están presentes simétricamente en ambos hemisferios, con el lóbulo frontal derecho y el lóbulo izquierdo, los lóbulos parietales derecho e izquierdo, etc.
Los hemisferios cerebrales están separados por una fisura interhemisférica y los lóbulos están separados por varios surcos.
La corteza cerebral también se puede atribuir a las funciones de la corteza sensorial, la corteza de asociación y los lóbulos frontales.
La corteza sensorial recibe información sensorial del tálamo, que recibe información a través de receptores sensoriales, con la excepción de la corteza olfativa primaria, que recibe información directamente de los receptores sensoriales.
La información somatosensorial llega a la corteza somatosensorial primaria ubicada en el lóbulo parietal (circunvolución poscentral).
Cada información sensorial llega a un punto específico en la corteza que forma un homúnculo sensorial.
Como puede ver, las regiones del cerebro correspondientes a los órganos no corresponden al mismo orden en el que están ubicadas en el cuerpo y no tienen una proporción proporcional de tamaños.
Las áreas corticales más grandes, en comparación con el tamaño de los órganos, son las manos y los labios, ya que en esta zona tenemos una alta densidad de receptores sensoriales.
La información visual llega a la corteza visual primaria del cerebro, ubicada en el lóbulo occipital (surco), y esta información tiene una organización retinotópica.
La corteza auditiva primaria se encuentra en el lóbulo temporal (región 41 de Brodmann), que es responsable de recibir información auditiva y crear una organización tonotópica.
La corteza gustativa primaria se encuentra en la parte frontal del impulsor y en la envoltura anterior, y la corteza olfativa se ubica en la corteza del piriforme.
La corteza de asociación incluye primaria y secundaria. La asociación cortical primaria es adyacente a la corteza sensorial y combina todas las características de la información sensorial percibida, como el color, la forma, la distancia, el tamaño, etc. de un estímulo visual.
La raíz de la asociación secundaria se encuentra en el opérculo y procesa la información integrada para enviarla a estructuras más avanzadas como los lóbulos frontales. Estas estructuras lo ponen en contexto, le dan significado y lo hacen consciente.
Los lóbulos frontales, como ya hemos mencionado, son los encargados de procesar la información de alto nivel e integrar la información sensorial con las acciones motoras, las cuales se realizan de tal forma que corresponden al estímulo percibido.
Además, realizan una serie de tareas complejas, generalmente humanas, denominadas funciones ejecutivas.
Ganglios basales
Los ganglios basales (del griego ganglio, "conglomerado", "nodo", "tumor") o núcleos basales son un grupo de núcleos o masas de materia gris (grupos de cuerpos o células neuronales) que se encuentran en la base del cerebro. entre las vías ascendentes y descendentes de la sustancia blanca y cabalgando sobre el tronco del encéfalo.
Estas estructuras están conectadas entre sí y junto con la corteza cerebral y la asociación a través del tálamo, su función principal es controlar los movimientos voluntarios.
El sistema límbico está formado por estructuras subcorticales, es decir, por debajo de la corteza cerebral. Entre las estructuras subcorticales que hacen esto, destaca la amígdala, y entre las estructuras corticales, el hipocampo.
La amígdala tiene forma de almendra y consta de una serie de núcleos que emiten y reciben aferencias y salidas de diferentes regiones.
Esta estructura está asociada a varias funciones, como el procesamiento emocional (especialmente las emociones negativas) y su impacto en los procesos de aprendizaje y memoria, la atención y algunos mecanismos perceptivos.
El hipocampo, o formación del hipocampo, es una región cortical similar a un caballito de mar (de ahí el nombre del hipocampo del griego hypos: caballo y monstruo del mar) y se comunica en dos direcciones con el resto de la corteza cerebral y con el hipotálamo. .
Hipotálamo Esta estructura es especialmente importante para el aprendizaje porque es responsable de la consolidación de la memoria, es decir, la transformación de la memoria inmediata o de corto plazo en memoria de largo plazo.
Diencéfalo
Diencéfalo ubicado en la parte central del cerebro y está formado principalmente por el tálamo y el hipotálamo.
Tálamo Consta de varios núcleos con conexiones diferenciadas, lo cual es muy importante en el procesamiento de la información sensorial, ya que coordina y regula la información proveniente de la médula espinal, el tallo y el propio cerebro.
Por lo tanto, toda la información sensorial viaja a través del tálamo antes de llegar a la corteza sensorial (con la excepción de la información olfativa).
Hipotálamo consta de varios núcleos que están ampliamente interconectados. Además de otras estructuras, tanto del sistema nervioso central como del periférico, como la corteza, la médula espinal, la retina y el sistema endocrino.
Su función principal es integrar la información sensorial con otro tipo de información, como experiencias emocionales, motivacionales o pasadas.
El tronco encefálico se encuentra entre el diencéfalo y la médula espinal. Consiste en el bulbo raquídeo, la protuberancia y la mesencefalina.
Esta estructura recibe la mayor parte de la información periférica motora y sensorial, y su función principal es integrar la información sensorial y motora.
Cerebelo
El cerebelo se encuentra en la parte posterior del cráneo y tiene la forma de un cerebro pequeño, con una corteza en la superficie y una sustancia blanca en el interior.
Recibe e integra información principalmente de la corteza cerebral. Sus principales funciones son la coordinación y adaptación de los movimientos a las situaciones, así como el mantenimiento del equilibrio.
Médula espinal
La médula espinal pasa del cerebro a la segunda vértebra lumbar. Su función principal es vincular el SNC con el SNS, por ejemplo, recibiendo órdenes motoras del cerebro a los nervios que inervan los músculos para dar una respuesta motora.
Además, puede iniciar respuestas automáticas al recibir información sensorial muy importante, como un pinchazo o una sensación de ardor.
El sistema nervioso de un organismo vivo está representado por una red de comunicaciones que asegura su conexión con el mundo exterior y sus propios procesos. Su elemento básico es una neurona, una célula con procesos (axones y dendritas) que transmite información eléctrica y químicamente.
Nombramiento de regulación nerviosa.
Por primera vez, el sistema nervioso apareció en organismos vivos cuando era necesario interactuar de manera más efectiva con el medio ambiente. El desarrollo de la red más simple para transmitir impulsos ayudó no solo a percibir señales del exterior. Gracias a ella, fue posible organizar sus propios procesos de vida para un funcionamiento más exitoso.
Durante la evolución, la estructura del sistema nervioso se volvió más complicada: su tarea no era solo formar una respuesta adecuada a las influencias externas, sino también organizar su propio comportamiento. I.P. Pavlov llamó a esta forma de funcionamiento
Interacción con el medio ambiente de organismos unicelulares.
El sistema nervioso apareció por primera vez en organismos que constan de más de una célula, ya que transmite señales entre neuronas que forman una red. Pero ya en los protozoos se puede observar la capacidad de responder a los estímulos externos proporcionados por los procesos intracelulares.
El sistema nervioso de los organismos multicelulares es cualitativamente diferente de la formación análoga en los protozoos. Estos últimos se encuentran dentro de todo el sistema de conexiones dentro del metabolismo de una sola célula. El cilio "aprende" sobre los diversos procesos que tienen lugar en el exterior o en el interior debido a cambios en la composición del protoplasma y la actividad de algunas otras estructuras. Los seres vivos multicelulares tienen un sistema construido de unidades funcionales, cada una de las cuales está dotada de sus propios procesos metabólicos.
Así, por primera vez aparece un sistema nervioso en esa persona que no tiene una, sino varias células, es decir, el prototipo es la conducción de impulsos en protozoos. En su nivel de actividad vital, se revela el desarrollo de estructuras con conductividad de impulso por protoplasma. Del mismo modo, en los seres vivos más complejos, esta función se realiza por separado
Características del sistema nervioso de los celentéreos.
Los animales multicelulares que viven en colonias no comparten funciones y aún no tienen una red nerviosa. Ocurre en la etapa en la que se diferencian varias funciones en el organismo multicelular.
Por primera vez, el sistema nervioso aparece en hidra y otros celentéreos. Es una red que conduce señales no dirigidas. La estructura aún no está formada, se distribuye de manera difusa por todo el cuerpo del celenterado. Las células ganglionares y su sustancia nissleviana no están completamente formadas. Ésta es la versión más simple del sistema nervioso.
El tipo de actividad motora de un animal está determinado por el sistema nervioso reticular difuso. Hydra realiza movimientos peristálticos, ya que no tiene partes del cuerpo especiales para el movimiento y otros movimientos. Para la actividad motora, se necesita una conexión ininterrumpida de los elementos contractores, mientras que se requiere que el grueso de las células conductoras se ubiquen en la parte contráctil. ¿En qué animal aparece por primera vez el sistema nervioso en forma de red difusa? Aquellos que son los fundadores del sistema de regulación humana. Esto se evidencia por el hecho de que la gastrulación está presente en el desarrollo de embriones animales.
Características del sistema nervioso de los helmintos.
La posterior mejora de la regulación nerviosa se asoció con el desarrollo de simetría bilateral en lugar de radial y la formación de grupos de neuronas en varias partes del cuerpo.
Por primera vez, el sistema nervioso aparece en forma de cuerdas en 1 En esta etapa, está representado por fibras de la cabeza emparejadas y fibras formadas que se extienden desde ellas. En comparación con los celentéreos, este sistema es mucho más complicado. En los helmintos, los grupos de células nerviosas se encuentran en forma de ganglios y ganglios. El prototipo del cerebro es un ganglio en la parte frontal del cuerpo que realiza funciones reguladoras. Se llama ganglio cerebral. Desde él, a lo largo de todo el cuerpo, hay dos troncos nerviosos, conectados por puentes.
Todos los componentes del sistema no están ubicados en el exterior, sino que están sumergidos en el parénquima y, por lo tanto, protegidos de lesiones. Por primera vez, el sistema nervioso aparece en los gusanos planos junto con los órganos de los sentidos más simples: tacto, visión y sentido del equilibrio.
Características del sistema nervioso de los nematodos.
La siguiente etapa de desarrollo es la formación de un anillo cerca de la faringe y varias fibras largas que se extienden desde ella. Con tales características, por primera vez, el sistema nervioso aparece en el anillo perioofaríngeo, que es un solo ganglio circular y realiza las funciones del órgano básico de percepción. Asociado con él está el cordón ventral y el nervio dorsal.
Los troncos nerviosos de los nematodos se localizan intraepitelialmente, es decir, en las crestas hipodérmicas. Sensilla (cerdas, papilas, órganos suplementarios, anfidos y fásmidos) actúan como órganos de percepción. Todos tienen sensibilidades mixtas.
Los órganos sensoriales más complejos de los nematodos son los anfidos. Están emparejados, pueden tener diferentes formas y están ubicados en la parte delantera. Su tarea principal es reconocer los agentes químicos ubicados lejos del cuerpo. Algunos gusanos redondos también tienen receptores que perciben influencias mecánicas internas y externas. Se llaman metanemas.
Características del sistema nervioso de rizos.
La formación de ganglios en el sistema nervioso se desarrolla aún más en los anélidos. En la mayoría de ellos, la ganglionización de los troncos abdominales ocurre de manera que cada segmento del gusano tiene un par de nodos nerviosos que están conectados por fibras con segmentos adyacentes. tienen una cadena nerviosa abdominal formada por el ganglio cerebral y un par de cordones que se extienden desde él. Se extienden a lo largo del plano abdominal. Los elementos perceptores se ubican al frente y están representados por los ojos más simples, las células olfativas, la fosa ciliar y los localizadores. Con los nódulos emparejados, el sistema nervioso apareció por primera vez en los anélidos, pero luego se desarrolla en los artrópodos. Tienen un aumento de ganglios en la cabeza y superposición de nodos en el cuerpo.
Elementos de una red difusa en el sistema nervioso humano.
El pináculo del desarrollo evolutivo del sistema nervioso es la aparición del cerebro y la médula espinal humanos. Sin embargo, incluso en presencia de estructuras tan complejas, la organización difusa original permanece. Esta red enreda todas las células del cuerpo: piel, vasos sanguíneos, etc. Pero con tales características, por primera vez aparece un sistema nervioso en alguien que ni siquiera tenía la capacidad de diferenciar el entorno.
Gracias a estas unidades estructurales "residuales", una persona tiene la oportunidad de sentir diversas influencias incluso en áreas microscópicas. El cuerpo puede reaccionar ante la aparición del agente extraño más pequeño desarrollando reacciones protectoras. La presencia de una red difusa en el sistema nervioso humano se confirma mediante métodos de investigación de laboratorio basados en la introducción de un tinte.
La línea general de desarrollo del sistema nervioso durante la evolución.
Los procesos evolutivos del sistema nervioso se desarrollaron en tres etapas:
- red difusa;
- ganglios
- médula espinal y cerebro.
La estructura y función del sistema nervioso central es muy diferente de los tipos anteriores. Los elementos ganglionares y reticulares están representados en su sección simpática. En su desarrollo filogenético, el sistema nervioso se volvió cada vez más fragmentado y diferenciado. La etapa de desarrollo del ganglio se diferenciaba de la etapa de red por la presencia de neuronas que aún se encuentran por encima del sistema de conducción.
Cualquier organismo vivo es esencialmente un monolito, que consta de varios órganos y sus sistemas, que interactúan constante y continuamente entre sí y con el entorno externo. Por primera vez, el sistema nervioso apareció en celentéreos, era una red difusa que proporciona una conducción elemental de impulsos.
