Funktioner hos nervsystemets delar. CNS (centrala nervsystemet), dess divisioner, funktioner. mänskligt huvudhjärna

Med den evolutionära komplikationen av flercelliga organismer, den funktionella specialiseringen av celler, uppstod behovet av reglering och koordinering av livsprocesser på supracellulär, vävnad, organ, systemisk och organismnivå. Dessa nya regleringsmekanismer och system borde ha dykt upp tillsammans med bevarandet och komplikationen av mekanismerna för att reglera enskilda cellers funktioner med hjälp av signalmolekyler. Anpassning av flercelliga organismer till förändringar i existensmiljön skulle kunna utföras under förutsättning att nya regleringsmekanismer skulle kunna ge snabba, adekvata, riktade svar. Dessa mekanismer måste kunna memorera och hämta information från minnesapparaten om tidigare effekter på kroppen, samt ha andra egenskaper som säkerställer effektiv adaptiv aktivitet hos kroppen. De var nervsystemets mekanismer som dök upp i komplexa, välorganiserade organismer.

Nervsystemär en uppsättning speciella strukturer som förenar och koordinerar aktiviteten hos alla organ och system i kroppen i ständig interaktion med den yttre miljön.

Det centrala nervsystemet omfattar hjärnan och ryggmärgen. Hjärnan är uppdelad i bakhjärnan (och pons), den retikulära formationen, subkortikala kärnor,. Kropparna bildar den grå substansen i CNS, och deras processer (axoner och dendriter) bildar den vita substansen.

Allmänna egenskaper hos nervsystemet

En av nervsystemets funktioner är uppfattning olika signaler (stimuli) från den yttre och inre miljön i kroppen. Kom ihåg att alla celler kan uppfatta olika signaler från existensmiljön med hjälp av specialiserade cellulära receptorer. De är dock inte anpassade till uppfattningen av ett antal vitala signaler och kan inte omedelbart överföra information till andra celler som utför funktionen av regulatorer av integrerade adekvata reaktioner av kroppen på stimuli.

Effekten av stimuli uppfattas av specialiserade sensoriska receptorer. Exempel på sådana stimuli kan vara ljuskvanta, ljud, värme, kyla, mekanisk påverkan (gravitation, tryckförändring, vibration, acceleration, kompression, sträckning), samt signaler av komplex karaktär (färg, komplexa ljud, ord).

För att bedöma den biologiska betydelsen av de upplevda signalerna och organisera ett adekvat svar på dem i nervsystemets receptorer, utförs deras transformation - kodning till en universell form av signaler som är förståeliga för nervsystemet - till nervimpulser, innehav (överfört) som längs nervfibrerna och banorna till nervcentra är nödvändiga för deras analys.

Signalerna och resultaten av deras analys används av nervsystemet för att insatsorganisation förändringar i den yttre eller inre miljön, reglering Och samordning funktioner hos celler och supracellulära strukturer i kroppen. Sådana svar utförs av effektororgan. De vanligaste varianterna av reaktioner på påverkan är motoriska (motoriska) reaktioner av skelett- eller glatta muskler, förändringar i utsöndringen av epitelceller (exokrina, endokrina) celler som initieras av nervsystemet. Genom att ta en direkt del i bildandet av svar på förändringar i existensmiljön utför nervsystemet funktionerna reglering av homeostas, säkerställa funktionell interaktion organ och vävnader och deras integration till en enda hel kropp.

Tack vare nervsystemet utförs en adekvat interaktion av organismen med omgivningen inte bara genom organisering av svar av effektorsystem, utan också genom sina egna mentala reaktioner - känslor, motivationer, medvetande, tänkande, minne, högre kognitiva och kreativa processer.

Nervsystemet är uppdelat i centrala (hjärna och ryggmärg) och perifera - nervceller och fibrer utanför kranialhålan och ryggmärgskanalen. Den mänskliga hjärnan innehåller över 100 miljarder nervceller. (neuroner). Ansamlingar av nervceller som utför eller kontrollerar samma funktioner bildas i det centrala nervsystemet nervcentra. Hjärnans strukturer, representerade av nervcellerna, bildar den grå substansen i CNS, och dessa cellers processer, som förenas i vägar, bildar den vita substansen. Dessutom är den strukturella delen av CNS gliaceller som bildas neuroglia. Antalet gliaceller är cirka 10 gånger antalet neuroner, och dessa celler utgör majoriteten av det centrala nervsystemets massa.

Enligt egenskaperna hos de utförda funktionerna och strukturen är nervsystemet uppdelat i somatiska och autonoma (vegetativa). Somatiska strukturer inkluderar nervsystemets strukturer, som ger uppfattningen av sensoriska signaler främst från den yttre miljön genom sinnesorganen, och styr arbetet i de tvärstrimmiga (skelett)musklerna. Det autonoma (vegetativa) nervsystemet innefattar strukturer som ger uppfattningen av signaler främst från kroppens inre miljö, reglerar hjärtats arbete, andra inre organ, glatta muskler, exokrina och en del av de endokrina körtlarna.

I det centrala nervsystemet är det vanligt att särskilja strukturer belägna på olika nivåer, som kännetecknas av specifika funktioner och en roll i regleringen av livsprocesser. Bland dem basalkärnorna, hjärnstammens strukturer, ryggmärgen, det perifera nervsystemet.

Strukturen av nervsystemet

Nervsystemet är uppdelat i centrala och perifera. Det centrala nervsystemet (CNS) inkluderar hjärnan och ryggmärgen, och det perifera nervsystemet inkluderar de nerver som sträcker sig från det centrala nervsystemet till olika organ.

Ris. 1. Nervsystemets struktur

Ris. 2. Funktionell uppdelning av nervsystemet

Betydelsen av nervsystemet:

• förenar kroppens organ och system till en enda helhet;
• reglerar arbetet i alla organ och system i kroppen;
• utför kopplingen av organismen med den yttre miljön och dess anpassning till miljöförhållanden;
• utgör den materiella grunden för mental aktivitet: tal, tänkande, socialt beteende.

Strukturen av nervsystemet

Den strukturella och fysiologiska enheten i nervsystemet är - (Fig. 3). Den består av en kropp (soma), processer (dendriter) och ett axon. Dendriter förgrenar sig starkt och bildar många synapser med andra celler, vilket bestämmer deras ledande roll i neurons uppfattning av information. Axonet utgår från cellkroppen med axonhögen, som är generatorn av en nervimpuls, som sedan förs längs axonet till andra celler. Axonmembranet i synapsen innehåller specifika receptorer som kan svara på olika mediatorer eller neuromodulatorer. Därför kan processen för frisättning av mediator genom presynaptiska ändar påverkas av andra neuroner. Dessutom innehåller ändarnas membran ett stort antal kalciumkanaler genom vilka kalciumjoner kommer in i änden när den exciteras och aktiverar frisättningen av mediatorn.

Ris. 3. Schema för en neuron (enligt I.F. Ivanov): a - struktur av en neuron: 7 - kropp (pericaryon); 2 - kärna; 3 - dendriter; 4,6 - neuriter; 5.8 - myelinskida; 7- säkerheter; 9 - nodavlyssning; 10 — en kärna av en lemmocyt; 11 - nervändar; b — typer av nervceller: I — unipolära; II - multipolär; III - bipolär; 1 - neurit; 2 - dendrit

Vanligtvis, i neuroner, uppstår aktionspotentialen i regionen av axon hillock-membranet, vars excitabilitet är 2 gånger högre än excitabiliteten för andra områden. Härifrån sprider sig excitationen längs axonet och cellkroppen.

Axoner, förutom funktionen att leda excitation, fungerar som kanaler för transport av olika ämnen. Proteiner och mediatorer som syntetiseras i cellkroppen, organeller och andra ämnen kan röra sig längs axonet till dess ände. Denna rörelse av ämnen kallas axon transport. Det finns två typer av det - snabb och långsam axontransport.

Varje neuron i det centrala nervsystemet utför tre fysiologiska roller: den tar emot nervimpulser från receptorer eller andra neuroner; genererar sina egna impulser; leder excitation till en annan neuron eller ett annat organ.

Enligt deras funktionella betydelse delas neuroner in i tre grupper: känsliga (sensoriska, receptorer); interkalär (associativ); motor (effektor, motor).

Förutom neuroner i det centrala nervsystemet finns det gliaceller, upptar halva hjärnans volym. Perifera axoner är också omgivna av ett hölje av gliaceller - lemmocyter (Schwann-celler). Neuroner och gliaceller separeras av intercellulära klyftor som kommunicerar med varandra och bildar ett vätskefyllt intercellulärt utrymme av neuroner och glia. Genom detta utrymme sker ett utbyte av ämnen mellan nerv- och gliaceller.

Neurogliaceller utför många funktioner: stödjande, skyddande och trofisk roll för neuroner; upprätthålla en viss koncentration av kalcium- och kaliumjoner i det intercellulära utrymmet; förstöra signalsubstanser och andra biologiskt aktiva ämnen.

Centrala nervsystemets funktioner

Det centrala nervsystemet utför flera funktioner.

Integrativ: Kroppen av djur och människor är ett komplext högorganiserat system som består av funktionellt sammankopplade celler, vävnader, organ och deras system. Detta förhållande, föreningen av de olika komponenterna i kroppen till en enda helhet (integration), deras samordnade funktion tillhandahålls av det centrala nervsystemet.

Koordinerar: funktionerna hos olika organ och system i kroppen måste fortgå på ett koordinerat sätt, eftersom endast med detta sätt att leva är det möjligt att upprätthålla den inre miljöns beständighet, samt framgångsrikt anpassa sig till förändrade miljöförhållanden. Samordningen av aktiviteten hos de element som utgör kroppen utförs av det centrala nervsystemet.

Föreskrifter: det centrala nervsystemet reglerar alla processer som förekommer i kroppen, därför, med dess deltagande, inträffar de mest adekvata förändringarna i olika organs arbete, som syftar till att säkerställa en eller annan av dess aktiviteter.

Trofisk: det centrala nervsystemet reglerar trofism, intensiteten av metaboliska processer i kroppens vävnader, vilket ligger till grund för bildandet av reaktioner som är tillräckliga för de pågående förändringarna i den inre och yttre miljön.

Adaptiv: det centrala nervsystemet kommunicerar kroppen med den yttre miljön genom att analysera och syntetisera olika information som kommer till den från sensoriska system. Detta gör det möjligt att omstrukturera verksamheten i olika organ och system i enlighet med förändringar i miljön. Den utför funktionerna som en regulator av beteende som är nödvändigt under specifika existensförhållanden. Detta säkerställer adekvat anpassning till omvärlden.

Bildande av icke-riktat beteende: det centrala nervsystemet bildar ett visst beteende hos djuret i enlighet med det dominerande behovet.

Reflexreglering av nervös aktivitet

Anpassningen av en organisms vitala processer, dess system, organ, vävnader till förändrade miljöförhållanden kallas reglering. Den reglering som nervsystemet och hormonsystemet tillsammans tillhandahåller kallas neurohormonell reglering. Tack vare nervsystemet utför kroppen sina aktiviteter på principen om en reflex.

Huvudmekanismen för det centrala nervsystemets aktivitet är kroppens svar på stimulans handlingar, utförd med deltagande av det centrala nervsystemet och syftar till att uppnå ett användbart resultat.

Reflex på latin betyder "reflektion". Termen "reflex" föreslogs först av den tjeckiske forskaren I.G. Prohaska, som utvecklade läran om reflekterande handlingar. Den fortsatta utvecklingen av reflexteorin är förknippad med namnet på I.M. Sechenov. Han trodde att allt omedvetet och medvetet åstadkoms av typen av reflex. Men då fanns det inga metoder för en objektiv bedömning av hjärnans aktivitet som kunde bekräfta detta antagande. Senare utvecklades en objektiv metod för att bedöma hjärnaktivitet av akademiker I.P. Pavlov, och han fick namnet på metoden för betingade reflexer. Med hjälp av denna metod bevisade forskaren att grunden för den högre nervösa aktiviteten hos djur och människor är betingade reflexer, som bildas på grundval av obetingade reflexer på grund av bildandet av tillfälliga anslutningar. Akademiker P.K. Anokhin visade att hela mångfalden av djurs och mänskliga aktiviteter utförs på grundval av konceptet funktionella system.

Den morfologiska grunden för reflexen är , bestående av flera nervstrukturer, vilket säkerställer genomförandet av reflexen.

Tre typer av neuroner är involverade i bildandet av en reflexbåge: receptor (känslig), intermediär (interkalär), motorisk (effektor) (Fig. 6.2). De kombineras till neurala kretsar.

Ris. 4. Reglering enligt reflexprincipen. Reflexbåge: 1 - receptor; 2 - afferent väg; 3 - nervcentrum; 4 - efferent väg; 5 - arbetskropp (vilket organ som helst i kroppen); MN, motorneuron; M - muskel; KN — kommandoneuron; SN — sensorisk neuron, ModN — modulerande neuron

Receptorneuronens dendrit kommer i kontakt med receptorn, dess axon går till CNS och interagerar med den interkalära neuronen. Från den interkalära neuronen går axonet till effektorneuronen och dess axon går till periferin till det verkställande organet. Således bildas en reflexbåge.

Receptorneuroner är belägna i periferin och i inre organ, medan interkalära och motoriska neuroner finns i det centrala nervsystemet.

I reflexbågen särskiljs fem länkar: receptorn, den afferenta (eller centripetala) banan, nervcentrum, den efferenta (eller centrifugala) banan och arbetsorganet (eller effektorn).

Receptorn är en specialiserad formation som uppfattar irritation. Receptorn består av specialiserade högkänsliga celler.

Den afferenta länken av bågen är en receptorneuron och leder excitation från receptorn till nervcentrum.

Nervcentrum bildas av ett stort antal interkalära och motoriska neuroner.

Denna länk av reflexbågen består av en uppsättning neuroner som finns i olika delar av det centrala nervsystemet. Nervcentret tar emot impulser från receptorer längs den afferenta vägen, analyserar och syntetiserar denna information och överför sedan det genererade handlingsprogrammet längs efferenta fibrer till det perifera exekutiva organet. Och den arbetande kroppen utför sin karakteristiska aktivitet (muskeln drar ihop sig, körteln utsöndrar en hemlighet, etc.).

En speciell länk av omvänd afferentation uppfattar parametrarna för den åtgärd som utförs av arbetsorganet och överför denna information till nervcentret. Nervcentrum är handlingsacceptor för den bakre afferenta länken och tar emot information från det arbetande organet om den genomförda handlingen.

Tiden från början av stimulansens verkan på receptorn tills ett svar uppträder kallas reflextiden.

Alla reflexer hos djur och människor är indelade i obetingade och betingade.

Okonditionerade reflexer - medfödda, ärftliga reaktioner. Okonditionerade reflexer utförs genom reflexbågar som redan är bildade i kroppen. Okonditionerade reflexer är artspecifika, d.v.s. gemensam för alla djur av denna art. De är konstanta under hela livet och uppstår som svar på adekvat stimulering av receptorerna. Okonditionerade reflexer klassificeras också efter deras biologiska betydelse: mat, defensiv, sexuell, rörelsedrivande, indikativ. Beroende på receptorernas placering är dessa reflexer uppdelade i: exteroceptiva (temperatur, taktil, visuell, auditiv, gustatorisk, etc.), interoceptiva (vaskulär, hjärt-, mag-, tarm-, etc.) och proprioceptiva (muskulär, sena, etc.). Av typen av svaret - till motor, sekretorisk, etc. Genom att hitta de nervcentra genom vilka reflexen utförs - till ryggraden, bulbar, mesencephalic.

Konditionerade reflexer - reflexer som organismen förvärvar under sitt individuella liv. Konditionerade reflexer utförs genom nybildade reflexbågar på basis av reflexbågar av obetingade reflexer med bildandet av en tillfällig förbindelse mellan dem i hjärnbarken.

Reflexer i kroppen utförs med deltagande av endokrina körtlar och hormoner.

I hjärtat av moderna idéer om kroppens reflexaktivitet är konceptet med ett användbart adaptivt resultat, för att uppnå vilken reflex som helst. Information om uppnåendet av ett användbart adaptivt resultat kommer in i centrala nervsystemet genom återkopplingslänken i form av omvänd afferentation, vilket är en viktig komponent i reflexaktivitet. Principen för omvänd afferentation i reflexaktivitet utvecklades av P.K. Anokhin och bygger på det faktum att den strukturella grunden för reflexen inte är en reflexbåge, utan en reflexring, som inkluderar följande länkar: receptor, afferent nervbana, nervcentrum, efferent nervbana, arbetsorgan, omvänd afferent bana.

När någon länk i reflexringen stängs av försvinner reflexen. Därför är integriteten hos alla länkar nödvändig för implementeringen av reflexen.

Egenskaper hos nervcentra

Nervcentra har ett antal karakteristiska funktionella egenskaper.

Excitation i nervcentra sprider sig ensidigt från receptorn till effektorn, vilket är förknippat med förmågan att leda excitation endast från det presynaptiska membranet till det postsynaptiska.

Excitation i nervcentra utförs långsammare än längs nervfibern, till följd av att excitationens ledning genom synapserna saktar ner.

I nervcentra kan summering av excitationer förekomma.

Det finns två huvudsakliga sätt att summera: temporal och rumslig. På tillfällig summering flera excitatoriska impulser kommer till neuronen genom en synaps, summeras och genererar en aktionspotential i den, och rumslig summering manifesterar sig vid mottagande av impulser till en neuron genom olika synapser.

I dem omvandlas excitationsrytmen, d.v.s. en minskning eller ökning av antalet excitationsimpulser som lämnar nervcentret jämfört med antalet impulser som kommer till det.

Nervcentra är mycket känsliga för bristen på syre och verkan av olika kemikalier.

Nervcentra, till skillnad från nervfibrer, är kapabla till snabb trötthet. Synaptisk trötthet under långvarig aktivering av centrum uttrycks i en minskning av antalet postsynaptiska potentialer. Detta beror på konsumtionen av mediatorn och ackumuleringen av metaboliter som försurar miljön.

Nervcentra är i ett tillstånd av konstant ton, på grund av det kontinuerliga flödet av ett visst antal impulser från receptorerna.

Nervcentra kännetecknas av plasticitet - förmågan att öka sin funktionalitet. Denna egenskap kan bero på synaptisk facilitering - förbättrad ledning i synapser efter en kort stimulering av de afferenta vägarna. Med frekvent användning av synapser accelereras syntesen av receptorer och mediator.

Tillsammans med excitation uppstår hämmande processer i nervcentret.

CNS-samordningsverksamhet och dess principer

En av centrala nervsystemets viktiga funktioner är koordinationsfunktionen, som också kallas samordningsverksamhet CNS. Det förstås som regleringen av distributionen av excitation och hämning i neuronala strukturer, såväl som interaktionen mellan nervcentra, som säkerställer en effektiv implementering av reflexer och frivilliga reaktioner.

Ett exempel på det centrala nervsystemets koordinationsaktivitet kan vara det ömsesidiga förhållandet mellan andningscentrum och sväljning, när andningscentrum under sväljning hämmas, epiglottis stänger ingången till struphuvudet och hindrar mat eller vätska från att komma in i luftvägarna. Det centrala nervsystemets koordinationsfunktion är fundamentalt viktig för genomförandet av komplexa rörelser som utförs med deltagande av många muskler. Exempel på sådana rörelser kan vara artikulation av tal, sväljhandling, gymnastiska rörelser som kräver koordinerad sammandragning och avslappning av många muskler.

Principer för samordningsverksamhet

• Ömsesidighet - ömsesidig hämning av antagonistiska grupper av neuroner (flexor och extensor motoneuroner)
• Endneuron - aktivering av en efferent neuron från olika receptiva fält och konkurrens mellan olika afferenta impulser för en given motorneuron
• Switching - processen att överföra aktivitet från ett nervcentrum till antagonistnervcentrum
• Induktion - förändring av excitation genom hämning eller vice versa
• Feedback är en mekanism som säkerställer behovet av signalering från receptorerna i de verkställande organen för framgångsrik implementering av funktionen
• Dominant - ett ihållande dominerande fokus för excitation i det centrala nervsystemet, underordnar funktionerna hos andra nervcentra.

Det centrala nervsystemets koordinationsaktivitet bygger på ett antal principer.

Konvergensprincipen realiseras i konvergerande kedjor av neuron, där axonerna hos ett antal andra konvergerar eller konvergerar på en av dem (vanligtvis efferenta). Konvergens säkerställer att samma neuron tar emot signaler från olika nervcentra eller receptorer av olika modaliteter (olika sinnesorgan). På basis av konvergens kan en mängd olika stimuli orsaka samma typ av respons. Till exempel kan vakthundsreflexen (vända ögonen och huvudet - vakenhet) orsakas av ljus, ljud och taktil påverkan.

Principen om en gemensam slutväg följer av konvergensprincipen och ligger i huvudsak nära. Det förstås som möjligheten att implementera samma reaktion som utlöses av den slutliga efferenta neuronen i den hierarkiska nervkretsen, till vilken axonerna i många andra nervceller konvergerar. Ett exempel på en klassisk slutväg är motorneuronerna i ryggmärgens främre horn eller kranialnervernas motoriska kärnor, som direkt innerverar musklerna med sina axoner. En och samma motorreaktion (till exempel att böja armen) kan utlösas av mottagandet av impulser till dessa neuroner från pyramidala neuroner i den primära motoriska cortex, neuroner från ett antal motoriska centra i hjärnstammen, ryggmärgens interneuron, axoner av sensoriska neuroner i ryggmärgsganglierna som svar på olika sinnes-, ljud- eller kroppspåverkan av ljus, per organ, påverkan av ljus, ).

Principen för divergens realiseras i divergerande kedjor av neuroner, där en av neuronerna har ett förgrenat axon, och var och en av grenarna bildar en synaps med en annan nervcell. Dessa kretsar utför funktionerna att samtidigt överföra signaler från en neuron till många andra neuroner. På grund av divergerande kopplingar är signaler brett spridda (bestrålade) och många centra belägna på olika nivåer av CNS är snabbt involverade i svaret.

Principen för återkoppling (omvänd afferentation) består i möjligheten att via afferenta fibrer överföra information om den pågående reaktionen (till exempel om rörelse från muskelproprioceptorer) tillbaka till det nervcentrum som utlöste den. Tack vare feedback bildas en sluten neural krets (krets), genom vilken det är möjligt att kontrollera reaktionens fortskridande, justera reaktionens styrka, varaktighet och andra parametrar för reaktionen, om de inte har implementerats.

Deltagande av feedback kan övervägas på exemplet med implementeringen av flexionsreflexen orsakad av mekanisk påverkan på hudreceptorer (fig. 5). Med reflexsammandragning av flexormuskeln förändras aktiviteten hos proprioreceptorer och frekvensen av att sända nervimpulser längs de afferenta fibrerna till a-motoneuronerna i ryggmärgen, som innerverar denna muskel. Som ett resultat bildas en sluten kontrollslinga, där återkopplingskanalens roll spelas av afferenta fibrer som överför information om sammandragningen till nervcentra från muskelreceptorerna, och rollen för den direkta kommunikationskanalen spelas av de efferenta fibrerna hos motorneuroner som går till musklerna. Således får nervcentret (dess motorneuroner) information om förändringen i muskelns tillstånd som orsakas av överföringen av impulser längs motorfibrerna. Tack vare feedbacken bildas en sorts reglerande nervring. Därför föredrar vissa författare att använda termen "reflexring" istället för termen "reflexbåge".

Närvaron av återkoppling är viktig i mekanismerna för reglering av blodcirkulationen, andning, kroppstemperatur, beteendemässiga och andra reaktioner hos kroppen och diskuteras vidare i de relevanta avsnitten.

Ris. 5. Återkopplingsschema i neurala kretsar av de enklaste reflexerna

Principen om ömsesidiga relationer realiseras i samspelet mellan nervcentra-antagonister. Till exempel mellan en grupp motorneuroner som styr armböjning och en grupp motorneuroner som styr armextension. På grund av ömsesidiga förhållanden åtföljs excitation av neuroner i ett av de antagonistiska centran av hämning av det andra. I det givna exemplet kommer det ömsesidiga förhållandet mellan flexions- och extensionscentra att manifesteras av det faktum att under sammandragningen av armens flexormuskler kommer en likvärdig avslappning av extensormusklerna att ske, och vice versa, vilket säkerställer mjuka flexions- och extensionsrörelser av armen. Ömsesidiga relationer utförs på grund av aktiveringen av hämmande interneuroner av neuronerna i det exciterade centret, vars axoner bildar hämmande synapser på neuronerna i det antagonistiska centret.

Dominerande princip realiseras också på basis av egenskaperna hos interaktionen mellan nervcentra. Neuronerna i det dominanta, mest aktiva centret (excitationsfokus) har ihållande hög aktivitet och undertrycker excitation i andra nervcentra och utsätter dem för deras inflytande. Dessutom attraherar neuronerna i det dominerande centret afferenta nervimpulser riktade till andra centra och ökar deras aktivitet på grund av mottagandet av dessa impulser. Det dominerande centret kan vara i ett tillstånd av excitation under lång tid utan tecken på trötthet.

Ett exempel på ett tillstånd som orsakas av närvaron av ett dominerande excitationsfokus i centrala nervsystemet är tillståndet efter en viktig händelse som upplevts av en person, när alla hans tankar och handlingar på något sätt blir kopplade till denna händelse.

Dominerande egenskaper

• Hyperexcitabilitet
• Excitation ihållande
• Excitationströghet
• Förmåga att undertrycka subdominanta foci
• Förmåga att summera excitationer

De övervägda samordningsprinciperna kan användas, beroende på de processer som koordineras av CNS, separat eller tillsammans i olika kombinationer.

Alla djurreflexer, organens och körtlarnas arbete, interaktion med omgivningen är underordnade nervsystemet. Högre aktivitet - tänkande, minne, känslomässig perception - är karakteristisk endast för högt utvecklade biologiska individer, till vilka endast en person tidigare klassificerats. Nyligen har biologer blivit övertygade om att djur som apor, valar, delfiner, elefanter kan tänka, uppleva, minnas och fatta logiska beslut. En sådan form av aktivitet som intellektuell kreativitet eller abstrakt tänkande är dock endast tillgänglig för en person. Varför ger människans centrala nervsystem honom dessa möjligheter?

Centrala nervsystemets struktur och funktioner

Nervsystemet är en högintegrerad uppsättning som kombinerar motoriska funktioner, känslighet och arbetet med regulatoriska system - immuna och endokrina.

Det enda nervsystemet inkluderar det centrala nervsystemet (CNS) och det perifera nervsystemet (PNS). Det centrala nervsystemet, genom PNS, är anslutet till alla organ i kroppen, inklusive nervprocesserna som kommer från kotorna. PNS består i sin tur av de autonoma, somatiska och, enligt vissa källor, sensoriska system.

Centrala nervsystemets struktur hos djur

Tänk på de viktigaste organen relaterade till det centrala nervsystemet hos både djur och människor.

Delarna av det centrala nervsystemet hos alla ryggradsdjur inkluderar den sammankopplade hjärnan och ryggmärgen, som utför följande uppgifter:

• Hjärnan tar emot och bearbetar de signaler som kommer in i den från yttre stimuli och sänder kommandonervimpulser tillbaka till organen.
• Ryggmärgen är ledaren för dessa signaler.

Detta är möjligt på grund av medullans komplexa neurala struktur. Neuronen är den grundläggande strukturella enheten i CNS, en exciterbar nervcell med en elektrisk potential som bearbetar signaler som överförs av joner.

Ett sådant centralt nervsystem hos alla ryggradsdjur. Nervsystemet hos lägre biologiska individer (polyper, maneter, maskar, leddjur, mollusker) har andra typer av system - diffusa, stam eller ganglioniska (nodala).

CNS funktioner

Huvudfunktionerna i det centrala nervsystemet är reflex.

Genom enkla och komplexa reflexer gör CNS följande:

• reglerar alla rörelser av ODS-musklerna;
• gör det möjligt för alla sex sinnena (syn, hörsel, känsel, lukt, smak, vestibulära apparater);
• reglerar, genom kommunikation med det autonoma systemet, arbetet i de endokrina körtlarna (saliv, bukspottkörteln, sköldkörteln, etc.).

Cellulär struktur av CNS

Det centrala nervsystemet består av celler av vit och grå substans:

Grå substans är huvudkomponenten i CNS. Det inkluderar:

• kroppar av nervceller;
• dendriter (korta processer av neuroner);
• axoner (långa ändar som går från neuronen till de innerverade organen);
• processer av astrocyter är delande celler som är ansvariga för kemiska och biologiska processer i det nervösa cellulära och intercellulära utrymmet.

I den vita substansen finns det bara axoner med myelinskida, det finns inga neuroner i den.

Människo- och djurhjärnans struktur

Jämför anatomin hos den mänskliga hjärnan och ryggradsdjuren. Den första märkbara skillnaden är storleken.

Hjärnan hos en vuxen människa är cirka 1500 cm³ och en orangutangs hjärna är 400 cm³, även om orangutangen är större än en människa.

Storleken på enskilda delar av hjärnan, deras form, utveckling hos djur och människor skiljer sig också åt.

Men dess mycket allmänna struktur är densamma hos alla högre individer. Hjärnan hos både människor och djur är anatomiskt densamma.

Undantaget är corpus callosum, som binder samman halvkloten: inte alla ryggradsdjur har det, utan bara däggdjur.

Meninges

Hjärnan är i en säker förvaring - skallen, och är omgiven av tre skal:

Extern hård (periosteum) och intern - arachnoid och mjuka skal.

Mellan arachnoid och pia mater finns ett subarachnoidutrymme fyllt med serös vätska. Den mjuka åderhinnan gränsar direkt till själva hjärnan, går in i fårorna och ger den näring.

Arachnoidmembranet fäster inte tätt mot fårorna, varför hålrum med cerebrospinalvätska (cistern) bildas under den. Cisternerna matar arachnoid och kommunicerar med sulci och peduncles, såväl som med den nedre fjärde ventrikeln. I mitten av hjärnan finns fyra sammankopplade hålrum - ventriklarna. Deras roll är genomförandet av korrekt utbyte av cerebrospinalvätska och reglering av intrakraniellt tryck.

Delar av hjärnan

Det finns fem huvudindelningar i hjärnan:

• medulla oblongata, posterior, mellersta, mellanliggande och två stora hemisfärer.

Märg

Fortsätter rygg och har samma fåror som hans. Uppifrån är det begränsat av pons. I strukturen är det vit substans med separata kärnor av grå substans, från vilka det 9:e - 12:e paret kranialnerver härstammar. Ansvarig för arbetet med organen i brösthålan och organen för intern sekretion (salivation, tårbildning, etc.).

Bakre hjärna

Den består av lillhjärnan och en bro som kallas varolii:

• Lillhjärnan ligger bakom medulla oblongata och pons i den intrakraniella fossa. Den har två halvklot förbundna med en smutsig bro, och tre par ben, som är fästa vid bron och hjärnstammen.
• Varolii-bron liknar en rulle, den ligger ovanför medulla oblongata. Inuti det finns ett spår genom vilket kotartären passerar.

Inuti lillhjärnan finns vit substans, genomsyrad av förgreningar av grå substans, och utanför finns en bark av grå substans.

Ponsen är sammansatt av vita fibrer med betydande inblandning av grått.

Lillhjärnans funktioner

Lillhjärnan kopierar all motorisk och sensorisk information som kommer från ryggmärgen. Baserat på det koordinerar och korrigerar han rörelser, fördelar muskeltonus.

Den största lillhjärnan, i förhållande till hjärnans totala storlek, finns hos fåglar, eftersom de har den mest avancerade vestibulära apparaten, och de utför komplexa tredimensionella rörelser.

Skillnaden mellan den mänskliga lillhjärnan och djurhjärnan är att den har två hemisfärer, vilket gör att den kan delta i högre nervös aktivitet (tänkande, memorering, ackumulering av erfarenhet).

mellanhjärnan

Den ligger framför ponsarna. Förening:

• ett tak i form av fyra kullar;
• mellandäck;
• Sylvius-akvedukten, som förbinder hjärnans tredje och fjärde ventrikel;
• ben (anslut medulla oblongata och pons till de främre hjärnhalvorna).

Strukturera:

• grå substans täcker väggarna i Sylvius akvedukt;
• i mellanhjärnan finns röda kärnor, kärnor av kranialnerver, substantia nigra;
• benen är sammansatta av vit substans;

• Takets två övre tuberkler är förknippade med analys av signaler från neuroner som svar på ljusstimulering.
• De två nedre låter dig fokusera på ljudstimuli.

diencephalon (diencephalon)

Den ligger under hjärnans corpus callosum ovanför taket på mellanhjärnan. Den är uppdelad i thalamus (epithalamus, thalamus och subthalamus) och hypothalamus (hypothalamus och hypofysen).

Strukturen är vit substans med inneslutningar av grått.

• överför information från synnerven;
• reglerar aktiviteten i det autonoma systemet, endokrina körtlar, inre organ.

Hjärnhalvorna

• hemisfärer;
• hjärnbarken;
• lukthjärna;
• basala ganglier (kombinationer av individuella nervfibrer);
• laterala ventriklar.

Varje halvklot är uppdelad i fyra lober:

• frontal, parietal, occipital och temporal.

Hemisfärerna förenas av corpus callosum, som endast finns hos däggdjur, belägen i en längsgående fördjupning mellan hemisfärerna. Varje halvklot är uppdelad av fåror:

• den laterala (laterala) remsan som skiljer de parietala och frontala delarna från den temporala är den djupaste;
• den centrala Rolands sulcus separerar båda hemisfärerna längs deras övre kant från parietalloben;
• den parietal-occipital sulcus separerar de parietal- och occipitalloberna av hemisfärerna längs medianytan.

Inuti hemisfärerna - grå materia, täckt med en rad vita, och på toppen - den grå hjärnbarken, som innehåller cirka 15 miljarder celler - bildar var och en upp till 10 000 nya cellförbindelser). Cortex upptar 44% av den totala volymen av hemisfärerna.

Den huvudsakliga intellektuella aktiviteten, abstrakt, logiskt och associativt tänkande äger rum i hjärnhalvorna, främst i cortex. Hemisfärerna analyserar all information som kommer från syn-, hörsel-, lukt-, taktil- och andra nerver.

Hemisfärernas corpus callosum är förmodligen ansvarig för intuitivt tänkande. Man tror att intuitionen är mer utvecklad hos kvinnor, eftersom corpus callosum i den kvinnliga hjärnan är bredare än den manliga.

ryggmärgs CNS

Den ligger i ryggmärgskanalen. Det ser ut som en vit kabel med två fåror på fram- och baksidan, sträckt mellan den första halskotan och den första andra ländkotan. Liksom huvudet är det omgivet av tre skal och består av en inre grå substans, som ser ut som fjärilsvingar på ett snitt, och en vit yttre.

Ryggmärgens aktivitet är reflexmässig och ledande:

Reflexfunktionen utförs tack vare:

• efferenta (motoriska) och afferenta (sensoriska) celler av den grå substansen i de främre respektive bakre hornen;
• ryggradskanalen i ryggmärgens laterala horn.

Konduktiv - på grund av tre ledningsvägar som bildas av vita substans axoner:

• stigande afferent;
• fallande efferent;
• associativ.

Beror storleken på hjärnan på sinnet

Obduktionsundersökningar av några döda stormän har visat att de har större hjärnor. Men det direkta sambandet mellan hjärnvolym och intelligens har motbevisats av vetenskapen. Även med små hjärnor nådde människor stor framgång och utmärktes av hög intelligens: hjärnan hos den franska författaren Anatole France var bara cirka 1000 cm³. Samtidigt tillhörde vetenskapens största hjärna (nästan 3000 cm3) en person som led av idioti.

CNS är detsamma, intelligens är annorlunda

Vi har sett att hos högutvecklade djur och hos människor är det centrala nervsystemet ordnat på samma sätt, det fungerar på samma princip, och det innehåller samma avdelningar och element. Djur har en lillhjärna, en cerebral cortex och associativa vägar. Men människan är fortfarande den smartaste jordiska varelsen.

Många forskare tror att det mänskliga sinnet är så unikt på grund av den modulära strukturen i hjärnbarken och lillhjärnan, där komplexa pyramidvägar bildas i dem. Vissa moduler ansvarar för excitation, andra för bromsning.

Cortex är konventionellt uppdelad i sensoriska, motoriska och associationsområden. I den mänskliga hjärnan är associationsområdet, som påstås vara ansvarigt för informationsbearbetning, analys och meningsfullt beteende, större än hos djur - det upptar tre fjärdedelar av hela cortex.

centrala nervsystemet- detta är hjärnan och ryggmärgen, och de perifera - nerver och nervnoder som sträcker sig från dem, som ligger utanför skallen och ryggraden.

Ryggmärgen ligger i ryggmärgskanalen. Den har formen av ett rör ca 45 cm långt och 1 cm i diameter, som sträcker sig från hjärnan, med en hålighet - den centrala kanalen fylld med cerebrospinalvätska.

Tvärsnitt 48 visar att ryggmärgen består av vit (utsida) och grå (inuti) materia. Den grå substansen består av nervcellers kroppar och har formen av en fjäril i ett tvärsnitt, från vars utbredda "vingar" två främre och två bakre horn utgår. I de främre hornen finns motorneuroner, från vilka motornerverna utgår. De bakre hornen innehåller nervceller som de bakre rötternas sensoriska fibrer närmar sig. Förbindande med varandra bildar de främre och bakre rötterna 31 par av blandade (motoriska och sensoriska) spinalnerver. Varje par av nerver innerverar en specifik grupp av muskler och motsvarande område av huden.

Vit materia bildas av processer av nervceller (nervfibrer) kombinerade till banor. Bland dem finns fibrer som förbinder delar av ryggmärgen på olika nivåer, motoriska nedåtgående fibrer som går från hjärnan till ryggmärgen för att ansluta till celler som ger upphov till de främre motorrötterna, och sensoriska uppåtstigande fibrer, som dels är en fortsättning av fibrerna i de bakre rötterna, dels processer i hjärnan och ryggmärgen till ryggmärgens processer.

Ryggmärgen utför två viktiga funktioner: reflex och ledning. I ryggmärgens grå substans är reflexvägarna för många motoriska reaktioner stängda, till exempel knärycken. Det visar sig i det faktum att när man knackar på senan i quadriceps femoris-muskeln vid knäskålens nedre kant uppstår en reflexförlängning av benet i knäleden. Detta förklaras av det faktum att när ligamentet slås sträcks muskeln, excitation sker i dess nervreceptorer, som överförs genom centripetalneuronerna till ryggmärgens grå substans, passerar till centrifugalneuronerna och genom deras långa processer till extensormusklerna. Två typer av neuroner är involverade i knäet ryck - centripetal och centrifugal. Interneuroner är också involverade i de flesta reflexer i ryggmärgen. Känsliga nerver kommer in i ryggmärgen från hudreceptorer, motoriska apparater, blodkärl, matsmältningskanalen, utsöndringsorgan och könsorgan. Centripetalneuroner, genom interkalära neuroner, kommunicerar med centrifugal - motorneuroner som innerverar alla skelettmuskler (med undantag för musklerna i ansiktet). Många centra för autonom innervation av inre organ finns också i ryggmärgen.

konduktörsfunktion. Centripetala nervimpulser längs ryggmärgens vägar överför information om förändringar i kroppens yttre och inre miljö till hjärnan. Nedåtgående impulser från hjärnan överförs till motorneuroner som orsakar eller reglerar de verkställande organens aktivitet.

Ryggmärgens aktivitet hos däggdjur och människor är föremål för den koordinerande och aktiverande påverkan från de överliggande sektionerna av det centrala nervsystemet. Därför kan reflexerna som är inneboende i själva ryggmärgen studeras i "ren form" först efter separationen av ryggmärgen från hjärnan, till exempel i ryggradsgrodan. Den första konsekvensen av transektion eller skada på ryggmärgen är en ryggmärgschock (slag, chock), som varar 3-5 minuter hos en groda, 7-10 dagar hos en hund. Vid en skada eller skada som orsakat en störning i förbindelsen mellan ryggmärgen och hjärnan varar en persons ryggradschock 3-5 månader. Vid denna tidpunkt försvinner alla ryggradsreflexer. När chocken går över, återställs enkla ryggradsreflexer, men offret förblir förlamat, förvandlas till en invalid.

Hjärnan BESTÅR av bakhjärnan, mellanhjärnan och framhjärnan (49).

12 par kranialnerver utgår från hjärnan, varav visuella, hörsel- och luktnerver är sensoriska nerver som leder excitation från receptorerna i motsvarande känselorgan till hjärnan. Resten, med undantag för rent motoriska nerver som innerverar ögonmusklerna, är blandade nerver.

Märg utför reflex- och ledande funktioner. Åtta par kranialnerver kommer ut från medulla oblongata och pons (från V till XII par). Genom sensoriska nerver tar medulla oblongata emot impulser från receptorerna i hårbotten, slemhinnor i munnen, näsan, ögonen, struphuvudet, luftstrupen, såväl som från receptorerna i hjärt-kärl- och matsmältningssystemet, från hörselorganet och den vestibulära apparaten. I medulla oblongata finns andningscentrum, som ger inandning och utandning. Centrum av medulla oblongata, som innerverar andningsmusklerna, musklerna i stämbanden, tungan och läpparna, spelar en viktig roll i bildandet av tal. Genom medulla oblongata utförs reflexer av ögonfransblinkande, rivande, nysningar, hosta, sväljning, separation av matsmältningssafter, reglering av hjärtat och blodkärlens lumen. Medulla oblongata är också involverad i regleringen av skelettmuskeltonus. Genom den stängs olika nervbanor, som förbinder centra i framhjärnan, lillhjärnan och diencephalon med ryggmärgen. Medulla oblongatas arbete påverkas av impulser som kommer från hjärnbarken, cerebellum och subkortikala kärnor.

Lilla hjärnan ligger bakom medulla oblongata och har två halvklot och en mittdel. Den består av grå substans på utsidan och vit substans på insidan. Lillhjärnan är ansluten till alla delar av det centrala nervsystemet med många nervbanor. I strid med lillhjärnans funktioner finns en minskning av muskeltonus, instabila rörelser, darrningar i huvudet, bålen och lemmar, nedsatt koordination, jämnhet, rörelser, störningar i autonoma funktioner - mag-tarmkanalen, hjärt-kärlsystemet, etc.

mellanhjärnan spelar en viktig roll i regleringen av muskeltonus, vid implementeringen av installationsreflexer, på grund av vilka stående och gå är möjliga, i manifestationen av den orienterande reflexen.

diencephalon Den består av syntuberkler (thalamus) och hypotalamusregionen (hypothalamus). Visuella kullar reglerar rytmen av kortikal aktivitet och deltar i bildandet av betingade reflexer, känslor etc. Hypothalamusregionen är ansluten till alla delar av det centrala nervsystemet och med de endokrina körtlarna. Det är en regulator av metabolism och kroppstemperatur, beständigheten i den inre miljön i kroppen och funktionerna i matsmältnings-, kardiovaskulära, genitourinära systemen, såväl som de endokrina körtlarna.

nätbildning eller retikulär bildning- detta är ett kluster av neuroner som bildar ett tätt nätverk med sina processer, belägna i de djupa strukturerna av medulla oblongata, mellanhjärnan och diencephalon (hjärnstammen). Alla centripetala nervfibrer avger grenar i hjärnstammen till en nätformation.

Den retikulära bildningen har en aktiverande effekt på hjärnbarken, upprätthåller tillståndet av vakenhet och koncentrerar uppmärksamheten. Förstörelsen av den retikulära formationen orsakar djup sömn, och dess irritation orsakar uppvaknande. Cerebral cortex reglerar aktiviteten av nätbildningen.

Stora hjärnhalvor hjärnan dök upp i relativt sena stadier av den evolutionära utvecklingen av djurvärlden (se avsnittet "Zoologi").

Hos en vuxen utgör hjärnhalvorna 80 % av hjärnans massa. Cortex, 1,5 till 3 mm tjock, täcker ytan av hjärnan med en yta på 1450 till 1700 cm2; den har från 12 till 18 miljarder neuroner placerade i sex lager av nervceller av olika kategorier som ligger ovanför varandra. Mer än 2/3 av barkens yta är gömd i djupa fåror. Den vita substansen, som ligger under cortex, består av nervfibrer som förbinder olika delar av cortex med andra delar av hjärnan och med ryggmärgen. I den vita materien i höger och vänster hemisfär, sammankopplade av en bro av nervfibrer, finns det ansamlingar av grå substans - subkortikala kärnor, genom vilka excitationer överförs till och från cortex. Tre huvudsulci - centrala, laterala och parietal-occipitala - delar upp varje hemisfär i fyra lober: frontal, parietal, occipital och temporal. Enligt särdragen hos den cellulära sammansättningen och strukturen är hjärnbarken uppdelad i ett antal sektioner som kallas kortikala fält. Funktionerna hos enskilda sektioner av cortex är inte desamma. Varje receptorapparat i periferin motsvarar ett område i cortex, som IP Pavlov kallade analysatorns kortikala kärna.

Den visuella zonen ligger i den occipitalloben av cortex.Den tar emot impulser från ögats näthinna, den skiljer visuella stimuli. Om den occipitalloben i cortex är skadad, skiljer en person inte mellan omgivande föremål, förlorar förmågan att navigera med hjälp av syn. Dövhet uppstår när den temporala regionen, där hörselzonen är belägen, förstörs. På den inre ytan av tinningloben på varje halvklot finns smak- och luktzonerna. Motoranalysatorns kärnzon är belägen i de anterocentrala och bakre centrala delarna av cortex. Hudanalysatorzonen upptar den bakre centrala regionen. Det största området upptas av den kortikala representationen av receptorerna i handen och tummen, röstapparaten och ansiktet, den minsta är representationen av bålen, låret och underbenet.

Hjärnbarken utför funktionen av en högre analysator av signaler från alla receptorer i kroppen och syntesen av svar till en biologiskt ändamålsenlig handling. Det är det högsta organet för att koordinera reflexaktivitet och organet för förvärv och ackumulering av individuell livserfarenhet, bildandet av tillfälliga anslutningar - betingade reflexer.

Nervsystemet säkerställer den vitala aktiviteten hos organismen som helhet i förhållande till den yttre och inre miljön. Huvudfunktionerna i nervsystemet är:

Snabb och korrekt överföring av information om tillståndet för den externa och interna miljön - pekfunktion ;

Analys och integration Allt information ;

Organisation av adaptiv respons på externa signaler - motorisk funktion ;

Reglering av verksamheten hos inre organ och den inre miljön - visceral funktion ;

Reglering och samordning av verksamheten i alla organ och system i enlighet med de förändrade förhållandena i den yttre och inre miljön.

Nervsystem sammanför mänsklig organism till en helhet , styr Och koordinater funktioner hos alla organ och system, upprätthåller den inre miljöns beständighet organism ( homeostas), upprättar relationer organism med miljön .

För nervsystemet karakteristisk exakt orientering nervimpulser, stora hålla farten information, snabbt anpassningsförmåga till förändrade miljöförhållanden. Det mänskliga nervsystemet skapar grunden för mental aktivitet, analys och syntes av information som kommer in i kroppen (tänkande, tal, komplexa former av socialt beteende).

Dessa komplexa och livsviktiga uppgifter löses med hjälp av neuroner som utför funktionen perception, överföring, bearbetning och lagring av information. Signaler (nervimpulser) från mänskliga organ och vävnader och från den yttre miljön som verkar på kroppens yta och sensoriska organ färdas längs nerverna till ryggmärgen och hjärnan. I den mänskliga hjärnan äger komplexa informationsprocesser rum. Som ett resultat går också svarssignaler från hjärnan längs nerverna till organen och vävnaderna, vilket orsakar kroppens reaktion, som visar sig i form av muskel- eller sekretorisk aktivitet. Som svar på de impulser som tas emot från hjärnan finns det en sammandragning av skelettmuskler eller muskler i väggarna i inre organ, blodkärl, såväl som utsöndringen av olika körtlar - saliv, mag, tarm, svett och andra (utsöndring av saliv, magsaft, galla, hormoner av endokrina körtlar).

Från hjärnan till de arbetande organen (muskler, körtlar) följer nervimpulser också neuronernas kedjor. Kroppens svar på miljöpåverkan eller förändringar i dess inre tillstånd, utfört med deltagande av nervsystemet, kallas en reflex (från latin reflexus - reflektion, respons). Vägen, som består av nervkedjor, längs vilka nervimpulsen passerar från känsliga nervceller till arbetsorganet, kallas reflexbågen. För varje reflexbåge kan den första neuronen urskiljas - känslig, eller bringande, som uppfattar influenser, bildar en nervimpuls och för den till det centrala nervsystemet. Följande neuroner (en eller flera) är interkalära, ledande neuroner som finns i hjärnan. Interkalära neuroner leder nervimpulser från den inkommande, känsliga neuronen till den sista, utgående, efferenta neuronen. Den sista neuronen bär en nervimpuls från hjärnan till arbetsorganet (muskel, körtel), förvandlar detta organ till arbete, orsakar en effekt, därför kallas det också en effektorneuron.

Huvudfunktionerna för CNS är:

Att kombinera alla delar av kroppen till en enda helhet och deras reglering;

Hantering av organismens tillstånd och beteende i enlighet med villkoren för den yttre miljön och dess behov.

Centrala nervsystemets huvudsakliga och specifika funktion är implementeringen av enkla och komplexa högt differentierade reflekterande reaktioner, kallade reflexer.

Hos högre djur och människor nedre och mellersta delarna av CNS — ryggmärg, medulla oblongata, mellanhjärna, diencephalon och lillhjärnan — reglera aktiviteten hos enskilda organ och system i en högt utvecklad organism, kommunicera och interagera mellan dem, säkerställa organismens enhet och integriteten i dess aktiviteter .

Högre avdelning av centrala nervsystemet — cerebral cortex och närliggande subkortikala formationer- för det mesta reglerar kopplingen och förhållandet mellan organismen som helhet och miljön .

Praktiskt taget alla avdelningar centrala och perifera nervsystemet delta i informationsbehandlingen , kommer igenom yttre och inre, belägna i kroppens periferi och i själva organen receptorer . Med högre mentala funktioner, med mänskligt tänkande och medvetande arbetet med hjärnbarken och subkortikala strukturer som ingår i framhjärnan .

Huvudprincipen för det centrala nervsystemets funktion är processen reglering, hantering av fysiologiska funktioner som syftar till att bibehålla konstansen hos egenskaperna och sammansättningen av kroppens inre miljö. Det centrala nervsystemet säkerställer det optimala förhållandet mellan organismen och miljön, stabilitet, integritet och den optimala nivån av vital aktivitet hos organismen. .

Skilja på två huvudtyper av reglering: humoristisk och nervös .

humoristisk förvaltningsprocessen ger förändring i fysiologisk aktivitet organism under påverkan av kemikalier levereras av kroppsvätskor. Källan till informationsöverföring är kemikalier - användningsområden, metabola produkter ( koldioxid, glukos, fettsyror), informoner, endokrina körtelhormoner, lokala eller vävnader hormoner.

Nervös regleringsprocessen innebär kontroll av förändringar i fysiologiska funktioner längs nervfibrer med hjälp kapacitet upphetsning påverkas av informationsöverföring.

I organismen nervösa och humorala mekanismer fungerar som ett enda system neurohumoral kontroll. Detta är en kombinerad form, där två kontrollmekanismer används samtidigt, de är sammankopplade och beroende av varandra.

nervös systemet är en samling nervceller, eller neuroner.

Särskilj efter lokalisering:

1) centrala avdelningen - hjärna och ryggmärg;

2) kringutrustning - processer av nervceller i hjärnan och ryggmärgen.

Enligt deras funktionella egenskaper är de det:

1)somatisk avdelning som reglerar motorisk aktivitet;

2) vegetativ , som reglerar aktiviteten hos inre organ, endokrina körtlar, blodkärl, trofisk innervering av muskler och själva centrala nervsystemet.

Funktioner i nervsystemet:

1) integrativ samordning fungera. Ger funktioner olika organ och fysiologiska system, samordnar sina aktiviteter sinsemellan;

2) säkerställa nära band människokropp med miljön på biologisk och social nivå;

3) reglering av nivån av metaboliska processer i olika organ och vävnader, såväl som i sig själv;

4) säkerställa mental aktivitet högre delar av CNS.

Ryggrad.( märg spinalis )

Det är en tillplattad cylindrisk tråd 42–45 cm lång, 1 cm i diameter, väger 34–38 g. Den ligger i den beniga ryggmärgskanalen. Den börjar från medulla oblongata (det vill säga den passerar in i GM), längst ner slutar den på nivån 1 - 2 ländkotor med en kon (trådar kommer från den - "hästsvans"), upp till 2 svanskotor. Det finns förtjockningar - cervikal och lumbosakral. Ryggmärgen är uppdelad i 31 segment. 2 främre (axoner av motoriska neuroner) och 2 bakre (axoner av sensoriska neuroner) avgår från varje segment ryggrad. Rötterna på varje sida, ansluter, bildar en blandad nerv.

På tvärsnittet av SM kan 2 ämnen urskiljas.

A) grå materia upptar mitten runt kanalen och har formen av bokstaven H (eller fjäril). Den innehåller kroppar av neuroner, dendriter och synapser.

b) vit substans omger grått och består av knippen av nervfibrer. De kopplar segmenten till varandra och GM till SM.

V) ryggmärgskanalen, centrerad och fylld cerebrospinalvätska.

Ryggmärgens funktioner:

jag. Reflex.

a) Reflexbågar som styr skelettmusklerna (ryggradsreflexer) passerar genom den grå substansen.

b) Här är centra för några enkla reflexer - reglering av blodkärlens lumen, svettning, urinering, avföring, etc.

II . Dirigent- kommunikation med GM.

a) Nervimpulser går till GM längs de stigande vägarna.

b) Impulser från GM följer med nedåtgående stigar till SM, och därifrån till organen.

Ryggmärgen hos en nyfödd är den mest mogna delen av centrala nervsystemet, men ändå slutar dess slutliga utveckling vid 20 års ålder (under denna period ökar den 8 gånger).

Hjärna ( encephalon ).

Den främre delen av det centrala nervsystemet, belägen i kranialhålan, är huvudregulatorn för alla vitala funktioner i kroppen och det materiella substratet för dess BNI.

I processen med embryogenes läggs tre cerebrala vesiklar, och senare bildas GM-sektionerna från dem:

1.Märg.

2. Lillhjärnan och pons

3. Mellanhjärna.

4. diencephalon.

5. Terminal (främre) hjärna.

B
vit substans GM är en väg som förbinder delar av hjärnan med varandra. grå materia ligger inuti det vita i form av kärnor och täcker ytan av lillhjärnan och hjärnhalvorna i form av en cortex. Inuti GM finns håligheter fyllda med hjärnvätska(sammansättning och funktioner är desamma som för cerebrospinalvätska)- ventriklar i hjärnan. Det finns fyra av dem totalt (den fjärde är avsevärt reducerad), de är förbundna med varandra och till ryggmärgskanalen genom kanaler, kanalerna bildar s.k. cerebral (Sylvian) akvedukt.

GM-avdelningar.

jag. Medulla (märg oblogata).

Den bakre delen av GM, den omedelbara fortsättningen av ryggmärgen. Längd = 25 mm, stympad konform, botten vänd uppåt. På dess ryggyta finns en diamantformad fördjupning (resterna av den fjärde ventrikel).

I det tjocka förlängda märgen kärnorna i den grå substansen är lokaliserade - dessa är centra för enkla, men livsviktiga reflexer - andning, det kardiovaskulära centret, centra för kontroll av matsmältningsfunktioner, kontrollcentret för tal, sväljning, hosta, nysningar, salivutsöndring, etc., sålunda, om denna hjärna är skadad, inträffar döden. Förutom märg utför en ledande funktion och det finns en nätverksliknande formation här, vars neuroner skickar impulser till SM för att hålla den i ett aktivt tillstånd.

II. lillhjärnan (lilla hjärnan).

Den består av två hemisfärer, har en grå cortex med grov gyri (en sorts reducerad kopia av hela GM), anatomiskt separerad från resten av hjärnan.

grå materia innehåller stora päronformade nervceller ( Purkinje-celler) många dendriter avgår från dem. Dessa celler tar emot impulser associerade med muskelaktivitet från en mängd olika källor - receptorer i den vestibulära apparaten, leder, senor, muskler och från de motoriska centra i CPD.

Lilla hjärnan integrerar denna information och säkerställer det koordinerade arbetet av alla muskler som är involverade i en viss rörelse eller bibehåller en viss hållning. När skadad lilla hjärnan- plötsliga och dåligt kontrollerade rörelser. Lillhjärnan är absolut nödvändig för att koordinera snabba muskelrörelser (springa, prata, skriva).

Alla funktioner lilla hjärnan utförs utan deltagande av medvetande, men i de tidiga stadierna av träning är ett inslag av lärande (d.v.s. deltagande av CBP) och viljestarka ansträngningar nödvändiga. Till exempel när man lär sig simma, köra bil etc. Efter att ha utvecklat en färdighet tar lillhjärnan funktionen av reflexkontroll. Den vita substansen i cerebellum utför en ledande funktion.

III. mellanhjärnan (mesencephalon).

Den förbinder alla delar av hjärnan med varandra, mindre än andra delar har genomgått evolutionära förändringar. Alla GM-neurala banor passerar genom detta område. Fördela mellanhjärnans tak Och benen i hjärnan. Hjärnans tak formulär - quadrigemina där centra för visuella och auditiva reflexer finns. Till exempel rörelsen av huvudet och ögonen, vridning av huvudet mot ljudkällan.

I mitten mellanhjärnan det finns många centra eller kärnor som styr en mängd olika omedvetna rörelser - lutningar eller vändningar på huvudet eller bålen. Av dessa är de mest framstående - röd kärna- den kontrollerar och reglerar tonen i skelettmusklerna.

IV . diencephalon (diencephalon).

Den ligger ovanför mellanhjärnan under corpus callosum. Består av många kärnor som finns runt omkring 3:e ventrikeln. Tar emot impulser från alla kroppens receptorer. Dess huvudsakliga och viktiga delar är − talamus Och hypotalamus. Här är körtlarna - hypofys Och epifys

A) Thalamus.

Parad bildning av grå färg, äggformad form. Det avslutar axonerna för alla sensoriska neuroner (förutom lukt) och från lilla hjärnan. Den mottagna informationen bearbetas, får lämplig känslomässig färgning och hänvisar till relevantKBP-zoner.

talamus–mellanhand, där alla stimuli från omvärlden konvergerar, modifieras och skickas till subkortikala och kortikala centra - därför anpassar kroppen sig tillräckligt till ständigt föränderliga miljöförhållanden.

Förutom, talamusär ansvarig för näring av hjärnceller, ökar excitabiliteten hos CBP-celler. talamus- det högsta centrum för smärtaktivitet.

b) Hypotalamus.

Den består av 32 par separata sektioner - kärnor, rikt försedda med blodkärl. Genom medulla oblongata och ryggmärgen överför den information till effektorer och är involverad i regleringen av: hjärtfrekvens, blodtryck, andning och peristaltik. Det finns också speciella centra som reglerar: hunger (vid skada på bulimisjukdom - vargaptit), törst, sömn, kroppstemperatur, vatten- och kolhydratmetabolism, etc.

Dessutom finns det centra som är involverade i komplexa beteendereaktioner - mat, aggression och sexuellt beteende. Dessutom "övervakar" hypotalamus koncentrationen av metaboliter och hormoner i blodet, d.v.s. Tillsammans med hypofysen reglerar den utsöndringen av fettsyror och upprätthåller kroppens homeostas.

Således , hypotalamusär centrum som förenar de nervösa och endokrina regleringsmekanismerna för reglering av inre organs funktioner.

V . telencephalon ( telencephalon ).

Den bildar två halvklot (vänster och höger), som täcker det mesta av GM från ovan. Består av barken och underliggande vit substans. Hemisfärerna är separerade från varandra av en längsgående spricka, i vars djup en bred corpus callosum som förbinder dem (gjord av vit substans) är synlig.

Barkområde \u003d 1500 cm 2 (220 tusen mm 2). Detta område beror på utvecklingen av ett stort antal fåror och veck (de innehåller 70% av cortex). Får delar upp cortex i 5 lober - frontal, parietal, occipital, temporal och insulär.

Bark har en liten tjocklek (1,5 - 3 mm) och har en mycket komplex struktur. Den har sex huvudlager, som skiljer sig åt i struktur, form och storlek på nervceller ( pyramidala betzceller). Deras totala antal är cirka 10 - 14 miljarder, de är ordnade i kolumner.

I vit substans det finns tre ventriklar och basala ganglier (centra för obetingade reflexer).

I KBP särskiljs separata områden (zoner) av tre typer:

1. Rör- ingångsområden i cortex, som tar emot information från alla receptorer i kroppen.

a) Synzonen är i nackloben.

b) Auditiv zon - i tinningloben.

c) Hud-muskulär känslighet - i parietalloben.

d) Smak och lukt - diffust på den inre ytan av CBP och i tinningloben.

2. Föreningszoner heter så av följande skäl:

a) De associerar nyinkommen information med tidigare mottagen och lagrad i minnesblock - därför "känns igen" nya stimuli.

b) Information från vissa receptorer jämförs med information från andra receptorer.

c) Sensoriska signaler tolkas, "förstås" och, vid behov, används för att "beräkna" den mest lämpliga responsen, som beräknas och överförs till motorzonen. Således är dessa zoner involverade i processerna för memorering, lära sig att tänka etc. – alltså det som kallas "intelligens".

3. motorzoner– utgångszoner av cortex. I dem uppstår motorimpulser längs den vita materiens nedåtgående banor.

4. Prefrontala zoner- deras funktioner är oklara (de svarar inte på irritation - "tysta" områden). Det antas att de är ansvariga för individuella egenskaper eller personlighet. Sammankopplingarna mellan zonerna gör att CBP kan kontrollera alla frivilliga och vissa ofrivilliga former av aktivitet, inklusive högre nervösaktivitet.

Höger och vänster hemisfär är funktionellt olika varandra ( funktionell asymmetri i hemisfärerna). Högerhänta - deras vänstra hjärnhalva dominerar, de tänker i formler, tabeller, logiska resonemang. Vänsterhänta - deras högra hjärnhalva dominerar, de tänker i bilder, bilder.

Principer för koordinering av nervprocesser .

Samordningen av nervprocesser, utan vilka den samordnade aktiviteten hos alla kroppens organ och dess adekvata reaktioner på miljöpåverkan skulle vara omöjlig, bygger på följande principer:

1.Konvergens av neurala processer. Impulser från olika delar av nervsystemet kan komma till en neuron, detta beror på en bred internuronal koppling.

2. Bestrålning. Excitation eller hämning, som har uppstått i ett nervcentrum, kan spridas till andra nervcentra.

3. Induktion av nervösa processer. I varje nervcentrum går en process lätt över i sin motsats. Om excitation ersätts med inhibering, är induktionen "-", tvärtom - "+" induktion.

4. Koncentrationen av nervösa processer. I motsats till induktion är excitations- och hämningsprocesserna koncentrerade till någon del av nervsystemet.

5. Dominerande princip. Detta är uppkomsten av ett tillfälligt dominerande excitationsfokus. I närvaro av en dominant stimulans ökar bara inkommande till andra delar av nervsystemet dominerande(dominerande) härd. Principen upptäcktes av A.A. Ukhtomsky.

Således är hjärnan ständigt förändring, rekombination,mosaikförändring från centra för excitation och hämning.

Metoder för att studera funktionerna hos GM.

1. Elektroencefalografi. Studiet av hjärnans aktivitet med hjälp av elektrofysiologiska metoder. Särskilda elektroder är fixerade på ämnets hårbotten, som registrerar elektriska impulser som återspeglar aktiviteten hos hjärnneuroner. Pulser registreras, följande elektriska huvudvågor detekteras:

a) alfavågor. När en person är avslappnad och ögonen är stängda.

b) betavågor. De har en frekvent rytm (väl identifierad under narkos). Deras frånvaro är en indikator på klinisk död.

c) gammavågor. De har den lägsta frekvensen och maximal amplitud, registreras under sömn.

EEG är av stort diagnostiskt värde, eftersom. låter dig bestämma lokaliseringen av överträdelsefokus.

2. Encefaloskopi. Detta är en registrering av fluktuationer i ljusstyrkan i hjärnans glödpunkter.

3. Metod för registrering av långsamma elektriska potentialer (MEP). De låter dig bestämma de elektriska vibrationerna som uppstår i hjärnan.

Lokala operationer under lokalbedövning. Ämnet beskriver förnimmelser när olika delar av hjärnan irriteras av ström.

4. farmakologisk metod. Studien av farmakologiska ämnens inverkan på hjärnan.

5. cybernetisk metod. Matematisk modellering av processer i hjärnan.

6. Implantation av mikroelektroder i hjärnan.

Grundläggande principer för hjärnan .

I.P. Pavlov formulerade tre huvudprinciper för GM-drift:

jag. Strukturell princip. Mental funktion av någon grad av komplexitet utförs av delar av hjärnan.

II. Principen för determinism. Varje mental process - förnimmelse, fantasi, minne, tänkande, medvetande, vilja, känslor etc. - är en återspegling av materiella händelser som inträffar i omgivningen och i kroppen. Det är dessa materiella fenomen som i slutändan avgör beteendet. Förutom fysiologiska behov har en person också sociala (kommunikation, arbete, etc.)

III. Princip för analys och syntes. Komplexa objekt och verklighetsfenomen uppfattas vanligtvis inte som en helhet, utan enligt individuella drag. Irriterande ämnen, som verkar på receptorerna i motsvarande sinnesorgan, orsakar strömmar av nervimpulser. De kommer in i hjärnan och syntetiseras där, vilket resulterar i en holistisk subjektiv bild. Dessa bilder utgör en sorts modell av miljön och ger möjlighet att navigera i den.

Åldersegenskaper hos GM.

Huvuddelarna av GM sticker ut redan vid den tredje månaden av embryogenes, och vid den femte månaden är huvudfårorna i hjärnhalvorna redan tydligt synliga.

Vid tidpunkten för födseln är den totala massan av GM cirka 388 g hos flickor och 391 g hos pojkar. I förhållande till kroppsvikten är hjärnan hos en nyfödd större än hos en vuxen. 1/8 hos en nyfödd och hos en vuxen - 1/40.

Human GM utvecklas mest intensivt under de första två åren av postnatal utveckling. Sedan saktar utvecklingshastigheten ner något, men förblir hög till 6-7 års ålder, då hjärnans massa redan når 4/5 av den vuxna hjärnans massa.

Den slutliga mognaden av GM slutar först med 17-20 år. Vid denna ålder ökar hjärnans massa i jämförelse med nyfödda med 4-5 gånger och är i genomsnitt 1400 g för män och 1260 g för kvinnor. Vissa framstående personer (I.S. Turgenev, D. Byron, O. Cromwell, etc.) har en hjärnmassa = från 2000 till 2500 g. Det bör noteras att hjärnans absoluta massa inte direkt bestämmer en persons mentala förmågor (till exempel vägde hjärnan hos den begåvade franska författaren A. France cirka 1000 g). Det har konstaterats att mänsklig intelligens minskar endast om hjärnans massa minskar till 900 g eller mindre.

Förändringar i hjärnans storlek, form och massa åtföljs av en förändring i dess inre struktur. Neuronernas struktur, formen av internuronala kopplingar blir mer komplicerad, vit och grå substans blir tydligt avgränsad, GM-vägar bildas,

Utvecklingen av GM fortskrider heterokront. Först och främst mognar de strukturer som organismens normala vitala aktivitet beror på i detta åldersstadium. Funktionell användbarhet uppnås först och främst av stam-, subkortikala och kortikala strukturer som reglerar kroppens vegetativa funktioner. Dessa avdelningar närmar sig sin utveckling till hjärnan hos en vuxen med 2–4 års postnatal utveckling. Det är intressant att notera att antalet internuronala kopplingar är direkt beroende av inlärningsprocesserna: ju intensivare träningen är, desto fler synapser bildas.

Det kan antas att hjärnans effektivitet beror på dess interna organisation och en oumbärlig egenskap hos en begåvad person är rikedomen av de synaptiska anslutningarna i hans hjärna.

Perifera nervsystemet .

Det bildas av nerver som kommer ut från det centrala nervsystemet och nervknutor och plexus, huvudsakligen belägna nära hjärnan och ryggmärgen, såväl som nära de inre organen eller i väggarna i dessa organ. Fördela somatisk Och vegetativ avdelningar.

Somatiskt nervsystem.

Det bildas av sensoriska nerver som går till centrala nervsystemet från olika receptorer och motoriska nerver som innerverar (dvs ger nervös kontroll) skelettmuskler.

De karakteristiska egenskaperna hos dessa nerver är att de inte avbryts någonstans på vägen, de har en relativt stor diameter, hastigheten på nervimpulsen = 30 - 120 m/s.

12 par kranialnerver av alla tre typerna kommer ut från hjärnan: sensoriska - 3 par (lukt, syn, hörsel); motor - 5 par; blandat - 4 par. Dessa nerver innerverar receptorer och effektorer i huvudet.

Spinalnerver, deras 31 par bildas från rötterna som sträcker sig från SM-segmenten - 8 cervikala, 12 bröstkorg, 5 ländrygg, 5 sakral, 1 coccygeal. Varje segment motsvarar en viss del av kroppen - metamere. För 1 metamer - 3 intilliggande segment. Spinalnerver - är blandade nerver och ger kontroll över skelettmusklerna.

Det autonoma (autonoma) nervsystemet.

Koordinerar och reglerar aktiviteten hos alla inre organ, metabolism och homeostas i kroppen. Dess autonomi är relativ, eftersom. alla autonoma funktioner är under kontroll av det centrala nervsystemet (främst CBP).

Karakteristiska egenskaper hos nerverna i ANS - nerverna är tunnare än de somatiska; nerver på väg från centrala nervsystemet till organet avbryts av noder (ganglier). I ganglier - byte till flera (upp till 10 eller fler) neuroner - animation.

1. Sympatiskt nervsystem. Representerar 2 kedjor av ganglier på båda sidor av bröst- och ländryggen. Den prenodala fibern är kort, den postnodala fibern är lång.

2. parasympatiska nervsystemet. Den avgår med långa pre-nodalfibrer från GM:s bål och den sakrala delen av SM, ganglierna är belägna i de inre organen eller nära dem - den postnodala fibern är kort.

Som regel är inverkan av de sympatiska och parasympatiska nervsystemen antagonistisk. Så till exempel stärker och påskyndar det sympatiska hjärtat sammandragningar, och det parasympatiska försvagas och saktar ner. Denna antagonism är emellertid av relativ karaktär, och i vissa situationer kan båda divisionerna av ANS agera i samma riktning.

största nerven parasympatiska systemet -nervus vagus, det innerverar nästan alla organ i bröstet och bukhålan - hjärta, lungor,lever, mage, bukspottkörtel, tarmar, urinblåsa.

Kontroll över ANS genom de hypotalamiska strukturerna utförs av CBP, särskilt dess frontala och temporala regioner.

Aktiviteten hos ANS sker utanför medvetandets sfär, men påverkar det allmänna välbefinnandet och den emotionella reaktiviteten. Med patologisk skada på nervcentra i ANS kan irritabilitet, sömnstörningar, olämpligt beteende, disinhibition av instinktiva former av beteende (ökad aptit, aggressivitet, hypersexualitet) observeras.

Receptorer.

Dessa är celler eller små grupper av celler som uppfattar stimuli (d.v.s. förändringar i den yttre miljön) och omvandlar dem till en process av nervös excitation. De är modifierade epitelceller på vilka dendriterna hos sensoriska neuroner slutar. Receptorer kan vara själva neuroner eller nervändar.

Det finns 3 huvudgrupper av receptorer:

1. Exteroreceptorer- uppfatta förändringar i den yttre miljön.

2. Interoreceptorer- är belägna inuti kroppen och irriteras av en förändring i homeostasen i kroppens inre miljö.

3. Proprioreceptorer - lokaliserade i skelettmusklerna skickar de information om tillståndet för muskler och senor.

Dessutom, genom arten av stimulansen som uppfattas av receptorerna, är de uppdelade i: kemoreceptorer (smak, lukt); mekanoreceptorer (beröring, smärta, hörsel); fotoreceptorer (syn); termoreceptorer (kyla och värme).

Receptoregenskaper:

A) Labilitet. Receptorn svarar endast på en adekvat stimulans.

b) Irritationströskel. Det finns ett visst minimum (tröskel) av stimulansstyrka för att en nervimpuls ska uppstå

V) Anpassning, de där. anpassning till verkan av konstanta stimuli. Ju starkare stimulans desto snabbare sker anpassningen.