Нервная система имеет очень важное значение в жизнедеятельности человека.
Функции нервной системы:
+ объединяет все части организма в единое целое;
+ регулирует работу разных органов и систем;
+ осуществляет связь организма с внешней средой и приспосабливает его к условиям среды;
+ определяет психическую деятельность человека, его сознание, мышление, речь.
Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер. Рефлекс - это ответная реакция организма на раздражение при участии нервной системы. Понятие «рефлекс» было введено Р. Декартом более 300 лет тому назад. Путь, по которому проходят нервные импульсы (возбуждение) от рецепторов к исполнительному органу, называется рефлекторной дугой (рис. 96). Она состоит из 5 звеньев:
Рис. 96. Схема строения рефлекторной дуги: 1 - рецептор; 2 - чувствительный нейрон; 3 - вставочный нейрон; 4 - двигательный нейрон; 5 - рабочий орган
+ рецепторы, воспринимающие раздражение;
+ центростремительный нейрон (чувствительный, афферентный);
+ вставочный нейрон (ассоциативный);
+ центробежный нейрон (двигательный, эфферентный); + исполнительный орган, отвечающий на раздражение. Чувствительные нейроны либо сами служат рецепторами, либо соединяют рецепторы с центральной нервной системой и передают ей информацию. Двигательные нейроны проводят сигналы от центральной нервной системы к исполнительным органам. Вставочные нейроны соединяют между собой чувствительные и двигательные нейроны. Рефлекторные дуги сухожильных рефлексов, например коленного, состоят из двух нейронов: чувствительного и двигательного (вставочный нейрон отсутствует).
Нервная система подразделяется на центральную и периферическую.
Периферическая нервная система - это нервные волокна, нервные узлы и нервные окончания. Нервные волокна в местах вхождения в центральную нервную систему образуют корешки. Корешки, соединяясь между собой, формируют нервы. Нервы связывают головной и спинной мозг со всеми органами и тканями организма. По мере приближения к объекту иннервации нервы разделяются на ветви и волокна. Ветви, обмениваясь волокнами, образуют сплетения. В тканях нервные волокна заканчиваются специализированными окончаниями: чувствительные волокна - рецепторами, двигательные - терминалями. По объектам иннервации нервы делят на соматические и автономные (вегетативные). Соматические нервы иннервируют кожу, скелет, суставы, скелетные мышцы, органы чувств, а автономные - внутренние органы, гладкую мышечную ткань и железы. По составу волокон нервы подразделяются на чувствительные, двигательные и смешанные. Скопления тел нейронов вне центральной нервной системы образуют чувствительные узлы, спинно-мозговых нервов, чувствительные узлы черепно-мозговых нервов и автономные узлы (симпатические и парасимпатические) вегетативной нервной системы.
Периферическая нервная система вырабатывает и передает нервные импульсы, обеспечивая двухстороннюю связь центральной нервной системы с внешней и внутренней средой.
Центральная нервная система - это головной и спинной мозг. Она выполняет функцию контролирующего центра всего организма, воспринимая и обобщая входящую информацию и определяя ответную реакцию организма.
Спинной мозг находится в позвоночном канале и представляет собой несколько сплющенный в переднезаднем направлении тяж длиной 41-45 см и толщиной около 1 см. Он начинается от продолговатого мозга и заканчивается на уровне второго поясничного позвонка. Ниже уровня спинного мозга в позвоночном канале находится так называемый «конский хвост», в котором сосредоточены корешки спинно-мозговых нервов поясничных, крестцовых и копчиковых сегментов. Спинной мозг покрывают три оболочки:
+ твердая (плотная соединительная ткань) - выстилает позвоночный канал и выполняет защитную функцию; + паутинная - содержит нервы и сосуды, имеет вид сети; + сосудистая - имеет множество сосудов, питает мозг, срастается с его поверхностью и повторяет его форму.
Между паутинной и сосудистой оболочками находится подпаутинное (субарахноидальное) пространство, в котором находится спинно-мозговая жидкость (сходная по составу с плазмой крови). Спинно-мозговая жидкость - это среда организма, заполняющая систему желудочков мозга и субарахноидальное пространство головного и спинного мозга. У взрослого человека ее около 140 мл, обновляется она несколько раз в сутки. Основное место образования спинно-мозговой жидкости - сосудистые сплетения желудочков головного мозга. Она окружает мозг как бы «гидравлической подушкой», которая предохраняет его от механических повреждений при толчках и сотрясениях, обеспечивает постоянство внутричерепного давления, участвует в обмене веществ.
Передней и задней продольными бороздами спинной мозг делится на две симметричные половины. Соответственно делению позвоночника на позвонки в спинном мозге выделяют сегменты (всего 31). Шейные сегменты (1-8) расположены от I шейного позвонка до середины VII шейного позвонка, грудные сегменты (1-12) - от середины VII шейного позвонка до середины XI грудного позвонка, поясничные сегменты (1-5) - от середины XI грудного позвонка до верхнего края тела I поясничного позвонка. Крестцовые сегменты (1-5) лежат позади тела I поясничного позвонка. Копчиковый сегмент (1) расположен на уровне II поясничного позвонка. От каждого сегмента отходят два передних - двигательных - и в каждый входят два задних - чувствительных - корешка. Передний и задний корешки, соединяясь, образуют смешанный спинно-мозговой нерв, в котором находятся центростремительные (чувствительные) и центробежные (двигательные) волокна. Спинно-мозговые нервы (31 пара) выходят из позвоночного канала через межпозвоночные отверстия. Спинной мозг имеет два утолщения - шейное и поясничное, которые соответствуют местам выхода спинно-мозговых нервов к конечностям.
На поперечном разрезе спинного мозга имеются два слоя (рис. 97). В центре расположено серое вещество, в форме бабочки (скопление тел нейронов и дендритов), его окружает белое вещество (скопление аксонов). В центре серого вещества находится спинно-мозговой канал (полость, заполненная спинно-мозговой жидкостью). В сером веществе на протяжении всего спинного мозга различают передние и задние рога, а в грудных и верхних поясничных сегментах - также и боковые рога, в которых располагаются тела нейронов симпатической части вегетативной нервной системы. В задние рога входят аксоны чувствительных нейронов, передающие возбуждение в спинной мозг. Тела этих нейронов лежат вне спинного мозга в спинно-мозговых узлах по ходу чувствительных нервных волокон. В задних рогах и в промежутке между рогами локализованы вставочные нейроны, с помощью которых происходит переключение возбуждения на двигательные нейроны. В передних рогах располагаются тела двигательных нейронов. От них отходят длинные отростки (аксоны), образующие передние (двигательные) корешки. По этим корешкам возбуждение передается рабочему органу и обеспечивает двигательные рефлексы.
Рис. 97. Сегмент спинного мозга: 1 - серое вещество; 2 - белое вещество; 3 - задний корешок спинно-мозгового нерва; 4 - передний корешок спинно-мозгового нерва; 5 - спинно-мозговой узел; 6 - спинно-мозговой нерв; 7 - узел симпатической нервной цепочки
Белое вещество располагается в виде 6 столбов (двух передних, двух боковых и двух задних). Нервные волокна белого вещества образуют проводящие пути, соединяющие спинной мозг с головным и отдельные сегменты спинного мозга между собой. Проводящие пути подразделяют на восходящие (чувствительные), передающие возбуждение в головной мозг (по задним и боковым столбам), и нисходящие (двигательные), проводящие импульсы от головного мозга к рабочим органам (по передним и боковым столбам). При нарушении связи между спинным и головным мозгом наступает спинальный шок - все рефлексы, центры которых лежат ниже поврежденного участка спинного мозга, исчезают и произвольные движения становятся невозможными.
Функции спинного мозга:
+ проводниковая, заключающаяся в проведении нервных импульсов от органов в головной мозг и обратно;
+ рефлекторная, состоящая в том, что в спинном мозге замыкаются дуги безусловных рефлексов, которые регулируют соматические и вегетативные функции организма). Каждый сегмент спинного мозга иннервирует (контролирует активность) скелетные мышцы и определенные участки кожи. В спинном мозге находятся центры потоотделения, расширения зрачка, движения диафрагмы (шейные и грудные сегменты), мочеиспускания, дефекации и половой функции (крестцовые сегменты). В грудных и верхних поясничных сегментах лежат нейроны симпатической части вегетативной нервной системы, в крестцовых сегментах располагаются ядра парасимпатической части вегетативной нервной системы.
Головной мозг располагается в мозговом отделе черепа. Масса головного мозга взрослого человека от 1100 до 1700 г. Развивается он из переднего отдела нервной трубки, проходя стадии 3 и 5 мозговых пузырей. Полость нервной трубки преобразуется в мозговые желудочки: I и II - в переднем, III - в промежуточном, IV - в продолговатом мозге. Желудочки заполнены спинно-мозговой жидкостью. Мозговые пузыри преобразуются в отделы головного мозга: передний (конечный), промежуточный, средний, задний и продолговатый (рис. 98). Последние четыре отдела образуют ствол мозга (в нем серое вещество находится внутри белого).
Головной мозг, как и спинной, покрыт тремя оболочками:
+ твердой (плотная соединительная ткань), выполняющей защитную функцию;
+ паутинной, содержащей нервы и сосуды;
+ сосудистой, богатой сосудами.
Рис. 98. Отделы головного мозга: 1 - полушария переднего мозга; 2 - ножки мозга; 3 - мозжечок; 4 - продолговатый мозг; 5 - мост; 6 - промежуточный мозг
Пространство между паутинной и сосудистой оболочками (подпаутинное) заполнено спинно-мозговой жидкостью. От различных отделов головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов: I - обонятельный, II - зрительный, III - глазодвигательный, IV - блоковый, V - тройничный, VI - отводящий, VII - лицевой, VIII - преддверно-улитковый, IX - языкоглоточный, X - блуждающий, XI - добавочный, XII - подъязычный.
По выполняемым функциям одни черепно-мозговые нервы являются чувствительными (I - передает информацию о запахах, II - проводит нервные импульсы от сетчатки в головной мозг, VIII - проводит нервные импульсы от органов слуха и равновесия в головной мозг), другие - двигательными (IV и VI - иннервируют мышцы глаза, XI - мышцы шеи и XII - мышцы языка), третьи - смешанными (III - содержит двигательные и парасимпатические нервные волокна, иннервирующие мышцы глаза, V - иннервирует слезную железу, оболочки глазного яблока, жевательные мышцы, наружное ухо, кожу лица, VII - мимические мышцы, оболочки полости рта, носа, слезные и слюнные железы, обеспечивает вкусовую чувствительность языка, IX - язык, глотку, зев, нёбную миндалину, околоушную слюнную железу, мышцы глотки, X - образован чувствительными, двигательными и парасимпатическими волокнами). Блуждающий нерв (X) относится к вегетативной нервной системе и иннервирует внутренние органы шейного отдела, грудной и верхней частей брюшной полости.
Продолговатый мозг повторяет строение спинного мозга. На его передней и задней поверхности находится по одной продольной борозде, которые являются непосредственным продолжением борозд спинного мозга. По бокам от передней борозды расположено по одному выступу - пирамиде. На разрезе продолговатого мозга в толще белого вещества видны участки серого - скопления тел нейронов (ядра IX - XII пар черепно-мозговых нервов). Белое вещество представлено длинными и короткими пучками нервных волокон. В продолговатом мозге имеется полость - четвертый желудочек мозга, который является продолжением спинно-мозгового канала.
Функции продолговатого мозга:
+ проводниковая (проведение импульсов из спинного мозга в вышележащие отделы головного мозга и обратно);
+ рефлекторная (здесь находятся центры безусловных рефлексов жизненно важных функций (дыхания, работы сердца, тонуса сосудов), пищеварительных (сосания, слюноотделения, желудочной секреции и др.), защитных (кашля, чихания, мигания, рвоты)).
Задний мозг образован мозжечком и варолиевым мостом, расположенным между продолговатым и средним мозгом. Варолиев мост состоит из белого и серого вещества. Серое вещество представлено ядрами V—VIII пар черепно-мозговых нервов, а белое образовано продольными и поперечными пучками нервных волокон. Здесь расположены многочисленные пути, связывающие полушария мозжечка с другими отделами центральной нервной системы. Мозжечок состоит из двух полушарий, соединенных средней частью - червем. Полушария покрыты слоем серого вещества - корой, которая имеет извилины. Белое вещество мозжечка образовано нервными волокнами. Функции заднего мозга:
+ проводниковая (проведение импульсов из продолговатого мозга в вышележащие отделы головного мозга и обратно);
+ рефлекторная (здесь находятся центры координации движений, равновесия и позы тела, регуляции мышечного тонуса; с участием варолиева моста реализуются движения глазных яблок, сокращение мышц лица, обеспечивающих мимику).
При поражении мозжечка нарушается координация движений, мышечный тонус и равновесие.
Средний мозг расположен между мостом и промежуточным мозгом. Состоит из четверохолмия (имеет 2 верхних и 2 нижних бугра) и ножек мозга. В центре его проходит узкий канал (водопровод), соединяющий третий и четвертый желудочки мозга. В среднем мозге расположены ядра III и IV пар черепно-мозговых нервов. Функции среднего мозга:
+ проводниковая (проведение импульсов от заднего мозга к промежуточному и от коры больших полушарий к продолговатому и спинному мозгу);
+ рефлекторная (здесь находятся центры регуляции мышечного тонуса и позы, иннерваций мышц глаз, подкорковые центры зрения (верхние бугры) и слуха (нижние бугры), через которые замыкаются слуховые и зрительные ориентировочные рефлексы).
Ретикулярная формация — совокупность многочисленных рассеянных или сгруппированных в ядра нейронов, отростки которых образуют сети. Она расположена в спинном, продолговатом, среднем мозге и варолиевом мосту. Это древняя форма двигательного контроля. Ретикулярная формация имеет двухсторонние связи со всеми частями центральной нервной системы: спинным мозгом, мозжечком, промежуточным мозгом, средним мозгом, различными участками коры больших полушарий. Она активирует кору больших полушарий, участвует в регуляции сна и бодрствования, дыхания и кровообращения, в формировании эмоций, контролирует двигательную активность, объединяя ядра различных отделов головного и спинного мозга, обеспечивает выполнение сложных рефлекторных актов (глотания, жевания, кашля, рвоты и др.).
Промежуточный мозг расположен над средним мозгом, под большими полушариями переднего мозга. Он состоит из таламуса, метаталамуса, эпиталамуса и гипоталамуса. Полостью промежуточного мозга является третий желудочек. Серое вещество таламуса (зрительные бугры) объединено приблизительно в 40 ядер. Эпиталамус представлен шишковидным телом (эпифизом), метаталамус является местом переключения слуховых и зрительных путей к коре головного мозга, гипоталамус - нижний отдел промежуточного мозга. Серое вещество гипоталамуса объединено в 32 пары ядер.
Функции промежуточного мозга:
+ проводниковая (проведение импульсов от ствола мозга к большим полушариям и обратно);
+ рефлекторная. В нем находятся:
• таламус, являющийся высшим подкорковым центром всех видов чувствительности, кроме обоняния, вкуса и слуха. В нем не только переключаются чувствительные пути, идущие к коре головного мозга, но и осуществляется интеграция различных чувствительных импульсов, на основе которой формируются поведенческие реакции человека. Он регулирует сон и бодрствование, эмоции и психическую деятельность;
• гипоталамус, в котором имеются подкорковые центры вегетативной нервной системы (терморегуляции, регуляции обмена веществ, деятельности сердечно-сосудистой и пищеварительной систем, голода и насыщения, жажды и др.). Гипоталамус продуцирует нейрогормоны, регулирующие работу гипофиза, а через гипофиз - деятельность других желез внутренней секреции. Гуморальная регуляция обеспечивается тесной связью ядер гипоталамуса с гипофизом, которые объединяются в единую гипоталамо-гипофизарную систему.
Пер едний (конечный) мозг представлен большими полушариями (около 80% массы мозга) и мозолистым телом, которое передает информацию из одного полушария в другое. Продольная борозда делит передний мозг на правое и левое полушария. Снаружи они покрыты корой, имеющей борозды. Выделяют три наиболее глубокие борозды: боковая, центральная и теменно-затылочная. Они разделяют кору на доли: лобную, височную, теменную и затылочную. Каждая доля мозга в свою очередь делится бороздами на извилины (рис. 99). Кора больших полушарий - это слой серого вещества толщиной 1,3-4,5 мм, который состоит примерно из 14 млрд нейронов, расположенных в 6 слоев. Две трети коры скрыто в бороздах и извилинах. Выделяются участки коры - поля (зоны), различающиеся по своему строению и функциям; их насчитывается от 50 до 200. В теменной доле позади центральной борозды, в задней центральной извилине находится зона кожно-мышечной (соматической) чувствительности, в передней центральной извилине лобной доли - двигательная зона, в височной доле - вкусовая и слуховая зоны, обонятельная зона, зона восприятия письменной речи, зона восприятия устной речи (центр Вернике), в затылочной - зрительная зона, в лобной доле - двигательные центры речи (центр Брока) и письма. Под корой расположено белое вещество, в котором находятся скопления тел нейронов (подкорковые ядра) - центры регуляции вегетативных функций и двигательного аппарата. Волокна белого вещества связывают симметричные участки обоих полушарий, участки в пределах одного полушария, большие полушария с нижележащими отделами головного и спинного мозга.
Рис. 99. Доли коры больших полушарий: 1— теменная; 2 - затылочная; 3 - височная; 4 - лобная
Функции переднего мозга:
+ проводниковая;
+ рефлекторная (здесь замыкаются рефлекторные дуги безусловных и условных рефлексов).
Значение коры больших полушарий:
+ центральный отдел анализаторов сигналов от органов чувств, в ее зонах происходит формирование различных ощущений;
+ орган психической деятельности, определяющий сознание, абстрактное мышление, память и речь;
+ орган приобретения и накопления жизненного опыта, в коре замыкаются дуги условных рефлексов.
+ контролирует работу систем органов и обеспечивает связь организма с внешней средой.
Совокупность структур головного мозга (переднего, промежуточного, среднего) образует лимбическую систему. Она играет ведущую роль в формировании эмоций, мотивации поведения, в том числе и сексуального, в регуляции биологических ритмов и вегетативных функций, обеспечении самосохранения вида.
Нервная система по физиологическому действию подразделяется на соматическую и вегетативную. Часть нервной системы (центральной и периферической), иннервирующая скелетную мускулатуру, кости, кожу и органы чувств, называется соматической нервной системой. Вегетативная нервная система - часть нервной системы, иннервирующая гладкую мускулатуру, внутренние органы (сердце, сосуды, железы, желудок и др.), а также стимулирующая работоспособность скелетных мышц.
Вегетативная нервная система содержит центральный и периферический отделы. Центральный отдел представлен сегментарными центрами (ядрами нейронов) в варолиевом мосту, среднем и продолговатом мозге, в боковых рогах и крестцовых сегментах спинного мозга и надсегментарными (высшими) центрами, расположенными в гипоталамусе, ретикулярной формации ствола головного мозга, в лимбической системе, мозжечке и коре больших полушарий переднего мозга. Периферический отдел включает нервные узлы, ветви, нервы, сплетения, нервные окончания. Вегетативная нервная система не имеет собственных чувствительных путей. Каждый из центробежных импульсов всегда проходит по двум последовательно расположенным нейронам: тела первых нейронов (преганглионарных) находятся в центральной нервной системе, а тела вторых (постганглионарных) - в нервных узлах периферической нервной системы. Возбуждение в вегетативной нервной системе проводится медленнее, чем по другим нервам, так как нервные волокна лишены миелиновой оболочки (скорость распространения нервных импульсов по волокнам вегетативной нервной системы составляет 1-18 м/с, по волокнам соматической нервной системы - до 120 м/с). Деятельность вегетативной нервной системы не подчинена воле человека.
По анатомическим и функциональным особенностям вегетативную нервную систему подразделяют на два отдела: симпатический и парасимпатический (рис. 100). В симпатическом отделе тела первых нейронов расположены в боковых рогах спинного мозга. Отростки этих нейронов (преганглионарные) заканчиваются в узлах двух симпатических нервных цепочек (здесь находятся тела вторых нейронов), идущих вдоль позвоночника. От этих узлов отходят нервные волокна (постганглионарные) ко всем органам. В парасимпатическом отделе тела первых нейронов расположены в среднем и продолговатом мозге, а также в крестцовых сегментах спинного мозга. Непосредственно от них к органам отходят преганглионарные нервные волокна, входящие в состав блуждающего нерва. Тела вторых нейронов располагаются в узлах нервных сплетений, которые находятся вблизи внутренних органов или внутри них (в стенке желудочно-кишечного тракта). От этих узлов отходят постганглионарные нервные волокна.
Таким образом, в парасимпатической нервной системе преганглионарные волокна по сравнению с таковыми в симпатической - длинные, а постганглионарные - короткие.
Рис. 100. Вегетативная нервная система: 1 - тела первых нейронов парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в спинном мозге; 2 - тела вторых нейронов симпатического отдела вегетативной нервной системы; 3 - тела первых нейронов симпатического отдела вегетативной нервной системы; 4 - тела первых нейронов парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в головном мозге; 5 - преганглионарные нервные волокна парасимпатического отдела вегетативной нервной системы; 6 - сердце; 7 - тела вторых нейронов парасимпатического отдела вегетативной нервной системы; 8 - внутренние органы
Симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы оказывают противоположное действие на функции органов. Симпатическая иннервация стимулирует функции органов, особенно в условиях стресса: учащает ритм и усиливает силу сердечных сокращений, сужает кровеносные сосуды, повышает артериальное давление, расширяет зрачок, тормозит работу пищеварительной системы, расслабляет желчные протоки, усиливает секрецию потовых желез, расширяет бронхи, увеличивает количество сахара в крови и потребность организма в кислороде. Медиатором симпатической системы является гормон норадреналин. Парасимпатическая иннервация более выражена в состоянии покоя: замедляется ритм и уменьшается сила сердечных сокращений, сужается зрачок, усиливается работа пищеварительной системы, сокращаются желчные протоки в печени, сужаются бронхи, уменьшается количество сахара в крови, а также потребность организма в кислороде. На артерии, потовые и сальные железы, мышцы, поднимающие волосы, мозговое вещество надпочечников она воздействия не оказывает. Медиатором парасимпатической системы является ацетилхолин. Благодаря двойной иннервации осуществляется быстрая и точная регуляция деятельности органов. Регуляцию обоих отделов вегетативной нервной системы осуществляют надсегментарные нервные центры.
Гигиена нервной системы - это комплекс условий, направленных на нормальную деятельность центральной нервной системы (коры головного мозга). Ее утомление приводит к снижению памяти, работоспособности, устойчивости к воздействию факторов внешней среды, что влечет за собой нарушение функционирования разных систем органов и возникновение различных заболеваний. Необходимо чередовать умственный труд с физическим, занятиями физкультурой и спортом. Для предупреждения утомления человек должен соблюдать режим труда и отдыха.
Необходимо избегать употребления алкоголя, табакокурения, приема наркотиков, которые вредно действуют на центральную нервную систему. Наркогенные вещества могут вызвать у человека эйфорию, галлюцинации и даже летальный исход. Употребление наркотиков приводит к развитию психической и физической зависимости, вызывает привыкание, и организму требуются увеличенные дозы.
Алкоголь приводит к деградации личности, вызывает цирроз печени и язвенную болезнь желудка, алкогольные психозы (белая горячка). Употребление алкоголя особенно вредно в подростковом и юношеском возрасте, а также во время беременности. Никотин влияет в первую очередь на сосуды, вызывая их спазм и перерождение внутренней стенки, что приводит к инсультам, стенокардии, инфаркту миокарда, эндартерииту. Употребление матерью алкоголя, никотина и других наркотических веществ чаще всего приводит к тяжелым нарушениям развития нервной системы плода (особенно к концу третьей недели эмбриогенеза). У женщин, злоупотребляющих алкоголем, рождаются дети с алкогольным синдромом. Его основными признаками являются: малые размеры тела; третье веко; косоглазие; седловидный нос; уменьшенные челюсти; низко расположенные уши; маленькая голова; сращение пальцев; неправильная форма грудной клетки; пороки сердца; умственная отсталость.