Глава 4

Нервная система играет важснейшую роль в сенсорном восприятии органов чувств, в ощущении боли и удовольствия, в контроле за двизрсениями и в регулировании таких функций организма, как, например, дыхание. Эта самая базисная и сложена я система человеческого организма играет такжее жеизненно важеную роль в развитии речи, мышления и памяти. Центром нервной системы являются головной мозг и спинной мозг, которые полностью контролируют все нервные ткани в других частях тела.

Анатомическое строение нейрона (нервной клетки)

Миелиновая оболочка

Расположение центральной и периферической нервной системы

[бловной мозг

Мозжечок

Шейные (цервикальные) нервы (8 пар), иннервирующие шею, плечи и руки

Копчиковые нервы (1 пара), иннервирующие

рудиментарный «хвост»

Поясничные нервы (5 пар),

иннервирующие ноги и нижнюю часть спины

Крестцовые нервы (5 пар), иннервирующие ноги и гениталии

Вид сзади на взаимосвязь головного мозга, спинного мозга и периферической нервной системы (справа вверху). Их взаимодействие чрезвычайно сложно (крайний правый рисунок вверху), нервы соматической системы связаны с вегетативными нервами через ганглии (узлы), и оба вида нервов имеют общие входы в спинной мозг и выходы из него. На срезе позвоночного столба (рисунок дальний справа) видно, как хорошо защищен спинной мозг. На рисунке справа показана нервная клетка с миелиновой оболочкой; перехваты Ранвье способствуют передаче электрических импульсов.

нервы пар),

и руки

Нервные клетки

Сенсорные нервы соматической системы (передают сигналы в центральную нервную систему)

Поперечны! отросток позвонка

Взаимодействие между центральной, соматической и вегетативной нервными системами

Спинной мозг

Тело позвонка (позвоночная кость)

Позвоночный столб (позвоночные кости)

Двигательные нервы соматической нервной системы (передают сигналы от центральной нервной системы)

Нервы соматической системы

Общий путь соматической и вегетативной систем внутрь спинного мозга и обратно

Поперечный разрез позвоночника

[англии вегетативных нервов

Спинной мозг

Поперечный отросток ' ~ позвонка

Вегетативный ганглий

Дендриты Г (отростки нервной клетки)

Тело клетки

Тело позвонка

Спинномозговая жидкость

Сенсорный (чувствительный) нерв Двигательный нерв

Действующие элементы нервной системы— это миллионы взаимосвязанных между со­бой нервных клеток, называемых нейрона­ми. Их функция очень схожа с функцией проводов в сложном электромеханизме: они принимают сигналы в одной части нервной системы и передают их в другую, где, в свою очередь, эти анналы могут быть на­правлены дальше—к другим нейронами— или же вызвать какое-либо действие (на­пример, сокращение мышечных волокон).

В соответствии со своими функциями нейроны делятся на три типа: ответви­тельные (сенсорные) нейроны, передаю­щие информацию от органов чувств в цент­ральную нервную систему; объединенные нейроны (интернейроны), обрабатываю­щие полученную информацию, и двига­тельные нейроны, возбуждающие произ­вольные и непроизвольные движения.

Строение нейрона

Нейроны могут отличаться друт от друга конфигурацией и размером, но все они имеют одинаковую основную структуру. Как и у всех клеток, в них есть центр, или ядро, которое находится в похожей на сферу части нейрона, называемой те­лом клетки. Из тела клетки выходит не­сколько тонких, похожих на корешки во­локов. Они называются дендритами. Из клетки вытягивается также одно длинное волокно, называемое! аксоном; это главное проводящее волокно в нерве. На дальнем конце аксон делится на несколько отрост­ков, каждый из которых заканчивается несколькими крошечными выпуклостями

Каждая выпуклость находится на очень близком расстоянии от дендрита другого нейрона, но не касается его. Это расстояние называется синапсом; через него сигналы передаются особыми химическими веще­ствами, называемыми медиаторами.

Каждый нейрон окружен тонкой полу­проницаемой оболочкой—нейронной мем­браной, она важна для передачи сигналов. Сигналы всегда возникают в результате возбуждения одного или более дендритов и идут сначала в тело клетки. Отту да они уходят по аксону. Для увеличения скоро­сти передачи сигнала многие аксоны имеют специальнуло миелиновую оболочку?. Ког­да сигнал достигает выпуклостей на конце аксона, он может при определенных усло- чиях перескочить через синапс к дендриту соседнего нейрона и таким образом продол­жить свое движение.

Нейроны—не единственный тип клеток нервной системы. Клетки, известные каг нейроглия, или глия, в большом количест­ве присутствуют в центральной нервной системе, а шванновские клетки, или нейро- леммоциты, встречаются в перифериче­ской нервной системе Оба эти типа клеток связывают, защищают и питают нейроны, а также обеспечивают им поддержку.

Периферическая нервная система

Гипоталамус

Блуждающий нерв

& шусно-предсердный узел

Контролирование сердцебиения

Главными компонентами периферической нервной системы являются нервы, которые соединяют центральную нервную систему с другими частями тела, и ганг лии—груп­пы нервных клеток, расположенных в раз­ных точках нервной системы.

Нерв—это пучок двигательных и чувст­вительных волокон вместе с соединитель­ной тканью и кровеносными сосудами. Крупные нервы (их 43) идут фактически из центральной нервной системы: 12 пар выходят из нижней части головного мозга (черепно-мозговые нервы) и 31 пара—из спинного мозга (спинномозговые нервы).

Черепно-мозговые нервы обслуживают главным образом органы чувств и мыш­цы головы, хотя очень важный черепной нерв—блуждающий нерв — обслужива­ет органы пищеварения, сердце и воздуш­ные проходы в легких. Некоторые череп­но-мозговые нервы, такие, как зритель­ный нерв, идущий к глазу, содержат только чувствительные волокна.

Спинномозговые нервы отходят от спинного мозга через определенные про­межутки и всегда содержат как двигатель­ные, так и чувствительные волокна. Они обслуживают все части тела ниже шеи. Каждый спинномозговой нерв соединен со спинным мозгом двумя корешками, один из которых содержит двигательные волок­на, а другой—чувствительные волокна. Сразу по выходе из спинного мозга чувст­вительные и двигательные волокна соеди­няются, образуя нерв, но каждая группа волокон действует независимо от другой, как два провода в электрическом проводе. (Хотя черепно-мозговые нервы также со­единены с нижней частью головного мозга корешками, чувствительные и двигатель­ные волокна образуют разные нервы.)

На небольшом расстоянии от спинного мозга каждый спинномозговой нерв раз­ветвляется, и каждое ответвление делит­ся, в свою очередь, на множество еще более мелких, образуя сеть, охватыва­ющую весь организм.

И чувствительные, и двигательные во­локна являются частью чувствительных и двигательных нейронов. Чувствитель­ные и двигательные волокна перифери­ческой нервной системы — всего лишь са­мые длинные волокна соответствующих нейронов. Например, двигательное воло­кно из нейрона в спинном мозге может не прерываясь, тянуться до мышцы в стопе.

Соматическая и вегетативная системы

Периферическая нервная система имеет два главных подразделения: соматичес­кую нервную систему, находящуюся под постоянным контролем человека, и веге­тативную систему, находящуюся под его бессознательным контролем.

Соматическая система выполняет двой­ственную задачу. Во-первых, она собира­

ет информацию об окружающем мире от органов чувств, таких, как глаза, в кото­рых находятся специальные рецепторные клетки. Сигналы от этих рецепторов пере­носятся к центральную нервную систему по чувствительным волокнам. Во-вторых, соматическая система передает сигналы по двигательным волокнам от централь­ной нервной системы к скелетным мыш­цам, вызывая таким образом движение.

Вегетативная система ответственна, главным образом, за поддержание автома­тических (происходящих без специальных умственных или других усилий со сторо­ны человека) функций таких органов, как сердце, легкие, желудок, кишечник, моче­вой пузырь, половые органы и кровенос­ные сосуды. Вегетативная система состоит исключительно из двигательных нервов, действующих как реле между спинным мозгом и различными мышцами.

Вегетативная нервная система делится на две части—симпатическую и парасим­патическую. Каждая из них использует свой медиатор, каждая устроена по-своему и каждая оказывает свое особое действие на орган, который обслуживает. Напри­мер, парасимпатические нервы, обслужи­вающие бронхиальные пути, идущие

Кгуэдиорегулирующий центр

Сердечные нервы

Предсердно-желудочковый

узел

Парасимпатическая нервная система (замедляет сердцебиение)

Симпатическая нервная система (ускоряет сердцебиение)

| Волокна чувствительного нерва

в легкие и обратно, заставляют их сжи­маться (сужаться). Симпатические нервы, идущие в тот же участок тела, вызывают расширение бронхиальных проходов.

Вся вегетативная система контролирует­ся участком головного мозга, называемым гипоталамус. Он получает информацию о любом изменении, к примеру, изменении в химическом балансе организма, и коррек­тирует вегетативную систему с целью вер­нуть организм к правильному балансу. Ес­ли, например, уровень содержания кисло­рода падает из-за физической нагрузки, гипоталамус дает команду вегетативной нервной системе увеличить частоту сердеч­ных сокращений для снабжения организма более богатой кислородом кровью.

Внизу: Диаграмма показывает, как периферическая нервная система контролирует сердечное сокращение. Чувствительные нервы посылают информацию в кардиорегулирующий центр в спинном мозге. Частота сердечных сокращений приводится в норму симпатической или парасимпатической системой. Крупный парасимпатический нерв, или блуждающий нерв, замедляет сердцебиение.

Синус сонной артерии

Аорта

Периферическая нервная система

Головной мозг

Черепно-мозговые нервы

Спинной мозг

Спинномозговые нервы

Спинной мозг

31 пара спинномозговых нервов, отходящих от спинного мозга

Головной мозг

Участки тела, контролируемые

спинномозговыми нер­вами шейного отдела спинномозговыми нер- вами грудного отдела спинномозговыми нер­вами поясничного отдела I— в спинномозговыми нер­вами крестцового отдела

Участки тела, контролируемые спинномозговыми нервами

Центральная нервная система

Задний

роговидный

отросток

Пара спинномозговых нервов

Плавные участки головного мозга

Участки,

Мозжечок

Ствол мозга

Лобная доля

Затылочная доля

Височная доля

Периферическая нервная система служит только для передачи сенсорных и двига­тельных сигналов от центральной нервной системы к мышцам тела, железам и орга­нам чувств. Она не играет фактически ни­какой роли ни в анализе чувствительньгх импульсов, ни в возбуждении двигатель­ных сигналов. Оба эти процесса и еще ог­ромное количество других процессов про­исходят в центральной нервной системе.

Головной мозг и спинной мозг образуют центральный процессор нервной системы. Они получают импульсы по чувствител ным волокнам от органов чувств и рецеп­торов тела, отбирают и анализируют их, а затем но двигательным волокнам посы­лают команды, вызывающие соответству­ющую реакцию в мышцах и железах.

Аналитический, или обрабатывающий информацию, процесс может быть отно­сительно простым для некоторых функ­ций, выполняемых спинным мозгом, но анализ в головном мозге — это в высшей степени сложный процесс, требующий участия тысяч самых разнообразных нейронов. Хотя многие чувствительные нейроны заканчиваются, а многие двига­тельные нейроны возникают в головном мозге, все же большинство нейронов го­ловного мозга являются объединенными; их задача — отбирать, анализировать и хранить информацию.

Вся центральная нервная система долж­на поддерживаться обильным кровоснаб­жением, так как с кровью поступают кис­лород и питательные вещества. Система защищена также двумя видами покрытия. Первое покрытие—костное: головной мозг находится в черепе, а спинной мозг—в позвоночнике. Второе покрытие представ­ляет собой три мозговые оболочки из воло­книстой ткани. Такими оболочками покры­ты весь головной мозг и весь спинной мозг.

Восходящий нервный траю (к головному мозгу) ‘

Серое вещество

Белое вещество Мягкая мозговая оболочка

Спинномозговая жидкость

Паутинная оболочка мозга

Твердая мозговая оболочка —

Спинномозговая жидкость—это про­зрачная, неплотная жидкость, обтекаю­щая оболочки мозга (головного и спинно­го) и проходящая через желудочки голов­ного мозга. Эта жидкость может оказывать амортизирующее действие и помогает та­ким образом защищать от повреждений жизненно важные ткани мозга.

Нисходящий нервный тракт Ит головного мозга)

Чувствительный нерв

Двигательный

нерв

Соединительный

Передний роговидный отросток

доля

Жидкость беспрерывно образуется из крови специализированными клетками в сосудистой оболочке я^яудочков голов­ного мозга. В противоположность сердеч­ным желудочкам, имеющим собственные названия желудочки головного мозга но­сят свои номера. Нумерация идет с верх­ней части вниз, а первый и второй желу­дочки (известные как боковые желудоч­ки)— самые большие.

Спинномозговая жидкость течет из бо­ковых желудочков через узкое отверстие в маленький третий желудочек и затем через еще более.узкий канал, церебраль­ный проток, в четвертый желудочек (чуть более широкий, чем третий желудочек). Отсюда через отверстия в верхней части желудочка жидкость проходит в особые накопительные полости (цистерны), кото­рые окружают ствол головного мозга у ос­нования мозга. Затем жидкость движется вверх через верхнюю часть головного моз­га (по полушариям) и вновь абсорбирует-

На поперечном разрезе спинного мозга показаны проводящие пути чувствительных и двигательных нервов, по которым передаются импульсы в головной мозг и обратно Рефлекторное действие возникает при пересечении импульсом соединительного нерва.

Внутреннее строение головного мозга

1оловной мозг Кора головного

Мозжечок

Мост

Мозолистое тело

мозг

(ипофиз

Таламус (зрительный бугор)

Активирующая ретикулярная система

ся специальными наростами, называемы­ми арахноидальными грануляциями и на­ходящимися на паутинной оболочке—од­ной из трех оболочек головного мозга.

Спинной мозг

Спинной мозг представляет собой столб нервной ткани, примерно цилиндриче­ской формы, длиной около 40 см, кото­рый тянется внутри позвоночника от го- товного мозга до нижней части спины. Мозг состоит из скоплений нейронов и пу-чков нервных волокон. Серое веще­ство— так называются скопления нер­вных клеток — имеет в поперечном сече­нии форму буквы II, с задним и передним отростками в каждой половине. Передний отросток состоит из двигательных нейро­нов, задний — содержит ганглии соедини­тельных и чувствительных нейронов.

Серое вещество окружено белым веше етвом. Это белое вещество разделено па три столба и содержит восходящие и нис­ходящие нервы, которые соединяют го­ловной мозг и спинной мозг в обоих на­правлениях. Нисходящие нервы посыла­ют двигательные импульсы из головного мозга в периферическу ю нервную систе­му, в то время как восходящие нервы проводят сенсорные импульеьт от органов чувств в головной мозг.

Функции спинного мозга

У спинного мозга есть две главные функ­ции. Во-первых, он служит двусторонней проводящей системой между головным моз­гом и периферической нервной системой. Это достигается с помощью чувствительных

Миндалевидное тело

Лимбическая система

и двигательных нейронов, чьи волокна вы­тягиваются длинными пучками из частей головного мозга. Они тянутся на разные рас­стояния вдоль спинного мозга и на концах, наиболее удаленных от головного мозга, вступают в контакт с волокнами или уз­лами чувствительных и двигательных ней­ронов, принадлежащих к периферической нервной системе. Сигналы передаются через синапсы между периферическими нервны­ми клетками и нейронами спинного мозга.

Вторая фу нкция спинного мозга—кон­троль над простои рефлекторной деятель­ностью. Он осуществляется нейронами, чьи волокна тянулся на небольшое рас­стояние вверх и вниз по спинному мозгу , и интернейроиауш, которые транслируют импульсы непосредственно между чувст­вительными и двигательными нейронами.

Если, например, человек случайно по­ложил руку на горячую плиту, болевые рецепторы в коже пошлют импу льсы по чувствительным волокнам к спинному мозгу. Часть этих импульсов немедленно передается нервными клетками в двига­тельные нейроны, которые контролируют движения мышц рук и кистей, и человек

Слева: На этом поперечном срезе показаны главные части головного мозга Лимбическая система, расположенная в области таламуса, имеет дело, главным образом, с памятью, обучением и эмоциями.

Расположение базального ядра головного мозга

1оловной мозг

Таламус

Базальное ядро

Черное вещеетш

Как головной мозг контролирует сон

Сигналы из головноп мозга

Эти фактор!

• приносят со.

Кора головного мозга

Беспокойные

мысли

Разнообразие видений и звуков

Центр сна/бодрствования (активирующая ретикулярная система)

Информация от спинного мозга Импульсы, возбуждающие спинной мозг Боль и другие физические ощущения

быстро автоматически отдергивает руку. Другая часть импульсов движется вверх по спинному мозгу и передается интерней­ронами к двигательным нейронам, контро­лирующим движение шеи. Голова автома­тически поворачивается к источнику бо­ли. Еще одна группа импульсов доходит до головного мозга и вызывает осознанное чувство горячего и боли.

Головной мозг

В основном головной мозг можно разделить на три различных отдела: задний мозг, средний мозг и передний мозг. Каждый из этих отделов, в свою очередь, делится на участки, которые имеют вполне конкретные функции и в то же время связаны сложны­ми отношениями с другими частями мозга.

Самая большая структура заднего моз­га— мозжечок. Этот участок имеет отноше­ние, главным образом, к двигательной ак­тивности человека. Мозжечок рассылает сигналы, которые вызывают бессознатель­ные движениа в мышцах, способствующие сохранению положения тела и равновесия: мозжечок действует согласованно с двига­тельными участками головного мозга для координации движений тела.

Ствол мозга, которьгй соединяет головной мозг со спинным мозгом, включает в себя

Сигналы, поддерживающие головной мозг в состоянии готовности

Алкоголь и снотворное Монотонность, скука Тепло