Вегетативная нервная система
Вегетативная нервная система (ВНС) (автономная) иннервирует мышцы внутренних органов, железы и сосуды.
В ВНС выделяют два отдела - симпатическая (СНС) и парасимпатическая (ПНС) системы. Они производят противоположные эффекты на внутренние органы. Например, СНС учащает и усиливает сокращения сердца, сужает периферические кровеносные сосуды, расширяет бронхи, расширяет зрачок. ПНС уменьшает частоту и силу сердечных сокращений, сужает бронхи и зрачок, усиливает желудочную секрецию.
В отличие от соматической системы, центры ВНС расположены не по всей ЦНС, а в определенных местах. Симпатические центры находятся в боковых рогах грудного и поясничного отделов спинного мозга. Парасимпатические центры находятся в стволе головного мозга и в крестцовом отделе спинного.
ВНС не имеет собственных чувствительных нервных путей. Рецепторы и афферентные пути, общие с соматическими рефлексами. Важнейшим отличием вегетативного рефлекса от соматического является разрыв эфферентного пути. В вегетативной рефлекторной дуге имеется два двигательных (эффекторных) нейрона. Тело 1-го эфферентного нейрона лежит в ЦНС. Его аксон, называемый преганглионарным волокном, выходит из ЦНС и идет в вегетативный узел (ганглий), где образует синапс на 2-ом эфферентном нейроне. Аксон 2-го нейрона, называемый постганглионарным волокном, выходит из узла и передает возбуждение клетке иннервируемого органа, мышечной или железистой.
В СНС первый нейрон лежит в боковых рогах спинного мозга (грудного или поясничного отделов), а второй нейрон - в симпатических узлах, расположенных по ходу передних корешков спинного мозга. Эти узлы образуют по бокам от спинного мозга две цепочки (симпатические стволы). В ПНС первый нейрон лежит в вегетативном ядре ЧМН (ствол головного мозга) или в крестцовом отделе спинного мозга, а второй нейрон расположен недалеко от органа в околоорганном узле или непосредственно в органе, во внутристеночном (интрамуральном) узле. Таким образом, по сравнению с симпатической, в парасимпатической системе постганглионарное волокно намного короче преганглионарного.
Ранее считалось, что ВНС является автономной, не зависящей от сознания. Теперь установлена сложная регуляция ее деятельности со стороны коры больших полушарий.
Наряду с нервной регуляцией деятельности внутренних органов, существует также гуморальная регуляция.
Гуморальная регуляция деятельности органов осуществляется веществами, растворенными в жидкостях организма, например, в крови, лимфе, ликворе, межклеточной жидкости. Этими веществами могут быть гормоны, ионы, кислород и углекислый газ, различные биологически активные вещества, например, простагландины, факторы роста и многие другие.
Гуморальная регуляции более древняя, чем нервная. Она отличается рядом недостатков. Гуморальная регуляция медленная, зависит от скорости потока жидкости, ненадежная, поскольку вещество на пути к клетке-мишени, может быть разрушено, а также не имеет точного адреса, так как жидкости омывают многие органы и ткани.
Органы чувств
Организм связан с внешней средой не только потоками веществ и энергии, но и потоком информации. Он получает информацию извне, перерабатывает и строит на ее основе свое поведение. Информация поступает благодаря пяти основным чувствам - зрению, слуху, осязанию, обонянию и вкусу. По проводящим путям эта информация передается в головной мозг и в коре больших полушарий анализируется. Такая трехкомпонентная система, состоящая из органа чувств, проводящих путей и участка коры больших полушарий называется анализатором или сенсорной системой. Целостное восприятие объекта обеспечивается взаимодействием многих сенсорных систем.
Основу органа чувств составляют рецепторы. Рецепторы бывают трех видов: экстерорецепторы (воспринимают раздражения из внешней среды), интерорецепторы (воспринимают раздражения из внутренней среды организма) и проприорецепторы (расположены в опорно-двигательном аппарате и регистрируют положение тела). В рецепторе происходит преобразование энергии воспринимаемого сигнала (светового потока, звуковой волны и т.д.) в энергию нервного импульса. Орган чувств включает в свой состав не только рецепторы, где происходит формирование нервного возбуждения при поступлении сигнала, но и вспомогательные структуры, обеспечивающие защиту и питание органа, а также его настройку на параметры сигнала.
О р г а н з р е н и я
Глаза находятся в углублениях черепа - глазницах. Каждый глаз связан с глазницей шестью глазодвигательными мышцами, обеспечивающими его движения. Бровь защищает глаз от попадания пота. Веки при моргании смачивают поверхность глаза слезной жидкостью, которая обеспечивает смачивание и дезинфекцию глаза. Слезная железа расположена в наружной части глазницы и продуцирует слезы.
Глазное яблоко состоит из нескольких слоев. Снаружи находится белочная оболочка (склера), которая связана со слизистой оболочкой (конъюнктивой), выстилающей веко. Спереди склера переходит в прозрачную дисковидную роговицу. Внутри расположена сосудистая оболочка, содержащая кровеносные сосуды. Внутренняя ее поверхность содержит слой черного пигмента, поглощающего световые лучи. Спереди напротив роговицы сосудистая оболочка переходит в радужную оболочку, имеющую индивидуальную окраску. В центре радужной оболочки расположено округлое отверстие - зрачок. С помощью специальных мышц радужной оболочки зрачок может менять свой диаметр.
Внутренняя стенка глазного яблока образована сетчаткой, состоящей из нескольких слоев рецепторных клеток - колбочек и палочек. Они непосредственно преобразуют энергию светового потока в энергию нервного возбуждения. Колбочки возбуждаются медленно и только ярким светом, они способны воспринимать цвета. Палочки быстро возбуждаются слабым сумеречным светом, но не могут воспринимать цвета. Палочки и колбочки передают нервное возбуждение на цепочку нервных клеток сетчатки, между которыми существуют сложные связи. Наконец, от последних клеток в этой цепочке отходят длинные отростки, образующие зрительный нерв, отходящий от глаза и выходящий из глазницы в полость черепа. Левый и правый зрительные нервы образуют перекрест, от которого отходят зрительные тракты, входящие в промежуточный мозг.
Непосредственно за зрачком расположена двояковыпуклая линза - хрусталик, подвешенный на особой связке. Хрусталик может менять свою кривизну с помощью специальной мышцы. Внутреннее пространство глазного яблока между хрусталиком и сетчаткой заполнено желеобразной массой - стекловидным телом.
Луч света проходит через роговицу, переднюю камеру глаза, зрачок, заднюю камеру глаза, хрусталик, стекловидное тело и попадает на сетчатку. Аккомодация представляет собой настройку глаза на четкое восприятие предметов различной удаленности. У человека она осуществляется изменением кривизны хрусталика. Согласно законам оптики, на сетчатке получается перевернутое изображение предметов. Нормальное их восприятие происходит благодаря корректирующей деятельности нервной системы. Желтое пятно - участок сетчатки максимально четкого видения, расположенный напротив зрачка, там имеются исключительно колбочки. Слепое пятно - участок сетчатки в месте выхода зрительного нерва, где не происходит формирование изображения. При зрительном анализе предмета полнота его восприятия обеспечивается движениями глазного яблока. За счет использования обоих глаз, происходит стереоскопическое восприятие пространства со всеми его объемными соотношениями.
О р г а н с л у х а и р а в н о в е с и я
Выделяют наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо включает в себя ушную раковину, наружный слуховой проход и барабанную перепонку, улавливающую звуковые колебания воздушной среды. Среднее ухо служит для усиления колебаний барабанной перепонки. В его полости расположены связанные друг с другом слуховые косточки. Молоточек соединен с барабанной перепонкой, передает колебания на наковальню, которая связана со стремечком. Полость среднего уха сообщается с носоглоткой посредством слуховой (евстахиевой) трубы, служащей для нормализации давления на барабанную перепонку и предотвращения ее повреждения.
Внутреннее ухо расположено в глубине височной кости черепа. Оно представляет собой перепончатый лабиринт – сложную систему сообщающихся каналов и полостей. Часть лабиринта представлена улиткой – спирально закрученной трубкой (2,5 витка). На поперечном разрезе витка улитки видны три разделенных мембранами канала: верхний – вестибулярный (канал преддверия), средний – эндолимфатический (лестница улитки), нижний - барабанный. Каналы заполнены жидкостью. В лестнице улитки находится эндолимфа, а в двух других каналах – перилимфа. Верхний и средний каналы разделены основной или базилярной мембраной, а средний и нижний – рейснеровой мембраной. Базилярная мембрана к вершине улитке расширяется; на ней находится кортиев орган с рецепторными волосковыми клетками. Внутреннее ухо отделено от среднего овальным и круглым окнами, затянутыми перепончатыми мембранами. На перепонку овального окна давит стремечко, передавая ей свои движения, вызываемые колебаниями звуковой частоты. Это вызывает перепады давления жидкости, заполняющей улитку, и раздражает рецепторные волосковые клетки базилярной мембраны. К волосковым клеткам подходят аксоны нейронов, расположенных в чувствительном узле. Возбуждение передается сначала на них, а затем по слуховому нерву (8-я пара ЧМН) идет в головной мозг.
В кортиевом органе воспринимаются громкость и частота звука. Человек воспринимает звуки с частотой от 16 до 20 000 Гц, но наибольшая возбудимость в диапазоне 1 000 – 4 000 Гц.
Вестибулярная система воспринимает угловые и прямолинейные ускорения. В ее состав входят преддверие и три полукружных канала. Преддверие состоит из круглого (маточка) и овального мешочков. В них находятся рецепторы прямолинейных ускорений. Они представляют собой волосковые клетки, погруженные в желеобразную мембрану, в которую вкраплены камешки - отолиты. При прямолинейных перемещениях тела возникают ускорения, вызывающие сгибание и растяжение чувствительных волосков. От преддверия отходят три полукружных канала (верхний, задний и боковой), расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях. При впадении в преддверие каналы образуют расширения - ампулы. В ампулах на костных гребешках (кристах) расположены чувствительные волосковые клетки, погруженные в желеобразную массу. Полукружные каналы воспринимают угловые ускорения при вращениях, когда перемещения внутриканальной жидкости смещает волоски чувствительных клеток.
Возбуждение от чувствительных клеток преддверия и полукружных каналов передается к ядрам вестибулярного нерва, входящего в состав 8-ой пары ЧМН.
О р г а н о б о н я н и я
Анализируются частицы вещества, находящиеся в газообразном состоянии. В верхнем носовом ходе расположены обонятельные клетки, имеющие на конце, смотрящем в носовую полость, большое количество выростов цитоплазмы. От противоположного конца отходит длинный отросток. Отростки обонятельных клеток составляют обонятельный нерв (первая пара ЧМН), проникающий в полость черепа. Молекулы веществ вступают в контакт с обонятельными клетками, что вызывает их возбуждение, которое по обонятельному нерву передается в мозг. Между чувствительными обонятельными расположены вспомогательные опорные клетки.
О р г а н в к у с а
Анализируются частицы веществ, растворенные в воде. На кончике, краях и корне языка, на боковых и задней поверхности неба, на задней стенке и надгортаннике расположены вкусовые почки. В каждой вкусовой почке находятся несколько чувствительных клеток, снабженных выростами-штифтиками, выходящими через поры клетки. Эти выросты возбуждаются при действии химических раздражителей. Между чувствительными клетками находятся опорные. К чувствительным клеткам подходят нервные волокна, по которым возбуждение передается в головной мозг. Кончик языка более чувствителен к сладкому, задняя часть языка - к горькому, боковые края - к кислому, передняя и боковые части языка - к соленому.
К о ж н о е ч у в с т в о
Рецепторы кожи обеспечивают тактильное ощущение (прикосновения), а также ощущения давления, боли, тепла и холода. Тактильные рецепторы - тельца Мейснера и Гольджи-Маццони, а также многочисленные нервные сплетения в основании волосяных луковиц. Рецепторами давления являются тельца Пачини. Температурные рецепторы - холодовые колбы Краузе и воспринимающие тепло тельца Руффини. Специфических рецепторов боли нет.
Кожные рецепторы обладают свойством адаптации: при постоянном действии раздражителя через некоторое время его ощущение исчезает.
Теория специфичности рецепторов считает, что каждому виду кожной чувствительности соответствует специфический рецепторный аппарат. Существует и другая теория, полагающая, что характер кожной чувствительности определяется не структурой рецепторов, а тем, в каком участке коры больших полушарий осуществляется анализ сигналов, поступающих из кожи.
М ы ш е ч н о е ч у в с т в о
Проприоцепторы мышц, сухожилий и связок воспринимают сигналы, информирующие о напряжении и растягивании мышц.
Среди сократительных волокон мышцы расположены мышечные веретена, представляющие собой пучки мышечных волокон, заключенных в соединительно-тканную капсулу. Одним концом веретено прикрепляется к сухожилию, а другим - к соединительно-тканной оболочке мышечных волокон. Веретена воспринимают напряжение мышцы.
А н а л и з а т о р ы
Анализатор, представляющий собой систему восприятия и анализа определенного вида информации, включает в себя три звена: рецептор, рассмотренный выше, проводящий путь и центральное звено, представляющее собой участок коры больших полушарий. Зрительная зона расположена в затылочной доле, слуховая - в височной доле, вкусовая и обонятельная - в особых участках височной доли, зона кожного чувства - в теменной доле (постцентральная извилина). В задних участках лобной доли (прецентральная извилина) расположена моторная зона, осуществляющая произвольные движения.
Первичный анализ информации происходит уже в рецепторе, но у человека и высших позвоночных окончательный анализ происходит в коре. Крайне сложно выглядит проводящий путь, являющийся вторым звеном анализатора. На его протяжении может происходить переключение импульса на нейроны, лежащие в нижних отделах головного и спинного мозга. Например, аксон нейрона сетчатки идет в составе зрительного нерва. Зрительные нервы в области промежуточного мозга образуют перекрест, где боковые волокна идут по своей стороне, а срединные переходят на другую сторону, затем все волокна идут в составе зрительных трактов, заходят в промежуточный мозг, образуют контакт с лежащим там нейроном, а уже его аксон идет в большое полушарие и образует контакт с нейроном коры.
У человека значительную долю коры больших полушарий образуют ассоциативные поля, лежащие между зонами анализаторов. Они координируют и сопоставляют анализ информации от различных органов чувств и служат для формирования целостного восприятия.