Розділ III анатомія, фізіологія і гігієна нервової системи дитини

§ 1, Значення, загальний план будови і властивості нервової системи

Значення нервової системи. У життєдіяльності і розвитку людського організму нервовій системі належить провідна роль. Нервова система регулює і погоджує діяльність різних органів, тканин і клітин, об’єднуючи тим самим всі частини організму в єдине ціле.

З допомогою складних рецепторних апаратів — органів чуття — нер­вова система безперервно сприймає зміни, що відбуваються в зовнішньому середовищі, і в тій або іншій формі реагує на них, перебудовуючи діяльність окремих органів і всього організму відповідно до цих змін. Інакше кажучи, нервова система здійснює зв’язок організму із зовнішнім середовищем.

Вищим об’єднуючим і координуючим відділом нервової системи людини е головний мозок, в якому, в свою чергу, головна роль належить корі вели­ких півкуль, яка в людини є також органом свідомості, мислення.

Загальний план будови. Нервова система побудована з нервової тка­нини. Нервову систему прийнято ділити на центральну, яка складається з головного і спинного мозку, і периферичну, до якої належать черепномозкові і спинномозкові нерви, їх сплетення, а також нервові вузли, або ганглії — невеликі скупчення тіл нейронів, що лежать в різних частинах тіла.

Окремий відділ нервової системи становить вегетативна нервова система.

Головний і спинний мозок складаються з сірої і білої речовини. Сіра речовина утворена тілами нервових клітин та їх короткими відростками — дендритами, а біла — довгими відростками — аксонами. Тіла нейронів, сполучаючись одне з одним своїми відростками, утворюють окремі скупчен­ня, які називаються ядрами і нервовими центрами.

Одні аксони сполучають між собою мозкові ядра і нервові центри, а інші виходять за межі мозку і дають початок стовбурам черепномозкових і спинномозкових нервів. Кожен нерв складається з дуже багатьох нервових волокон. Так, наприклад, в складі сідничного нерва жаби, завтовшки з нитку, налічується близько 4 тисяч волокон.

Нерви зв’язують центри головного і спинного мозку з різними органами тіла — м’яза­ми, шкірою, серцем і т. д. Нер­вові волокна, які передають збудження від центральної нер­вової системи до органів тіла, називаються еферентними (відцентровими), а волокна, які не­суть збудження від периферич­них органів у центральну нер­вову систему — аферентними (доцентровими).

Властивості нервової си­стеми. Основними властивостями нервової системи є збудливість, провідність і гальмування. Збуд­ливість проявляється у виник­ненні збудження у відповідь на дію того чи іншого подразника. Нервове збудження, або нерво­вий імпульс,— це складний фі­зіологічний процес, в основі якого лежать біохімічні реакції, які ще недостатньо вивчені.

Найменша сила подраз­нення, здатна викликати збу­дження, називається пороговою силою. Сила подразнення, яка не викликає збудження, нази­вається підпороговою. Сила по­дразнення, більша за порогову, називається надпорогосою.

Здатність тканини збуджу­ватись, а потім швидко по­вертатись до вихідного стану М. Є. Введенський назвав функ­ціональною рухливістю, або лабільністю. Чим вона вища, тим скоріше виникають і зника­ють спалахи збудження і тим більше їх може виникнути за одиницю часу.

Лабільність нервової тканини нестала: вона зменшується при стомлен­ні і дії наркотичних речовин; підвищення концентрації іонів калію в на­вколишньому середовищі підвищує її, а іонів кальцію — знижує.

Провідність — здатність передавати виникле збудження — є другою уважливою властивістю нервової тканини. Проведення збудження можливе лише при умові цілості нерва і збереженні його життєвих властивостей. Якщо ж перерізати нерв або ж туго перев’язати його, то провідність пору­шується. В межах одного нейрона збудження проводиться в обидві сторони від місця виникнення. Але в умовах цілого організму всі імпульси в нервовій системі проводяться лише в одному напрямку. Пояснюється це тим, що кон­такти між сусідніми нейронами, так звані синапси, проводять збудження лише в напрямі від доцентрового. нейрона на відцентровий і не здатні про­водити його в зворотному напрямі.

Збудження проводиться окремими нервовими волокнами строго ізо­льовано, тобто без передачі на сусідні волокна того самого нерва. Це до­сягається завдяки наявності мієлінових оболонок, які відіграють роль ізоляційного матеріалу. Швидкість проведення нервового збудження не­стала. У людини в волокнах рухових нервів вона коливається від 60 до 120 м/с, а в волокнах вегетативних нервів — від 1 до 30м/с. У холодно­кровних тварин швидкість проведення нервового збудження значно нижча.

Для збуджених ділянок нервової системи характерне виникнення в них електричних явищ, які дістали назву струмів дії. Причому збуджені ділянки нерва завжди електронегативні по відношенню до не збуджених. Напруга струмів дії вимірюється тисячними і навіть мільйонними частками вольта.

Будь-які зміни в діяльності нервової системи супроводяться зміною струмів дії як у її центральній частині, так і в нервових волокнах. Елек­тричні явища в головному мозку, які одержали назву біострумів мозку, змінюються як під впливом зовнішніх подразників, так і при розумовій роботі.

Рефлекс. В основі діяльності нервової системи лежить здійс­нення рефлекторних реакцій, або рефлексів. Рефлексом називається зако­номірна реакція організму на подразнення, здійснювана через центральну нервову систему. Механізм всякого рефлексу такий: збудження, що виникло в рецепторах в результаті подразнення, йде спочатку по доцентрових нер­вах в центральну нервову систему, а звідти по відцентрових нервах до ор­гану, який відповідає на подразнення.

Рефлекторні реакції організму можуть виникати у відповідь на най­різноманітніші впливи як із зовнішнього, так і з внутрішнього середовища і можуть проявлятись у виникненні або зміні діяльності будь-якого органу або системи їх. Так, рефлекторно скорочуються скелетні м’язи, виділя­ються травні соки, змінюється діяльність дихальної і серцево-судинної систем і т. п.

У людини, нервова діяльність якої надзвичайно складна, можна легко помітити відносно прості рефлекси. Так, коли вдаряти по колінному сухо­жилку, то нога рефлекторно розгинається в коліні — так званий колінний рефлекс; освітлення ока яскравим світлом викликає звуження зіниці — зіничний рефлекс; при надходженні їжі в ротову порожнину починається слиновиділення і т. д.

Шлях, по якому збудження, що виникло в рецепторі, передається до робочого органу, називається рефлекторною дугою. В її складі розрізняють п’ять ланок: 1 — рецептори — чутливі нервові закінчення, які сприймають подразнення; 2 — доцентровий (аферентний) нерв, який передає збудження від рецептора в центральну нервову систему; 3 — ді­лянка нервової системи (нервовий центр), де збудження, зазнавши складних змін, передається на відцентровий нейрон; 4 — відцентровий (еферентний) нерв, що несе збудження від центральної нервової системи до робочого органу; 5 — ефектор (виконавчий орган), який відповідає на подразнення (м’язи, залози, кровоносні судини). Здійснення рефлексу можливе лише при умові фізіологічної цілості всіх перерахо­ваних ланок рефлектор­ної дуги. Якщо схема­тично уявити собі реф­лекторну дугу, то вона повинна складатись що­найменше з двох нейро­нів —доцентрового і від­центрового. Прикладом такої двонейронної реф­лекторної дуги може бути дуга, по якій здійснюється колінний рефлекс. Але більшість рефлекторних дуг скла­дається з більшої кіль­кості нейронів: між до­центровим і відцент­ровим нейронами ле­жать ще проміжні ней­рони.

Згідно з вченням І. П. Павлова, будь-який рефлекторний акт складається з трьох ланок: подразник — мозкова робота — виконавча діяльність організму у відповідь на цей подразник. Такий тричленний рефлекс названо дугопо­дібним. Але найновіші відкриття в фізіології внесли істотні уточнення в це уявлення. Дуже тонкими експериментами встановлено, що будь-який рефлекс не закінчується роботою виконавчих органів у відповідь на зов­нішнє подразнення. Коли виконавчі органи здійснюють ту чи іншу рефлек­торну роботу, вони в свою чергу посилають в мозок аферентні (чутливі) сигнали, які інформують його про те, які зміни відбуваються в організмі. Цей потік інформацій П. К. Анохін назвав зворотною аферентацією. Таким чином, рефлекс відбувається не за принципом дуги, а кільцеподібне: по­дразник (який викликає аферентні імпульси в перший раз) — мозкова робота — діяльність організму у відповідь на подразник — зворотна афе­рентація (імпульси від виконавчих органів) — нова мозкова робота — нові уточнені «накази» виконавчим органам і т.д.

Це нове уявлення про структуру рефлексу не заперечує самої ідеї рефлексу, а лише уточняє її. До того ж прообраз кільцевої структури рефлексу був створений основоположником російської фізіології 1. М. Сєченовим. близько ста років тому.

Складність рефлекторної діяльності. У здійсненні рефлекторної реак­ції беруть участь нейрони однієї рефлекторної дуги лише тоді, коли на ре­цептори діє подразник невеликої сили. При збільшенні ж сили і тривалості подразнення збудження, яке надійшло в певний нервовий центр, іррадіює, тобто поширюється на інші ділянки центральної нервової системи. В таких випадках у здійсненні рефлекторної відповіді на подразнення бере участь багато нейронів. Так, уколовши зненацька палець, людина відсмикує руку; одночасно з цим у неї може статись різкий рух усього тіла, змінитись час­тота скорочень серця і дихальних рухів, вона може крикнути від переля­ку і т. д.

Сумація збудження. Якщо на рецептори діють дуже слабкі подразники, то викликане ними збудження хоч і доходить до центральної нервової системи, але виявляється недостатнім для того, щоб перейти з одного ней­рона на інший. Але при повторенні таких подразнень з невеликими інтерва­лами в нервових центрах відбувається сумація збудження, яке в результаті цього стає достатньо сильним, щоб перейти на еферентний нейрон і викликати рефлекторну реакцію. Так, людина часто не реагує, коли муха сяде їй на обличчя, але робить рух рукою, коли муха починає повзати. В цьому ви­падку відбувається подразнення значної кількості рецепторів, і слабкі збудження, надходячи в центральну нервову систему, сумуються і викли­кають рефлекторну реакцію. Другим прикладом сумації може бути чхання, яке настає рефлекторно в результаті тривалого подразнення рецепторів носової порожнини слизом, пилом та іншими речовинами.

Явище сумації збудження пояснюється властивостями нервового цен­тра, в якому кожне збудження, що надійшло сюди, викликає ряд змін, зокрема, підвищує збудливість нервового центра. Наступні подразнення, якщо вони досить часті, попадають в період підвищеної збудливості і, сумуючись, стають достатніми для виникнення хвилі збудження, яке перехо­дить на еферентний нейрон.

Явище сумації доцентрових імпульсів у центральній нервовій системі вперше відкрив І. М. Сєченов.

Взаємодія процесів збудження і гальмування та їх єдність. Крім про­цесів збудження, в діяльності центральної нервової системи важливу роль відіграють і процеси гальмування, яке є своєрідним діяльним станом, що викликаний збудженням і з ним зв’язаний.

Гальмування в центральній нервовій системі вперше відкрив І. М. Сє­ченов на досліді, відомому під назвою сеченовського гальмування. Подразню­ючи у жаби ділянку зорових горбів проміжного мозку кристаликом кухон­ної солі, Сєченов спостерігав подовження часу згинального рефлексу на одночасне подразнення задніх лапок кислотою. Збудження, яке виникає в проміжному мозку при подразненні сіллю, викликає гальмування в цен­трах спинного мозку, які здійснюють згинальний рефлекс. Якщо ж при­йняти сіль і змити поверхню зорових горбів від її слідів, то час рефлексу повертається до попередньої величини.

І. М. Сєченов довів також, що гальмування в нервових центрах може виникнути і під впливом подразнень з периферії. Так, якщо кінчик лапки спінальної жаби (в якої видалено головний мозок) занурити в слабкий роз­чин кислоти, то лапка згинається. Проте, якщо одночасно з подразненням лівої лапки кислотою праву лапку стиснути пінцетом, то можна загальму­вати рефлекс на кислоту.

Численними дослідами встановлено, що збудження в одних центрах нервової "системи викликає гальмування в інших. Особливо чітко проявляє­ться така взаємна індукція процесів збудження і гальмування в акті ходьби. Коли м’язи — згиначі правої ноги і розгиначі лівої скорочуються, розгиначі правої ноги і згиначі лівої перебувають у розслабленому стані. А потім навпаки. Така координована діяльність м’язів нижніх кінцівок пояснюється тим, що збудження в нервових центрах згиначів викликає гальмівний стан в центрах розгиначів цієї ж кінцівки. При цьому збудження в центрі згиначів однієї кінцівки зв’язане з гальмуванням у центрі згиначів другої. Згідно з вченням видатного російського фізіолога М. Є. Введенського, гальмування і збудження є лише два прояви одного й того самого нервового процесу, які залежать лише від сили і частоти подразнення.

Дальший свій розвиток вчення про гальмування одержало в працях І. П. Павлова. Йому належить відкриття охоронної ролі гальмування, яке запобігає виснаженню нервових клітин при дуже сильних і частих по­дразненнях. Збудження і гальмування е основними процесами в діяльності нервової системи.

Стомлення. Для центральної нервової системи характерна швидка стомлюваність. На відміну від нервових волокон, які майже не стомлюються, нервові центри стомлюються дуже швидко. Подразнюючи певний час до­центровий нерв, можна досягти спочатку ослаблення, а потім і цілковитого припинення рефлекторного акту. Але якщо після цього перенести подраз­нення на відцентровий нерв, тс м’яз відповість скороченням. Такі експери­менти свідчать про те, що стомлення настало саме у центральній нервовій системі.

Особливості нервової системи дитини. У дітей нервова система більш збудлива, ніж у дорослих. Внаслідок високої збудливості нервова система дітей швидше виснажується. Цю особливість центральної нервової системи дітей слід враховувати вчителям при організації навчально-виховної ро­боти в школі. Так, якщо на уроці діти довгий час займаються одноманіт­ною розумовою працею, при якій збуджуються одні й ті самі ділянки цен­тральної нервової системи, то остання швидко стомлюється і діяльність її дуже утруднюється. В результаті в дітей знижується інтерес, увага і вза­галі їх працездатність. Тому на уроках учитель мусить застосовувати різні методи і прийоми роботи, тривалість кожного з яких повинна бути по мож­ливості невеликою. При зміні методів і видів роботи навантаження з одних ділянок центральної нервової системи переноситься на інші, і тому значно віддаляється час настання її стомлення. З цією ж метою після тривалої розумової праці слід влаштовувати перерви, протягом яких нервові центри, що посилено працювали, могли б відпочити.