Лекция 3. Развитие нервной системы в филогенезе.

Нервная система - являет собой один из сложных органов тела животного и человека и является материальной основой поведения и психической деятельности.

Единицей нервной системы являются нейроны. Они восприимчивы к раздражению, то есть способные возбуждаться и передавать электрические импульсы, что делает возможной коммуникацию между рецепторами ( это клетки или органы, которые воспринимают раздражение) и эффекторами ( это ткани или органы, которые отвечают на раздражение). Нейрон состоит из тела клетки, которое содержит ядро и разное число отростков, которые отходят от тела клетки. Отростки, которые приводят импульсы к телу клетки, называют дендритами. Они коротки и распадаются на терминальные отрасли. Отростки, которые проводят импульсы от тела клетки к другим клеткам называют аксонами. Они тонки и длинны.

Поведение и психика связаны с появлением нервной системы, которая проходит на биологической лестнице процесс длительного развития. Ученые разделяют этот процесс на ряд этапов, которые неразрывно между собой связаны и незаметно переходят один в другой.

У простейших нервный системы нет, но у некоторых инфузорий есть внутриклеточный фибриллярный аппарат. Эти волокна проводят возбуждение, которое регулирует движение ресничек.

1 этап - стадия диффузной нервной системы. Такая нервная система появляется у кишечнополостных (гидроидные полипы). Она образована отростками нейронов, которые диффузно распределены по всему телу в виде сети в один слой. Такая нервная система быстро проводит возбуждение из точки раздражения во все направления. У медузы нервная система более дифференцирована, чем у гидры (это объясняется ее подвижным образом жизни).

Нервные клетки медузы концентрируются в 2 кольца - внешнее и внутреннее, которые связаны друг с другом, а также с чувственными клетками и нервными окончаниями в щупальцах. У медузы есть система биполярных нейронов, какие создают «транзитные пути» и передают быстро импульсы на значительные расстояния.

2 Этап - стадия диффузно-узловой нервной системы.

Формирования этого типа нервной системы связано с развитием специальных рецепторов на поверхности тела (реснитчатые черви), способных избирательно реагировать на механические, химические, световые и внешние влияния. У реснитчатых червей увеличивается количество нейронов, формируется нейроглия (это совокупность вспомогательных клеток нервной ткани, которые заполняют пространство между нейронами) и дифференцируются нервные структуры, в которых осуществляется передача сигналов другим клеткам. Так, одни клетки специализируются на рецепции, вторые, - на проведении, третьи - на сокращении.

3 этап - узловая нервная система (кольчатые черви, членистоногие, моллюски). Объединение нейронов приводит к образованию нервной системы, которая состоит из продольной цепочки, которая идет по всей длине тела, - брюшной нервной цепочке. Эта цепочка состоит из нервных узлов (ганглии), связанных нервными волокнами между собой, а также с рецепторами и другими органами (мышцы, железы). На этом этапе происходит значительное усложнение нервной системы и возникновение множества центральных нервных образований, которые находятся в зависимости один от одного.

Благодаря однонаправленному способу передвижения червей у них отделилась голова, которая содержит рецепторы, необходимые для восприятия внешних стимулов. Ганглии концентрируются в главной части туловища, развиваются сильнее и подчиняют себе деятельность других. Таким образом, у животных на третьем этапе происходит цефализация - это концентрация органов чувств и нервной ткани в одном участке возле ротового аппарата. У кольчатых червей хорошо развита нервная цепочка. У дождевого червя в брюшной нервной цепочке есть гигантские нервные волокна, которые в ответ на сильное раздражение вызывают сокращение всей мускулатуры червя. Но на раздражение животное отвечает не всей своей массой, а частью тела, на которое действует раздражитель. Если у дождевого червя вырезать головной мозг, то его поведение претерпевает целый ряд значительных изменений: он не зарывается в землю, теряет способность отличать питательные вещества от посторонних предметов и др. Кроме того если разрезать дождевого червя на две части, то движения передней части координированы, а задней - нет. У членистоногих хорошо развита нервная цепочка, которая совмещает расположенные сегментарно ганглии и нервы, но главный узел не имеет еще такого значения, как у позвоночных животных.

Например, Штерн удалял у муравьев то брюшко, то голову. Невзирая на это они продолжали двигаться, носить добычу, строительный материал. Даже муравьи, которые были лишены и брюшка и головы двигались на протяжении часа, спотыкаясь и падая. Таким образом, у кольчатых червей, членистоногих и моллюсков имеет место ограниченная централизация узловой нервной системы и она носит сегментарный характер.

4етап - трубчатая нервная система .

У ланцетника эта нервная система примитивна: над хордой лежит нервная трубка, ее передний конец расширен и являет собой начальную степень развития головного мозга.

У позвоночных животных центральная нервная система (ЦНС) развивается из складки ектодерми. При смыкании краев этой складки образуется пустая нервная трубка, которая проходит по всей длине тела. В процессе последующего развития нервная трубка дифференцируется, формируя расширенный передний конец - головной мозг, и длинный цилиндровый - спинной мозг.

Головной мозг отвечает за координацию и регуляцию деятельности всей нервной системы. Рассмотрим строение головного мозга позвоночных. Мозг взрослого позвоночного состоит из пяти отделов, значение которых у представителей каждого класса зависит от образа жизни и уровня структурной и функциональной сложности, достигнутой этим классом. Некоторые участки мозга увеличиваются в размерах, что указывает на их особенную важность, тогда как другие уменьшаются.

Так у акулы очень сильно развиты обонятельные отделы, которые перерабатывают сенсорные сигналы, потому что акулы в поисках еды сильно зависят от обоняния. У них большой мозжечок, который осуществляет координацию движений. Передний мозг, напротив, недостаточно развит и его удаление не вызывает изменений в поведении. А удаление среднего мозга или мозжечка вызывает ослабление движений, расстройство проворной координации (акула ложится на сторону) и слепоту.

У амфибий головной мозг лежит в одной плоскости, передний прикрывает промежуточный и образует два полушария, которые переходят в обонятельные отделы. Кора у амфибий отсутствует. Ведущие пути от переднего мозга к позади лежащими отделам отсутствуют. Удаление полушарий не перестраивает жизненно важных процессов - плавания, схватывания пищи, спаривания, ориентирования в пространстве. Зрительные отделы составляют главную часть мозга и если их навредить, то лягушка сохраняет простые рефлекторные процессы, сидит неподвижно, не ловит насекомых. Если удалить вытянутый мозг, то животное двигается вперед и останавливается только тогда, когда наталкивается на преграды.

У рептилий появляется кора. Размеры среднего мозга уменьшаются, а переднего - увеличиваются. После удаления переднего мозга у животного происходят изменения в процессе поиска еды.

Эта тенденция продолжается у птиц, в которых увеличиваются размеры таламуса и полосатых тел, которые координируют: окладные инстинктивные формы поведения. У птиц большие полушария сильно развиты, а обонятельные частицы - небольшие. Если удалить большие полушария, то птицы не берут еды, останавливаются перед преградами, которые не могут обойти. Мозжечок у птиц - центр двигательной координации и если его удалить (Флуранс), то животное перестает летать.

И наконец, для мозга млекопитающих характерное наличие больших полушарий, которые играют доминирующую роль. Площадь коры млекопитающих увеличивается за счет складок. У китов, слонов, приматов - извилины хорошо развиты. Большие полушария у млекопитающих прикрывают хорошо розвитий таламус. Эти две структуры отображают потребности млекопитающих в сохранении сенсорной информации и в интеграции всех произвольных действий. Удаление (экстирпация) больших полушарий вызывает серьезные изменения в психической деятельности и поведения. Так, удаление больших полушарий у кошки или собаки обнаруживает признаки психической слепоты (не замечают кормушки с водой, угрозы хлыстом, не узнают кошки), а удаление их у мартышки ведет к расстройству двигательных процессов.