2. Общее понятие о нервной системе

Для того чтобы поведение человека было успешным, необходимо, чтобы его внутренние состояния, внешние условия, в которых человек находится, и предпринимаемые им практические действия соответствовали друг другу. На физиологическом уровне функцию объединения (интеграции) всего этого обеспечивает нервная система. Она и анатомически расположена, устроена так, чтобы иметь прямой, непосредственный доступ и выход на внутренние органы, на внешнюю среду, соединять их, управлять движениями человека и т.д. Таким образом, основной функцией нервной системы является управление деятельностью различных систем и аппаратов, составляющих целостный организм, координирование протекающих в нем процессов, установление взаимосвязей организма с внешней средой. Кроме того, нервная система может рассматриваться и как основа для сознательной деятельности человека, его мышления, поведения, речи. Не случайно И.П.Павлов отмечал, что деятельность нервной системы направляется, с одной стороны, на объединение, интеграцию работы всех частей организма, с другой – на связь организма с окружающей средой, на уравновешивание системы организма с внешними условиями.

Нервная система в организме представлена группой органов, ведущая роль в образовании которых принадлежит нервной ткани. Основной структурно-функциональной единицей нервной системы является нейрон (нервная клетка, нейроцит).

Если говорить о строении нервной системы, то ученые предлагают два подхода к ее делению.

Анатомически – на центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему.

Функционально она подразделяется на соматическую и автономную (вегетативную).

Центральная нервная система в организме человека выполняет интегрирующую роль, объединяя в единое целое все ткани, органы и координируя их специфическую активность в составе целостных гомеостатических и поведенческих функциональных систем.

Интегрирующая роль ЦНС – это соподчинение и объединение тканей и органов в центрально-периферическую систему, деятельность которой направлена на достижение полезного для организма приспособительного результата. Такое объединение становится возможным в результате участия ЦНС в управлении опорно-двигательным аппаратом при помощи соматической нервной системы, благодаря регуляции функций всех тканей и внутренних органов с помощью вегетативной нервной системы и эндокринной системы, а также наличию обширнейших афферентных связей ЦНС со всеми соматическими и вегетативными эффекторами.

Можно выделить четыре уровня ЦНС, каждый из которых вносит свой вклад в обеспечение интегративных процессов.

1. Нейрон. Из-за множества возбуждающих и тормозящих синапсов на нейроне он превратился в ходе эволюции в очень значимое «устройство». Взаимодействие возбуждающих и тормозящих входов, взаимодействие субсинаптических нейрохимических процессов в протоплазме в конечном итоге определяют: возникнет та или иная последовательность потенциала действия на выходе нейрона или нет, т.е. будет дана команда другому нейрону, рабочему органу или нет.

2. Нейрональный ансамбль (модуль), обладающий качественно новыми свойствами, отсутствующими у отдельных нейронов, позволяющими ему включаться в более сложные разновидности реакций ЦНС.

3. Нервный центр. Благодаря наличию множественных прямых, обратных и некоторых других связей в ЦНС, прямых и обратных связей с периферическими органами нервные центры часто выступают как автономные командные устройства, реализующие управление тем или иным процессом на периферии в составе саморегулирующейся, самовосстанавливающейся, самовоспроизводящейся системы (организма).

4. Высший уровень интеграции, объединяющий все центры регуляции в единую регулирующую систему, а отдельные органы и системы в единую физиологическую систему – организм. Это достигается взаимодействием главных систем ЦНС: лимбической, ретикулярной формацией, подкорковых образований и неокортекса как высшего отдела ЦНС, организующего поведенческие реакции и их вегетативное обеспечение

Координационная деятельность ЦНС – это согласование деятельности различных отделов ЦНС с помощью упорядочения распространения возбуждения между ними. Основой координационной деятельности является взаимодействие процессов возбуждения и торможения. Если выключить один из этих процессов, деятельность организма нарушается. Например, при блокаде процессов возбуждения в ЦНС с помощью эфира лягушка становится обездвиженной, ее мышцы теряют тонус, т.е. активность лягушки полностью нарушается. Однако следует выделить ряд факторов, обеспечивающих возможность такого взаимодействия, а также придающих ему приспособительный характер, ориентированный на поддержание оптимальных режимов функционирования систем организма:

1. Фактор структурно-функциональной связи. Это наличие между отделами ЦНС, между ЦНС и различными органами функциональной связи, обеспечивающей преимущественное распространение возбуждения между ними.

2. Фактор субординации. Подчинение нижележащих отделов ЦНС вышележащим.

3. Фактор силы. Учеными доказано, что к одному и тому же центру могут подходить пути от различных рефлексогенных зон (принцип общего конечного пути). В случае их одномоментной активации центр реагирует на более сильное возбуждение.

4. Одностороннее проведение возбуждения в синапсах. Оно способствует упорядочению распространения возбуждения, ограничивая иррадиацию возбуждения в ЦНС.

5. Синаптическое облегчение. Участвует в процессах обеспечения координационной деятельности ЦНС при выработке навыков. Недостаточно скоординированные движения в начале выработки навыка постепенно становятся более точными, координированными. Дополнительные, ненужные движения постепенно устраняются.

6. Доминанта (стойкий, господствующий очаг возбуждения, подчиняющий себе активность других нервных центров). Имеет значение в координационной деятельности ЦНС. Доминантное состояние двигательных центров обеспечивает автоматизированное выполнение двигательных актов.

Таким образом, основными функциями ЦНС являются следующие:

1. Управление деятельностью опорно-двигательного аппарата. ЦЕС регулирует тонус мышц и посредством его перераспределения поддерживает естественную позу, а при нарушении – восстанавливает ее, а также инициирует все виды двигательной активности человека.

2. Регуляция работы внутренних органов. Осуществляется вегетативной нервной системой и эндокринными железами. В состоянии покоя они обеспечивают гомеостазис (постоянство внутренней среды организма); во время работы обеспечивают приспособительную регуляцию деятельности внутренних органов согласно потребностям организма и поддержания гомеостазиса.

Концепция, признающая ведущую роль нервной системы в регуляции функций всех органов и тканей организма получила название физиологического нервизма. Концепция нервизма прошла в своем историческом развитии длинный путь. Основу для этой концепции подготовил Р.Декарт, выдвинувший идею о рефлекторном принципе деятельности нервной системы. Ф.Гофман сформулировал гипотезу о влиянии нервов на «все перемены в здоровом и больном состоянии». Данная идея была подтверждена и исследованиями У.Куллена. Согласно У.Куллену, все процессы как в здоровом, так и в больном организме регулирует «нервный принцип», который проявляет свое действие через головной мозг при посредстве нервов – проводников нервной деятельности. По мнению отечественного физиолога Е.О.Мухина «все человеческое тело вообще можно, отвлекаясь, рассматривать как построенное из нервов, ибо остальные части тела, видимо, существуют вследствие нервов как управляющих их способностями».

Большой вклад в развитие концепции нервизма внесли И.М.Сеченов и С.П.Боткин. По теории С.П.Боткина, организм – это целостная система, деятельность которой направляется и регулируется нервной системой. Ученый рассматривал различные заболевания как следствие нарушения нормальных нервных соотношений (клинический нервизм). Нарушение «регуляторных нервных аппаратов», по мнению С.П.Боткина, может явиться причиной ряда болезней человека, что убедительно подтверждено и современными клиническими наблюдениями.

Выдающаяся роль в развитии концепции физиологического нервизма принадлежит И.П.Павлов, который обосновал представление о трофическом влиянии нервной системы на органы и ткани, сформулировал принципы рефлекторной теории, доказал важную роль нервной системы в регуляции секреции желез желудочно- кишечного тракта, открыл условные рефлексы и с их помощью разработал основы учения о высшей нервной деятельности.

3. Обеспечение адаптивного поведения организма в постоянно изменяющейся окружающей среде на основе врожденных (безусловные рефлексы и инстинкты) и приобретенных (условные рефлексы) форм поведения. Адаптивное поведение направлено на индивидуальное и видовое сохранение организмов, взаимодействие с особями своего вида и на освоение новых пространственно-временных сред.

4. Обеспечение высших психических функций (таких как восприятие, внимание, память, эмоции, мышление, сознание и т.д.).

ЦНС состоит из головного и спинного мозга, которые покрыты тремя соединительными мозговыми оболочками.

Спинной мозг расположен в позвоночном канале от 1 шейного до 1-2 поясничных позвонков. Передней и задней продольными бороздами спинной мозг делится на две симметричные половины. В центре проходит спинномозговой канал, вокруг которого сосредоточено серое вещество (скопление преимущественно нервных клеток). Наружный слой спинного мозга образован белым веществом, состоящим из отростков нейронов, которые и формируют проводящие пути. От спинного мозга отходит 31 пара смешанных спинномозговых нервов, каждый из которых начинается двумя корешками: передним (двигательным) и задним (чувствительным). На задних корешках находятся так называемые спинномозговые узлы (скопления нервных клеток). Спинной мозг выполняет две важные функции – рефлекторную и проводниковую. Как рефлекторный центр спинной мозг осуществляет двигательные и вегетативные рефлексы. Двигательные нейроны спинного мозга иннервируют все мышцы туловища и конечностей. С вегетативными центрами спинного мозга связаны важнейшие вегетативные рефлексы: сосудодвигательный, пищевой, дыхательный и т.д. Рефлекторную функцию спинной мозг осуществляет во взаимодействии с головным мозгом.

Головной мозг находится в мозговом отделе черепа. Масса головного мозга взрослого человека составляет около 1400-1600 г. Он состоит из пяти отделов: переднего, промежуточного, среднего, заднего (мост и мозжечок) и продолговатого. Если дать краткую характеристику строения головного мозга, то необходимо отметить, что полушария переднего мозга человека являются эволюционно более новыми и достигают наибольшего развития (до 80% массы мозга). Продолговатый мозг, задний (или как его еще называют варолиев), средний и промежуточный образуют ствол головного мозга. В дальнейшем мы с вами будем подробно разбирать все отделы головного мозга их строение и конкретное функциональное назначение.

Периферическая нервная система образована многочисленными парными нервами, которые отходят как от головного, так и от спинного мозга. Эти нервы проникают во все органы и ткани, образуя многочисленные разветвления, которые имеют рецепторные (чувствительные) и эффекторные (двигательные, секреторные) окончания и вместе с центральными отделами (головной и спинной мозг) обеспечивают объединение всех частей организма в единое целое.

Если же говорить о функциональном подходе к делению нервной системы, то необходимо отметить, что соматическая нервная система регулирует работу скелетных мышц и обеспечивает чувствительность человеческого тела.

Автономная (вегетативная) нервная система. Ее принято делить на два отдела:

• симпатический;

• парасимпатический.

При этом в каждом отделе автономной нервной системы имеется центральная и периферическая части. Центральную часть образуют тела нейронов, лежащих в спинном и головном мозге. Эти скопления нервных клеток получили название вегетативных ядер (симпатических или парасимпатических). Отходящие от этих ядер волокна, а также узлы нервной системы и нервные сплетения в стенках внутренних органов образуют периферическую часть. Путь импульсов в автономной нервной системе состоит из двух нейронов. «Первые» находятся в ядрах центральной нервной системы, а «вторые» на периферии - в узлах или нервных сплетениях.

Симпатические ядра расположены в спинном мозге в области боковых рогов серого вещества и образованы телами нейронов. Волокна, отходящие от ядер, идут в составе передних спинномозговых корешков и заканчиваются в симпатических узлах. Данные узлы образованы телами «вторых» нейронов, которые расположены попарно слева и справа от позвоночного столба и соединены между собой. Образованные ими попарные пограничные симпатические стволы начинаются на уровне шейных позвонков и заканчиваются у копчика. От узлов симпатической цепочки импульсы идут к рабочему органу (коже, сосудам, железам, внутренним органам, органам чувств). Часть тел «вторых» нейронов не входит в состав парных пограничных симпатических стволов. Данные нейроны образуют узлы нервных сплетений, расположенных вблизи органов (солнечное, сердечное, подчревное и другие сплетения). Путь от центральной нервной системы до нервного узла называют преганглиозным, а от узла рабочего органа –постганглионарным. Особенность симпатического отдела автономной нервной системы состоит в том, что у него преганглионарный путь значительно короче постганглионарного.

Парасимпатические ядра лежат в среднем и продолговатом мозге, а также в крестцовом отделе спинного мозга. Они образованы телами нейронов автономного пути. Так, нервные волокна от ядер среднего мозга в составе глазодвигательного нерва идут к органам зрения. Поступающее по ним возбуждение изменяет величину зрачка, меняет форму хрусталика, приспосабливая глаз к ясному видению предметов на различных расстояниях.

Значительное число волокон ядер продолговатого мозга входит в состав блуждающего нерва, снабжающего парасимпатическими волокнами большую часть органов грудной и брюшной полости. В парасимпатическом отделе нервные узлы образованы телами «вторых» нейронов и разбросаны по всему телу. Они находятся или около, или в самом иннервируемом органе. В связи с этим в парасимпатическом отделе автономной нервной системы преганглионарные волокна имеют большую длину, а постганглионарный путь очень короткий.

Функции автономной нервной системы. Раскрывая функциональное назначение автономной нервной системы, необходимо отметить, что симпатический и парасимпатический отделы обладают различными свойствами. Так, симпатическая нервная система регулирует функционирование всех органов и тканей тела человека. Ее волокна подходят не только ко всем внутренним органам, но и к скелетной мускулатуре, а также к коже.

Волокна парасимпатического отдела не подходят к гладкой мускулатуре. Парасимпатическую иннервацию имеют только некоторые сосуды (например, слюнных желез и языка).

Кроме этого, необходимо отметить, что симпатическая и парасимпатическая нервные системы оказывают противоположное влияние на функции разных органов. Так, симпатическая нервная система – это система «тревоги», защиты организма, мобилизации резервов, необходимых для активного взаимодействия со средой. Раздражение симпатического отдела увеличивает частоту и силу сердечных сокращений, расширяет сосуды сердца, сужает большинство других кровеносных сосудов, расширяет бронхи, замедляет двигательную функцию желудочно-кишечного тракта, усиливает обмен веществ, стимулирует секрецию пота, расширяет зрачки и глазные щели. Кроме того, симпатическая нервная система влияет на влияет на деятельность головного мозга.

Парасимпатическая нервная система оказывает успокаивающее воздействие на организм. Она тормозит работу большинства систем (например, замедляет ритм сердечных сокращений, уменьшает их силу, сужает бронхи. Дыхание становится редким и глубоким).

Функции автономной нервной системы контролируют вышележащие отделы головного мозга и коры больших полушарий. Также необходимо отметить, что деятельность вегетативной нервной системы подчиняется воле человека.

Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер. Сам термин рефлекс произошел от латинского слова reflexus что в буквальном переводе означает отраженный. Именно поэтому рефлекс учеными определяется как ответная реакция организма на то или иное раздражение (внешнее или внутреннее воздействие), которая происходит при участии центральной нервной системы (ЦНС). И это не случайно. Человеческий организм, обитающий в окружающей его внешней среде, взаимодействует с ней. Среда влияет на организм, и организм, в свою очередь, соответствующим образом реагирует на эти влияния. Ответную реакцию вызывают и те процессы, которые протекают внутри человеческого организма. Таким образом, именно нервная система обеспечивает взаимосвязь, единство организма и среды.

Вопросы для самоконтроля:

1. Дайте общую характеристику нервной системы человека.

2. Раскройте подходы к структурированию нервной системы.

3. В чем сущность интегрирующей деятельности ЦНС?

4. Раскройте механизм координационной деятельности ЦНС.

5. Каковы функции соматической и вегетативной нервной системы?