Анатомия и физиология центральной нервной системы и высшей нервной деятельности. Функции и общий план организации центральной нервной системы. 1 обеспечивает взаимодействие между органами и системами органов
 Скачать 38.67 Kb.
|
|
Функции и общий план организации центральной нервной системы. Значение нервной системы определяется ее способностью принимать, проводить и перерабатывать информацию, поступающую из внешней и внутренней среды. Благодаря такой способности нервная система: 1)обеспечивает взаимодействие между органами и системами органов, 2)регулирует и координирует их деятельность в соответствии с постоянно меняющимися условиями внешней и внутренней среды, 3)обеспечивает быструю и точную передачу информации, 4)отвечает за формирование ответной реакции на изменение условий внешней и внутренней среды, 5)обеспечивает реализацию высших психических функций – восприятие, запоминание, обучение, мышление, принятие решения и т.д. Нервная система - система нейронных цепочек, передающих возбуждающие и тормозные сигналы, т.е. как нервная сеть, которая включает в себя центральный и периферический отделы. Центральный отдел представлен головным и спинным мозгом, нейроны которых располагаются диффузно или образуют скопления - ядра. Нервные центры - сложные функциональные объединения нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС, согласованно участвующие в регуляции определенной функции или рефлекторной реакции. К периферической нервной системе относятся нервы и нервные узлы –ганглии (скопления нервных клеток, окруженных клетками глии и покрытых соединительно-тканной оболочкой. Различают спинно-мозговые и черепно-мозговые ганглии). Глиальные клетки, окружающие нейроны, выполняет опорную, защитную, трофическую и, вероятно, другие функции. Число глиальных клеток в нервной системе примерно на порядок больше числа нейронов. Среди них различают олигодендроциты, астроциты, шванновские клетки и другие клетки. Особую роль глиальные клетки играют в формировании миелиновых оболочек аксонов. В центральных отделах эту роль выполняют олигодендроциты, на периферии - шванновские клетки Эти клетки окутывают аксоны многослойными миелиновыми «муфтами» так, что большая часть аксона оказывается покрытой ими, за исключением коротких участочков – перехватов Ранвье. Миелиновая оболочка не только защищает аксон, но и увеличивает скорость проведения по нему нервного импульса. Кроме того, играет большую роль в поддержании постоянства состава межклеточной жидкости, откачивая из нее избыток ионов калия, образующийся при развитии потенциала действия (ПД) в нервном волокне. Тем самым глиальные клетки, по всей видимости, астроциты защищают нейрон от излишней деполяризации. Длинными отростками нейронов спинно-мозговых и черепно-мозговых ганглиев образованы нервы. Нервы – это пучки нервных волокон, покрытых сверху общей соединительно-тканной оболочкой, в которой имеются кровеносные сосуды. К периферическим нервам относятся: 12 пар черепномозговых нервов, иннервирующих в основном структуры головы и шеи, блуждающий нерв – внутренние органы, и 31 пара спинно-мозговых нервов, иннервирующих мускулатуру тела и конечностей. Нейрон как структурная и функциональная единица ЦНС. Виды и функции. Нейрон - структурная и функциональная единицей нервной системы, приспособленная для приема, обработки, хранения и передачи информации. Число нейронов, образующих нервную систему человека, достигает 1011. Схема строения «типичного» нейрона выглядит следующим образом. Он состоит из тела или сомы неправильной формы, в которой происходят основные процессы переработки информации. В соме большинства нейронов имеется одно довольно крупное ядро с несколькими ядрышками и другие органеллы. Дендриты служат входами нейрона, через которые сигналы поступают в нервную клетку. Выходом нейрона является аксон, который передает нервные импульсы к другой нервной клетке или рабочему органу (мышце или железе). Так как сома нейрона и дендриты не имеют миелиновой оболочки, в массе мозга они имеют серый цвет, а скопления аксонов, покрытые миелиновой оболочкой, образуют белое вещество мозга. Причем миелиновая оболочка начинается на некотором расстоянии от сомы, а «оголенный» участок аксона называется аксонным холмиком. Именно в этом месте возникает электрический импульс, который передается по аксону к следующей нервной или мышечной клетке. Кроме того, миелиновая оболочка не сплошная, а прерывается через определенные интервалы. Места таких перерывов называются перехватами Ранвье. Функционально нейроны подразделяются на афферентные или чувствительные, эфферентные или двигательные и вставочные или интернейроны. Афферентные или чувствительные нейроны передают импульсы (возбуждение) от рецепторов в ЦНС. Обычно афферентный нейрон имеет длинный дендрит, который воспринимает информацию от рецептора или сам может являться рецептором, и второй отросток – аксон, входящий в спинной мозг. Тела афферентных нейронов расположены вне ЦНС – в спинномозговых и черепно-мозговых ганглиях. Эфферентные или двигательные нейроны передают информацию из ЦНС к нижележащим отделам и рабочим органам - эффекторам. Такие нейроны имеют крупную сому с разветвленной сетью дендритов и длинный массивный аксо. Тела эфферентных нейронов располагаются в передних рогах спинного мозга или двигательных ядрах головного мозга. Вставочные или интернейроны связывают нейроны между собой, в частности, осуществляют связь между афферентными и эфферентными нейронами. Это самые мелкие нейроны, отличающиеся мощным ветвлением дендритов, имеющих огромное количество выростов мембраны – шипиков, а также едва различимый аксон Передача информации с одного нейрона на другой или с нейрона на эффекторную клетку (мышечную или секреторную) происходит через морфологически специализированные контакты – синапсы. Каковы особенности строения и свойства электрических синапсов? Электрические синапсы широко распространены в нервной системе беспозвоночных, а у млекопитающих встречаются крайне редко. Вместе с тем электрические синапсы у высших животных широко распространены в сердечной мышце, гладкой мускулатуре внутренних органов печени, эпителиальной и железистых тканях. Ширина синаптической щели в электрических синапсах составляет всего 2-4 нм.. Важной особенностью электрических синапсов является наличие между пресинаптической и постсинаптической мембранах своеобразных мостиков, образованных белковыми молекулами (каналы шириной 1-2 нм) Электрические синапсы обладают рядом специфических функциональных свойств: Синаптическая задержка практически отсутствует, т.е. интервал между приходом импульса в пресинаптическое окончание и началом постсинаптического потенциала, отсутствует. Двустороннее проведение, хотя геометрические особенности синапса делают проведение в одном направлении более эффективным. Могут обеспечить передачу только одного процесс - возбуждения. Менее подвержены воздействию различных факторов (фармакологических, термических и т.д.) 4. Опишите строение и свойства химических синапсов. Химический синапс состоит из двух частей: пресинаптической, образованной булавовидным расширением окончанием аксона передающей клетки и постсинаптической, представленной контактирующим участком плазматической мембраны воспринимающей клетки. Между обеими частями имеется синаптическая щель — промежуток шириной 10—50 нм между постсинаптической и пресинаптической мембранами, края которой укреплены межклеточными контактами. Физиологические свойства химических синапсов: 1) Одностороннее проведение – от пресинаптической мембраны к постсинаптической; 2) Синаптическая задержка. Это свойство обусловлено сравнительно длительным временем, необходимым для выделения медиатора, его диффузии к рецепторам, активации рецепторов и последующих постсинаптических процессов; 3) Низкая лабильность. 5. В чем заключаются особенности проведения возбуждения через электрические и химические синапсы? Синаптическая передача возбуждения химических синапсов, свойства: 1) Наличие медиатора в пресинаптической части синапса; 2) Относительная медиаторная специфичность синапса, т. е. каждый синапс имеет свой доминирующий медиатор; 3) Переход постсинаптической мембраны под влиянием медиаторов в состояние де- или гиперполяризации; 4) Возможность действия специфических блокирующих агентов на рецептирующие структуры постсинаптической мембраны; 5) Увеличение длительности постсинаптического потенциала мембраны при подавлении действия ферментов, разрушающих синаптической медиатор; 6) Развитие в постсинаптической мембране ПСП из миниатюрных потенциалов, обусловленных квантами медиатора; 7) Зависимость длительности активной фазы действия медиатора в синапсе от свойств медиатора; 8) Односторонность проведения возбуждения; 9) Наличие хемочувствительных рецепторуправляемых каналов постсинаптической мембраны; 10) Увеличение выделения квантов медиатора в синаптическую щель пропорционально частоте приходящих по аксону импульсов; 11) Зависимость увеличения эффективности синаптической передачи от частоты использования синапса («эффект тренировки»); 12) Утомляемость синапса, развивающаяся в результате длительного высокочастотного его стимулирования. В этом случае утомление может быть обусловлено истощением и несвоевременным синтезом медиатора в пресинаптической части синапса или глубокой, стойкой деполяризацией постсинаптической мембраны (пессимальное торможение). Электрические синапсы также имеют свойства: 1) малую задержку проведения возбуждения; 2) возникновение деполяризации как в пре-, так и в постсинаптической частях синапса; 3) наличие большей площади синаптической щели в электрическом синапсе, чем в химическом. Особенности передачи возбуждения в синапсах ЦНС: 1. В ЦНС могут существовать синапсы не только с химическим, но и с электрическим, а в ряде структур ЦНС - со смешанным механизмом передачи. Чисто электрические синапсы чаще образуются между дендритами однотипных, близко расположенных нейронов. Электрические синапсы способны к двухстороннему проведению возбуждения. 2. ПД возникает в постсинаптической мембране лишь при одновременной активации нескольких нейронов (пространственная суммация) или при повторных разрядах в одном синапсе (временная суммация). Возбуждающие химические синапсы – это синапсы, в которых в результате поступления импульса происходит деполяризация постсинаптической мембраны, вызывающей при определенных условиях ПД. В возбуждающих синапсах под действием ацетилхолина открываются специфические натриевые каналы и калиевые каналы в постсинаптической мембране. Ионы натрия входят клетку, а ионы калия выходят из нее в соответствии с их концентрационными градиентами. В результате происходит деполяризация постсинаптической мембраны, которая называется ВПСП. 6. Благодаря каким принципам осуществляется координационная дея- тельность ЦНС? Координированная деятельность ЦНС - согласованная работа нейронов центральной нервной системы основанная на их взаимодействии между собой. 1. Принцип конвергенции (схождения). При возбуждении большого количества рецепторов импульсы сходятся к одним и тем же нейронам центральной нервной системы. Относительная конвергенция - в спинном и стволовом мозге - конвергенция импульсов от различных рецепторных полей одного и того же рефлекса. Абсолютная конвергенция - в коре головного мозга имеются полимодальные (полисенсорные) нейроны, к ним сходятся импульсы от различных рецепторов. Значение: обеспечивается центральное облегчение и окклюзия; обеспечивается принцип общего конечного пути. 2. Иррадиация возбуждения - распространение возбуждения на весь нервный центр и другие нервные центры. Он противоположен принципу конвергенции. Причины: наличие ветвящихся отростков в пределах центральной нервной системы; наличие вставочных нейронов; наличие ретикулярной формации. В ретикулярную формацию поступают импульсы и распространяются по всей коре головного мозга. Распространение возбуждения зависит от силы наносимых раздражений (прямопропорционально), до определенных пределов из-за наличия тормозных нейронов. За счет иррадиации обеспечивается дивергенция (расхождение) возбуждения в центральной нервной системе. Значение: осуществляется определенная связь между характером ответной реакции центральной нервной системы и силой наносимых раздражений. 3. Принцип реципрокности (сопряжения) - в центральной нервной системе существует взаимосвязь между центрами противоположных рефлексов. Механизм: при возбуждении афферентных нейронов импульсы поступают в центральную нервную систему, там возникают несколько разветвлений: вызывает возбуждение центра мышц сгибателей; образует синапс на тормозной клетке, а она образует синапс на центре мышц разгибателей; идет на симметричную сторону и вызывает противоположные изменения. В результате - повышается тонус мышц сгибателей на стороне раздражения, там же снижается тонус мышц разгибателей, как следствие - сгибание конечности. На противоположной стороне - разгибательный рефлекс. Наблюдается сопряжение между центрами сгибания и разгибания. При возбуждении одного центра центр противоположного рефлекса тормозится. Одновременно наблюдается сопряжение между нервными центрами обеих сторон. Значение: обеспечивается двигательные реакции, осуществляются взаимодействия между центрами противоположных рефлексов. 4. Принцип доминанты. Доминанта - это преобладающий очаг возбуждения в центральной нервной системе, возникающий под действием сильных и сверхсильных раздражителей. Особенности: доминанта - это нераспространенная форма возбуждения (стационарное возбуждение) - новая форма; повышенная возбудимость в очаге доминанты; инертность (после прекращения действия раздражения очаг продолжает существовать какое-то время); суммация возбуждения и притягивание возбуждения из других центров; тормозит деятельность других нервных центров. Значение: обеспечивает внимание, формирование условных рефлексов. 5. Принцип общего конечного пути. При раздражении различных рецепторов в ответную реакцию вовлекаются одни и те же органы. В центральной нервной системе афферентных нейронов больше, чем эфферентных, поэтому от нескольких афферентных нейронов импульсы сходятся к одним и тем же эфферентным. Значение: за счет небольшого количества рабочих органов организм реагирует на возбуждение большого количества рецепторов; конкуренция раздражителей: эффект некоторых тормозится, а других - усиливается. И победителем является биологически более важный раздражитель. 6. Принцип обратной связи. Обратная связь - поток импульсов от рецепторов в центральную нервную систему, которые несут информацию о происходящем на периферии. Выделяют 2 вида обратной связи: положительная - вызывает усиление ответной реакции; отрицательная - вызывает торможение ответной реакции. Значение: саморегуляция деятельности организма. Вывод: координированная деятельность центральной нервной системы обеспечивает взаимосвязь в работе нервных центров, за счет этого обеспечивается точное выполнение сложных рефлекторных функций. 7. Спинной мозг. Строение и функции. Локальное расположение спинного мозга вдоль всей спины имеет свои особенности. Такая физиология обеспечивает выполнение органом основных функций. Начинается орган на уровне 1 шейного позвонка, где он мягко перестраивается в головной мозг, но четкого разделения в них нет. В месте стыковки наблюдается перекрест пирамидных путей, отвечающих за двигательную активность конечностей. Заканчивается спинной мозг в районе 2 поясничного позвонка, поэтому по длине он меньше, чем весь позвоночник в целом. Такая особенность позволяет проводить люмбальную пункцию на уровне 3-4 поясничного позвонка, без риска повредить спинной мозг. Продолговатая трубка имеет спереди и сзади две борозды. Покрыт мозг тремя оболочками: Твердой. Представляет собой ткань надкостницы позвоночного канала, после чего идет эпидуральное пространство и внешний слой твердой оболочки. Паутинной. Тонкая пластинка, не имеющая цвета, которая срастается с твердой оболочкой в области межпозвоночного отверстия. В месте отсутствия сращения располагается субдуральное пространство. Сосудистой. Мягкая оболочка, отделенная от предыдущей, подпаутинным пространством со спинномозговой жидкостью. Примыкает оболочка к спинному мозгу и состоит преимущественно из сосудистых сплетений. Пространство между ними заполнено спинномозговой жидкостью – ликвором. В центре органа располагается серое вещество. Состоит оно из вставочных и двигательных нейронов. Также в нем находятся два типа рогов: передние, содержащие двигательные нейроны и задние, место, где располагаются вставочные нейроны. Функции спинного мозга Рефлекторная функция Эта основная функция органа представляет собой ответную реакцию на раздражение извне. Например, появление рефлекторного кашля на попадание в дыхательные пути посторонних предметов и частиц, устранение руки от колючек кактуса или источника опасности. Импульс поступает внутрь спинномозгового канала через двигательные нейроны, они же запускают сокращение мышц. Этот процесс не требует привлечения головного мозга, и моторная реакция происходит без его участия. То есть человек даже не задумывается над своим действием, часто не осознает его. Проводниковая функция Она обеспечивает передачу импульса от кожного покрова, поверхности слизистой, внутреннего органа в головной мозг и в обратном направлении. В качестве «проводника» выступает белое вещество, оно несет информацию о поступающих импульсах снаружи. Благодаря этой способности человек может дать характеристику любому предмету, который его окружает. Познание мира осуществляется через передачу сведений после прикосновения в головной мозг. Именно благодаря этой функции человек понимает, что предмет скользкий, гладкий, шершавый или мягкий. При потере чувствительности, больной перестает понимать, что перед, ним прикасаясь к предмету. Кроме этого, мозг получает данные о положении тела в пространстве, напряжении мышечной ткани или раздражении болевых рецепторов. 8. Особенности строения и функции продолговатого мозга. Продолговатый мозг – является непосредственным продолжением спинного мозга, сочетает в себе черты строения спинного мозга и начального отдела головного мозга. На его передней поверхности по средней линии проходит передняя срединная щель, являющаяся продолжением одноименной борозды спинного мозга. По бокам от щели находятся пирамиды, которые продолжаются в передние канатики спинного мозга. Пирамиды состоят из пучков нервных волокон, которые в борозде перекрещиваются с такими же волокнами противоположной стороны. Латеральнее пирамид с двух сторон находятся возвышения – оливы. На задней поверхности продолговатого мозга проходит задняя (дорсальная) срединная борозда, являющаяся продолжением одноименной борозды спинного мозга. По бокам от борозды лежат задние канатики. В них проходят восходящие пути спинного мозга. По направлению кверху задние канатики расходятся в стороны и идут к мозжечку. Внутреннее строение продолговатого мозга. Продолговатый мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество представлено скоплениями нейронов, расположено оно внутри в виде отдельных скоплений ядер. Различают: собственные ядра – это ядро оливы, имеющее отношение к равновесию, координации движений и ядра ЧМН с IX по XII пару. Также в продолговатом мозге находится ретикулярная формация, образующаяся из переплетений нервных волокон и лежащих между ними нервных клеток. Белое вещество продолговатого мозга находится снаружи, содержит длинные и короткие волокна. Короткие волокна осуществляют связь между ядрами самого продолговатого мозга и между ядрами ближайших отделов головного мозга. Длинные волокна образуют проводящие пути – это восходящие чувствительные пути идущие от продолговатого мозга к таламусу и нисходящие пирамидные пути, проходящие в передние канатики спинного мозга. Функции продолговатого мозга. 1. Рефлекторная функция связана с центрами находящимися в продолговатом мозге. В продолговатом мозге расположены следующие центры: 1) Дыхательный центр, обеспечивающий вентиляцию легких; 2) Пищевой центр, регулирующий сосание, глотание, отделение пищеварительного сока (слюноотделения, желудочного и поджелудочного соков); 3) Сердечно-сосудистый центр – регулирующий деятельность сердца и кровеносных сосудов. 4) Центр защитных рефлексов – это мигание, слюноотделение, чихание, кашель, рвота. 5) Центр лабиринтных рефлексов, осуществляющий распределение мышечного тонуса между отдельными группами мышц и установочные рефлексы позы. 2. Проводниковая функция связана с проводящими путями. Через продолговатый мозг проходят восходящие пути от спинного мозга к головному мозгу и нисходящие пути, связывающие кору больших полушарий со спинным мозгом. 9. Рефлекторная и проводниковая функция мозга. ОТВЕТЫ В ПРЕДЫДУЩИХ 10. Структуры среднего мозга и их функции. На вентральной поверхности среднего мозга располагаются ножки мозга, которые представляют собой два массивных валика с продольно ориентированными волокнами, расходящимися под острым углом. Между ножками располагается межножковая ямка, прикрытая задним продырявленным веществом, которое имеет большое количество отверстий для кровеносных сосудов. На дорсальной поверхности среднего мозга располагается крыша среднего мозга, представленная пластинкой четверохолмия. Холмики отделяются друг от друга продольной и поперечной бороздами. Между верхними холмиками лежит эпифиз (шишковидное тело) относящийся к структурам эпиталамуса промежуточного мозга. От наружной поверхности каждого холмика отходит пучок волокон - «ручка» холмика. «Ручки» верхнего холмика проходят в область метаталамуса промежуточного мозга к латеральному коленчатому телу, проводят импульсы зрительных ориентировочных рефлексов — движение туловища и глаз на световые раздражения. «Ручки» нижнего холмика — к медиальному коленчатому телу метаталамуса промежуточного мозга и проводят импульсы ориентировочных звуковых рефлексов — поворот головы и туловища по направлению к новому звуку. Полостью среднего мозга является узкий канал длиной 2 см — водопровод среднего мозга (Сильвиев водопровод), который соединяет IV-й желудочек головного мозга с III-им. На поперечном разрезе различают три части: крышу среднего мозга, а в ножке мозга — покрышку и основание ножки мозга, границей между ними является черное вещество, клетки которого содержат пигмент меланин. Серое вещество крыши среднего мозга представлено ядрами верхних (зрительных) и нижних (слуховых) холмиков. Серое вещество покрышки образует ядра различной формы и размеров. Ядра черепных нервов — глазо-двигательного (III пара), лежащие вокруг водопровода, блокового (IV пара) — на уровне верхней части нижних холмиков, ядро среднемозгового пути тройничного нерва самое длинное (22 мм) расположено латерально от водопровода. Собственные ядра — красное ядро — самое крупное парное ядро покрышки занимает центральное ее положение. Оно простирается по длине всего среднего мозга и заднего участка промежуточного мозга. Красное ядро является важным координационным и регулирующим центром экстрапирамидных путей, управляет автоматическими движениями, поддерживает тонус мышц, необходимый для сохранения позы. Черное вещество расположено на границе покрышки и основания ноги мозга, осуществляет точные координированные движения пальцев, регулирует мышечный тонус, участвует в координации сложных двигательных актов, таких как жевание и глотание. К ядрам ретикулярной формации относят голубое пятно — парная структура, расположена на границе моста и среднего мозга. Нейроны его выделяют нейромедиаторы — норадреналин, ацетилхолин, которые ответствены за активность коры во время парадоксального (быстрого сна) и могут тормозить функции спинного мозга, тем самым вызывать сомнамбулизм (лунатизм). Голубое пятно обеспечивает также тонус мозга в период бодрствования, участвует в возникновении чувства паники. Ядра шва контролируют депрессивные состояния, выявлено, что клетки ядер шва выделяют серотонин у самоубийц. На систему этих ядер действуют наркотики, вызывая чувство предвкушения всего хорошего и чувство надежды. Другие ядра ретикулярной формации, играющие роль в обеспечении моторной функции во время пробуждения секретируют дофамин. Белое вещество мозга представлено эндогенными волокнами, соединяющие ядра среднего мозга и не выходящие за его пределы, а также соединяющие ядра среднего мозга с различными отделами центральной нервной системы. Экзогенные волокна — восходящие и нисходящие проводящие пути головного и спинного мозга расположены в основании ноги среднего мозга и в покрышке (медиальная и латеральная петли). Ретикулярная формация среднего мозга является продолжением таковой. |