Физиология ребенка-УП. Основы анатомии и физиологии ребенка
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
Глава 2. Нервная система, ее развитие. Нервная система является главной системой связи и управления. По определению И.П.Павлова нервная система является невыразимо сложным и точным инструментом связи частей организма между собой и организма как сложнейшей системы с бесчисленными внешними влияниями. Действительно, с одной стороны, нервная система регулирует и согласует работу органов, обеспечивает постоянство внутренней среды, необходимое для устойчивого состояния всего организма как целого; с другой стороны - она осуществляет адаптивное поведение, определяет активность организма. Высшие отделы нервной системы человека составляют анатомическую основу психики, с ними связаны ощущения, эмоции, обучение, память, сознание, мышление и речь. Нервная система "пронизывает" все части организма. Структурной единицей нервной системы являются нейроны, способные воспринимать раздражения, генерировать и проводить нервные импульсы, передавать их другим нервным клеткам. Нейроны разнообразны по форме и величине. Размеры нейронов варьируют от 4 до 135 мкм, объемы самых маленьких и больших клеток относятся как 1:1000. Характерной особенностью нейронов является наличие отростков, по которым распространяются нервные импульсы. Различают неветвящийся отросток аксон или нейрит и древовидно ветвящиеся дендриты. Аксон нервной клетки всегда один, дендритов может быть несколько. В зависимости от количества отростков различают униполярные нейроны (имеют один отросток), биполярные нейроны (имеют два отростка) и мультиполярные нейроны (имеют несколько отростков). Нервные импульсы распространяются обычно от тела нервной клетки по аксону, а к телу нервной клетки - по дендритам. Эта функциональная особенность нейрона определяется не свойствами отростков, которые будучи изолированными могут проводить возбуждение в обоих направлениях, а характером взаимодействия между нейронами. Число нейронов в нервной системе человека оценивается в 1010-1011. Они образуют между собой соединения, называемые синапсами. О количестве связей в нервной системе можно судить по тому, что один большой пирамидный нейрон коры больших полушарий образует 4000-5000 синапсов с другими нейронами. Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер. Рефлексом называется ответная реакция организма на раздражение, которая осуществляется при участии нервной системы. Анатомической основой рефлекса является рефлекторная дуга. Простейшая (моносинаптическая) рефлекторная дуга образуется соединением двух нейронов - афферентного и эфферентного. Раздражение воспринимается рецептором, переключается с афферентного нейрона на эфферентный, а последний посылает импульсы через эффектор рабочему органу. Обычно между афферентными и эфферентными нейронами находятся вставочные. Такие рефлекторные дуги называются полисинаптическими. Важнейшим механизмом нервной регуляции является обратная связь. Посылая сигналы рабочему органу нервная система получает информацию о выполнении своих команд. Эта информация может передаваться из рабочих органов по нервным проводникам (обратная афферентация) или по каналам связи, проходящим через внешнюю среду, например, контроль движений с помощью зрения, слуховой контроль речи. В нервных центрах информация о совершаемых действиях сравнивается с ранее выработанной программой действия. Этим достигается постоянная оценка полученного результата и создается возможность постоянной корректировки команд. Таким образом, между нервными центрами и периферическими исполнительными органами устанавливается кольцевая связь, которая обеспечивает взаимодействие центра и периферии. Согласно современным представлениям структурно-функциональной основой нервной системы является не разомкнутая рефлекторная дуга, а замкнутый кольцевой круг. Конструкция нервной системы обладает высокой надежностью и обеспечивает стабильность ее работы. В то же время в нервной системе существуют обширные возможности перестройки и приспособления к меняющимся условиям жизнедеятельности организма, а также замещение вышедших из строя элементов. 2.1. Филогенез нервной системы. В процессе эволюции нервная система претерпела существенные изменения в своей структурной организации. Филогенетически выделяют 3 формы нервной системы - сетевидную, узловую и трубчатую. Сетевидная нервная система имеется у кишечнополостных животных. Она представлена разбросанными нервными клетками, соединенными отростками, образующими непрерывную сеть, охватывающую тело животного. Реакции на раздражение при такой нервной системе имеют недифференцированный характер. Узловая нервная система встречается у более высокоорганизованных беспозвоночных животных. При этом типе нервной системы происходит концентрация нервных клеток в каждом сегменте тела и образуются нервные узлы (ганглии), которые представляют местные рефлекторные центры. Особого развития достигают узлы на головном конце тела с координацией работы сегментарных ганглиев. Трубчатая нервная система развивается у позвоночных животных в результате еще большей централизации функций. Нервная трубка образуется на спинной стороне тела над хордой. В трубке различают туловищный и головной отделы. Из туловищного отдела образуется спинной мозг; его развитие в первую очередь связано с усовершенствованием движений животного. Из головного отдела образуется головной мозг, в котором в процессе эволюции выделяются задний, средний и передний мозг. Формирование отделов головного мозга определяется развитием органов чувств. По мнению Е.К.Сеппа, образование заднего мозга связано с развитием органа слуха и равновесия, а также с иннервацией внутренностей. Средний мозг формируется в связи с развитием органа зрения. Передний мозг связан с развитием органа обоняния. У высших позвоночных животных обоняние становится ведущим органом чувств; с этим связано особенно сильное развитие переднего мозга. У рептилий в передний мозг перемещаются высшие зрительные центры, а у млекопитающих в мозговой коре имеется представительство всех органов чувств и двигательных функций. Мозг человека отличается большими абсолютными и относительными размерами. Его масса относительно массы тела в 3 раза больше, чем у негуманоидных приматов. Наибольшему прогрессивному развитию в сравнительно-анатомическом плане подверглись новые отделы коры большого мозга, мозжечок и промежуточный мозг. Особенностью преобразования нервной системы является то, что в ходе прогрессивного развития происходит не замена, а надстройка новых отделов над старыми, поэтому в нервной системе человека сохраняются элементы узловой нервной системы в виде автономных ганглиев (узлов), образующих симпатический ствол. А внутристеночные нервные сплетения пищеварительного тракта сохраняют сходство с сетевидной нервной системой. Новые отделы мозга функционально доминируют над старыми, обеспечивая более высокий уровень регуляции процессов жизнедеятельности. Нервная система человека подразделяется на центральную и периферическую части. Центральная часть включает головной и спинной мозг, периферическая - отходящие от головного и спинного мозга нервы, нервные узлы и сплетения. Особо выделяется вегетативная (автономная) часть нервной системы, иннервирующая внутренности, железы и сосуды. 2.2. Онтогенез нервной системы. Нервная система развивается из эктодермы. Уже на стадии гаструлы на спинной стороне зародыша из клеток эктодермы выделяется нервная пластинка. Края пластинки заворачиваются, смыкаются и срастаются между собой, образуя нервную трубку. Замыкание нервной трубки происходит на 4 неделе внутриутробного развития. Из туловищного отдела нервной трубки формируется спиной мозг. Передняя расширенная часть нервной трубки является зачатком головного мозга. У четырехнедельного зародыша здесь различимы первичные мозговые пузырьки, из которых образуются 3 основных отдела головного мозга: передний, средний и задний. Передний мозг наиболее расширен в связи с наличием на его латеральной (боковой) стенке зрительных пузырьков, представляющих зачатки органа зрения. Средний мозг не четко отграничен от заднего. Последний переходит в спинной. На 5 неделе развития происходит подразделение и переднего и заднего мозга, в результате чего образуется 5 отделов головного мозга. Передний мозг делится на конечный и промежуточный, задний - на задний и продолговатый. Вследствие неравномерного роста частей мозга образуются изгибы на уровне среднего мозга, моста и на границе со спинным мозгом. В наибольшей степени в дальнейшем растет конечный мозг, в котором формируются два полушария. На 3 месяце внутриутробного развития на поверхности каждого полушария образуется боковая ямка, а с 5 месяца происходит образование борозд. В промежуточном мозге закладываются таламусы (зрительные бугры) и образуются вытягивания, которые дают начало эпи- и гипоталамусу. В нижележащих отделах мозга выделяются задние и передние части. Задняя часть среднего мозга образует крышу, а в передней его части образуются ножки мозга. На задней поверхности заднего мозга образуется мозжечок, а на передней - формируется мост. В первой половине внутриутробного периода головной мозг имеет тонкие стенки и обширные полости, которые носят названия желудочков мозга. В полушариях большого мозга находятся парные боковые желудочки. Они соединяются с помощью межжелудочковых отверстий с полостью промежуточного мозга, называемой третьим желудочком. Полость среднего мозга остается узкой, из нее образуется водопровод мозга, который связывает 3-й желудочек с 4-м, находящимся в заднем и продолговатом мозге. В 4-й желудочек открывается центральный канал спинного мозга. На 7 неделе образуются сосудистые сплетения, выделяющие в полость желудочков цереброспинальную жидкость. Сначала у плода система мозговых желудочков является замкнутой, а затем в крыше 4 желудочка образуются отверстия, через которые жидкость выходит на поверхность мозга, раздвигает оболочки и окружает мозг со всех сторон. В период внутриутробного развития также происходит дифференцировка на серое и белое вещество. Серое вещество содержит скопления нервных клеток (ядра). В спинном мозге из серого вещества построены серые столбы. В полушариях мозжечка и головного мозга серое вещество располагается на поверхности, образуя кору. В сером веществе происходит переработка поступающей информации и переключение нервных импульсов с одних нейронов на другие. Белое вещество мозга состоит из нервных волокон, которые образуют проводящие пути. Созревание различных структур мозга происходит в определенной последовательности. Признаком созревания нервных путей является образование миелиновой оболочки у нервных волокон. В ЦНС этот процесс начинается на 4 месяце внутриутробной жизни. Вначале протекает миелинизация филогенетически более древних образований, затем - более новых структур. Согласно теории системогенеза П.К.Анохина в эмбриональном периоде выделяются ускоренным ростом и дифференцировкой те нервные образования, которые относятся к функциональным системам, обеспечивающим жизнедеятельность. Дифференцировка и созревание нервных ядер и путей в спинном мозге происходит по направлению от верхних отделов к нижним, а в головном - от заднего отдела к переднему. В спинном мозге и стволе головного раньше покрываются миелиновой оболочкой двигательные пути, позже - чувствительные. Ко времени рождения процессы миелинизации в основном заканчиваются. Образование миелиновых оболочек в полушариях головного мозга начинается в последние месяцы перед рождением и продолжается после рождения. Рост мозга после рождения протекает наиболее интенсивно в первые годы жизни, а затем замедляется. Скорость роста головного и спинного мозга примерно одинаковы. Головной мозг новорожденного весит, по данным различных авторов, 340-380 г, причем его масса сильно коррелирует с массой тела ребенка. Относительная масса головного мозга у новорожденного равна 12,8-13,3 %, то есть на головной мозг приходится 1/8 массы тела. На первом году жизни масса мозга возрастает в 2-2,5 раза, а к 3-м годам - в 3 раза. У детей 7 лет масса мозга составляет 80 % ее величины у взрослого человека. После 7 лет скорость роста мозга резко снижается. Мозг достигает своей окончательной величины к 20 годам. Индивидуальные вариации массы мозга находятся в пределах 1000-2000 г, масса мозга среднестатистического мужчины составляет 1400 г, женщины - 1200 г. По данным В.С.Сперанского (1993) масса мозга имеет максимальное значение у мужчин в возрасте 21-30 лет (1110-1700 г), а у женщин - в 31-40 лет (1070-1450 г). До 60 лет масса мозга остается неизменной, а затем уменьшается. Это уменьшение особенно заметно после 80 лет и составляет у мужчин 13 %, у женщин 16 %. Процесс старения раньше начинается в более молодых нервных структурах, таких как лобные доли. Долгое время обсуждался вопрос, от чего зависят большие индивидуальные различия в массе головного мозга. Отмечено, что масса мозга не влияет на уровень интеллекта. В литературе часто приводят примеры массы мозга выдающихся людей. Так, например, известно, что масса мозга И.С.Тургенева составляла 2012 г, М.Горького - 1420 г, А.Франса - 1017 г. Установлено, что масса мозга находится в прямой зависимости от длины тела. Этим объясняется различие в массе мозга мужчин и женщин. Что касается развития мозга у современного человека, то в этой области нет недостатка в гипотезах, однако крайне мало научных фактов. Так, английские авторы, изучавшие архив лондонского госпиталя за период с 1860 по 1990 гг, установили, что масса мозга мужчин увеличилась с 1372 до 1424 г, а у женщин - с 1242 до 1265 г. Это изменение рассматривается как проявление акселерации. Предполагают, что прекращение эволюции человека не произошло, меняются ее формы. В результате организм человека совершенствуется на микроуровне. Поэтому вряд ли произойдет резкое увеличение размеров мозга; предполагается, что будет происходить изменение тонких нервных структур, усовершенствование конструкций специфически человеческих областей ЦНС. 2.3. Морфофункциональные характеристики ЦНС. Возрастные особенности. 2.3.1. Строение и функции спинного мозга. Спинной мозг представляет собой цилиндрический тяж, сплюснутый спереди назад. Он располагается в спинномозговом канале позвоночного столба от большого затылочного отверстия до уровня I-II поясничного позвонка. Ниже этого уровня спинной мозг продолжается в концевую нить, которая заканчивается на уровне II копчикового позвонка и срастается с его надкостницей. Спинной мозг окружен тремя оболочками: твердой, отграничивающей спинной мозг от спинномозгового канала, паутинной и мягкой (сосудистой), прилежащей к спинному мозгу. Между оболочками находятся пространства. Пространство под твердой мозговой оболочкой заполнено жировой тканью, пространство между паутинной и мягкой мозговыми оболочками заполнено спинномозговой жидкостью. Оболочки спинного мозга не стесняют движений позвоночника и предохраняют спинной мозг от толчков и сотрясений, т.е. выполняют функцию амортизации. Длина спинного мозга у мужчин составляет 45 см, у женщин 41-42 см; масса - 34-38 г, что составляет примерно 2 % от массы головного мозга. Толщина спинного мозга не одинакова на всем его протяжении. Спинной мозг имеет два утолщения: шейное и пояснично-крестцовое. Это связано с тем, что в этих местах в спинном мозге расположено наибольшее количество нервных клеток и нервных волокон, участвующих в иннервации верхних и нижних конечностей. На передней поверхности спинного мозга находится углубление - передняя срединная щель, на задней поверхности симметрично лежит задняя срединная борозда. Эти образования разделяют спинной мозг на две симметричные половины. В месте выхода корешков различают менее выраженные боковые борозды (передние и задние). Спинной мог имеет сегментарное строение, т.е. состоит из подобных друг другу частей, каждая из которых связана нервными проводниками с определенными сегментами тела. В спинном мозге выделяют 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегменты. Внешне сегментарность выражается в отхождении передних и задних корешков, которые соединяются между собой, образуя спинномозговые нервы. Таким образом, сегмент - участок спинного мозга с отходящей парой передних и задних корешков - дает начало одной паре спинномозговых нервов. На поперечном разрезе видно, что спинной мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество, имеющее форму бабочки, составлено телами нейронов. В центре серого вещества имеется центральный канал, содержащий спинномозговую жидкость. Спинномозговой канал сообщается с IV желудочком головного мозга. Серое вещество спинного мозга справа и слева от центрального канала образует симметричные серые столбы. В каждом столбе различают переднюю часть - передний столб и заднюю часть - задний столб. На уровне от 8 шейного до 2 поясничного сегмента выделяются еще и боковые столбы. На поперечном разрезе спинного мозга столбы серого вещества имеют вид рогов. Выделяют более широкий передний рог, более узкий задний рог, а с 8 шейного по 2 поясничный сегмент - боковые рога. В передних рогах располагаются крупные нервные клетки - двигательные нейроны (мотонейроны). Эти нейроны образуют 5 ядер. В задних рогах располагаются чувствительные ядра (3 ядра). В боковых рогах лежат вегетативные ядра, представляющие центры симпатической части нервной системы. Серое вещество спинного мозга с задними и передними корешками спинномозговых нервов образуют собственный или сегментарный аппарат спинного мозга, осуществляющий безусловные рефлексы. По периферии от серого вещества располагается белое. Борозды спинного мозга разделяют белое вещество на симметрично расположенные канатики. Передний канатик находится между передней срединной щелью и передней боковой бороздами. Задний канатик находится между задней срединной и задней боковой бороздами. Боковой канатик участок белого вещества между передней и задней боковыми бороздами. Белое вещество спинного мозга представлено отростками нервных клеток. Совокупность этих отростков в канатиках составляет три системы пучков (проводящие пути) спинного мозга, соединяющие разные участки ЦНС. В белом веществе передних канатиков находятся преимущественно нисходящие пути, в боковых канатиках - восходящие и нисходящие, в задних канатиках - восходящие. Таким образом, спинной мозг выполняет рефлекторную (серое вещество) и проводниковую (белое вещество) функции. Спинной мозг контролирует многие соматические и вегетативные рефлексы. Он иннервирует всю скелетную мускулатуру, за исключением мышц головы; участвует в регуляции работы ряда внутренних органов, в реализации сосудистых рефлексов. Рефлексы спинного мозга подразделяются на несколько видов:
|