Нервная клетка и гены

Читая книгу известного учёного Александрова Ю.И. - "Введение в системную психофизиологию. Психология XXI века. М., 2003 г." - я осознал поразительные для себя идеи: нейроны и нейронные цепи в нашем мозге имеют свои "потребности", как и всякие другие клетки организма, но в отличии от них нейроны обязаны группироваться в цепи, определяющие наше поведение в мире, чтобы удовлетворить свои метаболические нужды - т.е. получить необходимые для жизни вещества. Чтобы понять о чём идёт речь, ниже процитирую некоторые выдержки из книги.

"Человеческий мозг, состоящий из более чем 100 миллиардов нейронов, - самый сложный объект в известной нам Вселенной. Нейрон - это клетка. Активность отдельной клетки построена так же, как и активность целого живого организма. Нейрон может обеспечить "потребности" своего метаболизма только объединяясь с другими элементами организма в функциональную систему.

Их взаимоСодействие, совместная активность обеспечивает достижение результата, нового соотношения целостного индивида и среды. "Изнутри", на уровне отдельных нейронов достижение результата выступает как удовлетворение метаболических "потребностей" нейронов и прекращает их активность.

Активация клетки – это не просто реакция на какой-то стимул, на приход к ней разрядов других клеток. Нейрон посылает по разветвлениям своего аксона импульсы, чтобы изменить свою микросреду и получить те метаболиты, которые ему необходимы.

Отдельно живущая клетка, одноклеточный организм (не нейрон), ведет себя следующим образом: если этой клетке нужен какой-то метаболит для того, чтобы поддержать свою жизнедеятельность, она может сместиться в область повышенной концентрации этого метаболита и его поглотить.

Нейрон, как другие клетки организма, не может обеспечить свои потребности, изменяя среду в одиночку. Значит, отличие нейрона, во многом похожего на эту отдельную клетку (когда ему нужны метаболиты, он тоже действует, чтобы этот метаболит получить), состоит в том, что он, как и все остальные клетки организма, может обеспечить свои эгоистические потребности, исключительно синхронизируясь, объединяясь с другими эгоистами (клетками), которым также что-то надо. И вот теперь масса клеток (нейронов), активных вместе, работают, разряжаются импульсами.

Что мы видим, наблюдая за организмом? Когда он работает, делает что-то, совершает тот или иной поведенческий акт и достигает результата, нейроны не знают ничего конкретно про эти действия. Но когда достигается поведенческий результат, то в микросреде каждого из нейронов появляются те метаболиты, которые им нужны для жизнедеятельности. За это они и работают. За удовлетворение их эгоистических потребностей. Объединение этих потребностей отдельных клеток в систему извне выглядит как совершение нами целенаправленного поведенческого акта. Но как эти объединения происходят?

Формирование новых систем обеспечивается функциональными и морфологическими модификациями нейронов. В основе морфологических изменений лежит активация генетического аппарата нервных клеток. Для целого организма достижение результата поведения означает прекращение поведения. А для отдельного нейрона достижение результата означает прекращение его активности. И если для целого организма результат – схватывание чего-нибудь, получение пищи и так далее, то для отдельного нейрона – это получение нужных метаболитов.

Возникает вопрос: а по-разному специализированные нейроны не могут входить в конфликт между собой? Одному хочется одного, другому – другого. Вероятно, могут. Предположим, сформировано некое поведение, которое позже запрещено. Нейроны, специализированные относительно сформированного поведения есть, у них существуют метаболические потребности. Они могут их удовлетворить, только совершив поведенческий акт, а этот поведенческий акт запрещен.

Что делают эти нейроны, как они выживают? Каким образом они могут выжить, если они могут получить метаболиты только при условии реализации организмом определенного поведения, которое мы запретили? Это очень интересный вопрос. Ответ может быть таким: в случае возникновения стойкого рассогласования между "потребностями" нейрона и его микросредой и при невозможности устранить рассогласование в рамках имеющегося опыта, как в норме, так и в патологии у клетки имеется следующая альтернатива: измениться, вовлекаясь в формирование новой системы, или умереть (истощиться). Довольно часто это бывает в патологии, например при нарушении целостности ткани. Но, вероятно, может быть и в норме, в ситуации, когда индивид долго не может найти выход из положения, достичь результат поведения.

Если не удается найти решение, то активируются гены смерти и запускается так называемый процесс программирования клеточной гибели. Подобный альтруистичный суицид клеток в нервной системе был показан, например, при изучении влияния на нейроны вирусов, которые поражают нервную систему. Когда вирус попадает в нервную клетку, то в этой нервной клетке включается аппарат самоубийства. (Интересно, что в ответ на это некоторые вирусы научились блокировать аппарат клеточного самоубийства.)

Сейчас стало известно, что нейроны не только гибнут, но и вновь появляются в мозге у взрослого организма. Показано, что при локальных повреждениях мозга эти вновь появившиеся нейроны мигрируют к очагу повреждения.

Если специализации нейронов сформировались, то они хранятся месяцами и даже годами. Эти изменения должны уходить глубоко, в молекулярные перестройки клеток, в изменение работы генов. Эти специализации пожизненны. Конечно, ту систему, по отношению к которой данный нейрон был специализирован, можно использовать в каком-то другом поведении.

На самом же деле нейрон принадлежит той же системе, что и раньше, но возможности использования этой системы расширились.(Пример – излеченный алкоголизм: после долгих лет неприятия алкоголя может вдруг возникнуть рецидив). Во время жизни нервной клетки бывают такие ситуации, когда клетка должна что-то запомнить.

Пока неизвестно, как определить то, что именно она запоминает каждый раз. Но известно, что в тот момент, когда это происходит, в нейроне включаются гены, которые, говоря упрощенно, запускают долговременное запоминание. Перестраиваются другие гены и белки так, чтобы нервная клетка изменила себя надолго. "

Этот текст заставляет во многом пересмотреть взгляды на многочисленные теории о сущности мотивов поведения человека и общества людей. Невозможно отбросить факты, подтверждающие глубокую связь психического с биологическим в жизнедеятельности организма.

Здесь зарыта масса ответов на многие острые вопросы не только психологии животных и человека, но и в социологии и даже философии, касающиеся проблем сущности таких психических явлений как: сознание, мышление, "душа".

Третья глава
Четвертая часть

• Каждый нейрон является генетической единицей. Развиваясь из эмбриональной нервной клетки — нейробласта , — каждый нейрон содержит генетически запрограммированный код, определяющий специфику его строения, метаболизма и связей с соседними нейронами. Основные связи нейронов генетически запрограммированы. Однако это не исключает возможности модификации нейронных связей в процессе индивидуального развития при обучении и формировании различных навыков.

• Каждый нейрон является функциональной единицей. Иными словами, каждый нейрон представляет собой ту элементарную структуру, которая способна воспринимать раздражение и возбуждаться, а также передавать возбуждение в форме нервного импульса соседним нейронам или иннервируемым органам и мышцам.

• Каждый нейрон представляет собой поляризационную единицу, т.е. он проводит нервный импульс только в одном направлении. В силу этого отростки нейрона подразделяются на аксон , или нейрит, проводящий возбуждение от тела клетки и дендриты , которые проводят возбуждение к телу нейрона.
Согласно классическим представлениям, у нейронов один аксон, по которому возбуждение распространяется от клетки. Согласно новым результатам, полученным в электрофизиологических исследованиях, нейроны имеют более чем один аксон.

• Каждый нейрон есть рефлекторная единица. Нейрон является элементарной составной частью той или иной рефлекторной дуги, по которой осуществляется проведение импульсов в нервной системе от рецепторов, воспринимающих средовые воздействия, до эффекторных органов (мишеней), участвующих в ответной реакции на эти воздействия.

• Каждый нейрон является патологической единицей. Любая часть нервной клетки и ее отростков, отделенная путем повреждения от ее тела, погибает и подвергается распаду, или дегенерации. Хотя различные нейроны по-разному реагируют на повреждение, тем не менее при достаточно обширном повреждении цитоплазмы или ядра любого нейрона он погибает.
Погибшие нейроны не возмещаются. В случае их гибели после рождения число нейронов не может быть восполнено. Тем не менее, при повреждении аксона его восстановление возможно путем роста отростка и воссоздания утраченных им в результате повреждения связей. Это наблюдается в периферической нервной системе при повреждении нервов.

Архитектоника нервной системы (греч. architektonik ē построение, структура) представляет собой строение и пространственные соотношения нервных клеток, волокон, сосудов, межнейронных связей и нейроглий.
Сами нервные клетки разнообразны, поэтому существуют несколько вариантов их классификации: по размеру клеток, форме тела, длине и числу отростков, типу секреции биологически активных веществ, конфигурации и величине биоэлектрических потенциалов, месту расположения в организме, характеру связи.

По числу отростков принято выделять:
1 - Униполярный нейрон (n. unipolare) , имеет один отросток (аксон). У человека к униполярным нейронам относятся только нейробласты до периода образования дендритов. Таким образом истинных униполярных нейронов у человека нет. Имеются так называемые псевдоуниполярные (ложноуниполярные) нейроны , которые образуются из биполярных нервных клеток путем слияния их отростков в один. Псевдоуниполярными являются чувствительные нервные клетки, расположенные в спинномозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов.
2 - Биполярные нейроны (n. bipolare) , имеющие два отростка - аксон и дендрит.
3 - Мультиполярные нейроны (n. multipolare) , имеющие множество отростков - раньше считалось - только один аксон и, многочисленные дендриты . Согласно новым результатам, полученным в электрофизиологических исследованиях, нейроны имеют более чем один аксон.

Наиболее распространены мультиполярные нейроны.
Мультиполярность многих нейронов создает условия для одновременного восприятия и обработки каждым нейроном различных потоков информации, что лежит в основе синтетической деятельности нервной системы.

Схематическое изображение афферентных нервных клеток высших позвоночных животных: 1 — ложноуниполярная клетка из спинномозгового узла; 2 — биполярная нервная клетка сетчатой оболочки глаза; 3 — мультиполярная клетка из узла автономной нервной системы; А — аксон, Д — дендрит.

Отростки нервной клетки неравнозначны в функциональном отношении.
Дендриты проводят раздражение к телу нейрона .
Аксон (нейрит) — проводит раздражение от тела нервной клетки и передает его либо на другие нейроны, либо на эффекторные структуры (в частности, на мышечные волокна). Благодаря разветвлению аксона возбуждение от одного нейрона одновременно передается многим нервным клеткам. В результате осуществляется распределение поступающей с нервными импульсами информации между многими нейронами, что составляет один из элементов аналитической деятельности нервной системы.

Каждая уникальная структурная особенность того или иного нейрона отражает степень его специализации для выполнения определенных задач.

В некоторых нервных сетях имеются скопления или слои нейронов, в которых один нейрон образует выходные связи с очень большим числом других клеток (в таких сетях дивергенция доведена до крайних пределов). Изучение сетей такого типа начато лишь недавно, и единственные места, где они встречаются (насколько нам сейчас известно), - это некоторые части среднего мозга и ствола мозга. Преимущества подобной системы в том, что она может оказывать влияние на множество нейронов сразу и иногда осуществлять связь со всеми иерархическими уровнями, нередко выходя за пределы специфических сенсорных, двигательных и других функциональных альянсов.

Например, нервные клетки, объединенные в цепи, которые помогают нам воспринимать внешний мир или контролировать события, происходящие внутри нашего тела, именуются сенсорными (чувствительными) нейронами. Нейроны, объединенные в сети, вызывающие мышечные сокращения и, следовательно, движение тела, называются моторными или двигательными.

Иерархические системы обеспечивают очень точную передачу информации. В результате конвергенции или дивергенции информация фильтруется и происходит усиление сигналов . Но, подобно любой цепи, иерархическая система не может быть сильнее своего самого слабого звена. Любая инактивация (от лат. in- - приставка, означающая отрицание) любого уровня, вызванная ранением, заболеванием, инсультом или опухолью, может вывести из строя всю систему.
Конвергенция и дивергенция, однако, оставляют цепям некоторый шанс уцелеть даже при их серьезном повреждении. Если нейроны одного уровня будут частично уничтожены, сохранившиеся клетки смогут все-таки поддерживать функционирование сети.

Иерархические системы существуют, конечно, не только в сенсорных или двигательных путях. Тот же тип связей характерен для всех сетей, выполняющих какую-то специфическую функцию.

Локальные сети
Если у клетки короткий аксон, настолько короткий, что волнам электрической активности, можно сказать, некуда распространяться, очевидно, что задачи и сфера влияния такого нейрона должны быть весьма ограниченными. Нейроны локальных сетей действуют как фильтры , удерживая поток информации в пределах какого-то одного иерархического уровня. Они, по всей видимости, широко распространены во всех мозговых сетях.

Нейроны, аксоны которых выходят за пределы ц.н.с. и заканчиваются в эффекторных структурах (в периферических нервных узлах), получили название эфферентных (например двигательных, если они иннервируют мускулатуру).
Афферентные , или чувствительные, нервные клетки: их тела обычно округлой формы, имеют один отросток, который затем Т-образно делится. Один из отростков после деления направляется на периферию, где образует чувствительное окончание, а другой отросток — в ц.н.с., где формирует синаптические окончания, оканчивающиеся на других нейронных клетках.
Промежуточные нейроны, или интернейроны , отличаются тем, что и их тела, и их отростки располагаются только в ц.н.с.

Характеристика по направлению сигнала в нервной цепи
Аффер е нтное звен о (лат. afferens, afferentis приносящий) — компонент рефлекторной дуги, осуществляющий передачу возбуждения от рецепторов в центральную нервную систему.
Эффер е нтное звен о (efferens, efferentis; лат. effero выносить, направленный от чего-то - органа, нервного центра) - компонент рефлекторной дуги, осуществляющий передачу возбуждения из ц.н.с. к исполнительным органам или тканям.

Коротко говоря, имеется вход — единственный для человека способ узнавать о внешнем мире. Имеется выход — единственный для человека способ реагировать на внешний мир и воздействовать на него. А между входом и выходом находится все остальное, что должно включать восприятие, эмоции, память, мысль и все прочее, что делает человека человеком.

Такие же наборы связей, подобных проводам, смонтированные по своим особым схемам и соединяющие между собой топографически организованные области, имеются по всей нервной системе, а как собираются эти точные схемы, остается одной из важных неразрешенных проблем нейрофизиологии.
Каким образом во время развития волокна выходят из сетчатки, доходят до коленчатого тела и распределяются там с абсолютной топографической точностью?

3. Пятая часть

Организм (organizmo - устраиваю, сообщаю стройный вид) - отдельное живое существо, рассматриваемое как биологическая система.
Сист е ма (греч. systēma - целое, составленное из частей; соединение) - совокупность функционально связанных между собой элементов, представляющих собой единое структурное целое.
Функциональная система - совокупность взаимодействующих элементов (частей), имеющую входы и выходы для обмена со средой веществом, энергией, информацией.

Организм человека в каждый момент времени представляет слаженное взаимодействие - интеграцию по горизонтали и вертикали различных функциональных систем на основе их иерархического, многосвязного одновременного и последовательного взаимодействия, что в конечном счете определяет нормальное течение физиологических процессов.

Естественно возникает вопрос о том, откуда берутся такие системы, как они возникают в эволюции, как они складываются в ходе развития мозга и по каким механизмам они видоизменяются под влиянием опыта и обучения?
Центральная задача состоит в том, чтобы раскрыть, как информация, закодированная в молекулах ДНК, трансформируется в связи между клетками внутри структур, в пространственные соотношения этих структур и связи между ними.

У ДНК две функции : содержать информацию на основе которой функционирует клетка и передавать эту информацию потомству.
Но современная наука считает, что кроме атомов и молекул, в клетке ничего нет. И подчиняется клетка тем же физическим закономерностям, что и неживые объекты. На современном этапе наука не имеет даже четкого определения "информация".
Такая ситуация связанна с тем что область современных научных знаний определяется теми уровнями которые фиксируют инструменты используемые исследователями.
И ранее в этой статье отмечалось - современная наука изучает "объекты", "частицы" но не "целое" и "связи". У науки просто нет инструментов "тоньше" молекул.

Молекула (новолат. molecula, уменьшит, от лат. moles - масса) состоит из атомов, точнее - из атомных ядер, окружающих их внутренних электронов и внешних валентных электронов, образующих химические связи (валентность).

В химии под атомами разумеют малейшие частички материи, неделимые уже ни механическим, ни химическим путем.
Атомы, как одноименные, так и разноименные, обладают взаимным притяжением и дают, после уравновешения этих притягательных сил, соединения, называемый частицами или молекулами. По этой причине атомы не могут существовать в свободном состоянии, и лишь только будут выделены из своих соединений, как тотчас же вступают в новые соединения с другими атомами, или друг с другом.
Такая связь создаётся одной, двумя или тремя парами электронов, которыми владеют сообща два атома. Внутренние электроны атомов обычно не участвуют в образовании химических связей.
В случае одноатомных молекул (напр., инертных газов) понятия молекула и атом совпадают.

Размер молекулы как целого , т.е. размер её электронной оболочки, есть величина до некоторой степени условная - имеется отличная от нуля, хотя и весьма малая, вероятность найти электроны молекулы и на большом расстоянии от её атомных ядер.
Практически размеры молекулы определяются равновесным расстоянием, на которое они могут быть сближены при плотной упаковке молекул в молекулярном кристалле и в жидкости.
На больших расстояниях молекулы притягиваются одна к другой, на меньших - отталкиваются.

В любoм живoм oргaнизме мoжнo нaйти три oснoвные мoлекулы : ДНК, РНК и белoк.
ДНК является хрaнителем инфoрмaции, белoк - кoнечный прoдукт, a РНК мoжет иметь три функции: хрaнитель инфoрмaции, ее перенoсчик или конечный продукт.

Мономеры (от греческого monos — один, единственный) — вещества, молекулы которого способны реагировать между собой или с молекулами другого вещества с образованием полимера.

Биополимеры — высокомолекулярные соединения биологического происхождения, молекулы которых представляют собой цепочки, образованные из большого числа повторяющихся групп атомов. К биополимерам относят белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды.

Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты – дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру.

Нуклеотиды , органические соединения, состоящие из азотистого основания (аденина, гуанина, цитозина, тимина, урацила), углевода (рибозы или дезоксирибозы) и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты.
Нуклеотиды ДНК различаются одним из 4 азотистых оснований - аденин ( A ), гуанин ( G ), цитозин ( C ), тимин ( Т ).
В РНК это аденин ( A ), гуанин ( G ), цитозин ( C ) и урацил (U).

Код генетической информации (единица генетического кода) триплетен - каждая кодирующая единица-кодон состоит из трех соседних нуклеотидов в гене. Именно последовательность чередования нуклеотидов представляет собой информацию .

Ген (греч. genos род, происхождение) — единица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака. Ген (генетический маркер) представляет собой участок молекулы ДНК (нескольких сотен до миллиона пар нуклеотидов) характеризуемый специфической для него последовательностью нуклеотидов определяющую конкретную функцию, отличную от функций других генов - конкретный ген о бусловливает и контролирует первичную структуру конкретной транспортной молекулы (рибосомной РНК).

Генетическая информация (син. наследственная информация) — информация о строении и функциях организма, заложенная в совокупности генов.
Совокупность ДНК хромосом зрелой половой клетке, ДНК митохондрий и хлоропластов называется геномом (англ. genome, от греч. genos род, происхождение).

Для регулярного правильного считывания информации в гене присутствуют: кодон инициации (лат. initium — начало), множество смысловых кодонов и кодон терминации (от лат. terminalis относящийся к концу). Три подряд расположенных нуклеотида представляют собой кодон (триплет), который и определяет, какая аминокислота будет располагаться в данной позиции в белке. Каждой аминокислоте соответствует от одного (Met, Trp) до шести (Leu, Arg, Ser) кодонов.

Белки являются главными компонентами всех организмов, обеспечивающими выполнение важнейших процессов жизнедеятельности. В основном все белки построены из 20 стандартных аминокислот и отличаются друг от друга лишь последовательностью соединения аминокислотных звеньев, что допускает, однако, возможность существования огромного множества разнообразных белков.
Аминокислоты соединяются между собой пептидными связями, из-за этого их еще называют пептидами, а цепочки олиго- или поли- пептидами (греч. oligos малый, oligo – несколько, poly – много). Эти цепочки складываются в замысловатые клубки, которые мы и называем белками.

Синтез белка посредством считывания информации с гена в виде молекулы матричной РНК (мРНК) и ее трансляции в белковую молекулу называется экспрессией гена .
В каждой клетке экспрессируются далеко не все гены, а только определенная их часть, которая и определяет молекулярную специфику ее композиции и функций. Обычно для построения того или иного органа достаточно экспрессии в его клетках лишь нескольких процентов от общего числа генов в геноме.

Геном человека расшифрован не полностью - на 99 %. К 2004 году ученым удалось установить точную последовательность трех миллиардов генетических "букв" в молекуле ДНК, которая хранит 99 % генной информации о человеке. Количество генов приближается к 30 - 40 тысячам. Но некоторые ученые предполагают, что подсчет не точен и возможно число 100 - 120 тысяч.
Расшифрована полная структура нуклеотидных последовательностей 2-й, 7-й, 19-й, 21-й, 22-й хромосом и митохондриального генома человека.

Общая длина ДНК человека составляет около двух метров. Однако они целиком помещаются в ядре клетки, размер которого меньше сотой доли миллиметра. Это можно сравнить с тонкой леской длиной в 20 километров, упакованной в объем теннисного мяча. От объемной укладки молекул ДНК зависит, какие гены и когда будут проявлять активность. Укладка ДНК также влияет на специализацию клеток.

Остальная часть ДНК находится в других клеточных органоидах, определяя цитоплазматическую наследственность.
Органоиды (от орган и греч. eidos - вид), постоянные структуры животных и растительных клеток. Каждый органоид осуществляет определённые функции, жизненно необходимые для клеток. Таким образом, любое проявление жизнедеятельности клетки - следствие согласованной работы её взаимосвязанных компонентов , особенно органоидов. К органоидам относят митохондрии, комплекс Гольджи, клеточный центр, эндоплазматическую сеть, рибосомы, цитоплазматические микротрубочки и др.
Термин "органоиды" объясняется сопоставлением этих компонентов клетки с органами многоклеточного организма.

Таким образом реализация информации о строении и функциях организма базируется на ряде переходов от системы одного уровня к системе следующего уровня:

Нервная система

Раздражимость или чувствительность – характерная черта всех живых организмов, означающая их способность реагировать на сигналы или раздражители.

Сигнал воспринимается рецептором и передается с помощью нервов и (или) гормонов к эффектору, который осуществляет специфическую реакцию или ответ.

Животные имеют две взаимосвязанные системы координации функций – нервную и гуморальную (см. таблицу).

Нервная регуляция

Гуморальная регуляция

Электрическое и химическое проведение (нервные импульсы и нейромедиаторы в синапсах)

Химическое проведение (гормоны) по КС

Быстрое проведение и ответ

Более медленное проведение и отстроченный ответ (исключение - адреналин)

В основном кратковременные изменения

В основном долговременные изменения

Специфический путь распространения сигнала

Неспецифический путь сигнала (с кровью по всему телу)к специфической мишени

Ответ часто узко локализован (например, один мускул)

Ответ может быть крайне генерализованным (например, рост)

Нервная система состоит из высокоспециализированных клеток со следующими функциями:

- восприятие сигналов – рецепторы;

- преобразование сигналов в электрические импульсы (трансдукция);

- проведение импульсов к другим специализированным клеткам – эффекторам, которые получив сигнал, дают ответ;

Связь между рецепторами и эффекторами осуществляют нейроны .

Нейрон – это структурно – функциональная единица НС.

Нейрон — электрически возбудимая клетка, которая обрабатывает, хранит и передает информацию с помощью электрических и химических сигналов. Нейрон имеет сложное строение и узкую специализацию. Нервная клетка содержит ядро, тело клетки и отростки (аксоны и дендриты).

В головном мозге человека насчитывается около 90—95 миллиардов нейронов. Нейроны могут соединяться друг с другом, образуя биологические нейронные сети.

Нейроны разделяют на рецепторные, эффекторные и вставочные.

Тело нейрона: ядро (с большим количеством ядерных пор) и органеллы (ЭПС, рибосомы, аппарат Гольджи, микротрубочки), а также из отростков (дендриты и аксоны).

Нейроглия – совокупность вспомогательных клеток НС; составляет 40% общего объема ЦНС.

• Аксон – длинный отросток нейрона; проводит импульс от тела клетки; покрыт миелиновой оболочкой (образует белое вещество мозга)
• Дендриты - короткие и сильно разветвлённые отростки нейрона; проводит импульс к телу клетки; не имеют оболочки

Важно! Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон.

Важно! Один нейрон может иметь связи со многими (до 20 тысяч) другими нейронами.

• чувствительные – передают возбуждение от органов чувств в спинной и головной мозг
• двигательные – передают возбуждение от головного и спинного мозга к мышцам и внутренним органам
• вставочные – осуществляют связь между чувствительными и двигательным нейронами, в спинном и головном мозге

Нервные отростки образуют нервные волокна.

Пучки нервных волокон образуют нервы.

Нервы – чувствительные (образованы дендритами), двигательные (образованы аксонами), смешанные (большинство нервов).

Синапс – это специализированный функциональный контакт между двумя возбудимыми клетками, служащий для передачи возбуждения

У нейронов синапс находится между аксоном одной клетки и дендритом другой; при этом физического контакта не происходит – они разделены пространством - синаптической щель.

Нервная система:

• периферическая (нервы и нервные узлы) – соматическая и автономная
• центральная (головной и спинной мозг)

В зависимости от характера иннервации НС:

• Соматическая – управляет деятельностью скелетной мускулатуры, подчиняется воле человека

• Вегетативная (автономная) – управляет деятельностью внутренних органов, желез, гладкой мускулатуры, не подчиняется воле человека

Соматическая нервная система – часть нервной системы человека, представляющая собой совокупность чувствительных и двигательных нервных волокон, иннервирующих мышцы (у позвоночных — скелетные), кожу, суставы.

Она представляет часть периферической нервной системы, которая занимается доставкой моторной (двигательной) и сенсорной (чувственной) информации до центральной нервной системы и обратно. Эта система состоит из нервов, прикрепленных к коже, органам чувств и всем мышцам скелета.

• спинномозговые нервы – 31 пара; связаны со спинным мозгом; содержат как двигательные, так и сенсорные нейроны, поэтому смешанные;
• черепномозговые нервы – 12 пар; отходят от головного мозга, иннервируют рецепторы головы (за исключением блуждающего нерва – иннервирует сердце, дыхание, пищеварительный тракт); бывают сенсорными, моторными (двигательными) и смешанными

Рефлекс – это быстрый автоматический ответ на раздражитель, осуществляемый без осознанного контроля головного мозга.

Рефлекторная дуга – путь, проходимый нервными импульсами от рецептора до рабочего органа.

• в ЦНС – по чувствительному пути;
• от ЦНС – к рабочему органу – по двигательному пути

- рецептор (окончание дендрита чувствительного нейрона) – воспринимает раздражение

- чувствительное (центростремительное) нервное волокно – передает возбуждение от рецептора к ЦНС

- нервный центр – группа вставочных нейронов, расположены на разных уровнях ЦНС; передает нервные импульсы с чувствительных нейронов на двигательные

- двигательное (центробежное) нервное волокно – передает возбуждение от ЦНС к исполнительному органу

Простая рефлекторная дуга: два нейрона – чувствительный и двигательный (пример – коленный рефлекс)

Сложная рефлекторная дуга: три нейрона – чувствительный, вставочный, двигательный (благодаря вставочным нейронам происходит обратная связь между рабочим органом и ЦНС, что позволяет вносить изменения в работу исполнительных органов)

Вегетативная (автономная) нервная система – управляет деятельностью внутренних органов, желез, гладкой мускулатуры, не подчиняется воле человека.

Делится на симпатическую и парасимпатическую.

Обе состоят из вегетативных ядер (скопления нейронов, лежащих в спинном и головном мозге), вегетативных узлов (скопления нейронов, нейронов, за пределами НС), нервных окончаний (в стенках рабочих органов)

Путь от центра до иннервируемого органа состоит из двух нейронов (в соматической - один).

Место выхода из ЦНС

От спинного мозга – в шейный, поясничный, грудной отделы

От ствола головного мозга и ствола крестцового отдела спинного мозга

Местоположение нервного узла (ганглия)

По обе стороны спинного мозга, за исключением нервных сплетений (непосредственно в этих сплетениях)

В иннервируемых органах или вблизи них

Медиаторы рефлекторной дуги

В предузловом волокне –

в послеузловом - норадреналин

В обоих волокнах - ацетилхолин

Названия основных узлов или нервов

Солнечное, легочное, сердечное сплетения, брыжеечный узел

Общие эффекты симпатической и парасимпатической НС на органы:

• Симпатическая НС – расширяет зрачки, угнетает слюноотделение, повышает частоту сокращений, расширяет сосуды сердца, расширяет бронхи, усиливает вентиляцию легких, угнетает перистальтику кишечника, угнетает секрецию пищеварительных соков усиливает потоотделение, удаляет с мочой лишний сахар; общий эффект – возбуждающий, повышает интенсивность обмена, снижает порог чувствительности; активизирует во время опасности, стресса, контролирует реакции на стресс

• Парасимпатическая НС – сужает зрачки, стимулирует слезотечение, уменьшает частоту сердечных сокращений, поддерживает тонус артериол кишечника, скелетных мышц, снижает кровяное давление, уменьшает вентиляцию легких, усиливает перистальтику кишечника, расширяет артериолы в коже лица, увеличивает выделение с мочой хлоридов; общий эффект – тормозящий, снижает или не влияет на интенсивность обмена, восстанавливает порог чувствительности; доминирует в состоянии покоя, контролирует функции в повседневных условиях

Центральная нервная система (ЦНС) – обеспечивает взаимосвязь всех частей НС и их координированную работу

У позвоночных ЦНС развивается из эктодермы (наружного зародышевого листка)

ЦНС – 3 оболочки:

- твердая мозговая (dura mater) - снаружи;

- мягкая мозговая оболочка (pia mater) – прилегает непосредственно к мозгу.

Головной мозг расположен в мозговом отделе черепа; содержит

- белое вещество - проводящие пути между головным мозгом и спинным, между отделами головного мозга

- серое вещество - в виде ядер внутри белого вещества; кора покрывающая большие полушария и мозжечок

Масса головного мозга – 1400-1600 грамм.

5 отделов:

• продолговатый мозг– продолжение спинного мозга; центры пищеварения, дыхания, сердечной деятельности, рвота, кашель, чихание, глотание, слюноотделение, проводящая функция
• задний мозг – состоит из варолиевого моста и мозжечка; варолиев мост связывает мозжечок и продолговатый мозг с большими полушариями; мозжечок регулирует двигательные акты (равновесие, координация движений, поддержание позы)
• промежуточный мозг– регуляция сложных двигательных рефлексов; координация работы внутренних органов; осуществление гуморальной регуляции;
• средний мозг – поддержание тонуса мыщц, ориентировочные, сторожевые, оборонительные рефлексы на зрительные и звуковые раздражители;
• передний мозг (большие полушария) – осуществление психической деятельности (память, речь, мышление).

Промежуточный мозг включает таламус, гипоталамус, эпиталамус

Таламус – подкорковый центр всех видов чувствительности (кроме обонятельного), регулирует внешнее проявление эмоций (мимика, жесты, изменение пульса, дыхания)

Гипоталамус – центры вегетативной НС, обеспечивают постоянство внутренней среды, регулируют обмен веществ, температуру тела, чувство жажды, голода, насыщения, сна, бодрствования; гипоталамус контролирует работу гипофиза

Эпиталамус – участие в работе обонятельного анализатора

Передний мозг имеет два больших полушария: левое и правое

• Серое вещество (кора) находится сверху полушарий, белое – внутри

• Белое вещество – это проводящие пути полушарий; среди него – ядра серого вещества (подкорковые структуры)

Кора больших полушарий – слой серого вещества, 2-4 мм в толщину; имеет многочисленные складки, извилины

Каждое полушарие разделено бороздами на доли:

- лобная – вкусовая, обонятельная, двигательная, кожно- мускульная зоны;

- теменная – двигательная, кожно- мускульная зоны;

- височная – слуховая зона;

- затылочная – зрительная зона.

Важно! Каждое полушарие отвечает за противоположную сторону тела.

• Левое полушарие – аналитическое; отвечает за абстрактное мышление, письменную и устную речь;

• Правое полушарие – синтетическое; отвечает за образное мышление.

Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале; имеет вид белого шнура, длина 1м; на передней и задней сторонах есть глубокие продольные борозды

В самом центре спинного мозга – центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью.

Канал окружен серым веществом (имеет вид бабочки), который окружен белым веществом.

• В белом веществе – восходящие (аксоны нейронов спинного мозга) и нисходящие пути (аксоны нейронов головного мозга)

• Серое вещество напоминает контур бабочки, имеет три вида рогов.

- передние рога – в них расположены двигательные нейроны (мотонейроны) – их аксоны иннервируют скелетные мышцы

- задние рога – содержат вставочные нейроны – связывают чувствительные и двигательные нейроны

- боковые рога – содержат вегетативные нейроны – их аксоны идут на периферию к вегетативным узлам

Спинной мозг – 31 сегмент; от каждого сегмента отходит 1 пара смешанных спинномозговых нервов, имеющих по паре корешков:

- передний (аксоны двигательных нейронов);

- задний (аксоны чувствительных нейронов.

Функции спинного мозга:

- рефлекторная – осуществление простых рефлексов (сосудодвигательных, дыхательных, дефекации, мочеиспускания, половых);

- проводниковая – проводит нервные импульсы от и к головному мозгу.

Повреждение спинного мозга приводит к нарушению проводниковых функций, вследствие чего – паралич.