Значение нервной системы общая схема строения и основные этапы ее развития

Функционирование организма как единого целого, взаимодействие отдельных его частей, сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) осуществляются двумя регуляторными системами: нервной и гуморальной.

Значение нервной системы. Основными функциями нервной системы являются: 1) быстрая и точная передача информации о состоянии внешней и внутренней среды организма; 2) анализ и интеграция всей информации; 3) организация адаптивного реагирования на внешние сигналы; 4) регуляция и координация деятельности всех органов и систем в соответствии с конкретными условиями деятельности и изменяющимися факторами внешней и внутренней среды организма. С деятельностью высших отделов нервной системы связано осуществление психических процессов и организация целенаправленного поведения.

Нервная система, являясь единой и высоко интегрированной, на основе структурных и функциональных особенностей, подразделяется на две основные части - центральную и периферическую.

Центральная нервная система (ЦНС) включает головной и спинной мозг, где расположены скопления нервных клеток – нервные центры, осуществляющие прием и анализ информации, ее интеграцию, регуляцию целостной деятельности организма, организацию адаптивного реагирования на внешние и внутренние воздействия.

Периферическая нервная система состоит из нервных волокон, расположенных вне центральной нервной системы. Она представлена пучками отростков нейронов (нервные стволы), лежащих в ЦНС или в ганглиях (узлах) за ее пределами (вегетативная нервная система). Одни из них - афферентные (чувствительные) волокна - передают сигналы от рецепторов, находящихся в разных частях тела в центральную нервную систему, другие - эффекторные (двигательные) волокна - из центральной нервной системы на периферию. В зависимости от объекта иннервации периферические нервы делятся на соматические (черепно- и спинно-мозговые) и вегетативные (симпатические и парасимпатические).

Нейрон (нейроцит) – основная структурно-функциональная единица нервной системы. Нейроны - высокоспециализированные клетки, приспособленные для приема, кодирования, обработки, интеграции, хранения и передачи информации. Нейрон состоит из тела и отростков двух типов: коротких ветвящихся дендритов и длинного отростка - аксона.

Тело нервной клетки имеет диаметр от 5 до 150 микрон. Оно является биосинтетическим центром нейрона, где происходят сложные метаболические процессы. Тело содержит ядро и цитоплазму, в которой расположено множество органелл, участвующих в синтезе клеточных белков (протеинов). От тела клетки отходит длинный нитевидный отросток аксон, выполняющий функцию передачи информации. Аксон покрыт особой миелиновой оболочкой, создающей оптимальные условия для проведения сигналов. Конец аксона сильно ветвится, его конечные веточки образуют контакты со множеством других клеток (нервных, мышечных и др.). Скопления аксонов образуют нервное волокно. Дендриты - сильно ветвящиеся отростки, которые во множестве отходят от тела клетки. От одного нейрона может отходить до 1000 дендритов. Тело и дендриты покрыты единой оболочкой и образуют воспринимающую (рецептивную) поверхность клетки. На ней расположена большая часть контактов от других нервных клеток - синапсов. Клеточная оболочка - мембрана - является хорошим электрическим изолятором. По обе стороны мембраны существует электрическая разность потенциалов – мембранный потенциал, уровень которого изменяется при активации синаптических контактов.

Синапс имеет сложное строение. Он образован двумя мембранами: пресинаптической и постсинаптической. Пресинаптическая мембрана находится на окончании аксона, передающего сигнал; постсинаптическая - на теле или дендритах, к которым сигнал передается. В синапсах при поступлении сигнала из синаптических пузырьков выделяются химические вещества двух типов - возбудительные (ацетилхолин, адреналин, норадреналин) и тормозящие (серотонин, гамма-аминомасляная кислота). Эти вещества - медиаторы, действуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее свойства в области контактов. При выделении возбуждающих медиаторов в области контакта возникает возбудительный постсинаптический потенциал (ВПСП), при действии тормозящих медиаторов - соответственно тормозящий постсинаптический потенциал (ТПСП). Их суммация приводит к изменению внутриклеточного потенциала в сторону деполяризации или гиперполяризации. При деполяризации клетка генерирует импульсы, передающиеся по аксону к другим клеткам или работающему органу. При гиперполяризации нейрон переходит в тормозное состояние и не генерирует импульсную активность. Множественность и разнообразие синапсов обеспечивает возможность широких межнейрональных связей и участие одного и того же нейрона в разных функциональных объединениях.

Классификация нейронов. Имея принципиально общее строение, нейроны сильно различаются размерами, формой, числом, ветвлением и расположением дендритов, длиной и разветвленностью аксона, что свидетельствует об их высокой специализации. Выделяются следующие два основных типа нейронов.

Пирамидные клетки - крупные нейроны разного размера ("коллекторы"), на которых сходятся (конвергируют) импульсы от разных источников.

Дендриты пирамидных нейронов пространственно организованы. Один отросток - апикальный дендрит - выходит из вершины пирамиды, ориентирован вертикально и имеет конечные горизонтальные разветвления. Другие - базальные дендриты - разветвляются у основания пирамиды. Дендриты густо усеяны специальными выростами (шипиками), которые повышают эффективность синаптической передачи. По аксонам пирамидных нейронов импульсация передается другим отделам ЦНС. Пирамидные нейроны по своей функции подразделяются на два типа: афферентные и эфферентные. Афферентные передают и принимают сигнал из сенсорных рецепторов, мышц, внутренних органов в центральную нервную систему. Нервные клетки, передающие сигналы из центральной нервной системы на периферию, называются эфферентными.

Вставочные (контактные) клетки или интернейроны. Они меньше по размерам, разнообразны по пространственному расположению отростков (веретенообразные, звездчатые, корзинчатые). Общим для них является широкая разветвленность дендритов и короткий аксон с разной степенью ветвления. Интернейроны обеспечивают взаимодействие различных клеток и поэтому иногда называются ассоциативными.

Представленность разных типов нейронов и характер их взаимосвязи существенно различаются в разных структурах мозга.

Возрастные изменения структуры нейрона и нервного волокна. На ранних стадиях эмбрионального развития нейрон, как правило, состоит из тела, имеющего два недифференцированных и неветвящихся отростка. Тело содержит крупное ядро, окруженное небольшим слоем цитоплазмы. Процесс созревания нейронов характеризуется быстрым увеличением цитоплазмы, увеличением в ней числа рибосом и формированием аппарата Гольджи, интенсивным ростом аксонов и дендритов. Различные типы нервных клеток созревают в онтогенезе гетерохронно. Наиболее рано (в эмбриональном периоде) созревают крупные афферентные и эфферентные нейроны. Созревание мелких клеток (интернейронов) происходит после рождения (в постнатальном онтогенезе) под влиянием средовых факторов, что создает предпосылки для пластических перестроек в центральной нервной системе. Отдельные части нейрона тоже созревают неравномерно. Наиболее поздно формируется дендритный шипиковый аппарат, развитие которого в постнатальном периоде в значительной мере обеспечивается притоком внешней информации. Покрывающая аксоны миелиновая оболочка интенсивно растет в постнатальном периоде, ее рост ведет к повышению скорости проведения импульса по нервному волокну. Миелинизация проходит в таком порядке: сначала - периферические нервы, затем волокна спинного мозга, стволовая часть головного мозга, мозжечок и позже - волокна больших полушарий головного мозга. Двигательные нервные волокна покрываются миелиновой оболочкой уже к моменту рождения, чувствительные (например, зрительные) волокна - в течение первых месяцев постнатальной жизни ребенка.

Общий план строения и значение нервной системы §2. Основные свойства и функции элементов нервной системы §3. Рефлекс как основная форма нервной деятельности §4. Возбуждение и торможение в ЦНС §5. Строение, развитие и функциональное значение различных отделов нервной системы §6. Вегетативная нервная система

В теле нейрона протекают сложные обменные процессы, синтезируются макромолекулы, поступающие в дендриты и аксоны, вырабатывается энергия, необходимая для нормального функционирования нервной клетки.
Тело имеет первостепенное значение для существования и целостности нейрона, при его разрушении перерождается (дегенерирует) вся клетка, включая аксон и дендриты.
Дендриты — короткие, сильно ветвящиеся отростки. От одной клетки может отходить от 1 до 1000 дендритов. На дендритах имеются выросты (шипики). Ветвистость дендритов и наличие шипиков значительно увеличивают поверхность дендрита в сравнении с телом клетки и создают условия для размещения на дендритах большого числа контактов с другими нервными клетками. Дендриты одного нейрона контактируют с сотнями и тысячами других клеток. Строение дендритов определяет их специализированную роль в восприятии поступающих сигналов.
Аксон — нитевидный отросток, начинающийся от тела клетки. По сравнению с диаметром длина его очень велика и может достигать 1,5 м. Конец аксона сильно ветвится, образует кисточку из конечных ветвей (окончания аксона, или терминали), образующих контакты с многими сотнями клеток.
Аксон является проводящей частью нейрона, он осуществляет проведение возбуждения от рецептора к нервным клеткам, от одной нервной клетки к другой и от нейрона к исполнительному органу (мышцы, железы). Аксон, покрытый оболочками, называют нервным волокном.
Возрастные изменения структуры нейрона и нервного волокна.
На ранних стадиях эмбрионального развития нейрон, как правило, состоит из тела, имеющего два недифференцированных и неветвящихся отростка. Тело содержит крупное ядро, окруженное небольшим слоем цитоплазмы. Процесс созревания нейронов характеризуется быстрым увеличением цитоплазмы, увеличением в ней числа рибосом и формированием аппарата Гольджи, интенсивным ростом аксонов и дендритов. Различные типы нервных клеток созревают в онтогенезе гетерохронно. Наиболее рано (в эмбриональном периоде) созревают крупные афферентные и эфферентные нейроны. Созревание мелких клеток происходит после рождения (в постнатальном онтогенезе) под влиянием средовых факторов, что создает предпосылки для пластических перестроек в ЦНС.
Отдельные части нейрона тоже созревают неравномерно. Наиболее поздно формируется дендритный шипиковый аппарат, развитие которого в постнатальном периоде в значительной мере обеспечивается притоком внешней информации.
Покрывающая аксоны миелиновая оболочка интенсивно растет в постнатальном периоде, ее рост ведет к повышению скорости проведения по нервному волокну.
Миелинизация раньше всего отмечена у периферических нервов, затем ей подвергаются волокна спинного мозга, стволовой части головного мозга, мозжечка и позже волокна больших полушарий головного мозга. Двигательные нервные волокна покрываются миелиновой оболочкой уже к моменту рождения, чувствительные (например, зрительные) в течение первых месяцев жизни ребенка. К. трехлетнему возрасту в основном завершается миелинизация нервных волокон, хотя рост миелиновой оболочки и осевого цилиндра продолжается и после трехлетнего возраста.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Общие принципы строения нервной системы и её функции. Нейрон как структурная и функциональная единица нервной системы. Синапсы, их строение и значение

Нервная система играет исключительную интегрирующую роль в жизнедеятельности организма, так как объединяет (интегрирует) его в единое целое и "вписывает" (интегрирует) его в окружающую среду. Она обеспечивает согласовнную работу отдельных частей организма (координацию), поддержание равновесного состояния в организме (гомеостаз) и приспособление организма к изменениям внешней и/или внутренней среды (адаптивное состояние и/или адаптивное поведение).

Самое главное, что делает нервная система

Нервная система обеспечивает взаимосвязь и взаимодействие между организмом и внешней средой. И для этого ей требуется не так уж много процессов.

Основные процессы в нервной системе

1. Трансдукция . Превращение раздражения, внешнего по отношению к самой нервной системе, в нервное возбуждение, которым она может оперировать.

2. Трансформация . Переделка, преобразование входящего потока возбуждения в выходящий поток с отличающимися характеристиками.

3. Распределение . Распределение возбуждения и направление его по разным путям, по разным адресам.

4. Моделирование. Построение нервной модели раздражения и/или раздражителя, которая заменяет сам раздражитель. С этой моделью нервная система может работать, она может её хранить, видоизменять и использовать вместо реального раздражителя. Сенсорный образ - один из вариантов нервных моделей раздражения.

5. Модуляция . Нервная система под влиянием раздражения изменяет себя и/или свою деятельность.

Виды модуляции
1. Активация (возбуждение). Повышение активности нервной структуры, повышение её возбуждения и/или возбудимости. Доминантное состояние.
2. Угнетение (торможение, ингибиция). Понижение активности нервной структуры, торможение.
3. Пластическая перестройка нервной структуры.
Варианты пластических перестроек:
1) Сенситизация - улучшение передачи возбуждения.
2) Габитуация - ухудшение передачи возбуждения.
3) Временная нервная связь - создание нового пути передачи возбуждения.

6. Активация исполнительного органа для совершения действия. Таким способом нервная система обеспечивает рефлекторную ответную реакцию на раздражение .

Задачи и деятельность нервной системы

1. Произвести рецепцию - уловить изменение во внешней среде или внутренней среде организма в виде раздражения (это осуществляют сенсорные системы с помощью своих сенсорных рецепторов).

2. Произвести трансдукцию - преобразование (кодирование) этого раздражения в нервное возбуждение, т.е. поток нервных импульсов с особыми характеристиками, соответствующими раздражению.

3. Осуществить проведение - доставить по нервным путям возбуждение в необходимые участки нервной системы и к исполнительным органам (эффекторам).

4. Произвести перцепцию - создать нервную модель раздражения, т.е. построить его сенсорный образ.

5. Произвести трансформацию - преобразовать сенсорное возбуждение в эффекторное для осуществления ответной реакции на изменение среды.

6. Оценить результаты своей деятельности с помощью обратных связей и обратной афферентации.

Значение нервной системы :
1. Обеспечивает взаимосвязь между органами, системами органов и между отдельными частями организма. Это её координационная функция. Она координирует (согласовывает) работу отдельных органов в единую систему.
2. Обеспечивает взаимодействие организма с окружающей средой.
3. Обеспечивает мыслительные процессы. К этому относится восприятие информации, усвоение информации, анализ, синтез, сравнение с прошлым опытом, формирование мотивации, планирование, постановка цели, коррекция действия при достижении цели (исправление ошибок), оценка результатов деятельности, переработка информации, формирование суждений, заключений выводов и абстрактных (общих) понятий.
4. Осуществляет контроль за состоянием организма и отдельных его частей.
5. Управляет работой организма и его систем.
6. Обеспечивает активацию и поддержание тонуса, т.е. рабочего состояния органов и систем.
7. Поддерживает жизнедеятельности органов и систем. Кроме сигнальной функции нервная система имеет ещё и трофическую функцию, т.е. выделяемые ей биологически активные вещества способствуют жизнедеятельности иннервируемых органов. Органы, лишённые подобной "подпитки" со стороны нервных клеток, атрофируются, т.е. хиреют и могут отмереть.

Строение нервной системы

Рис. Схема строения ЦНС (центральной нервной системы). Источник: Атлас по физиологии. В двух томах. Том 1: учеб. пособие / А. Г. Камкин, И. С. Киселева - 2010. - 408 с. (http://vmede.org/sait/?page=7&id=Fiziologiya_atlas_kamakin_2010&menu=Fiz. )

Видео: Центральная нервная система

Нервная система в функциональном и структурном отношении делится на периферическую и центральную нервную систему (ЦНС).

Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга.

Головной мозг находится внутри мозгового отдела черепа, а спинной мозг - в позвоночном канале.
Периферическая часть нервная система состоит из нервов, т.е. пучков нервных волокон, которые выходят за пределы головного и спинного мозга и направляются к различным органам тела. К ней относят также нервные узлы, или ганглии - скопления нервных клеток вне спинного и головного мозга.
Нервная система функционирует как единое целое.

Функции нервной системы :
1) формирование возбуждения;
2) передача возбуждения;
3) торможение (прекращение возбуждения, уменьшение его интенсивности, угнетение, ограничение распространения возбуждения);
4) интеграция (объединения различных потоков возбуждения и изменения этих потоков);
5) восприятие раздражения из внешней и внутренней среды организма с помощью специальных нервных клеток - рецепторов;

6) кодирование, т.е. преобразование химического, физического раздражения в нервные импульсы;
7) трофическая, или питательная, функция - образование биологически активных веществ (БАВ).

Нейрон - основная структурная и функциональная единица нервной системы.

Нейрон

Определение понятия

Нейрон - основная структурная и функциональная единица нервной системы.

Нейрон - это сложно устроенная возбудимая секретирующая высокодифференцированная нервная клетка с отростками, которая воспринимает нервное возбуждение, перерабатывает его и передаёт другим клеткам. Кроме возбуждающего воздействия нейрон может оказывать на свои клетки-мишени также тормозное или модулирующее воздействие.

Функционально нейрон можно рас­сматривать как один из уровней организации нервной системы, который связывает друг с другом сразу несколько других уровней: с одной стороны, молекулярный, синаптический и субклеточный уровни и, с другой стороны, надклеточные уровни: локальных нейронных сетей, нервных центров и крупных фун­кциональных систем мозга, организующих поведение.

Сложность функции нейрона обусловливает особенности его строения. В нём различают тело клетки (сома), один длинный, маловетвящийся отросток - аксон и несколько коротких ветвящихся отростков - дендритов.
Аксон отличается большой длиной: от нескольких сантиметров до 1-1,5 м. Конец аксона сильно ветвится, так что один аксон может образовывать контакты с многими сотнями клеток.
Дендриты - обычно короткие, сильно ветвящиеся отростки. От одной клетки может отходить от 1 до 1000 дендритов. По дендритам возбуждение распространяется от рецепторов или контактирующих с этими дендритами нейронов к телу клетки, а по аксону нервные импульсы передаются к другим нейронам или к эффекторным (рабочим)клеткам . На дендритах имеются микроскопических размеров выросты (шипики), которые значительно увеличивают поверхность соприкосновения с другими нейронами. Особого развития шипики достигают на клетках больших полушарий головного мозга. На каждом шипике может быть до 8 синапсов (межклеточных контактов).

Тело нейрона в различных отделах нервной системы имеет различную величину и форму. Тело покрыто мембраной и содержит, как и любая клетка, цитоплазму, ядро с одним или несколькими ядрышками, митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, эндоплазматическую сеть. По отношению к отросткам тело клетки выполняют трофическую функцию, т.е. регулирует в них уровень обмена веществ. Вот почему отделение аксона от тела нервной клетки или гибель сомы приводят к гибели аксона. Но тело нейрона, лишённое аксона, может вырастить вместо него новый аксон. На рисунке слева вокруг крупного нейрона виды мелкие глиальные клетки (G). Это вспомогательные клетки нервной ткани.

Как работает нейрон и что он делает?

Возбуждение, возникшее в виде нервного импульса на каком-либо участке мембраны нейрона, пробегает по всей его мембране и по всем его отросткам: как по аксону, так и по дендритам. Но вот передаётся возбуждение от одной нервной клетки к другой обычно только в одном направлении - с аксона передающего нейрона на воспринимающий нейрон через синапсы, находящиеся на его дендритах, теле или аксоне.

Обратите внимание на то, что одностороннюю передачу возбуждения обеспечивают синапсы (контакты нейронов). Нервное волокно (отросток нейрона) может передавать нервные импульсы в обоих направлениях, а односторонняя передача возбуждения появляется только в нервных цепях, состоящих из нескольких нейронов, соединённых синапсами. Именно синапсы обеспечивают одностороннюю передачу возбуждения.

Нервные клетки воспринимают и перерабатывают поступающую к ним информацию. Эта информация приходит к ним, как правило, вовсе не в виде прямых электрический воздействий, а в виде управляющих химических веществ: нейротрансмиттеров. Она может быть в виде возбуждающих или тормозных химических сигналов, а также в виде модулирующих сигналов, т.е. таких, которые изменяют состояние или работу нейрона, но не передают на него возбуждение.

Свойства нейрона

Процесс в основе

Афферентный нейрон

Вставочный нейрон

Э фферентный нейрон

Восприятие возбуждения

Локальный потенциал

Проведение возбуждения

Нервный импульс

Передача возбуждения

Химический выброс

Пластичность синапсов

Изменение силы синапсов

Более подробно смотрите здесь: 3_1 Работа нервных клеток

Синапсы - там даётся определение синапса.
Аксоны (выносящие возбуждение отростки) у большинства нейронов подходя к другим нервным клеткам ветвятся и образуют многочисленные окончания на этих клетках и их отростках (дендритах и аксонах). Такие места контактов называют синапсами. Аксоны также образуют синаптические окончания и на мышечных волокнах, и на клетках желёз. А аксоны нейронов гипоталамуса могут образовывать контакты также на кровеносных капиллярах, для того чтобы выделять свои химические управляющие вещества (нейротрансмиттеры) в кровь.

Строение синапса

Синапс имеет сложное строение. Так как его образуют две разные клетки, то в его состав входят две мембраны - пресинаптическая (от передающего возбуждение нейрона) и постсинаптическая (от воспринимающего возбуждение нейрона). Между ними есть синаптическая щель с межклеточной жидкостью. Пресинаптическая часть синапса принадлежит аксону. Её можно отличить от постсинаптической части синапса по наличию пузырьков-везикул, заполненных нейротрансмиттером - химическим управляющим веществом, влияющим на постсинаптическое окончание. Постсинаптическая часть синапса отличается уплотнённой постсинаптической мембраной, которую иногда называют также "субсинаптической мембраной". На ней расположены молекулярные рецепторы, с которыми соединяется нейротрансмиттер, выделяющийся из пресинаптического окончания. Нервные окончания в ЦНС имеют вид пуговок или бляшек. Постсинаптическая мембрана находится на теле или дендритах нейрона, на который передаётся нервный импульс. Но существуют также и "аксо-аксональные синапсы", образованные двумя аксонами.

Работа возбуждающего синапса

Работу возбуждающего синапса можно объяснить очень кратко.

Когда нервный импульс доходит до места соединения одного нейрона с другим, то передающий нейрон выбрасывает в пространство между их примыкающими отростками молекулы нейромедиатора. Этот нейромедиатор улавливается окончанием воспринимающего нейрона, после чего воспринимающий нейрон порождает (генерирует) уже свой нервный импульс и отправляет его дальше по цепи нейронов.

Если вы кликните на замечательную картинку синапса слева, то увидите в динамике, как химическим путём передаётся возбуждение (или наводится торможение) с одного нейрона на другой. Слева - аксон передающего нейрона образует пресинаптическое окончание. Справа - дендрит воспринимающего нейрона образует постсинаптическое окончание.

Бегущая в виде колечка волна возбуждения (она же - нервный импульс, она же - деполяризация) открывает на своём пути натриевые ионные каналы. Ионы Na+ входят в клетку и обеспечивают деполяризацию следующего участка на пути движения волны возбуждения. Так волна мембранных изменений продвигается вдоль аксона к его окончанию (пресинаптическому окончанию).

Но на пресинаптическом окончании открываются уже другие ионные каналы - кальциевые.

Это очень важно понять и запомнить: на пресинаптическом окончании открываются не только натриевые каналы, но и кальциевые!

В наш рисунок необходимо внести уточнение: последние исследования показали, что кальциевые каналы расположены на самой верхушке пресинаптического окончания - именно там, где будут сливаться с мембраной синаптические пузырьки, а не сбоку, как это показано на рисунке. Через раскрывшиеся кальциевые каналы более крупные ионы Ca2+ входят в это окончание и побуждают пузырьки с нейротрансмиттером переместиться к синаптической щели и выбросить в неё своё содержимое. Выброшенный из окончания наружу нейротрансмиттер (медиатор или модулятор) движется через щель к постсинаптическому окончанию и садится там на его молекулярные рецепторы.

Работа тормозного синапса

Тормозный синапс на своей постсинаптической мембране имеет рецепторы к тормозному медиатору - гамма-аминомасляной кислоте (ГАМК или GABA). В отличие от возбуждающего синапса в тормозном синапсе на постсинаптической мембране ГАМК открывает ионные каналы не для натрия, а для хлора. Ионы хлора приносят в клетку не положительный заряд, а отрицательный, поэтому противодействуют взбуждению, т.к. нейтрализуют положительные заряды ионов натрия, возбуждающих клетку.

Видео: Работа ГАМК-рецептора и тормозного синапса

Итак, возбуждение через синапсы передаётся химическим путём с помощью особых управляющих веществ, находящихся в синаптических пузырьках, расположенных в пресинаптической бляшке . Общее название этих веществ - нейротрансмиттеры, т.е. "нейропередатчики". Их разделяют на медиаторы ( посредники), которые передают возбуждение или торможение, и модуляторы, которые изменяют состояние постсинаптического нейрона, но возбуждение или торможение сами не передают.

Тема. Физиология нервной системы

1. Значение нервной системы.

2. Общая схема строение нервной системы. Нервная ткань.

3. Физиологические свойства нервной ткани.

4.Рефлекс и рефлекторная дуга.

5. Особенности нервных процессов в юношеском возрасте.

Ключевые понятия и термины: низшая и высшая нервная деятельность, нервная система (НС), центральная НС, периферическая НС, вегетативная НС, нейрон, глия, нервная ткань, возбудимость, проводимость, лабильность, раздражимость, раздражитель, биологические реакции, адекватные \ неадекватные раздражители, порог раздражения, подпороговый \ надпороговый раздражитель, адекватный раздражитель, аксон, дендрит, нервные волокна, рефлекторная дуга, рефлекторное кольцо.

1.Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология: Учеб. пособ. для студ. пед. вузов. – М.: Высш. шк., 1985 (с. 22-27).

2.Гигиена / В.Д. Ванханен, Г.А. Суханова. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986 (с. 8-15).

Терминологический диктант

1. Усложнение строения и функций всех тканей и органов, их взаимоотношений и про­цессов их регуляции (развитие).

2. Наука о функциях или процессах жизнедеятельности, протекающих в организме (физиология).

3.Количественные изменения в организме (рост).

4. Изучение влияние окружающей среды на ор­ганизм человека является задачей (гигиены).

5. Изучение закономерностей становления и развития физиологических функций организма на протяжении его жизненного пути является задачей (возрастной физиологии).

Значение нервной системы

Жизнедеятельность человека должна соответствовать условиям окружающей среды. Для этого нужно воспринимать сигналы извне (свет, звук и др), усваивать, обрабатывать их и правильно реагировать. Для этого все органы и системы должны работать согласованно. Эту функцию выполняет нервная система.

Функции нервной системы могут быть условно поделе­ны на два типа: низшие и высшие.

Низшая нервная дея­тельность представляет собой процессы регуляции всех внутренних органов и физиологических систем организма человека.

Высшая нервная деятельность(ВНД) обеспечи­вает человеку адекватный контакт с окружающей средой. Высшие функции лежат в основе психической деятель­ности человека.

Русский Гуманитарный Интернет Университет Библиотека Учебной и научной литературы WWW.I-U.RU М. Ю. Арутюнян, Л. А. Петровская. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В СИСТЕМЕ ВОСПРИЯТИЯ ЧЕЛОВЕКА ЧЕЛОВЕКОМ Если подойти к восприятию человека человеком в аспекте динамики, а не как к одноактному процессу, то важным звеном всей этой системы оказывается меха­низм так называемой обратной .

Таким образом, благодаря деятельности нервной систе­мы мы связаны с окружающим миром, способны активно воздействовать на окружающую природу и преобразовывать ее. Следовательно, высшая и низшая нервная деятель­ность накладываются одна на другую и должны рассмат­риваться только в тесном и гармоничном единстве.

Общая схема строения нервной системы. Нервная ткань.

Нервная система человека состоит из двух основных отделов: центральной и периферической нервной системы.

К центральной нервной системе (ЦНС) относятся голов­ной и спинной мозг. Она обрабатывает нервные импульсы, поступающие от всего тела.

К периферической НС относятся все нервные во­локна и скопления нервных клеток, расположенные вне ЦНС. Делится на вегетативную и соматическую.

Вегетативная НС осуществляет регу­ляцию деятельности внутренних органов и обмена веществ. Делится на 2 отдела: соматический и вегетативный.

Соматическая НС — регулирует сокращения мышц и обеспечивает чувствительность нашего тела.

— симпатический – готовит органы телак активным действиям в стрессовых ситуациях (усиление частоты сердечных сокращений, глубины вдоха, тормозит активность органов выделения и пищеварения)

— парасимпатический – перестраивает деятельность врутренних органов на состояние покоя

Нервная система состоит из нейронов – нервных клеток. Помимо нейронов в состав нервной системы входят клетки глии. Совокупность нейронов и глиальных клеток составляет нервную ткань. Клетки глии, окружая со всех сторон нейроны, выполняют для них опорные, питательные и электроизолирующие функции.

В процессе постнатального развития человека значи­тельно изменяется соотношение между глиальными и нерв­ными клетками. У новорожденного количество нейронов выше, чем количество глиальных клеток. К 20—30 годам их соотношение становится равным (50:50), а далее сдвига­ется в сторону глиальных клеток.

Например, у 70-летнего человека нейроны головного мозга составляют только 30 % от общего количества клеток, входящих в состав нервной ткани. На основании этих и других данных в последние годы высказывается гипоте­за, что глия имеет отношение также к процессам запоми­нания и образованию условных рефлексов.

Нейроны представляют собой клетки, весьма разнооб­разные по форме. Вместе с тем общее строение нейронов не отличается от строения любой другой клетки нашего тела (рис.2).

Здесь также можно выделить клеточную мембрану, ядро, ядрышко, клеточные органоиды. Особен­ностью в строении нейронов является большое количество клеточных отростков и наличие в цитоплазме специфиче­ских образований: тигроидного вещества, или тигроидных глыбок, и нейрофибрилл. В состав тигроидного вещества нейрона входит РНК, содержание которой увеличивается до полового созревания, а затем находится на относитель­но постоянном уровне (если условия существования орга­низма остаются благоприятными).

В случае экстремаль­ных (стрессорных) воздействий содержание РНК в тигроидном веществе может уменьшаться, а сами глыбки пол­ностью распадаются, что приводит к гибели нейрона.

Нейрофибриллы представляют собой длинные белко­вые молекулы, расположенные в теле и отростках нейрона и исчезающие при его длительной работе.

Человеческий мозг вмещает около 100 млрд. нейронов, что составлят лишь 2 % веса тела. Нейрон состоит из тела и отростков. Длинные отростки – аксоны— формируют нервные волокна, соединяющиеся в нервы. Длина аксона может достигать 1,5 м. Короткие отростки нейрона – дендриты – осуществляют связь между нейронами.

Тонкие разветвления дендритов по­крыты микроскопическими выростами — шипиками. Су­ществует предположение, что шипики увеличивают пло­щадь контакта нейрона с другими нервными клетками. Число нейронных шипиков значительно увеличивается пос­ле рождения и, как показали эксперименты на животных, связано с процессами обучения. Чем более интенсивно про­водится обучение, тем большее число шипиков образу­ется на дендритах, тем в большей степени изменяется их форма.

Нейроны никогда не прикасаются друг к другу. Они отделены синапсами – промежутками между нейронами шириной менее одной десятитысячной миллиметра. Аксоны формируют синапсы на теле другой нервной клетки или ее отростках. Синапсы состоят из собственно синаптического оконча­ния, представляющего утолщение аксона, синаптической щели и постсинаптической мембраны, являющейся уже частью другого нейрона.

Проблемный вопрос: Ученые полагают, что из огромного числа нейронов головного мозга активны только 4%. Зачем же человеку остальные 96%? Ответ: При усиленной умственной работе активизируются ранее незадействованные клетки коры.

Синаптические щели перекрываются медиаторами – химическими передатчиками нервных импульсов. Сегодня известно более 30 разных медиаторов.

Когда нейрон возбуждается, нервный импульс электрическим путем протекает от дендрита к аксону. Достигнув его окончания, импульс заставляет синаптические пузырьки с молекулами медиатора выбрасывать через синапс свое содержимое. Медиатор воздействует на нужный нейрон, либо рождая электрический импульс, либо тормозя электрическую деятельность. Когда нейроны регулярно возбуждаются и выбрасывают через синапс медиаторы, они ближе притягиваются друг к другу и связь между ними укрепляется, благодаря чему повышается способность учиться. Следовательно, мозг, как и мышца, укрепляется применением и слабеет от бездействия.

Таким образом, нервный сигнал передается по нервам электрохимическим путем со скоростью 4 м/с, поэтому мы реагируем на различные раздражители почти мгновенно.

Нервными волокнами называются покрытые оболочка­ми отростки нервных клеток. Тела нейронов и большая часть их дендритов сосредоточены в спинном и головном мозге. Незначительная часть дендритов и аксоны, длина которых у человека может достигать 1 —1,5 м, выходят да­леко за пределы ЦНС. Сплетаясь друг с другом, они обра­зуют нервы. Нервы видны в виде белых нитей даже не­вооруженным глазом. Они, как провода, связывают все участки нашего тела с центральными отделами нервной системы.

Основная функция нервных волокон и нервов — прове­дение нервных импульсов. Различают чувствительные нер­вы (афферентные), проводящие нервные импульсы к ЦНС (центростремительные), двигательные нервы (эфферент­ные), проводящие нервные импульсы от ЦНС к перифери­ческим органам (центробежные), и смешанные нервы, состоящие из чувствительных и двигательных волокон.

Некоторые нервные волокна имеют оболочку, состоя­щую из жироподобного вещества — миелина, выполняю­щего трофические, защитные и электроизолирующие функ­ции. Нервные волокна, покрытые миелином, называют мякотными, а не имеющие его — безмякотными. Скорость проведения возбуждения в последних значительно ниже и составляет всего 1 — 30 м/с, в то время как в мякотных во­локнах — 120 м/с.

На первых этапах онтогенеза миелиновая оболочка от­сутствует и ее развитие идет в основном в первые два-три года.

Формирование оболочек в значительной степени зави­сит от условий жизни ребенка. В неблагоприятных усло­виях процесс миелинизации может замедляться на не­сколько лет, что затрудняет управляющую и регулирую­щую деятельность нервной системы.

Физиологические свойства нервной ткани

Одно из самых общих свойств всего жи­вого — раздражимость.

Раздражитель — изменения в окружающей среде или организме (физические – электричество, физико-химические – изменение состава крови; химические – лекарственные препараты, ферменты ).

Раздражение — процесс действия раздражителя.

Биологические реакции — ответные изменения в деятельности кле­ток и целого организма.

Виды физиологических раздражителей:

— адекватные — к вос­приятию которых клетки и ткани организма приспособи­лись в процессе своего исторического развития (для рецепторов кожи — давление, для рецепторов глаза — свет, для температурных — изменения температуры).

Наиболее общим, адекватным и естественным раздражителем для всех клеток нашего тела является нервный импульс.

— неадекватные — к восприятию которых клетки и ткани специально не приспособлены. Например, ощуще­ния светового блика возникают в глазах не только при воздействии света, а также при механических воздейст­виях, и в частности при ударе.

Возбудимость -способность быстро реагировать на раздражение. Количест­венной мерой возбудимости является порог раздраже­ния — минимальная величина раздражителя, способная вызвать ответную реакцию ткани. В этой связи раздражи­тель меньшей силы называют подпороговым, а большей — надпороговым. Последние в сравнении с пороговыми, как правило, вызывают более значительные ответные измене­ния в жизнедеятельности ткани или организма.

Возбудимость проявляется в процессах возбуждения, которые представляют собой изменение процессов обмена веществ в клетках нервной ткани и выделение различных видов энергии (тепловой, электирческой, лучистой).

Таким образом, процессы возбуждения способствуют протеканию функции или деятельности организма. Существуют также процессы торможения, которые препятствуют из протеканию.

-первичное- протекает без предшествующего возбуждения в тормозных нейронах и синапсах (при опережающем торможении нервные импульсы возбуждают тормозные клетки, в результате чего при возбуждении одних групп мышц происходит параллельное торможение мыщц-антагонистов.

-вторичное – развивается в результате функциональной активности возбудимых нейронов.

· обеспечивает координацию двигательного акта

· освобождает ЦНС от переработки несущественной информации

· защищает нервные центры от утомления и истощения

Проводимость— способность жи­вой ткани проводить возбуждение. Проводимость нервной ткани связана с распространением по ней процессов воз­буждения. Возникнув в одной клетке, электрический (нерв­ный) импульс легко переходит на соседние клетки и может передаваться в любой участок нервной системы.

Проводимость нервной ткани связана с тем, что возник­ший в месте возбуждения потенциал действия в свою оче­редь вызывает изменения ионных концентраций в соседнем участке. Возникнув на новом участке, потенциал действия вновь вызывает изменение концентрации ионов в сосед­нем участке и, соответственно, новый потенциал дейст­вия и т. д. Таким способом волна возбуждения распрост­раняется вдоль всей ткани или отдельной нервной клетки.

Лабильность.Исследование процессов возбужде­ния в нервной ткани показало, что уровень ее возбудимости является величиной непостоянной. В частности, если нерв­ная ткань подвергается повторным раздражениям в период развития потенциала действия, то никакой ответной реак­ции не наблюдается. Эту фазу полного исчезновения воз­будимости называют фазой абсолютной рефрактерности. Она совпадает по времени с периодом возникновения и протекания потенциала действия и составляет не более 0,4 мс (для нервной ткани теплокровных животных).

За­тем возбудимость ткани постепенно достигает своего ис­ходного уровня. Эту фазу называют фазой относительной рефрактерности. По длительности она обычно в несколько раз превышает фазу абсолютной рефрактерности. Дейст­вие раздражителей в этот период способно вызывать сла­бую реакцию. Наконец, эта фаза сменяется фазой повы­шенной возбудимости ткани (фаза супернормальности) и действие раздражителей в этот момент сопровождается более выраженной реакцией.

Лабильность — свойство, ха­рактеризующее способность возбудимой ткани воспроиз­водить максимальное количество потенциалов действия в единицу времени. Оказалось, что нервная ткань обладает наибольшей лабильностью, у мышечной она значительно ниже, самая низкая лабильность у синапсов.

Лабильность ткани в значительной степени зависит от функционального состояния этой ткани. Патологические процессы и утомление приводят к снижению лабильности нервной ткани, а систематические специальные трениров­ки — к ее повышению. В частности, последний эффект на­блюдается в нервной и мышечной системах спортсменов под действием тренировок в тех видах спорта, которые требуют развития быстрых ответных действий, например в спортивных играх и единоборствах.

Основные физиологические свойства нервной ткани, ее проводимость, возбудимость и лабильность характери­зуют функциональное состояние нервной системы челове­ка, определяют его психические процессы. Нарушение про­водимости и возбудимости нервной ткани, например при общем наркозе, прекращает все психические процессы че­ловека и приводит к полной потере сознания.

Рефлекс и рефлекторная дуга.

Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение, происходящая при участии ЦНС.

Рефлекторная дуга – путь, по которому проходит возбуждение при рефлексе. Простейшая рефлекторная дуга состоит из следующих частей:

— рецептор – окончание чувствительного нерва, воспринимающее раздражение из окружающей среды или внутренней среды организма;

— афферентное нервное волокно – отросток чувствительного нейрона, передающего возбуждение в ЦНС;

— ЦНС – головной и спинной мозг, которые осуществляют анализ полученной информации и посылает ответную реакцию;

— эфферентное нервное волокно – отросток двигательного нейрона, посылающий нервный импульс от ЦНС к исполнительным органам;

— эффектор – исполнительный орган.

В большинстве случаев в состав рефлекторных дуг входят несколько нейронов, и связи между ними обеспечивают множество синапсов. Поскольку скорость передачи сигнала с синапах химический способом в тысячу раз меньше скорости электрического сигнала в нейронах, то чем больше синапсов на пути движения нервных импульсов, тем больше времени от начала раздражения до начала ответной реакции, т.е. время реакции.

После прекращения действия раздражителя активность нейронов не прекращается. Явление последействия связано с механизмами памяти. Непродолжительное последействие до 1ч. – с кратковременной памятью, а более длительные следы, имеющие значение в обучении, — с долговременной.

Особенности нервных процессов у юношей

Юношеский возраст (14-20 лет) является этапом завершающего развития функций мозга. Мозг отличается высокой пластичностью, его резервные возможности очень велики и их необходимо использовать. Особенности нервной системы в юношеском возрасте следующие:

— пластичность связей нервных центров;

— высокая избирательность участия нервных центров;

— высокий уровень произвольного регулирования в соответствии с внешними инструкциями и внутренними потребностями;

— продолжается структурное созревание коры больших полушарий: усложняется организация ее нервных элементов, расширяются метаболические возможности нейронов.

— совершенствуются механизмы функциональной организации мозга.

— специализация структур мозга в восприятии обеспечивает более быстрое и точное реагирование на воздействия внешней среды.

— формируются межполушарные отношения при умственной деятельности: правое активизируется при зрительно-пространственной деятельности, левое – при речевой и абстрактной.

— отрабатываются нейрофизиологические механизмы, определяющие индивидуальную стратегию познавательной деятельности.

Расширению возможностей мозга в учебной деятельности, улучшению умственной работоспособности могут способствовать целенаправленные педагогические воздействия, такие как:

— развитие способности к большей концентрации внимания;

— развитие умения быстро и четко выделять наиболее значимую информацию;

— умение организовывать мыслительную деятельность.

К 18-20 годам координация рефлекторных процессов достигает своего совершенства.

Закрепление материала

Решите кроссворд и прочитайте слово в выделенных клеточках. Дайте ему определение.

1. Нервное окончание.

2. Часть нервной клетки.

3. Исполнительный орган.

5. Нервная клетка.

6. Ответвление нейрона, передающее сигнал.

7. Вид нервной деятельности.

Вопросы самоконтроля

1. Охарактеризуйте изменения строения нервной системы человека, связанные с интеллектуальным развитием.

2. Какие из механизмов нервной системы поддаются тренировке?

3. Перечислите адекватные раздражители для основных анализаторных систем человека.

4. Поясните преимущества процесса миелинизации нервных волокон.