Центральна нервова система людини. Нервова система людини: будова, функції, захворювання, відділи

Нервові закінчення розташовані в усьому людському тілі. Вони несуть найважливішу функціюі є складовою всієї системи. Будова нервової системилюдину представляє складну розгалужену структуру, яка проходить через весь організм.

Фізіологія нервової системи є складною складовою структурою.

Нейрон вважається основною структурною та функціональною одиницею нервової системи. Його відростки формують волокна, які збуджуються під впливом і передають імпульс. Імпульси досягають центрів, де аналізуються. Проаналізувавши отриманий сигнал, мозок передає необхідну реакцію на подразник відповідним органам чи частинам тіла. Нервова система людини коротко описується такими функціями:

• забезпечення рефлексів;
• регуляція внутрішніх органів;
• забезпечення взаємодії організму із зовнішнім середовищем, шляхом пристосування тіла до зовнішніх умов і подразників, що змінюються;
• взаємодія всіх органів.

Значення нервової системи полягає у забезпеченні життєдіяльності всіх частин організму, а також взаємодії людини з навколишнім світом. Будова та функції нервової системи вивчаються неврологією.

Структура ЦНС

Анатомія центральної нервової системи (ЦНС) є скупченням нейронних клітин та нейронних відростків спинномозкового відділу та головного мозку. Нейрон – це одиниця нервової системи.

Функція ЦНС – це забезпечення рефлекторної діяльності та обробка імпульсів, що надходять від ПНР.

Особливості будови ПНР

Завдяки ПНР відбувається регулювання діяльності всього організму людини. ПНР складається з черепних і спинномозкових нейронів і волокон, що утворюють ганглії.

У будова та функції дуже складні, тому будь-яке пошкодження, наприклад, пошкодження судин на ногах, може викликати серйозні порушення її роботи. Завдяки ПНР здійснюється контроль за всіма частинами організму та забезпечується життєдіяльність усіх органів. Значення цієї нервової системи для організму переоцінити неможливо.

ПНР ділиться на два підрозділи – це соматична та вегетативна системи ПНР.

Виконує подвійну роботу - збирання інформації від органів чуття, і подальша передача цих даних в ЦНС, а також забезпечення рухової активності організму шляхом передачі імпульсів від ЦНС в м'язи. Таким чином, саме нервова система соматична є інструментом взаємодії людини з навколишнім світом, оскільки вона обробляє сигнали, які отримують від органів зору, слуху та смакових рецепторів.

Забезпечує виконання функцій усіх органів. Вона контролює серцебиття, кровопостачання, дихальну діяльність. У її складі – лише рухові нерви, що регулюють скорочення м'язів.

Для забезпечення серцебиття та кровопостачання не потрібні зусилля самої людини – цим керує саме вегетативна частина ПНР. Принципи будови та функції ПНР вивчаються в неврології.

Відділи ПНР

ПНР також складається з аферентної нервової системи та еферентного відділу.

Аферентний відділ є сукупністю сенсорних волокон, які обробляють інформацію від рецепторів і передають її в головний мозок. Робота цього відділу починається тоді, коли рецептор дратується через якийсь вплив.

Еферентна система відрізняється тим, що обробляє імпульси, що передаються від головного мозку до ефекторів, тобто м'язів та залоз.

Одна з важливих частин вегетативного відділу ПНР – це ентеральна нервова система. Ентеральна нервова система формується з волокон, розташованих у ШКТ та сечовивідних шляхах. Ентеральна нервова система забезпечує моторику тонкої та товстої кишки. Цей відділ також регулює секрет, що виділяється в шлунково-кишковому тракті, і забезпечує місцеве кровопостачання.

Значення нервової системи полягає у забезпеченні роботи внутрішніх органів, інтелектуальної функції, моторики, чутливості та рефлекторної діяльності. ЦНС дитини розвивається не тільки у внутрішньоутробний період, а й протягом першого року життя. Онтогенез нервової системи починається з першого тижня після зачаття.

Основа для розвитку головного мозку формується вже третього тижня після зачаття. Основні функціональні вузли позначаються на третій місяць вагітності. До цього терміну вже сформовані півкулі, стовбур та спинний мозок. До шостого місяця вищі відділи мозку вже розвинені краще за спинальний відділ.

На момент появи малюка світ, найбільш розвиненим виявляється головний мозок. Розміри мозку у новонародженого становлять приблизно восьму частину ваги дитини та коливаються в межах 400 г.

Діяльність ЦНС і ПНР сильно знижена в перші кілька днів після народження. Це може полягати в великій кількості нових подразнюючих факторів для малюка. Так проявляється пластичність нервової системи, тобто здатність цієї структури перебудовуватися. Як правило, підвищення збудливості відбувається поступово, починаючи з перших семи днів життя. Пластичність нервової системи із віком погіршується.

Типи ЦНС

У центрах, розташованих у корі мозку, одночасно взаємодіють два процеси – гальмування та збудження. Швидкість зміни цих станів визначає типи нервової системи. Коли збуджена одна ділянка центру ЦНС, інша сповільнюється. Цим обумовлені особливості інтелектуальної діяльності, такі як увага, пам'ять, зосередженість.

Типи нервової системи описують відмінності між швидкістю процесів гальмування та порушення ЦНС у різних людей.

Люди можуть відрізнятися за характером та темпераментом, залежно від особливостей процесів у ЦНС. До її особливостей відносять швидкість перемикання нейронів з процесу гальмування на процес збудження і навпаки.

Типи нервової системи поділяються на чотири види.

• Слабкий тип, або меланхолік, вважають найбільш схильним до виникнення неврологічних і психоемоційних розладів. Він відрізняється повільними процесами збудження та гальмування. Сильний та неврівноважений тип – це холерик. Цей тип відрізняється переважанням процесів збудження процесами гальмування.
• Сильний та рухливий – це тип сангвініка. Всі процеси, що відбуваються в корі головного мозку, сильні і активні. Сильний, але інертний або флегматичний тип відрізняється низькою швидкістю перемикання. нервових процесів.

Типи нервової системи взаємопов'язані з темпераментами, але це поняття слід розрізняти, адже темперамент характеризує набір психоемоційних якостей, а тип ЦНС описує фізіологічні особливості процесів, які у ЦНС.

Захист ЦНС

Анатомія нервової системи є дуже складною. ЦНС і ПНП страждають через вплив стресу, перенапруги та нестачі харчування. Для нормального функціонування ЦНС необхідні вітаміни, амінокислоти та мінерали. Амінокислоти беруть участь у роботі мозку і є будівельним матеріаломдля нейронів. Розібравшись, навіщо і для чого потрібні вітаміни та амінокислоти, стає ясно, як важливо забезпечити організм необхідною кількістю цих речовин. Особливо для людини важливі глютамінова кислота, гліцин та тирозин. Схема прийому вітамінно-мінеральних комплексів для профілактики захворювань ЦНС і ПНР підбирається лікарем, що індивідуально лікує.

Ушкодження пучків, вроджені патології та аномалії розвитку мозку, а також дія інфекцій та вірусів – все це призводить до порушення роботи ЦНС та ПНР та розвитку різних патологічних станів. Такі патології можуть викликати ряд дуже небезпечних захворювань - знерухомлення, парез, атрофія м'язів, енцефаліт та багато іншого.

Злоякісні новоутворення у головному чи спинному мозку призводять до низки неврологічних порушень.При підозрах онкологічне захворювання ЦНС призначається аналіз - гістологія уражених відділів, тобто обстеження складу тканини. Нейрон, як частина клітини, також може мутувати. Такі мутації дозволяє виявити гістологію. Гістологічний аналіз проводиться за показаннями лікаря і полягає у збиранні ураженої тканини та її подальшому вивченні. При доброякісних утвореннях також проводиться гістологія.

У тілі людини знаходиться безліч нервових закінчень, пошкодження яких може спричинити низку проблем. Пошкодження найчастіше призводить до порушення рухливості частини тіла. Наприклад, пошкодження руки може призвести до болю на пальцях рук та порушення їхнього руху. Остеохондроз хребта спровокувати виникнення болю на стопі через те, що роздратований або передавлений нерв посилає болючі імпульси рецепторам. Якщо болить ступня, люди часто шукають причину у тривалій ходьбі чи травмі, але больовий синдромможе бути спровокований ушкодженням у хребті.

При підозрі на пошкодження ПНР, а також за будь-яких супутніх проблем необхідно пройти огляд у фахівця.

В організмі людини робота всіх її органів тісно пов'язана між собою, і тому організм функціонує як єдине ціле. Узгодженість функцій внутрішніх органів забезпечує нервова система. Крім того, нервова система здійснює зв'язок між зовнішнім середовищем і регулюючим органом, відповідаючи на зовнішні подразнення відповідними реакціями.

Сприйняття змін, що відбуваються у зовнішньому та внутрішньому середовищі, відбувається через нервові закінчення- Рецептори.

Будь-яке подразнення (механічне, світлове, звукове, хімічне, електричне, температурне), що сприймається рецептором, перетворюється (трансформується) на процес збудження. Порушення передається по чутливим - доцентровим нервовим волокнам в центральну нервову систему, де відбувається терміновий процес переробки нервових імпульсів. Звідси імпульси направляються по волокнам відцентрових нейронів (рухових) до виконавчих органів, що реалізують реакцію у відповідь - відповідний пристосувальний акт.

Так відбувається рефлекс (від лат. "Рефлексус" - відображення) - закономірна реакція організму на зміни зовнішньої або внутрішнього середовища, що здійснюється за допомогою центральної нервової системи у відповідь на подразнення рецепторів

Рефлекторні реакції різноманітні: це звуження зіниці при яскравому світлі, виділення слини при попаданні їжі в порожнину рота та ін.

Шлях, яким проходять нервові імпульси (збудження) від рецепторів до виконавчого органу під час здійснення будь-якого рефлексу, називається рефлекторної дугою .

Дуги рефлексів замикаються в сегментарному апараті спинного мозку та стовбура мозку, але вони можуть замикатися і вище, наприклад, у підкіркових гангліях чи корі.

З урахуванням вищевикладеного розрізняють:

• центральну нервову систему (головний та спинний мозок) та
• периферичну нервову систему, представлену нервами, що відходять від головного і спинного мозку, та іншими елементами, що лежать поза спинним і головним мозку.

Периферична нервова система поділяється на соматичну (анімальну) та вегетативну (або автономну).

• соматична нервова система здійснює переважно зв'язок організму із зовнішнім середовищем: сприйняття подразнень, регуляцію рухів поперечно-смугастої мускулатури скелета та ін.
• вегетативна - регулює обмін речовин та роботу внутрішніх органів: биття серця, перистальтичні скорочення кишечника, секрецію різних залоз тощо.

Вегетативна нервова система у свою чергу, виходячи з сегментарного принципу будови, поділяється на два рівні:

• сегментарний - включає симпатичну, анатомічно пов'язану зі спинним мозком, і парасимпатичну, утворену скупченнями нервових клітин в середньому і довгастому мозку, нервові системи
• надсегментарний рівень - включає ретикулярну формацію мозкового стовбура, гіпоталамус, таламус, мигдалину і гіпокамп - лімбіко-ретикулярний комплекс

Соматична та вегетативна нервові системи функціонують у тісній взаємодії, проте вегетативна нервова система має деяку самостійність (автономність), керуючи багатьма мимовільними функціями.

ЦЕНТРАЛЬНА НЕРВОВА СИСТЕМА

Представлена ​​головним та спинним мозком. Мозок складається з сірої та білої речовини.

Сіра речовинає скупчення нейронів та його коротких відростків. У спинному мозку воно знаходиться в центрі, оточуючи спинно-мозковий канал. У головному мозку, навпаки, сіра речовина розташована на його поверхні, утворюючи кору (плащ) та окремі скупчення, що отримали назву ядер, зосереджених у білій речовині.

Біла речовина знаходиться під сірим та складена нервовими волокнами, покритими оболонками. Нервові волокна, з'єднуючись, складають нервові пучкиа кілька таких пучків утворюють окремі нерви.

Нерви, якими збудження передається з центральної нервової системи до органів, називаються відцентровими, а нерви, які проводять збудження з периферії в центральну нервову систему, називаються доцентровими.

Головний та спинний мозок оточений трьома оболонками: твердою, павутинною та судинною.

• Тверда - зовнішня, сполучнотканина, вистилає внутрішню порожнинучерепа та хребетного каналу.
• Павутинна розташована під твердою – це тонка оболонка з невеликою кількістю нервів та судин.
• Судинна оболонка зрощена з мозком, заходить у борозни та містить багато кровоносних судин.

Між судинною та павутинною оболонками утворюються порожнини, заповнені мозковою рідиною.

Спинний мозокзнаходиться в хребетному каналі і має вигляд білого тяжа, що простягся від потиличного отворудо попереку. По передній та задньої поверхніспинного мозку розташовані поздовжні борозни, у центрі проходить спинно-мозковий канал, навколо якого зосереджено сіру речовину - скупчення величезної кількості нервових клітин, що утворюють контур метелика. за зовнішньої поверхнітяжа спинного мозку розташована біла речовина - скупчення пучків із довгих відростків нервових клітин.

У сірій речовині розрізняють передні, задні та бічні роги. У передніх рогах залягають рухові нейрони, у задніх - вставні, які здійснюють зв'язок між чутливими та руховими нейронами. Чутливі нейрони лежать поза тяжа, у спинномозкових вузлах по ходу чутливих нервів.

Від рухових нейронів передніх рогів відходять довгі відростки – передні коріння, що утворюють рухові нервові волокна. До задніх рогів підходять аксони чутливих нейронів, що формують задні коріння, які надходять у спинний мозок і передають збудження з периферії спинний мозок. Тут збудження переключається на вставний нейрон, а від нього - на короткі відростки рухового нейрона, з якого потім аксоном воно повідомляється робочому органу.

У міжхребцевих отворах рухові та чутливі коріння з'єднуються, утворюючи змішані нерви, які потім розпадаються на передні та задні гілки. Кожна з них складається з чутливих та рухових нервових волокон. Таким чином, на рівні кожного хребця від спинного мозку в обидві сторони відходить лише 31 пара спинно-мозкових нервів змішаного типу.

Біла речовина спинного мозку утворює провідні шляхи, що тягнуться вздовж спинного мозку, з'єднуючи як окремі сегменти один з одним, так і спинний мозок з головним. Одні провідні шляхи називаються висхідними або чутливими, що передають збудження в головний мозок, інші - низхідними або руховими, які проводять імпульси від головного мозку до певних сегментів спинного мозку.

Функція спинного мозку.Спинний мозок виконує дві функції:

1. рефлекторну [показати] .

   Кожен рефлекс здійснюється строго певною ділянкою центральної нервової системи – нервовим центром. Нервовим центром називають сукупність нервових клітин, розташованих у одному з відділів мозку і регулюючих діяльність будь-якого органу чи системи. Наприклад, центр колінного рефлексу знаходиться в поперековому відділі спинного мозку, центр сечовипускання – у крижовому, а центр розширення зіниці – у верхньому грудному сегменті спинного мозку. Життєво важливий руховий центр діафрагми локалізований у III-IV шийних сегментах. Інші центри - дихальний, судинно-руховий - розташовані в довгастому мозку.

   Нервовий центр складається з безлічі вставних нейронів. У ньому переробляється інформація, яка надходить з відповідних рецепторів, та формуються імпульси, що передаються на виконавчі органи - серце, судини, скелетні м'язи, залози і т. д. В результаті їх функціональний стан змінюється. Для регуляції рефлексу, його точності, потрібна участь і вищих відділів центральної нервової системи, включаючи кору головного мозку.

   Нервові центри спинного мозку безпосередньо пов'язані з рецепторами та виконавчими органами тіла. Рухові нейрони спинного мозку забезпечують скорочення м'язів тулуба та кінцівок, а також дихальних м'язів – діафрагми та міжреберних. Окрім рухових центрів скелетної мускулатури, у спинному мозку знаходиться ряд вегетативних центрів.

2. провідникову [показати] .

Пучки нервових волокон, що утворюють білу речовину, з'єднують різні відділи спинного мозку між собою та головний мозок зі спинним. Розрізняють висхідні шляхи, що несуть імпульси до головного мозку, і низхідні, що несуть імпульси від головного мозку до спинного. За першим збудження, що виникає в рецепторах шкіри, м'язів, внутрішніх органів, проводиться по спинномозкових нервах в задні корінці спинного мозку, сприймається чутливими нейронами спинно-мозкових вузлів і звідси спрямовується або в задні роги спинного мозку, або у складі білої речовини досягає стовбура, а потім кори великих півкуль.

Нисхідні шляхи проводять збудження від головного мозку до рухових нейронів спинного мозку. Звідси збудження спинно-мозковими нервами передається до виконавчих органів. Діяльність спинного мозку перебуває під контролем головного мозку, який регулює спинномозкові рефлекси.

Головний мозокрозташований в мозковий відділчерепа. Середня його маса 1300 – 1400 р. Після народження людини зростання мозку триває до 20 років. Складається він з п'яти відділів: передньої (великі півкулі), проміжного, середнього, заднього та довгастого мозку. Усередині головного мозку знаходяться чотири сполучені між собою порожнини - мозкові шлуночки. Вони заповнені спинно-мозковою рідиною. I і II шлуночки розташовані у великих півкулях, III – у проміжному мозку, а IV – у довгастому.

Півкулі (найбільш нова в еволюційному відношенні частина) досягають у людини високого розвитку, становлячи 80% маси мозку Філогенетично більш давня частина – стовбур головного мозку. Стовбур включає довгастий мозок, мозковий (варолієвий) міст, середній і проміжний мозок.

У білій речовині стовбура залягають численні ядра сірої речовини. Ядра 12 пар черепно-мозкових нервів також лежать у стовбурі мозку. Стовбурова частина мозку прикрита півкулями головного мозку.

Продовгуватий мозок- Продовження спинного і повторює його будову: на передній і задній поверхні тут також залягають борозни. Він складається з білої речовини (провідних пучків), де розсіяні скупчення сірої речовини - ядра, від яких беруть початок черепні нерви - з IX по XII пару, у тому числі язиково-точний (IX пара), блукаючий (X пара), іннервуючий органи дихання, кровообігу, травлення та інші системи, під'язичний (XII пара). Вгорі довгастий мозок продовжується в потовщення - варолів міст, а з боків від нього відходять нижні ніжки мозочка. Зверху і з боків майже весь довгастий мозок прикритий великими півкулями та мозочком.

У сірій речовині довгастого мозку залягають життєво важливі центри, що регулюють серцеву діяльність, дихання, ковтання, що здійснюють захисні рефлекси (чхання, кашель, блювання, сльозовиділення), секрецію слини, шлункового та підшлункового соку та ін. Пошкодження тривалого серцевої діяльності та дихання.

Задній мозоквключає варолієв міст і мозок. Варолієв міст знизу обмежений довгастим мозком, зверху переходить у ніжки мозку, бічні його відділи утворюють середні ніжки мозочка. У речовині варолієвого моста знаходяться ядра з V по VIII пари черепно-мозкових нервів (трійчастий, відвідний, лицьовий, слуховий).

Мозок розташований ззаду від мосту і довгастого мозку. Поверхня його складається із сірої речовини (кора). Під корою мозочка знаходиться біла речовина, в якій є скупчення сірої речовини - ядра. Весь мозок представлений двома півкулями, середньою частиною - черв'яком і трьома парами ніжок, утворених нервовими волокнами, за допомогою яких він пов'язаний з іншими відділами головного мозку. Основна функція мозочка - безумовно-рефлекторна координація рухів, що визначає їх чіткість, плавність та збереження рівноваги тіла, а також підтримання тонусу м'язів. Через спинний мозок по провідних шляхах імпульси від мозочка надходять до м'язів. Контролює діяльність мозочка кора великих півкуль.

Середній мозокрозташований попереду варолієвого моста, він представлений чотирипагорбом і ніжками мозку. У центрі його проходить вузький канал (водопровід мозку), який з'єднує III та IV шлуночки. Мозковий водогін оточений сірою речовиною, в якій лежать ядра III та IV пар черепно-мозкових нервів. У ніжках мозку продовжуються провідні шляхи від довгастого мозку і варолієвого моста до великих півкуль. Середній мозок відіграє важливу роль у регуляції тонусу та у здійсненні рефлексів, завдяки яким можливі стояння та ходьба. Чутливі ядра середнього мозку перебувають у горбах четверохолмия: у верхніх укладено ядра, пов'язані з органами зору, у нижніх - ядра, пов'язані з органами слуху. З участю здійснюються орієнтовні рефлекси світ і звук.

Проміжний мозокзаймає в стовбурі найвище положення і лежить вперед від ніжок мозку. Складається з двох зорових пагорбів, надбугорної, підбугорної області та колінчастих тіл. По периферії проміжного мозку знаходиться біла речовина, а в його товщі – ядра сірої речовини. Зорові горби - головні підкіркові центри чутливості: сюди по висхідним шляхамнадходять імпульси з усіх рецепторів тіла, а звідси – до кори великих півкуль. У подбугорной частини (гіпоталамус) перебувають центри, сукупність яких є вищий підкірковий центр вегетативної нервової системи, регулюючий обмін речовин, тепловіддачу, сталість внутрішнього середовища. У передніх відділах гіпоталамуса розташовуються парасимпатичні центри, у задніх – симпатичні. У ядрах колінчастих тіл зосереджені підкіркові зорові та слухові центри.

До колінчастих тіл прямує II пара черепно-мозкових нервів - зорові. Стовбур мозку пов'язують з довкіллямта з органами тіла черепно-мозкові нерви. За своїм характером вони можуть бути чутливими (I, II, VIII пари), руховими (III, IV, VI, XI, XII пари) та змішаними (V, VII, IX, X пари).

Передній мозокскладається з сильно розвинених півкуль і сполучної серединної частини. Права та ліва півкулі відокремлені один від одного глибокою щілиною, на дні якої лежить мозолисте тіло. Мозолисте тіло з'єднує обидві півкулі за допомогою довгих відростків нейронів, що утворюють провідні шляхи.

Порожнини півкуль представлені бічними шлуночками (I та II). Поверхня півкуль утворена сірою речовиною або корою головного мозку, представленою нейронами та їх відростками, під корою залягає біла речовина - провідні шляхи. Проводять шляхи з'єднують окремі центри в межах однієї півкулі, або праву і ліву половини головного і спинного мозку або різні поверхи центральної нервової системи. У білій речовині знаходяться також скупчення нервових клітин, що утворюють підкіркові ядра сірої речовини. Частиною великих півкуль є нюховий мозок з парою нюхових нервів (I пара), що відходить від нього.

Загальна поверхня кори півкуль становить 2000-2500 см2, товщина її - 1,5-4 мм. Незважаючи на малу товщину, кора великих півкуль має дуже складну будову.

Кора включає понад 14 млрд. нервових клітин, розташованих шістьма шарами, які відрізняються формою, розмірами нейронів та зв'язками. Мікроскопічна будова кори вперше досліджував В. А. Бец. Він відкрив пірамідні нейрони, яким пізніше було надано його ім'я (клітини Беца).

У тримісячного зародка поверхня півкуль гладка, але кора росте швидше, ніж мозкова коробка, тому кора утворює складки – звивини, обмежені борознами; у них укладено близько 70% поверхні кори. Борозни ділять поверхню півкуль на частки.

У кожній півкулі розрізняють чотири частки:

• лобну
• тім'яну
• скроневу
• потиличну.

Найглибші борозни - центральна, яка проходить упоперек обох півкуль, і скронева, що відокремлює скроневу частку мозку від інших; тім'яно-потилична борозна відокремлює тім'яну частку від потиличної.

Спереду від центральної борозни (роландової борозни) в лобовій частині знаходиться передня центральна звивина, за нею - задня центральна звивина. Нижня поверхня півкуль і стовбурова частина мозку називається основою мозку.

На підставі дослідів із частковим видаленням різних ділянок кори у тварин та спостережень над людьми з ураженою корою вдалося встановити функції різних відділів кори. Так, у корі потиличної частки півкуль знаходиться зоровий центр, у верхній частині скроневої частки- слуховий. Шкірно-м'язова зона, яка сприймає подразнення від шкіри всіх частин тіла та керує довільними рухами скелетних м'язів, займає ділянку кори по обидва боки центральної борозни.

Кожній частині тіла відповідає свою ділянку кори, причому представництво долонь і пальців рук, губ і язика як найбільш рухливих і чутливих частин тіла займає у людини майже таку ж площу кори, як і представництво всіх інших частин тіла разом узятих.

У корі знаходяться центри всіх чутливих (рецепторних) систем, представництва всіх органів прокуратури та частин тіла. У зв'язку з цим до відповідних чутливих зон кори головного мозку, де проводиться аналіз і формується специфічне відчуття - зорове, нюхове та ін, підходять доцентрові нервові імпульси від усіх внутрішніх органів або частин тіла, і вона може керувати їх роботою.

Функціональну систему, що складається з рецептора, чутливого провідного шляху та зони кори, куди проектується даний видчутливості, І. П. Павлов назвав аналізатором.

Аналіз та синтез отриманої інформації здійснюється в строго визначеній ділянці – зоні кори великих півкуль. Найважливіші зони кори – рухова, чутлива, зорова, слухова, нюхова. Двигуна зона розташована в передній центральній звивині попереду центральної борозни лобової частки, зона шкірно-м'язової чутливості - позаду центральної борозни, в задній центральній звивині тім'яної частки. Зорова зона зосереджена в потиличній частці, слухова - у верхній скроневій звивині скроневої частки, а нюхова та смакова зони - у передньому відділі скроневої частки.

У корі мозку здійснюється безліч нервових процесів. Їх призначення подвійно: взаємодія організму із зовнішнім середовищем (поведінкові реакції) та поєднання функцій організму, нервове регулювання всіх органів. Діяльність кори головного мозку людини та вищих тварин визначена І. П. Павловим як вища нервова діяльність, що є умовно-рефлекторною функцією кори головного мозку.

ПЕРИФЕРИЧНА НЕРВОВА СИСТЕМА

Периферична нервова система утворена нервами, що виходять із ЦНС, і нервовими вузлами та сплетеннями, розташованими головним чином поблизу головного та спинного мозку, а також поряд з різними внутрішніми органами або в стінці цих органів. У периферичній нервовій системі виділяють соматичний та вегетативний відділи.

Соматична нервова система

Цю систему утворюють чутливі нервові волокна, що йдуть до ЦНС від різних рецепторів, і рухові нервові волокна, що іннервують скелетну мускулатуру. Характерними ознаками волокон соматичної нервової системи є те, що вони протягом усього від ЦНС до рецептора або скелетного м'яза ніде не перериваються, мають відносно великий діаметр і високу швидкістьпроведення збудження. Ці волокна становлять більшу частину нервів, що виходять із ЦНС і утворюють периферичну нервову систему.

З головного мозку виходить 12 пар черепно-мозкових нервів. Характеристика цих нервів наведено у табл.1. [показати] .

Таблиця 1. Черепно-мозкові нерви

Кожен сегмент спинного мозку віддає по одній парі нервів, що містять чутливі та рухові волокна. Всі чутливі, або доцентрові, волокна входять у спинний мозок через задні коріння, на яких є потовщення - нервові вузли. У цих вузлах знаходяться тіла доцентрових нейронів.

Волокна рухових, або відцентрових, нейронів виходять із спинного мозку через передні коріння. Кожному сегменту спинного мозку відповідає певна ділянка тіла – метамер. Однак іннервація метамерів відбувається таким чином, що кожна пара спинномозкових нервів іннервує три сусідні метамери, а кожен метамер інервується трьома сусідніми сегментами спинного мозку. Отже, щоб повністю денервувати якийсь метамер тіла, необхідно перерізати нерви трьох сусідніх сегментів спинного мозку.

Вегетативна нервова система - відділ периферичної нервової системи, що іннервує внутрішні органи: серце, шлунок, кишечник, нирки, печінку та ін. Не має своїх особливих чутливих шляхів. Чутливі імпульси від органів передаються по чутливим волокнам, які також проходять у складі периферичних нервів, є загальними для соматичної та вегетативної нервової системи, але становлять меншу частину.

На відміну від соматичної нервової системи, вегетативні нервові волокна тонші і значно повільніші проводять збудження. На шляху від ЦНС до органу, що іннервується, вони обов'язково перериваються з утворенням синапсу.

Таким чином, відцентровий шлях у вегетативної нервової системи включає два нейрони - прегангліонарний та постгангліонарний. Тіло першого нейрона знаходиться в ЦНС, а тіло другого - за її межами, у нервових вузлах (гангліях). Постгангліонарних нейронів набагато більше, ніж прегангліонарних. В результаті цього кожне прегангліонарне волокно в ганглії підходить і передає своє збудження багатьом (10 і більше) постгангліонарним нейронам. Це називається мультиплікацією.

По ряду ознак у вегетативної нервової системи виділяють симпатичний та парасимпатичний відділи.

Симпатичний відділвегетативної нервової системи утворений двома симпатичними ланцюжками нервових вузлів (парний прикордонний стовбур - вертебральні ганглії), розташованими по обидва боки від хребта, та нервовими гілочками, які відходять від цих вузлів і йдуть до всіх органів та тканин у складі змішаних нервів. Ядра симпатичної нервової системи перебувають у бічних рогах спинного мозку, від 1-го грудного до 3-го поперекового сегментів.

Імпульси, що надходять симпатичними волокнами в органи, забезпечують рефлекторну регуляцію їх діяльності. Крім внутрішніх органів симпатичні волокна іннервують кровоносні судини в них, а також у шкірі та в скелетних м'язах. Вони посилюють і частішають серцеві скорочення, викликають швидкий перерозподіл крові шляхом звуження одних судин та розширення інших.

Парасимпатичний відділпредставлений рядом нервів, серед яких найбільшим є блукаючий нерв. Він іннервує майже всі органи грудної та черевної порожнини.

Ядра парасимпатичних нервів залягають у середньому, довгастому відділах головного та крижового відділу спинного мозку. На відміну від симпатичної нервової системи, всі парасимпатичні нерви досягають периферичних нервових вузлів, розташованих у внутрішніх органах або на підступах до них. Імпульси, що проводяться цими нервами, викликають ослаблення та уповільнення серцевої діяльності, звуження вінцевих судин серця та судин мозку, розширення судин слинних та інших травних залоз, що стимулює секрецію цих залоз, посилює скорочення м'язів шлунка та кишечника.

Основні відмінності між симпатичним та парасимпатичним відділами вегетативної нервової системи наведені у табл. 2. [показати] .

Таблиця 2. Вегетативна нервова система

Більшість внутрішніх органів отримує подвійну вегетативну іннервацію, Т. е. до них підходять як симпатичні, так і парасимпатичні нервові волокна, які функціонують у тісній взаємодії, надаючи на органи протилежний ефект. Це має велике значенняу пристосуванні організму до умов середовища, що постійно змінюються.

Значний внесок у вивчення вегетативної нервової системи зробив Л. А. Орбелі [показати] .

Орбелі Леон Абгарович (1882-1958) – радянський фізіолог, учень І. П. Павлова. Акад. АН СРСР, АН АрмРСР та АМН СРСР. Керівник Військово-медичної академії, Інститут фізіології ім. І, П. Павлова АН СРСР, Інституту еволюційної фізіології, віце-президент АН СРСР.

Основний напрямок досліджень – фізіологія вегетативної нервової системи.

Л. А. Орбелі створив і розвинув вчення про адаптаційно-трофічну функцію симпатичної нервової системи. Ним проведено також дослідження з координації діяльності спинного мозку, фізіології мозочка, вищої нервової діяльності.

Відділи нервової системи

Усі частини нервової системи взаємопов'язані. Але для зручності розгляду ми розділимо її на два основні відділи, кожен із яких включає два підвідділи (рис. 2.8).

До центральної нервової системи належать усі нейрони головного та спинного мозку. До периферичної нервової системи відносяться всі нерви, що з'єднують головний мозок та спинний мозок з іншими частинами тіла. Периферична нервова система поділяється далі на соматическую систему та автономну систему (останню називають також вегетативною).

Чутливі нерви соматичної системи передають у центральну нервову систему інформацію про зовнішні стимули, що надходить від шкіри, м'язів та суглобів; з неї ми дізнаємося про біль, тиск, коливання температури та ін. Рухові нерви соматичної системи передають імпульси від центральної нервової системи до м'язів тіла, ініціюючи рух. Ці нерви контролюють усі м'язи, що у довільних рухах, і навіть мимовільних регуляціях пози і рівноваги.

Нерви автономної системи йдуть до внутрішніх органів та від них, регулюючи дихання, серцевий ритм, травлення та інших. Автономна система, що грає провідну роль емоціях, буде розглянуто нижче у цьому розділі.

Більшість нервових волокон, що з'єднують різні частини тіла з головним мозком, збираються разом у спинному мозку, де їх захищають кістки хребта. Спинний мозок надзвичайно компактний і ледве сягає діаметра мізинця. Деякі найпростіші реакцію стимули, чи рефлекси, виконуються лише на рівні спинного мозку. Це, наприклад, колінний рефлекс - розпрямлення ноги у відповідь на легке постукування сухожилля на колінній чашці. Лікарі часто використовують цей тест для визначення стану спинномозкових рефлексів. Природна функція цього рефлексу - забезпечувати розпрямлення ноги, коли коліно прагне зігнутися під впливом сили тяжкості, щоб тіло залишалося стоячим. Коли по колінному сухожиллю вдаряють, прикріплений до нього м'яз розтягується і сигнал від чутливих клітин, що знаходяться в ній, передається по сенсорних нейронів в спинний мозок. У ньому сенсорні нейрони синаптично контактують безпосередньо з моторними нейронами, які посилають імпульси назад у той самий м'яз, змушуючи його скорочуватися, а ногу - розпрямлятися. Хоча ця реакція може здійснюватися одним спинним мозком без будь-якого втручання головного мозку, вона модифікується повідомленнями від вищих. нервових центрів. Якщо безпосередньо перед ударом по коліну ви стиснете кулаки, то рух, що випрямляє, буде перебільшено. Якщо ви попередите лікаря і захочете свідомо пригальмувати цей рефлекс, то це може вийти. Основний механізм вбудований у спинний мозок, але його роботу можуть впливати вищі мозкові центри.

Організація мозку

Можливі різні способи теоретичного опису мозку. Один із таких способів представлений на рис. 2.9.

Мал. 2.9.

Задній відділ мозку включає всі структури, локалізовані в задній частині мозку. Середній відділ розташований у середній частині мозку, а передній відділ включає структури, локалізовані в передній частині мозку.

Згідно з цим підходом, мозок розділений на три зони, відповідно до їх локалізації: 1) задній відділ, що включає всі структури, локалізовані в задній, або потиличній частині головного мозку, найближчої до спинного мозку; 2) середній (середній відділ), розташований у центральній частині мозку та 3) передній (фронтальний) відділ, локалізований у передній, або фронтальній, частині мозку. Канадський дослідник Пол Маклін запропонував іншу модель організації мозку, засновану на функціях структур мозку, а не на їх локалізації. Згідно з Маклін, мозок складається з трьох концентричних шарів: а) центрального стовбура, б) лімбічної системи, і в) великих півкуль (називаються в сукупності великим мозком). Взаємне розташування цих шарів показано на рис. 2.10; порівняння компоненти поперечного перерізу мозку докладніше показані на рис. 2.11.

Мал. 2.10.

Центральний стовбур і лімбічна система показані цілком, та якщо з великих півкуль показано лише праве. Мозочок контролює баланс та м'язову координацію; таламус служить комутатором для повідомлень, які від органів чуття; гіпоталамус (його немає на малюнку, але він знаходиться під таламусом) регулює ендокринні функції та такі життєво важливі процеси, як обмін речовин та температура тіла. Лімбічна система має відношення до емоцій та дій, спрямованих на задоволення основних потреб. Кора великих півкуль мозку (зовнішній шар клітин, що покривають великий мозок), є центром вищих психічних функцій; тут реєструються відчуття, ініціюються довільні дії, приймаються рішення та виробляються плани.

Мал. 2.11.

Схематично показані основні структури центральної нервової системи (у спинного мозку показано лише верхню частину).

Центральний стовбур мозку

Центральний стовбур, відомий також як стовбур головного мозку, контролює мимовільну поведінку, зокрема кашель, чхання та відрижку, а також такі «примітивні» форми поведінки, які перебувають під довільним контролем, як дихання, блювання, сон, їда і вода, температурне регулювання та сексуальна поведінка. Стовбур головного мозку включає всі структури заднього та середнього відділів мозку та дві структури переднього відділу, гіпоталамус та таламус. Це означає, що центральний стовбур тягнеться від заднього до переднього відділу головного мозку. У цьому розділі ми обмежимо наше обговорення п'ятьма структурами стовбура - довгастий мозок, мозок, таламус, гіпоталамус і ретикулярна формація, - відповідальними за регуляцію найважливіших примітивних форм поведінки, необхідні виживання. У таблиці 2.1 перераховані функції цих п'яти структур, а також функції кори головного мозку, мозолистого тіла та гіпокампу.

Таблиця 2.1.

Перше невелике потовщення спинного мозку там, де він входить у череп, - це довгастий мозок: він контролює дихання та деякі рефлекси, що допомагають організму зберігати вертикальне положення. Крім того, в цьому місці основні нервові шляхи, що виходять зі спинного мозку, перехрещуються, внаслідок чого права сторона мозку виявляється пов'язаною з лівою стороною тіла, а ліва сторона мозку – з правою стороноютіла.

Мозочок. Звивиста структура, що прилягає ззаду до стовбура мозку трохи над довгастим мозком, називається мозочком. Він відповідає переважно за координацію рухів. Певні рухи можуть ініціюватися на вищих рівнях, але їхня тонка координація залежить від мозочка. Пошкодження мозочка призводить до рвучких, нескоординованих рухів.

Донедавна більшість вчених вважали, що мозок зайнятий виключно точним контролем і координацією рухів тіла. Однак деякі нові цікаві дані вказують на існування прямих нервових зв'язків між мозочком та передніми відділами головного мозку, що відповідають за мовлення, планування та мислення (Middleton & Strick, 1994). Такі нервові зв'язки у людини набагато ширші, ніж у мавп та інших тварин. Ці та інші дані дозволяють припустити, що мозок може брати участь у контролі та координації вищих психічних функцій анітрохи не менше, ніж у забезпеченні спритності рухів тіла.

Таламус. Безпосередньо над довгим мозком і під великими півкулями розташовуються дві яйцеподібні групи ядер нервових клітин, що утворюють таламус. Одна область таламус діє як релейна станція; вона направляє в головний мозок інформацію, що надходить від зорових, слухових, тактильних та смакових рецепторів. Інша область таламуса відіграє важливу роль у контролі сну та неспання.

Гіпоталамус набагато менший за таламус і розташований точно під ним. Центри гіпоталамуса опосередковують їжу, питво та сексуальну поведінку. Гіпоталамус регулює ендокринні функції та підтримує гомеостаз. Гомеостаз називається нормальний рівеньфункціональних характеристик здорового організму, таких як температура тіла, серцевий ритм та кров'яний тиск. Під час стресу гомеостаз порушується, і тоді запускаються процеси, спрямовані на відновлення рівноваги. Наприклад, коли нам спекотно, ми потіємо, коли холодно – тремтімо. Обидва ці процеси відновлюють нормальну температурута контролюються гіпоталамусом.

Гіпоталамус грає також важливу роль в емоціях та реакціях людини на стресову ситуацію. Помірна електрична стимуляція певних ділянок гіпоталамуса викликає приємні відчуття, а стимуляція сусідніх із ними ділянок – неприємні. Впливаючи на гіпофіз, розташований саме під ним (рис. 2.11), гіпоталамус управляє ендокринною системою і, відповідно, виробленням гормонів. Цей контроль особливо важливий, коли для того, щоб упоратися з несподіванками, організму треба мобілізувати складний набір фізіологічних процесів (реакція «дерись чи біжи»). За його особливу роль у мобілізації організму до дії гіпоталамус назвали стресовим центром.

Ретикулярна формація. Нервова мережа, що простяглася від нижньої частини стовбура мозку до таламуса і проходить через деякі інші утворення центрального стовбура, називається ретикулярною формацією. Вона відіграє у управлінні станом збудливості. Коли через електроди, імплантовані в ретикулярну формацію кота або собаки, подається певна напруга, тварина впадає в сон; при стимуляції його напругою з швидко мінливим характером хвиль тварина прокидається.

Від ретикулярної формаціїзалежить також здатність концентрувати увагу до певних стимулах. Нервові волокна всіх чутливих рецепторів проходять через ретикулярну систему. Ця система, мабуть, працює як фільтр, дозволяючи одним сенсорним повідомленням пройти в кору мозку (стати доступними свідомості) та блокуючи інші. Таким чином, будь-якої миті на стан свідомості впливає процес фільтрації, що протікає в ретикулярній формації.

Лімбічна система

Навколо центрального стовбура мозку розташовано кілька утворень, які разом називають лімбічною системою. Ця система має тісні зв'язки з гіпоталамусом і, мабуть, здійснює додатковий контроль над деякими формами інстинктивної поведінки, керованими гіпоталамусом та довгим мозком (поверніться до рис. 2.10). Тварини, що мають тільки нерозвинену лімбічну систему (наприклад, риби та рептилії), здатні до різним видамактивності - харчування, нападу, втечі від небезпеки та спаровування, - реалізованим у вигляді поведінкових стереотипів. У ссавців лімбічна система, мабуть, гальмує деякі інстинктивні схеми поведінки, дозволяючи організму бути більш гнучким і адаптивним до оточення, що змінюється.

Гіпокамп – частина лімбічної системи – відіграє особливу роль у процесах пам'яті. Випадки пошкодження гіпокампа або хірургічного його видалення показують, що ця структура є вирішальною для запам'ятовування нових подій та зберігання їх у довгостроковій пам'яті, але не потрібна для відтворення старих спогадів. Після операції з видалення гіпокампа пацієнт легко дізнається старих друзів і пам'ятає своє минуле, він може читати і користуватися раніше набутими навичками. Однак він зможе дуже мало (якщо взагалі щось) згадати про те, що відбувалося протягом приблизно року до операції. Події або людей, які зустрілися після операції, він не пам'ятатиме взагалі. Такий пацієнт не зможе, наприклад, дізнатися про нову людину, з якою він провів багато годин раніше цього ж дня. Він буде тиждень за тижнем збирати одну і ту ж розрізну головоломку і ніколи не згадає, що вже збирав її раніше, і знову і знову читатиме ту ж газету, не пам'ятаючи її змісту (Squire & Zola, 1996).

Лімбічна система бере участь також у емоційному поведінці. Мавпи з ураженнями деяких ділянок лімбічної системи затято реагують навіть на найменшу провокацію, з чого випливає, що зруйнована ділянка мала гальмівну дію. Мавпи з ушкодженнями інших ділянок лімбічної системи вже не виявляють агресивної поведінкиі не показують ворожнечі, навіть коли на них нападають. Вони просто ігнорують нападника і поводяться так, ніби нічого не сталося.

Розгляд мозку як складається з трьох концентричних структур - центрального стовбура, лімбічної системи та великого мозку(про нього йдеться у наступному розділі) - не повинно давати привід думати, що вони незалежні один від одного. Тут можна навести аналогію з мережею взаємопов'язаних комп'ютерів: кожен виконує свої спеціальні функції, але треба працювати разом, щоб отримати найбільш ефективний результат. Так само для аналізу інформації, що надходить від органів чуття, потрібно один тип обчислень і прийнятих рішень (до них добре пристосований великий мозок); він відрізняється від того, що контролює послідовність рефлекторних актів (лімбічна система). Для більш точного налаштування м'язів (при листі, наприклад, або грі на музичному інструменті) Потрібна інша керуюча система, опосередкована в даному випадкумозочком. Всі ці види активності об'єднані в єдину систему, що зберігає цілісність організму.

Великий мозок

У людини великий мозок, що складається з двох півкуль головного мозку, розвинений сильніше, ніж у будь-якої іншої істоти. Його зовнішній шар називають корою мозку; латиною cortex означає «деревна кора». На препараті мозку кора виглядає сірою, оскільки вона складається переважно з тіл нервових клітин та нервових волокон, не покритих мієліном, – звідси термін «сіра речовина». Внутрішня частина великого мозку, що знаходиться під корою, складається в основному з аксонів з покриттям мієліну і виглядає білою.

Кожна із сенсорних систем (наприклад, зорова, слухова, дотикова) постачає інформацію у певні ділянки кори. Рухи частин тіла (моторні реакції) контролюються своєю ділянкою кори. Решта її частина, яка не є ні сенсорною, ні моторною, складається з асоціативних зон. Ці зони пов'язані з іншими аспектами поведінки - пам'яттю, мисленням, мовленням - і займають більшу частину мозкової кори.

Перш ніж розглянути деякі з цих ділянок, введемо деякі орієнтири для опису основних зон великих півкуль мозку. Півкулі переважно симетричні і глибоко розділені між собою спереду назад. Тому першим пунктом нашої класифікації буде розподіл мозку на праву та ліву півкулі. Кожна півкуля ділиться на чотири частки: лобову, тім'яну, потиличну та скроневу. Межі часток показані на рис. 2.12. Лобну частку відокремлює від тім'яної центральної борозна, що йде майже від вершини голови в сторони до вух. Кордон між тім'яною та потиличною частками менш чітка; для наших цілей достатньо буде сказати, що тім'яна частка знаходиться у верхній частині мозку позаду центральної борозни, а потилична частка – у задній частині мозку. Скроневу частку відокремлює глибока борозна збоку мозку, яка називається латеральною.

Мал. 2.12.

У кожній півкулі є кілька великих часток, що поділяються борознами. Крім цих видимих ​​зовні часток у корі є велика внутрішня складка, звана «острівець» і що знаходиться глибоко в латеральній борозні, а) вид збоку; б) вид зверху; в) поперечний переріз кори мозку; зверніть увагу на різницю між сірою речовиною, що лежить на поверхні (зображено більш темною), і білою речовиною, що глибше лежить; г) малюнок мозку людини.

Початкова моторна зона. Первинна моторна зона контролює довільні рухи тіла; вона знаходиться якраз перед центральною борозеною (рис. 2.13). Електрична стимуляція певних ділянок моторної кори викликає рух відповідних частин тіла; якщо ці ділянки моторної кори пошкоджені, рухи порушуються. Тіло представлене у моторній корі приблизно у перевернутому вигляді. Наприклад, рухи пальців ноги управляються ділянкою, розташованою зверху, а рухи язика та рота управляються нижньою частиною моторної зони. Рухами правої частини тіла управляє моторна кора лівої півкулі; рухами лівої частини – моторна кора правої півкулі.

Мал. 2.13.

Більшість кори відповідальна за генерацію рухів та аналіз сенсорних сигналів. Відповідні зони (включаючи моторну, соматосенсорну, зорову, слухову та нюхову) є на обох півкулях. Деякі функції представлені лише з одного боку мозку. Наприклад, зона Брока і зона Верніке, що беруть участь у породженні та розумінні мови, а також кутова звивина, що співвідносить зорову та слухову форми слова, є лише на лівій стороні людського мозку.

Первинна соматосенсорна зона. У тім'яній зоні, відокремленій від моторної зони центральною борозна, знаходиться ділянка, електрична стимуляція якого викликає сенсорні відчуття десь на протилежному боці тіла. Вони схожі на те, як би якась частина тіла рухалася або до неї торкалися. Цю ділянку називають первинною соматосенсорною зоною (зоною тілесних відчуттів). Тут представлені відчуття холоду, дотику, болю та відчуття рухів тіла.

Більшість нервових волокон у складі шляхів, що йдуть до соматосенсорної та моторної зони та від них, переходять на протилежний бік тіла. Тому сенсорні імпульси з правого боку тіла йдуть до лівої соматосенсорної кори, а м'язами правої ноги та правої руки керує ліва моторна кора.

Очевидно, вважатимуться загальним правилом, що обсяг соматосенсорной чи моторної зони, що з певної частиною тіла, прямо визначається її чутливістю і частотою використання останньої. Наприклад, серед чотирилапих ссавців у собаки передні лапи представлені лише на дуже невеликій ділянці кори, а в єнота, що широко користується своїми передніми лапами для вивчення оточення та маніпулювання ним, відповідна зона значно ширша і в ній є ділянки для кожного пальця лапи. У щура, що отримує багато інформації про оточення за допомогою чутливих вусиків, є окрема ділянка кори для кожного вусика.

Первинна зорова зона. У задній частині кожної потиличної частки є ділянка кори, яка називається первинною зоровою зоною. На рис. 2.14 показані волокна зорового нерва та нервові шляхи, що йдуть від кожного ока до зорової кори. Зверніть увагу, що деякі зорові волокна йдуть від правого ока до правої півкулі, а деякі перетинають мозок у так званій зоровій хіазмі і йдуть у протилежну півкулю; те саме відбувається з волокнами лівого ока. Волокна від правих сторін обох очей йдуть у права півкулямозку, а волокна від лівих сторін обох очей йдуть у ліву півкулю. Отже, пошкодження зорової зони в одній півкулі (скажімо, у лівій) призведе до появи сліпих областей у лівій стороні обох очей, що спричинить втрату видимості правої сторони оточення. Цей факт іноді допомагає встановити розташування пухлини мозку та інших аномалій.

Мал. 2.14.

Нервові волокна від внутрішніх, чи носових, половин сітківки перетинаються у зорової хіазмі і у протилежні боку мозку. Тому стимули, які потрапляють на правий біккожної сітківки передаються в праву півкулю, а стимули, що припадають на ліву сторону кожної сітківки, передаються в ліву півкулю.

Первинна слухова зона. Первинна слухова зона знаходиться на поверхні скроневих часток обох півкуль і бере участь в аналізі складних слухових сигналів. Вона відіграє особливу роль у тимчасовому структуруванні звуків, як-от людська мова. Обидва вуха представлені в слухових зонах обох півкуль, але зв'язки з протилежною стороною сильніші.

Асоціативні зони. У корі мозку є багато великих зон, які пов'язані безпосередньо з сенсорними чи моторними процесами. Вони називаються асоціативними зонами. Передні асоціативні зони (частини лобових часток, розташовані попереду моторної зони) відіграють важливу роль у розумових процесах, що відбуваються під час вирішення завдань. У мавп, наприклад, пошкодження лобових часток порушує їх здатність вирішувати завдання з відстроченою реакцією у відповідь. У таких завданнях на очах у мавпи їжу поміщають в одну із двох чашок та накривають їх однаковими предметами. Потім між мавпою і чашками поміщають непрозорий екран, через певний час його забирають і надають мавпі вибрати одну з цих чашок. Зазвичай мавпа пам'ятає потрібну чашку після затримки за кілька хвилин, але мавпи з пошкодженими лобовими часткамине можуть вирішити це завдання, якщо затримка перевищує кілька секунд (French & Harlow, 1962). Нормальні мавпи мають нейрони у фронтальній частці, які активізують потенціал дії під час затримки, опосередковуючи таким чином свою пам'ять на події (Goldman-Rakie, 1996).

Задні асоціативні зони розташовані поруч із первинними сенсорними зонами і поділяються на підзони, кожна з яких обслуговує певний вид відчуттів. Наприклад, Нижня частинаскроневої частки пов'язана з зоровим сприйняттям. Ушкодження цієї зони порушує здатність впізнавати та розрізняти форми предметів. Причому воно не погіршує гостроту зору, як було б при пошкодженні первинної зорової кори в потиличній частці; людина «бачить» форми і може простежити їхній контур, але не може визначити, що це за форма, або відрізнити її від іншої (Goodglass & Butters, 1988).

Зображення живого мозку

Щоб отримувати зображення живого мозку, не завдаючи пацієнту пошкоджень та страждань, було розроблено декілька методик. Коли вони були ще недосконалі, точна локалізація та ідентифікація більшості видів мозкових травм могла здійснюватися тільки шляхом нейрохірургічного дослідження та складної неврологічної діагностикиабо шляхом аутопсії – після смерті пацієнта. Нові методи ґрунтуються на складній комп'ютерній техніці, яка стала реальністю зовсім недавно.

Один із таких методів - комп'ютерна аксіальна томографія (скорочено КАТ або КТ). Через голову пацієнта пропускають вузький пучок рентгенівських променів і вимірюють інтенсивність випромінювання, що пройшло наскрізь. Принципово новим у цьому методі було проведення вимірів інтенсивності при сотнях тисяч різних орієнтацій (або осей) рентгенівського променя щодо голови. Результати вимірювань надходять до комп'ютера, де шляхом відповідних обчислень відтворюється картина поперечних перерізів мозку, яку можна сфотографувати або показати на телеекрані. Шар перерізу можна вибирати на будь-якій глибині та під будь-яким кутом. Назва «комп'ютерна аксіальна томографія» пояснюється вирішальною роллю комп'ютера, безліччю осей, за якими робляться виміри, і кінцевим зображенням, що показує шар поперечного перерізу мозку (по-грецьки tomo означає «скибочка» або «перетин»).

Новіший і досконаліший метод дозволяє створювати зображення за допомогою магнітного резонансу. У сканерах цього типу використовуються сильні магнітні поля, імпульси в діапазоні радіочастот та комп'ютери, що формують саме зображення. Пацієнта поміщають у пончикоподібний тунель, який оточений великим магнітом, що створює сильне магнітне поле. Коли досліджуваний анатомічний орган поміщають у сильне магнітне поле та впливають на нього радіочастотним імпульсом, тканини цього органу починають випромінювати сигнал, який можна виміряти. Як і в КАТ, тут робляться сотні тисяч вимірів, які потім перетворюються комп'ютером на двовимірне зображення даного анатомічного органу. Фахівці зазвичай називають цей метод ядерним магнітним резонансом (ЯМР), оскільки у ньому вимірюються зміни енергетичного рівня ядер атомів водню, спричинені радіочастотними імпульсами. Однак багато лікарів вважають за краще опускати слово «ядерний» і говорити просто «магнітно-резонансне зображення», побоюючись, що публіка прийме згадку про ядер атомів за атомну радіацію.

При діагностиці захворювань головного та спинного мозку ЯМР дає більшу точність, ніж КАТ-сканер. Наприклад, на зображеннях поперечного перерізу мозку, отриманих методом ЯМР, видно симптоми розсіяного склерозу, які не виявляються КАТ-сканерами; раніше для діагностики цього захворювання була потрібна госпіталізація та проведення аналізів з упорскуванням спеціального барвника в канал спинного мозку. ЯМР корисний також для виявлення порушень у спинному мозку та в основі головного мозку, таких як зміщення міжхребцевих дисків, пухлини та вроджені вади.

КАТ та ЯМР дозволяють побачити анатомічні деталі мозку, проте найчастіше бажано мати дані про рівень нервової активності в різних ділянках мозку. Таку інформацію дозволяє отримати метод комп'ютерного сканування, який називається позитронно-емісійною томографією (скорочено ПЕТ). Цей метод ґрунтується на тому факті, що метаболічні процеси в кожній клітині організму потребують витрат енергії. Як основне джерело енергії нейрони мозку використовують глюкозу, вбираючи її з кровотоку. Якщо в глюкозу додати трохи радіоактивного барвника, то кожна молекула стане трохи радіоактивною (інакше кажучи, поміченою). Цей склад нешкідливий, і через 5 хвилин після впорскування його в кров, помічена радіацією глюкоза, починає споживатися клітинами мозку так само, як і звичайна. ПЕТ-сканер - це насамперед високочутливий детектор радіоактивності (він працює не як рентгенівська установка, яка випромінює рентгенівське проміння, а як лічильник Гейгера, який вимірює радіоактивність). Найбільш активним нейронам мозку потрібно більше глюкози, і отже, вони стануть радіоактивнішими. ПЕТ-сканер вимірює величину радіоактивності та надсилає інформацію в комп'ютер, що створює кольорове зображення поперечного перерізу мозку, де різні кольори відображають різні рівні нервової активності. Радіоактивність, що вимірюється цим методом, створюється потоком (емісією) позитивно заряджених частинок, званих позитронами – звідси назва «позитронно-емісійна томографія».

Порівняння результатів ПЕТ-сканування нормальних індивідуумів та пацієнтів з неврологічними порушеннями показує, що цей метод дозволяє виявляти багато захворювань мозку (епілепсію, тромби в судинах, пухлини мозку тощо). У психологічних дослідженнях ПЕТ-сканер використовувався порівняння станів мозку у шизофреніків і дозволив виявити розбіжності у рівнях метаболізму деяких ділянок кори (Andreasen, 1988). ПЕТ використовували також у дослідженнях ділянок мозку, активованих при виконанні різних видів діяльності – слуханні музики, вирішенні математичних завдань та веденні розмови; Мета полягала в тому, щоб встановити, які мозкові структури залучені до відповідних вищих психічних функцій (Posner, 1993).

На зображенні, отриманому за допомогою ПЕТ, видно три зони у лівій півкулі, активні під час вирішення мовної задачі.

Червоним кольором показані зони з найбільшою активністю, синім – з найменшою.

Сканери, які використовують КАТ, ЯМР і ПЕТ, виявилися безцінними інструментами вивчення зв'язку між мозком і поведінкою. Ці знаряддя є прикладом того, як технічні досягнення однієї наукової області дозволяють інший області також зробити ривок вперед (Raichle, 1994; Pechura & Martin, 1991). Наприклад, ПЕТ-сканування може бути використане для вивчення відмінностей у нейронній активності між двома півкулями мозку. Ці відмінності в активності півкуль отримали назву асиметрії мозку.

Асиметрії мозку

На перший погляд дві половини людського мозку здаються дзеркальним відображенням один одного. Але за більш уважному розгляді відкривається їх асиметрія. Коли після розтину вимірюють мозок, ліва півкуля майже завжди виявляється більшою за праву. Крім того, у правій півкулі міститься багато довгих нервових волокон, що з'єднують далеко розташовані одна від одної ділянки мозку, а в лівій півкулі безліч коротких волокон утворюють велику кількість зв'язків в обмеженій ділянці (Hillige, 1993).

Ще в 1861 році французький лікар Поль Брока досліджував мозок пацієнта, який страждав на втрату мови, і виявив у лівій півкулі пошкодження в лобовій долі якраз над латеральною борозеною. Ця область, відома як зона Брока (рис. 2.13), бере участь у породженні мови. Руйнування відповідної ділянки у правій півкулі зазвичай не призводить до порушень мови. Зони, що беруть участь у розумінні мови та забезпечують здатність писати і розуміти написане, зазвичай також розташовані в лівій півкулі. Так, у людини, яка отримала в результаті інсульту пошкодження лівої півкулі, порушення мови виявляться з більшою ймовірністю, ніж у того, хто отримав ушкодження, локалізовані у правій півкулі. У дуже небагатьох шульги мовні центри розташовані в правій півкулі, але у переважної їх більшості вони знаходяться там же, де і у правшої, - у лівій півкулі.

Хоча роль лівої півкулі в мовних функціях стала відома в порівняно недалекому минулому, тільки недавно з'явилася можливість дізнаватися, що може робити кожна півкуля саме собою. У нормі мозок працює як єдине ціле; інформація з однієї півкулі тут же передається в інше по широкому пучку нервових волокон, що з'єднують їх, який називається мозолистим тілом. При деяких формах епілепсії цей сполучний міст може викликати проблеми через те, що ініціація судоми однією півкулею переходить в інше і викликає масований розряд нейронів. Прагнучи запобігти такій генералізації судом у деяких тяжкохворих епілептиків, нейрохірурги почали застосовувати хірургічне розсічення мозолистого тіла. Для деяких пацієнтів така операція виявляється вдалою та зменшує судоми. При цьому відсутні небажані наслідки: в повсякденному життітакі пацієнти діють не гірше за людей із сполученими півкулями. Потрібні були спеціальні тести, щоб з'ясувати, як поділ двох півкуль впливає на розумову діяльність. Перш ніж описати нижченаведені експерименти, дамо трохи додаткової інформації.

Випробувані із розщепленим мозком. Як ми бачили, рухові нерви при виході з мозку переходять на інший бік, так що ліва півкуля мозку контролює праву сторону тіла, а праву контролює ліву. Ми також зазначали, що зона породження мови (зона Брока) знаходиться у лівій півкулі. Коли погляд спрямований прямо перед собою, предмети, що знаходяться зліва від точки фіксації, проектуються на обидва ока і інформація від них потрапляє у правий бік мозку, а інформація про предмети праворуч від точки фіксації потрапляє у ліву сторону мозку (рис. 2.15). У результаті кожна півкуля "бачить" ту половину поля зору, в якій зазвичай діє "його" рука; наприклад, ліва півкуля бачить праву руку у правій частині зорового поля. В нормі інформація про стимули, що надходить в одну півкулю мозку, відразу через мозолисте тіло транслюються в інше, так що мозок діє як єдине ціле. Подивимося тепер, що відбувається в людини з розщепленим мозком, тобто коли в неї розсічено мозолисте тіло і півкулі не можуть спілкуватися між собою.

Мал. 2.15.

Якщо ви дивитеся прямо перед собою, то стимули, що знаходяться зліва від точки фіксації погляду, надходять у праву півкулю, а стимули, що знаходяться праворуч від неї, - у ліву. Ліва півкуля контролює рухи правої руки, а праве - рухи лівої. Більша частина вхідних слухових сигналів йде в протилежну півкулю, але деяка їх частина потрапляє і на ту ж сторону, на якій знаходиться вухо, що почуло їх. Ліва півкуля контролює усну та письмове мовленнята математичні обчислення. Права півкуля забезпечує розуміння тільки простої мови; його головна функція пов'язана з просторовим конструюванням та почуттям структури.

Роджер Сперрі першим провів роботи в цій галузі і в 1981 був нагороджений Нобелівською премією за дослідження в галузі нейронауки. В одному з його експериментів випробуваний (підданий операції з розсічення мозку) знаходився перед екраном, що закривав його руки (рис. 2.16а). Випробовуваний фіксував погляд на плямі в центрі екрану, а в лівій частині екрана на дуже короткий час(0,1 с) пред'являлося слово горіх. Нагадаємо, що такий зоровий сигнал йде у праву частину мозку, яка керує лівою стороною тіла. Лівою рукою випробуваний міг легко вибрати горіх із купи предметів, недоступних спостереженню. Але він не міг сказати експериментатору, яке слово з'являлося на екрані, оскільки мовою керує ліва півкуля, а візуальний образ слова «горіх» у цю півкулю не передавався. Пацієнт із розщепленим мозком, мабуть, не усвідомлював, що робить його ліва рука, коли його питали про це. Оскільки сенсорний сигнал від лівої руки йде в праву півкулю, ліва півкуля не отримувала жодної інформації про те, що відчуває чи робить ліва рука. Вся інформація йшла у праву півкулю, що отримала вихідний зоровий сигнал слова «горіх».

Мал. 2.16.

А) Випробовуваний з розщепленим мозком правильно знаходить об'єкт, обмацуючи предмети лівою рукою, коли назва об'єкта пред'являлося правому півкулі, але може назвати цей об'єкт чи описати, що робить.

Б) На екрані з'являється слово "капелюшна стрічка" (hatband) так, що "капелюшна" (hat) потрапляє в праву півкулю, а "стрічка" (band) - в ліву. Випробуваний відповідає, що бачить слово «стрічка», але гадки не має, яка саме.

В) Попередньо обом півкулям пред'являється список назв знайомих предметів (включаючи слова «книга» та «чашка»). Потім слово цього списку («книга») пред'являється правому півкулі. За командою пацієнт лівою рукою пише слово "книга", але не може відповісти, що написала його ліва рука, і каже навмання: "чашка".

Важливо щоб слово з'являлося на екрані не більше ніж на 0,1 с. Якщо це продовжується довше, пацієнт встигає перевести погляд і тоді це слово потрапляє і в ліву півкулю. Якщо випробовуваний з розщепленим мозком може вільно переводити погляд, інформація надходить в обидві півкулі, і це одна з причин, через яку розтин мозолистого тіла практично не позначається на повсякденній діяльності такого пацієнта.

Подальші експерименти показали, що пацієнт із розщепленим мозком може давати мовленнєвий звіт лише про те, що відбувається у лівій півкулі. На рис. 2.16б показано ще одну експериментальну ситуацію. Слово «капелюшна стрічка» проектується так, що «капелюшна» припадає на праву півкулю, а «стрічка» - на ліву. На питання, яке слово він бачить, пацієнт відповідає стрічка. Коли його запитують, що за стрічка, він починає будувати всякі здогади: "клейка стрічка", "строката стрічка", "стрічка шосе" та ін. - і лише випадково здогадується, що це "капелюшна стрічка". Експерименти коїться з іншими комбінаціями слів показали подібні результати. Сприймається правою півкулею не передається для усвідомлення в ліву півкулю. При розсіченому мозолистому тілі кожна півкуля байдужа до досвіду іншого.

Якщо випробуваному з розщепленим мозком зав'язати очі й у ліву руку покласти знайомий йому предмет (гребінець, зубну щітку, брелок для ключів), він зможе впізнати його; він зможе, наприклад, відповідними жестами продемонструвати його використання. Але те, що випробуваний знає, не зможе висловити у промови. Якщо під час маніпулювання цим об'єктом його спитати, що відбувається, він нічого не скаже. Так буде, поки блоковані всі сенсорні сигнали від цього предмета до лівої (мовної) півкулі. Але якщо випробовуваний випадково торкнеться цього предмета правою рукою або предмет видасть характерний звук (наприклад, брязкіт брелок для ключів), мовна півкуля спрацює і буде дана вірна відповідь.

Хоча права півкуля не бере участі в акті говоріння, деякі мовні можливості в нього є. Воно здатне дізнатися значення слова "горіх", що ми бачили в першому прикладі, і воно "уміє" трохи писати.

В експерименті, проілюстрованому на рис. 2.16в, випробуваному з розщепленим мозком спочатку показують список звичайних предметів, таких як чашка, ніж, книга та дзеркальце. Показують досить довго, щоб слова спроектувалися в обидві півкулі. Потім список прибирають, і одне з цих слів (наприклад, книга) на короткий час пред'являється в лівій стороні екрану, так щоб потрапити в праву півкулю. Тепер, якщо випробуваного просять написати, що він бачив, його ліва рука пише слово "книга". Коли його питають, що він написав, він цього не знає і називає слово навмання з первісного списку. Він знає, що щось написав, бо відчуває рухи тіла під час листа. Але через те, що між правою півкулею, яка бачила і писала слово, і лівою півкулею, яка контролює мову, немає зв'язку, випробуваний не може сказати, що він написав (Sperry, 1970, 1968; див. також: Hellige, 1990 , Gazzaniga, 1995).

Спеціалізація півкуль. Дослідження, проведені на випробуваних із розщепленим мозком, показують, що півкулі працюють по-різному. Ліва півкуля управляє нашою здатністю висловлювати себе в мові. Воно може виконувати складні логічні операції і має навички математичних обчислень. Права півкуля розуміє лише найпростішу мову. Воно може, наприклад, реагувати на прості іменники, вибираючи з набору предметів, скажімо, горіх або гребінець, але не розуміє абстрактніші мовні форми. На прості команди, наприклад «моргнути», «кивнути головою», «труснути головою» або «посміхнутися», воно, як правило, не відповідає.

Однак у правої півкулі високорозвинені почуття простору та структури. Воно перевершує ліве у створенні геометричних малюнків та малюнків із перспективою. Воно набагато краще за ліве може збирати кольорові блоки за складним кресленням. Коли піддослідних із розщепленим мозком просять правою рукою зібрати блоки згідно з картинкою, вони роблять безліч помилок. Іноді їм важко утримати свою ліву руку від автоматичного виправлення помилок, зроблених правою.

Дослідження нормальних випробуваних, мабуть, підтверджують наявність відмінностей у спеціалізації півкуль. Наприклад, якщо вербальну інформацію (слова або безглузді склади) пред'являти короткими спалахами лівій півкулі (тобто в правій частині поля зору), то вона пізнається швидше і точніше, ніж при пред'явленні її правому. Навпаки, розпізнавання осіб, емоційних виразів осіб, нахилу ліній або розташування точок швидше відбувається при пред'явленні їх правій півкулі (Hellige, 1990). Електроенцефалограми (ЕЕГ) показують, що електрична активність лівої півкулі зростає при вирішенні вербальних завдань, а активність правого - при вирішенні просторових (Springer & Deutsch, 1989; Kosslyn, 1988).

З нашого обговорення не слід робити висновок, що півкулі працюють незалежно один від одного. Якраз навпаки. Спеціалізація півкуль різна, але вони завжди працюють спільно. Саме завдяки їх взаємодії стають можливими психічні процеси, набагато складніші і сильніше від тих, які становлять спеціальний внесок кожної півкулі окремо. Як зазначав Леві:

«Ці відмінності видно зі зіставлення вкладів, що вносяться кожною півкулею у всі види когнітивної діяльності. Коли людина читає розповідь, права півкуля може відігравати особливу роль у декодуванні зорової інформації, формуванні цілісної структури оповідання, оцінці гумору та емоційного змісту, здобутті сенсу з минулих асоціацій та розумінні метафор. У той же час ліва півкуля відіграє особливу роль у розумінні синтаксису, перекладі письмових слів у їх фонетичні репрезентації та одержанні значення зі складних відношень між словесними поняттями та синтаксичними формами. Але немає такої діяльності, яку здійснювало або в яку вносило б внесок тільки одна півкуля »(Levy, 1985, р. 44).

Мова та мозок

Дуже багато про мозкові механізми мови стало відомо завдяки спостереженням за пацієнтами з пошкодженим мозком. Пошкодження може виникнути внаслідок пухлини, що проникає поранення голови або розриву судин. Мовні порушення, що виникли внаслідок пошкодження мозку, позначаються терміном афазія.

Як мовилося раніше, 1860 року Брока зауважив, що пошкодження певної ділянки лівої лобової частки пов'язані з порушенням промови, званим експресивної афазією (expressive aphasia). [Найповніша класифікація різних форм афазії була розроблена А. Р. Лурія (див.: Психологічний словник / За ред. В. П. Зінченко, Б. Г. Мещерякова. М.: Педагогіка-Прес, 1996). - Прим. ред.] У пацієнтів з пошкодженою зоною Брока були труднощі з правильною вимовоюслів, їх мова була повільною та утрудненою. Їх мова часто осмислена, але містить лише ключові слова. Як правило, іменники мають форму однини, а прикметники, прислівники, артиклі та зв'язки опускаються. Однак у таких людей немає труднощів з розумінням усного та писемного мовлення.

У 1874 році німецький дослідник Карл Верніке повідомив, що пошкодження іншої частини кори (теж у лівій півкулі, але у скроневій частці) пов'язане з порушенням мови, що називається рецептивною афазією (receptive aphasia). Люди з пошкодженням цієї ділянки – зони Верніке – не можуть розуміти слова; вони чують слова, але не знають їхнього значення.

Вони легко складають послідовності слів, правильно їх артикулируют, але неправильно вживають слова, і їх, зазвичай, безглузда.

Проаналізувавши ці порушення, Верніке запропонував модель породження та розуміння мови. Хоча вік моделі налічує 100 років, загалом вона все ще вірна. Взявши її за основу, Норман Гешвінд розробив теорію, яка відома як модель Верніке-Гешвінда (Geschwind, 1979). Згідно з цією моделлю, в зоні Брока зберігаються коди артикуляції, що визначають послідовність м'язових операцій, необхідних для вимовлення слова. При передачі цих кодів у моторну зону вони активують м'язи губ, язика та гортані в послідовності, яка потрібна для вимовлення слова.

З іншого боку, в зоні Верник зберігаються слухові коди і значення слів. Щоб вимовити слово, треба активувати його слуховий код у зоні Вернике та передати по пучку волокон у зону Брока, де він активує відповідний код артикуляції. У свою чергу, код артикуляції передається в моторну зону для вимовлення слова.

Щоб зрозуміти кимось сказане слово, воно має бути передано із слухової зони до зони Вернике, де для сказаного слова є його еквівалент - слуховий код, який у свою чергу активує значення слова. При пред'явленні написаного слова воно спочатку реєструється зорової зоною, а потім передається в кутову звивину, через яку зорова форма слова асоціюється з його слуховим кодом у зоні Вернике; коли знайдено слуховий код слова, знаходиться його значення. Таким чином, значення слів зберігаються разом зі своїми акустичними кодами у зоні Вернике. У зоні Брока зберігаються коди артикуляції, а через кутову звивину до написаного слова підбирається його слуховий код; однак жодна з цих двох зон не містить інформації лише про значення слова. [Значення зберігається разом із акустичним кодом. - Прим. ред.] Значення слова відтворюється лише тоді, коли в зоні Верник активується його акустичний код.

Ця модель пояснює багато порушень мови при афазії. Пошкодження, обмежене зоною Брока, спричиняє порушення породження мови, але менше впливає на розуміння письмової та усної мови. Ушкодження зони Верніке призводить до порушення всіх компонентів розуміння мови, але не заважає людині чітко вимовляти слова (оскільки зона Брока не порушена), хоча мова при цьому буде безглуздою. Згідно з моделлю, індивіди з пошкодженою кутовою звивиною не зможуть читати, але зможуть розуміти усне мовлення і говорити самі. І нарешті, якщо пошкоджено лише слухову зону, людина зможе нормально говорити і читати, але не зможе розуміти усну мову.

Модель Верніке-Гешвінда застосовна не до всіх наявних даних. Наприклад, коли в ході нейрохірургічної операції мовленнєві зони мозку піддаються електростимуляції, функції сприйняття та виробництва мови можуть перериватися при дії лише на одне місце зони. Звідси випливає, що у деяких ділянках мозку можуть бути механізми, зайняті і породженням, і розумінням мови. Ми ще далекі від досконалої моделі мови у людини, але по Крайній мірізнаємо, деякі мовні функції мають чітку мозкову локалізацію (Hellige, 1994; Geschwind & Galaburda, 1987).

Нервова система єдина, але умовно її ділять на частини. За топографічним принципом нервову систему ділять на центральну та периферичну. До ЦНС відносять головний мозок і спинний мозок, а до периферичної нерви, що відходять від головного мозку (12 пар черепних нервів), і нерви, що відходять від спинного мозку (31 пара спинномозкових нервів), а також нервові вузли. ЦНС побудована з клітин та волокон, які розвинулися з дорсально розташованої нервової трубки (табл. 11.3). Периферична нервова система – нервові волокна, які з'єднують ЦНС і тіло, і навіть групи клітин, які лежать поза ЦНС і називаються ганглиями (табл. 11.4).

За функціональним принципом нервова система ділиться на соматичну (анімальну) та автономну (вегетативну) частину. Перша іннервує поперечносмугасту мускулатуру скелета та деяких органів – язика, глотки, гортані та ін., а також забезпечує чутливу іннервацію всього тіла. З допомогою соматичної нервової системи людина може управляти рухами, довільно викликати чи припиняти їх. Вегетативна, або автономна, нервова система іннервує всю гладку мускулатуру тіла, забезпечуючи рухову та секреторну іннервацію внутрішніх органів, рухову іннервацію серцево-судинної системиі трофічну іннервацію поперечно-смугастої мускулатури. Робота автономної нервової системи не підпорядковується волі людини. Не можна, наприклад, за бажанням зупинити серце, прискорити процес травлення, затримати потовиділення.

Вегетативна нервова система, у свою чергу, поділяється на два відділи: симпатичний та парасимпатичний. Як правило, вони мають протилежні впливи на органи. Наприклад, симпатичний нерв посилює та прискорює роботу серця, а парасимпатичний – уповільнює та послаблює її. Вегетативна нервова система впливає на процеси загальні для тварин і рослин (обмін речовин, дихання, виділення та ін), через що і відбувається її назва (вегетативна - рослинна).

Таблиця 11.3. Загальний план будови центральної нервової системи

Таблиця 11.4. Загальний план будови центральної нервової системи

Контрольні питання

1. Які класифікації нервової системи ви знаєте?

2. Чим відрізняється аксон від дендриту (за будовою та за функцією)?

3. Які виділяють види нервових клітин (за будовою та за функцією)?

4. Назвіть відомі вам види синапсів.

5. Поясніть будову синапсу та механізм виникнення нервового імпульсу(Постсинаптичного потенціалу).

6. Які існують види нейроглії?

7. Як побудована оболонка мієлінового та безмієлінового нервового волокна?

8. Розкажіть будову та значення гематоенцефалічного бар'єру.

9. Дайте визначення та розкажіть будову рефлекторної дуги.

10. Розкажіть особливості філо- та онтогенетичного розвитку нервової системи.

Нейрони

Нейрони довгі (іноді до метра), вузькі та дуже чутливі. Вони не можуть самостійно відновлюватися, тому порушення нервової системи призводять до паралічу та часто невиліковні.

Нейрони передають сигнали до центральної нервової системи та від неї (головний та спинний мозок) у формі імпульсів. Вони приймають зовнішню та внутрішню інформацію за допомогою органів чуття: шкіри, вух, очей, язика та носа. Ця інформація трансформується на електричний сигнал, який у формі імпульсу передається від нейрона до нейрона.

Нейрони складаються з тіла, що має велике ядро, та пучків, або нервових волокон.

Розрізняють два види волокон:

• Дендрити, які розносять імпульси до клітин тіла.
• Аксони, що несуть імпульси від клітин.

Жирна речовина мієлін утворює біле закінчення аксонів деяких нейронів, ізолюючи їх та збільшуючи швидкість передачі імпульсів. Мієлінове покриття утворюється секціями вздовж аксона Шванівською клітиною, яка закручується навколо аксона. Сполуки секцій мієлінових волокон називаються перехопленнями Ранв'є. Вони також прискорюють передачу імпульсів, забезпечуючи максимально швидку доставку інформації.

У деяких аксонів немає мієлінового шару, тому швидкість передачі імпульсів у немієлінізованих клітинах нижча.

На кінці аксона є дрібні волокна – фібрили. Вони передають імпульси дендритам наступного нейрона.

Нейрони з'єднані між собою синапсами. Після досягнення імпульсом синапсу виділяється хімічна речовинанейротрансмітер, який дозволяє імпульсу перейти від одного нейрона до іншого в процесі дифузії.

Нейрони підтримуються нейрогліальними клітинами, видом сполучної тканини, характерною виключно нервової системи. Ці клітини заповнюють простір між нейронами, забезпечуючи каркас, і витісняють пошкоджені клітинита сторонні частки в процесі фагоцитозу.

Групи нейронів утворюють нерви. Розрізняють п'ять видів нервів та нервової тканини, що утворюють нервову систему.

До них відносяться:

1. Чутливі, чи аферентні нерви, які мають імпульс ЦНС, тобто. до головного та спинного мозку.
2. Двигуни, або еферентні нерви, які розносять імпульси від ЦНС по всьому тілу. Змішані нерви, що складаються і з аферентних, і з еферентних, що знаходяться в спинному мозку і дозволяють імпульсам протікати в обох напрямках.

Біла речовина - пучки нервових волокон, що містять мієлін, усередині головного мозку та на поверхні спинного мозку, що зв'язують між собою частини ЦНС.

Сіра речовина – тіла клітин з дендритами та аксонами, без мієлінових волокон. Сіра речовина знаходиться на поверхні головного мозку та всередині спинного мозку та відповідає за координовану діяльність ЦНС.

Центральна нервова система (ЦНС)

Спинний та головний мозок утворюють ЦНС. Обидва мозку захищені шкірою, м'язами та кістками.

Під ними лежать шари тканини, узагальнено звані м'якими мозковими тканинами, які теж захищають головний та спинний мозок.

Симпатична нервова система

Симпатична нервова система утворена мережею нервів, які лежать навпроти хребців грудного та поперекового відділів. Вони утворюють сплетення, що розгалужуються, забезпечуючи нервами органи тіла.

Гіпоталамус має свій зв'язок з ендокринною системою, щоб стимулювати викид гормону адреналіну наднирниками. Це активізує сплетіння нервів, відповідальних за поведінку організму у стресових ситуаціях:

• Почастішає серцебиття, і збільшується кров'яний тиск, кров від шкіри та травної системи притікає до серця та скелетних м'язів.
• Збільшується надходження кисню та викид вуглекислого газу: бронхи розширюються, полегшуючи надходження та видалення повітря.
• Прискорюється виробництво енергії шляхом трансформації глікогену у печінці.
• Травлення загальмовується, тому що кров відтікає до інших органів.
• Збільшується м'язовий тонус уретрального та анального сфінктерів, що затримує сечовипускання та випорожнення кишечника.
• Розширюються зіниці, очі відкриваються ширше, щоб забезпечити найкращий зір.
• Посилюється потовиділення.
• М'язи, що піднімають волосся, скорочуються, викликаючи появу мурашок.

Парасимпатична нервова система

Парасимпатична нервова система є мережею нервів, функції яких протилежні функцій симпатичної нервової системи. Після стресової ситуації гіпоталамус припиняє викид адреналіну з надниркових залоз, і в дію набуває парасимпатична нервова система. Вона заспокоює тіло, пом'якшує стимулюючий ефект симпатичної нервової системи та дозволяє розслабитися:

• Знижується частота серцебиття та кров'яний тиск.
• Уповільнюється дихання, оскільки знижується потреба у кисні.
• Відновлюється травлення та засвоєння їжі, оскільки знижується потреба серця та м'язів у припливі крові.
• Повертається контроль над сечовипусканням та випорожненням кишечка, оскільки розслаблюються уретральний та анальний сфінктери.
• Зіниці скорочуються, повіки розслаблюються, що визначає сонний вигляд.

Функції нервової системи

Сенсорна функція

Чутливі нейрони знаходяться в органах чуття (наприклад, вуха). Закінчення дендритів утворюють сенсорні рецептори, які вловлюють зміни, які відчувають органи чуття (наприклад, звуки). Отримана інформація у вигляді імпульсів розноситься до клітин тіла: імпульс проходить по аксону до закінчення, через хімічний нейротрансмітер передається дендриту наступного нейрона. Цей процес проходить у периферійній нервовій системі, спинному мозку і врешті-решт доходить до головного мозку.

Органи відчуттів

До них відносяться ніс, язик, очі, вуха та шкіра.

Ніс

Нюх - сприйняття запахів - забезпечується носом.

Хімічні речовини, що стимулюють нюх, потрапляють у ніс із газами повітря. Слизова оболонка ніжу зволожує повітря, розбиваючи гази на хімічні частки. Вії носа є нервовими закінченнями, які здатні розрізняти запахи різних хімічних речовин.

Спеціальні нюхові клітини, що знаходяться на задній стінці носа, посилають сигнал про запах у нюхову цибулину мозку для аналізу. Інформація проходить по нюхових нервах через нюховий нервовий шляху передньому відділі мозку - крайовий центр головного мозку, де і відбувається інтерпретація запаху.

Мова

Поверхня язика вкрита крихітними смаковими сосочками. Вони мають круглу формуі утворюють пучки тіл клітин та нервових закінчень 7-го, 9-го та 10-го черепно-мозкових нервів. Ці клітини мають смакові волоски, які піднімаються до крихітних порів на поверхні язика. Смакові волоски стимулюються їжею, яку приймаємо через рот, і посилають електричні імпульси в смакову зону мозку для інтерпретації смаку. Різні зони язика відчувають різні смаки.

Солодкий смак відчувається кінчиком язика.

Кислий та солоний – визначаються смаковими сосочками бокових сторін язика.

Гіркий смак відчувається задньою частиною мови.

Очі

Іридологія – це визначення стану здоров'я за райдужною оболонкою ока.

Очі розташовані в очницях, утворених кістками черепа. Обидва очі мають кулясту форму і містять: рогівку, райдужну оболонку, зіницю та сітківку. Зорові нерви (другі черепно-мозкові нерви) поєднують очі з мозком. Через прозору рогівку в око надходить світло. Забарвлена ​​частина ока -райдужна оболонка - реагує на кількість світла, що надходить, змінюючи розмір зіниці. Сітківка - внутрішній шар ока - має світлочутливі клітини, які перетворюють світло на електричні імпульси. Ці імпульси роблю! в мозок з зорового нерва для інтерпретації того, що було побачено.

Вуха

Зовнішня частина вуха, або вушна раковина, називається зовнішнім вухом, до нього також відносяться слуховий канал та барабанна перетинка. Внутрішня частина вуха складається із середнього та внутрішнього вуха. Вушна раковина складається з нижньої мочки та верхнього завитка. Мочка вуха утворена фіброзною та жировою тканиною і має велике кровопостачання. Завиток складається з еластичного хряща зі слабким кровопостачанням.

Слуховий канал - звивистий прохід, що веде від зовнішнього вуха до барабанної перетинки, в середнє та внутрішнє вухо.

Вуха виконують функції рівноваги та слуху.

1. Рівновага: вуха відчувають зміни положення голови і по 8-му черепному нерву посилають відповідний сигнал у мозок та мозок. Послання розшифровується, і скелетні м'язи одержують команду щодо пози і, відповідно, рівноваги. Втрата рівноваги відбувається, коли ми не можемо впоратися зі зміною положення голови, наприклад, при крученні, і ми можемо впасти.
2. Слух: звукові хвилі у вусі перетворюються на електричні імпульси і передаються в мозок по 8-му черепно-мозковому нерву, де інтерпретуються.

Шкіра

Чутливі нервові закінчення у шкірі відчувають дотик, біль, зміни температури.

Сполучна функція

Мозок отримує по чутливим нервам різні імпульси від органів чуття. Ці імпульси об'єднуються, інтерпретуються та зберігаються. В результаті свідомо або підсвідомо формується образ дій у вигляді імпульсів у відповідь. Головний мозок звикає до постійного або частого стимулювання і відбувається сенсорна адаптація. Це означає, що ефект від стимулювання зменшується, наприклад ми звикаємо до дій рук при масажі, запаху духів і т.д.

Двигуна функція

Матчі у відповідь з центральної нервової системи розходяться до м'язів і органів по рухових нервах, які йдуть паралельно периферійним нервам.

Імпульси передаються від нейрона до нейрона за допомогою нейротрансмітерів, доки не досягнуть мети - м'яза або органу, який виконуватиме інструкцію імпульсу.

Деякі з цих дій довільні, наприклад, спуск сходами.

В інших задіяна автономна нервова система; вони мимовільні, тобто виконуються без свідомого зусилля (наприклад, просування поживних речовинз травного тракту).

Рефлекторна функція

Нервова система здатна реагувати на внутрішні та зовнішні роздратування з величезною швидкістю у формі рефлексів: ви автоматично відсмикнете руку від гарячої тарілки, як тільки відчуєте її температуру. Нервова система утворює простий шлях - рефлекторну дугу: рецептор нерва лежить на поверхні шкіри реагує на подразнення (гаряча тарілка) і посилає імпульс у спинний мозок. В даному випадку імпульс не йде в головний мозок, а прямує руховим нервом до виконавця, який автоматично реагує на подразнення. Рефлекторними називають мимовільні реакції автономної нервової системи, а також акти ковтання, блювання, кашлю, чхання, колінний рефлекс.

Рефлекси дозволяють організму уникнути пошкоджень, пов'язаних із роздратуванням, а також виконувати деякі функції мимоволі.

Регуляторна функція

Нервова система використовує всі свої частини для регуляції процесів в організмі, щоб забезпечити гомеостаз:

• ЦНС регулює дії всієї нервової системи, наприклад гіпоталамус мозку контролює АНС.
• ПНР регулює чутливу та рухову активність тіла. Так органи почуттів реагують на роздратування, посилаючи імпульси в мозок по чутливим нервам, і отримують імпульси у відповідь по рухових нервах.
• АНС регулює мимовільні дії: дихання, травлення та ін.

Можливі порушення

Можливі порушення нервової системи від А до Я:

• АЛКОГОЛЬНИЙ ДЕЛІРІЙ - Біла гарячка- дезорієнтація, галюцинації та спазми, пов'язані із синдромом відміни (абстиненція), коли алкоголік перестає приймати алкоголь.
• ХВОРОБА АЛЬЦГЕЙМЕРА – поступове стиснення головного мозку, в результаті якого нервові волокна сплітаються, що призводить до прогресуючого зниження розумової активності.
• ХВОРОБА ПАРКІНСОНУ - в результаті дистрофії мозку виникає твердість і тремтіння через нестачу допаміну, який бере участь у передачі нервових імпульсів.
• ЗДРАЖУВАННЯ ПРИ ЗАСИПАННІ - спазми м'язів у людини, що засинає, які можуть викликати паніку. При частому повторенні можуть заважати сон.
• «ГІСТАМІНОВА» ГОЛОВНА БІЛЬ - сильний головний біль, який починається через 3-4 години після засинання, триває тижнями і навіть місяцями, а потім зникає на роки. Найчастіше зустрічається у чоловіків.
• ГОЛОВНИЙ БІЛЬ ІЗ-ЗА ПЕРЕНАПРЯЖЕННЯ - біль, спричинений напругою м'язів голови, обличчя та шиї, часто внаслідок підвищеної концентрації.
• ГОЛОВОКРУЖЕННЯ - стан, коли голова паморочиться в положенні стоячи.
• ДЕМЕНЦІЯ - поступове відмирання клітин мозку у процесі старіння. Може призводити до порушень пам'яті, дезорієнтації та змін поведінки.
• ЗАХВОРЮВАННЯ РУХОВИХ НЕЙРОНІВ -порушення, що викликає прогресуючу слабкість м'язів.
• ІШІАЛГІЯ - аномальний тиск на будь-яку частину сідничного нерва, що йде від попереку вниз по нозі, що викликає біль.
• КАТАПЛЕКСІЯ - раптове порушення становища тіла внаслідок сильних емоцій: смутку, гніву, збудження.
• Менінгіт - важке інфекційне захворювання оболонок головного та спинного мозку.
• МІАЛГІЧНИЙ ЕНЦЕФАЛОМІЄЛІТ - симптоми, що виникають після закінчення багатьох вірусних інфекційних захворювань: м'язові болі, втома, занепад сил, депресія тощо
• МІГРЕНЬ - сильні головні болі, що повторюються, з додатковими симптомами, часто спалахами світла перед очима до дискомфорту від яскравого світла. Може супроводжувати: я нудотою та блюванням.
• НЕВРАЛГІЯ – тиск на нерв, викликаний роздратуванням. Біль може відчуватися по всій довжині нерва або лише у точці тиску
• Невріт - запалення нерва, що призводить до м'язової слабкостіта втраті чутливості шкіри.
• НЕВРОЗ - підвищене почуттятривоги, смутку та/або страху.
• ПАДІННЯ - явище, коли люди можуть раптово падати через тимчасові порушення мозкового кровообігу.
• Параліч БЕЛЛА - запалення лицевого нерва, що призводить до раптового паралічу половини обличчя. Повне одужаннязаймає зазвичай кілька тижнів.
• РОСІЯНИЙ СКЛЕРОЗ - дистрофія нервової тканини центральної нервової системи. Це захворювання починається у дорослих між 20 і 50 роками, зачіпає частини тіла, пов'язані з ураженими тканинами, зокрема: зір, мова, рухову активність та інших.
• РОЗДІЛ 2000 - вроджена вада. Пошкоджено спинний мозок через вроджену ваду навколишніх кісток та тканин. Викликає фізичні та/або психічні дефекти.
• СУБАРАХНОЇДАЛЬНА КРОВОТЕЧА - розрив кровоносних судин на поверхні мозку, що призводить до кровотечі навколо мозку. Зазвичай виникає у дорослих, але досить молодих людей без видимих ​​причин.
• ТВК – нервове скорочення м'язів.
• УДАР - раптова втрата дієздатності половини тіла через припинення кровопостачання частини мозку, що до нього відноситься.
• ЦЕРЕБРАЛЬНИЙ ПАРАЛИЧ - порушення роботи мозку, що стосується контролю над м'язами: він знижується, відбуваються м'язові спазми.
• ЕКСТРАДУРАЛЬНА ГЕМАТОМА - ускладнення травми голови, коли зламана одна з кісток черепа, кровоносні судини розірвані, і згусток крові, що утворюється, чинить тиск на мозок.
• ЕПІЛЕПСІЯ – тимчасова втрата свідомості. Приступи епілепсії можуть бути короткими (кілька секунд) та довгими (з конвульсіями).

Гармонія

Нервова система дуже вразлива і потребує захисту.

Рідина

Алкоголь та кофеїн послаблюють нервову систему. Цей ефект ще посилюється, якщо їх приймати разом. Таке поєднання збільшує час реакції і може призвести до сп'яніння наступного похмілля. Початковий ефект від кофеїну та алкоголю – стимулюючий: вони надають бадьорості. Але оскільки ці речовини також є сечогінними, організм зневоднюється, через що часто виникає головний біль. Чим більше кофеїну/алкоголю, тим сильніший біль! Вживання води допоможе впоратися із зневодненням та пом'якшить головний біль.

живлення

Харчування відіграє у роботі нервової системи. Токсини ушкоджують нервову тканину, і це стосується всіх частин системи, у тому числі розумової діяльності, пам'яті та концентрації. Велика кількістьцукру або розчинних вуглеводів, якими багаті продукти швидкого приготування, негативно впливає на розумову діяльність.

Вітаміни групи В особливо корисні для розумової діяльності. До них відносяться вітаміни B 1 , 3 , 5 , 6 і 12 . Вони містяться:

• Вітаміни B 1 , 3 і 6 - у водяному кресі, цвітній і качанній капусті.
• Вітаміни В1, В3 і В5 - у грибах.
• Вітамін В 12 - у жирній рибі, молочних продуктах та свійській птиці.

Важливо пам'ятати, що корисні властивості цих продуктів нейтралізуються кофеїном та алкоголем.

Відпочинок

Нервової системі необхідний сон, оскільки це час, коли мозок сортує та «розкладає по поличках» інформацію, отриману за день. Як і інші системи організму, нервова система втомлюється і потребує адекватного відпочинку, щоб позбавитися напруги, яку вона відчувала протягом дня. Нервової системі також корисний короткий відпочинок між періодами розумової активності. Відволікання від роботи допоможе мозку перебудуватись. У цей час можна погортати журнал або ще краще кілька хвилин помедитувати.

Відпочинок допомагає очистити мозок та звільнити місце для нової інформації. Релаксації сприяють такі процедури, як індійський масаж руками, які готують до активності парасимпатичну нервову систему. Їх можна виконувати у будь-який час дня, щоб зняти напругу. Активність: для зміцнення здоров'я нервової системи важлива розумова та м'язова активність. Нудьга призводить до млявості та відсутності інтересу до життя. Активність, фізична та розумова, робить життя захоплюючим.

Повітря

Нервової системі необхідне постачання киснем: без нього нервові клітини швидко гинуть. Оскільки нервові клітини переважно не відновлюються, кисень для нервової системи життєво важливий.

Важлива якість повітря, яке ми вдихаємо. Необхідно уникати як брудного повітря, так і куріння: обидва погіршують розумову активність, концентрацію та пам'ять. Заняття технікою дихання дозволяють очистити як тіло, і розум.

Вік

Зі старінням проявляється тенденція до погіршення розумових процесів. Реакція часто уповільнюється, погіршується координація, органи чуття втрачають деякі функції. Зір, слух, нюх, смак серйозно погіршуються з часом, у міру старіння тіла виникають різні труднощі:

• Стає важко сфокусувати зір на близьких предметах.
• Поступово погіршується слух.
• Зникає здатність відчувати деякі запахи: газ, запахи тіла, їжі, що готується, та ін.

Смакові відчуття слабшають разом із нюхом, оскільки вони тісно пов'язані.

Може бути порушена пам'ять: тоді коротка пам'ять значно гірша за тривалу.

Як більшість інших частин тіла, нервова система залежить від загального здоров'я. Приказка «що маємо, не зберігаємо, втративши, плачемо» чудово підходить до цієї ситуації і нагадує нам, що потрібно використовувати всі можливості. Це не лише покращить стан системи, а й дозволить функціонувати набагато довше.

Колір

З нервовою системою пов'язані фіолетовий, синій та жовтий кольори. Фіолетовий відповідає сьомій чакрі, розташованій у ділянці головного мозку. Синій – колір шостої чакри – безпосередньо пов'язаний із зором, нюхом, слухом, смаком та рівновагою. Жовтий відповідає третій чакрі – сонячному сплетенню – і пов'язаний, таким чином, з автономною нервовою системою. Можна користуватися квітами за допомогою зору та дотику. Можна також візуалізувати їх – уявляти із заплющеними очима. Така можливість полегшується під час розслаблюючих процедур. Пацієнти часто розповідають, що під час процедури «бачили» якийсь колір (під час індійського масажу, процедур догляду за обличчям, сеансів рефлексології та ін.). Як терапевт, ви також можете іноді заплющувати очі під час сеансу для переходу на інший рівень концентрації і в такі моменти здатні "бачити" кольори. Це бачення пов'язане з певною частиною тіла, наприклад, з тією, яка потребує лікування, або може бути зв'язком між терапевтом і пацієнтом, що дозволяє першому інтуїтивно відчувати потреби другого, реально відчувати його вібрації. Для деяких людей такі явища абсолютно природні та звичні. Іншим вони здаються дивними та навіть надприродними. Як би ви не ставилися до цього, краще бути відкритим для нових знань: багато терапевтів та клієнтів згодом захоплюються вивченням таких технік, а загальне уявленняпро них не зашкодить, навіть якщо ви самі не збираєтеся застосовувати їх на практиці.

Знання

Важливо знати, як ми можемо сприяти встановленню балансу у організмі.

• Уникайте надмірних навантажень: це запобіжить м'язову перенапругу та пов'язані з ним головні болі.
• Їжте у спокійній обстановці: пам'ятайте, що травлення сповільнюється, коли працює симпатична нервова система. Неспішний прийом їжі виключить нетравлення та серйозніші проблеми, такі як кишкові коліки.

Ці фактори визначають більшість проблем, пов'язаних зі стресом, адже їх легко виключити.

Особливий догляд

Турбота про нервову систему пов'язана із турботою про весь організм, і одне без іншого неможливе. Нервова система виконує стільки функцій, знання яких ще повні, і медицина продовжує поступово вивчати можливості мозку. У мозку відбувається величезна кількість незрозумілих процесів, і можна досягти речей, які, начебто, виходять за межі наших можливостей. У міру розвитку нашої майстерності, ми розвиваємо та розумові здібності, та інтуїцію. Розвитку цих здібностей сприяє проникнення західну культуру дедалі більше східних практик.

Як терапевтам, нам необхідно розвивати обидві сторони мозку і особливо - бачити логіку в новій ідеї або концепції та знаходити спосіб застосувати її на благо собі та пацієнтам.