Нервная система

Как мы выяснили ранее, эндокринная система действует химическим путём через систему кровообращения. Её воздействие сохраняется длительное время и распространяется на весь организм. У животных существует и другой способ координации – нервная система. Природа её передаточного механизма электрохимическая, импульсы локализованы и действуют очень быстро. Нервная система состоит из высокодифференцированных нервных клеток.

У многоклеточных животных информация воспринимается видоизменёнными нервными клетками – рецепторами, передаётся по нейронам к эффекторным клеткам (мышцам, железам), вызывая их ответную реакцию.

У простейших нет необходимости в передачи сигнала: одна-единственная клетка действует и как рецептор, и как эффектор. Появление многоклеточной организации привело к разделению стимула и реакции. У кишечнополостных имеется один слой нейронов, пронизывающих всё тело. Передача импульсов по ним производится с затуханием, а теряемая энергия служит для «подзарядки» синапсов. Вместе с тем, у высших кишечнополостных имеются и быстрые «транзитные» нервные пути, на которых затухание отсутствует.

1

Нервные системы беспозвоночных

У кольчатых червей уже сформирована нервная система, состоящая из брюшной нервной цепочки. Благодаря однонаправленному движению у них сформировалась голова, на которой сосредоточены большинство сенсоров. Передний край нервной цепочки утолщился. Похожим строением обладают и нервные системы других высших беспозвоночных.

Нервная система позвоночных отличается большой сложностью. Обычно её подразделяют на центральную и периферическую нервные системы, а в последней, в свою очередь, выделяют вегетативную и соматическую нервные системы. Периферическая нервная система представлена как спинномозговыми, так и черепномозговыми нервами. Соматическая система объединяет сенсорные рецепторы и головной мозг. Вегетативная система отвечает за непроизвольную активность внутренних органов – сокращения сердца, перистальтику желудка, потоотделение и т. п. Различия в симпатической и парасимпатической подсистемах обусловлены расположением и типом строения ганглиев, длиной и числом волокон, типом медиатора. В целом можно сказать, что симпатическая система повышает интенсивность обмена веществ, действуя в период опасности, а парасимпатическая – доминирует в покое, восстанавливая пороги чувствительности с пониженного до нормального уровня и контролируя «повседневные» функции организма.

Центральная нервная система представлена головным и спинным мозгом. На всём своём протяжении она заключена в тройную оболочку и защищена скелетом (черепом и позвоночником). В оболочке содержится около 100 мл спинномозговой жидкости, омывающей мозг и защищающей нервные клетки от механических ударов.

Спинной мозг – это уплощённый цилиндр из нервной ткани, который идёт от основания головного мозга до крестца. Нервные клетки внутри спинного мозга образуют серое вещество, а пучки миелинизированных волокон снаружи – белое вещество. От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов, идущих к различным эффекторам. Эта часть центральной нервной системы контролирует простые рефлексы, а также осуществляет связь между спинальными нервами и головным мозгом.

2

Эволюция головного мозга позвоночных

Головной мозг – это расширенный передний конец трубки позвоночных, координирующий деятельность всей нервной системы. Головной мозг состоит из серого вещества – сгруппированных нервных клеток – и связывающего их белого вещества, образующего нервные тракты. Строение головного мозга различается у различных групп позвоночных. Так, если у рыб и амфибий большие размеры имеют обонятельные либо зрительные доли, то у млекопитающих на первое место выходят большие полушария головного мозга.

Передний участок головного мозга называется конечный мозг. Он состоит из правого и левого полушарий большого мозга и базальных ганглиев. Большой мозг покрыт сверху корой толщиной около 3 мм (у человека), образованной миллиардами нервных клеток. Поверхность коры сильно увеличена за счет многочисленных складок – извилин. Каждое полушарие делят на теменную, лобную, затылочную и височную доли. Полушария связаны между собой мостиком, носящим название мозолистое тело.

В коре головного мозга различают сенсорные зоны, связанные с определёнными ощущениями, ассоциативные зоны, ответственные за запоминание, научение и мышление, и двигательные зоны, в которых возникают предназначенные мышцам нервные импульсы. Многие импульсы идут прямо в спинной мозг через два пирамидных тракта. Другие передаются по экстрапирамидным путям (например, через ретикулоспинальный тракт), где на них воздействуют импульсы коры, формируя либо возбуждающие, либо тормозные импульсы. Заметим, что за левую половину тела отвечает правое полушарие головного мозга, и наоборот. Значение некоторых участков коры до сих пор остаётся неясным. Так, непонятно назначение префронтальных зон; возможно, они определяют способность к мышлению и творчеству.

Отсутствие коры не привёдет к смерти, однако организм потеряет возможность осуществлять все произвольные формы деятельности – память, обучение, мышление, реагируя только на простейшие раздражители (например, желание есть или спать). Отсутствие же ретикулярной активирующей системы, которая тонизирует кору, привёдет к коме. Полагают, что многие вещества, вызывающие общий наркоз, временно подавляют деятельность именно этой системы.

Задний отдел переднего мозга называется промежуточным мозгом. Он включает в себя таламус и гипоталамус. Первый анализирует сенсорные сигналы и перенаправляет их к различным участкам коры головного мозга. Второй координирует вегетативную нервную систему, регулирует сердцебиение, дыхание, кровяное давление, а также содержание в крови различных гормонов.

Передний и задний мозг связываются между собой средним мозгом, контролирующим зрительные и слуховые рефлексы, а также бессознательные наклоны и повороты головы и туловища. Через средний мозг проходят все нервные пути от больших полушарий к спинному мозгу.

Задний мозг состоит из мозжечка и варолиева моста. Мозжечок образует два полушария. Его основная функция – координация мышечных движений. Повреждения мозжечка приводят к резким и нескоординированным движениям. Варолиев мост составляет часть мозгового ствола. Через него проходят нервные пути.

Последним из отделов является продолговатый мозг. В нём находятся центры рефлекторной регуляции вегетативных функций: ритма сердца, дыхания, глотания и т. п. В нём же перекрещиваются пути из коры головного мозга.