Значение и развитие нервной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

"Значение и развитие нервной системы"

План

1. Значение нервной системы

2. Общий обзор строения нервной системы человека (центральная, периферическая нервная система). Вегетативная нервная система

3. Строение спинного и головного мозга. Кора больших полушарий, основные области коры

4. Развитие нервной системы, развитие нервной клетки (нерва), образование аксона, дендритов, рост и развитие спинного мозга, рост и развитие головного мозга, миелинизация нервных волокон и её значение, развитие коры больших полушарий, возрастные особенности нервной системы детей 6 лет

5. Координация функций в организме

Литература

1. Значение нервной системы

Нервная система, основными функциями которой являются быстрая, точная передача информации и ее интеграция, обеспечивает взаимосвязь между органами и системами органов, функционирование организма как единого целого, его взаимодействие с внешней средой. Она регулирует и координирует деятельность различных органов, приспосабливает деятельность всего организма как целостной системы к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. С помощью нервной системы осуществляется прием и анализ разнообразных сигналов из окружающей среды и внутренних органов, формируются ответные реакции на эти сигналы. С деятельностью высших отделов нервной системы связано осуществление психических функций-- осознание сигналов окружающего мира, их запоминание, принятие решения и организация целенаправленного поведения, абстрактное мышление и речь. Все эти сложные функции осуществляются огромным количеством нервных клеток - нейронов, объединенных в сложнейшие нейронные цепи и центры.

2. Общий обзор строения нервной системы человека (центральная, периферическая нервная система). Вегетативная нервная система

Нервная система в функциональном и структурном отношении делится на периферическую и центральную нервную системы. Центральная нервная система - совокупность связанных между собой нейронов. Она представлена головным и спинным мозгом. На разрезе головного и спинного мозга различают участки более темного цвета-- серое вещество (образовано телами нервных клеток) и участки белого цвета - белое вещество мозга (скопление нервных волокон, покрытых миелиновой оболочкой). Периферическая часть нервной системы образована нервами - пучками нервных волокон, покрытых сверху общей соединительнотканной оболочкой. К периферической нервной системе относят и нервные узлы, или ганглии,-- скопления нервных клеток вне спинного и головного мозга. Если в составе нерва собраны нервные волокна, передающие возбуждение из центральной нервной системы к иннервируемому органу (эффектору), то такие нервы называют центробежными или эфферентными. Есть нервы, которые образованы чувствительными нервными волокнами, по которым возбуждение распространяется в центральную нервную систему. Такие нервы называют центростремительными или афферентными. Большинство нервов являются смешанными, в их состав входят как центростремительные, так и центробежные нервные волокна. Разделение нервной системы на центральную и периферическую во многом условно, так как функционирует нервная система как единое целое. нервный аксон мозг

Вегетативная нервная система

Особенности вегетативной нервной системы. Вегетативная нервная система регулирует работу внутренних органов, обмен веществ, приспосабливая органы к текущим потребностям организма. К ней относятся нервные центры продолговатого мозга, гипоталамуса и лимбической системы, импульсы из которых поступают к внутренним органам через волокна и узлы вегетативной нервной системы. Вегетативная нервная система иннервирует гладкую мускулатуру внутренних органов, кровеносных сосудов и кожи, мышцу сердца и железы. Вегетативные волокна подходят и к скелетным мышцам, но они при возбуждении не вызывают сокращения мышц, а повышают в них обмен веществ и тем самым стимулируют их работоспособность. Раздражение симпатических нервов утомленной скелетной мышцы восстанавливает ее работоспособность. Все это дало основание Л.А. Орбели и А.Г. Гинецинскому говорить об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы. Путь от центра до иннервируемого органа в вегетативной нервной системе состоит из двух нейронов. Это типичный признак вегетативной нервной системы. Волокна вегетативной нервной системы выходят из ядерных образований ЦНС и обязательно прерываются в периферических вегетативных нервных узлах - ганглиях, образуя синапсы на нейронах, расположенных в этих ганглиях. Эти волокна называются преганглиоиарными или предузловыми. Отростки клеток, образующих периферические вегетативные ганглии, направляются к внутренним органам; это постганглионарные, или послеузловые, волокна. В этом отношении так называемая соматическая нервная система, иннервирующая скелетные мышцы, кожу, связки, сухожилия, отличается от вегетативной нервной системы. В соматической нервной системе нервные волокна от ЦНС доходят до иннервируемого органа не прерываясь. Волокна вегетативной нервной системы по сравнению с волокнами соматической нервной системы отличаются сравнительно низкой возбудимостью, скорость распространения импульсов по ним также невелика (1--30 м/с). На основании особенностей строения и функциональных отличий в вегетативной нервной системе выделяют два отдела - парасимпатический и симпатический (рис. 14).

3. Строение спинного и головного мозга. Кора больших полушарий, основные области коры

Спинной мозг. Спинной мозг представляет собой длинный тяж. Он заполняет полость позвоночного канала и имеет сегментарное строение, соответствующее строению позвоночника. В центре спинного мозга расположено серое вещество - скопление нервных клеток, окруженное белым веществом, образованным нервными волокнами (рис. 7).

В спинном мозге находятся рефлекторные центры мускулатуры туловища, конечностей и шеи. С их участием осуществляются сухожильные рефлексы в виде резкого сокращения мышц (коленный, ахиллов рефлексы), рефлексы растяжения, сгибательные рефлексы, разные рефлексы, направленные на поддержание определенной позы. Рефлексы мочеиспускания и дефекации, рефлекторного набухания полового члена и извержения семени у мужчин (эрекция и эякуляция) связаны с функцией спинного мозга. Спинной мозг осуществляет и проводниковую функцию. Нервные волокна, составляющие основную массу белого вещества, образуют проводящие пути спинного мозга. По этим путям устанавливается связь между различными частями ЦНС и проходит импульсация в восходящем и нисходящем направлениях. По этим путям поступает информация в вышележащие отделы мозга, от которых отходят импульсы, изменяющие деятельность скелетной мускулатуры и внутренних органов. Деятельность спинного мозга у человека в значительной степени подчинена координирующим влияниям вышележащих отделов ЦНС. Обеспечивая осуществление жизненно важных функций, спинной мозг развивается раньше, чем другие отделы нервной системы. Когда у эмбриона головной мозг находится на стадии мозговых пузырей, спинной мозг достигает уже значительных размеров. На ранних стадиях развития плода спинной мозг заполняет всю полость позвоночного канала. Затем позвоночный столб обгоняет в росте спинной мозг, и к моменту рождения он заканчивается на уровне третьего поясничного позвонка. У новорожденных длина спинного мозга 14--16 см, к 10 годам она удваивается. В толщину спинной мозг растет медленно. На поперечном срезе спинного мозга детей раннего возраста отмечается преобладание передних рогов над задними. Увеличение размеров нервных клеток спинного мозга наблюдается у детей в школьные годы.

Головной мозг. Спинной мозг непосредственно переходит в стволовую часть головного мозга, расположенную в черепе (рис. 8).

Прямым продолжением спинного мозга является продолговатый мозг, который вместе с мостом мозга (варолиев мост) образует задний мозг. его нервные клетки образуют нервные центры регулирующие рефлекторные функции сосания, глотания, пищеварения, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также ядра V-XII пар черепных нервов и парасимпатических нервных волокон, идущих в их составе. Необходимость реализации перечисленных жизненно важных функций с момента рождения ребенка определяет степень зрелости структур продолговатого мозга уже в период новорожденности. К 7 годам созревание ядер продолговатого мозга в основном заканчивается. На уровне продолговатого мозга начинается ретикулярная формация, состоящая из сети нервных клеток, с которыми контактируют афферентные и эфферентные пути. Аксоны различных нейронов образуют множественные коллатерали, контактируя с огромным числом ретикулярных клеток. Один аксон может взаимодействовать с 27 500 нейронов. Ретикулярная формация распространяется на уровень среднего и промежуточного мозга. В ретикулярной формации выделяют нисходящую систему, регулирующую, под влиянием воздействия из высших отделов ЦНС, рефлекторную деятельность спинного мозга и мышечный тонус. К ней относятся передняя часть продолговатого мозга и средняя часть варолиева моста. Восходящая система - структуры ствола, среднего и промежуточного мозга - получает импульсы из спинного мозга и сенсорных систем, оказывает общее неспецифическое влияние на вышележащие отделы головного мозга. Ей, как будет показано дальше, принадлежит важнейшая роль в регуляции уровня бодрствования и организации поведенческих реакций. В состав среднего мозга входят ножки мозга и крыша мозга. Здесь расположены скопления нервных клеток в виде верхних и нижних бугров четверохолмия, красного ядра, черной субстанции, ядер глазодвигательного и блокового нервов, ретикулярной формации. В верхних и нижних буграх четверохолмия замыкаются простейшие зрительные и слуховые рефлексы и осуществляется их взаимодействие (движение ушей, глаз, поворот в сторону раздражителя). Черная субстанция участвует в сложной координации движений пальцев рук, актов глотания и жевания. Красное ядро имеет непосредственное отношение к регуляции мышечного тонуса. Позади продолговатого мозга и моста расположен мозжечок. Мозжечок-- орган, регулирующий и координирующий двигательные функции и их вегетативное обеспечение. Информация от различных мышечных, вестибулярных, слуховых и зрительных рецепторов, сигнализирующая о положении тела в пространстве и характере выполнения движений, интегрируется в мозжечке с влияниями от вышележащих отделов головного мозга, что обеспечивает реализацию плавного координированного двигательного акта, основанного на принципе обратной связи. Удаление мозжечка не влечет за собой потерю способности к движению, но нарушает характер выполняемых действий. Усиленный рост мозжечка отмечается на первом году жизни ребенка, что определяется формированием в течение этого периода дифференцированных и координированных движений. В дальнейшем темпы его развития снижаются. К 15 годам мозжечок достигает размеров взрослого.

Важнейшие функции выполняют структуры промежуточного мозга, включающего в себя зрительный бугор (таламус) и подбугровую область (гипоталамус). Гипоталамус, несмотря на небольшие размеры, содержит десятки высокодифференцированных ядер. Гипоталамус связан с вегетативными функциями организма и осуществляет координационно-интегративную деятельность симпатического и парасимпатического отделов. Пути из гипоталамуса идут к среднему, продолговатому и спинному мозгу, оканчиваясь на нейронах - источниках преганглионарных волокон. Вегетативные эффекты гипоталамуса, разных его отделов имеют неодинаковые направленность и биологическое значение. Задние отделы приводят к возникновению эффектов симпатического типа, передние-- парасимпатического. Восходящие влияния этих отделов также разнонаправлены: задние оказывают возбуждающее влияние на кору больших полушарий, передние - тормозящее. Связь гипоталамуса с одной из важнейших желез внутренней секреции - гипофизом - обеспечивает нервную регуляцию эндокринной функции. В клетках ядер переднего гипоталамуса вырабатывается нейросекрет, который по волокнам гипоталамо-гипофизарного пути транспортируется в нейрогипофиз. Этому способствуют и обильное кровоснабжение, и сосудистые связи гипоталамуса и гипофиза. Гипоталамус и гипофиз часто объединяют в гипоталамо-гипофизарную систему, играющую важнейшую роль в регуляции желез внутренней секреции. Одно из крупных ядер гипоталамуса - серый бугор - принимает участие в регуляции функций многих эндокринных желез и обмена веществ. Разрушение серого бугра вызывает атрофию половых желез. Его длительное раздражение может привести к раннему половому созреванию, возникновению язв на коже, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки.

Гипоталамус принимает участие в регуляции температуры тела. Доказана его роль в регуляции водного обмена, обмена углеводов. Ядра гипоталамуса участвуют во многих сложных поведенческих реакциях (половые, пищевые, агрессивно-оборонительные). Гипоталамус играет важную роль в формировании основных биологических мотиваций (голод, жажда, половое влечение) и эмоций положительного и отрицательного знака. Многообразие функций, осуществляемых структурами гипоталамуса, дает основание расценивать его как высший подкорковый центр регуляции жизненно важных процессов, их интеграции в сложные системы, обеспечивающие целесообразное приспособительное поведение.

Дифференцировка ядер гипоталамуса к моменту рождения не завершена и протекает в онтогенезе неравномерно. Развитие ядер гипоталамуса заканчивается в период полового созревания. Таламус (зрительный бугор) составляет значительную часть промежуточного мозга. Это многоядерное образование, связанное двусторонними связями с корой больших полушарий. В его состав входят три группы ядер. Релейные ядра передают зрительную, слуховую, кожно-мышечно-суставную информацию в соответствующие проекционные области коры больших полушарий. Ассоциативные ядра передают ее в ассоциативные отделы коры больших полушарий. Неспецифические ядра (продолжение ретикулярной формации среднего мозга) оказывают активизирующее влияние на кору больших полушарий.

Центростремительные импульсы от всех рецепторов организма (за исключением обонятельных), прежде чем достигнут коры головного мозга, поступают в ядра таламуса. Здесь поступившая информация перерабатывается, получает эмоциональную окраску и направляется в кору больших полушарий. К моменту рождения большая часть ядер зрительных бугров хорошо развита. После рождения размеры зрительных бугров увеличиваются за счет роста нервных клеток и развития нервных волокон. Онтогенетическая направленность развития структур промежуточного мозга состоит в увеличении их взаимосвязей с другими мозговыми образованиями, что создает условия для совершенствования координационной деятельности его различных отделов и промежуточного мозга в целом. В развитии промежуточного мозга существенная роль принадлежит нисходящим влияниям корковых полей конечного мозга.

Конечный, или передний, мозг, включает в себя базальные ганглии и большие полушария. Основной частью конечного мозга, достигающей наибольшего развития у человека, являются большие полушария.

Большие полушария головного мозга расположены над передней дорзальной поверхностью ствола мозга. Они соединены крупными пучками нервных волокон, образующих мозолистое тело. У взрослого человека масса больших полушарий составляет около 80% массы головного мозга и в 40 раз превышает массу ствола. Структурно-функциональная организация коры головного мозга. Кора больших полушарий представляет собой тонкий слой серого вещества на поверхности полушарий. В процессе эволюции поверхность коры интенсивно увеличивалась по размеру за счет появления борозд и извилин. Общая площадь поверхности коры у взрослого человека достигает 2200--2600 см 2. Толщина коры в различных частях полушарий колеблется от 1,3 до 4,5 мм. В коре насчитывается от 12 до 18 млрд. нервных клеток. Отростки этих клеток образуют огромное количество контактов, что и создает условия для сложнейших процессов обработки и хранения информации.

На нижней и внутренней поверхности полушарий расположены старая и древняя кора, или архи- и палеокортекс. Функционально эти отделы коры больших полушарий тесно связаны с гипоталамусом, миндалиной, некоторыми ядрами среднего мозга. Все эти структуры составляют лимбическую систему мозга. Как будет показано дальше, лимбическая система играет важнейшую роль в формировании эмоций и внимания. В старой и древней коре расположены также высшие центры вегетативной регуляции. На наружной поверхности полушарий расположена филогенетически наиболее новая кора, появляющаяся только у млекопитающих и достигающая наибольшего развития у человека. Это неокортекс.

Кора больших полушарий имеет 6--7 слоев, различающихся формой, величиной и расположением нейронов (рис. 9). Между нервными клетками всех слоев коры в процессе их деятельности возникают как постоянные, так и временные связи.

По особенностям клеточного состава и строения кору больших полушарий разделяют на ряд участков. Их называют корковыми полями.

Под корой располагается белое вещество больших полушарий. В составе белого вещества различают ассоциативные, комиссуральные и проекционные волокна. Ассоциативные волокна связывают между собой отдельные участки одного и того же полушария. Короткие ассоциативные волокна связывают между собой отдельные извилины и близкие поля. Длинные волокна - извилины различных долей в пределах одного полушария. Комиссуральные волокна связывают симметричные части обоих полушарий. Большая часть их проходит через мозолистое тело. Проекционные волокна выходят за пределы полушарий. Они входят в состав нисходящих и восходящих путей, по которым осуществляется двусторонняя связь коры с нижележащими отделами ЦНС. Известны случаи рождения детей, лишенных коры больших полушарий головного мозга. Это анэнцефалы. Они обычно живут всего несколько дней. Но известен случай жизни анэнцефала в течение 3 лет 9 месяцев. После его смерти при вскрытии оказалось, что большие полушария отсутствовали полностью, на их месте были обнаружены два пузыря. В течение первого года жизни этот ребенок почти все время спал. На звук и свет не реагировал. Прожив почти 4 года, он не научился говорить, ходить, узнавать мать, хотя врожденные реакции (некоторые) у него проявлялись: он сосал, когда ему вкладывали в рот сосок материнской груди или соску, глотал и т. п.

Наблюдения над животными с удаленными полушариями головного мозга и над анэнцефалами показывают, что в процессе филогенеза резко возрастает значение высших отделов ЦНС в жизни организма. Происходит кортиколизация функций, подчинение сложных реакций организма коре больших полушарий. Все, что приобретается организмом в течение индивидуальной жизни, связано с функцией больших полушарий головного мозга. С функцией коры больших полушарий связана высшая нервная деятельность. Взаимодействие организма с внешней средой, его поведение в окружающем материальном мире связаны с большими полушариями головного мозга. Вместе с ближайшими подкорковыми центрами, стволом мозга и спинным мозгом большие полушария объединяют отдельные части организма в единое целое, осуществляют нервную регуляцию функций всех органов. В опытах с удалением различных участков коры, их раздражением и при регистрации электрической активности мозга установлено наличие трех типов корковых областей: сенсорные, моторные и ассоциативные (рис. 10).

Сенсорные области коры больших полушарий. Афферентные волокна, несущие сигналы от различных рецепторов, приходят к определенным зонам коры. Каждому рецепторному аппарату соответствует в коре определенная область. И.П. Павловым эти области были названы корковым ядром анализатора. В сенсорных зонах выделяют первичные и вторичные проекционные поля. Нейроны проекционных первичных полей выделяют отдельные признаки сигнала. В области зрительной проекции, например, анализируются место объекта в поле зрения, направление движения, контур, цвет, контраст. Разрушение этой области приводит к потере способности к первичному анализу внешних стимулов в определенной части поля зрения. При раздражении первичной зрительной зоны во время операций отмечается появление световых мельканий, цветовых пятен; при раздражении проекционного поля слуховой коры пациент слышит тоны, отдельные звуки.

При ограниченном поражении вторичных, например зрительных, полей больной отчетливо видит отдельные элементы изображения, но не может объединить их в целостный образ, узнать знакомый предмет (зрительная агнозия). Раздражение вторичных сенсорных зон у человека во время операции вызывает оформленные предметные зрительные и сложные слуховые галлюцинации: звуки музыки, речи и т. д.

Сенсорные зоны локализованы в определенных областях коры: зрительная сенсорная зона располагается в затылочной области обоих полушарий, слуховая - в височной области, зона вкусовых ощущений - в нижней части теменных областей, соматосенсорная зона, анализирующая импульсацию с рецепторов мышц, суставов, сухожилий, кожи, располагается в области задней центральной извилины (см. рис. 10).

Моторные области коры. Зоны, раздражение которых закономерно вызывает двигательную реакцию, называют моторными или двигательными. Они расположены в области переднецентральной извилины. Моторная кора имеет двусторонние внутрикорковые связи со всеми сенсорными областями. Это обеспечивает тесное взаимодействие сенсорных и моторных зон.

Ассоциативные области коры. Кора больших полушарий человека" характеризуется наличием обширной области, не имеющей прямых афферентных и эфферентных связей с периферией. Эти области, связанные обширной системой связей ассоциативных волокон с сенсорными и моторными зонами, получили название ассоциативных или третичных корковых зон. В задних отделах коры они расположены между теменными, затылочными и височными областями, в передних отделах они занимают основную поверхность лобных долей. Ассоциативная кора либо отсутствует, либо слабо развита у всех млекопитающих до приматов. У человека заднеассоциативная кора занимает примерно половину, а лобные области 25% всей поверхности коры. По строению они отличаются особенно мощным развитием верхних ассоциативных слоев клеток в сравнении с системой афферентных и эфферентных нейронов. Их особенностью является также наличие полисенсорных нейронов - клеток, воспринимающих информацию из различных сенсорных систем.

В ассоциативной коре расположены и центры, связанные с речевой деятельностью. Ассоциативные области коры рассматриваются как структуры, ответственные за синтез поступающей информации, и как аппарат, необходимый для перехода от наглядного восприятия к абстрактным символическим процессам. С ассоциативными зонами коры связано формирование свойственной только человеку второй сигнальной системы.

Клинические наблюдения показывают, что при поражении заднеассоциативных областей нарушаются сложные формы ориентации в пространств, конструктивная деятельность, затрудняется выполнение всех интеллектуальных операций, которые осуществляются с участием пространственного анализа (счет, восприятие сложных смысловых изображений). При поражении речевых зон нарушается возможность восприятия и воспроизведения речи. Поражение лобных отделов коры приводит к невозможности осуществления сложных программ поведения, требующих выделения значимых сигналов на основе прошлого опыта и предвидения будущего.

Развитие коры больших полушарий как филогенетически нового образования происходит в течение длительного периода онтогенеза. К моменту рождения ребенка кора больших полушарий имеет такой же тип строения, как у взрослого. Однако поверхность ее после рождения значительно увеличивается за счет формирования мелких борозд и извилин. В течение первых месяцев жизни развитие коры идет очень быстрыми темпами. Большинство нейронов приобретает зрелую форму, происходит миелинизация нервных волокон. Различные корковые зоны созревают неравномерно. Наиболее рано созревает соматосенсорная и двигательная кора, несколько позже зрительная и слуховая. Созревание проекционных (сенсорных и моторных) зон в основном завершается к 3 годам. Значительно позже созревает ассоциативная кора. К 7 годам отмечается значительный скачок в развитии ассоциативных областей.

Однако их структурное созревание-- дифференцировка нервных клеток, формирование нейронных ансамблей и связей ассоциативной коры с другими отделами мозга - происходит вплоть до подросткового возраста. Наиболее поздно созревают лобные области коры. Как будет показано ниже, постепенность созревания структур коры больших полушарий определяет возрастные особенности высших нервных функций и поведенческих реакций детей дошкольного и младшего школьного возраста.

4. Развитие нервной системы, развитие нервной клетки (нерва), образование аксона, дендритов, рост и развитие спинного мозга, рост и развитие головного мозга, миелинизация нервных волокон и её значение, развитие коры больших полушарий, возрастные особенности нервной системы детей 6 лет

Понятие о нервном центре. Сложные функциональные объединения, "ансамбли" нейронов, расположенных в различных отделах центральной нервной системы, согласованно участвующие в регуляции функций и рефлекторных реакциях, называют нервными центрами. Функционирование центральной нервной системы осуществляется с помощью значительного числа таких центров. Нервные центры обладают рядом характерных свойств, определяемых особенностями проведения возбуждения через синапсы центральной нервной системы и структурой нейронных цепей, образующих их.

Нейрон - структурная единица нервной системы.

Нейрон - структурная и функциональная единица нервной системы, приспособленная для осуществления приема, обработки, хранения, передачи и интеграции информации. Эта сложноустроенная высокодифференцированная клетка состоит из тела, или сомы, и отростков разного типа - дендритов и аксонов (рис. 3).

В теле нейрона протекают сложные обменные процессы, синтезируются макромолекулы, поступающие в дендриты и аксоны, вырабатывается энергия, необходимая для нормального функционирования нервной клетки. Тело имеет первостепенное значение для существования и целостности нейрона, при его разрушении перерождается (дегенерирует) вся клетка, включая аксон и дендриты. Дендриты - короткие, сильно ветвящиеся отростки. От одной клетки может отходить от 1 до 1000 дендритов. На дендритах имеются выросты (шипики). Ветвистость дендритов и наличие шипиков значительно увеличивают поверхность дендрита в сравнении с телом клетки и создают условия для размещения на дендритах большого числа контактов с другими нервными клетками. Дендриты одного нейрона контактируют с сотнями и тысячами других клеток. Строение дендритов определяет их специализированную роль в восприятии поступающих сигналов. Аксон - нитевидный отросток, начинающийся от тела клетки. По сравнению с диаметром длина его очень велика и может достигать 1,5 м. Конец аксона сильно ветвится, образует кисточку из конечных ветвей (окончания аксона, или терминали), образующих контакты с многими сотнями клеток. Аксон является проводящей частью нейрона, он осуществляет проведение возбуждения от рецептора к нервным клеткам, от одной нервной клетки к другой и от нейрона к исполнительному органу (мышцы, железы). Аксон, покрытый оболочками, называют нервным волокном. Возрастные изменения структуры нейрона и нервного волокна. На ранних стадиях эмбрионального развития нейрон, как правило, состоит из тела, имеющего два недифференцированных и неветвящихся отростка. Тело содержит крупное ядро, окруженное небольшим слоем цитоплазмы. Процесс созревания нейронов характеризуется быстрым увеличением цитоплазмы, увеличением в ней числа рибосом и формированием аппарата Гольджи, интенсивным ростом аксонов и дендритов. Различные типы нервных клеток созревают в онтогенезе гетерохронно. Наиболее рано (в эмбриональном периоде) созревают крупные афферентные и эфферентные нейроны. Созревание мелких клеток происходит после рождения (в постнатальном онтогенезе) под влиянием средовых факторов, что создает предпосылки для пластических перестроек в ЦНС. Отдельные части нейрона тоже созревают неравномерно. Наиболее поздно формируется дендритный шипиковый аппарат, развитие которого в постнатальном периоде в значительной мере обеспечивается притоком внешней информации.

Покрывающая аксоны миелиновая оболочка интенсивно растет в постнатальном периоде, ее рост ведет к повышению скорости проведения по нервному волокну. Миелинизация раньше всего отмечена у периферических нервов, затем ей подвергаются волокна спинного мозга, стволовой части головного мозга, мозжечка и позже волокна больших полушарий головного мозга. Двигательные нервные волокна покрываются миелиновой оболочкой уже к моменту рождения, чувствительные (например, зрительные) в течение первых месяцев жизни ребенка. К. трехлетнему возрасту в основном завершается миелинизация нервных волокон, хотя рост миелиновой оболочки и осевого цилиндра продолжается и после трехлетнего возраста.

Период новорожденности. Еще за 3 месяца до нормального срока рождения нервная система плода в достаточной мере развита, чтобы обеспечить функционирование организма в условиях внеутробного существования. Сформированы все отделы мозга, включая кору больших полушарий. Афферентные и эфферентные нервные волокна соединяют центральную нервную систему со всеми органами тела. С первого же дня жизни у ребенка могут быть обнаружены защитные и ориентировочные рефлексы на болевые, световые, звуковые и другие раздражения. Однако эти реакции плохо координированы, нередко беспорядочны и, как правило, медленно протекают и легко распространяются на большое количество мышц. Очень часто они проявляются в усилении общей двигательной активности. Это показывает, что возбуждение легко иррадиирует, т. е. распространяется, с одного участка мозга на другие. Иррадиация возбуждения, сопровождающаяся криком, особенно легко возникает под влиянием голода, охлаждения, а также болевых раздражений.

Прикосновение к губам новорожденного или к соседним участкам кожи вызывает рефлекторные сосательные движения, что ведет к понижению общей возбудимости и прекращению двигательной активности. Такое состояние торможения двигательных центров мозга сохраняется не только во время сосания груди, но и в последующий период сытости, что способствует наступлению сна. Как правило, пробуждение наступает перед очередным кормлением, когда состояние сытости сменяется состоянием голода.

Иногда в начальном периоде внутриутробного развития нарушается нормальное образование органов, что ведет к появлению различных уродств. В частности, известны случаи недоразвития передних отделов мозга и даже полного отсутствия больших полушарий. Дети, рождающиеся с таким тяжелым дефектом, умирают в первые месяцы, реже в первые годы жизни. Наблюдения показали, что поведение таких детей очень сходно с поведением нормального ребенка в период новорожденности. Это дает основание полагать, что в первые дни жизни реакции организма осуществляются без участия коры больших полушарий и подкорковых ядер.

Установлено, однако, что клетки коры больших полушарий новорожденного могут приходить в состояние возбуждения под влиянием импульсов, поступающих из нижележащих отделов мозга. В коре возникают и ответные импульсы. Так, например, у новорожденных при участии коры происходит поворот глаз, а несколько позднее и головы в сторону появившегося света. Мало того, на основании изучения электрических реакций установлено, что уже в первые дни жизни в коре больших полушарий происходит различение красного и зеленого цвета.

Последующее развитие нервной системы. В течение первых двух лет жизни головной мозг интенсивно растет, и к двум годам его вес достигает примерно 70% веса мозга взрослого человека. В основном увеличение мозговой массы происходит не за счет образования новых клеток (после рождения их количество мало меняется), а в результате роста и разветвления дендритов и аксонов. У двухлетнего ребенка в коре больших полушарий нервные клетки расположены дальше друг от друга, чем у новорожденного. Зато много места занимают разросшиеся отростки (рис. 31), что, разумеется, требует большего увеличения площади, занимаемой корой. И действительно, за первые два года жизни ее площадь увеличивается примерно в 2,5 раза, в основном путем углубления извилин. Увеличивается и толщина коркового слоя больших полушарий.

Еще более интенсивно растет мозжечок. Если в коре больших полушарий клеточные слои, характерные для мозга взрослого человека, формируются уже к 6-му месяцу внутриутробного развития, то в коре мозжечка формирование слоев происходит после рождения и заканчивается к 9--11-му. месяцу жизни. К концу второго года вес мозжечка увеличивается почти в 5 раз по сравнению с его весом в период новорождённости. Такое позднее и вместе с тем быстрое развитие мозжечка объясняется тем, что основная функция, а именно уточнение двигательных реакций, и в частности поддержание нормального положения тела, может быть использована организмом лишь после приобретения первых навыков стояния и ходьбы к концу 1-го года жизни.

Миелинизация нервных волокон. Уже на ранних стадиях внутриутробного развития аксоны нервных клеток окружены клетками-спутниками, которые образуют своеобразную оболочку. Аксон, окруженный такой оболочкой, называется нервным волокном. На 4--5-м месяце в корешках спинномозговых нервов волокна постепенно приобретают отчетливый белый цвет. Объясняется это образованием особого жироподобного вещества - миелина. Он образуется в клетках-спутниках, которые обтекают аксон, многократно обертывая его тонким слоем своего все удлиняющегося тела. Так возникает миелиновая оболочка нервного волокна. Каждые 1-- 2 мм она прерывается, образуя перехваты. Миелиновую оболочку можно рассматривать как хорошую изоляцию нервного волокна. Кроме того, в миелинизированных волокнах скорость проведения возбуждения в 10--20 раз больше, чем в волокнах, не покрытых миелином. Это объясняется скачкообразным распространением возбуждения: оно перескакивает от одного перехвата к другому.

Миелинизация нервных волокон как в центральной нервной системе, так и в периферической происходит очень интенсивно в последние месяцы внутриутробного развития. У новорожденного миелинизация нервных волокон спинного мозга и ствола головного мозга почти завершена. В значительной мере миелинизированы волокна черепно-мозговых и спинномозговых нервов.

Рис. 31. Развитие нейронов:

А - рост пирамидной клетки коры больших полушарий и разрастание дендритов; Б-- расстояние между соседними нервными клетками у новорожденного (1), у двухлетнего ребенка (2)

Однако их Миелинизация продолжается и после рождения, заканчиваясь в основном к 2--3 годам жизни.

Как правило, Миелинизация ускоряется в тех группах волокон, которые начинают усиленно функционировать. Этим объясняется более ранняя Миелинизация у недоношенных младенцев. При хронических заболеваниях, связанных с ослаблением двигательной активности, Миелинизация волокон двигательных нервов может значительно задерживаться.

Миелинизация пирамидного пути, проходящего от двигательной области коры больших полушарий до двигательных клеток передних рогов серого вещества спинного мозга, начинается еще до рождения, а с 3-го месяца жизни почти приостанавливается. Лишь примерно с 8-го месяца, в связи с появлением первых попыток ходьбы, интенсивность миелинизации снова, и притом значительно, увеличивается. Миелинизация речевых центров коры в основном заканчивается к 1V2--2 годам, когда появляется речь.

Очень поздно (не ранее 2-го месяца жизни) начинается миелинизация тех волокон клеток коры больших полушарий, которые идут от одного участка коры к другому. Миелинизируются они очень постепенно, по мере усложнения высшей нервной деятельности. По-видимому, этот процесс прекращается лишь к старости. Особенно медленно указанные волокна получают миелиновую оболочку в лобной области коры, связанной с наиболее сложными проявлениями высшей нервной деятельности.

Функциональные особенности нервных клеток. У новорожденных процессы, протекающие в нервных клетках, замедлены: медленнее возникает возбуждение, медленнее оно распространяется по нервным волокнам. Длительное или сильное раздражение нервной клетки легко приводит ее в состояние торможения. Скорость проведения возбуждения увеличивается по мере миелинизации волокон и к 2--3 годам становится примерно такой же, как и у взрослых. Скорость возникновения возбуждения увеличивается более постепенно и достигает величины, характерной для взрослых лишь к 10--12 годам. Неспособность нервных клеток длительное время находиться в состоянии возбуждения очень характерна и для детей дошкольного возраста. С этим связана нестойкость доминант: любое стороннее раздражение легко разрушает доминанту, вызывая образование нового доминантного очага, который, в свою очередь, быстро оказывается заторможенным. Отсюда неустойчивость внимания дошкольника, быстрый переход от одной деятельности к другой.

Явления иррадиации и индукции. У детей грудного возраста возбуждение легко иррадиирует. Любые рефлекторные движения обычно захватывают значительную часть мускулатуры. Так, движения рук сопровождаются заметной подвижностью ног. Всякое более или менее значительное раздражение вызывает общую двигательную активность. Крику ребенка также сопутствуют движения всего тела. Рефлекторное смыкание век, например при появлении яркого света, сопровождается сжатием губ, а нередко и сгибанием конечностей. При удивлении или при внимательном разглядывании нового предмета ребенок старшего грудного возраста широко открывает не только глаза, но и рот, растопыривая при этом пальцы. Такие иррадиированные реакции характерны и для детей второго года жизни.

В последующие годы устойчивость нервных клеток повышается. Увеличивается сила процессов возбуждения и торможения, в связи с чем более заметными становятся явления индукции: появление очага возбуждения сопровождается понижением возбудимости или торможением других участков мозга. Таким образом, создается препятствие для чрезмерной иррадиации возбуждения. Развитию явлений индукции способствует обучение ходьбе и другим более сложным двигательным актам. При сильном возбуждении, в частности при проявлении радости или огорчения, сохраняется резкая выраженность явлений иррадиации: ребенок прыгает или топает ножками; он весь во власти возбуждения, и никакие уговоры не могут его успокоить.

Дальнейшее усиление явлений взаимной индукции и связанная с этим большая концентрация процессов возбуждения и торможения создают предпосылки для усидчивой целенаправленной деятельности. Этому способствуют воспитание и обучение как в дошкольном, так и в младшем школьном возрасте.

5. Координация функций в организме

Рефлекс как реакция всего организма. Поток импульсов, возникший при раздражении зрительных, болевых или других рецепторов, поступает в мозг и становится источником согласованной, координированной ответной деятельности организма. Например, наступив босой ногой на острый предмет, ребенок отдергивает ногу. Казалось бы, этот рефлекс осуществляется небольшой группой мышц ноги, одни из которых сокращаются, а другие расслабляются. В действительности, однако, в реакцию включается чуть ли не весь двигательный аппарат. Чтобы отдернуть ногу, нужно в течение некоторого времени сохранить равновесие, стоя на одной ноге, а для этого необходимо быстрое и точное перераспределение тонуса многочисленных мышц всего тела. Мало того, в реакцию включаются и другие органы: на короткое время задерживается дыхание, изменяется частота и сила сердечных сокращений. Ребенок может лечь на землю, заплакать или стиснуть зубы. Иными словами, в рефлекторную реакцию включаются многие органы.

Личный опыт говорит нам о том, что одно и то же раздражение в разных случаях приводит к совершенно различным, но всегда координированным реакциям. Сложность и разнообразие даже самых простых рефлексов объясняется возможностью распространения импульсов по разным направлениям в самые различные отделы мозга. Именно эта возможность позволяет говорить о рефлексе как о координированной реакции всего организма.

Значение афферентных импульсов. Афферентные импульсы не только первое звено каждого рефлекса. Их значение гораздо больше. Они - необходимое условие активного состояния нервной системы. Непрерывный поток импульсов, поступающий от рецепторов всех органов тела, создает в центральной нервной системе тот уровень возбудимости, который необходим для ее деятельности. Кроме того, афферентные импульсы несут текущую информацию о том, что происходит как в окружающей среде, так и в каждом органе тела. Без такой информации невозможно согласование деятельности отдельных органов, невозможно протекание координированных реакций.

Существует заболевание, при котором в спинном мозге нарушаются пути, проводящие импульсы от нижних конечностей в головной мозг. Иными словами, прекращается информация о том", в каком положении находится каждая мышца, а, следовательно, и вся нога в целом. Человек не знает, согнута она или разогнута. Лишь смотря на ноги, т. е. получая соответствующую информацию с органов зрения, он в состоянии выполнить необходимое движение ногами и сохранить равновесие при стоянии и ходьбе.

Иррадиация и индукция возбуждения и торможения. Возбуждение, возникшее в определенном участке нервной системы, в той или иной степени иррадиирует, т. е. распространяется, на другие участки. Прикоснувшись к горячему предмету, ребенок не просто отдергивает руку, а проявляет общую двигательную активность, начинает плакать. Это пример резко выраженной иррадиации возбуждения. Иррадиировать может и состояние торможения. Под влиянием очень сильного или длительного раздражения возникшее в нервной системе возбуждение сменяется торможением. Оно легко распространяется на другие участки, что ведет к общему понижению возбудимости нервной системы, и человек перестает реагировать на такие раздражения, которые раньше вызывали соответствующие реакции.

Иррадиация чаще всего проявляется в общем повышении или понижении возбудимости нервной системы. Так, например, возбудимость повышается при получении радостной вести и понижается при получении печальной. В первом случае человек становится бодрым, жизнерадостным, а во втором - подавленным, ко всему безразличным. Проявляется иррадиация и в увеличении количества органов, принимающих участие в реакции. Так, при сильном сжимании кисти сокращаются мышцы руки и даже других частей тела.

Важнейшее условие координации - выключение из реакции тех органов, функция которых препятствует осуществлению данного рефлекса. Так, например, при сгибании руки в локте мышцы-разгибатели расслабляются, при выдохе расслабляются вдыхательные мышцы. Объясняется это тем, что в мозге могут устанавливаться определенные взаимоотношения между отдельными группами нервных клеток, например между центрами различных мышц: повышение возбудимости или возбуждение одних групп может сопровождаться понижением возбудимости или торможением других. Такое наведение противоположного состояния называется индукцией. Различают отрицательную индукцию, когда в ответ на появление очага возбуждения или повышенной возбудимости в других участках мозга возбудимость понижается, и положительную индукцию, т. е. повышение возбудимости, вызываемое появлением очага торможения или очага пониженной возбудимости. Примером положительной индукции может служить всем известный факт, что зубная боль, которая днем ощущается слабо, ночью становится почти непереносимой. Это объясняется тем, что ночью, на фоне торможения или резко сниженной возбудимости большей части мозга, возбужденным остается тот его участок, к которому подходят импульсы от больного зуба. Под влиянием индукции возбудимость этого участка значительно повышается.

Если бы явления иррадиации или индукции захватывали весь мозг, была бы невозможна никакая координация. В действительности и иррадиация, и индукция носят, как принято говорить, избирательный характер: в каждом отдельном случае они захватывают лишь определенные группы клеток. При этом в той или иной степени участвуют оба процесса; возбудимость одних клеточных групп изменяется под влиянием иррадиации, а других - под влиянием индукции. Мало того, как индукция, так и иррадиация могут протекать во времени. Иными словами, нервные клетки после возбуждения в силу индукции переходят в состояние пониженной возбудимости, а торможение может смениться повышенной возбудимостью. Иррадиация во времени проявляется в сохранении клетками состояния повышенной или пониженной возбудимости в течение некоторого времени по окончании действия раздражителя. Существенную роль при этом играет описанная выше кольцевая связь между нейронами.

Иррадиация и индукция взаимно ограничивают друг друга. Как правило, слабые очаги возбуждения и торможения не вызывают значительной индукции, что способствует процессу иррадиации. Чем сильнее очаг возбуждения или торможения, тем интенсивнее проявляется индукция и, следовательно, тем менее благоприятны условия для иррадиации. При очень сильном очаге возбуждения или торможения, наоборот, иррадиация оказывается столь значительной, что преодолевает препятствия, создаваемые индукцией.

Если человек выполняет работу, которая для него важна или интересна, либо читает увлекательную книгу, очаги возбуждения в мозге могут оказаться достаточно сильными, чтобы вызвать мощную индукцию. В результате возбудимость многих других участков мозга сильно понижается. Это проявляется в том, что человека не отвлекают посторонние мысли, у него не рассеивается внимание, и он даже не замечает, что происходит вокруг. При действии слабых раздражителей, например при чтении очень скучной книги, внимание, наоборот, легко рассеивается, что связано с превалированием иррадиации возбуждения.

В результате взаимодействия иррадиации и индукции мозг представляет собой как бы мозаику очагов повышенной и пониженной возбудимости. Непрерывная и закономерно протекающая перестройка очагов возбуждения и торможения приводит к созданию самых разнообразных комбинаций согласованной работы органов.

Доминанта. Одна из наиболее существенных сторон координации функций организма заключается в создании условий, наиболее благоприятных для осуществления той или иной деятельности. Нервная система должна пустить в ход все механизмы, обеспечивающие эту деятельность, и затормозить, устранить все, что мешает ее нормальному протеканию.

Дыхание и глотание - два физиологических акта, которые не могут протекать одновременно. А, следовательно, невозможно одновременное возбуждение соответствующих нервных центров. При глотании на короткое время господствующим становится глотательный центр, тогда как дыхательный - заторможен.

Временное преобладание одного нервного центра над другими получило название доминанты.

Доминантное состояние поддерживается импульсами, не только приходящими от соответствующих рецепторов, но и возникающими под влиянием раздражителей, не имеющих непосредственного отношения к доминирующему центру. Так, например, если во время лакания молока раздражать лапу щенка электрическим током, он не отдергивает лапу, а начинает лакать с еще большей интенсивностью. Такое же раздражение до или после лакания вызывает болевую реакцию: щенок отдергивает лапу и визжит. Следовательно, сторонние раздражители усиливают доминанту, делая ее более стойкой. В процессе нервной деятельности одна доминанта сменяет другую, но всякий раз текущая доминанта обеспечивает направленную активность нервной системы.

Роль отдельных частей мозга в координации движений. Двигательное задание, а также схема или способ его выполнения определяется корой больших полушарий. От коры импульсы идут по трем основным путям: к двигательным нейронам, расположенным в передних рогах спинного мозга и в стволовой части головного мозга; к мозжечку; к подкорковым ядрам и к различным ядрам Межуточного и среднего мозга. Средний мозг и некоторые другие участки головного мозга обеспечивают перераспределение тонуса, или напряжения, отдельных мышц, что необходимо для выполнения каждого последовательного элемента двигательного акта. Основная роль мозжечка сводится к уточнению силы, длительности и последовательности сокращений отдельных мышц, иными словами, к отделке, отшлифовке движений. Подкорковые ядра участвуют в организации и регулировании дополнительных и вспомогательных движений, как, например, создание наиболее удобной позы, размахивание руками при ходьбе, мимические движения. Подбугровая область и различные ядра мозгового ствола регулируют процессы обмена веществ и деятельность органов кровообращения, дыхания и других органов, что также необходимо для нормального выполнения двигательных актов"

Литература

1. Кабанов А.Н. и Чабовская А.П. Анатомия, физиология и гигиена детей дошкольного возраста. Учебник для дошкольных педучилищ. М., "Просвещение", 1969. 288 с илл.

2. Хрипкова А.Г. Возрастная физиология и школьная гигиена. М. Просвещение 1990г.

Размещено на Allbest.ru