Видовые особенности физиологии ЦНС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВО Башкирский государственный аграрный университет

Факультет: Заочного обучения

Кафедра: Кафедра физиологии, биохимии и кормления животных

Реферат

Видовые особенности физиологии ЦНС

Хусаинов Вадим Замирович

Направление подготовки:36.03.02

Профиль подготовки: ТППЖ

Форма обучения: Заочное

Курс, группа: Зоо111, 1курс

Руководитель:

к. б. н. ст. Адриянова Э.М.

Уфа 2021

Содержание работы

Введение

1. Основные черты строения и функции ЦНС

2. Нервная система позвоночных

3. Принципы координации в деятельности центральной нервной системы

Заключение

Список использованной литературы

Введение

центральный нервный клетка орган

Центральная нервная система (ЦНС) - основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из нейронов и их отростков; представлена у беспозвоночных системой тесно связанных между собой нервных узлов (ганглиев), у позвоночных животных и человека - спинным и головным мозгом.

Нервная система регулирует деятельность всех органов и систем, обусловливая их функциональное единство, и обеспечивает связь организма как целого с внешней средой.

Нервная система играет важнейшую роль в регуляции функций организма. Она обеспечивает согласованную работу клеток, тканей, органов и их систем. При этом организм функционирует как единое целое. Благодаря нервной системе осуществляется связь организма с внешней средой. Деятельность нервной системы лежит в основе чувств, обучения, памяти, речи и мышления - психических процессов, с помощью которых человек не только познает окружающую среду, но и может активно ее изменять.

Главная и специфическая функция ЦНС - осуществление простых и сложных высокодифференцированных отражательных реакций, получивших название рефлексов. У высших животных и человека низшие и средние отделы ЦНС - спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок - регулируют деятельность отдельных органов и систем высокоразвитого организма, осуществляют связь и взаимодействие между ними, обеспечивают единство организма и целостность его деятельности. Высший отдел ЦНС - кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования, в основном регулирует связь и взаимоотношения организма как единого целого с окружающей средой.

1. Основные черты строения и функции ЦНС

В процессе эмбриогенеза центральная нервная система позвоночных развивается из нервной трубки, передний отдел которой дифференцируется в три мозговых пузыря, образующих передний, средний и ромбовидный мозг. У всех позвоночных имеется сходный план организации центральной нервной системы, которая представлена непарными симметричными структурами, образующими нервную ось, и парными мозговыми полушариями.

Нервную ось образуют спинной мозг, ромбовидный мозг с мозжечком, средний и промежуточный.

Спинной мозг устроен по сегментарному принципу и имеет сходную организацию у разных позвоночных. Сенсорные чувствительные корешки входят с дорсальной стороны, а двигательные выходят с вентральной стороны каждого сегмента. Число чувствительных волокон превосходит количество двигательных. В одном поясном сегменте спинного мозга находится примерно 3-4 * 105 нейронов, преобладающее число которых малого размера. Все клетки спинного мозга являются либо мотонейронами, либо вставочными нейронами. Тела чувствительных нервных клеток расположены в ганглиях вне спинного мозга.

В состав ромбовидного мозга входит продолговатый мозг и задний мозг, включающий варолиев мост и мозжечок. Продолговатый мозг и мозжечок имеют наиболее постоянное строение у всех позвоночных, хотя мозжечок иногда развит неодинаково даже у представителей одного и того же класса животных, что связано с особенностями образа жизни и локомоторной активности. В продолговатом мозге симметрично располагаются ядра четырех пар (IX, X, XI, XII) черепно-мозговых нерва.

Средний мозг имеет сравнительно простое устройство и относительно небольшие размеры. В ходе эволюции позвоночных этот отдел мозга претерпел значительные изменения.

Промежуточный мозг представляет непарную часть переднего мозга. Он включает зрительный бугор или таламус, субталамус и гипоталамус. Последний является наиболее древним из перечисленных образований и появляется задолго до образования зрительного бугра, развитие которого начинается у амфибий. Таламус, последовательно усложняясь у рептилий и млекопитающих, достигает максимального размера и дифференцированности у человека в связи с сильным развитием новой коры.

Мозговые полушария или конечный мозг сформировались в эмбриогенезе из переднего мозгового пузыря и включают мантию, или плащ, обонятельный мозг и базальные ганглии. Плащ снаружи покрыт корой. Этим названием обозначают сложные клеточные организации на поверхности мозга. Они характеризуются упорядоченностью тел нервных клеток в слои и наличием поверхностного (плексиформного) слоя. Последний содержит огромное количество отростков нервных клеток, в том числе верхушечных дендритов, которые направляются перпендикулярно поверхности мозга из клеточных слоев. У всех позвоночных, за исключением млекопитающих, имеются лишь примитивные корковые образования. К ним относятся обонятельная луковица, и другие области в базальной части мозгового полушария, составляющие грушевидную долю. Кроме того, в их число входит ряд образований лимбической системы - гиппокамп и прилегающие области, занимающие значительную часть дорсомедиального отдела корковой мантии полушария. Указанные корковые территории отличаются от многослойной новой коры, появляющейся только в мантии млекопитающих. Новая кора, развиваясь на большой площади, оттесняет более примитивные корковые образования по направлению к краю мантии.

В глубине мозгового полушария расположено полосатое тело или стриатум, который у рептилий и птиц составляет основную массу переднего мозга и разделен на внутренний (палеостриатум) и внутренний стриатум. Последний является типичной структурой мозга позвоночных, за исключением млекопитающих, у которых он полностью отсутствует. Передний мозг в целом в процессе эволюции позвоночных прогрессивно увеличивается. У птиц и млекопитающих передний мозг составляет наибольшую часть центральной нервной системы.

Головной мозг, как и спинной, содержит лишь вставочные и моторные нейроны. Относительное количество вставочных нейронов в филогенезе позвоночных прогрессивно растет. У высших приматов вставочные нейроны составляют 99,95 % от общего числа нейронов мозга, обычно оцениваемого как 1010.

В головном мозге находятся также нейроглиальные клетки (олигодендроциты и астроциты), выполняющие опорную и трофическую функцию. Их число на порядок больше, чем нервных клеток.

Центральная нервная система (ЦНС) - основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из скопления нервных клеток (нейронов) и их отростков.

ЦНС образована из серого и белого вещества. Серое вещество составляют тела клеток, дендриты и немиелинизированные аксоны, организованные в комплексы, которые включают бесчисленное множество синапсов и служат центрами обработки информации, обеспечивая многие функции нервной системы. Белое вещество состоит из миелинизированных и немиелинизированных аксонов, выполняющих роль проводников, передающих импульсы из одного центра в другой.

Нейроны ЦНС образуют множество цепей, которые выполняют две основные функции: обеспечивают рефлекторную деятельность, а также сложную обработку информации в высших мозговых центрах. Эти высшие центры, например, зрительная зона коры (зрительная кора), получают входящую информацию, перерабатывают ее и передают ответный сигнал по аксонам.

Результат деятельности нервной системы - та или иная активность, в основе которой лежит сокращение или расслабление мышц либо секреция или прекращение секреции желез. Именно с работой мышц и желез связан любой способ нашего самовыражения. Поступающая сенсорная информация подвергается обработке, проходя последовательность центров, связанных длинными аксонами, которые образуют специфические проводящие пути, например, болевые, зрительные, слуховые. Чувствительные (восходящие) проводящие пути идут в восходящем направлении к центрам головного мозга. Двигательные (нисходящие) пути связывают головной мозг с двигательными нейронами черепно-мозговых и спинномозговых нервов. Проводящие пути обычно организованы таким образом, что информация (например, болевая или тактильная) от правой половины тела поступает в левую часть мозга и наоборот. Это правило распространяется и на нисходящие двигательные пути: правая половина мозга управляет движениями левой половины тела, а левая половина - правой. Из этого общего правила, однако, есть несколько исключений.

2. Нервная система позвоночных

У всех позвоночных животных общий принцип построения нервной системы резко отличен от узкого типа построения нервной системы беспозвоночных животных. Центральная нервная система позвоночных животных с самых ранних этапов эмбрионального развития не имеет узлового строения; она закладывается в виде сплошной нервной трубки, которая затем дифференцируется на различные отделы мозга и которая в дальнейшем является также источником образования нервных узлов на периферии (в симпатической и парасимпатической нервны системах). Такие узлы являются, следовательно, вторичными образованиями и состоят из клеток, мигрировавших из первоначальной сплошной нервной трубки. Нервная трубка всегда расположена на спинной (дорсальной) стороне тела, в то время как узловая нервная цепочка сложных беспозвоночных является брюшной и расположена на вентральной стороне.

Физиологические свойства нервных центров. Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств, зависящих от наличия синапсов и большого количества нейронов, входящих в их состав. Основными свойствами нервных центров являются:

- одностороннее проведение возбуждения;

- задержка проведения возбуждения;

- суммация возбуждений;

- трансформация ритма возбуждений;

- рефлекторное последействие;

- быстрая утомляемость.

Одностороннее проведение возбуждения в центральной нервной системе обусловлено наличием в нервных центрах синапсов, в которых передача возбуждения возможна только в одном направлении - от нервного окончания, выделяющего медиатор, к постсинаптической мембране.

Задержка проведения возбуждения в нервных центрах также связана с наличием большого количества синапсов. На выделение медиатора, его диффузию через синоптическую щель, возбуждение постсинаптической мембраны требуется больше времени, чем на распространение возбуждения по нервному волокну.

Суммация возбуждений в нервных центрах возникает или при нанесении слабых, но повторяющихся (ритмичных) раздражений, или при одновременном действии нескольких подпороговых раздражений. Механизм этого явления связан с накоплением медиатора на постсинаптической мембране и повышением возбудимости клеток нервного центра. Примером суммации возбуждения может служить рефлекс чихания. Этот рефлекс возникает при длительном раздражении рецепторов слизистой оболочки носа.

Трансформация ритма возбуждений заключается том, что центральная нервная система на любой ритм раздражения, даже медленный, отвечает залпом импульсов. Частота возбуждений, поступающих из нервных центров на периферию к рабочему органу, колеблется от 50 до 200 в секунду. Этой особенностью центральной нервной системы объясняется то, что все сокращения скелетных мышц в организме являются тетаническими.

Рефлекторные акты заканчиваются не одновременно с прекращением вызвавшего их раздражения, а через некоторый, иногда сравнительно длительный, период. Это явление получило название рефлекторного последействия.

Нервные центры легко утомляемы в отличие от нервных волокон. При продолжительном раздражении афферентных нервных волокон утомление нервного центра проявляется постепенным снижением, а затем и полным прекращением рефлекторного ответа.

Рефлекторный тонус нервных центров. В состоянии длительного покоя, без нанесения дополнительных раздражений, из нервных центров на периферию к соответствующим органам и тканям поступают разряды нервных импульсов. В покое частота разрядов и количество одновременно работающих нейронов очень не большие. Редкие импульсы, непрерывно поступающие из нервных центров, обуславливают тонус (умеренное напряжение) скелетных мышц, гладких мышц кишечника и сосудов. Такое постоянное возбуждение нервных центров носит название тонуса нервных центров. Он поддерживается афферентными импульсами, непрерывно поступающими от рецепторов, и различными гуморальными влияниями.

Торможение - активный процесс. Торможение возникает в результате сложных физико-химических изменений в тканях, но внешне этот процесс проявляется ослаблением функции какого - либо органа. В настоящее время принято выделять две формы торможения: первичное и вторичное.

Для возникновения первичного торможения необходимо наличие специальных тормозных структур (тормозных нейронов и тормозных синапсов). Торможение в этом случае возникает первично без предшествующего возбуждения.

Первичное торможение играет большую роль в ограничении поступления нервных импульсов к эффекторным нейронам, что имеет существенное значение в координации работы различных отделов центральной нервной системы.

Для возникновения вторичного торможения не требуется специальных тормозных структур. Оно развивается в результате изменения функциональной активности обычных возбудимых нейронов.

Значение процесса торможения. Торможение наряду с возбуждением принимает активное участие в приспособлении организма к окружающей среде. Торможение играет важную роль в формировании условных рефлексов: освобождает центральную нервную систему от переработки менее существенной информации; обеспечивает координацию рефлекторных реакций, в частности, двигательного акта. Торможение ограничивает распространение возбуждения на другие нервные структуры, предотвращая нарушение их нормального функционирования, то есть торможение выполняет охранительную функцию, защищая нервные центры от утомления и истощения.

3. Принципы координации в деятельности центральной нервной системы

Согласованное проявление отдельных рефлексов, обеспечивающих выполнение целостных рабочих актов, носит название координации.

Явление координации играет важную роль в деятельности двигательного аппарата. Координация таких двигательных актов, как ходьба или бег, обеспечивается взаимосвязанной работой нервных центров. За счет координированной работы нервных центров осуществляется совершенное приспособление организма к условиям существования. Это происходит не только за счет деятельности двигательного аппарата, но и за счет изменений вегетативных функций организма (процессов дыхания, кровообращения и т.д.)

Установлен ряд общих закономерностей - принципов координации: принцип конвергенции; принцип иррадиации возбуждения; принцип реципрокности; принцип последовательной смены возбуждения торможением и торможения возбуждением; феномен «отдачи»; цепные и ритмичные рефлексы; принцип общего конечного пути; принцип обратной связи; принцип доминанты.

Принцип конвергенции. Импульсы, приходящие в центральную нервную систему по различным афферентным волокнам, могут сходиться (конвергировать) к одним и тем же вставочным и эффекторным нейронам. Конвергенция нервных импульсов объясняется тем, что афферентных нейронов в несколько раз больше, чем эффекторных. Поэтому афферентные нейроны образуют на телах и дендритах эффекторных и вставочных нейронов многочисленные синапсы.

Принцип иррадиации. Импульсы, поступающие в центральную нервную систему при сильном и длительном раздражении рецепторов, вызывают возбуждение не только данного рефлекторного центра, но и других нервных центров. Это распространение возбуждения в центральной нервной системе получило название иррадиации. Процесс иррадиации связан с наличием в центральной нервной системе многочисленных ветвлений аксонов и особенно дендритов нервных клеток и цепей вставочных нейронов, которые объединяют друг с другом различные нервные центры.

Принцип реципрокности (сопряженности). Принцип реципрокности был показан по отношению к нервным центрам антагонистов мышц - сгибателей и разгибателей конечностей. Наиболее отчетливо он проявляется у животных с удаленным головным мозгом и сохраненным спинным. Если раздражать у спинального животного кожу конечностей, а на противоположной стороне в это время наблюдается рефлекс разгибания. Описанные явления связаны с тем, что при возбуждении центра сгибания одной конечности происходит реципрокное торможение центра разгибания этой же конечности. На симметричной стороне имеются обратные взаимоотношения: возбужден центр разгибателей и заторможен центр сгибателей. Только при такой взаимосочетанной (реципрокной) иннервации возможна ходьба.

Реципрокные взаимоотношения центров головного мозга определяют возможность человека овладеть сложными трудовыми процессами и не менее сложными специальными движениями, совершающимися при плавании, акробатических упражнениях и прочее.

Принцип общего конечного пути. Этот принцип связан с особенностью строения центральной нервной системы. Эта особенность, как уже указывалось, состоит в том, что афферентных нейронов в несколько раз больше, чем эффекторных, в результате чего различные афферентные импульсы сходятся к общим выходящим путям. Количественные соотношения между нейронами схематически можно представить в виде воронки: возбуждение вливается в центральную нервную систему через широкий раструб (афферентные нейроны) и вытекает из нее через узкую трубку (эффекторные нейроны). Общими путями могут быть не только конечные эффекторные нейроны, но и вставочные.

Принцип обратной связи. При рефлекторном сокращении скелетных мышц возбуждаются проприорецепторы. От проприорецепторов нервные импульсы вновь поступают в центральную нервную систему. Этим контролируется точность совершаемых движений. Подобные афферентные импульсы, возникающие в организме в результате рефлекторной деятельности органов и тканей (эффекторов), получили название вторичных афферентных импульсов или «обратной связи».

Обратные связи могут быть положительными и отрицательными. Положительные обратные связи способствуют усилению рефлекторных реакций, отрицательные - их угнетению.

Принцип доминанты играет важную роль в согласованной работе нервных центров. Доминанта - временно господствующий очаг возбуждения в центральной нервной системе, определяющий характер ответной реакции организма на внешние и внутренние раздражения.

Доминантный очаг возбуждения характеризуется следующими основными свойствами: повышенной возбудимостью; стойкостью возбуждения; способностью к суммированию возбуждения; инерцией - доминанта в виде следов возбуждения может длительно сохраняться, и после прекращения вызвавшего ее раздражение.

Доминантный очаг возбуждения способен притягивать (привлекать) к себе нервные импульсы от других нервных центров, менее возбужденных в данный момент. За счет этих импульсов активность доминанты еще больше увеличивается, а деятельность других нервных центров подавляется. Доминанты могут быть экзогенного и эндогенного происхождения. Экзогенная доминанта возникает под влиянием факторов окружающей среды. Эндогенная доминанта возникает под влиянием факторов внутренней среды организма, главным образом гормонов и других физиологически активных веществ. Доминанта лежит в основе координационной деятельности организма, обеспечивая поведение человека и животных в окружающей среде, эмоциональных состояний, реакций внимания. Формирование условных рефлексов и их торможение также связано с наличием доминантного очага возбуждения.

Заключение

Центральная нервная система (ЦНС) - основная часть нервной системы животных и человека, состоящая из скопления нервных клеток (нейронов) и их отростков; представлена у беспозвоночных системой тесно связанных между собой нервных узлов (ганглиев), у позвоночных животных и человека - спинным и головным мозгом.

Главными функциями нервной системы являются управление деятельностью разных органов и аппаратов, которые составляют целостный организм, осуществление связи организма в зависимости от состояния внешней и внутренней среды. Она также координирует процессы метаболизма, кровообращения, лимфооттока, которые в свою очередь влияют на функции нервной системы.

У высших животных и человека, низшие и средние отделы ЦНС - спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок - регулируют деятельность отдельных органов и систем высокоразвитого организма, осуществляют связь и взаимодействие между ними, обеспечивают единство организма и целостность его деятельности.

Высший отдел ЦНС - кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования - в основном регулирует связь и взаимоотношения организма как единого целого с окружающей средой.

Список использованной литературы

1. Антонова О.А. Анатомия и физиология центральной нервной системы. Конспект лекций. - М.: Высшее образование, 2009 г.

2. Борзяк Э.И., Бочаров В.Я., Сапин М.Р. и др. Анатомия человека. В 2-х т. Т. 1, 2. Под ред. М.Р. Сапина - М.: Медицина, 1993 г.

3. Ксенофонтова В.В. Анатомия и физиология человека: Учебное пособие - М.: Московский Лицей, 1997 г.

4. Кондрашев А.В., Каплунова О.А. Анатомия нервной системы - М.: Эксмо, 2008 г.

5. Парсонс Т. Анатомия и физиология. - М.: АСТ, 2009 г.

6. Ромер А. Анатомия позвоночных. В 2 томах. Том 2. - М.: Мир, 2008 г.

7. Ступина С.Б., Филипьечев А.О. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем. - М.: Высшее образование, 2010 г.

8. Федюкевич Н.И. Анатомия и физиология человека: Учебное пособие - М.: Современное слово, 2001 г.

9. Физиология Центральной нервной системы / Под ред. С.И. Смирнова - М.: Медицина, 1998 г.

10. Шульговский В.В. Основы нейрофизиологии. Учебное пособие для вузов - М.: Аспект Пресс, 2009 г.

Размещено на Allbest.ru