Нервная система: строение и функции

Понятия «нервы» и «нервная система» мы употребляем довольно часто и по самому разному поводу. Кто-то нам все нервы испортил, а кто-то их постоянно треплет, хорошо тем, у кого нервная система устойчивая. И часто вспоминаем слова из песенки: «Разговор на эту тему портит нервную систему». А многие ли понимают суть этих понятий? Как показал небольшой опрос среди моих знакомых и студентов-первокурсников, предложение объяснить, что такое «нервная система», поставило многих в тупик. Вряд ли ответ: «Нервная система находится в голове», – можно считать удовлетворительным.

Что такое нервная система

Простейшие живые организмы, например амебы, никакой нервной системы не имеют. У них нет специализированных органов – процессы питания, размножения, контакта со средой и т. д. осуществляются одной и той же клеткой.

Но эволюция – это развитие организмов по пути их усложнения. И чем более сложным становится существо, тем больше появляется у него органов, которые специализируются на выполнении разных функций. Этот процесс нужно как-то контролировать, подчинить общей для всего организма цели. Не менее важно и сохранять опыт взаимодействия со средой, чтобы потом его использовать по необходимости. То есть требуется единый координационный центр, которым и становится нервная система, формирующаяся в процессе эволюции у высокоразвитых существ.

Нервная система (НС) – это комплекс разнообразных структур, которые обеспечивают функционирование и взаимодействие всех частей организма. И чем сложнее этот организм и его контакты с внешним миром, тем сложнее НС. Самая сложная она у человека, как у наиболее высокоорганизованного существа на планете Земля. Основные элементы нашей нервной системы – центральная и периферическая НС, связанные друг с другом многочисленными нервными волокнами. Обеспечивают работу всей этой сложной конструкции специализированные нервные клетки – нейроны. Вот обо всем этом мы сейчас поговорим подробнее.

Центральная нервная система

ЦНС напоминает главный процессор, который управляет всеми функциями организма. Она принимает и обрабатывает сигналы, поступающие как из внешнего мира, так и от органов, мышц, связок, рецепторов и т. д. Обработанные сигналы становятся основой обратной связи – рефлекторных реакций, возникающих по команде «главного процессора», и осознанных действий, поступков. Именно центральная нервная система отправляет команды сердцу, легким, желудочно-кишечному тракту, речевому аппарату, двигательным нервам и многим-многим другим системам.

ЦНС состоит из двух основных отделов – головного и спинного мозга.

Строение и функции головного мозга

Мозг – это очень сложный механизм, состоящий из нескольких отделов. Это результат длительной эволюции, поэтому сформировались его отделы в разное время и отвечают за выполнение задач разного уровня сложности. Самым молодым является верхний слой мозга, состоящий преимущественно из серого вещества – нейронов. Это кора больших полушарий.

Полушария головного мозга и их работа

Если посмотреть на мозг сверху, то он напоминает ядро грецкого ореха. Во-первых, из-за того, что разделен на две части, словно перетянут ниткой. Во-вторых, поверхность мозга такая же сморщенная, как грецкий орех. Это из-за того, что новая кора больших полушарий (неокортекс) значительно больше самих полушарий, и если ее растянуть, то площадь составит около 2 м2. Хотя толщина неокортекса не превышает 4 мм, но нейронов в коре головного мозга насчитывается не менее 14 млрд. Представляете, сколько нервных связей между ними может возникнуть.

Наряду с нейронами (серым веществом) за работу мозга отвечает множество других клеток, в том числе глиальных. Они защищают нейроны, обеспечивают им поставку питания и выводят продукты метаболизма.

Полушария головного мозга специализированы. Левое отвечает за работу органов правой половины тела, а правое – соответственно курирует деятельность того, что у нас находится слева. Кроме этого, в левом полушарии находится центр речи, оно отвечает за операции со знаками (счет, письмо) и за рациональное, логическое мышление. А правое полушарие содержит центр образного мышления, оно управляет способностями человека к воображению и творчеству.

Кора больших полушарий имеет сложное строение. Выделяют следующие зоны:

  • лобные доли;
  • теменные доли;
  • височные доли;
  • затылочные доли.

Разные зоны связаны с различными системами и видами психической деятельности и выполняют свои функции. Так, лобные доли играют главную роль в мышлении. Это самый «человеческий» отдел головного мозга еще и потому, что лобные доли оказывают тормозящее действие на поведение, делают его более осознанным, контролируемым. Они-то и страдают в первую очередь при алкогольном опьянении. Ну, и еще мозжечок, который отвечает за равновесие тела.

Таким образом, кора больших полушарий является источником того, что называют высшими психическими функциями, то есть мышления, операции со знаками, воображения и речевой деятельности.

Под верхним, сравнительно тонким слоем неокортекса, покрывающим большие полушария, находится еще два слоя:

  • Лимбическая система, включающая часть древней коры, играет важную роль в первичной обработке поступающих в мозг сигналов. Еще в лимбической системе, точнее в гипоталамусе, находится центр удовольствия и управления сексуальным поведением.
  • R-комплекс или «мозг рептилии», самая древняя часть нашего мозга, сформировавшаяся более 100 млн лет назад. Эта область управляет примитивными рефлексами и древнейшими инстинктами, такими как инстинкт размножения, защита своей территории, стремление доминировать.

Большие полушария – самая известная часть головного мозга, но он имеет значительно более сложную структуру.

Структура головного мозга

гормоны мозга

Полушария, покрытые слоем коры и соединенные мозолистым телом, называют большим или конечным мозгом. Кроме него, есть и другие отделы:

  • Промежуточный мозг, включающий таламус, эпиталамус и гипоталамус, является фильтром, пропускающим только необходимую информацию.
  • Средний мозг регулирует процессы восприятия, в первую очередь, слуховые и зрительные рефлексы. Именно здесь возникают образы увиденных нами объектов.
  • Продолговатый мозг – один из древних отделов, отвечающий за дыхание и работу сердца. Его повреждение смертельно опасно.
  • Задний мозг, который включает в себя мозжечок и мост, соединяющий головной мозг со спинным и обеспечивающий прохождение сигналов от периферической нервной системы и обратно. Мозжечок отвечает за координацию движений.

Столь сложное строение мозга – результат длительной эволюции. Это пульт управления всем нашим организмом, поэтому природа постаралась надежно защитить мозг от возможных повреждений, спрятав его за прочной черепной коробкой.

Спинной мозг

Второй отдел ЦНС устроен более просто, да и происхождение его более древнее. Однако роль спинного мозга в управлении нашим организмом не стоит недооценивать.

Спинной мозг похож на шнур шириной около 10 мм и длиной порядка 45 см. Он тоже хорошо защищен и проходит в специальном канале позвоночника. Центральная часть спинного мозга образована серым веществом, то есть теми же нейронами, которые обеспечивают работу головного мозга. Оболочка спинного мозга состоит из белого вещества проводящих нервных волокон – аксонов.

Спинной мозг выполняет функцию доставки сигналов от головного мозга к органам и мышцам. Также этот отдел ЦНС обеспечивает ряд простейших, но очень важных рефлексов, в первую очередь двигательных. Например, когда мы отдергиваем руку от горячей сковородки, команду отдает спинной мозг. А еще благодаря этому мозгу мы можем ходить, танцевать, кататься на велосипеде, то есть усваивать двигательные навыки.

Периферическая нервная система

рефлексы

От головного и спинного мозга ко всем органам, мышцам и связкам протянулись нервные волокна, составляющие разветвленную нервную сеть, опутывающую весь наш организм. Этот комплекс нервных волокон и нервных узлов называется периферической нервной системой. Главная ее задача – поддержание двусторонней связи между центральной нервной системой и всеми частями нашего тела.

Скопления чувствительных нервных клеток – рецепторы – принимают информацию из внешнего мира или от внутренних органов. Затем по принимающим нервным волокнам (афферентным) эта информация отправляется для обработки в спинной и головной мозг. Если нужна самая примитивная, но быстрая реакция (отдергивание руки), то срабатывает спинной мозг и направляет нервный импульс к мышцам. Если же требуется более сложная обработка информации и принятие решения, то сигнал поступает в головной мозг, где принимается решение и направляется команда к мышцам и связкам.

Например, на столе лежит конфета. Мы ее видим, то есть сигнал попадает на чувствительные нервные окончания зрительного рецептора, затем по афферентным нервам импульс достигает зрительного отдела головного мозга, возникает образ, мозг его осмысливает, принимает решение и отдает команду. Этот сигнал уже по передающим (эфферентным) нервным волокнам достигает мышц руки, и рука хватает конфету. Все очень просто и в то же время неимоверно сложно, так как является результатом обмена нервными импульсами между миллионами нервных клеток, разнообразных биохимических реакций, активности разных отделов головного и спинного мозга.

Периферическая нервная система бывает двух типов:

  • Вегетативная, отвечающая за работу желез, сосудов и всех внутренних органов.
  • Соматическая, управляющая мышцами, рефлекторными и автоматическими движениями.

Периферическая нервная система, в отличие от центральной, практически ничем не защищена, поэтому и страдает чаще. Например, при простуде и механических повреждениях. Разнообразные невралгии – это довольно распространенные заболевания, доставляющие много неприятных ощущений.

Нейроны и их роль в нервной системе

Как бы ни было сложно устройство нервной системы, ключевую роль в ней играют крошечные нервные клетки – нейроны. Именно из них состоит серое вещество головного и спинного мозга, они ежесекундно обрабатывают миллионы сигналов, принимают информацию из окружающего мира и сохраняют ее, они составляют нервные волокна, которые обеспечивают связь ЦНС со всеми элементами и частями нашего организма.

Только в головном мозге насчитывается порядка 1011 нервных клеток, каждая из которых может установить до 20 000 связей с другими нейронами. Поэтому утверждение, что оперативная мощность и память мозга взрослого человека намного превышает возможности современного компьютера, это совсем не преувеличение.

Каждая нервная клетка, помимо оболочки и ядра, имеет отростки. Один длинный отросток – аксон – отвечает за передачу сигналов, а множество коротких – дендритов – за их прием. Во время прохождения импульса между аксоном одной нервной клетки и дендритом другой возникает биохимическая реакция и появляется белковая молекула – нейротрансмиттер, выполняющий роль «мостика».

Место соединения аксона и дендрита называется синапс. Именно здесь в белковых молекулах синапсов, как считают ученые, записывается и хранится вся поступающая в мозг информация. Синапсы – основа нашей памяти, и возможности их практически безграничны. Считается, что мозг взрослого человека способен хранить 1019 бит информации, что превышает ее объем в глобальном информационном пространстве интернета.

Нейроны бывают разных видов и выполняют многочисленные функции:

  • принимают сигналы из внешнего мира и от внутренних органов;
  • передают возбуждение и нервные импульсы в пределах нервной системы;
  • осуществляют первичную обработку и фильтрацию сигналов;
  • сохраняют информацию и опыт;
  • занимаются производством белковых соединений и гормонов, необходимых для функционирования головного мозга и организма в целом.

Нейроны – это работяги, они постоянно находятся в действии, поэтому перегрузка нервной системы приводит к их частичной гибели. Но расхожее мнение, что нервные клетки не восстанавливаются, неверно. Есть такой отдел головного мозга – гиппокамп. Он способен ежедневно создавать почти 1400 новых нейронов. Другое дело, что они начинают работать, только когда активизируется деятельность мозга, устанавливаются новые связи, а среднестатистический человек не использует и 10 % своих нервных клеток. С возрастом количество активных нейронов сокращается. Однако дело тут не в их «отмирании», а в том, что снижается умственная активность, а значит и потребность в новых нервных клетках.

Итак, нервная система – это сложнейший механизм, предназначенный для управления нашим организмом и способный решать самые разнообразные задачи. Но как она будет функционировать, во многом зависит от самого человека, точнее от того, как мы эту нервную систему настроим. Все же пульт управление находится не где-нибудь, а в нашем мозгу. Наши мысли, желания, намерения, инстинкты и рефлексы управляют всеми процессами, происходящими в организме. Правда, далеко не всегда это нами осознается.

Поделись в соцсетях

Посмотрите популярные статьи

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ваши комментарии появятся после проверки