Funksjoner av elementene i nervesystemet. Menneskets sentralnervesystem

Den moderne forståelsen av strukturen og funksjonen til CNS er basert på nevrale teori, som er et spesielt tilfelle av celleteori. Nevrale teorien, som anser hjernen som et resultat av den funksjonelle assosiasjonen av individuelle cellulære elementer - nevroner, ble utbredt og anerkjent på begynnelsen av 1900-tallet.

Av stor betydning for dens anerkjennelse var studiene til den spanske forskeren nevrohistologen R. Cajal og den engelske fysiologen C. Sherrington. Det endelige beviset på fullstendig strukturell isolasjon av nerveceller ble oppnådd ved bruk av et elektronmikroskop.

Forskere har bevist at nervesystemet er bygget opp av to typer celler: nervøs og glial. Samtidig er antallet gliaceller 8-9 ganger høyere enn antallet nerveceller. Til tross for dette er det nerveceller som gir alle de ulike prosesser knyttet til overføring og behandling av informasjon.

Dermed er den viktigste strukturelle og funksjonelle enheten til nervesystemet nevron(nervecelle, nevrocytt) (fig. 1).

Figur 1. Nerveceller:

A - multipolar nevron; 1 - neuritt;

B - unipolar nevron; 2 - dendritt

B - bipolar nevron

Nevronet består av kropp(soma), som inneholder ulike intracellulære organeller som er nødvendige for cellens levetid. I tillegg finner alle prosessene for kjemisk syntese sted i nevronets kropp, hvorfra produktene av denne syntesen kommer inn i de forskjellige prosessene som strekker seg fra nevronkroppen. Nevronets kropp er dekket med en spesiell membran - membran. Celler stammer fra kroppen prosesser nervecelle - dendritter og aksoner. I de fleste tilfeller er dendrittene sterkt forgrenet, som et resultat av at deres totale overflate betydelig overstiger overflaten av cellekroppen. I henhold til antall prosesser som er tilstede, er nevroner klassifisert som følger:

1) bipolare nevroner - har to prosesser;

2) multipolare nevroner - har mer enn to prosesser;

3) unipolare nevroner - har en veldefinert prosess.

Ifølge forskere består den menneskelige hjerne av 2,5 multiplisert med 10 til tiende potens av nevroner. Hvis du beregner dette tallet, vil det praktisk talt falle sammen med tallet som bestemmer antall stjerner i galaksen.

Det viktigste funksjonelle formålet med prosessene er å sikre forplantning av nerveimpulser. Ledning av en nerveimpuls fra kroppen til en nevron til en annen nervecelle eller til et fungerende vev, organ utføres langs aksonet (neuritt) (fra den greske aksonen - aksen). Ethvert nevron kan bare ha ett akson. Prosessene som leder nerveimpulser til kroppen til nevronet kalles dendritter(fra gresk dendron, som betyr tre).

Det skal bemerkes at en nervecelle er i stand til å overføre en nerveimpuls i bare én retning - fra dendritten gjennom nervecellens kropp til aksonet og gjennom den videre til destinasjonen.

I samsvar med de morfofunksjonelle egenskapene skilles tre typer nevroner.

1. følsom, reseptor, eller afferent nevroner. Kroppene til disse nervecellene er alltid lokalisert over hele hjernen eller ryggmargen, i nodene (gangliene) i det perifere nervesystemet. En av prosessene som strekker seg fra nervecellens kropp følger til periferien til et eller annet organ og ender der med en sensitiv ende - en reseptor som er i stand til å transformere energien fra ytre påvirkning (irritasjon) til en nerveimpuls. Den andre prosessen sendes til CNS, ryggmargen eller hjernestammen som en del av de bakre røttene til spinalnervene eller de tilsvarende kranienervene.

Resepsjonen, dvs. oppfatningen av irritasjon og begynnelsen av spredningen av nerveimpulsen langs nervelederne til sentrene, tilskrev I.P. Pavlov begynnelsen av analyseprosessen.

2. Lukking, intercalary, assosiativ, eller dirigent, nevron. Dette nevronet overfører eksitasjon fra det afferente (sensitive) nevronet til det efferente. Essensen av denne prosessen er å overføre signalet mottatt av det afferente nevronet til det efferente nevronet for utførelse i form av en respons. I.P. Pavlov definerte denne handlingen som "et fenomen med nervøs lukking." De etterfølgende (interkalære) nevronene ligger i CNS.

3. Effektor, efferent (motor eller sekretorisk) nevron. Kroppene til disse nevronene er lokalisert i sentralnervesystemet (eller i periferien - i de sympatiske, parasympatiske nodene).

Nevroner i nervesystemet, som kommer i kontakt med hverandre, danner kjeder langs hvilke nerveimpulser overføres (beveger seg). Overføringen av en nerveimpuls fra ett nevron til et annet skjer ved kontaktpunktene deres og leveres av en spesiell type formasjoner som kalles interneuronale synapser. Synapser er vanligvis delt inn i aksosomatiske, når aksonendene til en nevron danner kontakter med kroppen til en annen nevron, og aksodendritiske, når aksonet kommer i kontakt med dendrittene til en annen nevron. Individuelle nerveceller danner opptil 2000 synapser hver.

Nerveprosesser dekket med skjeder dannes nervefibre. Det er to hovedgrupper av nervefibre:

Myelin (masse);

Myelinfri (ikke kjøttfull).

Nerver er bygget av pulpy og ikke-pulmonale nervefibre og bindevevsmembraner. Pulp nervefibre er en del av sensoriske og motoriske nerver; ikke-kjøttfulle nervefibre tilhører hovedsakelig det autonome nervesystemet.

Mellom nervetrådene er det et tynt lag med bindevev - endnervium.

Utenfor er nerven dekket med fibrøst bindevev - nerver.

Følgende fysiologiske egenskaper til nervefiberen skilles:

Eksitabilitet. I 1791 fremmet den franske forskeren Galvani ideen om eksistensen av "levende elektrisitet" i nerver og muskler. Hans landsmann Matteuchi på 40-tallet av XIX århundre mottok det første beviset på nerveimpulsens elektriske natur, og en annen vitenskapsmann Helmholtz, som senere ble en berømt fysiker, målte i 1850 hastigheten på nerveimpulsen, og bestemte dens overføring langs nerve ikke som en fysisk ledning, men som en aktiv biologisk prosess. I denne forbindelse kalles nerveimpulser handlingspotensialer. Etter forskningen har ideen om at nevronet er en celle designet for å generere impulser, som er det direkte middelet for signalutveksling mellom nerveceller, blitt utbredt.

Konduktivitet. Som vi bemerket, er funksjonen til aksonet å lede nerveimpulser. Ledningen av en nerveimpuls kan sammenlignes med forplantningen av en elektrisk strøm. Som regel oppstår aksjonspotensialet i det innledende segmentet av aksonet nærmest cellekroppen og løper langs aksonet til dets avslutninger. På grunn av ulike ioner (natrium, kalium, etc.), som hele tiden beveger seg som følge av diffusjon gjennom membranen til en levende celle, dannes det en ladning på overflaten, som kalles membranpotensial. Ved hvile registreres et negativt potensial på innsiden av membranen. Et konstant negativt potensial registrert på nevroner kalles vanligvis hvilemembranpotensialet, og dette fenomenet kalles polarisering. En nedgang i graden av polarisering (forskyvning av potensialet til null) kalles depolarisering. Økningen er hyperpolarisering.

nervefiberintegritet. Eksitasjon forplanter seg langs nervefiberen bare mens den opprettholder dens anatomiske og fysiologiske integritet. Tap av strukturelle og fysiologiske egenskaper som følge av avkjøling, eksponering for giftige stoffer mv. fører til nedsatt ledning av nervefiberen.

Bilateral ledning av eksitasjon langs nervefiberen. Dette fenomenet ble oppdaget av den russiske forskeren R.I. Rabukhin, som viste at eksitasjon, etter å ha oppstått i et hvilket som helst område av nervefiberen, sprer seg i begge retninger, uavhengig av om denne fiberen er sentripetal eller sentrifugal.

Egenskap for isolert nerveimpulsledning. Hvis eksitasjon har oppstått i en nervefiber, kan den ikke passere til nabonervefiberen som ligger i samme nerve. Betydningen av denne egenskapen kommer til uttrykk i det faktum at de fleste nerver er blandet, bestående av tusenvis av funksjonelt forskjellige nervefibre.

Relativ rastløshet i nerven. Denne egenskapen ble skilt ut i 1884 av vitenskapsmannen N.E. Vvedensky, som viste at nerven beholder evnen til å utføre eksitasjon selv ved langvarig kontinuerlig stimulering, dvs. nerven er praktisk talt uuttømmelig. Bare endringer i de morfologiske og funksjonelle egenskapene til nerven kan gradvis undertrykke dens ledning.

Funksjonell labilitet av nervevev. Dette konseptet ble også formulert av N.E. Vvedensky i 1892, som oppdaget at en nerve kan reagere på en gitt stimuleringsfrekvens med samme eksitasjonsfrekvens bare opp til en viss grense. Labilitetsmålet, ifølge N.E. Vvedensky, er det største antallet eksitasjoner som et vev kan reprodusere på 1 sekund i full overensstemmelse med frekvensen av irritasjoner. For eksempel er det største antallet impulser av varmblodsmotornerven opptil 1000 per 1 sek. Eksiterbart vev, avhengig av funksjonstilstanden, er i stand til å endre sin labilitet både i retning av reduksjon og økning. I dette tilfellet begynner det eksitable vevet å assimilere nye, høyere (eller lavere) aktivitetsrytmer som tidligere var utilgjengelige for det. En reduksjon i funksjonell labilitet i prosessen med livsaktivitet fører til hemming av funksjonen.

Settet med nerveceller (nevroner) lokalisert på forskjellige nivåer av sentralnervesystemet, tilstrekkelig for adaptiv regulering av funksjonen til et organ i henhold til kroppens behov, kalles nervesentre. For eksempel er nevronene i respirasjonssenteret lokalisert i ryggmargen, og i medulla oblongata og i broen. Men blant flere grupper av celler lokalisert på forskjellige nivåer av CNS, skiller hoveddelen av senteret seg som regel ut. Dermed er hoveddelen av respirasjonssenteret lokalisert i medulla oblongata og inkluderer inspiratoriske og ekspiratoriske nevroner.

Nervesenteret innser sin innflytelse på effektorer enten direkte ved hjelp av efferente impulser fra det somatiske og autonome nervesystemet, eller gjennom aktivering og produksjon av de tilsvarende hormonene.

Det bør også bemerkes at rommet mellom nevroner er fylt med celler glia. Glia gir strukturell og metabolsk støtte til nettverket av nevroner, sikrer deres relative posisjon. Blant gliaceller er det:

1)astrocytter, celler lokalisert i hjernen og ryggmargen;

2)oligodendrocytter, nært forbundet i sentralnervesystemet med lange nervebaner dannet av aksonlanseringer, så vel som med nerver;

3)ependymal celler som hovedsakelig danner et kontinuerlig epitelvev som fôrer ventriklene i hjernen;

4)mikroglia, som består av små celler spredt i den hvite og grå substansen i hjernen.

Spørsmål for selvkontroll:

Hva er et nevron?

Hva er dens struktur?

Hva er funksjonen til prosessene til et nevron?

Hva er en synapse?

Utvid tilnærminger til klassifisering av synapser.

Beskriv typene nevroner.

Beskriv nervefiberen.

Beskriv nervefiberens fysiologiske egenskaper.

Hva er et nervesenter?

Hva er glia og hva er dens funksjonelle formål?

oppsummering av andre presentasjoner

"Vegetativ avdeling av nervesystemet" - Forkjølelsestest. Parasympatiske kriser. Raynauds sykdom. Sympatisk del av det autonome nervesystemet. Parasympatisk del av det autonome nervesystemet. farmakologiske tester. Prøve med pilokarpin. Bulbar avdeling. Pilomotorisk refleks. Sympatiske kriser. Hellig avdeling. det limbiske systemet. autonome nervesystem. ortoklinostatisk refleks. Egenskaper ved autonom innervasjon.

"Grunnleggende for høyere nervøs aktivitet" - Høyere nervøs aktivitet. utvendig bremsing. kolerisk temperament. Korte svar. Ekte dommer. Våken. Sanguinsk temperament. Dannelse av en betinget refleks. Hemming av reflekser. Rekkefølgen av elementer i refleksbuen. temperamenttyper. Paradoksal drøm. Nerveforbindelse. Drøm. Ervervet av kroppen i løpet av livet. Avtrykk. Gjentakelse. Reflekser. BNI for mennesker og dyr.

"Biologi "Nervesystemet"" - Generelle prinsipper for organiseringen av nervesystemet. Mekanoreseptorer. Nerveceller. motoriske nerveender. Strukturelle elementer i nervesystemet. Et nevron består av en kropp (soma) og prosesser. Reseptorer er delt inn i frie nerveender og innkapslet. Endekolber Krause. Strukturen til nervecellen. CNS. Funksjoner ved organiseringen av nerveender. Nerveender. synaptiske nerveender.

"Den generelle strukturen til det menneskelige nervesystemet" - Strukturen til nevronet. Nevron. Strukturen og funksjonene til det menneskelige nervesystemet. Ryggmarg. Funksjoner til et nevron. Medulla. Strukturen til sentralnervesystemet. Strukturen til nervesystemet. langt akson. Hjerne. Lillehjernen. Midthjerne. Nervesystemet.

"Høyere nervøs aktivitet" - Hemming av den betingede refleksen. Svar på spørsmålet. Reflekser. Avtrykk. Tilstedeværelsen av to stimuli. ubetingede reflekser. Ervervet atferd. Betingede reflekser. Typer ubetinget (medfødt) hemming. Høyere inndelinger av nervesystemet. Høy nervøs aktivitet. Generelle tegn på betingede reflekser. Hunden spiser fra en bolle. kjede av medfødte reflekser. Eksitasjon og hemming. Typer betinget (ervervet) hemming.

"Sentralnervesystemet" - Sentralnervesystemet (CNS) er hjernen og ryggmargen. Mellomliggende hjerne. Lillehjernen. Ledende aktivitet av ryggmargen. Hos dyr studeres en rekke reflekser. Retikulær eller mesh-formasjon. Cerebral cortex. medulla oblongata og pons. Reflekser utført med deltakelse av sentrene i ryggmargen. Midthjerne. Ryggmarg. toniske reflekser. Subkortikale (basale) kjerner.

STRUKTUR, FUNKSJON OG EGENSKAPER
MENNESKELIG SENTRAL NERVESYSTEM

For at en persons oppførsel skal lykkes, er det nødvendig at hans indre tilstander, de ytre forholdene personen befinner seg i, og det praktiske

Det er en samling sparsomme

Den uspesifikke banen for impulsoverføring når alle lag av c.g.m. og tjener til å gi tonic, aktiverende påvirkninger på den. Ledning av eksitasjon langs en uspesifikk vei er preget av en endring i bakgrunnsrytmen til cortex, som oppstår med en viss forsinkelse etter responsen fra cortex på spesifikk eksitasjon. "To hoveddeler av det retikulære systemet, stammen og thalamus, er involvert i overføringen av den aktiverende effekten på de kortikale nevronene, med forskjellig karakter av deres handling. Spesielle sikkerheter avgår til disse delene av retikulærformasjonen på forskjellige nivåer, slik at en isolert krenkelse av ett system ikke utelukker virkningen av et annet. Stem retikulært system påvirker hele cortex, forårsaker en utbredt depresjon (desynkronisering) av langsomme bølger.Derimot har det thalamus retikulære systemet en mer selektiv effekt; noen av dets avdelinger påvirker lokalt den fremre sensoriske og andre - på de bakre områdene av cortex assosiert med prosessering av visuell -auditiv informasjon"

Under søvnforhold forblir konduktansen til den spesifikke banen høy, og den primære responsen til cortex er tydeligst registrert. Søvn slår av retikulærsystemet, blokkerer overføringen til c.g.m. de aktiverende påvirkningene som eksitasjonen av retikulærformasjonen genererer. I en persons søvn, når aktiviteten og følgelig den aktiverende effekten av det retikulære systemet på cortex reduseres, forårsaker en spesifikk stimulus heller ikke en passende reaksjon og endringer i atferd. Bare det felles arbeidet til de spesifikke og uspesifikke retikulære systemene kan sikre full oppfatning av stimulansen og dens bruk i reguleringen av atferd.

Analysatoren fungerer således som et komplekst afferent-efferent system, hvis aktivitet er nært knyttet til arbeidet med den retikulære formasjonen og den perifere

To deler av sentralnervesystemet - spesifikke og ikke-spesifikke - spiller en annen rolle i reguleringen av reseptorfølsomhet. Det spesifikke systemet påvirker mest tilpasningsdyktig, og uspesifikke orienteringsreflekser.

E.N. Sokolov mener at oppdelingen av retikulærformasjonen i stamme og thalamus faktisk sammenfaller med inndelingen av orienterende reflekser i generaliserte og lokale. "Sistnevnte, som skaper en selektiv innstilling av analysatoren, vises spesielt tydelig i handlinger av en persons frivillige oppmerksomhet"

Når vi snakker om analysatorer, bør to ting huskes. For det første er dette navnet, foreslått allerede på begynnelsen av 1900-tallet, da mye om strukturen og funksjonen til det menneskelige sentralnervesystemet ikke var kjent, ikke helt nøyaktig, siden analysatoren ikke bare utfører analyse (dekomponering), men også syntese (sammensatte) irriterende stoffer. For det andre kan analyse og syntese forekomme utenfor den bevisste kontrollen av disse prosessene av en person. Mange irriterende stoffer

Nervesystemet består av kronglete nettverk av nerveceller som utgjør ulike sammenkoblede strukturer og kontrollerer alle kroppens aktiviteter, både ønskede og bevisste handlinger, og reflekser og automatiske handlinger; nervesystemet lar oss samhandle med omverdenen, og er også ansvarlig for mental aktivitet.

Nervesystemet består av ulike sammenkoblede strukturer som til sammen utgjør en anatomisk og fysiologisk enhet. består av organer plassert inne i skallen (hjerne, lillehjernen, hjernestammen) og ryggraden (ryggmargen); er ansvarlig for å tolke kroppens tilstand og ulike behov basert på den mottatte informasjonen, for deretter å generere kommandoer utformet for å oppnå passende svar.

består av mange nerver som går til hjernen (hjernepar) og ryggmargen (vertebrale nerver); fungerer som en transmitter av sansestimuli til hjernen og kommandoer fra hjernen til organene som er ansvarlige for deres utførelse. Det autonome nervesystemet kontrollerer funksjonene til en rekke organer og vev gjennom antagonistiske effekter: det sympatiske systemet aktiveres under angst, mens det parasympatiske systemet aktiveres i hvile.

sentralnervesystemet Inkluderer ryggmargen og hjernestrukturer.

Med den evolusjonære komplikasjonen av flercellede organismer, den funksjonelle spesialiseringen av celler, oppsto behovet for regulering og koordinering av livsprosesser på supracellulært, vevs-, organ-, systemisk og organismenivå. Disse nye reguleringsmekanismene og systemene skulle ha dukket opp sammen med bevaringen og komplikasjonen av mekanismene for å regulere funksjonene til individuelle celler ved hjelp av signalmolekyler. Tilpasning av flercellede organismer til endringer i tilværelsens miljø kan utføres under forutsetning av at nye reguleringsmekanismer vil være i stand til å gi raske, tilstrekkelige, målrettede responser. Disse mekanismene må kunne huske og hente fra minneapparatet informasjon om tidligere påvirkninger på kroppen, samt ha andre egenskaper som sikrer effektiv adaptiv aktivitet av kroppen. De var mekanismene til nervesystemet som dukket opp i komplekse, høyt organiserte organismer.

Nervesystemet er et sett med spesielle strukturer som forener og koordinerer aktiviteten til alle organer og systemer i kroppen i konstant interaksjon med det ytre miljøet.

Sentralnervesystemet inkluderer hjernen og ryggmargen. Hjernen er delt inn i bakhjernen (og pons), den retikulære formasjonen, subkortikale kjerner,. Kroppene danner den grå substansen i CNS, og deres prosesser (aksoner og dendritter) danner den hvite substansen.

Generelle egenskaper ved nervesystemet

En av funksjonene til nervesystemet er oppfatning ulike signaler (stimuli) av det ytre og indre miljøet i kroppen. Husk at alle celler kan oppfatte ulike signaler fra eksistensmiljøet ved hjelp av spesialiserte cellulære reseptorer. Imidlertid er de ikke tilpasset oppfatningen av en rekke vitale signaler og kan ikke umiddelbart overføre informasjon til andre celler som utfører funksjonen til regulatorer av integrerte adekvate reaksjoner av kroppen på virkningen av stimuli.

Virkningen av stimuli oppfattes av spesialiserte sensoriske reseptorer. Eksempler på slike stimuli kan være lyskvanter, lyder, varme, kulde, mekaniske påvirkninger (tyngdekraft, trykkendring, vibrasjon, akselerasjon, kompresjon, strekking), samt signaler av kompleks karakter (farge, komplekse lyder, ord).

For å vurdere den biologiske betydningen av de oppfattede signalene og organisere en tilstrekkelig respons på dem i reseptorene i nervesystemet, utføres deres transformasjon - koding til en universell form for signaler som er forståelige for nervesystemet - til nerveimpulser, holding (overført) som langs nervetrådene og veier til nervesentrene er nødvendige for deres analyse.

Signalene og resultatene av deres analyse brukes av nervesystemet til å responsorganisasjon til endringer i det ytre eller indre miljøet, regulering og koordinasjon funksjoner til celler og supracellulære strukturer i kroppen. Slike responser utføres av effektororganer. De vanligste variantene av reaksjoner på påvirkninger er motoriske (motoriske) reaksjoner av skjelettmuskulatur eller glatt muskulatur, endringer i utskillelsen av epitelceller (eksokrine, endokrine) celler initiert av nervesystemet. Ved å ta en direkte del i dannelsen av responser på endringer i eksistensmiljøet, utfører nervesystemet funksjonene homeostase regulering, sørge for funksjonell interaksjon organer og vev og deres integrering til en enkelt hel kropp.

Takket være nervesystemet utføres en adekvat interaksjon av organismen med miljøet ikke bare gjennom organisering av responser av effektorsystemer, men også gjennom sine egne mentale reaksjoner - følelser, motivasjoner, bevissthet, tenkning, hukommelse, høyere kognitiv og kreative prosesser.

Nervesystemet er delt inn i sentrale (hjerne og ryggmarg) og perifere - nerveceller og fibre utenfor kraniehulen og ryggmargen. Den menneskelige hjernen inneholder over 100 milliarder nerveceller. (nevroner). Opphopninger av nerveceller som utfører eller kontrollerer de samme funksjonene dannes i sentralnervesystemet nervesentre. Strukturene i hjernen, representert av kroppene til nevroner, danner den grå substansen i CNS, og prosessene til disse cellene, som forenes i baner, danner den hvite substansen. I tillegg er den strukturelle delen av CNS gliaceller som dannes neuroglia. Antall gliaceller er omtrent 10 ganger antallet nevroner, og disse cellene utgjør størstedelen av massen til sentralnervesystemet.

I henhold til funksjonene som utføres og strukturen, er nervesystemet delt inn i somatisk og autonom (vegetativ). Somatiske strukturer inkluderer strukturene i nervesystemet, som gir oppfatningen av sansesignaler hovedsakelig fra det ytre miljøet gjennom sanseorganene, og kontrollerer arbeidet til de tverrstripete (skjelettmusklene). Det autonome (vegetative) nervesystemet inkluderer strukturer som gir oppfatningen av signaler hovedsakelig fra det indre miljøet i kroppen, regulerer arbeidet til hjertet, andre indre organer, glatte muskler, eksokrine og deler av de endokrine kjertlene.

I sentralnervesystemet er det vanlig å skille strukturer lokalisert på forskjellige nivåer, som er preget av spesifikke funksjoner og en rolle i reguleringen av livsprosesser. Blant dem basalkjerner, hjernestammestrukturer, ryggmarg, perifert nervesystem.

Strukturen til nervesystemet

Nervesystemet er delt inn i sentralt og perifert. Sentralnervesystemet (CNS) inkluderer hjernen og ryggmargen, og det perifere nervesystemet inkluderer nervene som strekker seg fra sentralnervesystemet til ulike organer.

Ris. 1. Strukturen i nervesystemet

Ris. 2. Funksjonell inndeling av nervesystemet

Betydningen av nervesystemet:

forener organer og systemer i kroppen til en enkelt helhet;
regulerer arbeidet til alle organer og systemer i kroppen;
utfører forbindelsen til organismen med det ytre miljøet og dens tilpasning til miljøforhold;
danner det materielle grunnlaget for mental aktivitet: tale, tenkning, sosial atferd.

Struktur av nervesystemet

Den strukturelle og fysiologiske enheten til nervesystemet er - (fig. 3). Den består av en kropp (soma), prosesser (dendritter) og et akson. Dendritter forgrener seg sterkt og danner mange synapser med andre celler, noe som bestemmer deres ledende rolle i nevronets oppfatning av informasjon. Aksonet starter fra cellekroppen med aksonhaugen, som er generatoren av en nerveimpuls, som deretter føres langs aksonet til andre celler. Aksonmembranen i synapsen inneholder spesifikke reseptorer som kan reagere på ulike mediatorer eller nevromodulatorer. Derfor kan prosessen med mediatorfrigjøring ved presynaptiske avslutninger påvirkes av andre nevroner. Membranen til endene inneholder også et stort antall kalsiumkanaler gjennom hvilke kalsiumioner kommer inn i enden når den er opphisset og aktiverer frigjøringen av mediatoren.

Ris. 3. Skjema av et nevron (i henhold til I.F. Ivanov): a - struktur av et nevron: 7 - kropp (pericaryon); 2 - kjerne; 3 - dendritter; 4,6 - neuritter; 5.8 - myelinskjede; 7- sikkerhet; 9 - nodeavskjæring; 10 - en kjerne av en lemmocytt; 11 - nerveender; b — typer nerveceller: I — unipolare; II - multipolar; III - bipolar; 1 - nevritt; 2 - dendritt

Vanligvis, i nevroner, oppstår aksjonspotensialet i regionen til axon hillock-membranen, hvis eksitabilitet er 2 ganger høyere enn eksitabiliteten til andre områder. Herfra sprer eksitasjonen seg langs aksonet og cellekroppen.

Aksoner, i tillegg til funksjonen til å utføre eksitasjon, tjener som kanaler for transport av forskjellige stoffer. Proteiner og mediatorer syntetisert i cellekroppen, organeller og andre stoffer kan bevege seg langs aksonet til dets ende. Denne bevegelsen av stoffer kalles akson transport. Det er to typer av det - rask og langsom aksontransport.

Hvert nevron i sentralnervesystemet utfører tre fysiologiske roller: det mottar nerveimpulser fra reseptorer eller andre nevroner; genererer sine egne impulser; leder eksitasjon til et annet nevron eller organ.

I henhold til deres funksjonelle betydning er nevroner delt inn i tre grupper: følsomme (sensoriske, reseptorer); interkalær (assosiativ); motor (effektor, motor).

I tillegg til nevroner i sentralnervesystemet finnes det gliaceller, opptar halve volumet av hjernen. Perifere aksoner er også omgitt av en skjede av gliaceller - lemmocytter (Schwann-celler). Nevroner og gliaceller er atskilt av intercellulære kløfter som kommuniserer med hverandre og danner et væskefylt intercellulært rom av nevroner og glia. Gjennom dette rommet foregår det en utveksling av stoffer mellom nerve- og gliaceller.

Nevroglialceller utfører mange funksjoner: støttende, beskyttende og trofisk rolle for nevroner; opprettholde en viss konsentrasjon av kalsium- og kaliumioner i det intercellulære rommet; ødelegge nevrotransmittere og andre biologisk aktive stoffer.

Funksjoner av sentralnervesystemet

Sentralnervesystemet utfører flere funksjoner.

Integrativ: Kroppen til dyr og mennesker er et komplekst svært organisert system som består av funksjonelt sammenkoblede celler, vev, organer og deres systemer. Dette forholdet, foreningen av de forskjellige komponentene i kroppen til en enkelt helhet (integrasjon), deres koordinerte funksjon er gitt av sentralnervesystemet.

Koordinering: funksjonene til forskjellige organer og systemer i kroppen må fortsette på en koordinert måte, siden bare med denne livsstilen er det mulig å opprettholde det indre miljøets konstanthet, samt vellykket tilpasse seg skiftende miljøforhold. Koordineringen av aktiviteten til elementene som utgjør kroppen, utføres av sentralnervesystemet.

Forskrift: sentralnervesystemet regulerer alle prosessene som skjer i kroppen, derfor, med sin deltakelse, oppstår de mest passende endringene i arbeidet til forskjellige organer, med sikte på å sikre en eller annen av dens aktiviteter.

Trofisk: sentralnervesystemet regulerer trofisme, intensiteten av metabolske prosesser i kroppens vev, som ligger til grunn for dannelsen av reaksjoner som er tilstrekkelige for de pågående endringene i det indre og ytre miljøet.

Tilpasset: sentralnervesystemet kommuniserer kroppen med det ytre miljøet ved å analysere og syntetisere forskjellig informasjon som kommer til den fra sensoriske systemer. Dette gjør det mulig å omstrukturere aktivitetene til ulike organer og systemer i samsvar med endringer i miljøet. Den utfører funksjonene til en regulator av atferd som er nødvendig under spesifikke eksistensforhold. Dette sikrer tilstrekkelig tilpasning til omverdenen.

Dannelse av ikke-retningsbestemt atferd: sentralnervesystemet danner en viss oppførsel av dyret i samsvar med det dominerende behovet.

Refleksregulering av nervøs aktivitet

Tilpasningen av de vitale prosessene til en organisme, dens systemer, organer, vev til skiftende miljøforhold kalles regulering. Reguleringen som gis i fellesskap av nerve- og hormonsystemet kalles nevrohormonell regulering. Takket være nervesystemet utfører kroppen sine aktiviteter på prinsippet om en refleks.

Hovedmekanismen for aktiviteten til sentralnervesystemet er kroppens respons på stimulansens handlinger, utført med deltakelse av sentralnervesystemet og rettet mot å oppnå et nyttig resultat.

Refleks på latin betyr "refleksjon". Begrepet "refleks" ble først foreslått av den tsjekkiske forskeren I.G. Prohaska, som utviklet læren om reflekterende handlinger. Videreutviklingen av refleksteorien er knyttet til navnet på I.M. Sechenov. Han mente at alt ubevisst og bevisst oppnås av typen refleks. Men da fantes det ingen metoder for en objektiv vurdering av hjerneaktivitet som kunne bekrefte denne antakelsen. Senere ble en objektiv metode for å vurdere hjerneaktivitet utviklet av akademiker I.P. Pavlov, og han fikk navnet på metoden for betingede reflekser. Ved hjelp av denne metoden beviste forskeren at grunnlaget for den høyere nerveaktiviteten til dyr og mennesker er betingede reflekser, som dannes på grunnlag av ubetingede reflekser på grunn av dannelsen av midlertidige forbindelser. Akademiker P.K. Anokhin viste at hele spekteret av dyrs og menneskelige aktiviteter utføres på grunnlag av konseptet funksjonelle systemer.

Det morfologiske grunnlaget for refleksen er , bestående av flere nervestrukturer, som sikrer gjennomføringen av refleksen.

Tre typer nevroner er involvert i dannelsen av en refleksbue: reseptor (sensitiv), intermediær (interkalær), motorisk (effektor) (fig. 6.2). De er kombinert til nevrale kretsløp.

Ris. 4. Ordning med regulering etter refleksprinsippet. Refleksbue: 1 - reseptor; 2 - afferent vei; 3 - nervesenter; 4 - efferent vei; 5 - arbeidskropp (hvilket som helst organ i kroppen); MN, motorneuron; M - muskel; KN — kommandoneuron; SN - sensorisk nevron, ModN - modulerende nevron

Reseptornevronens dendritt kommer i kontakt med reseptoren, dens akson går til CNS og samhandler med det interkalære nevronet. Fra det interkalære nevronet går aksonet til effektornevronet, og dets akson går til periferien til det utøvende organet. Dermed dannes en refleksbue.

Reseptornevroner er lokalisert i periferien og i indre organer, mens interkalære og motoriske nevroner er lokalisert i sentralnervesystemet.

I refleksbuen skilles fem ledd: reseptoren, den afferente (eller sentripetale) banen, nervesenteret, den efferente (eller sentrifugale) banen og arbeidsorganet (eller effektoren).

Reseptoren er en spesialisert formasjon som oppfatter irritasjon. Reseptoren består av spesialiserte høysensitive celler.

Den afferente koblingen til buen er et reseptornevron og leder eksitasjon fra reseptoren til nervesenteret.

Nervesenteret er dannet av et stort antall interkalære og motoriske nevroner.

Denne koblingen til refleksbuen består av et sett med nevroner lokalisert i forskjellige deler av sentralnervesystemet. Nervesenteret mottar impulser fra reseptorer langs den afferente banen, analyserer og syntetiserer denne informasjonen, og overfører deretter det genererte handlingsprogrammet langs efferente fibre til det perifere eksekutive organet. Og arbeidskroppen utfører sin karakteristiske aktivitet (muskelen trekker seg sammen, kjertelen skiller ut en hemmelighet osv.).

En spesiell kobling av omvendt afferentasjon oppfatter parametrene for handlingen utført av arbeidsorganet og overfører denne informasjonen til nervesenteret. Nervesenteret er handlingsmottakeren for den bakre afferente lenken og mottar informasjon fra arbeidsorganet om den fullførte handlingen.

Tiden fra begynnelsen av virkningen av stimulus på reseptoren til en respons vises, kalles reflekstiden.

Alle reflekser hos dyr og mennesker er delt inn i ubetingede og betingede.

Ubetingede reflekser - medfødte, arvelige reaksjoner. Ubetingede reflekser utføres gjennom refleksbuer som allerede er dannet i kroppen. Ubetingede reflekser er artsspesifikke, dvs. felles for alle dyr av denne arten. De er konstante gjennom hele livet og oppstår som svar på tilstrekkelig stimulering av reseptorene. Ubetingede reflekser klassifiseres også i henhold til deres biologiske betydning: mat, defensiv, seksuell, lokomotorisk, veiledende. I henhold til plasseringen av reseptorene er disse refleksene delt inn i: eksteroseptive (temperatur, taktile, visuelle, auditive, smaksmessige, etc.), interoceptive (vaskulære, hjerte-, mage-, tarm-, etc.) og proprioseptive (muskulære, sener, etc.). Av arten av responsen - til motorisk, sekretorisk, etc. Ved å finne nervesentrene som refleksen utføres gjennom - til spinal, bulbar, mesencephalic.

Betingede reflekser - reflekser tilegnet av organismen i løpet av dens individuelle liv. Betingede reflekser utføres gjennom nydannede refleksbuer på grunnlag av refleksbuer av ubetingede reflekser med dannelse av en midlertidig forbindelse mellom dem i hjernebarken.

Reflekser i kroppen utføres med deltakelse av endokrine kjertler og hormoner.

I hjertet av moderne ideer om kroppens refleksaktivitet er konseptet med et nyttig adaptivt resultat, som enhver refleks utføres for å oppnå. Informasjon om oppnåelse av et nyttig adaptivt resultat kommer inn i sentralnervesystemet gjennom tilbakemeldingskoblingen i form av omvendt afferentasjon, som er en viktig komponent i refleksaktivitet. Prinsippet om omvendt afferentasjon i refleksaktivitet ble utviklet av P.K. Anokhin og er basert på det faktum at det strukturelle grunnlaget for refleksen ikke er en refleksbue, men en refleksring, som inkluderer følgende koblinger: reseptor, afferent nervebane, nerve senter, efferent nervebane, arbeidsorgan, omvendt afferentasjon.

Når en kobling av refleksringen er slått av, forsvinner refleksen. Derfor er integriteten til alle lenker nødvendig for implementeringen av refleksen.

Egenskaper til nervesentre

Nervesentre har en rekke karakteristiske funksjonelle egenskaper.

Eksitasjon i nervesentrene sprer seg ensidig fra reseptoren til effektoren, noe som er assosiert med evnen til å lede eksitasjon kun fra den presynaptiske membranen til den postsynaptiske.

Eksitasjon i nervesentrene utføres langsommere enn langs nervefiberen, som følge av at eksitasjonsledningen reduseres gjennom synapsene.

I nervesentrene kan summering av eksitasjoner forekomme.

Det er to hovedmåter for summering: tidsmessig og romlig. På midlertidig summering flere eksitatoriske impulser kommer til nevronet gjennom en synapse, oppsummeres og genererer et handlingspotensial i den, og romlig summering manifesterer seg ved mottak av impulser til ett nevron gjennom forskjellige synapser.

I dem forvandles eksitasjonsrytmen, d.v.s. en reduksjon eller økning i antall eksitasjonsimpulser som forlater nervesenteret sammenlignet med antall impulser som kommer til det.

Nervesentrene er svært følsomme for mangel på oksygen og virkningen av ulike kjemikalier.

Nervesentre, i motsetning til nervefibre, er i stand til rask tretthet. Synaptisk tretthet under langvarig aktivering av senteret kommer til uttrykk i en reduksjon i antall postsynaptiske potensialer. Dette skyldes forbruket av mediatoren og akkumulering av metabolitter som forsurer miljøet.

Nervesentrene er i en tilstand av konstant tone, på grunn av den kontinuerlige strømmen av et visst antall impulser fra reseptorene.

Nervesentre er preget av plastisitet - evnen til å øke funksjonaliteten. Denne egenskapen kan skyldes synaptisk tilrettelegging - forbedret ledning i synapser etter en kort stimulering av de afferente banene. Ved hyppig bruk av synapser akselereres syntesen av reseptorer og mediator.

Sammen med eksitasjon oppstår hemmende prosesser i nervesenteret.

CNS-koordineringsaktivitet og dens prinsipper

En av sentralnervesystemets viktige funksjoner er koordinasjonsfunksjonen, som også kalles koordineringsaktiviteter CNS. Det forstås som regulering av fordelingen av eksitasjon og hemming i nevronale strukturer, samt interaksjonen mellom nervesentre, som sikrer effektiv implementering av refleks og frivillige reaksjoner.

Et eksempel på koordinasjonsaktiviteten til sentralnervesystemet kan være det gjensidige forholdet mellom sentrene for respirasjon og svelging, når respirasjonssenteret under svelging hemmes, lukker epiglottis inngangen til strupehodet og hindrer mat eller væske i å komme inn i strupehodet. luftveier. Koordinasjonsfunksjonen til sentralnervesystemet er grunnleggende viktig for implementering av komplekse bevegelser utført med deltakelse av mange muskler. Eksempler på slike bevegelser kan være artikulering av tale, svelging, gymnastikkbevegelser som krever koordinert sammentrekning og avspenning av mange muskler.

Prinsipper for koordineringsaktivitet

Gjensidighet - gjensidig hemming av antagonistiske grupper av nevroner (fleksor og ekstensor motoneuroner)
Endenevron - aktivering av et efferent nevron fra forskjellige mottakelige felt og konkurranse mellom forskjellige afferente impulser for et gitt motorneuron
Bytte - prosessen med å overføre aktivitet fra ett nervesenter til antagonistnervesenteret
Induksjon - endring av eksitasjon ved inhibering eller omvendt
Tilbakemelding er en mekanisme som sikrer behovet for signalering fra reseptorene til de utøvende organene for vellykket implementering av funksjonen
Dominant - et vedvarende dominerende fokus for eksitasjon i sentralnervesystemet, underordner funksjonene til andre nervesentre.

Koordinasjonsaktiviteten til sentralnervesystemet er basert på en rekke prinsipper.

Konvergensprinsipp realiseres i konvergerende kjeder av nevroner, der aksonene til en rekke andre konvergerer eller konvergerer på en av dem (vanligvis efferente). Konvergens sikrer at det samme nevronet mottar signaler fra forskjellige nervesentre eller reseptorer av forskjellige modaliteter (ulike sanseorganer). På grunnlag av konvergens kan en rekke stimuli forårsake samme type respons. For eksempel kan vakthundrefleksen (å snu øynene og hodet - årvåkenhet) være forårsaket av lys, lyd og taktile påvirkninger.

Prinsippet om en felles siste vei følger av konvergensprinsippet og er nærliggende i hovedsak. Det forstås som muligheten for å implementere den samme reaksjonen utløst av det endelige efferente nevronet i den hierarkiske nervekretsen, som aksonene til mange andre nerveceller konvergerer til. Et eksempel på en klassisk siste vei er de motoriske nevronene i de fremre hornene i ryggmargen eller de motoriske kjernene til kranialnervene, som direkte innerverer musklene med deres aksoner. Den samme motoriske responsen (for eksempel bøying av armen) kan utløses ved mottak av impulser til disse nevronene fra de pyramidale nevronene i den primære motoriske cortex, nevroner fra en rekke motoriske sentre i hjernestammen, interneuroner i ryggmargen , aksoner av sensoriske nevroner i spinalgangliene som respons på virkningen av signaler som oppfattes av forskjellige sanseorganer (til lys, lyd, gravitasjons-, smerte- eller mekaniske effekter).

Prinsippet om divergens realiseres i divergerende kjeder av nevroner, der en av nevronene har et forgrenet akson, og hver av grenene danner en synapse med en annen nervecelle. Disse kretsene utfører funksjonene til samtidig å overføre signaler fra ett nevron til mange andre nevroner. På grunn av divergerende forbindelser er signaler vidt distribuert (bestrålet) og mange sentre lokalisert på forskjellige nivåer av CNS blir raskt involvert i responsen.

Prinsippet om tilbakemelding (omvendt afferentasjon) består i muligheten for å overføre informasjon om den pågående reaksjonen (for eksempel om bevegelse fra muskelproprioseptorer) tilbake til nervesenteret som utløste den, via afferente fibre. Takket være tilbakemelding dannes en lukket nevral krets (krets), der det er mulig å kontrollere reaksjonens fremdrift, justere styrken, varigheten og andre parametere for reaksjonen, hvis de ikke er implementert.

Deltakelse av tilbakemelding kan vurderes på eksemplet med implementering av fleksjonsrefleksen forårsaket av mekanisk påvirkning på hudreseptorer (fig. 5). Med reflekssammentrekning av bøyemuskelen endres aktiviteten til proprioreseptorene og frekvensen av å sende nerveimpulser langs de afferente fibrene til a-motoneuronene i ryggmargen, som innerverer denne muskelen. Som et resultat dannes det en lukket kontrollsløyfe, der rollen til tilbakemeldingskanalen spilles av afferente fibre som overfører informasjon om sammentrekningen til nervesentrene fra muskelreseptorene, og rollen til den direkte kommunikasjonskanalen spilles av de efferente fibrene til motorneuroner som går til musklene. Dermed mottar nervesenteret (dets motoriske nevroner) informasjon om endringen i muskelens tilstand forårsaket av overføring av impulser langs motorfibrene. Takket være tilbakemeldingene dannes det en slags regulatorisk nervering. Derfor foretrekker noen forfattere å bruke begrepet "refleksring" i stedet for begrepet "refleksbue".

Tilstedeværelsen av tilbakemelding er viktig i mekanismene for regulering av blodsirkulasjon, respirasjon, kroppstemperatur, atferdsreaksjoner og andre reaksjoner i kroppen og diskuteres videre i de relevante avsnittene.

Ris. 5. Tilbakemeldingsskjema i nevrale kretsløp av de enkleste refleksene

Prinsippet om gjensidige relasjoner realiseres i samspillet mellom nervesentre-antagonister. For eksempel mellom en gruppe motoriske nevroner som kontrollerer armfleksjon og en gruppe motoriske nevroner som kontrollerer armforlengelse. På grunn av gjensidige forhold, er eksitasjon av nevroner i et av de antagonistiske sentrene ledsaget av hemming av det andre. I det gitte eksemplet vil det gjensidige forholdet mellom fleksjons- og ekstensjonssentrene manifesteres ved at under sammentrekningen av armens bøyemuskler vil det oppstå en ekvivalent avspenning av ekstensormusklene, og omvendt, som sikrer jevn fleksjon. og forlengelsesbevegelser av armen. Gjensidige relasjoner utføres på grunn av aktiveringen av hemmende interneuroner av nevronene i det begeistrede senteret, hvis aksoner danner hemmende synapser på nevronene i det antagonistiske senteret.

Dominerende prinsipp realiseres også på grunnlag av egenskapene til interaksjonen mellom nervesentrene. Nevronene til det dominerende, mest aktive senteret (eksitasjonsfokus) har vedvarende høy aktivitet og undertrykker eksitasjon i andre nervesentre, og utsetter dem for deres innflytelse. Dessuten tiltrekker nevronene til det dominerende senteret afferente nerveimpulser adressert til andre sentre og øker deres aktivitet på grunn av mottak av disse impulsene. Det dominerende senteret kan være i en tilstand av eksitasjon i lang tid uten tegn til tretthet.

Et eksempel på en tilstand forårsaket av tilstedeværelsen av et dominerende fokus for eksitasjon i sentralnervesystemet er tilstanden etter en viktig hendelse opplevd av en person, når alle hans tanker og handlinger på en eller annen måte blir forbundet med denne hendelsen.

Dominerende egenskaper

Hypereksitabilitet
Eksitasjonsutholdenhet
Eksitasjonstreghet
Evne til å undertrykke subdominante foci
Evne til å summere eksitasjoner

De vurderte prinsippene for koordinering kan brukes, avhengig av prosessene koordinert av CNS, separat eller sammen i ulike kombinasjoner.