Нервная система и высшая нервная деятельность

Нейрон — структурная и функциональная единица нервной системы. Строение. Тело (сома): содержит ядро и органоиды; место синтеза белков. Дендриты: короткие ветвящиеся отростки; принимают сигналы от других нейронов или рецепторов; проводят возбуждение к телу нейрона. Аксон: единственный длинный отросток; проводит возбуждение от тела нейрона к другим нейронам или эффекторам (мышцам, железам); у миелинизированных волокон покрыт миелиновой оболочкой — ускоряет передачу сигнала скачкообразно (сальтаторное проведение). Синапс: место передачи сигнала между нейронами; синаптическая щель; нейромедиаторы (ацетилхолин, дофамин, серотонин) передают сигнал химически. По функции нейроны: афферентные (чувствительные), вставочные (ассоциативные), эфферентные (двигательные).

Нервная система делится на два раздела. Первое — центральная нервная система (ЦНС): головной мозг и спинной мозг; покрыты тремя оболочками: твёрдая, паутинная, мягкая; защищены черепом и позвоночным столбом; омываются спинномозговой жидкостью (ликвором). Второе — периферическая нервная система (ПНС): 12 пар черепных нервов и 31 пара спинномозговых нервов; нервные узлы (ганглии). По функции нервная система делится. Соматическая нервная система: управляет скелетными мышцами; произвольный контроль. Вегетативная нервная система: управляет внутренними органами, железами, сердцем; непроизвольный; включает симпатический и парасимпатический отделы.

Продолговатый мозг: центры дыхания, сердечной деятельности, пищеварения, защитных рефлексов (кашель, чихание, рвота, глотание); при повреждении — мгновенная смерть. Мозжечок: координация движений, равновесие, мышечный тонус; при повреждении — атаксия (нарушение координации). Средний мозг: рефлексы на зрительные и слуховые раздражители; мышечный тонус; ориентировочный рефлекс. Промежуточный мозг — таламус: «переключатель» сенсорных сигналов в кору. Промежуточный мозг — гипоталамус: регуляция температуры тела, голода, жажды, сна; управление эндокринной системой через гипофиз. Большие полушария (кора): высшая нервная деятельность; мышление, память, речь, произвольные движения, сознание. Внимание! Повреждение продолговатого мозга смертельно — здесь центры дыхания и кровообращения.

Спинной мозг — цилиндрический тяж, расположен в позвоночном канале; длина около 45 см; от первого шейного до второго поясничного позвонка. Строение в поперечном срезе. Серое вещество — в центре, форма «бабочки»: передние рога — тела двигательных нейронов; задние рога — тела чувствительных нейронов; боковые рога — тела вегетативных нейронов. Белое вещество — снаружи: миелинизированные аксоны; восходящие пути несут сигналы от рецепторов в головной мозг; нисходящие пути несут команды из мозга к мышцам. Две функции спинного мозга: первое — рефлекторная: выполнение собственных рефлексов (коленный рефлекс, рефлекс отдёргивания руки); второе — проводниковая: связь между головным мозгом и периферией.

Рефлекс — закономерный ответ организма на раздражитель при участии нервной системы. Рефлекторная дуга — путь нервного импульса при рефлексе; состоит из пяти звеньев. Первое — рецептор: воспринимает раздражитель. Второе — афферентный (чувствительный) путь: нерв к нервному центру. Третье — нервный центр: в спинном или головном мозге; обрабатывает информацию. Четвёртое — эфферентный (двигательный) путь: нерв к органу. Пятое — эффектор: орган, выполняющий ответ (мышца, железа). Пример — коленный рефлекс: удар по сухожилию → рецепторы в мышце → афферентный нерв → спинной мозг (два нейрона: чувствительный и двигательный) → мышца → разгибание ноги. Рефлекторная дуга дополнена обратной связью от эффектора.

Вегетативная нервная система управляет непроизвольными функциями: сердцем, желудочно-кишечным трактом, железами, сосудами. Симпатическая нервная система — «бей или беги». Центры: в боковых рогах грудного и поясничного отделов спинного мозга. Ганглии: у позвоночника. Медиатор: норадреналин. Эффекты: учащение сердцебиения; расширение зрачков; расширение бронхов; угнетение пищеварения; повышение артериального давления; выброс глюкозы в кровь. Парасимпатическая нервная система — «отдых и пищеварение». Центры: в стволе мозга и крестцовом отделе спинного мозга. Медиатор: ацетилхолин. Эффекты: замедление сердцебиения; сужение зрачков; усиление пищеварения; снижение артериального давления. Блуждающий нерв (X пара черепных нервов) — главный парасимпатический нерв, иннервирует большинство внутренних органов.

Безусловные рефлексы: врождённые; не требуют обучения; одинаковы у всех особей вида; реализуются через спинной мозг и ствол мозга; примеры: сосательный, глотательный, коленный, зрачковый рефлекс, рефлекс отдёргивания. Условные рефлексы: приобретённые в течение жизни; индивидуальны; требуют обучения; реализуются через кору больших полушарий; угасают без подкрепления. Выработка условного рефлекса: условный стимул (звонок) многократно сочетается с безусловным стимулом (пища) → после нескольких сочетаний условный стимул сам вызывает ответ (слюноотделение). Иван Петрович Павлов — нобелевский лауреат 1904 года; создал учение об условных рефлексах, изучая пищеварение у собак; заложил основы физиологии высшей нервной деятельности.

Высшая нервная деятельность — функция коры больших полушарий, обеспечивающая сложное поведение и приспособление к окружающей среде. Основа ВНД — условные рефлексы. Компоненты ВНД: мышление; речь; память; эмоции; сознание; обучение. Первая сигнальная система: реакция на непосредственные раздражители среды (общая для животных и человека). Вторая сигнальная система: реакция на слова, символы, речь; только у человека; основа абстрактного мышления и языка. Функциональная асимметрия мозга: левое полушарие — речь, логическое мышление, анализ, счёт; правое полушарие — пространственное мышление, образное восприятие, музыка, интуиция. Типы высшей нервной деятельности по Павлову: сильный уравновешенный подвижный (сангвиник); сильный уравновешенный инертный (флегматик); сильный неуравновешенный (холерик); слабый (меланхолик).

Нейромедиаторы — химические вещества, передающие сигнал через синаптическую щель. Ацетилхолин: медиатор всех нейромышечных синапсов; медиатор парасимпатической нервной системы; в ЦНС — память, внимание; ингибиторы ацетилхолинэстеразы используются при болезни Альцгеймера. Норадреналин: медиатор симпатической нервной системы; в ЦНС — возбуждение, тревога, бдительность. Дофамин: система вознаграждения и удовольствия; регуляция движений; дефицит дофамина — болезнь Паркинсона. Серотонин: регуляция настроения, сна, аппетита; дефицит — депрессия; антидепрессанты группы СИОЗС блокируют обратный захват серотонина. ГАМК (гамма-аминомасляная кислота): основной тормозной медиатор ЦНС; снижает возбудимость нейронов; транквилизаторы усиливают действие ГАМК. Глутамат: основной возбуждающий медиатор ЦНС; участвует в памяти и обучении.

Зрение: глаз; рецепторы в сетчатке: палочки — сумеречное зрение, чёрно-белое; колбочки — цветное зрение, острота зрения; хрусталик фокусирует изображение; зрительная кора — затылочная доля. Слух и равновесие: ухо; наружное ухо: ушная раковина, наружный слуховой проход; среднее ухо: барабанная перепонка, три косточки (молоточек, наковальня, стремечко); внутреннее ухо: улитка (Кортиев орган — рецепторы слуха); вестибулярный аппарат — полукружные каналы и преддверие (равновесие). Слуховая кора — височная доля. Обоняние: обонятельные рецепторы в слизистой носа; около 400 рецепторных белков. Вкус: вкусовые сосочки языка; пять основных вкусов: сладкий, кислый, солёный, горький, умами. Осязание: кожные рецепторы. Проприоцепция: рецепторы в мышцах и суставах.

Память — способность воспринимать, хранить и воспроизводить информацию. Виды памяти по времени хранения. Первое — сенсорная (иконическая) память: мгновенная; доли секунды; на уровне рецепторов. Второе — кратковременная (рабочая) память: секунды — минуты; ограниченный объём (около 7 плюс-минус 2 элемента); нейрональные цепи активности. Третье — долговременная память: часы, дни, вся жизнь; формируется при повторении; основа — синаптические изменения (долгосрочное потенцирование, ЛТП). Гиппокамп: критически важен для перевода кратковременной памяти в долговременную; при повреждении гиппокампа новые воспоминания не формируются. По содержанию: декларативная память — факты и события (где я был, что произошло); процедурная память — навыки и привычки (езда на велосипеде, печать на клавиатуре). Сон важен для консолидации памяти.

Болезнь Альцгеймера: нейродегенеративное заболевание; потеря памяти и когнитивных функций; накопление амилоидных бляшек и нейрофибриллярных клубков; самая частая форма деменции; дефицит ацетилхолина. Болезнь Паркинсона: дегенерация дофаминергических нейронов чёрного вещества; тремор в покое, ригидность, замедленность движений; лечение леводопой. Рассеянный склероз: аутоиммунное разрушение миелиновой оболочки нейронов; нарушения движения, чувствительности, зрения. Инсульт: острое нарушение мозгового кровообращения; ишемический (закупорка) или геморрагический (разрыв сосуда); внезапный дефицит неврологических функций. Эпилепсия: повторные судорожные приступы вследствие патологических синхронных разрядов нейронов. Депрессия: нарушение регуляции серотонина, норадреналина, дофамина.

Речевые центры расположены в коре больших полушарий. Центр Брока: в нижней лобной извилине левого полушария; отвечает за воспроизведение речи (моторная речь); при повреждении — моторная афазия: человек понимает речь, но не может говорить. Центр Вернике: в верхней височной извилине левого полушария; отвечает за понимание речи; при повреждении — сенсорная афазия: человек говорит, но не понимает речи. Внимание! У большинства людей (около 95%) речевые центры находятся в левом полушарии — независимо от того, правша человек или левша. Функциональная асимметрия: левое полушарие — речь, логическое мышление, математика, анализ деталей; правое полушарие — пространственное мышление, распознавание лиц, музыка, образное мышление. Оба полушария связаны мозолистым телом — пучком нервных волокон.

Внимание! Первая ошибка — путать безусловные и условные рефлексы. Безусловные врождены (сосание, коленный рефлекс, зрачковый); условные приобретены при жизни (слюноотделение на звонок). Вторая ошибка — считать, что спинной мозг только проводит импульсы. Спинной мозг выполняет и рефлекторную функцию: его собственные рефлексы — коленный, отдёргивание руки. Третья ошибка — путать медиаторы и гормоны. Медиаторы — вещества синапсов нервной системы (ацетилхолин, дофамин); гормоны — вещества эндокринных желёз (тироксин, инсулин). Адреналин — одновременно и гормон надпочечников и медиатор симпатической нервной системы. Четвёртая ошибка — думать, что вегетативная нервная система управляет сознательными движениями. Нет: соматическая — произвольные движения скелетных мышц; вегетативная — внутренние органы, непроизвольно.