Будова та значення нервової системи. Нервова регуляція. план-конспект уроку з біології (8 клас) на тему. Фізіологія нервової системи Рефлекс. Гальмування. Домінанта Рефлекс – основна форма нервової діяльності

1 Фізіологічне регулювання– це активне управління функціями організму та її поведінкою підтримки оптимального рівня життєдіяльності, сталості внутрішнього середовища та обмінних процесів з метою пристосування організму до мінливих умов середовища.

Механізми фізіологічного регулювання :

1. гуморальний.

Гуморальне фізіологічне регулюваннядля передачі інформації використовує рідкі середовища організму (кров, лімфу, цереброспінальну рідину і т.д.). Сигнали передаються за допомогою хімічних речовин: гормонів, медіаторів, біологічно активних речовин (БАВ), електролітів тощо.

Особливості гуморального регулювання :

не має точного адресата - зі струмом біологічних рідин речовини можуть доставлятися до будь-яких клітин організму;

швидкість доставки інформації невелика – визначається швидкістю струму біологічних рідин – 0,5-5 м/с;

тривалість дії.

Нервове фізіологічне регулюваннядля переробки та передачі інформації опосередковується через центральну та периферичну нервову систему. Сигнали передаються за допомогою нервових імпульсів.

Особливості нервового регулювання:

має точного адресата – сигнали доставляються до строго певних органів та тканин;

велика швидкість доставки інформації – швидкість передачі нервового імпульсу – до 120 м/с;

короткочасність дії.

Між нервовим і гормональним регулюванням немає різкої межі. Наприклад, передача збудження з однієї нервової клітини на іншу або виконавчий орган відбувається за допомогою медіатора, що подібно до гуморальної регуляції (схожість з гормонами); крім того, деякі нервові закінчення виділяють активні речовини у кров. І нарешті, найтісніший зв'язок між цими механізмами простежується на рівні гіпоталамо-гіпофізарної системи. Отже, нервова та гуморальна регуляція надають взаємний вплив один на одного та об'єднуються в єдину нейрогуморальну систему регуляції.

3 Рефлекс– це суворо зумовлена ​​реакція організму на зовнішнє чи внутрішнє роздратування, здійснювана за обов'язкової участі ЦНС. Рефлекс є багатофункціональною одиницею нервової діяльності.

Види рефлексів за характером реакції у відповідь(за біологічною ознакою) поділяються на харчові, статеві, оборонні, рухові та ін.

За рівнем замикання рефлекторної дугирефлекси поділяються на:

спинальні – замикаються лише на рівні спинного мозку;

бульбарні – замикаються лише на рівні довгастого мозку;

мезенцефальні – замикаються лише на рівні середнього мозку;

діенцефальні – замикаються лише на рівні проміжного мозку;

підкіркові – замикаються лише на рівні підкіркових структур;

кіркові – замикаються лише на рівні кори великих півкуль мозку.

Залежно від характеру реакції у відповідьрефлекси можуть бути:

соматичними – реакція у відповідь рухова;

вегетативними – реакція у відповідь зачіпає внутрішні органи, судини і т.п.

По І.П.Павлову розрізняють рефлекси безумовні та умовні.

Для виникнення рефлексу необхідно 2 обов'язкові умови:

досить сильний подразник, що перевищує поріг збудливості

рефлекторна дуга

Принципи рефлекторного регулювання за Павловим І. П. Елементарною формою нервової діяльності є рефлекс- реакція у відповідь організму на подразнення рецепторів, яка полягає у виникненні, зміні або припиненні функціональної активності органів, тканин або цілісного організму і здійснюється за участю ЦНС. І.П. Павловим були сформульовані основні принципи рефлекторної теорії: детермінізму, аналізу та синтезу та структурності: 1) принцип детермінізму(Принцип причинності) – будь-яка рефлекторна реакція причинно обумовлена. Будь-яка діяльність організму, кожен акт нервової діяльності викликаний певною причиною, впливом із зовнішнього світу чи внутрішнього середовища організму; 2) принцип єдності процесів аналізу та синтезуу складі рефлекторної реакції нервова система аналізує, тобто. розрізняє, за допомогою рецепторів всі діючі зовнішні та внутрішні подразники і на підставі цього аналізу формує цілісну відповідну реакцію - синтез; 3) принцип структурності- абсолютно необхідною умовою для здійснення рефлексу є структурна та функціональна цілісність усіх ланок рефлекторної дуги. Нижче розглянемо будову пара- та симпатичної рефлекторних дуг.

4 Соматична (анімальна) рефлекторна дуга

Рецепторна ланка утворена аферентними псевдоуніполярними нейронами, тіла яких розташовуються у спинальних гангліях. Дендрити цих клітин утворюють чутливі нервові закінчення в шкірі або скелетній мускулатурі, а аксони вступають у спинний мозок у складі задніх корінців і прямують у задні роги його сірої речовини, утворюючи синапси на тілах та дендритах вставних нейронів. Деякі гілочки (колатералі) аксонів псевдоуніполярних нейронів проходять (не утворюючи зв'язків у задніх рогах) безпосередньо в передні роги, де закінчуються на мотонейронах (формуючи з ними двонейронні рефлекторні дуги).

Асоціативна ланка представлена ​​мультиполярними вставковими нейронами, дендрити та тіла яких розташовані в задніх рогах спинного мозку, а аксони прямують у передні роги, передаючи імпульси на тіла та дендрити ефекторних нейронів.

Еффекторна ланка утворена мультиполярними мотонейронами, тіла і дендрити яких лежать у передніх рогах, а аксони виходять зі спинного мозку у складі передніх корінців, прямують до спінального ганглія і далі у складі змішаного нерва - до скелетного м'яза, на волокнах якого їх гілочки. синапси (моторні, чи рухові, бляшки).

5 Вегетативні рефлекси

Вегетативна нервова система не має афферентних нервових шляхів. Рефлекторне збудження еферентних вегетативних шляхів викликається роздратуванням тих же рецепторів та аферентних шляхів, подразнення яких спричиняє рухові рефлекси. Однак подразнення рефлексогенних зон і афферентних волокон внутрішніх органів, що відрізняються особливо повільним проведенням збудження, викликає в більшості випадків рефлекси внутрішніх органів або вегетативні рефлекси. Більшість аферентних волокон внутрішніх органів надходить у спинний мозок із задніх корінців.

Рефлекси симпатичної системи завдяки поширенню симпатичних волокон у всьому організмі мають обмежений, а поширений характер, захоплюючи багато органів.

Вегетативна нервова система здійснює два роди рефлексів: функціональні та трофічні. Функціональне впливом геть органи у тому, що роздратування вегетативних нервів або викликає функцію органу, або гальмує її («пускова» функція). Трофічне вплив у тому, що обмін речовин органів регулюється безпосередньо і цим визначається рівень своєї діяльності («коригирующая» функція). Рефлекторна діяльність вегетативної нервової системивключає вегетативні сегментарні рефлекси, аксон-рефлекси, дуга яких замикається поза спинним мозку, в межах розгалужень одного нерва (подібні рефлекси характерні для судинних реакцій), а також висцеро-вісцеральні рефлекси (наприклад, серцево-легеневі, висцерокутанние, які, обумовлюють появу ділянок шкірної гіперестезії при захворюваннях внутрішніх органів) та шкірно-вісцеральні рефлекси (які використовуються при застосуванні місцевих теплових процедур, рефлексотерапії та ін.). Вегетативна нервова система включає сегментарні апарати (спинний мозок, вегетативні вузли, симпатичний стовбур), а також надсегментарні апарати – лімбіко-ретикулярний комплекс, гіпоталамус.

Мембранний рецептор- молекула (зазвичай білок) на поверхні клітини, клітинних органел або розчинена в цитоплазмі, що специфічно реагує зміною своєї просторової конфігурації на приєднання до неї молекули певної хімічної речовини, що передає зовнішній регуляторний сигнал і, у свою чергу, передає цей сигнал всередину клітини або клітинний орган , Нерідко за допомогою про вторинних посередників або трансмембранних іонних струмів.

6 Найпростіша рефлекторна дуга у людини утворена двома нейронами - сенсорним та руховим (мотонейрон). Прикладом найпростішого рефлексу може бути колінний рефлекс. В інших випадках в рефлекторну дугу включені три (і більше) нейрони - сенсорний, вставний та руховий. У спрощеному вигляді такий рефлекс, що виникає при уколі пальця шпилькою. Це спинальний рефлекс, його дуга проходить через головний, а через спинний мозок. Відростки сенсорних нейронів входять у спинний мозок у складі заднього корінця, а відростки рухових нейронів виходять із спинного мозку у складі переднього. Тіла сенсорних нейронів знаходяться у спинномозковому вузлі заднього корінця (у дорсальному ганглії), а вставкових та рухових – у сірій речовині спинного мозку.

Проста рефлекторна дуга, описана вище, дозволяє людині автоматично (мимоволі) адаптуватися до змін навколишнього середовища, наприклад, відсмикувати руку від больового подразника, змінювати розміри зіниці залежно від умов освітленості. Також вона допомагає регулювати процеси, що протікають усередині організму. Усе це сприяє збереженню сталості внутрішнього середовища, тобто підтримці гомеостазу. У багатьох випадках сенсорний нейрон передає інформацію (зазвичай через кілька вставних нейронів) головний мозок. Головний мозок обробляє сенсорну інформацію, що надходить, і накопичує її для подальшого використання. Поряд з цим головний мозок може посилати моторні нервові імпульси по низхідному шляху безпосередньо до спинального мотонейрону; спинальні мотонейрони ініціюють відповідь ефектора.

7 Збудливість – це здатність високоорганізованих тканин (нервової, м'язової, залізистої) реагувати на подразнення зміною фізіологічних властивостей та генерації процесу збудження. Найбільш високу збудливість має нервова система, потім м'язова тканина і нарешті залізисті клітини. Порушення – це реакція живої клітини на роздратування, вироблена у процесі еволюції. При Ст жива система переходить зі стану відносного фізіологічного спокою до діяльності (наприклад, скорочення м'язового волокна, виділення секрету залізистими клітинами та ін. Поріг подразнення і є мірою збудливостітканини, яку можна виміряти за допомогою асцилографа.

Основні фізіологічні властивості збудливих тканин Збудливість- Здатність тканини відповідати на роздратування збудженням. Збудливість залежить від рівня обмінних процесів і заряду клітинної мембрани. Показник збудливості - поріг подразнення - та мінімальна сила подразника, яка викликає першу видиму відповідну реакцію тканини. Подразники бувають: підпорогові, порогові, надпорогові. Збудливість і поріг роздратування - обернено пропорційні величини. Провідність- Здатність тканини проводити збудження по всій своїй довжині. Показник провідності – швидкість проведення збудження. Швидкість проведення збудження по скелетній тканині – 6-13 м/с, по нервовій тканині до 120 м/с. Провідність залежить від інтенсивності обмінних процесів, від збудливості (прямо пропорційно). Рефрактерність(незбудливість) – здатність тканини різко знижувати свою збудливість при збудженні. У момент найактивнішої реакції у відповідь тканина стає незбудливою. Розрізняють:

абсолютно рефрактерний період - час, протягом якого тканина не відповідає абсолютно на жодні збудники;

відносний рефрактерний період – тканина відносно незбудлива – відбувається відновлення збудливості до вихідного рівня.

Показник рефрактерності – тривалість рефрактерного періоду (t). Тривалість рефрактерного періоду у скелетного м'яза – 35-50 мс, а у нервової тканини – 0,5-5 мс. Рефрактерність тканини залежить від рівня обмінних процесів та функціональної активності (зворотна залежність). Лабільність(функціональна рухливість) - здатність тканини відтворювати певну кількість хвиль збудження в одиницю часу в точній відповідності з ритмом подразнень. Ця властивість характеризує швидкість виникнення збудження. Показник лабільності: максимальна кількість хвиль збудження в даній тканині: нервові волокна - 500-1000 імпульсів за секунду, м'язова тканина - 200-250 імпульсів за секунду, синапс - 100-125 імпульсів за секунду. Лабільність залежить від рівня обмінних процесів у тканині, збудливості, рефрактерності. Для м'язової тканини до чотирьох перелічених властивостей додається п'яте – скоротливість.

Нервова системарегулює діяльність всіх органів прокуратури та систем, обумовлюючи їх функціональне єдність, і забезпечує зв'язок організму як цілого із довкіллям.

Структурною одиницею нервової системи є нервова клітина з відростками. нейрон. Bся нервова система є сукупністю нейронів, які контактують один з одним за допомогою спеціальних апаратів. синапсів. По структурі та функції розрізняють три типи нейронів:

• рецепторні, або чутливі;
• вставочні, замикальні (кондукторні);
• ефекторні, Рухові нейрони, від яких імпульс спрямовується до робочих органів (м'язів, залоз).

Нервова система умовно поділяється на два великі відділи - соматичну, або анімальну, нервову систему та вегетативну, або автономну, нервову систему. Соматична нервова система здійснює переважно функції зв'язку організму із зовнішнім середовищем, забезпечуючи чутливість та рух викликаючи скорочення скелетної мускулатури. Так як функції руху та відчування властиві тваринам і відрізняють їх від рослин, ця частина нервової системи отримала назву анімальної (тварини).

Вегетативна нервова система впливає на процеси так званого рослинного життя, загальні для тварин і рослин (обмін речовин, дихання, виділення та ін), через що і відбувається її назва (вегетативна - рослинна). Обидві системи тісно пов'язані між собою, однак вегетативна нервова система має деяку частку самостійності і не залежить від нашої волі, внаслідок чого її також називають автономною нервовою системою. Її ділять на дві частини симпатичнуі парасимпатичну.

У нервовій системі виділяють центральнучастина - головний та спинний мозок - центральна нервова система та переферичну, представлену нервами, що відходять від головного і спинного мозку, - периферична нервова система. На розрізі мозку видно, що він складається із сірої та білої речовини.

Сіра речовинаутворюється скупченнями нервових клітин (з початковими відділами відростків, що відходять від їх тіл). Окремі обмежені скупчення сірої речовини мають назви ядер.

Біла речовинаутворюють нервові волокна, покриті мієлінової оболонкою (відростки нервових клітин, що утворюють сіру речовину). Нервові волокна у головному та спинному мозку утворюють провідні шляхи.

Переферичні нерви в залежності від того, з яких волокон (чутливих або рухових) вони складаються, поділяються на чутливі, руховіі змішані. Тіла нейронів, відростки яких складають чутливі нерви, лежать у нервових вузлах поза мозком. Тіла рухових нейронів лежать у передніх рогах спинного мозку чи рухових ядрах головного мозку.

І.П. Павлов показав, що центральна нервова система може мати три роду впливів на органи:

• 1) пускове, Що викликає або припиняє функцію органу (скорочення м'яза, секрецію залози);
• 2) судиноруховийщо змінює ширину просвіту судин і тим самим регулює приплив до органу крові;
• 3) трофічний, що підвищує або знижує і, отже, споживання поживних речовин і кисню. Завдяки цьому постійно узгоджується функціональний стан ргану та його потреба у поживних речовинах та кисні. Коли до працюючого скелетного м'яза по рухових волокнах спрямовуються імпульси, що викликають її скорочення, то одночасно по вегетативних нервових волокнах надходять імпульси, що розширюють судини і усилюють. Тим самим забезпечується енергетична можливість виконання м'язової роботи.

Центральна нервова система сприймає аферентну(чутливу) інформацію, що виникає при подразненні специфічних рецепторів та у відповідь на це формує відповідні еферентні імпульси, що викликають зміни у діяльності певних органів та систем організму.

"...якщо вимкнути всі рецептори, то людина має заснути
мертвим сном і ніколи не прокинутися».
І.М. Сєченов

Рефлекс- Основна форма нервової діяльності. У відповідь реакція організму на подразнення із зовнішнього або внутрішнього середовища, що здійснюється за участю центральної нервової системи, називається рефлексом.

Шлях, яким проходить нервовий імпульс від рецептора до ефектора (діючий орган), називається рефлекторною дугою.

У рефлекторній дузі розрізняють п'ять ланок:

• рецептор;
• чутливе волокно, що веде збудження до центрів;
• нервовий центр, де відбувається перемикання збудження із чутливих клітин на рухові;
• рухове волокно, яке несе нервові імпульси на периферію;
• діючий орган – м'яз чи заліза.

Будь-яке роздратування - механічне, світлове, звукове, хімічне, температурне, що сприймається рецептером, трансформується (перетворюється) або, як тепер прийнято говорити, кодується рецептором в нервовий імпульс і в такому вигляді по чутливим волокнам прямує в центральну нервову систему.

У центральній нервовій системі ця інформація переробляється, відбирається і передається на рухові нервові клітини, що посилають нервові імпульси до робочих органів - м'язів, залоз і викликають той чи інший пристосувальний акт - рух або секрецію.

Рефлекс як пристосувальна реакція організму забезпечує тонке, точне та досконале врівноваження організму з навколишнім середовищем, а також контроль та регуляцію функцій усередині організму. У цьому його біологічне значення. Рефлекс є багатофункціональною одиницею нервової діяльності.

Вся нервова діяльність, як би вона була складна, складається з рефлексів різного ступеня складності, тобто. вона є відображеною, викликаною зовнішнім приводом, зовнішнім поштовхом.
З клінічної практики: у клініці С.П. Боткіна спостерігали хворого, у якого з усіх рецепторів тіла функціонували одне око та одне вухо. Щойно хворому заплющували око і затикали вухо, він засинав.

У дослідах В.С. Галкіні собаки, у яких шляхом операції одночасно були вимкнені зорові слухові та нюхові рецептори, спали по 20-23 год на добу. Прокидалися вони лише під впливом внутрішніх потреб чи енергійного на шкірні рецептори. Отже, центральна нервова система працює за принципом рефлексу, відображення, за принципом стимул - реакція.

Рефлекторний принцип нервової діяльності було відкрито великим французьким філософом, фізиком та математиком Рене Декартом понад 300 років тому.
Розвиток рефлекторна теорія отримала у фундаментальних працях російських учених І.М. Сєченова та І.П. Павлова.

Час, що минув від моменту завдання роздратування до відповіді на нього, називається часом рефлексу. Воно складається з часу, необхідно для збудження рецепторів, проведення збудження по чутливих волокнах, по центральній нервовій системі, по рухових волокнах, і, нарешті, латентного (прихованого) періоду збудження робочого органу. Більшість часу йде на проведення збудження через нервові центри. центральний час рефлексу.

Час рефлексу залежить від сили подразнення та від збудливості центральної нервової системи. При сильному подразненні воно коротше, при зниженні збудливості, спричиненому, наприклад, втомою, час рефлексу збільшується, при підвищенні збудливості значно зменшується.

Кожен рефлекс можна викликати лише з певного рецептивного поля. Наприклад, рефлекс ссання виникає при подразненні губ дитини; рефлекс звуження зіниці - при яскравому світлі (освітленні сітківки ока) тощо.

Кожен рефлекс має свою локалізацію(місце розташування) у центральній нервовій системі, тобто. та її ділянка, яка необхідна для її здійснення. Наприклад, центр розширення зіниці – у верхньому грудному сегменті спинного мозку. У разі руйнування відповідного відділу рефлекс відсутній.

Тільки за цілісності центральної нервової системи зберігається всю досконалість нервової діяльності. Нервовим центром називається сукупність нервових клітин, розташованих у різних відділах центральної нервової системи, необхідна реалізації рефлексу і достатня щодо його регуляції.

Гальмування

Здавалося б, що збудження, що виникло в центральній нервовій системі, може безперешкодно поширюватися у всіх напрямках та охоплювати всі нервові центри. Насправді цього не відбувається. У центральній нервовій системі, крім процесу збудження, одночасно виникає процес гальмування, що вимикає ті нервові центри, які могли б заважати або перешкоджати здійсненню будь-якого виду діяльності організму, наприклад, згинання ноги.

збудженнямназивають нервовий процес, який або викликає діяльність органу або посилює існуючу.

Під гальмуваннямрозуміють такий нервовий процес, який послаблює чи припиняє діяльність чи перешкоджає її виникненню. Взаємодія цих двох активних процесів є основою нервової діяльності.

Процес гальмування у центральній нервовій системі було відкрито 1862 р. І. М. Сєченовим. У дослідах на жабах він робив поперечні розрізи головного мозку на різних рівнях та дратував нервові центри, накладаючи на розріз кристалик кухонної солі. При цьому виявлялося, що при подразненні проміжного мозку настає пригнічення або повне гальмування спинномозкових рефлексів: лапка жаби, занурена у слабкий розчин сірчаної кислоти, не відсмикнулась.

Значно пізніше англійський фізіолог Шеррінгтон відкрив, що процеси збудження та гальмування беруть участь у будь-якому рефлекторному акті. При скороченні групи м'язів гальмуються центри антагоністів. При згинанні руки чи ноги центри м'язів-розгиначів загальмовуються. Рефлекторний акт можливий лише при сполученому, так званому реципрокному гальмуванні м'язів-антагоністів. При ході згинання ноги супроводжується розслабленням розгиначів і, навпаки, при розгинанні гальмуються м'язи-згиначі. Якби цього не відбувалося, виникла б механічна боротьба м'язів, судоми, а не пристосувальні рухові акти.

При подразненні чутливого нерва,

Домінанта

У центральній нервовій системі під впливом тих чи інших причин може виникнути осередок підвищеної збудливості, який має властивість притягувати до себе збудження з інших рефлекторних дуг і тим самим посилювати свою активність та гальмувати інші нервові центри. Це явище називається домінанти.

Домінанта належить до основних закономірностей у діяльності центральної нервової системи. Вона може виникнути під впливом різних причин: голоду, спраги, інстинкту самозбереження, розмноження. Стан харчової домінанти добре сформульовано в російському прислів'ї: "Голодній кумі все хліб на умі". У людини причиною домінанти може бути захопленість роботою, кохання, батьківський інстинкт. Якщо студент зайнятий підготовкою до іспиту або читає захоплюючу книгу, то сторонні шуми не заважають йому, а навіть поглиблюють його зосередженість, увагу.

Дуже важливим фактором координації рефлексів є наявність у центральній нервовій системі відомої функціональної субординації, тобто певного підпорядкування між її відділами, що виникає у процесі тривалої еволюції. Нервові центри та рецептори голови як "авангардної" частини тіла, що прокладає шлях організму у навколишньому середовищі, розвиваються швидше. Вищі відділи центральної нервової системи набувають здатності змінювати активність та напрямок діяльності нижчих відділів.

Важливо відзначити: що вищий рівень тварини, то сильніша влада найвищих відділів центральної нервової системи, " тим переважно вищий відділ є розпорядником і розподільником діяльності організму " (І. П. Павлов).

У людини таким "розпорядником та розподільником" є кора великих півкуль головного мозку. Немає функцій в організмі, які не піддавалися вирішальному регулюючого впливу кори.

Схема 1. Поширення (напрямок показано стрілками) нервових імпульсів за простою рефлекторною дугою

1 – чутливий (аферентний) нейрон; 2 - вставний (кондукторний) нейрон; 3 – руховий (еферентний) нейрон; 4 - нервові волокна тонкого та клиноподібного пучків; 5 - волокна кірково-спинномозкового шляху.

Нервова система людини є стимулятором роботи м'язової системи, яку ми говорили в . Як ми вже знаємо, м'язи потрібні для пересування частин тіла у просторі, і ми навіть вивчили конкретно, які м'язи для якої роботи призначені. Але що приводить м'язи у дію? Що та як змушує їх працювати? Про це й йтиметься у цій статті, з якої ви почерпнете необхідний теоретичний мінімум для освоєння теми, зазначеної у назві статті.

Насамперед, варто повідомити, що нервова система призначена для передачі інформації та команд нашого тіла. Основні функції нервової системи людини – це сприйняття змін усередині тіла та навколишнього його простору, інтерпретація цих змін та відповідь на них у вигляді певної форми (у т. ч. – м'язового скорочення).

Нервова система- безліч різних, що взаємодіють між собою нервових структур, що забезпечує поряд з ендокринною системою координоване регулювання роботи більшості систем організму, а також відгук на зміну умов зовнішнього і внутрішнього середовища. Дана система поєднує в собі сенсибілізацію, рухову активність та коректне функціонування таких систем, як ендокринна, імунна і не лише.

Будова нервової системи

Збудливість, дратівливість і провідність характеризуються як функції часу, тобто це процес, що виникає від роздратування до появи реакції органу у відповідь. Поширення нервового імпульсу нервовому волокні відбувається з допомогою переходу локальних вогнищ збудження на сусідні неактивні області нервового волокна. Нервова система людини має властивість трансформації та генерації енергій зовнішнього та внутрішнього середовища та перетворення їх у нервовий процес.

Будова нервової системи людини: 1- плечове сплетення; 2-шкірно-м'язовий нерв; 3-променевий нерв; 4- серединний нерв; 5-клубово-підчеревний нерв; 6-стегново-статевий нерв; 7- замикаючий нерв; 8- ліктьовий нерв; 9- загальний малогомілковий нерв; 10 - глибокий малогомілковий нерв; 11 поверхневий нерв; 12- мозок; 13 - мозочок; 14 - спинний мозок; 15 - міжреберні нерви; 16 - підреберний нерв; 17- поперекове сплетення; 18- крижове сплетення; 19 - стегновий нерв; 20-статевий нерв; 21 - сідничний нерв; 22-м'язові гілки стегнових нервів; 23-підшкірний нерв; 24- великогомілковий нерв

Нервова система функціонує як єдине ціле з органами почуттів та керується головним мозком. Найбільша частина останнього називається великими півкулями (у потиличній області черепа знаходяться дві дрібніші півкулі мозочка). Головний мозок сполучається зі спинним. Права і ліва великі півкулі з'єднані між собою компактним пучком нервових волокон, званих мозолистим тілом.

Спинний мозок– основний нервовий стовбур тіла – проходить через канал, утворений отворами хребців, і тягнеться від мозку до крижового відділу хребта. З кожного боку спинного мозку симетрично відходять нерви до різним частинамтіла. Дотик у загальних рисах забезпечується певними нервовими волокнами, незліченні закінчення яких у шкірі.

Класифікація нервової системи

Так звані види нервової системи людини можна уявити так. Всю цілісну систему умовно формують: центральна нервова система – ЦНС, до складу якої входить головний і спинний мозок, і периферична нервова система – ПНС, куди входять численні нерви, які від головного і спинного мозку. Шкіра, суглоби, зв'язки, м'язи, внутрішні органи та органи чуття відправляють по нейронах ПНР вхідні сигнали в ЦНС. У той же час, вихідні сигнали від центральної СР, периферична СР посилає до м'язів. Як наочний матеріал, нижче, логічно структурованим чином представлена ​​цілісна нервова система людини (схема).

Центральна нервова система– основа нервової системи людини, що складається з нейронів та його відростків. Головна та характерна функція ЦНС – реалізація різних за ступенем складності відбивних реакцій, що мають назву рефлексів. Нижчі та середні відділи ЦНС – спинний мозок, довгастий мозок, середній мозок, проміжний мозок та мозок – керують діяльністю окремих органів і систем організму, реалізують між ними зв'язок та взаємодію, забезпечують цілісність організму та його коректне функціонування. Вищий відділ ЦНС – кора великих півкуль головного мозку та найближчі підкіркові утворення – здебільшого управляє зв'язком та взаємодією організму як цілісної структури із зовнішнім світом.

Периферична нервова система- є умовно виділяється частиною нервової системи, яка знаходиться за межами головного та спинного мозку. Включає нерви і сплетення вегетативної нервової системи, з'єднуючи ЦНС з органами тіла. На відміну від ЦНС, ПНР не захищена кістками і може бути схильною до впливу механічних пошкоджень. У свою чергу, саму периферичну нервову систему поділяють на соматичну та вегетативну.

• Соматична нервова система– частина нервової системи людини, яка є комплексом чутливих і рухових нервових волокон, що відповідають за збудження м'язів, у тому числі шкіри та суглобів. Також вона керує координацією рухів тіла та отриманням і передачею зовнішніх стимулів. Ця система виконує дії, якими людина керує свідомо.
• Вегетативну нервову системуділять на симпатичну та парасимпатичну. Симпатична нервова система управляє реакцією у відповідь на небезпеку або стрес, і крім іншого, може викликати збільшення частоти серцевих скорочень, підвищення кров'яного тиску і порушення органів чуття, за рахунок збільшення рівня адреналіну в крові. Парасимпатична нервова система, а свою чергу, керує станом спокою, і регулює скорочення зіниць, уповільнення серцевого ритму, розширення кровоносних судин та стимуляцію травної та сечостатевої системи.

Вище ви можете бачити логічно структуровану схему, на якій наведено відділи нервової системи людини, у порядку, що відповідає вищевикладеному матеріалу.

Будова та функції нейронів

Всі рухи та вправи контролюються нервовою системою. Основною структурною та функціональною одиницею нервової системи (як центральної, так і периферичної) є нейрон. Нейрони– це збудливі клітини, які здатні генерувати та передавати електричні імпульси (потенціали дії).

Будова нервової клітини: 1 тіло клітини; 2- дендрити; 3-ядро клітини; 4-мієлінова оболонка; 5-аксон; 6- закінчення аксона; 7- синаптичне потовщення

Функціональною одиницею нейром'язової системи є рухова одиниця, яка складається з рухового нейрона та іннервованих ним м'язових волокон. Власне робота нервової системи людини на прикладі процесу іннервації м'язів відбувається наступним чином.

Клітинна мембрана нерва та м'язового волокна є поляризованою, тобто на ній існує різниця потенціалів. Усередині клітини міститься висока концентрація іонів калію (К), а зовні – іонів натрію (Na). У спокої різниця потенціалів між внутрішньою та зовнішньою стороною клітинної мембрани не призводить до виникнення електричного заряду. Ця певна величина є потенціалом спокою. Через зміни в зовнішньому оточенні клітини потенціал на її мембрані постійно коливається, і якщо він зростає, і клітина досягає свого електричного порога збудження, відбувається різка зміна електричного заряду мембрани, і вона починає проводити потенціал дії вздовж аксона до м'яза, що іннервується. До речі, у великих м'язових групах один руховий нерв може іннервувати до 2-3 тисяч м'язових волокон.

На схемі нижче ви можете бачити приклад того, який шлях проходить нервовий імпульс від моменту виникнення стимулу до отримання на нього реакції у відповідь в кожній, окремо взятій системі.

Нерви з'єднуються між собою у вигляді синапсів, і з м'язами – з допомогою нервово-м'язових контактів. Сінапс- Це місце контакту між двома нервовими клітинами, а - процес передачі електричного імпульсу від нерва до м'яза.

Синаптичний зв'язок: 1 нейронний імпульс; 2 приймальний нейрон; 3- гілка аксона; 4- синаптична бляшка; 5- синаптична щілина; 6 молекули нейотрансмітера; 7 клітинні рецептори; 8- дендрит приймаючого нейрона; 9- синаптичні бульбашки

Нервово-м'язовий контакт: 1 нейрон; 2 нервове волокно; 3 нервово-м'язовий контакт; 4-руховий нейрон; 5 м'яз; 6- міофібрили

Таким чином, як ми вже говорили – процес фізичної активності загалом та м'язового скорочення зокрема є повністю підконтрольним нервовій системі.

Висновок

Сьогодні ми дізналися про призначення, будову та класифікацію нервової системи людини, а також про те, як вона пов'язана з її руховою активністю і як вона впливає на роботу всього організму в цілому. Оскільки нервова система залучена до регулювання діяльності всіх органів прокуратури та систем людського тіла, зокрема, й можливо, насамперед – серцево – судинної, то наступній статті з циклу про системи організму людини, до її розгляду ми й перейдемо.

Вся нервова система поділяється на центральну та периферичну. До центральної нервової системи відноситься головний та спинний мозок. Від них по всьому тілу розходяться нервові волокна – периферична нервова система. Вона з'єднує мозок з органами почуттів та з виконавчими органами - м'язами та залозами.

Всі живі організми мають здатність реагувати на фізичні та хімічні зміни у навколишньому середовищі. Стимули зовнішнього середовища (світло, звук, запах, дотик тощо) перетворюються спеціальними чутливими клітинами (рецепторами) на нервові імпульси - серію електричних і хімічних зміну нервовому волокні. Нервові імпульси передаються по чутливим (аферентним) нервовим волокнам у спинний та головний мозок. Тут виробляються відповідні командні імпульси, які передаються по моторним (еферентним) нервовим волокнам до виконавчих органів (м'язів, залоз). Ці виконавчі органи називають ефекторами. Основна функція нервової системи – інтеграція зовнішнього впливу з відповідною пристосувальною реакцією організму.

Структурною одиницею нервової системи є нервова клітина – нейрон. Він складається з тіла клітини, ядра, розгалужених відростків – дендритів – за ними нервові імпульси йдуть до тіла клітини – і одного довгого відростка – аксона – по ньому нервовий імпульс проходить від тіла клітини до інших клітин або ефекторів. Відростки двох сусідніх нейронів поєднуються особливим утворенням - синапсом. Він грає істотну роль фільтрації нервових імпульсів: пропускає одні імпульси і затримує інші. Нейрони пов'язані один з одним та здійснюють об'єднану діяльність.

Центральна нервова система складається з головного та спинного мозку. Головний мозок поділяється на стовбур мозку та передній мозок. Стовбур мозку складається з довгастого мозку та середнього мозку. Передній мозок поділяється на проміжний та кінцевий.

Усі відділи мозку мають свої функції. Так, проміжний мозок складається з гіпоталамуса - центру емоцій та вітальних потреб (голоду, спраги, лібідо), лімбічної системи (що знає емоційно-імпульсивною поведінкою) та таламусу (що здійснює фільтрацію та первинну обробку чуттєвої інформації).

Людина особливо розвинена кора великих півкуль - орган вищих психічних функцій. Вона має товщину 3 мм, а загальна площа її в середньому дорівнює 0,25 кв.м. Кора складається із шести шарів. Клітини кори мозку пов'язані між собою. Їх налічується близько 15 мільярдів. Різні нейрони кори мають специфічну функцію. Одна група нейронів виконує функцію аналізу (дроблення, розчленування нервового імпульсу), інша група здійснює синтез, поєднує імпульси, що йдуть від різних органів чуття та відділів мозку (асоціативні нейрони). Існує система нейронів, що утримує сліди від колишніх впливів і порівнює нові дії з наявними слідами.

За особливостями мікроскопічної будови всю кору мозку ділять на кілька десятків структурних одиниць - полів, а за розташуванням його частин - на чотири частки: потиличну, скроневу, тім'яну і лобову. Кора мозку людини є цілісно працюючим органом, хоча окремі його частини (області) функціонально спеціалізовані (наприклад, потилична область кори здійснює складні зорові функції, лобно-скронева - мовленнєві, скронева-слухові). Найбільша частина рухової зони кори головного мозку людини пов'язана з регуляцією руху органу праці (руки) та органів мови.

Усі відділи кори мозку взаємопов'язані; вони пов'язані з нижчими відділами мозку, які здійснюють найважливіші життєві функції. Підкіркові освіти, регулюючи вроджену безумовно-рефлекторну діяльність, є областю тих процесів, які суб'єктивно відчуваються як емоцій (вони, за висловом І.П.Павлова, є “джерелом сили для кіркових клітин”).

У мозку людини є ті структури, які виникали різних етапах еволюції живих організмів. Вони містять у собі "досвід", накопичений у процесі всього еволюційного розвитку. Це свідчить про загальне походження людини та тварин. У міру ускладнення організації тварин на різних щаблях еволюції значення кори головного мозку дедалі більше зростає.

Основним механізмом нервової діяльності є рефлекс. Рефлекс - реакція організму на зовнішнє або внутрішній впливза допомогою центральної нервової системи. Термін “рефлекс”, був у фізіологію французьким ученим Рене Декартом XVII столітті. Але пояснення психічної діяльності він був застосований лише 1863 року основоположником російської матеріалістичної фізіології М.И.Сеченовым. Розвиваючи вчення І.М.Сєченова, І.П.Павлов експериментально досліджував особливості функціонування рефлексу.

Усі рефлекси поділяються на дві групи: умовні та безумовні.

Безумовні рефлекси – вроджені реакції організму на життєво важливі подразники (їжу, небезпеку тощо). Вони не вимагають будь-яких умов для свого вироблення (наприклад, рефлекс миготіння, виділення слини побачивши їжі). Безумовні рефлекси є природним запасом готових, стереотипних реакцій організму. Вони виникли внаслідок тривалого еволюційного розвитку цього виду тварин. Безумовні рефлекси однакові в усіх особин одного виду; це фізіологічний механізм інстинктів. Але поведінка вищих тварин і характеризується як вродженими, тобто. безумовними реакціями, а й такими реакціями, придбаними даним організмом у його індивідуальної життєдіяльності, тобто. умовними рефлексами.

Умовні рефлекси - фізіологічний механізм пристосування організму до умов середовища, що змінюються. Умовні рефлекси - це реакції організму, які є вродженими, а виробляються у різних прижиттєвих умовах. Вони виникають за умови постійного передування різних явищ тим, які є життєво важливими для тварини. Якщо ж зв'язок між цими явищами зникає, то умовний рефлекс згасає (наприклад, гарчання тигра у зоопарку, не супроводжуючись його нападом, перестає лякати інших тварин).

Мозок не йде щодо поточних впливів. Він планує, передбачає майбутнє, здійснює випереджальне відображення майбутнього. У цьому полягає найголовніша особливість його роботи. Дія має досягти певного майбутнього результату – мети. Без попереднього моделювання мозком цього результату неможливе регулювання поведінки. Отже, діяльність мозку є відображенням зовнішніх впливів як сигналів для тих чи інших пристосувальних процесів. Механізмом спадкового пристосування є безумовні рефлекси, а механізмом індивідуально мінливого пристосування є умовні рефлекси, складні комплекси функціональних систем.

Нейрон, види нейронів

Нейрон (від грец. nйuron – нерв) – це структурно-функціональна одиниця нервової системи. Ця клітина має складну будову, високо спеціалізована і містить структуру ядро, тіло клітини і відростки. В організмі людини налічується понад сто мільярдів нейронів. Складність і різноманіття функцій нервової системи визначаються взаємодією між нейронами, яке, у свою чергу, є набором різних сигналів, що передаються в рамках взаємодії нейронів з іншими нейронами або м'язами і залозами. Сигнали випромінюються та поширюються за допомогою іонів, що генерують електричний заряд, що рухається вздовж нейрона.

Види нейронів.

По локалізації: центральні (розташовані у центральній нервовій системі); периферичні (розташовані поза центральною нервовою системою - у спинномозкових, черепно-мозкових гангліях, у вегетативних гангліях, у сплетеннях та внутрішньоорганно).

За функціональною ознакою: рецепторні (аферентні, чутливі) - це нервові клітини, якими імпульси йдуть від рецепторів в центральну нервову систему. Вони діляться на: первинні аферентні нейрони - їхні тіла розташовані в спинальних гангліях, вони мають безпосередній зв'язок з рецепторами і вторинні аферентні нейрони - їх тіла лежать у зорових пагорбах, вони передають імпульси у відділи вище, вони не пов'язані з рецепторами, отримують імпульси від інших нейронів; еферентні нейрони передають імпульси із центральної нервової системи до інших органів. Мотонейрони розташовані в передніх рогах спинного мозку (альфа, бетта, гамма - мотонейрони) - забезпечують рухову реакцію у відповідь. Нейрони вегетативної нервової системи: прегангліонарні (їхні тіла лежать у бічних рогах спинного мозку), постгангліонарні (їхні тіла – у вегетативних гангліях); вставочні (інтернейрони) - забезпечують передачу імпульсів з аферентних на еферентні нейрони. Вони становлять основну масу сірої речовини головного мозку, широко представлені в головному мозку та його корі. Види вставних нейронів: збуджуючі та гальмівні нейрони.

Головна роль у регуляції функцій організму та забезпеченні його цілісності належить нервовій системі. Цей механізм регуляції є досконалішим. По-перше, нервові впливи передаються значно швидше, ніж хімічні впливи, і тому організм через нервову систему здійснює швидкі реакції на дію подразників. У зв'язку із значною швидкістю проведення нервових імпульсів взаємодія між частинами організму встановлюється швидко відповідно до потреб організму.

По-друге, нервові імпульси приходять до певних органів, і тому реакції, що здійснюються через нервову систему, не тільки більш швидкі, але і більш точні, ніж при гуморальній регуляції функцій.

Рефлекс – основна форма нервової діяльності

Уся діяльність нервової системи здійснюється рефлекторним шляхом. За допомогою рефлексів здійснюється взаємодія різних систем цілого організму та його пристосування до мінливих умов середовища.

У разі підвищення кров'яного тиску в аорті рефлекторно змінюється діяльність серця. У у відповідь температурні впливу довкілля в людини звужуються чи розширюються кровоносні судини шкіри, під впливом різних подразників рефлекторно змінюється серцева діяльність, інтенсивність дихання тощо.

Завдяки рефлекторній діяльності організм швидко реагує на різні впливи внутрішнього та зовнішнього середовища.

Роздратування сприймаються особливими нервовими утвореннями. рецепторами. Існують різні рецептори: одні з них дратуються при зміні температури навколишнього середовища, інші – при дотику, треті – при больовому роздратуванні тощо. Завдяки рецепторам центральна нервова система отримує інформацію про всі зміни навколишнього середовища, а також про зміни всередині організму.

При подразненні рецептора в ньому виникає нервовий імпульс, який поширюється по доцентровому нервовому волокну і досягає центральної нервової системи. Про характер подразнення центральна нервова система "дізнається" за силою та частотою нервових імпульсів. У центральній нервовій системі відбувається складний процес переробки нервових імпульсів, що надійшли, і вже по відцентровим нервовим волокнам імпульси від центральної нервової системи прямують до виконавчого органу (ефектора).

Для здійснення рефлекторного акта потрібна цілісність рефлекторної дуги (рис. 2).

Досвід 2

Знерухоміть жабу. Для цього загорніть жабу в марлеву або полотняну серветку, залишивши лише відкритою голову. Задні лапки при цьому повинні бути витягнуті, а передні щільно притиснуті до тулуба. Введіть тупе лезо ножиць у рот жаби і відсікти верхню щелепу з черепною коробкою. Спинний мозок не руйнуйте. Жабу, у якої збережений тільки спинний мозок, а відділи центральної нервової системи, що лежать вище, видалені, називають спінальною. Закріпіть жабу в штативі, затиснувши затискачем нижню щелепу або приколовши шпильками нижню щелепу до пробки, закріпленої в штативі. Залишіть жабу висіти кілька хвилин. Про відновлення рефлекторної діяльності після видалення головного мозку судіть по появі реакції у відповідь на щипок. Жабу, щоб уникнути підсихання шкіри, періодично опускайте в склянку з водою. Налийте в невелику склянку 0,5-відсотковий розчин соляної кислоти, опустіть в нього задню лапкужаби і спостерігайте рефлекторне відсмикування лапки. Змийте кислоту водою. На задній лапці, на середині гомілки, зробіть кільцевий розріз шкіри та хірургічним пінцетом зніміть її з нижньої частини лапки, простеживши за тим, щоб шкіра була ретельно знята з усіх пальців. Опустіть лапку розчин кислоти. Чому тепер жаба не відсмикує кінцівку? У цей розчин кислоти опустіть іншу лапку жаби, з якої шкіра не знята. Як зараз реагує жаба?

Зруйнуйте спинний мозок жаби, ввівши в хребетний канал препарувальну голку. Опустіть лапку, на якій збережена шкіра в розчин кислоти. Чому тепер жаба не відсмикує лапку?

Нервові імпульси при будь-якому рефлекторному акті, приходячи в центральну нервову систему, здатні поширюватися по різних її відділах, залучаючи до процесу збудження багато нейронів. Тому правильніше говорити, що структурну основу рефлекторних реакцій становлять нейронні ланцюги з відцентрових, центральних та відцентрових нейронів.

Принцип зворотних зв'язків

Між центральною нервовою системою та виконавчими органами існують як прямі, так і зворотні зв'язки. При дії подразника на рецептори з'являється рухова реакція. В результаті цієї реакції в виконавчих органів(ефекторах) – м'язах, сухожиллях, суглобових сумках – збуджуються рецептори, від яких нервові імпульси надходять до центральної нервової системи. Це вторинні доцентрові імпульси, або зворотні зв'язки. Ці імпульси постійно сигналізують нервовим центрам про стан рухового апарату, і у відповідь на ці сигнали з центральної нервової системи до м'язів надходять нові імпульси, що включають наступну фазу руху або змінюють рух відповідно до умов діяльності.

Зворотний зв'язок дуже важливий у механізмах координації, яку здійснює нервова система. У хворих, у яких порушена чутливість м'язів, рухи, особливо ходьба, втрачають плавність, стають некоординованими.

Умовні та безумовні рефлекси

Людина народжується з цілою низкою готових, уроджених рефлекторних реакцій. Це безумовні рефлекси. До них відносяться акти ковтання, ссання, чхання, жування, слиновиділення, відділення шлункового соку, підтримання температури тіла та ін. Кількість вроджених безумовних рефлексів обмежена, і вони не можуть забезпечити пристосування організму до умов середовища, що постійно змінюються.

На основі вроджених безумовних реакцій у процесі індивідуального життя формуються умовні рефлекси. Ці рефлекси у вищих тварин і людини дуже численні і грають величезну роль пристосуванні організмів до умов існування. Умовні рефлекси мають сигнальне значення. Завдяки умовним рефлексам організм заздалегідь попереджається про наближення чогось значущого. За запахом гару людина і тварина дізнаються про біду, що наближається, пожежу; тварини за запахом, звуками шукають видобуток або, навпаки, рятуються від нападу хижаків. На основі численних умовних зв'язків, що утворилися протягом індивідуального життя, людина набуває життєвого досвіду, що допомагає їй орієнтуватися у навколишньому середовищі.

Щоб ясніше стало різницю між безумовними і умовними рефлексами, давайте зробимо (подумки) екскурсію в пологовий будинок.

У пологовому будинку є три головні приміщення: палата, де відбуваються пологи, палата новонароджених та кімната матерів. Після того як дитина народилася, її приносять до палати новонароджених і дають трохи відпочити (зазвичай 6-12 год), а потім везуть до матері – годувати. І тільки мати додасть дитину до грудей, як вона вистачає її ротом і починає смоктати. Ніхто дитину цьому не вчив. Смоктання - приклад безумовного рефлексу.

А ось приклад умовного рефлексу. Спочатку, як тільки новонароджений зголодніє, він починає кричати. Проте за два-три дні в палаті новонароджених спостерігається така картина: підходить час годування, і діти один за одним починають прокидатися та плакати. Медична сестра по черзі бере їх і сповиває, при необхідності підмиває, а потім укладає на спеціальну каталку, щоб везти до матерів. Дуже цікава поведінка дітей: як тільки їх переповили, поклали на каталку і вивезли в коридор, всі вони, як за командою, замовкають. Виробився умовний рефлекс тимчасово годівлі, на обстановку перед годуванням.

Для вироблення умовного рефлексу необхідно підкріплення умовного подразника безумовним рефлексом та його повторення. Варто 5-6 разів збігтися сповиванню, підмиванню і укладанню на каталку з подальшим годуванням, яке тут грає роль безумовного рефлексу, як виробився умовний рефлекс: перестати кричати, незважаючи на все зростаючий голод, чекати кілька хвилин, поки годування почнеться. До речі, якщо вивезти дітей у коридор і запізнитися з годуванням, через кілька хвилин вони починають кричати.

Рефлекси бувають прості та складні. Всі вони знаходяться у взаємному зв'язку та утворюють систему рефлексів.

Досвід 3

Виробіть умовний миготливий рефлекс у людини. Відомо, що при попаданні струменя повітря в око людина закриває його. Це захисна, безумовно рефлекторна реакція. Якщо тепер кілька разів поєднувати вдування повітря в око з якимось індиферентним подразником (стуком метронома, наприклад), то цей індиферентний подразник стане сигналом надходження струменя повітря в око.

Для вдування повітря в очі візьміть гумову трубочку, з'єднану з грушею для нагнітання повітря. Поруч поставте метроном. Метроном, грушу та руки експериментатора закрийте від випробуваного екраном. Увімкніть метроном і через 3 сек натисніть на грушу, вдаючи струмінь повітря в око. Метроном під час вдування повітря в око повинен продовжувати роботу. Вимкніть метроном, як тільки настане миготлива рефлекторна реакція. Через 5-7 хв повторіть комбінацію звуку метронома з вдуванням повітря в око. Досвід продовжуйте до тих пір, поки миготіння не наступатиме лише при звуку метронома, без вдування повітря. Замість метронома можна скористатися дзвінком, дзвіночком тощо.

Скільки знадобилося поєднань умовного подразника з безумовним, щоб утворився умовний миготливий рефлекс?