Нервная система
Чем бы мы ни занимались, наша нервная система незримо участвует в каждом нашем действии. Это - самая сложная и важнейшая сеть управления и связи в организме человека. Нервная система нужна для зрения, слуха, ощущения боли и удовольствия, двигательного контроля, регулирования таких функций организма, как пищеварение и дыхание, мышления, речи, памяти и навыков принятия решения.
Составные элементы
"Рабочими элементами" нервной системы являются миллионы взаимосвязанных клеток - нейронов, выполняющих ту же функцию, что и провода в сложной электрической машине. Нейроны принимают сигналы в одной части нервной системы и передают их в другую ее часть, где эти сигналы могут поступить на другие нейроны или вызвать какое-либо действие, например, сокращение мышечных волокон.
Нейроны - очень хрупкие клетки, которые легко могут быть повреждены или уничтожены в результате травмы, инфекции, давления, химического воздействия или недостатка кислорода.
Нервная система разбита на две взаимозависимые части:
- центральная нервная система (ЦНС) - состоит из головного и спинного мозга
- периферическая нервная система (ПНС) - включает все нервные ткани за пределами центральной нервной системы. И периферическая, и центральная нервные системы состоят из ряда компонентов.
У периферической нервной системы два отдела: внешняя, или соматическая, нервная система, и внутренняя - вегетативная нервная система. Соматическая система играет двойную роль. Во-первых, она собирает информацию от органов чувств и посылает ее в центральную нервную систему. Во-вторых, она передает сигналы от центральной нервной системы скелетным мышцам в ответ на полученную информацию, тем самым, обуславливая движение.
Осознанные и неосознанные действия
Вегетативная нервная система отвечает за регулирование функций внутренних органов и желез, включая сердце, желудок, почки и поджелудочную железу. Соматическая нервная система состоит из двух основных компонентов - сенсорной и моторной систем.
Информация о внешнем мире воспринимается органами чувств, например, глазами, имеющими особые рецепторные клетки. Другие подобные клетки воспринимают сигналы боли, осязания и температуры кожи. Сигналы от этих рецепторов передаются в ЦНС по чувствительным нервным волокнам. Совокупность таких сигналов, интенсивность которых достигает миллионов импульсов в секунду, дает нам необходимую информацию о внешнем мире.
По чувствительным нервным волокнам информация поступает в ЦНС, а оттуда команды передаются тем или иным мышцам по двигательным нервным волокнам. И чувствительные, и двигательные нервные волокна входят в состав сенсорных и моторных нейронов. Все нейроны состоят из тела клетки и ряда проводящих волокон. Чувствительные и двигательные волокна ПНС - самые длинные волокна соответствующих нейронов. Тела клеток чувствительных нервных волокон находятся рядом с головным или спинным мозгом, а моторных нейронов - внутри головного или спинного мозга.
Двигательные и чувствительные волокна, несущие сообщения от того или иного органа или участка организма и обратно, собираются в пучок - нерв. Считается, что разные нервы "питают" конкретный участок или орган. В общей сложности, от ЦНС отходят 43 пары нервов: 12 пар черепно-мозговых нервов от головного мозга и 31 пара с двух сторон спинного мозга.
Черепно-мозговые нервы питают органы чувств и мышцы внутри черепа, хотя очень важный нерв такого рода - блуждающий - отвечает за работу органов пищеварения, сердца и легочных дыхательных путей. Некоторые черепно-мозговые нервы (например, зрительный нерв глаза) состоят только из чувствительных волокон.
Спинномозговые нервы отходят здесь и там от спинного мозга и всегда содержат как двигательные, так и чувствительные волокна. Они питают все участки нашего тела, расположенные ниже шеи. Каждый такой нерв крепится к спинному мозгу двумя корешками, в одном из них находятся двигательные, а во втором - чувствительные волокна.
Центральная нервная система
Головной и спинной мозг образуют центральный процессор нервной системы, который с помощью чувствительных волокон получает информацию от органов чувств и рецепторов, фильтрует и анализирует ее, а затем по двигательным волокнам посылает команды, вызывающие соответствующую реакцию в мышцах и железах. Такая задача по анализу или обработке данных может быть относительно простой для определенных функций спинного мозга, но головной мозг, как правило, выполняет очень сложный анализ с участием тысяч различных нейронов.
Спинной мозг
Сам спинной мозг - это почти цилиндрический столб нервных тканей длиной около 40 см , расположенный внутри позвоночника человека между головным мозгом и нижним отделом спины. Он выполняет две важнейшие функции.
Во-первых, он играет роль двустороннего проводящего пути между головным мозгом и ПНС. Это достигается с помощью сенсорных и моторных нейронов, чьи длинные пучки волокон отходят от разных участков головного мозга. Они тянутся на различные расстояния вдоль спинного мозга, а их окончания, наиболее удаленные от головного мозга, соприкасаются с волокнами или телами клеток сенсорных или моторных нейронов ПНС. Сигналы могут передаваться через промежутки - синапсы - между периферическими и спинномозговыми нейронами.
Вторая функция спинного мозга связана с управлением простыми рефлекторными действиями. Эту задачу выполняют нейроны, чьи волокна тянутся на короткие расстояния вверх и вниз по спинному мозгу, а также промежуточные нейроны, передающие сигналы непосредственно между сенсорными и моторными нейронами.
Головной мозг
Мозг состоит из трех основных частей, или отделов. Его ствол является продолжением спинного мозга и служит опорой большого мозгового свода - головного мозга, ответственного за большую часть сознательного мышления. Ниже располагается мозжечок. Хотя многие сенсорные и моторные нейроны, соответственно, оканчиваются и начинаются в головном мозге, большинство мозговых нейронов являются промежуточными, в чью задачу входит фильтрация, анализ и хранение информации. Одной из важнейших функций головного мозга является запоминание информации, полученной от органов чувств. Впоследствии эту информацию можно вызвать и использовать при принятии решений. Например, запоминается болевое ощущение при касании горячей плиты, и позднее память будет влиять на решение, стоит ли касаться других плит.
Речь и принятие решений
За большинство осознанных действий отвечает верхняя часть, или кора головного мозга. Одни ее доли участвуют в восприятии информации, другие отвечают за речь и язык, а остальные служат началом двигательным проводящим путям и управляют движениями. Между этими моторно-сенсорными и речевыми участками коры головного мозга находятся ассоциированные участки, состоящие из миллионов взаимосвязанных нейронов. Они связаны с рассуждениями, эмоциями и принятием решений.
Мозжечок крепится к мозговому стволу сразу же под головным мозгом и в основном отвечает за двигательную деятельность. Он посылает сигналы, которые вызывают непроизвольные движения в мышцах, позволяющие сохранять позу и равновесие, и вместе с двигательными участками головного мозга обеспечивает координацию телодвижений.
Сам ствол мозга состоит из ряда различных структур, выполняющих разные задачи, и важнейшими среди них являются "центры", контролирующие работу легких, сердца и кровеносных сосудов. Здесь же контролируются такие функции как моргание и рвота. Другие структуры играют роль ретрансляционных станций, передавая сигналы от спинного мозга или черепно-мозговых нервов.
Хотя гипоталамус является одним из самых малых элементов ствола головного мозга, он контролирует химический, гормональный и температурный баланс организма.
Нейроны
На самом деле нейроны - не единственный вид клеток, который можно обнаружить в нервной системе: в ней в больших количествах присутствуют и другие клетки - невроглии (что означает "клей нерва"). Их задача - связывать, защищать, питать и поддерживать нейроны.
Нейроны бывают разных форм и размеров, но все они имеют одинаковую базовую структуру. Как и у всех клеток, у них есть ядро (или "центр") в шаровидной части нейрона, называемой телом клетки. Отсюда расходится ряд тонких корневидных волокон - дендритов.
Из клетки также выходит одно длинное волокно - аксон. У своего окончания аксон разделяется на ряд отростков, заканчивающихся несколькими крошечными узелками.
Химические передатчики
Каждый узелок находится в непосредственной близости от дендрита другого нейрона, но не касается его. Этот промежуток называется "синапс", и сигналы передаются через эти промежутки с помощью химических веществ, называемых передающими веществами нерва. Когда сигнал достигает узелков на конце аксона, он может "перепрыгнуть" через синапс на дендрит соседнего нейрона и продолжить свое путешествие.
Всю центральную нервную систему необходимо снабжать достаточным количеством крови, несущей кислород и питательные вещества. Кроме того, у нее есть два защитных покрытия. Первое - из кости: головной мозг размещается в черепной коробке, а спинной мозг - в позвоночнике. Второе состоит из трех оболочек из волоконной ткани, называемых мягкими мозговыми оболочками. Они полностью покрывают головной и спинной мозг. Через поры головного и спинного мозга протекает спинномозговая жидкость, играющая роль амортизатора.
Важность миелина
Миелин - жироподобное беловатое изолирующее вещество, образующее оболочку вокруг большинства нервных волокон, мембрана, состоящую из липидного бислоя и связанных с ним белков, которая выполняет роль изолятора для аксонов - длинных отростков нервных клеток. Миелиновым оболочкам обязано своим цветом белое вещество спинного и головного мозга. Миелин ускоряет передачу нервных импульсов к различным частям тела. Утрата миелина может замедлять или даже останавливать эти импульсы, что вызывает появление целого ряда симптомов.
По нервным клеткам передаются импульсы. Для этого они снабжены тонкими гибкими волокнами, служащими для передачи импульсов. Импульсы - это передающиеся по нерву электрические сигналы. Благодаря своей длине, нервные волокна обеспечивают передачу импульсов между удаленными друг от друга областями организма, например, между спинным мозгом и мышцами ноги. Миелин ускоряет передачу импульсов. Через определенные промежутки миелиновая оболочка прерывается или пережимается в так называемых перехватах Ранвье. Импульс перескакивает с одного перехвата на другой, в результате чего передача происходит быстрее, чем если бы импульсу пришлось перемещаться по всей длине нервного волокна. Миелиновая оболочка нервных волокон позволяет передавать сигнал со скоростью более чем 100 метров в секунду, т.е. как у самого лучшего гоночного автомобиля.
Если покрывающая нервное волокно миелиновая оболочка повреждена или разрушена, нервные импульсы постепенно замедляются или не передаются совсем. Передача нервных импульсов в таком случае осуществляется через всю длину нервного волокна, на что требуется гораздо больше времени, чем при перескакивании импульса с одного перехвата на другой. Потеря миелина также может вызывать «короткие замыкания» или блокировку передачи нервных импульсов. Участок, где наблюдается явное разрушение миелина, называется очагом или бляшкой.
В результате замедления или полной блокировки нервных импульсов такими очагами возникает целый ряд симптомов, каждый из которых является отражением нарушенной функциональной активности нервной системы. К этому относятся сенсорные расстройства (например, нечеткость зрения), затрудненная координация движений, нарушения походки и трудности с отправлением функций организма (например, недостаточный контроль мочевого пузыря). Скорость реакции у мужчин начинает снижаться с 39 лет. Самое очевидное объяснение этому процессу - сокращение объема миелина. Известно, что количество миелина в мозге достигает своего "пика", когда человек приближается к среднему возрасту.
Источник