Из чего состоит нервная система человека

Что такое нервная система человека

В отличие от костей, которые заживают сами, нервная система обладает ограниченным регенеративным или восстановительным потенциалом. В настоящее время ученые изучают стволовые клетки, чтобы раскрыть их потенциал в восстановлении и росте нейронов.

Строение, схема

Нервная система обычно подразделяется на центральную, включающую не только головной, но и спинной мозг, и периферическую, в которую входят все нервы, расположенные вне головного и спинного мозга. Однако именно спинной мозг является ядром всей нервной системы, как центральной, так и периферической.

Источник: bigenc.ru

ЦНС

ЦНС состоит из головного и спинного мозга. Головной мозг управляет большинством функций организма, включая сознание, движения, ощущения, мысли, речь и память. Спинной мозг соединен с головным мозгом в стволе мозга и покрыт позвонками позвоночника. От спинного мозга отходят нервы к обеим сторонам тела. Спинной мозг передает сигналы туда и обратно между головным мозгом и нервами в остальных частях тела. Каждая часть ЦНС играет важную роль в функционировании организма, а все три компонента работают вместе, принимая информацию и управляя реакцией организма.

Мозг

Мозг управляет многими функциями организма, включая ощущения, мышление, движение, осознание и память. Человеческий мозг весит около 1,4 кг. Его особенность — с возрастом масса мозга уменьшается на 2,7 г у мужчин и на 2,2 г у женщин в год. 60% мозга состоит из жира. Остальные 40% мозга состоят из белка, воды, углеводов и солей.

Поверхность мозга называется корой головного мозга. Поверхность коры выглядит бугристой благодаря бороздам и складкам ткани. Каждый бугорок — извилины.

Самой большой частью является головной мозг. Он отвечает за такие функции, как память, речь, волевое поведение и мышление. Головной мозг разделен на два полушария — правое и левое. Правое полушарие управляет движениями в левой части тела, а левое — в правой.

1. Правое отвечает за формирование сознания, эмоций, восприятие мимики, позы и просодии.
2. Левое доминирует в языке и предварительной обработке социальных эмоций.

Каждое полушарие мозга разделено на четыре взаимосвязанные доли:

1. Лобные доли связаны с высшим познанием, волевыми движениями и языком.
2. Теменные доли — с обработкой сенсорной информации.
3. Затылочные доли — со зрительными процессами.
4. Височные доли — со слухом и интерпретацией звуков, а также с формированием памяти.

К другим важным областям мозга относятся базальные ганглии, мозолистое тело, мозжечок, зона Брока, продолговатый мозг, гипоталамус, таламус и миндалина.

Мозг состоит как из серого, так и из белого вещества. Серое вещество, которое имеет более темный цвет и окружает белое вещество, состоит из сомы нейронов и круглых центральных тел клеток. Напротив, белое вещество, имеющее более светлый цвет и составляющее внутреннюю часть мозга, состоит в основном из аксонов — длинных стержней, соединяющих нейроны.

Серое вещество обычно обрабатывает и интерпретирует информацию, в то время как белое вещество передает информацию в другие области нервной системы.

Требует и использует больше энергии, чем любой другой орган тела, потребляет более 20% всей вырабатываемой организмом энергии. Большая часть этой энергии направляется через мозг на передачу электрических импульсов независимо от того, бодрствуем мы или спим.

Спинной мозг

Представляет собой длинную трубчатую структуру, отходящую от головного мозга. Пучки нервов, отходящие от спинного мозга, называются спинномозговыми нервами. Его можно разделить на шейный, грудной и поясничный отделы, расположенные в области шеи, груди и поясницы.

Всего в состав входит 31 пара нервов и нервных корешков.

1. Участок спинного мозга, от которого отходит пара спинномозговых нервов, называется спинномозговым сегментом.
2. Шейный отдел спинного мозга состоит из восьми нервов, которые берут начало на шее и идут в основном к лицу и голове.
3. В грудном отделе спинного мозга находится в общей сложности 12 пар нервов. Эти нервы обеспечивают движения в верхней части тела, включая разгибание грудной клетки, верхней части спины и живота.
4. Еще десять пар нервов берут начало в нижней части спины, причем по пять пар нервов находятся в поясничном и крестцовом отделах. Пары поясничных нервов идут к ногам и стопам, а пары крестцовых нервов — от поясницы в таз.

Средняя длина спинного мозга составляет около 45 см, в нем находится более 10 миллионов нейронов. Работает как вместе с головным, так и самостоятельно.

В случае некоторых рефлекторных движений реакции контролируются спинномозговыми путями без участия головного мозга. В качестве примера можно привести сухожильный рефлекс Гольджи, рефлекс скрещенного разгибателя и рефлекс растяжения.

Защитные структуры

Поскольку ЦНС имеет столь важное значение, она защищена целым рядом структур. Во-первых, вся ЦНС заключена в кости. Мозг защищен черепом. Спинной мозг защищен позвонками, образующими позвоночный столб.

Головной и спинной мозг покрыты защитной тканью, называемой менингами. Головной и спинной мозг покрыты тремя слоями менингов:

1. Твердая мозговая оболочка: верхний слой менинговой оболочки, расположенный непосредственно под костями черепа и позвонками. Он состоит из плотной соединительной ткани.
2. Мягкая мозговая оболочка: внутренний защитный слой. Он состоит из нежной соединительной ткани, наполненной крошечными кровеносными сосудами, обеспечивающими питание мозга
3. Паутинная мозговая оболочка: второй слой менингов, представляющий собой паукообразную прозрачную мембрану, состоящую из коллагеновых и эластических волокон.

Вся ЦНС погружена в вещество, называемое спинномозговой жидкостью, которая образует химическую среду, позволяющую нервным волокнам эффективно передавать информацию и обеспечивающую еще один уровень защиты от возможных повреждений. Тем не менее, с нервной системой, как и с любой другой частью тела, могут происходить сбои. Если она повреждена каким-либо заболеванием, это влияет на связь между головным и спинным мозгом и телом. Примерами таких нарушений являются:

1. Физические проблемы, такие как травма, паралич Белла или синдром запястного канала.
2. Инфекции: менингит, энцефалит или полиомиелит.
3. Такие заболевания, как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз или болезнь Альцгеймера.
4. Проблемы с кровеносными сосудами: инсульт, транзиторная ишемическая атака (ТИА) или субдуральная гематома (когда кровь скапливается вне мозга, обычно после серьезной травмы головы).

Нейроны

Нейроны — это строительные блоки ЦНС. Их миллиарды, они расположены по всему телу и взаимодействуют друг с другом, вызывая физические реакции и действия. Только в головном мозге насчитывается около 86 миллиардов нейронов.

Большинство нейронов разделено на три основные части: дендриты, тело клетки и аксон. Эти клетки также различаются по функциям. Три типа нейронов — афферентные, эфферентные и интернейроны.

1. Эфферентные нейроны— это двигательные нейроны, которые передают сигналы от мозга к ПНС.
2. Афферентные нейроны — это сенсорные нейроны, которые передают информацию от органов чувств в мозг.
3. Интернейроны — это ассоциативные нейроны, которые соединяют эфферентные и афферентные нейроны с ЦНС.

ПНС

ПНС — это часть нервной системы, находящаяся вне ЦНС. Она состоит из нервов и ганглиев, которые посылают сигналы в ЦНС и принимают их от нее. ПНС подразделяется на соматическую нервную систему и вегетативную нервную систему. Соматическая нервная система управляет движениями тела, которые находятся под нашим контролем, например, ходьбой. Вегетативная нервная система контролирует непроизвольные функции, которые организм выполняет самостоятельно, например дыхание и пищеварение.

СНС

Состоит из периферических нервных волокон, которые передают сенсорную информацию или ощущения от периферических органов в ЦНС. В состав СНС также входят двигательные нервные волокна, которые выходят из мозга и передают команды на движение скелетным мышцам.

Например, при прикосновении к горячему предмету сенсорные нервы передают информацию о тепле в мозг. Затем мозг через двигательные нервы дает команду мышцам руки немедленно убрать предмет. Этот процесс занимает менее одной секунды. Тело нейронных клеток, передающих эту информацию, часто находится в головном или спинном мозге и проецируется непосредственно на скелетную мышцу.

ВНС

Подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Она готовит организм к ситуациям, требующим силы и повышенного сознания, или к ситуациям, вызывающим страх, гнев, возбуждение или смущение. Это называется реакцией «бой или бегство». Она заставляет сердце биться быстрее, дыхание учащается и становится более поверхностным, расширяются зрачки и усиливается обмен веществ. Парасимпатическая нервная система оказывает успокаивающее действие на организм. Она возвращает частоту сердечных сокращений и дыхания в нормальное состояние, сужает зрачки и замедляет обмен веществ для сохранения энергии.

ЭНС

Существует еще один отдел нервной системы, который описывает функциональные реакции. Энтеральная нервная система отвечает за управление гладкой мускулатурой и железистой тканью пищеварительной системы. Она является значительной частью ПНС и не зависит от ЦНС. Однако иногда энтеральную систему считают частью ВНС, поскольку нейронные структуры, входящие в состав ЭНС, являются компонентом ВНС, регулирующей пищеварение. Между ними есть некоторые различия, но для наших целей они в значительной степени совпадают. 

Функции

Нервная система участвует в получении информации об окружающей среде (ощущения) и формировании ответных реакций на эту информацию (двигательные реакции). Нервную систему можно разделить на области, отвечающие за ощущения и ответные реакции. Но есть и третья функция: сенсорный сигнал должен быть интегрирован с другими ощущениями, а также с воспоминаниями, эмоциональным состоянием или обучением (познанием). Некоторые области системы называются интеграционными или ассоциативными. Процесс интеграции объединяет сенсорные восприятия и высшие когнитивные функции, такие как воспоминания, обучение и эмоции, для выработки ответной реакции.

Интеграция. Стимулы, поступающие в сенсорные структуры, передаются в НС, где происходит обработка информации. Этот процесс называется интеграцией. Стимулы сравниваются или интегрируются с другими стимулами, воспоминаниями о предыдущих стимулах или состоянием человека в конкретный момент времени. В результате формируется специфическая реакция.

Ощущения. Первой основной функцией нервной системы является ощущение — получение информации об окружающей среде для получения данных о том, что происходит вне тела (или, иногда, внутри тела). Сенсорные функции регистрируют наличие изменений в гомеостазе или определенное событие в окружающей среде, называемое стимулом. Больше всего мы думаем о пятерке органов чувств: вкус, запах, осязание, зрение и слух. Стимулами вкуса и запаха являются химические вещества (молекулы, соединения, ионы и т.д.), осязания — физические или механические стимулы, взаимодействующие с кожей, зрения — световые стимулы, а слуха — восприятие звука, который является физическим стимулом, сходным с некоторыми аспектами осязания. Все эти элементы получают стимулы из внешнего мира и воспринимают их сознательно.

Дополнительные сенсорные стимулы могут поступать из внутренней среды (внутри организма), например, растяжение стенки органа или концентрация определенных ионов в крови.

Реакция. НС вырабатывает ответную реакцию на основе стимулов, воспринимаемых сенсорными структурами. Очевидным ответом является движение мышц, например, отведение руки от горячей плиты, однако существует и более широкое применение этого термина. Нервная система может вызывать сокращение всех трех типов мышечной ткани.

Например, скелетные мышцы сокращаются для перемещения скелета, сердечная мышца испытывает воздействие при увеличении частоты сердечных сокращений во время физической нагрузки, а гладкая мускулатура сокращается при перемещении пищи по пищеварительному тракту. К числу ответных реакций относится также нейронный контроль работы желез в организме, например, выработка и выделение пота эккриновыми и мерокриновыми потовыми железами, расположенными в коже, для снижения температуры тела.

Реакции можно разделить на добровольные или сознательные (сокращение скелетных мышц) и непроизвольные (сокращение гладких мышц, регуляция работы сердечной мышцы, активация желез). Добровольные реакции регулируются СНС, а непроизвольные — ВНС.

Как работает нервная система человека

Сообщения, передаваемые по нервам, проходят через миллиарды нервных клеток, называемых нейронами. Промежутки между этими клетками называются синапсами. Клетки связаны друг с другом с помощью химических веществ, называемых нейротрансмиттерами, которые перемещаются через синапсы к следующему нейрону. Дофамин и серотонин являются разновидностями нейротрансмиттеров.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока сообщение не попадет в нужное место. Некоторые сообщения движутся со скоростью более 320 км/час. Сенсорные нейроны реагируют на физические раздражители, такие как свет, звук, прикосновение.

Таким же образом сообщения поступают из тела обратно в головной и спинной мозг. Например, если наступить на что-то острое, нервы стопы посылают сообщение о боли от нейрона к нейрону в ЦНС.