Центральная нервная система человека. Конспект урока "Значение, строение и функционирование нервной системы
Нервная система человека является стимулятором работы мышечной системы, о которой мы говорили в . Как мы уже знаем, мышцы нужны для передвижения частей тела в пространстве, и мы даже изучили конкретно, какие мышцы для какой работы предназначены. Но что приводит мышцы в действие? Что и как заставляет их работать? Об этом и пойдет речь в данной статье, из которой вы почерпнете необходимый теоретический минимум для освоения темы, обозначенной в названии статьи.
Прежде всего, стоит сообщить, что нервная система предназначена для передачи информации и команд нашего тела. Основные функции нервной системы человека – это восприятие изменений внутри тела и окружающего его пространства, интерпретация этих изменений и ответ на них в виде определенной формы (в т. ч. – мышечного сокращения).
Нервная система – множество разных, взаимодействующих между собой нервных структур, обеспечивающая наряду с эндокринной системой координированное регулирование работы большей части систем организма, а также отклик на смену условий внешней и внутренней среды. Данная система объединяет в себе сенсибилизацию, двигательную активность и корректное функционирование таких систем, как эндокринная, иммунная и не только.
Строение нервной системы
Возбудимость, раздражимость и проводимость характеризуются как функции времени, то есть это – процесс, возникающий от раздражения до появления ответной реакции органа. Распространение нервного импульса в нервном волокне происходит за счет перехода локальных очагов возбуждения на соседние неактивные области нервного волокна. Нервная система человека обладает свойством трансформации и генерации энергий внешней и внутренней среды и преобразования их в нервный процесс.
Строение нервной системы человека: 1- плечевое сплетение; 2- кожно-мышечный нерв; 3- лучевой нерв; 4- срединный нерв; 5- подвздошно-подчревный нерв; 6- бедренно-половой нерв; 7- запирающий нерв; 8- локтевой нерв; 9- общий малоберцовый нерв; 10- глубокий малоберцовый нерв; 11- поверхностный нерв; 12- мозг; 13- мозжечок; 14- спинной мозг; 15- межреберные нервы; 16- подреберный нерв; 17- поясничное сплетение; 18- крестцовое сплетение; 19- бедренный нерв; 20- половой нерв; 21- седалищный нерв; 22- мышечные ветви бедренных нервов; 23- подкожный нерв; 24- большеберцовый нерв
Нервная система функционирует как единое целое с органами чувств и управляется головным мозгом. Самая крупная часть последнего называется большими полушариями (в затылочной области черепа находятся два более мелких полушария мозжечка). Головной мозг соединяется со спинным. Правое и левое большие полушария соединены между собой компактным пучком нервных волокон, называемых мозолистым телом.
Спинной мозг – основной нервный ствол тела – проходит через канал, образованный отверстиями позвонков, и тянется от головного мозга до крестцового отдела позвоночника. С каждой стороны спинного мозга симметрично отходят нервы к различным частям тела. Осязание в общих чертах обеспечивается определенными нервными волокнами, бесчисленные окончания которых находятся в коже.
Классификация нервной системы
Так называемые виды нервной системы человека можно представить следующим образом. Всю целостную систему условно формируют: центральная нервная система – ЦНС, в состав которой входит головной и спинной мозг, и периферическая нервная система – ПНС, в которую входят многочисленные нервы, отходящие от головного и спинного мозга. Кожа, суставы, связки, мышцы, внутренние органы и органы чувств отправляют по нейронам ПНС входные сигналы в ЦНС. В то же время, исходящие сигналы от центральной НС, периферическая НС посылает к мышцам. В качестве наглядного материала, ниже, логически структурированным образом представлена целостная нервная система человека (схема).
Центральная нервная система – основа нервной системы человека, которая состоит из нейронов и их отростков. Главная и характерная функция ЦНС – реализация различных по степени сложности отражательных реакций, имеющих название рефлексов. Низшие и средние отделы ЦНС – спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок – управляют деятельностью отдельных органов и систем организма, реализуют между ними связь и взаимодействие, обеспечивают целостность организма и его корректное функционирование. Высший отдел ЦНС – кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования – по большей части управляет связью и взаимодействием организма как целостной структуры с внешним миром.
Периферическая нервная система – является условно выделяемой частью нервной системы, которая находится за пределами головного и спинного мозга. Включает в себя нервы и сплетения вегетативной нервной системы, соединяя ЦНС с органами тела. В отличие от ЦНС, ПНС не защищена костями и может быть подвержена воздействию механических повреждений. В свою очередь, саму периферическую нервную систему делят на соматическую и вегетативную.
- Соматическая нервная система – часть нервной системы человека, которая представляет собой комплекс чувствительных и двигательных нервных волокон, отвечающих за возбуждение мышц, и в том числе кожи и суставов. Также она руководит координацией движений тела, и получением и передачей внешних стимулов. Эта система выполняет действия, которыми человек управляет осознанно.
- Вегетативную нервную систему делят на симпатическую и парасимпатическую. Симпатическая нервная система управляет ответной реакцией на опасности или стресс, и кроме прочего, может вызвать увеличение частоты сердечных сокращений, повышение кровяного давления и возбуждение органов чувств, за счет увеличения уровня адреналина в крови. Парасимпатическая нервная система, а свою очередь, управляет состоянием покоя, и регулирует сокращение зрачков, замедление сердечного ритма, расширение кровеносных сосудов и стимуляцию пищеварительной и мочеполовой системы.
Выше вы можете видеть логически структурированную схему, на которой приведены отделы нервной системы человека, в порядке, соответствующем вышеизложенному материалу.
Строение и функции нейронов
Все движения и упражнения контролируются нервной системой. Основной структурной и функциональной единицей нервной системы (как центральной, так и периферической) является нейрон. Нейроны
– это возбудимые клетки, которые способны генерировать и передавать электрические импульсы (потенциалы действия).
Строение нервной клетки: 1- тело клетки; 2- дендриты; 3- ядро клетки; 4- миелиновая оболочка; 5- аксон; 6- окончание аксона; 7- синаптическое утолщение
Функциональной единицей нейромышечной системы является двигательная единица, которая состоит из двигательного нейрона и иннервируемых им мышечных волокон. Собственно, работа нервной системы человека на примере процесса иннервации мышц происходит следующим образом.
Клеточная мембрана нерва и мышечного волокна является поляризованной, то есть на ней существует разность потенциалов. Внутри клетки содержится высокая концентрация ионов калия (К), а снаружи – ионов натрия (Na). В покое разность потенциалов между внутренней и внешней стороной клеточной мембраны не приводит к возникновению электрического заряда. Эта определенная величина представляет собой потенциал покоя. Из-за изменений во внешнем окружении клетки потенциал на ее мембране постоянно колеблется, и если он возрастает, и клетка достигает своего электрического порога возбуждения, происходит резкое изменение электрического заряда мембраны, и она начинает проводить потенциал действия вдоль аксона к иннервируемой мышце. К слову, в крупных мышечных группах, один двигательный нерв может иннервировать до 2-3 тысяч мышечных волокон.
На схеме ниже вы можете видеть пример того, какой путь проходит нервный импульс от момента возникновения стимула до получения на него ответной реакции в каждой, отдельно взятой системе.
Нервы соединяются между собой посредством синапсов, а с мышцами – с помощью нервно-мышечных контактов. Синапс – это место контакта между двумя нервными клетками, а – процесс передачи электрического импульса от нерва к мышце.
Синаптическая связь: 1- нейронный импульс; 2- принимающий нейрон; 3- ветвь аксона; 4- синаптическая бляшка; 5- синаптическая щель; 6- молекулы нейотрансмиттера; 7- клеточные рецепторы; 8- дендрит принимающего нейрона; 9- синаптические пузырьки
Нервно-мышечный контакт: 1- нейрон; 2- нервное волокно; 3- нервно-мышечный контакт; 4- двигательный нейрон; 5- мышца; 6- миофибриллы
Таким образом, как мы уже говорили – процесс физической активности в целом и мышечного сокращения в частности является полностью подконтрольным нервной системе.
Заключение
Сегодня мы узнали о предназначении, строении и классификации нервной системы человека, а так же о том, как она связана с его двигательной активностью и как она влияет на работу всего организма в целом. Поскольку нервная система вовлечена в регуляцию деятельности всех органов и систем человеческого тела, в том числе, и возможно, в первую очередь – сердечно – сосудистой, то в следующей статье из цикла о системах организма человека, к ее рассмотрению мы и перейдем.
Тема урока: Нервная регуляция. Строение и значение нервной системы.Цель:
Сформировать знания о строении нервной системы, ее функциях.
Задачи:
Раскрыть зависимость выполняемых функций от особенностей нервных клеток, рефлекторный принцип работы нервной системы, механизм нервной регуляции;
Продолжить развитие навыков и приемов умственной деятельности учащихся: сравнение, анализ, обобщение, самонаблюдения.
Оборудование: Компьютер, мультимедиапроектор, экран.
Ход урока:
1. Актуализация знаний о нервной системе, особенностях строения, о принципе работы; о рефлексе.
Какие типы нервной системы изображены на рисунке?
Каковы особенности строения каждого типа нервной системы?
Что такое рефлекс?
2. Изучение нового материала.
2.1. Нейрон – основа нервной системы. Виды нейронов, свойства и функции. Синапс.
Вы уже знаете, существование организма в сложном, постоянно меняющемся мире невозможно без координации и регуляции его деятельности. Этим, в первую очередь, занимается нервная система. Нервная система, совокупность структур в организме человека, объединяющая деятельность всех органов и систем и обеспечивающая функционирование организма как единого целого в его постоянном взаимодействии с внешней средой. Нервная система воспринимает внешние и внутренние раздражения, анализирует эту информацию, отбирает и перерабатывает её и в соответствии с этим регулирует и координирует функции организма.
Значение НС:
1. обеспечивает поддержание гомеостаза
2. обеспечивает согласованную работу всех органов и систем организма
3. осуществляет ориентацию организма во внешней среде и приспосабливающие реакции на ее изменения
4. составляет основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.
Нервная система образована главным образом нервной тканью, основной элемент которой - нервная клетка с отростками (аксон и дендриты), обладающая высокой возбудимостью и способностью к быстрому проведению возбуждения.
А – дендриты. В – тело нервной клетки. С – аксон.
Нейроны – основа нервной системы. Нервная система - нейрон, состоящий из тела нервной клетки и отростков - аксона и дендритов. Кроме нервных клеток, в структуру нервной системы входят клетки нейроглии, которые выполняют в ней опорную функцию, а также участвуют в метаболизме нервных клеток.
Взаимодействие между нейронами осуществляется благодаря контактам между ними.
Эти контакты называют синапсами. (запись определения в тетради) В области контакта между окончанием одного нейрона и поверхностью другого в большинстве случаев сохраняется особое пространство - синаптическая щель.
Основные функции нейронов: восприятие раздражений, их переработка, передача этой информации и формирование ответной реакции.
В зависимости от типа и хода нервных отростков (волокон), а также их функций нейроны подразделяют на: а) чувствительные, рецепторные (афферентные), волокна которых проводят нервные импульсы от рецепторов в ЦНС; тела их находятся в спинальных ганглиях или ганглиях черепно-мозговых нервов; б) двигательные (эфферентные), связывающие ЦНС с эффекторами; тела и дендриты их находятся в ЦНС, а аксоны выходят за её пределы (за исключением эфферентных нейронов вегетативной нервной системы, тела которых расположены в периферических ганглиях); в) вставочные (ассоциативные) нейроны, служащие связующими звеньями между афферентными и эфферентными нейронами; тела и отростки их расположены в ЦНС.
2.2. Строение и значение нервной системы (беседа с элементами рассказа, работа с учебником составление схем). (опорные схемы в тетради).
Нервную систему в зависимости от ее места расположения условно подразделяют на центральную и периферическую. К центральной относят головной и спинной мозг, к периферической – нервы (черепномозговые, и спинномозговые), нервные узлы и нервные окончания.
Нервы –пучки длинных отростков нервных клеток, выходящие за пределы головного и спинного мозга. Покрыты пучки соединительной тканью, образующей оболочки нервов.
Нервные узлы – скопления тел нейронов вне центральной нервной системы.
Рецепторы – нервные окончания разветвлений отростков.
Развитие и дифференциация структур нервной системы у человека обусловили её разделение на соматическую и вегетативную нервную систему.
Соматическая нервная система регулирует работу скелетных мышц, кожи, осуществляет связь организма с окружающей средой.
Особенность строения вегетативной нервной системы та, что её волокна, отходящие от ЦНС, не доходят непосредственно до рабочего органа, а сначала вступают в периферические ганглии, где оканчиваются на клетках, отдающих аксоны уже непосредственно на иннервируемый орган.
В зависимости от того, где расположены ганглии вегетативной нервной системы, и некоторых её функциональных особенностей вегетативную нервную систему делят на 2 части: парасимпатическую и симпатическую.
2.3. Рефлекторный принцип деятельности нервной системы. Рефлекс, виды рефлексов, инстинкты.. Примеры условных и безусловных рефлексов).
Основные закономерности деятельности центральной нервной системы связаны в первую очередь с особенностями рефлекторной дуги - структурной основы каждого рефлекторного акта. Рефлекторная дуга – путь, по которому проходит нервный импульс.
Для простоты рефлекторная дуга обычно изображается в виде цепи из ряда одиночных клеток разного рода: рецепторной клетки, чувствительной (афферентной), вставочной и двигательной (эфферентной) нервных клеток и исполнительной клетки. В действительности рефлекторная дуга объединяет множество таких цепей, специфические звенья которых представляют собой не одиночную клетку того или иного рода, а ансамбль взаимосвязанных однородных клеток.
Рефлекторная дуга может быть простой и сложной.
Всю совокупность рефлекторных реакций организма делят на две основные группы: безусловные рефлексы - врождённые, осуществляемые по наследственно закрепленным нервным путям, и условные рефлексы, приобретённые в течение индивидуальной жизни организма путём образования в ЦНС временных связей.
Вопросы для беседы:
Какие безусловные и условные рефлексы вы знаете?
Что является необходимым условием для формирования условных рефлексов у животных?
Врожденные формы поведения (безусловные рефлексы) выработались в процессе эволюции и являются таким же результатом естественного отбора, как и морфологические, физиологические и другие признаки организма. Они генетически жестко заданы, поэтому в систематике один из критериев вида – поведенческий. Безусловные рефлексы очень разнообразны. Их можно классифицировать следующим образом.
1. Рефлексы, направленные на сохранение внутренней среды организма. Это пищевые, питьевые, а также гомеостатические рефлексы (поддержание постоянной температуры тела, оптимальных частот дыхания и сердцебиения и т.п.).
2. Рефлексы, возникающие при изменении условий внешней среды организма. Это ситуационные рефлексы (поведение в стае, постройка гнезд, исследовательские и подражательные рефлексы) и оборонительные реакции.
3. Рефлексы, связанные с сохранением вида, – половые и родительские
Такие рефлексы видоспецифичны, т.е. характерны для всех представителей данного вида. Круг запускающих их стимулов генетически жестко определен (пища, боль, запах особи противоположного пола и т.п.). И.П. Павлов назвал такие рефлексы безусловными, а запускающие их стимулы – подкреплением.
Вторая группа рефлексов – это приобретенные ответные реакции, образующиеся в результате повторного сочетания любого индифферентного (исходно незначимого) раздражителя с подкреплением. Такие рефлексы индивидуальны; они вырабатываются при определенных условиях у каждой особи, могут в течение жизни исчезать или заменяться другими подобными рефлексами и не передаются потомству. Формирование навыков письма, употребление орудий труда.
Способность образования таких связей присуща лишь коре головного мозга. Образование условнорефлекторных связей позволяет организму наиболее совершенно и тонко приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям существования. Условные рефлексы были открыты и изучены И. П. Павловым в конце 19 - начале 20 вв. Исследование условнорефлекторной деятельности животных и человека привело его к созданию учения о высшей нервной деятельности (ВНД) и анализаторах. Каждый анализатор состоит из воспринимающей части - рецептора, проводящих путей и анализирующих структур ЦНС, обязательно включающих её высший отдел. Кора головного мозга у человека и высших животных - совокупность корковых концов анализаторов; она осуществляет высшие формы анализаторной и интегративной деятельности, обеспечивая совершеннейшие и тончайшие формы взаимодействия организма с внешней средой.
Рефлекторная дуга проводит возбуждение только в одном направлении - от рецепторного конца к исполнительному органу. Это обусловлено присущей всем нервным клеткам структурной и функциональной поляризацией: на концевых разветвлениях аксонов каждого нейрона существуют микроструктурные образования, т. н. синапсы, посредством которых он контактирует с телами или дендритами др. нейронов и односторонне передаёт им свою активность. Многообразные наружные и внутренние рецепторы организма, специализированные в процессе эволюции к тонкому и совершенному восприятию отдельных, качественно специфических видов энергии - световой, звуковой, тепловой, механической и химической, трансформируют их в процесс нервного возбуждения, которое в виде ритмических импульсов передаётся последовательно от одних звеньев рефлекторной дуги к другим. Возбуждение на своём многоэтапном пути к конечному звену претерпевает значительные изменения в ритме, интенсивности, скорости и характере. В исполнительных органах рефлекторное возбуждение может порождать многообразные эффекты, обусловленные специфическими особенностями структуры и функций самих исполнительных органов (мышц, желёз, сосудов и т.д.).
2.4. Принцип прямой и обратной связи в работе нервной системы.
Важное значение для нормального протекания рефлекторной деятельности имеет механизм так называемой обратной связи, афферентации - информации о результате выполнения данной рефлекторной реакции, поступающей по афферентным путям от исполнительных органов. На основании этих сведений в случае, если результат неудовлетворителен, в сформировавшейся функциональной системе могут происходить перестройки деятельности отдельных элементов до тех пор, пока результат не станет соответствовать уровню, необходимому для организма.
2.5. Роль И.М. Сеченова и И.П. Павлова в развитии учения о рефлексах. (сообщения учащихся). (При наличии ресурса времени на уроке)
Материалы для сообщений учащихся об ученых И.М. Сеченове и И.П. Павлове находятся на сайте http://window.edu.ru/ Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Российское образование. Система федеральных образовательных порталов.
4. Закрепление знаний.
Беседа по вопросам «Проверь свои знания»
Самостоятельная работа по рисунку учебника с. 52-53
5. Задание на дом. С.50 – 55, записи в тетради.
6. Рефлексия.
Биология, 8 класс
Тема «Регуляция и координация»
Тестирование по теме «Нервная регуляция.
Строение и значение нервной системы»
Задание 1. Выберите правильный ответ.
1. Специализированные клетки, составляющие основу нервной системы:
а) нефроны; б) нейроны; в) нейтроны; г) нейроглия.
2. Дендриты и аксоны образуют …………. вещество спинного и головного мозга:
а) белое; б) серое; в) вставочное; г) нервное.
3. Скопление тел нейронов за пределами ЦНС называется: а) нервы; б) дендриты;
в) аксоны; г) нервные узлы.
4. Нервные окончания, расположенные на разветвлениях отростков нейронов,
называются: а) нервы; б) нейроны; в) рецепторы; г) синапсы.
5. Нервная система, образованная нервами, нервными узлами и нервными
окончаниями, называется: а) центральная; б) гуморальная; в) периферическая;
г) автономная.
6. Скопление тел нейронов образуют …………. вещество спинного и головного
мозга: а) белое; б) серое; в) вставочное; г) нервное.
7. Пучки длинных отростков нервных клеток, выходящие за пределы головного и
спинного мозга, называются: а) нервы; б) дендриты; в) аксоны; г) нервные узлы.
8. Нейроны, анализирующие информацию и принимающие решение, называются:
а) чувствительные; б) вставочные; в) двигательные.
9. Спиной и головной мозг образуют ………… нервную систему: а) центральную;
б) гуморальную; в) периферическую; г) автономную.
10. Ответная реакция организма на воздействие внешней среды или на изменение
его внутреннего состояния, выполняемая с участием нервной системы,
называется: а) нервный импульс; б) рефлекторная дуга; в) раздражимость;
г) рефлекс.
11. Симпатический и парасимпатический отделы образуют ………….. нервную
систему: а) центральную; б) вегетативную; в) периферическую; г) гуморальную
12. Нейроны, проводящие нервные импульсы от поверхности тела и внутренних
органов к спинному и головному мозгу, называются: а) чувствительные;
б) вставочные; в) двигательные.
13. Рефлексы, преобладающие в течении всей жизни, называются: а) условными;
14. В состав простой рефлекторной дуги входит …….. нейронов: а) 7; б) 5; в) 3; г) 10.
15. Нервная система, регулирующая работу скелетных мышц, называется:
а) центральная; б) соматическая; в) периферическая; г) автономная.
16. Путь, по которому проходит нервный импульс, называется: а) нервный
путь; б) рефлекторный путь; в) рефлекторная дуга; г) дуга раздражимости.
17. Рефлексы, передающиеся по наследству, называются: а) условными;
б) автономными; в) безусловными; г) жизненными.
18. Нейроны, проводящие импульсы – команды от головного и спинного мозга
к рабочим органам, называются: а) чувствительные; б) вставочные;
в) двигательные.
19. Рефлекторная дуга может быть: а) простой и сложной; б) простой и
многоступенчатой; в) сложной и автономной; г) автономной и соматической.
20. Второе название вегетативной нервной системы: а) центральная;
б) гуморальная; в) периферическая; г) автономная.
21. Способы регуляции функций физиологических систем в организме
человека: а) только гуморальная; б) только нервная; в) центральная и
периферическая; г) нервная и гуморальная.
22. Особые контакты в местах соединения нервных клеток друг с другом
называются: а) дендриты; б) аксоны; в) синапсы; г) рецепторы.
23. Регуляция, которая на ваш взгляд в организме протекает быстрее:
а) гуморальная; б) нервная; в) центральная и периферическая; г) нервная и
гуморальная.
24. Недостающий компонент в составе рефлекторной дуги (двигательный
нейрон, участок ЦНС, орган, реагирующий на раздражение, чувствительный
нейрон и ……………..) называется: а) нервный импульс; б) рецептор;
в) нервный узел; г) синапс.
Задание 2. Внимательно рассмотрите рисунки. Определите, что на них
показано цифрами?
Рис 1. Строение нервной системы Рис. 2 Строение автономной нервной
системы
Нервная регуляция - это электрофизиологическая регуляция, осуществляемая с помощью нервных импульсов и характеризуется быстрым, конкретным, кратковременным, местным воздействием на органы. Особенности нервной регуляции определяются строением и свойствами нервной системы.
Основными структурно-функциональными элементами деятельности нервной системы является нейроны , что вместе с нейроглией образуют нервную ткань, основными свойствами которой являются возбудимость и проводимость.
Нейрон - нервная клетка, которая является структурной единицей нервной системы. Тело нейрона имеет ядро, митохондрии, рибосомы и другие органеллы. От тела отходят короткие отростки - дендриты, которые воспринимают нервные импульсы от других нейронов. Длинный отросток - аксон, проводит нервные импульсы от тела нейрона. Аксоны могут быть покрыты миелиновой оболочкой, которая обеспечивает их изоляцию и защиту. Миелиновые волокна имеют перехваты Ранвье, повышающие скорость передачи нервных импульсов. Нейроны между собой и с органами связывают синоптические окончания. Тела двигательных и вставных нейронов и дендриты образуют серое вещество, а длинные отростки нейронов - белое вещество. По количеству отростков нейроны бывают мультиполярные - с многочисленными отростками; биполярные - с двумя отростками; униполярные - с одним отростком. По функциям нейроны подразделяют на: чувствительные (рецепторные, афферентные) - передают сигналы от рецепторов в центральную нервную систему; вставные (промежуточные) - передают импульсы в пределах ЦНС двигательные (эффекторные, эфферентные) - передают импульсы от ЦНС к рабочим органам. Нейроны обеспечивают восприятие раздражений из окружающей среды и превращение их в нервные импульсы [рецепторная функция ), передачи нервных импульсов по всему организму (ведущая функция ), образование импульсов (импульсоутворююча функция, например, для нейронов дыхательного центра, которые образуют импульсы для регуляции дыхательных движений) , образование нейрогормонов (нейрогормонального функция, например, для нейронов гипоталамуса, которые образуют рилизинг-гормоны).
Нейроглия - совокупность нервных клеток, наряду с нейронами формируют нервную ткань. Доля нейроглии в нервной системе человека составляет около 40%. Размер клеток нейроглии, каковы астроциты, олигодендроциты, епендимни клетки и клетки микроглии, меньше нейроны в 3-4 раза, а количество - в 10 раз больше. С возрастом их количество увеличивается том, что в отличие от нейронов, они могут делиться. Основными функциями нейроглии является опорная, защитная, трофическая, секреторная и др.
Вся нервная деятельность осуществляется с помощью рефлексов , в основе которых рефлекторные дуги .
Рефлекс - ответная реакция организма на воздействие среды, которая осуществляется при участии нервной системы. По моменту возникновения рефлексы делят на безусловные (врожденные, наследственные, постоянные реакции ) и условные (приобретенные, индивидуальные реакции ). Рефлексы обеспечивают регуляцию всех физиологических функций организма и приспособления деятельности отдельных органов и систем к его потребностям.
Рефлекторная дуга - путь, по которому проходит нервный импульс при осуществлении рефлекса. В рефлекторной дуге выделяют 5 звеньев: 1) рецепторную - чувствительное нервное окончание, которое воспринимает раздражение; 2) афферентную (центростремительную, чувствительную) -
центростремительное нервное волокно, которое передает возбуждение в ЦНС 3) центральную - участок ЦНС, где происходит переключение возбуждения с центростремительного нейрона на центробежный; 4) эфферентную (центробежную, двигательную) - центробежное нервное волокно, несет нервный импульс от центра к периферии; 5) эффекторную (рабочую) - двигательное окончание, которое передает нервный импульс к рабочему органу. Рефлекторные дуги бывают простые (2 нейроны) учитывать, что в основе деятельности нервной системы лежит не разомкнута рефлекторная дуга, а замкнутый рефлекторное кольцо , то есть существуют цепи обратной связи, по которым нервные импульсы от эффекторов снова поступают в ЦНС и информируют ее о состоянии органа на данный момент.
Нейроны в нервной системе сочетаются с помощью синапсов , a их отростки (волокна ) объединяются в проводящие пути - нервы .
Синапсы - образования, которые обеспечивают связь между нейронами. Термин "синапс" был введен в научный оборот Ч. Шеррингтоном в 1897 году для обозначения анатомического контакта между двумя нейронами. В нервной системе человека различают синапсы химические и электрические. Химические синапсы являются сложными системами из следующих компонентов; конечная бляшка (утолщенная часть конечных разветвлений аксонов, которая имеет синаптические пузырьки с медиаторами, и митохондрии, обеспечивающие синаптические процессы энергией), пресиноптична мембрана (передает возбуждение), постсиноптична мембрана (воспринимает возбуждение), синоптическая щель (промежуток между мембранами). К медиаторам синаптической возбуждения и торможения относятся ацетилхолин, норадреналин, адреналин, серотонин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты и др. Электрические синапсы отличаются от химических тем, что имеют очень узкую синаптическую щель, через которую по упорядоченных протеиновых туннелях передаются ионы практически без задержки в обоих направлениях.
Нервы - совокупность нервных волокон, соединяющих центральную нервную систему с органами и тканями организма. Внешне нервы покрытые соединительнотканной оболочкой (эпиневрий), в толще нерва есть отдельные нервные пучки, покрытые внутренней оболочкой (периневрий). Нервные пучки образованы нервными волокнами, которые подвержены воздействию и двигательными. В соединительнотканной оболочке проходят кровеносные и лимфатические сосуды. Нервы делятся на черепно-мозговые (12 пар) и спинномозговые (31 пар). В зависимости от характера нервных волокон, входящих в состав, нервы делятся на двигательные (состоят только из двигательных волокон), чувствительные (состоят только из чувствительных волокон) и смешанные (состоят из чувствительных и двигательных волокон). Длинным и самым нервом организма человека седалищный нерв, диаметр которого в месте отхождения от спинного мозга составляет 2 см. По ходу нервов могут располагаться нервные узлы. Нервные узлы (ганглии ) - скопление серого вещества за пределами центральной нервной системы, состоящие из нейронов, отростки которых входят в состав нервов и нервных сплетений. Вся совокупность нервов, нервных узлов и нервных сплетений образует периферическую нервную систему
Координация нервной деятельности происходит на уровне нервных центров, функционирование которых основывается на взаимодействии двух процессов: возбуждения и торможения .
Нервный центр - это совокупность нейронов, которая необходима для осуществления рефлекса и достаточное для регуляции конкретной физиологической функции. Нервные центры обладают определенными свойствами (например, одностороннее проведение возбуждения, замедленное проведение возбуждения, доминанта), обусловленных структурой нейронных цепей в пределах центра и особенностями синаптической проведения нервных импульсов. Нервные центры находятся в определенных отделах ЦНС. Например, центр дыхания содержится в продолговатом мозге, центр коленного рефлекса - поясничном отделе спинного мозга. Деятельность нервных центров основывается на взаимодействии процессов возбуждения и торможения.
Возбуждение - активный нервный процесс, которым нервные клетки отвечают на внешнее воздействие. Торможение - активный нервный процесс, который приводит к уменьшению или прекращения возбуждения в определенном участке нервной ткани.
Нервная система человека объединяет органы и системы и обеспечивает существование организма как единого целого, выполняя такие финкции: регулирующую - обеспечивается работа окермих органов и систем (например, меняет дыхания) координирующим - взаимосвязь органов между собой при выполнении определенных функций (например Работа органов во время бега) связь со средой - воспринимает воздействия внешней и внутренней среды; осуществляет высшую нервную деятельность и обеспечивает существование человека, как социального существа.
Главная роль в регуляции функций организма и обеспечении его целостности принадлежит нервной системе. Этот механизм регуляции является более совершенным. Во-первых, нервные влияния передаются значительно быстрее, чем химические воздействия, и потому организм через нервную систему осуществляет быстрые ответные реакции на действие раздражителей. В связи со значительной скоростью проведения нервных импульсов взаимодействие между частями организма устанавливается быстро в соответствии с потребностями организма.
Во-вторых, нервные импульсы приходят к определенным органам, и потому ответные реакции, осуществляемые через нервную систему, не только более быстрые, но и более точные, чем при гуморальной регуляции функций.
Рефлекс - основная форма нервной деятельности
Вся деятельность нервной системы осуществляется рефлекторным путем. С помощью рефлексов осуществляется взаимодействие различных систем целого организма и его приспособление к меняющимся условиям среды.
При повышении кровяного давления в аорте рефлекторно меняется деятельность сердца. В ответ на температурные воздействия внешней среды у человека суживаются или расширяются кровеносные сосуды кожи, под влиянием различных раздражителей рефлекторно меняется сердечная деятельность, интенсивность дыхания и т. д.
Благодаря рефлекторной деятельности организм быстро реагирует на различные воздействия внутренней и внешней среды.
Раздражения воспринимаются особыми нервными образованиями - рецепторами . Существуют различные рецепторы: одни из них раздражаются при изменении температуры окружающей среды, другие - при прикосновении, третьи - при болевом раздражении и т. п. Благодаря рецепторам центральная нервная система получает информацию обо всех изменениях окружающей среды, а также об изменениях внутри организма.
При раздражении рецептора в нем возникает нервный импульс, который распространяется по центростремительному нервному волокну и достигает центральной нервной системы. О характере раздражения центральная нервная система "узнает" по силе и частоте нервных импульсов. В центральной нервной системе происходит сложный процесс переработки поступивших нервных импульсов, и уже по центробежным нервным волокнам импульсы от центральной нервной системы направляются к исполнительному органу (эффектору).
Для осуществления рефлекторного акта необходима целостность рефлекторной дуги (рис. 2).
Опыт 2
Обездвижьте лягушку. Для этого заверните лягушку в марлевую или полотняную салфетку, оставив открытой лишь, голову. Задние лапки при этом должны быть вытянуты, а передние плотно прижаты к туловищу. Введите тупое лезвие ножниц в рот лягушки и отсеките верхнюю челюсть с черепной коробкой. Спинной мозг не разрушайте. Лягушку, у которой сохранен только спинной мозг, а вышележащие отделы центральной нервной системы удалены, называют спинальной. Укрепите лягушку в штативе, зажав зажимом нижнюю челюсть либо приколов булавками нижнюю челюсть к пробке, укрепленной в штативе. Оставьте лягушку висеть несколько минут. О восстановлении рефлекторной деятельности после удаления головного мозга судите по появлению ответной реакции на щипок. Лягушку во избежание подсыхания кожи периодически опускайте в стакан с водой. Налейте в маленький стаканчик 0,5-процентный раствор соляной кислоты, опустите в него заднюю лапку лягушки и наблюдайте рефлекторное отдергивание лапки. Смойте кислоту водой. На задней лапке, на середине голени, сделайте кольцевой разрез кожи и хирургическим пинцетом снимите ее с нижней части лапки, проследив за тем, чтобы кожа была тщательно снята со всех пальцев. Опустите лапку в раствор кислоты. Почему теперь лягушка не отдергивает конечность? В этот же раствор кислоты опустите другую лапку лягушки, с которой кожа не снята. Как реагирует лягушка теперь?
Разрушьте спинной мозг лягушки, введя в позвоночный канал препаровальную иглу. Опустите лапку, на которой сохранена кожа" в раствор кислоты. Почему теперь лягушка не отдергивает лапку?
Нервные импульсы при любом рефлекторном акте, приходя в центральную нервную систему, способны распространяться по разным ее отделам, вовлекая в процесс возбуждения многие нейроны. Поэтому правильнее говорить, что структурную основу рефлекторных реакций составляют нейронные цепи из центростремительных, центральных и центробежных нейронов.
Принцип обратных связей
Между центральной нервной системой и исполнительными органами существуют как прямые, так и обратные связи. При действии раздражителя на рецепторы возникает двигательная реакция. В результате этой реакции в исполнительных органах (эффекторах) - мышцах, сухожилиях, суставных сумках - возбуждаются рецепторы, от которых нервные импульсы поступают в центральную нервную систему. Это вторичные центростремительные импульсы , или обратные связи . Эти импульсы постоянно сигнализируют нервным центрам о состоянии двигательного аппарата, и в ответ на эти сигналы из центральной нервной системы к мышцам поступают новые импульсы, включающие следующую фазу движения или изменяющие движение в соответствии с условиями деятельности.
Обратная связь очень важна в механизмах координации, которую осуществляет нервная система. У больных, у которых нарушена чувствительность мышц, движения, особенно ходьба, утрачивают плавность, становятся некоординированными.
Условные и безусловные рефлексы
Человек рождается с целым рядом готовых, врожденных рефлекторных реакций. Это безусловные рефлексы . К ним относятся акты глотания, сосания, чихания, жевания, слюноотделение, отделение желудочного сока, поддержание температуры тела и др. Количество врожденных безусловных рефлексов ограничено, и они не могут обеспечить приспособление организма к постоянно меняющимся условиям среды.
На базе врожденных безусловных реакций в процессе индивидуальной жизни формируются условные рефлексы . Эти рефлексы у высших животных и человека весьма многочисленны и играют огромную роль в приспособлении организмов к условиям существования. Условные рефлексы имеют сигнальное значение. Благодаря условным рефлексам организм заранее как бы предупреждается о приближении чего-то значимого. По запаху гари человек и животное узнают о приближающейся беде, пожаре; животные по запаху, звукам отыскивают добычу или, напротив, спасаются от нападения хищников. На основе многочисленных условных связей, образовавшихся в течение индивидуальной жизни, человек приобретает жизненный опыт, помогающий ему ориентироваться в окружающей среде.
Для того чтобы яснее стало различие между безусловными и условными рефлексами, давайте совершим (мысленно) экскурсию в родильный дом.
В родильном доме есть три главных помещения: палата, где происходят роды, палата новорожденных и комната матерей. После того как ребенок родился, его приносят в палату новорожденных и дают немного отдохнуть (обычно 6-12 ч), а затем везут к матери - кормить. И только мать приложит ребенка к груди, как он хватает ее ртом и начинает сосать. Никто ребенка этому не учил. Сосание - пример безусловного рефлекса.
А вот пример условного рефлекса. Сначала, как только новорожденный проголодается, он начинает кричать. Однако через два-три дня в палате новорожденных наблюдается такая картина: подходит время кормления, и дети один за другим начинают просыпаться и плакать. Медицинская сестра по очереди берет их и пеленает, при необходимости подмывает, а затем укладывает на специальную каталку, чтобы везти к матерям. Очень интересно поведение детей: как только их перепеленали, уложили на каталку и вывезли в коридор, все они, как по команде, замолкают. Выработался условный рефлекс на время кормления, на обстановку перед кормлением.
Для выработки условного рефлекса необходимо подкрепление условного раздражителя безусловным рефлексом и их повторение. Стоило 5-6 раз совпасть пеленанию, подмыванию и укладыванию на каталку с последующим кормлением, которое здесь играет роль безусловного рефлекса, как выработался условный рефлекс: перестать кричать, несмотря на все возрастающий голод, ждать несколько минут, пока кормление начнется. Кстати, если вывезти детей в коридор и запоздать с кормлением, то через несколько минут они начинают кричать.
Рефлексы бывают простые и сложные. Все они находятся во взаимной связи и образуют систему рефлексов.
Опыт 3
Выработайте условный мигательный рефлекс у человека. Известно, что при попадании струи воздуха в глаз человек закрывает его. Это защитная, безусловнорефлекторная реакция. Если теперь несколько раз сочетать вдувание воздуха в глаз с каким-нибудь индифферентным раздражителем (стуком метронома, например), то этот индифферентный раздражитель станет сигналом поступления струи воздуха в глаз.
Для вдувания воздуха в глаз возьмите резиновую трубочку, соединенную с грушей для нагнетания воздуха. Рядом поставьте метроном. Метроном, грушу и руки экспериментатора закройте от испытуемого экраном. Включите метроном и через 3 сек нажмите на грушу, вдувая струю воздуха в глаз. Метроном при вдувании воздуха в глаз должен продолжать работу. Выключите метроном, как только наступит мигательная рефлекторная реакция. Через 5-7 мин повторите сочетание звука метронома с вдуванием воздуха в глаз. Опыт продолжайте до тех пор, пока мигание не будет наступать только при звуке метронома, без вдувания воздуха. Вместо метронома можно воспользоваться звонком, колокольчиком и т. п.
Сколько понадобилось сочетаний условного раздражителя с безусловным, чтобы образовался условный мигательный рефлекс?
