Нервная система представляет комплекс особых структур. Она необходима для того, чтобы регулировать работу органов и их систем в организме человека, их единой функциональности, связи с окружающей средой. Физиология нервной системы человека — это комплекс наук, изучающих ее строение, развитие, функции и массу других процессов.
Строение нервной системы
Выделяют так называемые центральную и периферическую части. Первая выражена головным и спинным мозгом, вторая рецепторами (окончаниями нервов), нервами и ганглиями (нервными узлами).
Выделяют также соматическую и так называемую вегетативную нервную систему. Первая – часть периферической системы. Она доставляет моторную и сенсорную информацию к ЦНС и обратно. Ее центры находятся в коре головного мозга, задача – регулирование работы мышц скелета. Система воле человека.
ВНС важна для регулирования функционирования внутренних органов. Ее центры в стволовой части головного мозга. Система не подчиняется воле человека. По анатомии и физиологии она разделена на 3 части:
- симпатическая – активизируется при интенсивной работе с энергетическими затратами;
- парасимпатическая – отвечает за восстановление энергетических запасов при отдыхе, во сне;
- метасимпатическая – отвечает за передачу центральных влияний, интеграцию.
Структура нервной системы
Единичным элементом физиология нервной системы человека считает нервную клетку, называемую нейроном. У нее 3 части:
- тело;
- дендриты (короткие отростки) – сильное ветвление, образование с другими клетками синапсов для того, чтобы передавать нервные импульсы;
- аксон (длинный отросток) – после тела идет аксонный холмик, который создаёт нервный импульс, проходящий к другим клеткам.
Аксоны участвуют в транспортировке веществ – белков, медиаторов, органелл. Их продвижение к окончанию отростка называется аксонным транспортом. Он может быть быстрым или медленным.
У нейронов определенные функции:
- восприятие нервных импульсов, передаваемых рецепторами, прочими нервными клетками;
- генерирование своих импульсов;
- передача возбуждения от одной к другой нервной клетке (органу).
По функционалу выделяют 3 группы нейронов:
- афферентные (сенсорные, центростремительные);
- эфферентные (моторные, эффекторные, двигательные, центробежные);
- ассоциативные (вставочные, интернейроны).
ЦНС включает глиальные клетки – 50% объема мозга. С нейронами их разделяют межклеточные щели, создающие межклеточное пространство, внутри которого жидкость.
Функционал ЦНС
У системы несколько функций:
- Интеграция – совмещение отдельных элементов организма, таких как клетки, ткани, органы и их системы, и обеспечение согласованной их работы;
- Координация деятельности всех органов в теле человека;
- Регуляция всех процессов в организме, в том числе обеспечение различных видов его деятельности за счет изменения в функционировании определенных органов;
- Регуляция трофики и активности процессов обмена тканей. Это формирует реакции в соответствии с внутренними и внешними изменениями;
- Приспосабливание (затрагивает работу отдельных органов и систем) к изменяющейся внешней среде. ЦНС связывает ее с организмом, синтезируя и анализируя информацию, поставляемую сенсорными системами. Приспособление обеспечивается также регуляцией поведения;
- Становление ненаправленного поведения. Такую функцию ЦНС обуславливает доминирующая потребность.
Рефлекторная регуляция
Жизнедеятельность организма и отдельных его элементов приспосабливается к изменяющимся окружающим условиям. Такой процесс называется регуляцией. Если ее обуславливают нервная и гормональная системы в тандеме, то она является нервно-гормональной.
Работа ЦНС базируется на рефлексе – реакции на раздражитель. Он осуществляется благодаря его морфологической основе – рефлекторной дуге. Для ее образования нужны все 3 вида нервных клеток, их объединение называется нейронными цепями.
Формирование рефлекторной дуги является цепочкой взаимодействий. Периферия и внутренние органы включают рецепторные нервные клетки. Их дендриты кооперируются с рецепторами, аксоны которых контактируют со вставочными нейронами в ЦНС. Следующие в цепочки эффекторные клетки, их аксоны ведут к органу-исполнителю.
Рефлекторная дуга включает 5 звеньев:
- рецептор – воспринимает раздражение;
- афферентное (центростремительное) звено – является рецепторной нервной клеткой, промежуточным проводником возбуждения;
- нервный цент – принимает импульсы, анализирует, синтезирует информацию;
- эфферентное (центробежное) звено – передает сформированный алгоритм действий;
- эффектор, являющийся рабочим органом, получает данные и выполняет свою работу.
Промежуток между началом действия раздражителя и возникновением реакции-ответа – время рефлекса. Есть 2 группы рефлексов:
- Безусловные. Передаются по наследству, базой служат рефлекторные дуги, которые уже образованы. Такие реакции считаются видоспецифичными (есть у всех организмов данного вида) и постоянными, являются следствием адекватного раздражения рецепторов;
- Условные. Их организм получает при жизни, они индивидуальны. Они базируются на рефлекторных дугах безусловных рефлексов, но основным проводником служат вновь образованные рефлекторные дуги. В коре больших полушарий временно возникает связь между этими морфологическими основами.
У рефлексов разные биологические роли. По такому принципу выделяют несколько их классов:
- пищевой;
- половой;
- оборонительный (защитный);
- ориентировочный;
- локомоторный.
Отличается и локализация рецепторов, потому есть рефлексы:
- экстероцептивные (температура, вкус, зрение, слух, тактильные ощущения);
- интероцептивные (сосуды, сердце, желудок, кишечник);
- проприоцептивные (мышцы, сухожилия).
В реализацию рефлексов вовлечены нервные клетки. По их локализации выделяют следующие рефлексы:
- бульбарные;
- кортикальные;
- мезэнцефальные;
- спинальные;
- периферический (головной и спинной мозг не вовлечены).
В реализацию рефлексов вовлечены железы внутренней секреции и гормоны. Процесс обеспечивается целостностью рефлекторного кольца (рефлекторная дуга с обратной афферентацией). При выпадении любого звена рефлекса не будет.
Свойства нервных центров
Комплекс нейронов в ЦНС называется нервным центром. Для синтеза сложной адаптивной реакции элементы разных участков системы объединяются. У нервных центров несколько свойств:
- возбуждение только в одном направлении от рецептора к эффектору;
- возбуждение передается медленнее, чем передача импульсов по нервным волокнам, что связано со сложностью рефлекса и количества включенных в процесс нейронов;
- возможно временное или пространственное слияние возбуждений – в первом случае импульсы поступают через один синапс, во втором через разные;
- непрерывный тонус, обусловленный постоянным приемом конкретного количества импульсов;
- чувствительность к дефициту кислорода, химическим веществам;
- возможность быстрого утомления – когда центр долго активен, число постсинаптических потенциалов сокращается;
- пластичность, проявляющаяся возможным ростом функциональных возможностей.
Координационная функция ЦНС и ее принципы
Координационной деятельностью (функцией) налаживается взаимосвязь нервных центров, выстраивание и торможение в структурах нейронов. Это одна из важнейших функций ЦНС с рядом принципов:
- реципрокности – антагонистические группы нейронов взаимно тормозятся;
- конвергенции (общего конечного пути) – в конвергентной цепи нервных клеток, на одной из них сходятся (конвергируют) асконы из ряда других нейронов;
- индукции – торможение сменяет возбуждение и наоборот;
- общего конечного пути – аксоны массы нейронов конвергируют на эфферентной нервной клетке, конечной в нервной цепи и запускающей одну и ту же реакцию;
- дивергенции – в дивергентной цепи у каждой нервной клетки есть ветвящийся аксон, в свою очередь каждая такая ветвь создаёт синапс с другим нейроном, в результате сигналы широко распространяются, а центры с разных уровней ЦНС быстро включаются в реакцию-ответ;
- обратной афферентации (связи) – данные о производимой реакции могут передаваться через афферентные волокна в запустивший ее нервный центр;
- доминанты – функционал нервных центров подчиняется стойкому доминирующему очагу возбуждения в ЦНС.
ЦНС координирует различные процессы. От них зависит, будут использоваться принципы координации по отдельности или в совокупности.
Строение головного мозга
Черепная коробка содержит головной мозг, у которого 3 оболочки. Средний вес органа у взрослого человека 1,3 — 1,35 кг. Состоит он из нескольких частей:
- 2 полушария, которые соединяет мозолистое тело – спайка нервных волокон;
- промежуточный мозг;
- средний мозг;
- задний мозг;
- продолговатый мозг.
Кора головного мозга является высшим отделом нервной системы человека. Его деятельность рефлекторна, но проходящие через него и образованные без его участия рефлексы различаются. Для осуществления безусловных рефлексов участие коры может не требоваться.
Анатомия и физиология спинного мозга
Спинной мозг у человека расположен в так называемом позвоночном канале и слегка сплющен. Его средняя длина у взрослых людей 41 — 45 см. Сверху он плавно переходит в продолговатый мозг, снизу заострен. Это мозговой конус (II поясничный позвонок) с отходящей вниз терминальной нитью – нижней частью спинного мозга, которая атрофирована.
У органа есть шейное и поясничное утолщения, в этих местах из него выходят нервы к конечностям. Внутри серое вещество, окруженное белым. Серое вещество выступает тремя парными столбами, называемыми рогами.
От спинного мозга идут нервы, всего 31 пара. Каждая исходит от участка, называемого сегментом спинного мозга. У органа 2 функции:
- рефлекторная – существует благодаря безусловным рефлексам;
- проводниковая – обеспечивают восходящие и нисходящие пути, группирующие отдельные сегменты органа вместе, с головным мозгом.
Значение нервной системы
Роль нервной системы в организме велика:
- объединение органов и систем;
- регуляция их функционала;
- связывание организма и окружающей среды, адаптация к ее условиям;
- обеспечение материальной базы психической.
Физиология нервной системы человека включает множество взаимосвязанных элементов. Их совокупность необходима для регуляции работы всех органов и систем организма, координации их функций и обеспечения согласованной деятельности.