Строение ЦНС, её функции

Центральная нервная система — это головной и спинной мозг, а периферическая — отходящие от них нервы и нервные узлы, расположенные за пределами черепа и позвоночника.

Спинной мозг

Спинной мозг наиболее древний отдел ЦНС позвоночных, появившийся у ланцетника еще до сформирования головного мозга. Поэтому он более, чем другие отделы ЦНС, сохранил черты древней организации.

Он представляет собой цилиндрический тяж 42−45 см длиной, шириной около 1 см, проходит в позвоночном канале. В центре спинного мозга проходит узкий спинномозговой канал, заполненный жидкостью. Вокруг этого канала находится серое вещество (нервные клетки) в виде бабочки. Серое вещество окружено белым веществом (длинные отростки нейронов — аксоны).

Передние «крылья» серого вещества — передние рога (находятся двигательные нейроны, от них отходят аксоны).

Задние «крылья» — задние рога (находятся вставочные нейроны — связь между чувствительными и двигательными).

Боковые рога (находятся чувствительные нейроны, которые лежат вне тяжа, в спинно-мозговых узлах по ходу чувствительных нейронов).

К задним рогам подходят задние корешки — аксоны чувствительных нейронов. Через низ возбуждение передается с периферии в спинной мозг.

К передним рогам — передние корешки — аксоны двигательных нейронов. Через них возбуждение передается от спинного мозга к мышцам.

В межпозвоночных отверстиях двигательные и чувствительные корешки соединяются, образуя смешанные нервы (31, т.к. в спинном мозге — 31 сегмент).

Белое вещество спинного мозга образует проводящие пути, которые тянутся вдоль спинного мозга, соединяя как отдельные его сегменты друг с другом, так и спинной мозг с головным.

• 1. Восходящие или чувствительные — передают возбуждение в головной мозг.
• 2. Нисходящие или двигательные — от головного мозга к спинному.

Спинной мозг расположенв позвоночном канале. Он имеет вид трубки длиной около 45 см и диаметром 1 см, отходящей от головного мозга, с полостью — центральным каналом, заполненным спинномозговой жидкостью.

На поперечном разрезе 48 видно, что спинной мозг состоит из белого (снаружи) и серого (внутри) вещества. Серое вещество состоит из тел нервных клеток и имеет на поперечном срезе форму бабочки, от расправленных «крыльев» которой отходят два передних и два задних рога. В передних рогах находятся мотонейроны, от которых отходят двигательные нервы. Задние рога включают нервные клетки, к которым подходят чувствительные волокна задних корешков. Соединяясь между собой, передние и задние корешки образуют 31 пару смешанных (двигательных и чувствительных) спинномозговых нервов. Каждая пара нервов иннервирует определенную группу мышц и соответствующий участок кожи.

Белое вещество образовано отростками нервных клеток (нервными волокнами), объединенными в проводящие пути. Среди них выделяют волокна, соединяющие участки спинного мозга на различных уровнях, двигательные нисходящие волокна, идущие из головного мозга в спинной мозг на соединение с клетками, дающими начало передним двигательным корешкам, и чувствительные восходящие волокна, которые частично являются продолжением волокон задних корешков, частично отростками клеток спинного мозга и восходят к головному мозгу.

Спинной мозг выполняет две важные функции: рефлекторную и проводящую. В сером веществе спинного мозга замыкаются рефлекторные пути многих двигательных реакций, например коленного рефлекса. Он проявляется в том, что при постукивании по сухожилию четырехглавой мышцы бедра у нижней границы надколенника происходит рефлекторное разгибание ноги в коленном суставе. Это объясняется тем, что при ударе по связке мышца натягивается, в ее нервных рецепторах возникает возбуждение, которое по центростремительным нейронам передается в серое вещество спинного мозга, переходит на центробежные нейроны и через их длинные отростки на мышцы-разгибатели. В коленном рефлексе участвуют два вида нейронов — центростремительные и центробежные. В большинстве рефлексов спинного мозга участвуют и вставочные нейроны. В спинной мозг вступают чувствительные нервы от рецепторов кожи, двигательного аппарата, кровеносных сосудов, пищеварительного тракта, выделительных и половых органов. Центростремительные нейроны посредством вставочных нейронов связываются с центробежными — двигательными нейронами, которые иннервируют все скелетные мышцы (за исключением мышц лица). В спинном мозге расположены и многие центры вегетативной иннервации внутренних органов.

Проводниковая функция. Центростремительные нервные импульсы по проводящим путям спинного мозга передают в головной мозг информацию об изменениях во внешней и внутренней среде организма. По нисходящим путям импульсы от головного мозга передаются к двигательным нейронам, которые вызывают или регулируют деятельность исполнительных органов.

Деятельность спинного мозга у млекопитающих и человека подчинена координирующим и активирующим влияниям вышележащих отделов центральной нервной системы. Поэтому рефлексы, присущие самому спинному мозгу, можно изучить в «чистом виде» только после отделения спинного мозга от головного, например у спинальной лягушки. Первым следствием перерезки или травмы спинного мозга является спинальный шок (удар, потрясение), который длится у лягушки 3−5 мин, у собаки — 7−10 суток. При травме или ранении, вызвавших нарушение связи спинного и головного мозга, спинальный шок у человека длится — 3−5 месяцев. В это время все спинальные рефлексы исчезают. Когда шок проходит, то простые спинномозговые рефлексы восстанавливаются, но пострадавший остается парализованным, превращается в инвалида.

Головной мозг человека (лат. encephalon) является органом центральной нервной системы, состоящей из множества взаимосвязанных между собой нервных клеток и их отростков.

Головной мозг человека занимает почти всю полость мозгового отдела черепа, кости которого защищают головной мозг от внешних механических повреждений. B процессе роста и развития головной мозг принимает форму черепа. Внешне мозг напоминает студенистую массу желтоватого цвета, поэтому в древности считали, что это вещество, которое охлаждает кровь, и при бальзамировании трупов его не хранили.

Масса мозга Масса мозга нормальных людей колеблется от 1000 до более чем 2000 граммов, что в среднем составляет приблизительно 2% массы тела. Мозг мужчин имеет массу в среднем на 100−150 граммов больше, чем мозг женщин^[1]. Широко распространено мнение, что от массы мозга зависят умственные способности человека: чем больше масса мозга, тем одарённее человек. Однако очевидно, что это далеко не всегда так^[2]. Например, мозг И. С. Тургенева весил 2012 г., а мозг Анатоля Франса — 1017 г. Самый тяжелый мозг — 2850 г. — был обнаружен у индивида, который страдал эпилепсией и идиотией^[3]. Мозг его в функциональном отношении был неполноценным. Итак, прямой зависимости между массой мозга и умственными способностями отдельного индивида нет. Однако на больших выборках в многочисленных исследованиях обнаруживается положительная корреляция между массой мозга и IQ, а также между массой определенных отделов мозга и различными показателями когнитивных способностей^[4][5].

Степень развития мозга может быть оценена, в частности, по соотношению массы спинного мозга к головному. Так, у кошек оно — 1:1, у собак — 1:3, у низших обезьян — 1:16, у человека — 1:50. У людей верхнего палеолита мозг был заметно (на 10−12%) крупнее мозга современного человека^[6] — 1:55—1:56.

Оболочки головного мозга Головной мозг, как и спинной, покрыт тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой.

Мягкая, или сосудистая, оболочка головного мозга (лат. pia mater encephali) непосредственно прилегает к веществу мозга, заходит во все борозды, покрывает все извилины. Состоит она из рыхлой соединительной ткани, в которой разветвляются многочисленные сосуды, питающие мозг. От сосудистой оболочки отходят тоненькие отростки соединительной ткани, которые углубляются в массу мозга.

Паутинная оболочка головного мозга (лат. arachnoidea encephali) — тоненькая, полупрозрачная, не имеет сосудов. Она плотно прилегает к извилинам мозга, но не заходит в борозды, вследствие чего между сосудистой и паутинной оболочками образуются подпаутинные цистерны, наполненные спинномозговой жидкостью, за счет которой и происходит питание паутинной оболочки. Самая большая, мозжечково-продолговатая цистерна, размещена сзади четвёртого желудочка, в неё открывается срединное отверстие четвёртого желудочка; цистерна боковой ямки лежит в боковой борозде большого мозга; межножковая — между ножками мозга; цистерна перекресток — в месте зрительной хиазмы (перекресток).

Твёрдая оболочка головного мозга (лат. dura mater encephali) — это надкостницы для внутренней мозговой поверхности костей черепа. В этой оболочке наблюдается наивысшая концентрация болевых рецепторов в организме человека, в то время как в самом мозге болевые рецепторы отсутствуют.

Твердая мозговая оболочка построена из плотной соединительной ткани, выстланной изнутри плоскими увлажненными клетками, плотно срастается с костями черепа в области его внутренней основы. Между твердой и паутинной оболочками находится субдуральное пространство, заполненное серозной жидкостью.

Строение головного мозга.

Строение головного мозга человека Объём человеческого мозга составляет 91−95% ёмкости черепа. В головном мозге различают пять отделов: продолговатый мозг; задний, включающий в себя мост и мозжечок, эпифиз; средний; промежуточный и передний мозг, представленный большими полушариями. Наряду с приведённым выше делением на отделы, весь мозг разделяют на три большие части:

• · Полушария большого мозга; (передний мозг, промежуточный)
• · Мозжечок;
• · Ствол мозга. (продолговатый, средний, промежуточный)

Кора большого мозга покрывает два полушария головного мозга: правое и левое.

От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов, из которых зрительные, слуховые и обонятельные являются чувствительными нервами, проводящими возбуждение от рецепторов соответствующих органов чувств в головной мозг. Остальные, за исключением чисто двигательных нервов, иннервирующих мышцы глаз, являются смешанными нервами.

12 пар черепно-мозговых нервов.

Продолговатый мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции. Из продолговатого мозга и моста выходят восемь пар черепно-мозговых нервов (с V по XII пары). По чувствительным нервам продолговатый мозг получает импульсы от рецепторов кожи головы, слизистых оболочек рта, носа, глаз, гортани, трахеи, а также от рецепторов сердечнососудистой и пищеварительной систем, от органа слуха и вестибулярного аппарата. В продолговатом мозге находится дыхательный центр, обеспечивающий акт вдоха и выдоха. Центры продолговатого мозга, иннервирующие дыхательные мышцы, мышцы голосовых связок, языка и губ, играют важную роль в формировании речи. Через продолговатый мозг осуществляются рефлексы мигания ресниц, слезоотделения, чихания, кашля, глотания, отделения пищеварительных соков, регуляция работы сердца и просвета кровеносных сосудов. Продолговатый мозг принимает участие и в регуляции тонуса скелетных мышц. Через него осуществляется замыкание разнообразных нервных путей, соединяющих центры переднего мозга, мозжечка и промежуточного мозга со спинным. На работу продолговатого мозга влияют импульсы, поступающие от коры больших полушарий, мозжечка и подкорковых ядер.

Мозжечок расположен позади продолговатого мозга и имеет два полушария и среднюю часть. Он состоит из серого вещества, расположенного снаружи, и белого вещества — внутри. Многочисленными нервными путями мозжечок связан со всеми отделами центральной нервной системы. При нарушении функций мозжечка наблюдается падение тонуса мышц, неустойчивые движения, дрожание головы, туловища и конечностей, нарушение координации, плавности, движений, расстройства вегетативных функций — желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы и др.

Средний мозг играет важную роль в регуляции мышечного тонуса, в осуществлении установочных рефлексов, благодаря которым возможны стояние и ходьба, в проявлении ориентировочного рефлекса.

Промежуточный мозг состоит из зрительных бугров (таламус) и подбугровой области (гипоталамус). Зрительные бугры регулируют ритм корковой активности и участвуют в образовании условных рефлексов, эмоций и т. д. Подбугровая область связана со всеми отделами центральной нервной системы и с железами внутренней секреции. Она является регулятором обмена веществ и температуры тела, постоянства внутренней среды организма и функций пищеварительной, сердечно-сосудистой, мочеполовой систем, а также желез внутренней секреции.

Сетчатое образование или ретикулярная формация — это скопление нейронов, образующее с их отростками густую сеть, расположенное в глубоких структурах продолговатого, среднего и промежуточного мозга (ствола мозга). Все центростремительные нервные волокна дают в стволе мозга ответвления в сетчатое образование.

Ретикулярная формация оказывает активирующее воздействие на кору головного мозга, поддерживая состояние бодрствования и концентрируя внимание. Разрушение ретикулярной формации вызывает глубокий сон, а раздражение ее — пробуждение. Кора больших полушарий регулирует активность сетчатого образования.

Большие полушария головного мозга появились на сравнительно поздних ступенях эволюционного развития животного мира (см. раздел «Зоология»).

У взрослого человека большие полушария составляют 80% массы головного мозга. Кора толщиной от 1,5 до 3 мм покрывает поверхность мозга площадью от 1450 до 1700 см²; в ней насчитывается от 12 до 18 млрд. нейронов, расположенных в шести слоях лежащих друг над другом нервных клеток разных категорий. Больше 2/3 поверхности коры скрыто в глубоких бороздах. Белое вещество, расположенное под корой, состоит из нервных волокон, соединяющих различные участки коры с другими отделами головного мозга и со спинным мозгом. В белом веществе правого и левого полушарий, соединенных между собой перемычкой из нервных волокон, находятся скопления серого вещества — подкорковые ядра, через которые происходит передача возбуждений в кору и из нее. Три главные борозды — центральная, боковая и теменно-затылочная — делят каждое полушарие на четыре доли: лобную, теменную, затылочную и височную. По особенностям клеточного состава и строения кору больших полушарий разделяют на ряд участков, называемых корковыми полями. Функции отдельных участков коры неодинаковы. Каждому рецепторному аппарату на периферии соответствует в коре область, которую И. П. Павлов назвал корковым ядром анализатора.

Зрительная зона расположена в затылочной доле коры, В нее поступают импульсы от сетчатки глаза, она осуществляет различение зрительных раздражений. При повреждении затылочной доли коры человек не различает окружающих предметов, теряет способность ориентироваться с помощью зрения. Глухота возникает при разрушении височной области, где расположена слуховая зона. На внутренней поверхности височной доли каждого полушария расположены вкусовая и обонятельная зоны. Ядерная зона двигательного анализатора расположена в переднецентральной и заднецентральной областях коры. Зона кожного анализатора занимает заднецентральную область. Наибольшую площадь занимает корковое представительство рецепторов кисти и большого пальца руки, голосового аппарата и лица, наименьшую — представительство туловища, бедра и голени.

Кора больших полушарий выполняет функцию высшего анализатора сигналов от всех рецепторов тела и синтеза ответных реакций в биологически целесообразный акт. Она является высшим органом координации рефлекторной деятельности и органом приобретения и накопления индивидуального жизненного опыта, образования временных связей — условных рефлексов.

Проводящие пути головного мозга связывают его части между собой, а также со спинным мозгом, так что вся центральная нервная система функционирует как единое целое.

Положения ядер 12 черепных нервов.