Понятие строение и классификация нервной системы

1). Сила − способность нервных клеток сохранять нормальную работоспособность при значительном напряжении возбудительных и тормозных процессов. Считается, что лица с более сильной нервной системой, выносливее и стрессоустойчивее.

2). Подвижность – свойство нервной системы, выражающееся в способности быстрого перехода от одного процесса к другому. Лица с более подвижной нервной системой отличаются гибкостью поведения, быстрее приспосабливаются к новым условиям.

3). Уравновешенность – свойство нервной системы,  проявляющееся в одинаковой выраженности нервных процессов. Люди с более уравновешенной нервной системой характеризуются и более уравновешенным поведением.

Эти свойства легли  в основу типологии высшей нервной  деятельности, разработанной в экспериментах  с животными. Пpимeнительно к человеку концепция свойств нервной системы наиболее последовательно разработана в школе Б. М. Теплова.

В дальнейшем, в  связи с новыми методами исследования свойств нервной системы, в работах Б. М. Теплова, В. Д. Небылицына и их учеников, были существенно уточнены как структура основных свойств нервной системы, так и их нейрофизиологическое содержание, а также, стали известны еще несколько новых свойств.

− Динамичность − способность мозговых структур быстро генерировать возбудительные и тормозные процессы в ходе формирования условных реакций. Данное свойство лежит в основе обучаемости.

− Лабильность − свойство, выражающееся в скорости возникновения и прекращения нервных процессов. Более лабильные люди, например, значительно быстрее совершают моторные акты в единицу времени.

− Активированность – характеризует индивидуальный уровень реакции активации процессов возбуждения и торможения, что является основой мнемических способностей.

Нередко наблюдается  значительное несовпадение результатов  измерения свойств нервной системы в различных анализаторах. Каждый анализатор имеет свой собственный и относительно независимый уровень выраженности свойств. Это явление было названо В.Д. Небылицыным парциальностью.

Свойства нервной  системы, отличающиеся в разных мозговых структурах, названы частными, а представляющие собой сверханализаторные характеристики мозга – общими. Первоначально общие свойства связывали с функционированием передних лобных отделов мозга.

В настоящее время общепризнанным в науке считается наличие трёх уровней  свойств нервной системы:

1). Общие (системные) свойства нервной системы − представляют собой наиболее фундаментальные функциональные характеристики интеграции нервных процессов всего мозга. Они определяют индивидуальные различия в общеличностных характеристиках, таких как темперамент и общий интеллект.

2). Комплексно-структурные свойства нервной системы − особенности интеграции нервных процессов в отдельных структурах мозга (полушариях, лобных отделах, анализаторах, подкорковых структурах и т. д.). Большинство определяемых традиционными методами свойств нервной системы (или частных свойств) относятся к этой категории. Они определяют прежде всего специальные способности и отдельные черты личности.

3). Элементарные свойства нервной системы проявляются в особенностях интеграции нервных процессов в отдельных элементах нервной системы (нейронах), являются компонентами свойств более высокого порядка⁶.

Таким образом, нервная система регулирует работу всех  органов. Эта   регуляция   осуществляется   благодаря   тому,  что   спинной   и   головной   мозг  связаны   нервами   со   всеми   органами,  двусторонними   связями. От  органов  в центральную нервную систему поступают сигналы об их функциональном состоянии, а нервная система в свою очередь посылает сигналы к  органам, корректируя их функции  и  обеспечивая все процессы жизнедеятельности − движение, питание, выделение  и  другие. Кроме  того  нервная система обеспечивает координацию деятельности клеток, тканей,  органов   и  систем  органов, при  этом  организм функционирует как единое целое.

 

§3. Нейрон как структурно-функциональная единица нервной системы

Нейрон является основной морфофункциональной и структурной единицей нервной системы. Основная  функция   нейронов  − это переработка информации: получение, проведение и передача другим клеткам. Нейрон преобразует полученные сигналы, поступающие от рецепторов и нервных окончаний, перерабатывает их и, в форме нервных импульсов передаёт к эффекторным нервным окончаниям, контролирующим деятельность исполнительных органов (мышцы, клетки железы). Центральная нервная система человека включает в себя по разным подсчётам от 10 до 30 млрд. нейронов, различающихся по форме и функциям.

В нейроне различают четыре основные части, − сома (тело), дендриты, аксон, аксонные терминалии.

1). Сома (тело) представляет собой скопление клеточной плазмы, в которой располагается ядро – носитель генетической информации, рибосомы (внутриклеточные частицы, осуществляющие биосинтез белка), эндоплазматический ретикулум (место скопления рибосом). Размеры тела нейрона составляют приблизительно от 4 до 130 мкм.

2). Дендриты (дендритное дерево) – короткие протоплазматические отростки клетки, воспринимающие сигналы от других нейронов, рецепторных клеток или непосредственно от внешних раздражителей. Дендриты покрыты протоплазматическими шипиками (шипиковый аппарат), − место входа информации в нейрон.

3). Аксон – длинный протоплазматический отросток нервной клетки (нейрона), размером до 1 метра, проводящий нервные импульсы от тела клетки и дендритов к иннервируемым органам или другим нервным клеткам. Аксоны покрыты миелиновой оболочкой. Начальным сегментом аксона является аксонный холмик, он обладает наибольшей возбудимостью и местом генерации нервных импульсов. Пучок аксонов образует нервы. Аксон является местом выхода информации из клетки.

4).Аксонные терминалии – место разветвления аксона на концы. Аксонные терминалии являются местом контакта одного нейрона с другим либо с любой другой клеткой, − синапс.

Проведение нервных  импульсов в синапсах (передача информации с клетки на клетку) осуществляется с помощью медиатора (вещество − посредник). Медиатор вырабатывается в соме клетки. Эти вещества передаются в аксонные терминалии (синапс). Транспорт медиатора осуществляется по аксонам. Таким образом, аксонный транспорт – перемещение по аксону нервной клетки различного биологического материала.

Выделяют  следующие виды аксонного транспорта:

По скорости:

− быстрый транспорт (5 – 10 мм/час);

− медленный транспорт (1 – 3 мм /сутки);

По направлению:

−ортоградный транспорт – от сомы к аксонной терминалии:

−ретроградный транспорт – от аксонной терминалии к соме⁷;

 

§4. Классификация нейронов

1). По количеству отростков  (по строению):

− мультиполярные – нейроны, состоящие  из тела, нескольких отходящих от него дендритов и одного аксона;

− биполярные − нейроны,  состоящие из тела, одного аксона и одного дендрита;

− униполярные −  нейроны, в которых один отросток выполняет функцию и дендрита и аксона, воспринимающие возбуждение за счёт синапсов, расположенных на теле клетки, и передающие его по единственному отростку – аксону;

2). По схеме строения, выделяют: звездчатые, пирамидные, зернистые, корзинчатые и другие виды нейронов;

2). В зависимости от  выполняемых функций:

− сенсорные (чувствительные, аффекторные) – нейроны, расположенные на периферии,  пределах спинного и головного мозга, за образованиями, которые называются ганглиями (спинномозговыми узлами), они реагируют на раздражители, поступающие из внутренней и внешней среды, по ним информация предаётся в центральную нервную систему;

− вставочные (промежуточные) – нейроны, находящиеся в пределах центральной нервной системы, они осуществляют анализ входящей информации и передают её в соответствующие отделы спинного и головного мозга;

−мотонейроны (аффекторные, двигательные) −нейроны, расположенные внутри центральной нервной системы. Аксоны мотонейронов образуют  двигательные нервы;

3). По  модальности (особенности качественной чувствительности к раздражителям):

− моносенсорные – нейроны, реагирующие на один тип раздражителя (кванты света, звук);

− бисенсорные – нейроны, чувствительные к двум типам раздражителей;

− полисенсорные – нейроны, реагирующие на множество (более двух) раздражителей;

 4). Моносенсорные   нейроны подразделяют функционально  по   их   чувствительности  к разным  качествам  одного раздражителя:

−мономодальные – нейроны, реагирующие на одно качество одного раздражителя;

− бимодальные – нейроны, на два качества одного раздражения;

− полимодальные – нейроны, реагирующие на множество (боле двух) качеств одного раздражителя;

5). По активности:

−фоновоактивные – генерирующие нервные импульсы сами без раздражения;

−молчащие – генерирующие нервные импульсы только на раздражения;

В нервной системе  есть нейроны, не имеющие ни аксона, ни дендрита, такие клетки расположены в сетчатке глаза и называются амакриновые клетки⁸.

 

§5. Обмен  веществ и энергии в нейроне

Обмен   веществ   и   энергии (метаболизм)  – это совокупность физических, химических  и  физиологических процессов превращения  веществ   и   энергии  в организме человека и  обмен  веществами  и  энергией между организмом  и  окружающей средой.

Для поддержания  процессов жизнедеятельности  обмен   веществ   и   энергии  обеспечивает пластические и энергетические потребности организма. Это достигается за счет извлечения энергии из поступающих в организм питательных веществ и преобразования ее в формы макроэргических и восстановленных соединений.

Центром регуляции обмена веществ и энергии являются ядра гипоталамуса (отдел промежуточного мозга, которому принадлежит ведущая роль в регуляции многих функций организма, и прежде всего постоянства внутренней среды). Ядра гипоталамуса имеют непосредственное отношение к генерации чувства голода и насыщения, теплообмену, саморегуляции. В гипоталамусе имеются полисенсорные нейроны, реагирующие на изменения концентрации глюкозы, водородных ионов, температуры тела, осмотического давления, т. е. важнейших гомеостатических констант внутренней среды организма. В ядрах гипоталамуса осуществляется анализ состояния внутренней среды и формируются управляющие сигналы, которые посредством эфферентных систем приспосабливают ход метаболизма к потребностям организма.

Основной особенностью  обмена   веществ   в   нейроне  являются высокая скорость  обмена  и преобладание аэробных процессов разрушения органических веществ, осуществляющихся в присутствии свободного кислорода.

Нейроны способны воспринимать информацию,  перерабатывать  (кодировать)  ее, быстро   передавать   информацию   по   конкретным   путям,   организовывать взаимодействие  с  другими   нервными   клетками,   хранить   информацию и  генерировать  ее.

Нейрон содержит:

65 – 68 % − воды;

32 − 35 % − плотных веществ;

70% − белки;

Нуклеиновые кислоты  ДНК (дезоксирибонуклеиновая) и  РНК (рибонуклеиновая), обеспечивающие  хранение, воспроизведение и реализацию генетической (наследственной) информации, − 5%.

Белки  нейронов  служат для пластических  и  информационных целей. В ядре  нейрона  содержится ДНК, в цитоплазме преобладает РНК. Интенсивность  обмена  белков в ядре выше, чем в цитоплазме.

Деятельное  состояние нейронов сопровождается трофическими процессами − усилением в них синтеза белков. При различных воздействиях, вызывающих возбуждение нервных клеток, в том числе при мышечной тренировке, в их ткани значительно возрастает количества белка и рибонуклеиновых кислот, при тормозных же состояниях и утомлении нейронов содержание этих веществ уменьшается. В процессе восстановления оно возвращается к исходному уровню или превышает его.

Липиды  нейронов  служат энергетическим  и  пластическим материалом клеток. Присутствие в миелиновой оболочке  липидов обусловливает их высокое электрическое сопротивление. Обмен  липидов в нервной клетке происходит медленно; возбуждение  нейрона  приводит к уменьшению количества липидов. 

Углеводы  нейронов  являются основным источником  энергии  для них.

Глюкоза служит основным источником для обмена веществ. Для нормальной работы мозга требуется не менее 115 гр. в сутки. Глюкоза, поступая в нервную клетку, превращается в гликоген, который при необходимости под влиянием ферментов самой клетки превращается вновь в глюкозу.

Расщепление глюкозы идет преимущественно аэробным путем, чем объясняется высокая чувствительность нервных клеток к недостатку кислорода.  Аэробные   процессы   в   организме   происходят   в   присутствии   кислорода,  при   этом   различные   вещества  (в  основном гликоген и жиры)  распадаются   с   выделением   энергии. Увеличение в крови адреналина, активная деятельность организма приводят к увеличению потребления углеводов.