Чтение онлайн

Из всех известных человеку систем его нервная система – самая сложная. Она содержит 50 млрд нервных клеток, объединенных в невероятно сложную сеть. В мозге находятся чувствительные центры, анализирующие изменения, которые происходят как во внешней, так и во внутренней среде. Мозг управляет всеми функциями организма, включая мышечные сокращения и секреторную активность желез.

Таким образом, нервная система выполняет две важнейшие функции. Первая из этих функций коммуникационная. С одной стороны, это передача различным нервным центрам информации, получаемой рецепторами, находящимися в коже, глазах, ушах, носу, рту и других органах; с другой – это проведение сигналов от нервных центров к железам и мышцам, что дает возможность адекватным и специфическим образом реагировать на те события во внешней среде, с которыми сталкивается организм. Эту двоякую функцию обеспечивает периферическая нервная система.

Второй важной функцией нервной системы, без которой теряет смысл и ее первая функция, является интеграция и переработка получаемой информации и программирование наиболее адекватной реакции. Эта функция принадлежит центральной нервной системе и включает широкий диапазон процессов – от простейших рефлексов на уровне спинного мозга до самых сложных мыслительных операций на уровне высших отделов головного мозга.

Функциональная и структурная единица нервной системы, приспособленная для осуществления приема, обработки, хранения, передачи и интеграции информации, – нейрон. Популяция нервных клеток почти полностью «укомплектована» уже к моменту рождения, и ни один из нейронов, если он отомрет, не замещается новым. Другая особенность нейронов – они ничего не продуцируют, не секретируют и не структурируют, единственная их функция – проведение нервной информации.

В нейроне различают тело и отростки разного типа (аксон и дендриты), выполняющие строго определенные функции. Тела нейронов образуют так называемое серое вещество. Одни нейроны (чувствительные) передают возбуждение от периферии к ЦНС, другие (двигательные) – проводят импульсы от ЦНС к рабочим органам – мышцам и железам. Отростки вставочных нейронов не выходят за пределы ЦНС. Там они образуют цепи, осуществляющие анализ вводной сенсорной информации, хранение опыта в виде памяти и формирование соответствующих нервных команд.

Большинство нервных волокон (отростков нейронов) покрыто оболочкой из миелина. Она с регулярными промежутками в 1–2 мм прерывается перетяжками, которые увеличивают скорость пробегания нервного импульса по волокну, позволяя ему «перепрыгивать» с одного перехвата на другой, вместо того чтобы постепенно распространяться вдоль волокна. Сотни и тысячи собранных в пучки аксонов образуют нервные пути, которые благодаря миелину имеют вид белого вещества. Скопление нервных волокон, покрытых соединительно-тканной оболочкой, называют нервом.

Важнейшее свойство нервных (а также мышечных) клеток – способность возбуждаться в ответ на действие раздражителя. Возбуждение способно распространяться, перемещаться из одного места клетки в другое и из одной клетки в другую. Обязательным признаком возбуждения является изменение электрического состояния поверхностной клеточной мембраны. Именно электрические явления обеспечивают проведение возбуждения в возбудимых тканях. Но в деятельности всех отделов нервной системы важную роль играет и процесс торможения, результатом которого является ослабление или подавление возбуждения.

Информация поступает в нервные центры, перерабатывается там и затем передается эффекторам (рабочим органам, например, мышцам) в виде нервных импульсов, пробегающих по нейронам и соединяющим их нервным путям. Независимо от того, какую информацию передают нервные импульсы, пробегающие по миллиардам нервных волокон, они ничем не отличаются друг от друга. Качественные различия между ними определяются не самими этими сигналами, а тем местом, куда они приходят: если это мышца, она будет сокращаться или растягиваться; если это определенная область мозга, в ней будет формироваться зрительный образ внешнего стимула или же сигнал подвергнется расшифровке в виде, например, звуков. Теоретически достаточно было бы изменить ход нервных путей, например, часть зрительного нерва в зону мозга, ответственную за расшифровку звуковых сигналов, чтобы заставить организм «слышать глазами».

Как же передается возбуждение? Нервные импульсы передают по дендритам и аксонам не сам внешний стимул как таковой и даже не его энергию. Внешний стимул лишь активирует соответствующие рецепторы, и эта активация преобразуется в энергию электрического потенциала, который создается на кончиках дендритов, образующих контакты с рецептором. Возникающий при этом нервный импульс можно грубо сравнить с огнем, бегущим вдоль бикфордова шнура, только почти сразу же после прохождения разряда потенциал нервного волокна восстанавливается.

От одной нервной клетки к другой импульс передается химическим путем с помощью особого вещества – посредника, или медиатора. Некоторые медиаторы всегда оказывают только возбуждающее действие (ацетилхолин, норадреналин), другие – только тормозное (ингибирующее – гамма-аминомасляная кислота), а третьи – в одних отделах нервной системы играют роль активаторов, а в других – ингибиторов.

Основной формой нервной деятельности являются рефлекторные акты. Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды организма, осуществляемая при посредстве ЦНС. Всем известны подошвенный, сосательный, зрачковый рефлексы. Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней или внутренней среды.

При воздействии на организм различных раздражителей в определенных рецепторах (нервных окончаниях) возникает процесс возбуждения. Оно передается в ЦНС, где происходит обработка поступивших сигналов, формирование соответствующей команды и передача импульса в исполнительный орган. В связи с тем что в любом рефлекторном акте принимают участие группы нейронов, передающие импульсы в различные отделы мозга, в рефлекторную реакцию вовлекается весь организм. Ведь если вы обожглись, то немедленно отдерните руку – это рефлекторная реакция. Но при этом не только сократятся мышцы руки, но изменится дыхание, деятельность сердечно-сосудистой системы, вы вскрикните. В ответную реакцию включается практически весь организм, поэтому рефлекторный акт – координированная реакция всего организма.

Между ЦНС и исполнительным органом существуют как прямые, так и обратные связи. Благодаря им мы можем не только судить о результатах действия, но и вносить поправки в нашу деятельность, исправлять допущенные ошибки.

Периферическая нервная система состоит из двух частей. Нервные сигналы от рецепторов и команды поперечнополосатой мускулатуре передаются соответственно по чувствительным и двигательным нервным путям. Эти два типа нервных путей обычно проходят в общих нервах и составляют соматическую нервную систему.

Она состоит из 31 пары спинномозговых нервов и 12 пар черепномозговых нервов. Спинномозговые нервы, корешки которых этажами располагаются вдоль всего спинного мозга, передают информацию, связанную с кожными рецепторами и мускулатурой туловища и конечностей. Черепномозговые нервы, берущие начало в том месте, где спинной мозг переходит в головной, передают сенсорные сигналы и команды, связанные с рецепторами и мышцами шеи и головы.

Вегетативная нервная система, ответственная за внутренние функции, состоит из двух параллельных, но антагонистических систем. Первая из них, называемая симпатической, образована нервными волокнами, выходящими из спинного мозга на уровне грудного и поясничного отделов. Эти волокна соединяются в двух лежащих вдоль позвоночника цепочках нервных узлов с волокнами, иннервирующими различные внутренние органы. Симпатическая система приводит организм в состояние «боевой готовности». Она вызывает учащение сердечного ритма, расширение артерий в мышцах, торможение функций пищеварительной системы, активацию потовых желез, а также влияет на деятельность некоторых эндокринных желез, заставляя их секретировать адреналин и норадреналин, активирующие мускулатуру.