головной мозг спинной мозг и нервы образуют какую систему
Строение нервной системы. Спинной мозг и головной мозг
Урок 42. Подготовка к ЕГЭ по биологии
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Строение нервной системы. Спинной мозг и головной мозг»
Нервная ткань состоит из клеток, называемых нейронами, которые соединены между собой отростками. Связь между нервными клетками происходит путём генерирования и передачи нервного импульса.
Анатомически, то есть по месторасположению, нервная система делится на две части: центральную нервную систему, сокращённо (ЦНС) и периферическую.
Центральная включает в себя головной мозг и спинной мозг. Эти отделы представлены скоплениями нервных клеток, образуя нервные центры.
Периферическая нервная система состоит из нервов, нервных узлов и нервных окончаний.
Нерв ― это покрытая оболочкой структура, состоящая из пучка нервных волокон (главным образом, аксонов) и поддерживающей их нейроглии.
Нервы бывают трёх типов: чувствительные, двигательные и смешанные.
Чувствительные, проводят нервные импульсы от рецепторов к ЦНС.
Двигательные — проводят нервные импульсы из ЦНС к органам-исполнителям.
Смешанные проводят нервные импульсы в обоих направлениях.
Нервные узлы (ганглии) представляют собой скопления тел нейронов, расположенные вне пределов центральной нервной системы.
Физиологически, то есть по выполняемым функциям, нервную систему подразделяют также на два отдела: соматический и вегетативный (автономный).
Соматическая нервная система управляет работой скелетных мышц. Благодаря ей совершаются произвольные движения.
Вегетативная (автономная) нервная система регулирует работу внутренних органов. Эта часть нервной системы неподвластна нашей воле (например, желудок, сердце, почки функционируют независимо от желания человека) и работает автономно. Отсюда происходит и название этого отдела.
Нервная система человека функционирует на основе рефлексов.
Мысли и поступки рефлекторны и укладываются в схему: восприятие раздражения — обработка информации и ответная реакция.
Рефлекс — ответная реакция организма на воздействие из внешней или внутренней среды при участии нервной системы.
При этом нервный импульс, распространяемый по нейронам, проделывает определённый путь по нервной системе. Этот путь называется рефлекторной дугой.
Рефлекторная дуга соматического отдела нервной системы состоит из трёх нейронов.
Проследим прохождение нервного импульса. Например, если человек уколол палец, рецепторы кожи в ответ на раздражение сгенерируют нервный импульс, который начнёт свой путь по чувствительному нейрону. За чувствительным располагается вставочный нейрон, с которого раздражение передаётся на двигательный.
Таким образом, по чувствительным нейронам (тела которых располагаются в нервных узлах) нервный импульс передаётся в центральную нервную систему, где происходит обработка информации, а оттуда поступает сигнал рабочему органу выполнить команду.
В рефлекторной деятельности прохождение нервного импульса от мозга к органам является примером прямой связи. А от органов к мозгу — обратной.
Как мы уже сказали вегетативная (автономная) нервная система регулирует работу внутренних органов.
Функционально вегетативная (автономная) нервная система состоит из двух отделов: симпатического и парасимпатического. Благодаря этому информация, содержащая инструкции функционирования, поступает к органу двумя разными путями.
Симпатический отдел обеспечивает функционирование организма в стрессовых ситуациях, а парасимпатический — в состоянии покоя.
Симпатический отдел обеспечивает функционирование органов при напряжённой работе, а парасимпатический отдел — при обычной физиологической нагрузке.
Двигательная часть соматической нервной системы состоит из одного нейрона. А в вегетативной (автономной) нервной системе она представлена двумя нейронами.
Соединение нейронов при этом происходит в нервном узле, или ганглии. Поэтому нейрон, который расположен между мозгом и ганглием, называется преганглионарным, а нейрон, который соединяет нервный ганглий с органом исполнителем — постганглионарным.
Центральная часть нервной системы человека как мы уже сказали представлена спинным и головным мозгом.
Спинной мозг человека, как и всех позвоночных животных, находится в позвоночном канале. Представляет собой тяж белого цвета длиной 40-45 см, шириной от 1 до 1,5 см и массой около 35 грамм.
Он замыкает на себе большинство рефлексов и обеспечивает способность передвигаться.
Вверху спинной мозг переходит в нижний отдел головного мозга — продолговатый мозг, а внизу заканчивается на уровне первого-второго поясничного позвонка.
Спинной мозг не занимает целиком полость позвоночного канала: между стенками канала и мозгом остаётся пространство, заполненное жировой тканью, кровеносными сосудами, оболочками мозга и спинномозговой жидкостью, которая омывает спинной мозг и защищает его от толчков.
Снаружи мозг покрыт тремя оболочками: твёрдой, паутинной и мягкой.
На поверхности спинного мозга хорошо различимы две продольные борозды: передняя и задняя. Они разделяют его на симметричные половины — левую и правую.
От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов, которые разделяют его на сегменты. От каждого нерва к задней поверхности отходят задние корешки, а от передней к каждому нерву соответственно, передние.
Во внутреннем строении этого отдела центральной нервной системы хорошо различимы центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью и две отличающиеся по цвету части. В середине, вокруг спинномозгового канала расположено так называемое серое вещество, которое на поперечном срезе напоминает вид бабочки, а вокруг — белое.
Серое вещество представлено телами нейронов и короткими ветвящимися отростками — дендритами. А белое состоит из длинных неветвящихся аксонов, которые образуют нервные волокна.
В сером веществе различают передние и задние рога, а в грудном отделе и боковые.
Посмотрим направление прохождения нервного импульса соматического рефлекса. По чувствительному нейрону, который входит в спинной мозг в составе задних корешков, нервный импульс достигает вставочного нейрона, который полностью расположен в сером веществе. От него информация передаётся двигательному нейрону, тело которого расположено в передних рогах серого вещества, а отростки выходят из спинного мозга в составе передних корешков.
Далее нервный импульс поступает в смешанный спинномозговой нерв. Так он называется, потому что содержит в себе как чувствительные, так и двигательные нейроны. По смешанному спинномозговому нерву нервный импульс достигает органа-исполнителя.
Нервный импульс входит в спинной мозг через задние корешки и задние рога (по чувствительным нейронам), а выходит через передние рога и передние корешки (по двигательным нейронам).
Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функцию.
То есть проводит нервный импульс к головному мозгу и в обратном направлении.
Спинной мозг обеспечивает рефлекс. Если человек уколол неожиданно палец, то благодаря сложной системе взаимодействий в организме при непосредственном участии спинного мозга, он тотчас отдёрнет руку. Значит, рефлекторная функция спинного мозга заключается в том, что на нём замыкаются дуги рефлексов.
Однако, при сдаче крови в поликлинике во время укола, руку человек одёргивать не будет. Так как информация от рецепторов передаётся не только в спинной мозг, но и далее в головной, который её обрабатывает и в данной ситуации спускает инструкцию затормозить рефлекс спинного мозга на отдёргивание руки.
Таким образом, спинной мозг проводит нервный импульс к головному мозгу и в обратном направлении, выполняя проводниковую функцию.
Помимо спинного мозга к ЦНС относится и головной мозг.
Головной мозг располагается в черепе, кости которого защищают его от механических повреждений.
Внешне мозг напоминает желеобразную массу желтоватого цвета. Масса головного мозга человека составляет в среднем 1300-1400 грамм.
Как и спинной, головной мозг покрыт тремя оболочками: твёрдой, паутинной и мягкой.
Мягкая, или сосудистая, оболочка головного мозга 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.
Паутинная оболочка головного мозга — тоненькая, полупрозрачная, не имеет сосудов.
Твёрдая оболочка головного мозга — 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.
Так как в головном мозге очень активно осуществляются обмен веществ, он богато снабжён кровеносными сосудами, обеспечивающими его кислородом и питательными веществами.
Внутри головного мозга, как и спинного можно различить серое и белое вещество. Но расположение их отлично. Тела нейронов, которые образуют серое вещество находятся как на поверхности мозга, так и внутри него среди белого вещества, образуя ядра.
Головной мозг человека подразделяют на пять отделов: продолговатый, задний, средний, промежуточный, конечный.
Из них выделяют три крупных отдела: задний, средний, и передний.
Задний представлен продолговатым мозгом, мостом и мозжечком. А передний мозг состоит из промежуточного и конечного.
Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга, поэтому в их строении много общего. Только серое вещество у продолговатого мозга располагается отдельными скоплениями — ядрами.
Сходны и функции: рефлекторные и проводящие. Через ядра продолговатого мозга осуществляются многие рефлекторные процессы, например такие, как кашель, чихание, слезоотделение и др.
В ядрах продолговатого мозга расположены нервные центры, ответственные за акты глотания, работу пищеварительных желёз.
В продолговатом мозге лежат жизненно важные центры, участвующие в регуляции деятельности сердца и сосудов, а также дыхания (дыхательный центр).
Через мост проходят все восходящие и нисходящие пути, связывающие передний мозг со спинным мозгом, с мозжечком и другими структурами.
Над продолговатым мозгом находится мозжечок. Принципиально строение мозжечка повторяет строение всего мозга, откуда и появилось его название. Поверхность мозжечка (кора) представлена серым веществом и имеет складки, извилины и борозды.
Внутри мозжечка также имеются ядра — скопления серого вещества.
Мозжечок представляет собой мозговой центр, который имеет в высшей степени важное значение для координации и регуляции двигательной активности. Он работает рефлекторно, поддерживая равновесие тела и его ориентацию в пространстве.
Также в среднем мозге расположены важнейшие двигательные центры, участвующие вместе с мозжечком в координации позы тела и поддержании тонуса мышц.
Промежуточный мозг состоит из верхней части — таламуса, или зрительных бугров и нижней части — гипоталамуса.
Таламус обрабатывает все виды информации, поступающей из органов чувств, кроме обонятельной. Он принимает зрительную, осязательную, вкусовую и слуховую информацию. Также в таламусе расположены высшие центры болевой чувствительности.
Гипоталамус, выделяет особые нейрогормоны, которые оказывают влияние на работу гипофиза. Поэтому его можно назвать основным звеном нейрогуморальной регуляции функций организма.
В гипоталамусе расположены центры голода и жажды.
Большие полушария головного мозга человека разделены глубокой продольной щелью на две половины — левую и правую.
Левое и правое полушарие соединяет сплетение нервных волокон ― мозолистое тело. Благодаря нему происходит передача собранной информации из одного полушария в корковые и подкорковые структуры другого, что обеспечивает адекватный и своевременный ответ.
Полушарии головного мозга покрывает слой серого вещества, который называется кора головного мозга. Кора образует большое количество различных по глубине и протяжённости борозд, между которыми располагаются извилины.
Кора головного мозга состоит из огромного числа нейронов и обеспечивает высшую нервную деятельность человека. Число нейронов составляет от 10 до 11 миллиардов, что составляет большую часть нейронов всей центральной нервной системы человека.
Кора каждого полушария глубокими бороздами делится на доли: лобную, теменную, затылочную и височную. Функции коры связаны с различными долями.
Лобные доли обрабатывают информацию обо всех ощущениях. Здесь происходит их суммарный анализ и создаётся целостное представление об образе. Эту зону коры называют ассоциативной и именно с ней связана способность к обучению. Здесь же находятся центры, управляющие мышечными движениями.
Теменная доля связана с кожно-мышечной чувствительностью.
Затылочная обрабатывает информацию от органов зрения.
Строение центральной нервной системы (ЦНС)
Центральная нервная система (ЦНС) – основная часть нервной системы человека. Она состоит из двух отделов: головного мозга и спинного мозга. Основные функции нервной системы –контролировать все жизненно важные процессы в организме. Головной мозг отвечает за мышление, речь, координацию. Он обеспечивает работу всех органов чувств, начиная от простой температурной чувствительности и заканчивая зрением и слухом. Спинной мозг регулирует работу внутренних органов, обеспечивает координацию их деятельности и приводит тело в движение (под контролем головного мозга). Принимая во внимание множество функций ЦНС, клинические симптомы, позволяющие заподозрить опухоль головного или спинного мозга, могут быть чрезвычайно разнообразными: от нарушения поведенческих функций до невозможности осуществлять произвольные движения частями тела, нарушений функции тазовых органов.
Клетки головного и спинного мозга
Головной и спинной мозг состоят из клеток, чьи названия и характеристики определяются их функциями. Клетки, характерные только для нервной системы, – это нейроны и нейроглия.
Нейроны – это «рабочие лошадки» нервной системы. Они посылают и принимают сигналы от головного мозга и к нему через сеть взаимосвязей, столь многочисленных и сложных, что их совершенно невозможно подсчитать или составить их полную схему. В лучшем случае можно приблизительно сказать, что в мозгу находятся сотни миллиардов нейронов и во много раз больше связей между ними.
Мозговые клетки второго типа носят название нейроглии. В буквальном смысле это слово означает «клей, скрепляющий нервы» – таким образом, уже из самого названия видна вспомогательная роль этих клеток. Другая часть нейроглии содействует работе нейронов, окружая их, питая и удаляя продукты их распада. Нейроглиальных клеток в головном мозге гораздо больше, чем нейронов, и более половины опухолей головного мозга развивается именно из нейроглии.
Опухоли, возникающие из нейроглиальных (глиальных) клеток, в общем случае называют глиомами. Однако в зависимости от конкретного типа глиальных клеток, вовлеченных в опухоль, она может иметь то или иное специфическое название. Самые распространeнные глиальные опухоли у детей – мозжечковые и полушарные астроцитомы, глиомы ствола мозга, глиомы зрительныйх путей, эпендимомы и ганглиоглиомы. Виды опухолей подробнее описаны в этой статье.
Строение головного мозга
Рисунок 2. Строение головного мозга
Если посмотреть на головной мозг сверху и сбоку, то мы увидим правое и левое полушария, между которыми располагается разделяющая их большая борозда — межполушарная, или продольная щель. В глубине мозга находится мозолистое тело – пучок нервных волокон, соединяющий две половины мозга и позволяющих передавать информацию от одного полушария к другому и обратно. Поверхность полушарий изрезана более или менее глубоко проникающими щелями и бороздами, между которыми расположены извилины.
Складчатую поверхность головного мозга называют корой. Ее образуют тела миллиардов нервных клеток, из-за их темного цвета вещество коры получило название «серое вещество». Кору можно рассматривать как карту, где разные участки отвечают за различные функции головного мозга. Кора покрывает правое и левое полушария головного мозга.
Рисунок 3. Строение полушария головного мозга
Несколько больших углублений (борозд) делят каждое полушарие на четыре доли:
Лобные доли обеспечивают «творческое», или абстрактное, мышление, выражение эмоций, выразительность речи, контролируют произвольные движения. В значительной мере отвечают за интеллект и социальное поведение человека. В числе их функций – планирование действий, расстановка приоритетов, концентрация внимания, воспоминания и контроль над поведением. Повреждение передней части лобной доли может привести к агрессивному асоциальному поведению. В задней части лобных долей находится моторная (двигательная) зона, где определенные области управляют разными видами двигательной активности: глотанием, жеванием, артикуляцией, движениями рук, ног, пальцев и т.д.
Теменные доли ответственны за чувство осязания, восприятие давления, боли, тепла и холода, а также за вычислительные и речевые навыки, ориентацию тела в пространстве. В передней части теменной доли располагается так называемая сенсорная (чувствительная) зона, куда сходится информация о влиянии окружающего мира на наше тело от болевых, температурных и других рецепторов.
Височные доли в значительной мере отвечает за память, слух и способность воспринимать устную или письменную информацию. В них также есть и дополнительные сложные объекты. Так, миндалевидные тела (миндалины) играют важную роль в возникновении таких состояний, как волнение, агрессия, страх или гнев. В свою очередь, миндалины связаны с гиппокампом, который содействует формированию воспоминаний из пережитых событий.
Затылочные доли – зрительный центр мозга, анализирующий информацию, которая поступает от глаз. Левая затылочная доля получает информацию из правого поля зрения, а правая – из левого. Хотя все доли больших полушарий отвечают за определенные функции, они не действуют в одиночку, и ни один процесс не связан только с одной определенной долей. Благодаря огромной сети взаимосвязей в головном мозге всегда существует коммуникация между разными полушариями и долями, а также между подкорковыми структурами. Мозг функционирует как единое целое.
Мозжечок – структура меньшего размера, которая располагается в нижней задней части мозга, под большими полушариями, и отделен от них отростком твердой мозговой оболочки – так называемым наметом мозжечка или палаткой мозжечка (тенториумом). По размеру он приблизительно в восемь раз меньше переднего мозга. Мозжечок непрерывно и автоматически осуществляет тонкое регулирование координации движений и равновесия тела.
Вдоль всего ствола мозга проходит ретикулярная формация (или ретикулярная субстанция) – структура, которая отвечает за пробуждение от сна и за реакции возбуждения, а также играет важную роль в регуляции мышечного тонуса, дыхания и сердечных сокращений.
Промежуточный мозг располагается над средним мозгом. В его состав входят, в частности, таламус и гипоталамус. Гипоталамус – это регуляторный центр, участвующий во многих важных функциях организма: в регуляции секреции гормонов (включая гормоны расположенного поблизости гипофиза), в работе автономной нервной системы, процессах пищеварения и сна, а также в контроле температуры тела, эмоций, сексуальности и т.п. Над гипоталамусом расположен таламус, который обрабатывает значительную часть информации, поступающей к головного мозгу и идущей от него.
Мозговые оболочки питают, защищают головной и спинной мозг. Располагаются тремя слоями друг под другом: сразу под черепом находится твердая оболочка (dura mater), имеющая наибольшее количество болевых рецепторов в организме (в мозге их нет), под ней паутинная (arachnoidea), и ниже – ближайшая к мозгу сосудистая, или мягкая оболочка (pia mater).
Спинномозговая (или цереброспинальная) жидкость – это прозрачная водянистая жидкость, которая формирует еще один защитный слой вокруг головного и спинного мозга, смягчая удары и сотрясения, питая мозг и выводя ненужные продукты его жизнедеятельности. В обычной ситуации ликвор важен и полезен, но он может играть и вредную для организма роль, если опухоль головного мозга блокирует отток ликвора из желудочка или если ликвор вырабатывается в избыточном количестве. Тогда жидкость скапливается в головном мозге. Такое состояние называют гидроцефалией, или водянкой головного мозга. Поскольку внутри черепной коробки свободного места для лишней жидкости практически нет, возникает повышенное внутричерепное давление (ВЧД).
У ребёнка могут возникнуть головные боли, рвота, нарушения координации движений, сонливость. Нередко именно эти симптомы и становятся первыми наблюдаемыми признаками опухоли головного мозга.
Строение спинного мозга
Спинной мозг – это фактически продолжение головного мозга, окруженное теми же оболочками и спинномозговой жидкостью. Он составляет две трети ЦНС и является своего рода проводящей системой для нервных импульсов.
Рисунок 4. Строение позвонка и расположение спинного мозга в нем
[1] Отделы позвоночника обозначаются латинскими символами по начальным буквам соответствующих латинских названий.
Внутри каждого отдела позвонки пронумерованы.
Опухоль спинного мозга может образоваться в любом отделе –например, говорят, что опухоль обнаружена на уровне С1-С3 или на уровне L5. Вдоль всего позвоночного столба от спинного мозга отходят спинномозговые нервы в количестве 31 пары. Они связаны со спинным мозгом через нервные корешки и проходят через отверстия в позвонках к различным частям тела.
При опухолях спинного мозга возникают нарушения двух видов. Локальные (очаговые) симптомы – боль, слабость или расстройства чувствительности – связаны с ростом опухоли в конкретной области, когда этот рост затрагивает кость и/или корешки спинномозговых нервов. Более общие нарушения связаны с нарушением передачи нервных импульсов через затронутую опухолью часть спинного мозга. Может возникнуть слабость, потеря чувствительности или управления мышцами в той области тела, которая управляется спинным мозгом ниже уровня опухоли (паралич или парез). Возможны нарушения мочеиспускания и дефекации (опорожнения кишечника).
Во время операции по удалению опухоли хирургу иногда приходится удалять фрагмент внешней костной ткани (пластинку дуги позвонка, или дужку), чтобы добраться до опухоли.
Это может впоследствии спровоцировать искривление позвоночника, поэтому такой ребенок должен наблюдаться у ортопеда.
Локализация опухоли в ЦНС
Первичная опухоль головного мозга (то есть та, которая изначально родилась в данном месте и не является метастазом опухоли, возникшей в другом месте тела человека) может быть либо доброкачественной, либо злокачественной. Доброкачественная опухоль не прорастает в соседние органы и ткани, а растет, как бы отодвигая, смещая их. Злокачественное новообразование быстро растет, прорастая в соседние ткани и органы, и часто дает метастазы, распространяясь по организму. Первичные опухоли головного мозга, диагностируемые у взрослых, как правило, не распространяются за пределы ЦНС.
Дело в том, что доброкачественная опухоль, развивающаяся в другой части тела, может расти годами, не вызывая нарушения функции и не представляя угрозы для жизни и здоровья пациента. Рост же доброкачественной опухоли в полости черепа или спинномозговом канале, где мало места, быстро вызывает смещение структур мозга и появление угрожающих жизни симптомов. Удаление доброкачественной опухоли ЦНС также сопряжено с большим риском и не всегда возможно в полном объеме, учитывая количество и характер структур мозга, прилежащих к ней.
Первичные опухоли делят на низко- и высокозлокачественные. Для первых, как и для доброкачественных, характерен медленный рост и, в целом, благоприятный прогноз. Но иногда они могут перерождаться в агрессивный (высокозлокачественный) рак. Подробнее о видах опухолей мозга в статье.