Физиология центральной и периферической нервной системы. Модальность

Одним из наиболее интересных показателей  нервной системы человека является ее изменчивость. В частности, это  характерно для головного мозга  человека. Он различается у мужчин и женщин, у различных рас, этнических групп и даже внутри одной семьи. Эти различия весьма устойчивы. Они сохраняются из поколения в поколение и могут быть важной характеристикой изменчивости мозга человека как биологического вида. Вес мозга у новорожденных составляет примерно 350 г, у взрослых мужчин он равен в среднем 1400 г, а у женщин – около 1250 г. Мозг достигает максимального веса между 18 и 30 годами. Удельный вес мозга с сосудами у человека равен приблизительно 1,03. Исследователи собрали колоссальный материал и обнаружили, что каждая раса имеет «свой» средний вес мозга: европеоидная – 1375 г, монголоидная – 1332 г, негроидная – 1244 г, австралоидная – 1185 г. Существует устойчивая весовая и анатомическая разница между мужским и женским мозгом. Вот средние показатели веса мозга в Европе: мужчины – 1375 г, женщины – 1245 г.³

Масса головного мозга  человека непостоянна. Она меняется на протяжении всей жизни. Сразу после рождения головной мозг постепенно увеличивается. У европейцев начала XX века он достигал максимальной массы к 20-летнему возрасту. Между 20 и 50 годами масса мозга остается постоянной, а после 50 лет начинает постепенно уменьшаться. Это уменьшение составляет примерно 30 г на каждые последующие десять лет жизни. Между 50 и 85 – 90 годами оно может составлять 100 – 200 г. В настоящее время наибольшая масса головного мозга у большинства европейских народов и американцев отмечается в 25 лет. Интересно, что у японцев мозг достигает максимальной массы в период от 30 до 40 лет.

1.3 Периферическая нервная система

Периферическая нервная система (ПНС) обеспечивает двустороннюю связь центральных отделов нервной системы с органами и системами организма. Анатомически ПНС представлена черепно-мозговыми (черепными) и спинномозговыми нервами, а также относительно автономной энтеральной нервной системой, локализованной в стенке кишечника.

Периферическая нервная система – это система черепно-мозговых и спинномозговых нервов и расположенных по их ходу нервных узлов (ганглиев). Периферическая нервная система осуществляет связь центральной нервной системы с кожей, мышцами и внутренними органами.

Периферические  нервы, связывающие центральную  нервную систему с кожей, мышцами, сухожилиями, относятся к соматической нервной системе (сома в переводе с латинского – тело). Нервы, связывающие центральную нервную систему с внутренними органами, кровеносными сосудами, железами, относятся к вегетативной нервной системе (вегетатио в переводе с латинского – растительность).

Спинномозговые  периферические нервы, как правило, содержат чувствительные и двигательные волокна. Чувствительные нервные волокна начинаются от мелких нервных образований – рецепторов, воспринимающих то или иное раздражение и преобразующих его в нервный импульс. Рецепторы, располагающиеся в коже, слизистых оболочках, мышцах, сухожилиях, внутренних органах, по чувствительным нервным волокнам посылают в центральную нервную систему сигналы, содержащие информацию о состоянии окружающей среды и самого организма. По двигательным нервным волокнам, напротив, проходят сигналы, посылаемые центральной нервной системой к мышцам, сосудам, внутренним органам и т. п. Благодаря этим сигналам центральная нервная система управляет реакциями организма на внешние и внутренние раздражения, которые фиксируются рецепторами. Нерв состоит из большого числа волокон различного диаметра. Относительно тонкими являются вегетативные волокна, обеспечивающие иннервацию внутренних органов.

Спинномозговые (спинальные) периферические нервы  связаны со спинным мозгом двумя  стволами – так называемыми задними и передними корешками. По задним корешкам в спинной мозг входят чувствительные волокна, а по передним – из спинного мозга выходят двигательные волокна. По ходу каждого заднего корешка располагается ганглий (нервный узел), содержащий чувствительные клетки. Вблизи спинного мозга передний и задний корешки сливаются вместе, образуя собственно спинномозговой нерв.

От спинного мозга  отходит 31 пара спинномозговых нервов: 8 пар шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковая. Их обозначают в соответствии с положением позвонков, прилежащих к межпозвоночным отверстиям, из которых выходят данные нервы. Каждый спинномозговой нерв имеет передний и задний корешки, которые, сливаясь, образуют сам нерв. Задний корешок содержит чувствительные волокна; он тесно связан со спинальным ганглием (ганглием заднего корешка), состоящим из тел нейронов, аксоны которых образуют эти волокна. Передний корешок состоит из двигательных волокон, образованных нейронами, клеточные тела которых лежат в спинном мозге.

Каждая пара спинномозговых нервов иннервирует («обслуживает») определенную часть тела.

Соседние 3 – 4 спинномозговых нерва могут сливаться, образуя сплетения. В сплетениях нервные волокна действительно переплетаются и затем формируют несколько новых нервных стволов, направляющихся к коже, мышцам и т. п. Волокна одного спинномозгового нерва благодаря перераспределению в сплетениях попадают по выходе из сплетений в разные нервные стволы, которые могут поэтому частично заменять друг друга: при поражении одного из них остальные выполняют часть его работы.

Существует  несколько нервных сплетений: от шейного и плечевого сплетений  отходят нервы, обеспечивающие сокращение мышц и чувствительность кожи в области шеи и рук, от поясничного и крестцового сплетений – нервы, направляющиеся к коже и мышцам живота и ног.

Все черепно-мозговые нервы  разделяют на двигательные, чувствительные либо смешанные. Двигательные нервы начинаются в двигательных ядрах ствола, образованных телами самих моторных нейронов, а чувствительные нервы формируются из волокон тех нейронов, тела которых лежат в ганглиях за пределами мозга.

С головным мозгом связано 12 пар черепно-мозговых нервов, которые обеспечивают чувствительность кожи лица, слизистой оболочки глаз, полости носа, рта, глотки, гортани, а также иннервируют мышцы лица, глаз, языка, глотки и гортани. Вегетативные волокна черепно-мозговых нервов управляют деятельностью слюнных и слезных желез, участвуют в иннервации дыхания, сердечной деятельности, органов пищеварительного тракта. Кроме того, черепно-мозговые нервы обеспечивают работу органов чувств, поддерживая связь центральной нервной системы с рецепторами обоняния, зрения, слуха и вкуса.

Каждый из черепно-мозговых нервов выполняет определенную функцию. Зрительный нерв проводит в головной мозг сигналы от зрительных рецепторов глаза, воспринимающих свет и цвет. Слуховой нерв обеспечивает передачу в центральную нервную систему информации от воспринимающего слухового аппарата внутреннего уха. Тройничный нерв, состоящий в основном из чувствительных нервных волокон, передает информацию от рецепторов кожи лица, слизистой оболочки глаз, ротовой и носовой полостей, десен и зубов.

К чисто двигательным черепно-мозговым нервам относятся  лицевой, глазодвигательные, подъязычный нервы. Лицевой нерв иннервирует мышцы лица (мимические мышцы), глазодвигательные – мышцы, двигающие глазные яблоки, подъязычный – мышцу языка.

Особое место  среди черепно-мозговых нервов занимает блуждающий нерв, в составе которого имеются двигательные, чувствительные и вегетативные нервные волокна. Двигательные волокна иннервируют мышцы глотки и гортани, обеспечивая акт глотания и работу голосовых связок; чувствительные волокна передают в головной мозг информацию от рецепторов слизистой оболочки глотки и гортани, а также вкусовых рецепторов задней части языка. Вегетативные волокна блуждающего нерва проникают в грудную клетку, брюшную полость, регулируя процесс дыхания, сердечную деятельность, работу органов пищеварительного тракта.

Для обеспечения  оперативной связи головного и спинного мозга с мышцами и рецепторами ПНС должна доставить в центральную нервную систему двигательный или чувствительный импульс с большой скоростью. Двигательные реакции человека на различные раздражения кажутся мгновенными, но за это время для обеспечения такой реакции сигнал должен пробежать по нервам путь от рецепторов до центральной нервной системы и затем обратно – к мышцам. Подсчитано, что скорость проведения сигнала по двигательным и чувствительным волокнам, обеспечивающим передвижение человека и сохранение им равновесия, достигает 60 – 100 м/сек, что соответствует скорости полета современного винтового самолета.

Однако не все  функции организма требуют такой  большой скорости проведения нервного импульса. Эта скорость в значительной степени определяется толщиной (диаметром) нервного волокна. С максимальной скоростью проводят сигнал толстые волокна.

Глава 2. Система органов чувств. Модальность.

Система органов  чувств – сложившийся в процессе эволюции специализированная периферическая анатомо-физиологическая система, обеспечивающая благодаря своим рецепторам получение и первичный анализ информации из окружающего мира и от других органов самого организма, то есть из внешней и внутренней среды организма.⁴

Дистантные  органы чувств воспринимают раздражения на расстоянии (например, органы зрения, слуха, обоняния); другие органы (вкусовые и осязания) – лишь при непосредственном контакте.

Система органов  чувств человека является частью его  нервной системы, способной воспринимать внешнюю для мозга информацию, передавать ее в мозг и анализировать. Получение информации от окружающей среды и собственного тела является обязательным и необходимым условием существования человека.

Система органов  чувств состоит из периферических рецепторов, проводящих путей и переключательных ядер, первичных проекционных областей коры и вторичной сенсорной коры. Система органов чувств организована иерархически, т. е. включает несколько уровней последовательной переработки информации. Низший уровень такой переработки обеспечивают первичные сенсорные нейроны, которые расположены в специализированных органах чувств или в чувствительных ганглиях и предназначены для проведения возбуждения от периферических рецепторов в центральную нервную систему. Периферические рецепторы – это чувствительные высокоспециализированные образования, способные воспринять, трансформировать и передать энергию внешнего стимула первичным сенсорным нейронам.

Центральные отростки первичных сенсорных нейронов оканчиваются в головном или спинном мозге на нейронах второго порядка, тела которых расположены в переключательном ядре. В нем имеются не только возбуждающие, но и тормозные нейроны, участвующие в переработке передаваемой информации. Представляя более высокий иерархический уровень, нейроны переключательного ядра могут регулировать передачу информации путем усиления одних и торможения или подавления других сигналов. Аксоны нейронов второго порядка образуют проводящие пути к следующему переключательному ядру, общее число которых обусловлено специфическими особенностями разных сенсорных систем. Окончательная переработка информации о действующем стимуле происходит в сенсорных областях коры.