Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

По мере эволюционного усложнения многоклеточных организмов, функциональной специализации клеток, возникла необходимость регуляции и координации жизненных процессов на надклеточном, тканевом, органном, системном и организменном уровнях. Эти новые регуляторные механизмы и системы должны были появиться наряду с сохранением и усложнением механизмов регуляции функций отдельных клеток с помощью сигнальных молекул. Приспособление многоклеточных организмов к изменениям в среде существования могло быть выполнено при условии, что новые механизмы регуляции будут способны обеспечить быстрые, адекватные, адресные ответные реакции. Эти механизмы должны быть способны запоминать и извлекать из аппарата памяти сведения о предыдущих воздействиях на организм, а также обладать другими свойствами, обеспечивающими эффективную приспособительную деятельность организма. Ими стали механизмы нервной системы, появившейся у сложных, высокоорганизованных организмов.

Нервная система — это совокупность специальных структур, объединяющая и координирующая деятельность всех органов и систем организма в постоянном взаимодействии с внешней средой.

К центральной нервной системе относятся головной и спинной мозг. Головной мозг подразделяется на задний мозг ( и варолиев мост), ретикулярную формацию, подкорковые ядра, . Тела образуют серое вещество ЦНС, а их отростки (аксоны и дендриты) — белое вещество.

Общая характеристика нервной системы

Одной из функций нервной системы является восприятие различных сигналов (раздражителей) внешней и внутренней среды организма. Вспомним, что воспринимать разнообразные сигналы среды существования могут любые клетки с помощью специализированных клеточных рецепторов. Однако к восприятию ряда жизненно важных сигналов они не приспособлены и не могут мгновенно передать информацию другим клеткам, которые выполняют функцию регуляторов целостных адекватных реакций организма на действие раздражителей.

Воздействие раздражителей воспринимается специализированными сенсорными рецепторами. Примерами таких раздражителей могут быть кванты света, звуки, тепло, холод, механические воздействия (гравитация, изменение давления, вибрация, ускорение, сжатие, растяжение), а также сигналы сложной природы (цвет, сложные звуки, слово).

Для оценки биологической значимости воспринятых сигналов и организации на них адекватной ответной реакции в рецепторах нервной системы осуществляется их превращение - кодирование в универсальную форму сигналов, понятную нервной системе, — в нервные импульсы, проведение (передана) которых по нервным волокнам и путям в нервные центры необходимы для их анализа.

Сигналы и результаты их анализа используются нервной системой для организации ответных реакции на изменения во внешней или внутренней среде, регуляции и координации функции клеток и надклеточных структур организма. Такие ответные реакции осуществляются эффекторными органами. Наиболее частыми вариантами ответных реакций на воздействия являются моторные (двигательные) реакции скелетной или гладкой мускулатуры, изменение секреции эпителиальных (экзокринных, эндокринных) клеток, инициируемые нервной системой. Принимая прямое участие в формировании ответных реакций на изменения в среде существования, нервная система выполняет функции регуляции гомеостаза, обеспечения функционального взаимодействия органов и тканей и их интеграции в единый целостный организм.

Благодаря нервной системе осуществляется адекватное взаимодействие организма с окружающей средой не только через организацию ответных реакций эффекторными системами, но и через ее собственные психические реакции — эмоции, мотивации, сознание, мышление, память, высшие познавательные и творческие процессы.

Нервную систему подразделяют на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую — нервные клетки и волокна за пределами полости черепной коробки и спинномозгового канала. Головной мозг человека содержит более 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Скопления нервных клеток, выполняющих или контролирующих одинаковые функции, формируют в центральной нервной системе нервные центры. Структуры мозга, представленные телами нейронов, формируют серое вещество ЦНС, а отростки этих клеток, объединяясь в проводящие пути, — белое вещество. Кроме этого, структурной частью ЦНС являются глиальные клетки, формирующие нейроглию. Число глиальных клеток приблизительно в 10 раз превышает число нейронов, и эти клетки составляют большую часть массы центральной нервной системы.

Нервную систему по особенностям выполняемых функций и строения делят на соматическую и автономную (вегетативную). К соматической относят структуры нервной системы, которые обеспечивают восприятие сенсорных сигналов преимущественно внешней среды через органы чувств, и контролируют работу поперечно-полосатой (скелетной) мускулатуры. К автономной (вегетативной) нервной системе относят структуры, которые обеспечивают восприятие сигналов преимущественно внутренней среды организма, регулируют работу сердца, других внутренних органов, гладкой мускулатуры, экзокринных и части эндокринных желез.

В центральной нервной системе принято выделять структуры, расположенные на различных уровнях, для которых свойственны специфические функции и роль в регуляции жизненных процессов. Среди них , базальные ядра, структуры ствола мозга, спинной мозг, периферическая нервная система.

Строение нервной системы

Нервную систему подразделяют на центральную и периферическую. К центральной нервной системе (ЦНС) относятся головной и спинной мозг, а к периферической — нервы, отходящие от центральной нервной системы к различным органам.

Рис. 1. Строение нервной системы

Рис. 2. Функциональное деление нервной системы

Значение нервной системы:

• объединяет органы и системы организма в единое целое;
• регулирует работу всех органов и систем организма;
• осуществляет связь организма с внешней средой и приспособление его к условиям среды;
• составляет материальную основу психической деятельности: речь, мышление, социальное поведение.

Структура нервной системы

Структурно-физиологической единицей нервной системы является - (рис. 3). Он состоит из тела (сомы), отростков (дендритов) и аксона. Дендриты сильно ветвятся и образуют множество синапсов с другими клетками, что определяет их ведущую роль в восприятии нейроном информации. Аксон начинается от тела клетки аксонным холмиком, являющимся генератором нервного импульса, который затем по аксону проводится к другим клеткам. Мембрана аксона в области синапса содержит специфические рецепторы, способные реагировать на различные медиаторы или нейромодуляторы. Поэтому на процесс выделения медиатора пресинаптическими окончаниями могут оказывать влияние другие нейроны. Также мембрана окончаний содержит большое число кальциевых каналов, через которые ионы кальция поступают внутрь окончания при его возбуждении и активизируют выделение медиатора.

Рис. 3. Схема нейрона (по И.Ф. Иванову): а — строение нейрона: 7 — тело (перикарион); 2 — ядро; 3 — дендриты; 4,6 — нейриты; 5,8 — миелиновая оболочка; 7- коллатераль; 9 — перехват узла; 10 — ядро леммоцита; 11 — нервные окончания; б — типы нервных клеток: I — униполярная; II — мультиполярная; III — биполярная; 1 — неврит; 2 -дендрит

Обычно в нейронах потенциал действия возникает в области мембраны аксонного холмика, возбудимость которой в 2 раза выше возбудимости других участков. Отсюда возбуждение распространяется по аксону и телу клетки.

Аксоны, помимо функции проведения возбуждения, служат каналами для транспорта различных веществ. Белки и медиаторы, синтезированные в теле клетки, органеллы и другие вещества могут перемещаться по аксону к его окончанию. Это перемещение веществ получило название аксонного транспорта. Существует два его вида — быстрый и медленный аксонный транспорт.

Каждый нейрон в центральной нервной системе выполняет три физиологические роли: воспринимает нервные импульсы с рецепторов или других нейронов; генерирует собственные импульсы; проводит возбуждение к другому нейрону или органу.

По функциональному значению нейроны подразделяют на три группы: чувствительные (сенсорные, рецепторные); вставочные (ассоциативные); моторные (эффекторные, двигательные).

Помимо нейронов в центральной нервной системе имеются глиальные клетки, занимающие половину объема мозга. Периферические аксоны также окружены оболочкой из глиальных клеток — леммоцитов (шванновские клетки). Нейроны и глиальные клетки разделены межклеточными щелями, которые сообщаются друге другом и образуют заполненное жидкостью межклеточное пространство нейронов и глии. Через это пространств происходит обмен веществами между нервными и глиальными клетками.

Клетки нейроглии выполняют множество функций: опорную, защитную и трофическую роль для нейронов; поддерживают определенную концентрацию ионов кальция и калия в межклеточном пространстве; разрушают нейромедиаторы и другие биологически активные вещества.

Функции центральной нервной системы

Центральная нервная система выполняет несколько функций.

Интегративная: организм животных и человека представляет собой сложную высокоорганизованную систему, состоящую из функционально связанных между собой клеток, тканей, органов и их систем. Эту взаимосвязь, объединение различных составляющих организма в единое целое (интеграция), их согласованное функционирование обеспечивает центральная нервная система.

Координирующая: функции различных органов и систем организма должны протекать согласованно, так как только при таком способе жизнедеятельности возможно поддерживать постоянство внутренней среды, равно как и успешно адаптировать к изменяющимся условиям окружающей среды. Координацию деятельности составляющих организм элементов осуществляет центральная нервная система.

Регулирующая: центральная нервная система регулирует все процессы, протекающие в организме, поэтому при ее участии происходят наиболее адекватные изменения работы различных органов, направленные на обеспечение той или иной его деятельности.

Трофическая: центральная нервная система осуществляет регуляцию трофики, интенсивности обменных процессов в тканях организма, что лежит в основе формирования реакций, адекватных происходящим изменениям во внутренней и внешней среде.

Приспособительная: центральная нервная система осуществляет связь организма с внешней средой путем анализа и синтеза поступающей к ней разнообразной информации от сенсорных систем. Это дает возможность перестраивать деятельность различных органов и систем в соответствии с изменениями среды. Она выполняет функции регулятора поведения, необходимого в конкретных условиях существования. Это обеспечивает адекватное приспособление к окружающему миру.

Формирование ненаправленного поведения: центральная нервная система формирует определенное поведение животного в соответствии с доминирующей потребностью.

Рефлекторная регуляция нервной деятельности

Приспособление процессов жизнедеятельности организма, его систем, органов, тканей к меняющимся условиям среды называется регуляцией. Регуляция, обеспечиваемая совместно нервной и гормональной системами, называется нервно-гормональной регуляцией. Благодаря нервной системе организм осуществляет свою деятельность по принципу рефлекса.

Основным механизмом деятельности центральной нервной системы является — это ответная реакция организма на действия раздражителя, осуществляемая с участием ЦНС и направленная на достижение полезного результата.

Рефлекс в переводе с латинского языка означает «отражение». Термин «рефлекс» был впервые предложен чешским исследователем И.Г. Прохаской, который развил учение об отражательных действиях. Дальнейшее становление рефлекторной теории связано с именем И.М. Сеченова. Он полагал, что все бессознательное и сознательное совершается по типу рефлекса. Но тогда еще не существовало методов объективной оценки деятельности мозга, которые могли бы подтвердить это предположение. Позднее объективный метод оценки деятельности мозга был разработан академиком И.П. Павловым, и он получил название метода условных рефлексов. С помощью этого метода ученый доказал, что в основе высшей нервной деятельности животных и человека лежат условные рефлексы, формирующиеся на базе безусловных рефлексов за счет образования временных связей. Академик П.К. Анохин показал, что все многообразие деятельности животных и человека осуществляется на основе концепции функциональных систем.

Морфологической основой рефлекса является , состоящая из нескольких нервных структур, которая обеспечивает осуществление рефлекса.

В образовании рефлекторной дуги участвуют три вида нейронов: рецепторные (чувствительные), промежуточные (вставочные), двигательные (эффекторные) (рис. 6.2). Они объединяются в нейронные цепи.

Рис. 4. Схема регуляции но принципу рефлекса. Рефлекторная дуга: 1 — рецептор; 2 — афферентный путь; 3 — нервный центр; 4 — эфферентный путь; 5 — рабочий орган (любой орган организма); МН — моторный нейрон; М — мышца; КН — командный нейрон; СН — сенсорный нейрон, МодН — модуляторный нейрон

Дендрит ренепторного нейрона контактирует с рецептором, его аксон направляется в ЦНС и взаимодействует с вставочным нейроном. От вставочного нейрона аксон идет к эффекторному нейрону, а его аксон направляется на периферию к исполнительному органу. Таким образом и формируется рефлекторная дуга.

Рецепторные нейроны расположены на периферии и во внутренних органах, а вставочные и двигательные находятся в ЦНС.

В рефлекторной дуге различают пять звеньев: рецептор, афферентный (или центростремительный) путь, нервный центр, эфферентный (или центробежный) путь и рабочий орган (или эффектор).

Рецептор — специализированное образование, воспринимающее раздражение. Рецептор состоит из специализированных высокочувствительных клеток.

Афферентное звено дуги представляет собой рецепторный нейрон и проводит возбуждение от рецептора к нервному центру.

Нервный центр образован большим числом вставочных и двигательных нейронов.

Это звено рефлекторной дуги состоит из совокупности нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС. Нервный центр воспринимает импульсы от рецепторов по афферентному пути, осуществляет анализ и синтез этой информации, затем передает сформированную программу действий по эфферентным волокнам к периферическому исполнительному органу. А рабочий орган осуществляет свойственную ему деятельность (мышца сокращается, железа выделяет секрет и т.д.).

Специальное звено обратной афферентации воспринимает параметры совершенного рабочим органом действия и передает эту информацию в нервный центр. Нервный центр является акцептором действия звена обратной афферентации и воспринимает информацию с рабочего органа о совершенном действии.

Время от начала действия раздражителя на рецептор до появления ответной реакции называется временем рефлекса.

Все рефлексы у животных и человека подразделяются на безусловные и условные.

Безусловные рефлексы - врожденные, наследственно передающиеся реакции. Безусловные рефлексы осуществляются через уже сформированные в организме рефлекторные дуги. Безусловные рефлексы видоспецифичны, т.е. свойственны всем животным данного вида. Они постоянны в течение жизни и возникают в ответ на адекватные раздражения рецепторов. Безусловные рефлексы классифицируются и по биологическому значению: пищевые, оборонительные, половые, локомоторные, ориентировочные. По расположению рецепторов эти рефлексы подразделяются: на экстероцептивные (температурные, тактильные, зрительные, слуховые, вкусовые и др.), интероцептивные (сосудистые, сердечные, желудочный, кишечный и пр.) и проприоцептивные (мышечные, сухожильные и пр.). По характеру ответной реакции — на двигательные, секреторные и др. По нахождению нервных центров, через которые осуществляется рефлекс, — на спинальные, бульбарные, мезэнцефальные.

Условные рефлексы - рефлексы, приобретенные организмом в процессе его индивидуальной жизни. Условные рефлексы осуществляются через вновь сформированные рефлекторные дуги на базе рефлекторных дуг безусловных рефлексов с образованием между ними временной связи в коре больших полушарий.

Рефлексы в организме осуществляются с участием желез внутренней секреции и гормонов.

В основе современных представлений о рефлекторной деятельности организма находится понятие полезного приспособительного результата, для достижения которого и совершается любой рефлекс. Информация о достижении полезного приспособительного результата поступает в центральную нервную систему по звену обратной связи в виде обратной афферентации, которая является обязательным компонентом рефлекторной деятельности. Принцип обратной афферентации в рефлекторной деятельности был разработан П. К. Анохиным и основан на том, что структурной основой рефлекса является не рефлекторная дуга, а рефлекторное кольцо, включающее следующие звенья: рецептор, афферентный нервный путь, нервный центр, эфферентный нервный путь, рабочий орган, обратная афферентация.

При выключении любого звена рефлекторного кольца рефлекс исчезает. Следовательно, для осуществления рефлекса необходима целостность всех звеньев.

Свойства нервных центров

Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств.

Возбуждение в нервных центрах распространяется односторонне от рецептора к эффектору, что связано со способностью проводить возбуждение только от пресинаптической мембраны к постсинаптической.

Возбуждение в нервных центрах проводится медленнее, чем по нервному волокну, в результате замедления проведения возбуждения через синапсы.

В нервных центрах может происходить суммация возбуждений.

Можно выделить два основных способа суммации: временную и пространственную. При временной суммации несколько импульсов возбуждения приходят к нейрону через один синапс, суммируются и генерируют в нем потенциал действия, а пространственная суммации проявляется в случае поступления импульсов к одному нейрону через разные синапсы.

В них происходит трансформация ритма возбуждения, т.е. уменьшение или увеличение количества импульсов возбуждения, выходящих из нервного центра по сравнению с количеством импульсов, приходящих к нему.

Нервные центры очень чувствительны к недостатку кислорода и действию различных химических веществ.

Нервные центры, в отличие от нервных волокон, способны к быстрому утомлению. Синаптическая утомляемость при длительной активации центра выражается в снижении числа постсинаптических потенциалов. Это обусловлено расходованием медиатора и накоплением метаболитов, закисляющих среду.

Нервные центры находятся в состоянии постоянного тонуса, обусловленного непрерывным поступлением определенного числа импульсов от рецепторов.

Нервным центрам свойственна пластичность — способность увеличивать свои функциональные возможности. Это свойство может быть обусловлено синаптическим облегчением — улучшение проведения в синапсах после короткого раздражения афферентных путей. При частом использовании синапсов ускоряется синтез рецепторов и медиатора.

Наряду с возбуждением в нервном центре происходят процессы торможения.

Координационная деятельность ЦНС и ее принципы

Одной из важных функций центральной нервной системы является координационная функция, которую называют также координационной деятельностью ЦНС. Под ней понимают регуляцию распределения возбуждения и торможения в нейронных структурах, а также взаимодействие между нервными центрами, которые обеспечивают эффективное осуществление рефлекторных и произвольных реакций.

Примером координационной деятельности ЦНС могут быть реципрокные отношения между центрами дыхания и глотания, когда во время глотания центр дыхания затормаживается, надгортанник закрывает вход в гортань и предупреждает попадание в дыхательные пути пищи или жидкости. Координационная функция ЦНС принципиально важна для осуществления сложных движений, осуществляемых при участии множества мышц. Примерами таких движений могут быть артикуляция речи, акт глотания, гимнастические движения, требующие согласованного сокращения и расслабления множества мышц.

Принципы координационной деятельности

• Реципрокность — взаимное торможение антагонистических групп нейронов (мотонейроны сгибателей и разгибателей)
• Конечный нейрон — активация эфферентного нейрона с различных рецептивных полей и конкурентная борьба между различными афферентными импульсациями за данный мотонейрон
• Переключения — процесс перехода активности с одного нервного центра на нервный центр антагонист
• Индукция — смена возбуждения торможением или наоборот
• Обратная связь — механизм, обеспечивающий необходимость сигнализации от рецепторов исполнительных органов для успешной реализации функции
• Доминанта — стойкий главенствующий очаг возбуждения в ЦНС, подчиняющий себе функции других нервных центров.

В основе координационной деятельности центральной нервной системы лежит ряд принципов.

Принцип конвергенции реализуется в конвергентных цепях нейронов, в которых на один из них (обычно эфферентный) сходятся или конвергируют аксоны ряда других. Конвергенция обеспечивает поступление к одному и тому же нейрону сигналов от различных нервных центров или рецепторов различных модальностей (различных органов чувств). На основе конвергенции самые разные раздражители могут вызвать однотипную реакцию. Например, сторожевой рефлекс (поворот глаз и головы — настораживание) может быть вызван и световым, и звуковым, и тактильным воздействием.

Принцип общего конечного пути вытекает из принципа конвергенции и близок по своей сути. Под ним понимают возможность осуществления одной и той же реакции, запускаемой конечным в иерархической нервной цепи эфферентным нейроном, на который конвергируют аксоны множества других нервных клеток. Примером классического конечного пути являются мотонейроны передних рогов спинного мозга или двигательных ядер черепных нервов, которые своими аксонами непосредственно иннервируют мышцы. Одна и та же двигательная реакция (например сгибание руки) может запускаться путем поступления к этим нейронам импульсов от пирамидных нейронов первичной двигательной коры, нейронов ряда моторных центров ствола мозга, интернейронов спинного мозга, аксонов чувствительных нейронов спинальных ганглиев в ответ на действие сигналов, воспринятых разными органами чувств (на световое, звуковое, гравитационное, болевое или механическое воздействие).

Принцип дивергенции реализуется в дивергентных цепях нейронов, в которых один из нейронов имеет ветвящийся аксон, и каждая из ветвей образует синапс с другой нервной клеткой. Эти цепи выполняют функции одновременной передачи сигналов от одного нейрона на многие другие нейроны. Благодаря дивергентным связям происходит широкое распространение (иррадиация) сигналов и быстрое вовлечение в ответную реакцию многих центров, расположенных на разных уровнях ЦНС.

Принцип обратной связи (обратной афферентации) заключается в возможности передачи по афферентным волокнам информации об осуществляемой реакции (например, о движении от проприорецепторов мышц) обратно в нервный центр, который ее запускал. Благодаря обратной связи формируется замкнутая нейронная цепь (контур), через которую можно контролировать ход исполнения реакции, регулировать силу, продолжительность и другие параметры реакции, если они не были реализованы.

Участие обратной связи можно рассмотреть на примере реализации сгибательного рефлекса, вызываемого механическим воздействием на рецепторы кожи (рис. 5). При рефлекторном сокращении мышцы-сгибателя изменяется активность проприорецепторов и частота посылки нервных импульсов по афферентным волокнам к а-мотонейронам спинного мозга, иннервирующим эту мышцу. В результате формируется замкнутый контур регулирования, в котором роль канала обратной связи выполняют афферентные волокна, передающие информацию о сокращении в нервные центры от рецепторов мышц, а роль канала прямой связи — эфферентные волокна мотонейронов, идущие к мышцам. Таким образом, нервный центр (его мотонейроны) получает информацию об изменении состояния мышцы, вызванном передачей импульсов по двигательным волокнам. Благодаря обратной связи образуется своеобразное регуляторное нервное кольцо. Поэтому некоторые авторы предпочитают вместо термина «рефлекторная дуга» применять термин «рефлекторное кольцо».

Наличие обратной связи имеет важное значение в механизмах регуляции кровообращения, дыхания, температуры тела, поведенческих и других реакций организма и рассматривается далее в соответствующих разделах.

Рис. 5. Схема обратной связи в нейронных цепях простейших рефлексов

Принцип реципрокных отношений реализуется при взаимодействии между нервными центрами-антагонистами. Например, между группой моторных нейронов, контролирующих сгибание руки, и группой моторных нейронов, контролирующих разгибание руки. Благодаря реципрокным отношениям возбуждение нейронов одного из антагонистических центров сопровождается торможением другого. В приведенном примере реципрокные отношения между центрами сгибания и разгибания проявятся тем, что во время сокращения мышц- сгибателей руки будет происходить эквивалентное расслабление разгибателей, и наоборот, что обеспечивает плавность сгибательных и разгибательных движений руки. Реципрокные отношения осуществляются за счет активации нейронами возбужденного центра тормозных вставочных нейронов, аксоны которых образуют тормозные синапсы на нейронах антагонистического центра.

Принцип доминанты также реализуется на основе особенностей взаимодействия между нервными центрами. Нейроны доминирующего, наиболее активного центра (очага возбуждения) обладают стойкой высокой активностью и подавляют возбуждение в других нервных центрах, подчиняя их своему влиянию. Более того, нейроны доминирующего центра притягивают к себе афферентные нервные импульсы, адресуемые к другим центрам, и усиливают свою активность за счет поступления этих импульсов. Доминантный центр может длительно находиться в состоянии возбуждения без признаков утомления.

Примером состояния, обусловленного наличием в центральной нервной системе доминантного очага возбуждения, может служить состояние после пережитого человеком важного для него события, когда все его мысли и действия так или иначе становятся связанными с этим событием.

Свойства доминанты

• Повышенная возбудимость
• Стойкость возбуждения
• Инертность возбуждения
• Способность к подавлению субдоминантных очагов
• Способность к суммированию возбуждений

Рассмотренные принципы координации могут использоваться, в зависимости от координируемых ЦНС процессов порознь или вместе в различных сочетаниях.

Нервная система управляет работой всех органов и систем, влияет на уровень энергетических процессов, обеспечивает функциональное единство организма. Нервная система получает информацию о состоянии внешней и внутренней среды, хранит полученную информацию, преобразует ее для регуляции и влияния на функции организма.

Таким образом, нервная система обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой и активное приспособление к ней. Это происходит при помощи рефлексов.

И. М. Сеченов писал, что все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения есть суть рефлексы. Основной функцией нервной системы является рефлекторная деятельность. Однако для ее осуществления нервная система должна получить всю исходную информацию.

Известно, что один из наиболее существенных факторов, обеспечивающих выживание организма, является его способность реагировать на раздражители, поступающие из внешнего мира, и способность регулировать свою собственную внутреннюю среду. Для выполнения этих функций предназначены специализированные органы чувств, важным элементом которых являются рецепторные клетки, реагирующие на физические и химические воздействия и передающие информацию о них в центральную нервную систему (рис. 1).

Обычно каждый вид рецепторов настроен на восприятие определенных раздражителей. Так, фоторецепторы сетчатки глаза воспринимают цвета, а терморецепторы кожи - тепло и холод.

Все рецепторы делятся на две основные группы: рецепторы, воспринимающие информацию о внешней среде, и те, что получают сигналы от внутренних органов и тканей организма.

Рецепторы можно рассматривать как специализированные органы, способные давать подробные сведения о характере внешнего раздражителя. Например, рецепторные клетки кожи и подкожной клетчатки обеспечивают большой объем информации об особенностях предмета, с которым они приходят в соприкосновение.

Чувствительная рецепторная клетка обладает свойством переводить механическую и тепловую энергию при соприкосновении кожи с внешним раздражителем в электрическую энергию нервного потенциала, то есть раздражение рецептора приводит к появлению в нем энергии возбуждения. Даже очень легкое прикосновение к предмету вызывает появление серии упорядоченных импульсов, распространяющихся по самым разнообразным волокнам нервных проводников.

Информация от рецепторов поступает в нейрон, который является структурной единицей нервной системы (рис. 2). От тела нейрона отходят отростки: один длинный - аксон, остальные короткие - дендриты. По дендритам нервные импульсы притекают к телу нейрона, а по аксону они передаются дальше - к следующему нейрону. Высота тела, например, двигательного нейрона достигает 130 микрон, а длина его аксона может доходить до 87 сантиметров.

Подсчитано, что мозг состоит из 16 миллиардов нейронов, связь между этими нейронами осуществляется через синапсы - специальные нервные образования, в которых нервный импульс передается посредством химических передатчиков возбуждения - медиаторов.

Функциональная деятельность нервной системы осуществляется с помощью рефлексов. Рефлекс - это ответная реакция организма на воздействие внешней или внутренней среды, осуществляемая через нервную систему. Любой рефлекс вызывается определенным раздражителем под влиянием изменений внешней среды.

Все рефлексы подразделяют на безусловные и условные. Первые являются врожденными и постоянными для данного вида реакции. Они могут носить простой, защитный характер, например отдергивание руки в момент соприкосновения ее с горячей поверхностью. Безусловные рефлексы (инстинкты) закреплялись в процессе эволюции живого организма.

Условные рефлексы возникают в процессе развития организма под действием изменяющихся условий среды. Условные рефлексы формируются на базе безусловных за счет участия в этом процессе высших отделов нервной системы.

По характеру ответной реакции рефлексы делят на двигательные и вегето-висцеральные. В реализации двигательного рефлекса участвует поперечнополосатая мускулатура. Например, при ударе по сухожилию коленной чашечки возникает сокращение четырехглавой мышцы бедра и голень разгибается (рис. 3). Однако без нанесения раздражения, то есть удара по сухожилию, такого рефлекса не возникнет.

При указанном двигательном рефлексе раздражаемые сухожильные рецепторы передают возникший импульс по проводникам в нужный сегмент спинного мозга, где этот импульс направляется в двигательную нервную клетку, которая и посылает сигнал на сокращение к иннервируемой мышце.

Нервную систему принято делить на центральную, периферическую и вегетативную. Первая включает в себя головной мозг, стволовую часть и спинной мозг (рис. 4). Периферическая нервная система состоит из корешков спинного мозга и периферических нервов, которые связывают центральную нервную систему со всем телом и внутренними органами.

Вегетативная нервная система иннервирует внутренние органы, контролирует и поддерживает постоянство внутренней среды организма. Она обеспечивает адаптацию жизненных функций - кровообращения, дыхания, пищеварения и т. д. - к условиям окружающей среды.

Остановимся на некоторых анатомических особенностях строения нервной системы человека.

В центральной нервной системе выделяют кору головного мозга, которая состоит из слоев различных клеток. Эти клетки специализированы на обеспечении отдельных функций организма. Так, в переднем отделе коры нервные клетки контролируют функцию движения, в среднем - чувствительность, в заднем - зрение, в боковом - слух.

Кора головного мозга представлена двумя симметричными полушариями. В каждом из них различают лобную, теменную, височную и затылочную доли или отделы (рис. 5). В кору головного мозга в виде сигналов поступает информация от зрительного, слухового, обонятельного анализаторов, кожных и мышечно-суставных рецепторов, вестибулярного аппарата.

Каждый вид сигналов обрабатывается в соответствующих областях коры; например, зрительная информация - в затылочной доле, слуховая - в височной, чувствительная - в теменной.

Проанализировав всю информацию, головной мозг принимает решение и выдает двигательную команду через двигательные (большие пирамидные) клетки, располагающиеся на границе лобной и теменной долей в передней центральной извилине коры. Проекция этих двигательных клеток на мускулатуру такова, что в верхних отделах извилины лежат клетки, обеспечивающие движение в мышцах нижних конечностей, в средних - туловища и верхних конечностей, в нижних отделах - шеи и лицевой мускулатуры (рис. 6).

Примерно такая же проекция прослеживается и для чувствительных клеток, которые расположены в задней центральной извилине теменной доли (рис. 7).

По обеспечению двигательных и чувствительных функций полушария головного мозга перекрестно иннервируют туловище и конечности. Так, например, правое полушарие управляет левой половиной тела, и наоборот. Существует такое понятие, "доминантное полушарие". У правшей доминантным является левое полушарие.

Известно несколько простых приемов выявления доминантного полушария у человека. Так, например, если скрестить руки на груди, как показано на рис. 8, то рука, оказавшаяся верхней, и будет указывать на доминантное полушарие. Этот же прием используют для обнаружения лево- или праворукости (на рис. 8 человек праворукий с доминантным левым полушарием).

В коре мозга моторная функция речи располагается у правшей в лобной доле левого полушария; поэтому при ее поражении больной не может говорить (моторная афазия). Восприятие звуковой речи, ее анализ и синтез осуществляются в верхних отделах височной доли, где расположен соответствующий корковый центр. При его поражении больной не понимает обращенную к нему речь, хотя сам говорить может (сенсорная афазия).

Ощущение отдельных частей тела и их соотношения между собой доступны нам потому, что глубокие чувствительные рецепторы постоянно информируют кору головного мозга об изменениях как положения тела, так и его частей в пространстве.

При поражении отделов коры или проводников, несущих информацию от глубоких рецепторов, человек не в состоянии воспринимать свое тело как собственное. Возможны нереальные восприятия. Ему, например, даже может казаться, что у него три руки.

Клиницисты, наблюдающие людей, которым по разным причинам ампутировали конечность, сообщают следующее. Через некоторое время эти пациенты жалуются, что их периодически донимают боли и неприятные ощущения в отсутствующей руке или ноге. Нередко подобные ощущения сопровождаются чувством жжения и сильного напряжения мышц, становясь для больных невыносимым, тягостным испытанием.

Указанные боли и ощущения в ампутированной конечности называются фантомными, и возникают они от раздражения или сдавления корешков чувствительных и двигательных нервов в месте культи конечности.

Кора головного мозга, подобно плащу, покрывает отделы мозга, которые относятся к глубинным или подкорковым образованиям. Этот отдел нервной системы обеспечивает регуляцию мышечного тонуса, участвует в координации движений и обработке всей чувствительной информации.

И кора головного мозга, и подкорковые структуры посредством проводников связаны с другими анатомическими образованиями нервной системы, в частности со спинным мозгом и мозжечком. Эти проводники в своей совокупности образуют такие анатомические отделы нервной системы, как ножки мозга, варолиев мост и продолговатый мозг. Продолговатый мозг непосредственно переходит в спинной мозг. На рис. 9 показано схематическое строение вышеперечисленных отделов нервной системы.

На уровне продолговатого мозга находятся центры, регулирующие функцию дыхания, сердечно-сосудистой системы и пищеварения. На этом же уровне располагаются ядра черепно-мозговых нервов, которые обеспечивают двигательные, чувствительные и вегетативные функции на лице.

В указанную область входит и специальное образование, состоящее из скопления сетевидных клеток, - ретикулярная формация, которая обладает активирующим влиянием на кору головного мозга и управляет сном и бодрствованием.

В глубине подкорковой области находится лимбическая система, обеспечивающая и регулирующая эмоциональную сферу.

Рядом с затылочными долями головного мозга, над варолиевым мостом располагается такое анатомическое образование нервной системы, как мозжечок. Последний занимает в полости черепа область задней черепной ямки. Функции, которые он обеспечивает, тесно связаны с движением. Мозжечок имеет многочисленные связи со всеми отделами нервной системы, так или иначе участвующими в реализации двигательного акта.

Нейрофизиологи сравнивают функции мозжечка с компьютером, обеспечивающим и контролирующим исполнение двигательной команды. В его обязанности, в частности, входит контроль за координацией движения, его экономичностью и рациональностью.

Мозжечок регулирует также последовательность сокращения мышц при выполнении какого-либо движения. Мы ведь не задумываемся над тем, какая мышца должна сокращаться и расслабляться, например, при сгибании руки в локтевом суставе. Для выполнения такого движения необходимо сократиться двуглавой мышце плеча и расслабиться трехглавой. Каким же образом регулируется сгибание руки?

При одновременном сокращении или расслаблении указанных мышц движения в локтевом суставе не будет. Вот эту сложную функцию регуляции движения и обеспечивает мозжечок. Все проводники от коры головного мозга, подкорковых образований, мозжечка заканчиваются на уровне спинного мозга - самом нижнем этаже центральной нервной системы. В функциональном отношении спинной мозг является уровнем первичной регуляции всей рефлекторной деятельности. Выполняется эта регуляция сегментарным аппаратом спинного мозга.

Спинной мозг (рис. 10) состоит из 31-32 сегментов, которые обеспечивают иннервацию туловища и конечностей. В сегментарный аппарат спинного мозга (рис. 11) входят нервные волокна (спинномозговые корешки и периферические нервы), по которым нервные импульсы входят или поступают в спинной мозг от рецепторов, и волокна, по которым импульсы выходят из спинного мозга и попадают на периферию, например в скелетные мышцы.

Периферическая нервная система представлена совокупностью нервных проводников, то есть периферических нервов, связывающих спинной мозг с мышцами туловища и конечностей, внутренними органами.

К мышцам волокна идут от двигательных клеток спинного мозга, располагающихся в передних его рогах. От вегетативных клеток, которые находятся в боковых рогах спинного мозга, нервные волокна идут к периферическим вегетативным образованиям, обеспечивающим обмен в тканях, кровообращение, потоотделение и другие трофические функции.

К спинному мозгу в составе периферических нервов направляются волокна от многочисленных рецепторов, чувствительных клеток, располагающихся в коже, мышцах, сухожилиях, внутренних органах. Сама чувствительная клетка находится в межпозвоночном ганглии. От ее тела отходит отросток, который оканчивается в клетках передних рогов спинного мозга.

Учитывая, что одной из важных функций нервной системы является регулирование двигательных актов и контроль за ними, следует более подробно остановиться на освещении механизмов обеспечения движения и особенностях нашего восприятия этого движения.

Движение в целом становится возможным благодаря сокращению поперечнополосатой мускулатуры. Каждая мышца состоит из множества отдельных мышечных волокон толщиной около 0,1 миллиметра и длиной до 30 миллиметров. При сокращении оно способно укорачиваться почти наполовину. В зависимости от выполняемых функций мышцы могут быть более или менее специализированными. Мышечные волокна объединяются в двигательные единицы, каждую из которых иннервирует одна двигательная нервная клетка.

Сигнал к движению или, говоря более точно, к сокращению той или иной мышцы возникает в двигательной клетке коры головного мозга. От нее импульс по проводникам центральной части двигательного пути доходит до двигательной клетки спинного мозга, где переключается на периферическую часть этого пути и по нерву достигает нужной мышцы. В ответ на такой сигнал мышца сократится и выполнит движение. Для его реализации всегда необходима определенная степень готовности этой мышцы к движению, что зависит от состояния ее тонуса.

Мышечный тонус регулируется при помощи сегментарного аппарата спинного мозга (рис. 12), который постоянно получает информацию о состоянии напряжения мышцы по принципу кибернетического устройства с обратной связью. Регистрация мышечного тонуса осуществляется при помощи специальных рецепторов, называющихся мышечными веретенами.

Мышечные веретена - это сложно устроенные чувствительные рецепторы, посредством которых длина мышцы одновременно измеряется чувствительной системой и контролируется двигательной системой спинного мозга. Эти чувствительные органы постоянно посылают в мозг данные о состоянии мышцы, степени ее напряжения, ее длине.

Кроме мышечных веретен, которые находятся прямо в мышце, существуют еще рецепторы, размещенные в сухожилиях мышц. Сухожильные рецепторы располагаются в месте перехода сухожилия в мышцу.

Мышечные веретена и сухожильные рецепторы представляют собой механизм обеспечения контроля за сокращением мышцы по принципу рефлекса. При недостаточном уровне мышечного тонуса рецепторы в мышцах сигнализируют об этом в спинной мозг, и он в таком случае подключает дополнительные механизмы по стимулированию тонуса. Таким образом, мышца всегда находится в тонусе и готова выполнять команду центра.

Итак, человек при выполнении двигательного акта никогда не задумывается о том, как он его выполняет. Большинство движений является двигательными автоматизмами, которые выполняются рефлекторно, то есть бессознательно (например, ходьба, бег).

Но если вдруг на пути движения появляется небольшая канава, которую нужно перепрыгнуть, у человека сообразно с его опытом немедленно срабатывает автоматическая коррекция на появившееся препятствие и он без особого труда, не задумываясь над этим, преодолевает препятствие. Это становится возможным еще и потому, что мозжечок постоянно получает информацию от рецепторов, расположенных в мышцах, сухожилиях, суставных сумках, о том, в каком положении в данное время находится конкретная часть тела.

О том, насколько важна информация о состоянии опорно-двигательного аппарата, говорит тот факт, что для ее передачи от периферии в центральную нервную систему существует несколько специализированных проводящих путей. Эта информация по двум из них попадает в мозжечок, а по третьему - в чувствительную зону коры головного мозга, где проводится ее окончательный анализ.

Мышечное сокращение и движение, которое при этом возникает, является отражением деятельности коры головного мозга, которая воспроизводит команду действия. Решение "что делать?" принимает двигательная клетка коры головного мозга, а выполнение команды лежит на двигательной клетке спинного мозга. Оценка движений человека позволяет получать представления о состоянии нервной системы в норме и при патологии.

Регистрация биоэлектрических сигналов, идущих от работающей мышцы, является объективным методом контроля за двигательной активностью человека и называется электромиографическим исследованием. Результаты таких исследований указывают на наличие связи между мыслительной деятельностью, эмоциональным напряжением и изменением мышечной активности.

Уже при одном мысленном представлении движения или напряжения мышцы регистрируются признаки биоэлектрической активности, причем именно в тех мышцах, которые участвуют в движении. Если человек представляет себе поднятие тяжести на вытянутой руке, то степень мышечного напряжения будет выше при мысленном поднятии более тяжелого груза.

В спорте широко используется прием, когда спортсмен перед выполнением сложного движения (например, у тяжелоатлетов, прыгунов, гимнастов) мысленно повторяет все движение про себя и только после этого приступает к его действительному выполнению. Это помогает ему воспроизвести движения более точно и безошибочно.

В указанном случае во время тренировок запоминается не только схема движения и их последовательность, но и ощущения работы мышц в виде их сокращения и расслабления, величины мышечного усилия и скорости исполнения движения. Во многом это происходит рефлекторно, то есть бессознательно. Когда человек начинает вспоминать и мысленно представлять себе схему движений, у него это ассоциируется с запомнившимися ощущениями.

В физиологическом эксперименте в качестве обратной связи при обучении мышечному расслаблению используется электромиография, регистрирующая биоэлектрическую активность мышц. Испытуемый, получая наглядную (чаще всего звуковую или зрительную) информацию о степени напряжения мышц, может осознанно контролировать состояние своих мышц в покое и достигать полного их расслабления. Подобный прием используется в лечебной методике, направленной на снятие насильственного напряжения мышц при некоторых заболеваниях нервной системы.

В последующих разделах мы еще вернемся к вопросу регуляции мышечного тонуса и возможности произвольного расслабления мышц при помощи приемов аутогенной тренировки. Известно, что максимального расслабления при физиологических состояниях мышцы достигают в условиях сна. Состояние сна и бодрствования отражают полярные уровни активности головного мозга, изучением которых занимается нейрофизиология.

Исследование работы головного мозга и всей нервной системы всегда представляло определенные трудности. Сегодня ученые владеют обширным экспериментальным материалом, но полностью расшифровать тонкие механизмы функционирования нервной клетки пока еще не удается.

Одним из методов исследования работы головного мозга является метод электроэнцефалографии. В основе метода регистрации биоэлектрической активности головного мозга лежит усиление при помощи специальной электронной аппаратуры малых по величине биопотенциалов мозга, которые улавливаются датчиками и поступают на записывающее устройство.

При записи биоэлектрических сигналов на электроэнцефалографической кривой регистрируется спонтанная активность нейронов головного мозга, выражающаяся в виде волн с определенной частотой (их еще называют ритмом).

Различают четыре основных вида волн (рис. 13), которые делятся по частоте колебаний в секунду на бета-, альфа-, тета- и дельта-волны.

У взрослого человека в состоянии активного бодрствования преобладающим ритмом является бета-ритм. Альфа-ритм преимущественно регистрируется в затылочных отделах коры головного мозга в состоянии бодрствования при закрытых глазах. "

Увеличение амплитуды альфаритма отмечается при обследовании индийских йогов, а также людей, находящихся в состоянии гипноза или аутогенного расслабления. Активность альфа-ритма усиливается при движении глазных яблок, приводящих к их расфокусировке, например, при взгляде на кончик носа или область переносицы. В состоянии полного аутогенного расслабления (дремоты) появляется тета-ритм, а во сне регистрируется дельта-ритм. В случаях патологии нервной системы картина биоэлектрической активности может меняться. Появляются патологические формы этой активности, увеличивается амплитуда колебаний.

Обеспечение вегетативных функций. Важное значение в обеспечении жизнедеятельности организма имеет вегетативная, или, как ее еще называют, автономная, нервная система, которая состоит из двух отделов: симпатического и парасимпатического (рис. 14).

Вегетативная нервная система контролирует работу сердца, дыхания, желез внутренней секреции, непроизвольной, гладкой мускулатуры, причем без активного участия нашего сознания. Долгое время считалось, что эти функции недоступны самоконтролю.

Да и трудно даже представить себе, как человек мог бы активно участвовать в контролировании этих сложных функций жизнеобеспечения при таком большом разнообразии их назначения.

Симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы по своей работе являются антагонистами с противоположным характером изменений вегетативных функций. Большинство органов, иннервированных вегетативной нервной системой, подчинено обеим ее отделам.

Так, симпатические нервы иннервируют мозговой слой надпочечников и увеличивают секрецию адреналина, что приводит к увеличению содержания сахара в крови - гипергликемии. В то же время парасимпатические (блуждающие) нервы иннервируют клетки поджелудочной железы и увеличивают секрецию инсулина, что приводит к понижению концентрации сахара в крови - гипогликемии.

Симпатическая система способствует интенсивной деятельности организма в условиях, требующих напряжения его сил, тогда как парасимпатическая, напротив, участвует в восстановлении тех ресурсов, которые истрачены организмом в процессе такой деятельности.

Когда организм попадает в аварийные, экстремальные условия и ему нужно сразу мобилизовать резервы для преодоления возникающих затруднений, именно симпатическая система обеспечивает возможность выдержать такие условия. Высвобождение при этом запасов энергии дает организму максимум физических возможностей, сужение поверхностных кровеносных сосудов увеличивает объем циркулирующей крови, которая лучше обеспечивает работающие мышцы. Возможное в данный момент ранение кожи уже не приводит к большому кровотечению, а следовательно, и к большой кровопотере.

Исследователи называют комплекс изменений, появляющихся под воздействием симпатической нервной системы, реакцией борьбы или бегства.

Действие симпатической системы проявляется быстро и диффузно как общая реакция, а парасимпатической - более локально и кратковременно. Поэтому эффекты первой образно сравнивают с пулеметными очередями, а второй - с винтовочными выстрелами.

В таблице суммированы симпатические и парасимпатические функции вегетативной нервной системы и их влияние на органы человеческого организма.

Проявление симпатических и парасимпатических функций вегетативной нервной системы

Исследуемый показатель	Симпатические функции	Парасимпатические функции
Цвет кожи	Бледность	Склонность к покраснению
Слюнотечение	Уменьшение, слюна вязкая, густая	Увеличение, слюна жидкая
Слезоотделение	Уменьшение	Увеличение
Дермографизм	Белый, розовый	Интенсивно красный
Температура тела	Склонность к повышению	Склонность к понижению
Кисти рук и стопы на ощупь	Холодные	Теплые
Зрачки	Расширение	Сужение
Артериальное давление	Тенденция к повышению	Тенденция к понижению
Сердечные сокращения	Учащение ритма	Замедление ритма
Коронарные сосуды сердца	Расширение	Сужение
Мускулатура пищевода и желудка	Расслабление	Сокращение
Перистальтика кишечника	Замедление	Усиление
Бронхиальные мышцы	Расслабление	Сокращение
Функция почек	Замедление мочеотделения	Усиление мочеотделения
Состояние сфинктеров	Активация	Расслабление
Основной обмен	Повышение	Понижение
Углеводный обмен	Мобилизация резервов, гипергликемия	Торможение, гипогликемия
Теплопродукция	Уменьшение отдачи тепла	Уменьшение продукции тепла и увеличение отдачи
Тип темперамента	Возбудимый, раздражительный	Спокойный, вялый
Характер сна	Непродолжительный	Повышенная сонливость

В передаче нервных импульсов в симпатической системе участвует активное вещество адреналин. Он синтезируется корой надпочечников и обладает стойким, продолжительным действием на организм и те реакции, которые он вызывает. Поэтому проявления функций симпатического отдела носят общий генерализованный характер и могут быть растянуты во времени (например, человек не может долго успокоиться после испуга).

Для парасимпатической нервной системы передатчиком является другое активное вещество - ацетилколин, которое очень быстро инактивируется ферментом холинэстеразой. Поэтому действие парасимпатических реакций более кратковременное.

Наряду с вегетативной нервной системой в регуляции разнообразных функций организма принимает участие и эндокринная система. Обе системы, осуществляя регуляцию в гармоническом сотрудничестве, обеспечивают способность организма приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды. Действие нервной регуляции происходит быстрее и большей частью очень точно локализуется, тогда как гормональная регуляция действует часто генерализованно и проявляется с большей или меньшей задержкой (замедленностью) во времени.

В регуляции нуждается гомеостаз - относительное динамическое постоянство внутренней среды организма и некоторых его физиологических функций (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и др.). В нормальном состоянии колебания физиологических констант (например, средняя температура тела) происходят в узких границах.

В основе процесса регуляции гомеостаза лежат нейрорефлекторные влияния симпатической и парасимпатической систем, которые могут полностью или частично не поддаваться сознательному контролю со стороны мозговой коры. В данном случае речь идет о вегето-висцеральных рефлексах (дыхательных, сосудодвигательных, слюнных, зрачковых, глоточных, пузырных и др.).

Вегето-висцеральные рефлексы проявляются ответными реакциями в виде повышения слезотечения и слюнотечения, подъема артериального давления и учащения пульса, усиления глубины и частоты дыхания, ускорения перистальтики желудка и кишечника, повышенного выделения желудочного сока. При этом также выделяются биологически активные вещества, обладающие сильным стимулирующим действием.

Итак, усиление или ослабление функции того или иного висцерального органа зависит от активности отделов вегетативной нервной системы. Так, например, расширение глазного зрачка связано с усилением влияния симпатического и ослаблением влияния парасимпатического отдела, а сужение зрачка - наоборот, ослаблением первого и усилением второго.

Вегетативная нервная система имеет центральную часть, представленную симпатическими и парасимпатическими центрами, и периферическую, в которую входят вегетативные узлы, ганглии и вегетативные нервные волокна.

Высшим регуляторным отделом вегетативных функций считается гипоталамус.

Гипоталамус является главным подкорковым уровнем вегетативного обеспечения и контроля. Он координирует! наиболее разнообразные формы нервной деятельности, начиная от состояния бодрствования и сна и кончая поведением организма во время реакции адаптации.

Вегетативная нервная система координирует нервным и гуморальным путем деятельность всех органов, участвующих в сохранении динамического равновесия жизненных функций.

При помощи нейроэндокринных механизмов осуществляется ауторегулирование кровообращения, дыхания, пищеварения, температуры тела и различных обменных процессов, обеспечивается поддержание стабильности внутренней среды организма. Остановимся более подробно на характеристике этих отдельных функций организма, которые могут поддаваться воздействию методам психологической саморегуляции.

Вегетативная нервная система непосредственно обеспечивает и контролирует деятельность сердца. Приведем некоторые любопытные подробности о нашем моторе, который выполняет большой объем полезной и необходимой работы, без которой жизнь была бы невозможной.

Средняя масса сердца взрослого человека 400 граммов. В среднем сердце сокращается 70 раз в минуту, за сутки - 100 800, а за 70 лет жизни - более 2,5 миллиарда раз. За сутки сердце перекачивает 40 000 литров крови, а за всю жизнь - более 1 миллиарда литров.

Кровь циркулирует по кровеносным сосудам. Если сложить кровеносные капилляры в одну линию, то такой сосуд протянется на 100 000 километров.

Частота сердечных сокращений больше 100 называется тахикардией, ниже 60- брадикардией. У человека после физической нагрузки частота может доходить до 200, но через 10-20 минут она должна вернуться к норме.

Внешние раздражители сказываются на сердечной деятельности. При отрицательной реакции на окружающее частота сердечных сокращений увеличивается. Если же человек задерживает внимание на внешнем раздражителе, частота сердечных сокращений понижается.

Сердце начинает работать более интенсивно при физическом напряжении. Подобная реакция наблюдается и при умственной работе, например при решении арифметической задачи.

Вегетативная нервная система принимает непосредственное участие в контроле и регуляции таких важных функций, как дыхание и деятельность пищеварительного тракта, также поддающиеся произвольной регуляции.

Дыхательная функция обеспечивается легкими, дыхательной мускулатурой и контролируется центром управления дыханием. Регуляция этой функции смешанная: произвольная, когда мы можем задержать дыхание, и рефлекторная, или непроизвольная. Но сколько бы мы ни старались задержать вдох, он в конце концов наступает рефлекторно.

При испуге, например, у человека наблюдается замедление дыхания и учащение сердцебиения. В случае эмоционального напряжения (спор, азартная игра) дыхание, наоборот, учащается. Активная физическая работа приводит к учащенному дыханию за счет увеличения потребностей тканей в кислороде.

Рассматривая функцию пищеварительного тракта, можно отметить, что она во многом зависит от эмоциональных реакций человека. Так, при страхе резко усиливаются перистальтика кишечника и секреция пищеварительных желез, что нередко приводит к появлению поноса.

Как реакция на неприятные эмоции может возникнуть тошнота, которая сочетается с усиленной моторной активностью желудка и слюнотечением.

Пустой желудок путем усиленной перистальтики сигнализирует нам о голоде, отсюда выражение "сосет под ложечкой". При появлении подобных ощущений человек может усилием воли заставить себя их терпеть и не принимать пищу.

Подобное встречается при вынужденном голодании, особенно длительном.

Функция терморегуляции также подчиняется вегетативному контролю. Известно, что температура кожных покровов в основном зависит от периферического кровообращения. При сужении просвета сосудов, что происходит под влиянием симпатической нервной системы, температура кожи снижается.

Когда активность симпатического влияния падает, сосуды расширяются и температура кожи увеличивается. Изменяться может не только температура (ее легко определить и на ощупь рукой), но и цвет кожи (побледнение - при сужении капилляров и покраснение - при их расширении).

Температура на пальцах рук и ног, как правило, ниже, чем на туловище и лице. Отмечено, что у женщин руки и ноги несколько холоднее, чем у мужчин. У женщин чаще встречается такое заболевание периферических сосудов, как болезнь Рейно. При этой болезни отмечается приступообразное побледнение рук с развитием синюшности пальцев и их резкое похолодание, снижение в них чувствительности и такие неприятные болевые ощущения, как покалывание и жжение.

В клинической практике сегодня используются специальные приборы - тепловизоры, которые регистрируют на экране температурные различия на разных участках кожи обследуемых пациентов. Обнаружено, что температура кожи повышается при различных местных воспалительных и других патологических процессах в тканях. Эти изменения наглядно регистрируются прибором. Сделав снимок с экрана тепловизора, можно получить температурный фотопортрет каждого человека.

Регуляция температуры кожи зависит от многих факторов и механизмов. Одним из них является потоотделение, которое осуществляется специально предназначенными для этого железами.

У человека 2-3 миллиона потовых желез. Больше всего их располагается на коже ладоней и стоп (до 400 на 1 квадратный сантиметр). Назначение потовых желез разнообразное, однако терморегуляция и выделение шлаков из организма являются основными их функциями. Известно, например, что в течение дня человек с потом теряет около 0,5 литра воды, а в жаркое время - гораздо больше. В жару человек становится вялым и мало-подвижным из-за потери большого количества жидкости и обезвоживания организма, с одной стороны, и необходимости ее экономить - с другой.

Изменение влажности кожных покровов зависит от доминирующего влияния симпатического или парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Первый отдел вызывает усиление потоотделения, а второй - его уменьшение.

По состоянию влажности кожи можно также судить об эмоциональном состоянии человека. Так, французский врач Фере впервые обратил внимание на то, что у человека в эмоционально окрашенной напряженной ситуации изменяется электрическое сопротивление кожи. Он выявил, что изменение электрических свойств кожи связано с активностью потовых желез, которые ее увлажняют и тем самым меняют электрическое сопротивление.

Отечественный физиолог И. Р. Тарханов впервые описал так называемый психогальванический, или кожногальванический, рефлекс. Этот рефлекс состоит в изменении разности потенциалов и уменьшении электрического сопротивления кожи при различных раздражениях, вызывающих эмоциональное возбуждение.

Указанный рефлекс можно вызвать в лабораторных условиях у животных уколом иглой, ударом электрического тока или у человека волнующим рассказом. Этот рефлекс обусловлен главным образом деятельностью потовых желез и потому наиболее выражен, если электроды, соединенные с электроизмерительным прибором, наложены на участки кожи, богато снабженные потовыми железами.

Итак, мы познакомились с принципами строения нервной системы, в том числе ее вегетативных отделов, ведающих функциями различных органов. Хотелось бы только привести интересное, на наш взгляд, высказывание о высшей нервной деятельности И. П. Павлова, который писал:

"Наша нервная система в высшей степени саморегулирующая, сама себя поддерживающая, восстанавливающая, поправляющая и даже совершенствующая. Главнейшее, сильнейшее и постоянно остающееся впечатление от изучения высшей нервной деятельности нашим методом - это чрезвычайная пластичность этой деятельности, ее огромные возможности: ничто не остается неподвижным, неподатливым, а все всегда может быть достигнуто, измениться к лучшему, лишь бы были осуществлены соответствующие условия".

Теперь перейдем к рассмотрению некоторых свойств и особенностейвысшей нервной деятельности человека, без чего нельзя полно раскрыть основную нашу тему - об аутогенной тренировке.

Нервная система человека является стимулятором работы мышечной системы, о которой мы говорили в . Как мы уже знаем, мышцы нужны для передвижения частей тела в пространстве, и мы даже изучили конкретно, какие мышцы для какой работы предназначены. Но что приводит мышцы в действие? Что и как заставляет их работать? Об этом и пойдет речь в данной статье, из которой вы почерпнете необходимый теоретический минимум для освоения темы, обозначенной в названии статьи.

Прежде всего, стоит сообщить, что нервная система предназначена для передачи информации и команд нашего тела. Основные функции нервной системы человека – это восприятие изменений внутри тела и окружающего его пространства, интерпретация этих изменений и ответ на них в виде определенной формы (в т. ч. – мышечного сокращения).

Нервная система – множество разных, взаимодействующих между собой нервных структур, обеспечивающая наряду с эндокринной системой координированное регулирование работы большей части систем организма, а также отклик на смену условий внешней и внутренней среды. Данная система объединяет в себе сенсибилизацию, двигательную активность и корректное функционирование таких систем, как эндокринная, иммунная и не только.

Строение нервной системы

Возбудимость, раздражимость и проводимость характеризуются как функции времени, то есть это – процесс, возникающий от раздражения до появления ответной реакции органа. Распространение нервного импульса в нервном волокне происходит за счет перехода локальных очагов возбуждения на соседние неактивные области нервного волокна. Нервная система человека обладает свойством трансформации и генерации энергий внешней и внутренней среды и преобразования их в нервный процесс.

Строение нервной системы человека: 1- плечевое сплетение; 2- кожно-мышечный нерв; 3- лучевой нерв; 4- срединный нерв; 5- подвздошно-подчревный нерв; 6- бедренно-половой нерв; 7- запирающий нерв; 8- локтевой нерв; 9- общий малоберцовый нерв; 10- глубокий малоберцовый нерв; 11- поверхностный нерв; 12- мозг; 13- мозжечок; 14- спинной мозг; 15- межреберные нервы; 16- подреберный нерв; 17- поясничное сплетение; 18- крестцовое сплетение; 19- бедренный нерв; 20- половой нерв; 21- седалищный нерв; 22- мышечные ветви бедренных нервов; 23- подкожный нерв; 24- большеберцовый нерв

Нервная система функционирует как единое целое с органами чувств и управляется головным мозгом. Самая крупная часть последнего называется большими полушариями (в затылочной области черепа находятся два более мелких полушария мозжечка). Головной мозг соединяется со спинным. Правое и левое большие полушария соединены между собой компактным пучком нервных волокон, называемых мозолистым телом.

Спинной мозг – основной нервный ствол тела – проходит через канал, образованный отверстиями позвонков, и тянется от головного мозга до крестцового отдела позвоночника. С каждой стороны спинного мозга симметрично отходят нервы к различным частям тела. Осязание в общих чертах обеспечивается определенными нервными волокнами, бесчисленные окончания которых находятся в коже.

Классификация нервной системы

Так называемые виды нервной системы человека можно представить следующим образом. Всю целостную систему условно формируют: центральная нервная система – ЦНС, в состав которой входит головной и спинной мозг, и периферическая нервная система – ПНС, в которую входят многочисленные нервы, отходящие от головного и спинного мозга. Кожа, суставы, связки, мышцы, внутренние органы и органы чувств отправляют по нейронам ПНС входные сигналы в ЦНС. В то же время, исходящие сигналы от центральной НС, периферическая НС посылает к мышцам. В качестве наглядного материала, ниже, логически структурированным образом представлена целостная нервная система человека (схема).

Центральная нервная система – основа нервной системы человека, которая состоит из нейронов и их отростков. Главная и характерная функция ЦНС – реализация различных по степени сложности отражательных реакций, имеющих название рефлексов. Низшие и средние отделы ЦНС – спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок – управляют деятельностью отдельных органов и систем организма, реализуют между ними связь и взаимодействие, обеспечивают целостность организма и его корректное функционирование. Высший отдел ЦНС – кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования – по большей части управляет связью и взаимодействием организма как целостной структуры с внешним миром.

Периферическая нервная система – является условно выделяемой частью нервной системы, которая находится за пределами головного и спинного мозга. Включает в себя нервы и сплетения вегетативной нервной системы, соединяя ЦНС с органами тела. В отличие от ЦНС, ПНС не защищена костями и может быть подвержена воздействию механических повреждений. В свою очередь, саму периферическую нервную систему делят на соматическую и вегетативную.

• Соматическая нервная система – часть нервной системы человека, которая представляет собой комплекс чувствительных и двигательных нервных волокон, отвечающих за возбуждение мышц, и в том числе кожи и суставов. Также она руководит координацией движений тела, и получением и передачей внешних стимулов. Эта система выполняет действия, которыми человек управляет осознанно.
• Вегетативную нервную систему делят на симпатическую и парасимпатическую. Симпатическая нервная система управляет ответной реакцией на опасности или стресс, и кроме прочего, может вызвать увеличение частоты сердечных сокращений, повышение кровяного давления и возбуждение органов чувств, за счет увеличения уровня адреналина в крови. Парасимпатическая нервная система, а свою очередь, управляет состоянием покоя, и регулирует сокращение зрачков, замедление сердечного ритма, расширение кровеносных сосудов и стимуляцию пищеварительной и мочеполовой системы.

Выше вы можете видеть логически структурированную схему, на которой приведены отделы нервной системы человека, в порядке, соответствующем вышеизложенному материалу.

Строение и функции нейронов

Все движения и упражнения контролируются нервной системой. Основной структурной и функциональной единицей нервной системы (как центральной, так и периферической) является нейрон. Нейроны – это возбудимые клетки, которые способны генерировать и передавать электрические импульсы (потенциалы действия).

Строение нервной клетки: 1- тело клетки; 2- дендриты; 3- ядро клетки; 4- миелиновая оболочка; 5- аксон; 6- окончание аксона; 7- синаптическое утолщение

Функциональной единицей нейромышечной системы является двигательная единица, которая состоит из двигательного нейрона и иннервируемых им мышечных волокон. Собственно, работа нервной системы человека на примере процесса иннервации мышц происходит следующим образом.

Клеточная мембрана нерва и мышечного волокна является поляризованной, то есть на ней существует разность потенциалов. Внутри клетки содержится высокая концентрация ионов калия (К), а снаружи – ионов натрия (Na). В покое разность потенциалов между внутренней и внешней стороной клеточной мембраны не приводит к возникновению электрического заряда. Эта определенная величина представляет собой потенциал покоя. Из-за изменений во внешнем окружении клетки потенциал на ее мембране постоянно колеблется, и если он возрастает, и клетка достигает своего электрического порога возбуждения, происходит резкое изменение электрического заряда мембраны, и она начинает проводить потенциал действия вдоль аксона к иннервируемой мышце. К слову, в крупных мышечных группах, один двигательный нерв может иннервировать до 2-3 тысяч мышечных волокон.

На схеме ниже вы можете видеть пример того, какой путь проходит нервный импульс от момента возникновения стимула до получения на него ответной реакции в каждой, отдельно взятой системе.

Нервы соединяются между собой посредством синапсов, а с мышцами – с помощью нервно-мышечных контактов. Синапс – это место контакта между двумя нервными клетками, а – процесс передачи электрического импульса от нерва к мышце.

Синаптическая связь: 1- нейронный импульс; 2- принимающий нейрон; 3- ветвь аксона; 4- синаптическая бляшка; 5- синаптическая щель; 6- молекулы нейотрансмиттера; 7- клеточные рецепторы; 8- дендрит принимающего нейрона; 9- синаптические пузырьки

Нервно-мышечный контакт: 1- нейрон; 2- нервное волокно; 3- нервно-мышечный контакт; 4- двигательный нейрон; 5- мышца; 6- миофибриллы

Таким образом, как мы уже говорили – процесс физической активности в целом и мышечного сокращения в частности является полностью подконтрольным нервной системе.

Заключение

Сегодня мы узнали о предназначении, строении и классификации нервной системы человека, а так же о том, как она связана с его двигательной активностью и как она влияет на работу всего организма в целом. Поскольку нервная система вовлечена в регуляцию деятельности всех органов и систем человеческого тела, в том числе, и возможно, в первую очередь – сердечно – сосудистой, то в следующей статье из цикла о системах организма человека, к ее рассмотрению мы и перейдем.

Нервная система разделяется на центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему (см. рис. 1).

Центральная нервная система состоит из головного мозга и спинного мозга.

Головной мозг в свою очередь состоит из больших полушарий головного мозга, мозжечка и ствола мозга. Периферическая нервная система представляет собой нервные волокна и узлы, отходящие от центральной нервной системы (ЦНС) и распространяющиеся по всему организму. При этом по чувствительным нервным волокнам импульсы возбуждения от любой ткани, любого органа передаются в центральную нервную систему, подвергаются здесь определенной переработке и по двигательным и секреторным нервным волокнам соответствующий импульс поступает в исполнительный орган - мышцу, сосуд, железу и т. п. Ощущения, которые возникают при возбуждении органов чувств и воздействии на кожу, мышцы и суставы, также передаются по нервным волокнам в центральную нервную систему, где они сознательно или бессознательно фиксируются.

Белое и серое вещество

В головном и спинном мозге различают так называемые серое и белое вещества. В сером веществе расположены клеточные тела нейронов. Основная функция нейронов - восприятие раздражении, их переработка, передача этой информации и формирование ответной реакции. От тела каждой нервной клетки отходит длинный отросток (аксон), по которому нервные импульсы идут от тела клетки к иннервируемым органам и другим нервным клеткам. Аксоны покрыты миелиновой (мякотной) оболочкой, толщина которой зависит от функции нерва. Миелиновая оболочка состоит из белково-липидного комплекса (миелина) белого цвета. Совокупность нервных волокон головного и спинного мозга называют белым веществом центральной нервной системы.

Миелиновая оболочка

При рассеянном склерозе повреждается миелиновая оболочка нервных волокон. Миелиновая оболочка служит для быстрой передачи электрического нервного импульса. В нервных волокнах нервный импульс распространяется довольно медленно. Миелиновая оболочка, являясь изолятором, предотвращает рассеивание нервных импульсов и их переход на другие нервные волокна. Миелиновое покрытие по длине волокна имеет сегментарное строение; на границе двух сегментов имеются участки безмиелиновых перетяжек - так называемые узлы нервного волокна или перехваты Ранвье. За счет этого нервный импульс распространяется по мякотному волокну не непрерывно, как по безмякотному, а быстрее - скачками: электрические импульсы «перепрыгивают» от одного перехвата Ранвье к другому (рис. 2),

Таким образом скорость распространения нервных импульсов в мякотных волокнах выше, чем в безмякотных. Если в результате болезни какой-то участок миелиновой оболочки повреждается, нервные импульсы на этом участке проходят по лишенному миелиновой оболочки аксону, и значит скорость их прохождения замедляется; функции на этом нервном пути осуществляются медленнее и в измененном виде.

Тела нейронов и нервные проводники-аксоны окружают глиальные клетки, которые выполняют в центральной нервной системе опорную функцию, а также участвуют в метаболизме нервных клеток. Они отличаются высоким уровнем белкового и нуклеинового обмена и ответственны за транспорт веществ в нейроны. Глиальные клетки участвуют в образовании миелиновых оболочек аксонов. Миелиновая оболочка состоит из миелина, включающего в свой состав протеины, липиды, жиры и содержащие сахар белки.

Функции в центральной нервной системе строго локализованы, отдельные нервные пути, т. е. пучки нервных волокон выполняют вполне определенные задачи и связаны с восприятием информации от определенного органа чувств. Разные функции организма регулируются различными частями нервной системы. Каждая совокупность нервных клеток отвечает за восприятие одного вида чувствительности. И если одна совокупность нервных клеток ведает регуляцией вегетативных реакций, то двигательные импульсы передает другая совокупность нервных клеток. Причем, скажем, двигательные импульсы, соответствующие конкретному движению, передаются нервными волокнами с определенного участка коры головного мозга в любой доле мозга отдельно для движений, осуществляемых правой и левой половиной тела. Эти нервные волокна объединяются в общий так называемый двигательный пирамидный путь. Он включает в свой состав определенные нервные волокна, ответственные за каждое конкретное движение, и обеспечивает передачу соответствующей импульсации исполнительному органу - определенным мышцами. При этом за каждое конкретное движение ответственно не одно единственное нервное волокно, а целый пучок нервных волокон. И если в результате болезни часть нервных волокон в таком пучке повреждается, он утрачивает способность выполнять свои функции. Соответственно утрачивается способность совершать то движение, за которое отвечал поврежденный пучок нервных волокон, т. е. происходит ограничение определенной физической возможности больного человека. И если пучок нервных волокон повреждается целиком, то функция утрачивается полностью, как это происходит, например, при поперечном параличе в результате несчастного случая.

Кроме нервных путей, осуществляющих прямую передачу импульсов, как, к примеру, уже упомянутый пирамидный путь, в центральной нервной системе имеются многочисленные нервные пути, которые регулируют осуществление отдельных движений или восприятие определенных ощущений. Так становятся возможными сложные двигательные акты, требующие четкой координации и тонкой дифференцированности. При этом восприятие ощущений, передаваемых одним органом чувств, становится доминирующим, а восприятие ощущений через другой орган чувств становится второстепенным, или важные впечатления могут быть отделены от незначительных.

В целом нервная система регулирует всю деятельность организма и обеспечивает его связь с окружающей средой. Нервная система осуществляет регулирующее влияние на обменные процессы в тканях, деятельность сердечной мышцы и системы кровообращения, дыхательную функцию, работу мочевого пузыря, желудочно-кишечного тракта, на образование гормонов. Деятельность нервной системы обусловливает состояние относительного равновесия внутренней среды организма.

Спинномозговая жидкость

В центральной нервной системе существует несколько переходящих одна в другую полостей, совокупность которых образует систему - своего рода жидкостную ось мозга. Она включает в себя две полости в больших полушариях мозга, по одной в центральной части мозга и между продолговатым мозгом и мозжечком, а также центральный канал спинного мозга. В желудочках мозга, в субарахноидальном пространстве и в центральном канале спинного мозга циркулирует ликвор - спинномозговая жидкость, которая участвует в обмене веществ между кровеносной и нервной системами.

Под силой нервных процессов И.П.Павлов понимал работоспособность нервных клеток, их способность выносить сильное напряжение, не впадая в тормозное состояние (запредельное торможение). Сила нервных процессов зависит от запаса реактивного, или функционального, вещества в нервных клетках. В зависимости от силы нервных процессов нервная система может быть сильной или слабой. Сильная нервная система характеризуется большой силой нервных процессов – возбуждения и торможения; последнее обусловлено большим запасом реактивного вещества в нервных клетках.

Слабая нервная система связана с малым запасом реактивного вещества в нервных клетках; для нее характерна слабость основных нервных процессов – возбуждения и торможения. Сильная нервная система способна вынести большое напряжение, слабая же такого напряжения вынести не может.

Сила нервной системы – свойство нервной системы, отражающее предел работоспособности клеток коры головного мозга, т.е. их способность выдерживать, не переходя в тормозное состояние, либо очень сильное, либо длительно действующее (хотя и не сильное) воздействие.

Сила нервных процессов характеризуется работоспособностью, выносливостью нервной системы и означает способность ее переносить продолжительное, либо кратковременное, но очень сильное возбуждение или торможение. Слабость нервных процессов – неспособность нервных клеток выдерживать длительное и концентрированное возбуждение или торможение. При их действии нервные клетки довольно быстро переходят в состояние охранительного торможения. Однако слабая нервная система обладает высокой чувствительностью.

Для темперамента показательна сила психических процессов. При этом существенна не только абсолютная сила их в тот или иной момент, но и то, насколько она остается постоянной, т.е. степень динамической устойчив о сти.
При значительной устойчивости сила реакций в каждом отдельном случае зависит от изменяющихся условий, в которых оказывается человек, и адекватна им: более сильное внешнее раздражение вызывает и более сильную реакцию, более слабое раздражение – и более слабую реакцию. У индивидов с большей неустойчивостью, наоборот, сильное раздражение может – в зависимости от очень изменчивого состояния личности – вызывать то очень сильную, то очень слабую реакцию; точно также и самое слабое раздражение может иногда вызывать и очень сильную реакцию; весьма значительное событие, чреватое самыми серьезными последствиями, может оставить человека безразличным, а в другом случае ничтожный повод даст бурную вспышку: реакция в этом смысле совсем не адекватна раздражителю.