Struktura układu nerwowego

Układ nerwowy spełnia następujące funkcje: sterowanie aktywnością różnych układów i aparatów tworzących integralny organizm, koordynacja zachodzących w nim procesów, ustalanie wzajemnych relacji organizmu ze środowiskiem zewnętrznym. Wielki fizjolog IP Pawłow pisał: „Aktywność układu nerwowego jest skierowana z jednej strony na zjednoczenie, integrację pracy wszystkich części organizmu, z drugiej – na połączenie organizmu ze środowiskiem, na zrównoważenie układu organizmu z warunkami zewnętrznymi”.

Nerwy przenikają wszystkie narządy i tkanki, tworzą liczne gałęzie z zakończeniami receptorowymi (czuciowymi) i efektorowymi (ruchowymi, wydzielniczymi) i razem z częściami centralnymi (mózgiem i rdzeniem kręgowym) zapewniają połączenie wszystkich części ciała w jedną całość. Układ nerwowy reguluje funkcje ruchu, trawienia, oddychania, wydalania, krążenia krwi, procesów odpornościowych (ochronnych) i metabolicznych (metabolizmu) itp.

Aktywność układu nerwowego, według I. M. Sieczenowa, ma charakter odruchowy.

Odruch (od łacińskiego reflexus – odbity) to reakcja organizmu na określony bodziec (uderzenie zewnętrzne lub wewnętrzne), która zachodzi przy udziale ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Ciało człowieka, żyjąc w otaczającym je środowisku zewnętrznym, wchodzi z nim w interakcję. Środowisko oddziałuje na ciało, a ciało z kolei reaguje odpowiednio na te wpływy. Procesy zachodzące w samym ciele również powodują reakcję. W ten sposób układ nerwowy zapewnia wzajemne połączenie i jedność ciała i środowiska.

Jednostką strukturalną i funkcjonalną układu nerwowego jest neuron (komórka nerwowa, neurocyt). Neuron składa się z ciała i wypustek. Wypustki, które przewodzą impuls nerwowy do ciała komórki nerwowej, nazywane są dendrytami. Z ciała neuronu impuls nerwowy jest kierowany do innej komórki nerwowej lub do tkanki roboczej wzdłuż wypustki zwanej aksonem lub neurytem. Komórka nerwowa jest dynamicznie spolaryzowana, tzn. jest zdolna do przewodzenia impulsu nerwowego tylko w jednym kierunku - od dendrytu przez ciało komórki do aksonu (neurytu).

Neurony w układzie nerwowym, gdy stykają się ze sobą, tworzą łańcuchy, wzdłuż których przekazywane są (przenoszone) impulsy nerwowe. Przekazywanie impulsu nerwowego z jednego neuronu do drugiego następuje w punktach ich styków i jest zapewnione przez specjalny typ formacji zwany synapsami interneuronalnymi. Rozróżnia się synapsy aksosomatyczne, gdy zakończenia aksonu jednego neuronu tworzą styki z ciałem następnego, oraz synapsy aksodendrytyczne, gdy akson styka się z dendrytami innego neuronu. Typ relacji kontaktowych w synapsie w różnych warunkach fizjologicznych może oczywiście zostać „wytworzony” lub „zniszczony”, zapewniając selektywną reakcję na każde podrażnienie. Ponadto struktura kontaktowa łańcuchów neuronowych stwarza możliwość przewodzenia impulsu nerwowego w określonym kierunku. Ze względu na obecność styków w niektórych synapsach i rozłączenie w innych, przewodzenie impulsu może następować celowo.

W łańcuchu neuronowym różne neurony mają różne funkcje. W związku z tym wyróżnia się trzy główne typy neuronów według ich cech morfofunkcjonalnych.

Neurony czuciowe, receptorowe lub aferentne (doprowadzające). Ciała tych komórek nerwowych zawsze leżą poza mózgiem lub rdzeniem kręgowym - w węzłach (zwojach) obwodowego układu nerwowego. Jeden z wypustek, wychodzący z ciała komórki nerwowej, przechodzi na obwód do jednego lub drugiego narządu i kończy się tam w jednym lub drugim zakończeniu czuciowym - receptorze. Receptory są zdolne do przekształcania energii zewnętrznego wpływu (podrażnienia) w impuls nerwowy. Drugi wypustek jest kierowany do ośrodkowego układu nerwowego, rdzenia kręgowego lub do pnia mózgu jako część tylnych korzeni nerwów rdzeniowych lub odpowiednich nerwów czaszkowych.

W zależności od lokalizacji rozróżnia się następujące rodzaje receptorów:

1. eksteroceptory odbierają podrażnienia ze środowiska zewnętrznego. Receptory te znajdują się w zewnętrznych powłokach ciała, w skórze i błonach śluzowych, w narządach zmysłów;
2. receptory nerwowe pobudzane są głównie przez zmiany składu chemicznego środowiska wewnętrznego organizmu oraz ciśnienie panujące w tkankach i narządach;
3. Proprioceptory odbierają podrażnienia mięśni, ścięgien, więzadeł, powięzi i torebek stawowych.

IP Pawłow uważał, że odbiór, czyli percepcja podrażnienia i początek rozprzestrzeniania się impulsu nerwowego wzdłuż przewodników nerwowych do ośrodków, jest początkiem procesu analizy.

Neuron blokujący, interkalacyjny, asocjacyjny lub przewodzący. Neuron ten przekazuje pobudzenie z neuronu aferentnego (czuciowego) do neuronów eferentnych. Istotą procesu jest przekazanie sygnału odebranego przez neuron aferentny do neuronu eferentnego w celu wykonania w formie odpowiedzi. IP Pawłow zdefiniował to działanie jako „zjawisko zamknięcia neuronowego”. Neurony blokujące (interkalacyjne) znajdują się w obrębie OUN.

Neuron efektorowy, eferentny (ruchowy lub wydzielniczy). Ciała tych neuronów znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym (lub na obwodzie - w węzłach współczulnych, przywspółczulnych części wegetatywnej układu nerwowego). Aksony (neuryty) tych komórek kontynuują się w postaci włókien nerwowych do narządów roboczych (wolnych - szkieletowych i mimowolnych - mięśni gładkich, gruczołów), komórek i różnych tkanek.

Po tych ogólnych uwagach rozważmy bardziej szczegółowo łuk odruchowy i czynność odruchową jako podstawową zasadę działania układu nerwowego.

Łuk odruchowy to łańcuch komórek nerwowych obejmujący neurony aferentne (czuciowe) i efektorowe (ruchowe lub wydzielnicze), wzdłuż którego impuls nerwowy przemieszcza się od miejsca pochodzenia (od receptora) do narządu roboczego (efektora). Większość odruchów odbywa się przy udziale łuków odruchowych, które tworzą neurony dolnych części ośrodkowego układu nerwowego - neurony rdzenia kręgowego i pnia mózgu.

Najprostszy łuk odruchowy składa się tylko z dwóch neuronów - aferentnego i efektorowego (odśrodkowego). Ciało pierwszego neuronu (receptorowego, aferentnego), jak zauważono, znajduje się poza OUN. Zazwyczaj jest to neuron pseudounipolarny (jednobiegunowy), którego ciało znajduje się w zwoju rdzeniowym lub zwoju czuciowym jednego z nerwów czaszkowych. Wyrostek obwodowy tej komórki następuje jako część nerwów rdzeniowych lub nerwów czaszkowych z włóknami czuciowymi i ich odgałęzieniami i kończy się w receptorze, który odbiera zewnętrzne (z otoczenia zewnętrznego) lub wewnętrzne (w narządach, tkankach) podrażnienie. To podrażnienie w zakończeniu nerwowym przekształca się w impuls nerwowy, który dociera do ciała komórki nerwowej. Następnie impuls wzdłuż wyrostka ośrodkowego (aksonu) jako części nerwów rdzeniowych kierowany jest do rdzenia kręgowego lub wzdłuż odpowiednich nerwów czaszkowych - do mózgu. W istocie szarej rdzenia kręgowego lub w jądrze ruchowym mózgu proces ten komórki czuciowej tworzy synapsę z ciałem drugiego neuronu (eferentnego, efektorowego). W synapsie interneuronalnej, za pomocą mediatorów, następuje przekazywanie pobudzenia nerwowego z neuronu czuciowego (aferentnego) do neuronu ruchowego (eferentnego), którego proces wychodzi z rdzenia kręgowego jako część przednich korzeni nerwów rdzeniowych lub włókien nerwowych ruchowych nerwów czaszkowych i jest kierowany do narządu roboczego, powodując skurcz mięśnia.

Z reguły łuk odruchowy nie składa się z dwóch neuronów, ale jest znacznie bardziej złożony. Pomiędzy dwoma neuronami - receptorowym (aferentnym) i eferentnym - znajduje się jeden lub więcej neuronów zamykających (interkalacyjnych, przewodzących). W tym przypadku pobudzenie z neuronu receptorowego jest przekazywane wzdłuż jego wyrostka centralnego nie bezpośrednio do komórki nerwowej efektorowej, ale do jednego lub więcej neuronów interkalacyjnych. Rolę neuronów interkalacyjnych w rdzeniu kręgowym pełnią komórki zlokalizowane w istocie szarej tylnych kolumn. Niektóre z tych komórek mają akson (neuryt), który jest skierowany do komórek ruchowych przednich rogów rdzenia kręgowego na tym samym poziomie i zamyka łuk odruchowy na poziomie danego segmentu rdzenia kręgowego. Aksony innych komórek w rdzeniu kręgowym mogą wstępnie dzielić się w kształcie litery T na gałęzie zstępujące i wstępujące, które są skierowane do komórek nerwowych ruchowych przednich rogów sąsiednich, wyżej lub niżej położonych segmentów. Wzdłuż trasy każda wstępująca lub zstępująca gałąź może oddawać boczniki do komórek ruchowych tych i innych sąsiednich segmentów rdzenia kręgowego. W związku z tym staje się jasne, że podrażnienie nawet najmniejszej liczby receptorów może być przekazywane nie tylko do komórek nerwowych pewnego segmentu rdzenia kręgowego, ale także rozprzestrzeniać się na komórki kilku sąsiednich segmentów. W rezultacie reakcją jest skurcz nie jednego mięśnia lub nawet jednej grupy mięśni, ale kilku grup jednocześnie. Tak więc w odpowiedzi na podrażnienie następuje złożony ruch odruchowy. Jest to jedna z reakcji organizmu (odruch) w odpowiedzi na zewnętrzne lub wewnętrzne podrażnienie.

IM Sechenov w swojej pracy „Odruchy mózgu” wysunął ideę przyczynowości (determinizmu), zauważając, że każde zjawisko w ciele ma swoją przyczynę, a efekt odruchowy jest odpowiedzią na tę przyczynę. Idee te zostały dalej twórczo rozwinięte w pracach S. P. Botkina i I. P. Pawłowa, którzy są twórcami doktryny nerwizmu. Wielką zasługą I. P. Pawłowa jest to, że rozszerzył naukę o odruchu na cały układ nerwowy, od dolnych do najwyższych odcinków, i eksperymentalnie udowodnił odruchowy charakter wszystkich form witalnej aktywności ciała bez wyjątku. Według I. P. Pawłowa prostą formę aktywności układu nerwowego, która jest stała, wrodzona, gatunkowo specyficzna i do kształtowania strukturalnych przesłanek, których nie wymagają warunki społeczne, należy określić jako odruch bezwarunkowy.

Ponadto istnieją tymczasowe połączenia z otoczeniem nabyte w trakcie życia jednostki. Zdolność do nabywania tymczasowych połączeń pozwala organizmowi nawiązywać najbardziej różnorodne i złożone relacje ze środowiskiem zewnętrznym. IP Pawłow nazwał tę formę aktywności odruchowej odruchem warunkowym (w przeciwieństwie do odruchu bezwarunkowego). Miejscem, w którym odruchy warunkowe są zamykane, jest kora mózgowa. Mózg i jego kora są podstawą wyższej aktywności nerwowej.

P. K. Anokhin i jego szkoła eksperymentalnie potwierdzili istnienie tzw. sprzężenia zwrotnego narządu roboczego z ośrodkami nerwowymi - "sprzężenie zwrotne aferentacyjne". W momencie, gdy impulsy eferentne z ośrodków układu nerwowego docierają do narządów wykonawczych, powstaje w nich reakcja odpowiedzi (ruch lub wydzielanie). Ten efekt roboczy drażni receptory narządu wykonawczego. Impulsy powstałe w wyniku tych procesów są odsyłane z powrotem drogami aferentnymi do ośrodków rdzenia kręgowego lub mózgu w postaci informacji o wykonaniu przez narząd określonej czynności w danym momencie. W ten sposób możliwe jest dokładne rejestrowanie poprawności wykonania poleceń za pomocą impulsów nerwowych dochodzących do narządów roboczych z ośrodków nerwowych i ich ciągła korekta. Istnienie dwukierunkowej sygnalizacji wzdłuż zamkniętych okrężnych lub pierścieniowych odruchowych łańcuchów nerwowych "sprzężenia zwrotnego aferentacyjnego" pozwala na stałe, ciągłe, chwilowe korygowanie wszelkich reakcji organizmu na wszelkie zmiany warunków środowiska wewnętrznego i zewnętrznego. Bez mechanizmów sprzężenia zwrotnego adaptacja organizmów żywych do środowiska jest nie do pomyślenia. Tak więc stare idee, że podstawą aktywności układu nerwowego jest „otwarty” (niezamknięty) łuk odruchowy, zostały zastąpione ideą zamkniętego, kolistego łańcucha odruchów.

[ 1 ], [ 2 ]