Будова нервової системи

Нервова система виконує такі функції: управління діяльністю різних систем та апаратів, що складають цілісний організм, координацію процесів, що в ньому відбуваються, встановлення взаємозв'язків організму із зовнішнім середовищем. Великий фізіолог І. П. Павлов писав: «Діяльність нервової системи спрямована, з одного боку, на об'єднання, інтеграцію роботи всіх частин організму, з іншого – на зв'язок організму з навколишнім середовищем, на збалансування системи організму із зовнішніми умовами».

Нерви пронизують усі органи та тканини, утворюють численні гілки з рецепторними (сенсорними) та ефекторними (руховими, секреторними) закінченнями, і разом із центральними відділами (головним та спинним мозком) забезпечують зв'язок усіх частин тіла в єдине ціле. Нервова система регулює функції руху, травлення, дихання, виділення, кровообігу, імунні (захисні) та метаболічні (обмін речовин) процеси тощо.

Діяльність нервової системи, за І. М. Сеченовим, носить рефлекторний характер.

Рефлекс (від лат. reflexus – відбитий) – це реакція організму на певний подразник (зовнішній або внутрішній вплив), яка відбувається за участю центральної нервової системи (ЦНС). Організм людини, живучи в зовнішньому середовищі, що його оточує, взаємодіє з ним. Навколишнє середовище впливає на організм, а організм, у свою чергу, відповідно реагує на ці впливи. Процеси, що відбуваються в самому організмі, також викликають реакцію. Таким чином, нервова система забезпечує взаємозв'язок і єдність організму та навколишнього середовища.

Структурною та функціональною одиницею нервової системи є нейрон (нервова клітина, нейроцит). Нейрон складається з тіла та відростків. Відростки, що проводять нервовий імпульс до тіла нервової клітини, називаються дендритами. Від тіла нейрона нервовий імпульс спрямовується до іншої нервової клітини або до робочої тканини по відростку, який називається аксоном або нейритом. Нервова клітина динамічно поляризована, тобто вона здатна проводити нервовий імпульс лише в одному напрямку – від дендрита через тіло клітини до аксона (нейрита).

Нейрони в нервовій системі, коли вони контактують один з одним, утворюють ланцюги, по яких передаються (рухаються) нервові імпульси. Передача нервового імпульсу від одного нейрона до іншого відбувається в точках їх контактів і забезпечується особливим типом утворення, яке називається міжнейрональними синапсами. Розрізняють аксосоматичні синапси, коли закінчення аксона одного нейрона утворюють контакти з тілом наступного, та аксодендритні синапси, коли аксон контактує з дендритами іншого нейрона. Контактний тип зв'язків у синапсі за різних фізіологічних умов може, очевидно, або «створюватися», або «знищуватися», забезпечуючи вибіркову реакцію на будь-яке подразнення. Крім того, контактна структура нейронних ланцюгів створює можливість проведення нервового імпульсу в певному напрямку. Завдяки наявності контактів в одних синапсах і роз'єднанню в інших, проведення імпульсу може відбуватися цілеспрямовано.

У нейронному ланцюзі різні нейрони мають різні функції. У зв'язку з цим виділяють три основні типи нейронів відповідно до їх морфофункціональних характеристик.

Сенсорні, рецепторні, або аферентні (привідні) нейрони. Тіла цих нервових клітин завжди лежать поза головним або спинним мозком - у вузлах (гангліях) периферичної нервової системи. Один з відростків, що тягнеться від тіла нервової клітини, йде на периферію до того чи іншого органу і закінчується там тим чи іншим сенсорним закінченням - рецептором. Рецептори здатні перетворювати енергію зовнішнього впливу (подразнення) на нервовий імпульс. Другий відросток спрямований до центральної нервової системи, спинного мозку або до стовбура мозку у складі задніх корінців спинномозкових нервів або відповідних черепних нервів.

Залежно від їх розташування розрізняють такі типи рецепторів:

1. Екстерорецептори сприймають подразнення із зовнішнього середовища. Ці рецептори розташовані в зовнішніх покривах тіла, в шкірі та слизових оболонках, в органах чуття;
2. інтерорецептори стимулюються переважно змінами хімічного складу внутрішнього середовища організму та тиском у тканинах і органах;
3. Пропріорецептори сприймають подразнення в м'язах, сухожиллях, зв'язках, фасціях та суглобових капсулах.

І. П. Павлов відносив рецепцію, тобто сприйняття подразнення та початок поширення нервового імпульсу по нервових провідниках до центрів, до початку процесу аналізу.

Замикаючий, інтеркалярний, асоціативний або провідниковий нейрон. Цей нейрон передає збудження від аферентного (сенсорного) нейрона до еферентних нейронів. Суть процесу полягає в передачі сигналу, отриманого аферентним нейроном, до еферентного нейрона для виконання у вигляді відповіді. І. П. Павлов визначив цю дію як «феномен нейронного замикання». Замикаючі (інтеркалярні) нейрони розташовані в межах ЦНС.

Ефекторний, еферентний (руховий або секреторний) нейрон. Тіла цих нейронів розташовані в центральній нервовій системі (або на периферії - в симпатичних, парасимпатичних вузлах вегетативної частини нервової системи). Аксони (нейрити) цих клітин продовжуються у вигляді нервових волокон до робочих органів (довільних - скелетних та мимовільних - гладких м'язів, залоз), клітин та різних тканин.

Після цих загальних зауважень розглянемо детальніше рефлекторну дугу та рефлекторний акт як основний принцип діяльності нервової системи.

Рефлекторна дуга – це ланцюг нервових клітин, що включає аферентні (сенсорні) та ефекторні (рухові або секреторні) нейрони, по яких нервовий імпульс рухається від місця його виникнення (від рецептора) до робочого органу (ефектора). Більшість рефлексів здійснюється за участю рефлекторних дуг, які утворюються нейронами нижніх відділів центральної нервової системи – нейронами спинного мозку та стовбура мозку.

Найпростіша рефлекторна дуга складається лише з двох нейронів – аферентного та ефекторного (еферентного). Тіло першого нейрона (рецепторного, аферентного), як зазначалося, знаходиться поза ЦНС. Зазвичай це псевдоуніполярний (уніполярний) нейрон, тіло якого розташоване в спинномозковому ганглії або сенсорному ганглії одного з черепних нервів. Периферичний відросток цієї клітини слідує у складі спинномозкових нервів або черепних нервів з сенсорними волокнами та їх гілками та закінчується рецептором, який сприймає зовнішнє (із зовнішнього середовища) або внутрішнє (в органах, тканинах) подразнення. Це подразнення в нервовому закінченні трансформується в нервовий імпульс, який досягає тіла нервової клітини. Потім імпульс по центральному відростку (аксону) у складі спинномозкових нервів спрямовується до спинного мозку або по відповідних черепних нервах – до головного мозку. У сірій речовині спинного мозку або в руховому ядрі головного мозку цей відросток сенсорної клітини утворює синапс з тілом другого нейрона (еферентного, ефекторного). У міжнейронному синапсі за допомогою медіаторів відбувається передача нервового збудження від сенсорного (аферентного) нейрона до рухового (еферентного) нейрона, відросток якого виходить зі спинного мозку у складі передніх корінців спинномозкових нервів або рухових нервових волокон черепних нервів і спрямовується до робочого органу, викликаючи скорочення м'яза.

Як правило, рефлекторна дуга складається не з двох нейронів, а є значно складнішою. Між двома нейронами - рецепторним (аферентним) та еферентним - знаходиться один або кілька замикальних (інтеркалярних, провідних) нейронів. У цьому випадку збудження від рецепторного нейрона передається по його центральному відростку не безпосередньо до ефекторної нервової клітини, а до одного або кількох інтеркалярних нейронів. Роль інтеркалярних нейронів у спинному мозку виконують клітини, розташовані в сірій речовині задніх стовпів. Деякі з цих клітин мають аксон (нейрит), який прямує до рухових клітин передніх рогів спинного мозку на тому ж рівні та замикає рефлекторну дугу на рівні даного сегмента спинного мозку. Аксони інших клітин у спинному мозку можуть попередньо Т-подібно розділятися на низхідні та висхідні гілки, які прямують до рухових нервових клітин передніх рогів сусідніх, вище- або нижче розташованих сегментів. По шляху проходження кожна висхідна або низхідна гілка може віддавати колатералі до рухових клітин цих та інших сусідніх сегментів спинного мозку. У зв'язку з цим стає зрозумілим, що подразнення навіть найменшої кількості рецепторів може передаватися не тільки нервовим клітинам певного сегмента спинного мозку, а й поширюватися на клітини кількох сусідніх сегментів. В результаті реакцією є скорочення не одного м'яза і навіть не однієї групи м'язів, а одразу кількох груп. Таким чином, у відповідь на подразнення виникає складний рефлекторний рух. Це одна з реакцій організму (рефлекс) у відповідь на зовнішнє або внутрішнє подразнення.

І. М. Сєченов у своїй праці «Рефлекси мозку» висунув ідею причинності (детермінізму), зазначивши, що кожне явище в організмі має свою причину, а рефлекторний ефект є відповіддю на цю причину. Ці ідеї отримали подальший творчий розвиток у працях С. П. Боткіна та І. П. Павлова, які є основоположниками вчення про нервізм. Велика заслуга І. П. Павлова полягає в тому, що він поширив вчення про рефлекс на всю нервову систему, від нижчих відділів до її вищих, і експериментально довів рефлекторний характер усіх без винятку форм життєдіяльності організму. На думку І. П. Павлова, просту форму діяльності нервової системи, яка є постійною, вродженою, видовою та для формування структурних передумов якої не потрібні соціальні умови, слід позначити як безумовний рефлекс.

Крім того, існують тимчасові зв'язки з навколишнім середовищем, набуті протягом життя індивіда. Здатність набувати тимчасових зв'язків дозволяє організму встановлювати найрізноманітніші та найскладніші взаємовідносини із зовнішнім середовищем. І. П. Павлов назвав цю форму рефлекторної діяльності умовним рефлексом (на відміну від безумовного рефлексу). Місцем, де замикаються умовні рефлекси, є кора головного мозку. Головний мозок та його кора є основою вищої нервової діяльності.

П. К. Анохін та його школа експериментально підтвердили існування так званого зворотного зв'язку робочого органу з нервовими центрами - "зворотної аферентації". У момент, коли еферентні імпульси від центрів нервової системи досягають виконавчих органів, у них генерується реакція-відповідь (рух або секреція). Цей робочий ефект подразнює рецептори виконавчого органу. Імпульси, що виникають у результаті цих процесів, повертаються назад по аферентних шляхах до центрів спинного або головного мозку у вигляді інформації про виконання органом певної дії в будь-який даний момент. Таким чином, можна точно фіксувати правильність виконання команд за допомогою нервових імпульсів, що надходять до робочих органів від нервових центрів, та їх постійну корекцію. Існування двосторонньої сигналізації по замкнутих кругових або кільцевих рефлекторних нервових ланцюгах "зворотної аферентації" дозволяє здійснювати постійну, безперервну, щомиттєву корекцію будь-яких реакцій організму на будь-які зміни умов внутрішнього та зовнішнього середовища. Без механізмів зворотного зв'язку адаптація живих організмів до навколишнього середовища немислима. Таким чином, старі уявлення про те, що основою діяльності нервової системи є «відкрита» (незамкнута) рефлекторна дуга, були замінені ідеєю замкнутого, кругового ланцюга рефлексів.

[ 1 ], [ 2 ]