Філогенетичний розвиток нервової системи

Провідна роль нервової системи виникла і розвинулася в процесі еволюції тварин у зв’язку з ускладненням організму в цілому.

Нервова система є лише у багатоклітинних організмів. Вона пройшла такі три основні етапи розвитку в філогенезі тварин:

· I етап — дифузна нервова система. Уперше нервова система утворюється у кишковопорожнинних тварин (гідри, медузи) і має досить просту будову. Зірчасті нейрони з численними відростками, з’єднуючись між собою, утворюють сітку, більш або менш рівномірно розташовану по всьому тілу. Така нервова система називається дифузною, або сітчастою

· II етап — вузлова нервова система. У червів і членистоногих (раки, павуки, комахи) нервові клітини зібрані у скупчення — вузли (ганглії), що попарно розташовуються в кожному сегменті тіла, з’єднуються між собою. Від вузлів відходять нервові волокна до органів. Вузли на передньому кінці тіла більш розвинені і відіграють роль головного мозку. Така нервова система називається вузловою, або гангліонарною

· III етап — трубчаста нервова система. В усіх хребетних тварин і людини нервова система трубчастого типу, тобто нервові клітини зібрані у вигляді нервової трубки. У них розрізняють центральну нервову систему — головний та спинний мозок і периферичну нервову систему. Остання складається з черепномозкових і спинномозкових нервів, які сполучають центральну нервову систему з різними органами.

На початковій стадії розвитку хребетних особливо велику роль відіграли апарат руху і органи чуття, які сприяли виникненню найбільш організованої трубчастої нервової системи. Від досконалості органів руху залежить основна умова існування тварини — живлення (переміщення в пошуках їжі, її захоплення та інше). У нижчих багатоклітинних тварин розвинувся перистальтичний спосіб переміщення, що пов’язано з гладенькими м’язами і їх місцевим нервовим апаратом. На більш високому рівні перистальтичний спосіб замінюється скелетною моторикою. Наслідком цього було утворення поперечносмугастих м’язів і центральної нервової системи, яка координує скорочення м’язів і переміщення окремих важелів скелета. Така найпростіша нервова система серед хордових тварин є у ланцетника. Його центральна нервова система має вигляд вузенької нервової трубки, розміщеної на спинній частині тіла (спинний мозок).Усі відділи (метамери) нервової трубки мають велику схожість і всі її частини функціонують однаково. Від мозкової трубки відходять нерви до всіх сегментів тіла. У передній частині тіла ланцетника є нюхові рецептори і світлочутливі очка Гессе, які знаходяться в стінках невроцеля нервової трубки. Отже, поява спинного мозку зумовлена удосконаленням у першу чергу органів руху тварин. А подальший розвиток нервової системи і виникнення головного мозку переважно пов’язано із удосконаленням органів чуття.

Оскільки найбільша кількість подразнень надходить у передній (головний) кінець тіла, що звернений у бік руху, це сприяє розвиткові саме тут органів чуття. Подразнення, які поступають від них, є важливим фактором, що стимулює прогресивні зміни нервової системи. Цей зв’язок зумовлений філогенетично. Найважливіші органи чуття утворюються безпосередньо із стінок нервової трубки. Концентрація органів чуття на передньому кінці тіла обумовила прогресивний розвиток у процесі еволюції саме головного відділу нервової трубки. Основне значення в розвитку центральної нервової системи, зокрема головного мозку, покладають на групу дистантних рецепторів (органи зору, слуху, нюху). Отже, велика кількість важливої інформації сприяє перетворенню нервових структур передньої частини нервової трубки у головний мозок.

В історії розвитку тваринного світу головний мозок появляється вперше у хребетних тварин. На першому етапі розвитку головний мозок складається лише із трьох відділів: заднього, середнього і переднього. Із цих відділів у першу чергу особливо добре розвивається задній, або ромбоподібний, мозок (у нижчих риб). Ускладнення кожного відділу мозку тісно пов’язане з розвитком різноманітних органів чуття. Так розвиток заднього мозку відбувається під впливом рецепторів слуху і рівноваги, що мають провідне значення для орієнтації у водному середовищі. У подальшому із заднього мозку розвивається довгастий мозок і власне задній мозок, з якого в свою чергу утворюється мозочок і міст. Отже, на ранніх етапах найбільш розвиненим був задній мозок. У ньому виникають центри управління важливими процесами: диханням, кровообігом, травленням та ін. На другому етапі, у зв’язку з розвитком органів зору (також у риб), значно розвивається середній мозок. На третьому етапі з виходом тварин із водного середовища у повітряне на перше місце виходять нюх і зір. Особливо посилено прогресує розвитокнюхових рецепторів, які сприймають хімічні речовини, що містяться в повітрі. З їх допомогою тварина одержує інформацію про наявність поблизу небезпеки, їжі, а також про інші життєво важливі явища навколишнього середовища. Під впливом нюхових рецепторів розвивається передній мозок. У подальшому із переднього мозку виділяється проміжний і кінцевий. Кінцевий мозок у вищеорганізованих тварин розвивається утворюючи так званий плащ (кору), тобто новий мозок, який філогенетично є найпізнішим утворенням, що різко переважає над рештою відділів мозку (старим мозком). Але і в ньому розрізняють старий плащ, що утворюється раніше, і новий плащ, що розвинувся пізніше. У кінцевому мозку, як у вищому відділі нервової системи, виникають центри всіх видів чутливості. З кожним етапом розвитку головного мозку виникають нові центри, проте розташовані нижче центри не зникають, а зберігаються підпорядковуючись вищим. Удосконалення рецепторів відбувалось паралельно з розвитком переднього мозку, який став управляти всією поведінкою тварини.

В ході еволюції хребетних тварин будова і функції центральної нервової системи, особливо головного мозку, значно ускладнюються. Зростають також розміри головного мозку. Значного розвитку головний мозок досягає у ссавців, у яких дуже добре розвинені півкулі головного мозку і кора, що вкриває всю їхню поверхню. Але найбільш високого ступеня розвитку нервова система досягла у людини. Отже, у хребетних тварин передній кінець нервової трубки прогресивно розвивається і перетворюється в головний мозок, що складається із п’яти основних відділів: переднього, проміжного, середнього, заднього (мозочка) і довгастого, що розташовані в одній і тій же послідовності. Всередині головного мозку утворились порожнини, що носять назву шлуночків. Вони сполучаються між собою та спинномозковим каналом.

У зв’язку з особливостями життєвих умов рівень розвитку відділів у різних класів хребетних не однаковий і головний мозок представників кожного класу має свої характерні особливості.

Отже, еволюція нервової системи на даному етапі завершилася формуванням кінцевого мозку — створенням кори, як принципово нового утвору, що прогресивно розвивається і контролює всі нервові структури, які виникли раніше, а також всі процеси, що відбуваються в організмі.