Анатомия и физиология нервной системы
Нервная система представляет собой единое целое, но условно подразделяется на центральную и периферическую:
а) центральная нервная система – головной и спинной мозг;
б) периферическая нервная система – периферические нервы.
Нервную систему также условно делят:
а) на соматическую – иннервирует мышцы человека, осуществляет восприятие раздражений (температурных, тактильных, болевых и т. д.);
б) вегетативную – иннервирует внутренние органы, осуществляет взаимосвязь организма с внешней средой, регулирует обмен веществ в организме, работу внутренних органов (сердцебиение, дыхание, сокращение кишечника, секрецию желез и т. д.).
Центральная нервная система (ЦНС)состоит из головного и спинного мозга. Они покрыты тремя мозговыми оболочками:
1) твердая мозговая оболочка – примыкает к костям черепа изнутри;
2) мягкая мозговая оболочка;
3) сосудистая (паутинная) оболочка – примыкает к веществу головного мозга, срастаясь с ним, входит в борозды.
Головной мозг весит 1250–1400 г, располагается в черепной коробке, условно подразделяется на четыре доли (рис. 5): лобную, теменную, височную, затылочную. Внутри головного мозга расположены четыре желудочка головного мозга. I и II желудочки находятся в полушариях головного мозга. III желудочек – в промежуточном мозге, IV желудочек – в продолговатом мозге. Сосудистые сплетения желудочков головного мозга вырабатывают спинномозговую жидкость – ликвор (liquor), которая участвует в питании клеток головного мозга (рис. 4).
Головной мозг состоит из коры головного мозга и подкорки. Кора головного мозга представляет собой серое вещество, состоящее из нервных клеток – нейронов. Подкорка – белое вещество, состоящее из отростков нервных клеток. Толщина коры составляет примерно 0,5 см. В белом веществе головного мозга есть скопления серого вещества – серые (подкорковые) ядра, представляющие собой скопления нейронов.
Понятие о цитоархитектонике коры головного мозга.Кора головного мозга условно подразделяется на три вида:
1) новая кора (neocortex);
2) древняя кора (paleocortex);
3) старая кора (archicortex).
Рис. 5. Доли полушарий головного мозга
Новая кора занимает 96% всей поверхности головного мозга, имеет шестислойное строение:
1) молекулярная пластинка;
2) наружный зернистый слой;
3) наружный пирамидный слой;
4) внутренний зернистый слой;
5) внутренний пирамидный слой;
6) мультиформный слой.
Древняя кора вместе со старой корой покрывает оставшиеся 4% поверхности головного мозга. Она располагается в области обонятельного бугорка, диагональной области, прозрачной перегородки. Древняя кора не имеет шестислойного строения, состоит из четырех слоев и переходит в подкорку. Старая кора расположена в области аммонова рога (гиппокамп), медиальной височной доли, четко отделена от подкорки, имеет трех- или однослойную структуру.
Ствол головного мозга – филогенетически наиболее древняя часть головного мозга. В состав ствола головного мозга входят:
а) продолговатый мозг;
б) варолиев мост;
в) средний мозг;
г) промежуточный мозг (рис. 6).
Рис. 6. Ствол мозга
Продолговатый мозг представляет собой расширение спинного мозга, находящееся внутри черепа человека. В продолговатом мозге расположены жизненноважные центры, регулирующие работу дыхательной и сердечно-сосудистой системы, и также центры, отвечающие за сосание, жевание, глотание, слюноотделение, кашель.
Через продолговатый мозг проходят все чувствительные и двигательные нервные пути. Часть путей перекрещивается, вследствие чего левое полушарие головного мозга отвечает за движение правой руки и ноги, и наоборот: правое полушарие головного мозга отвечает за движение левой руки и левой ноги.
Варолиев мост находится в стволе головного мозга над продолговатым мозгом, включает в себя связи между спинным мозгом и вышележащими отделами головного мозга. Содержит центры, отвечающие за рефлексы: мигание, моторику кишечника, мочеиспускание.
В состав среднего мозга входят четверохолмие, ножки мозга. Под четверохолмием расположен канал, соединяющий III и IV желудочки головного мозга – сильвиев водопровод. В среднем мозге расположены ядра III (глазодвигательный нерв) и IV (блоковый нерв) пар черепно-мозговых нервов.
Промежуточный мозг состоит из гипоталамуса, таламуса, метаталамуса, эпиталамуса и лимбической системы.
Гипоталамус – центр эмоций и мотивации. Его масса составляет 1% от общей массы головного мозга. В гипоталамусе расположены центры, регулирующие температуру тела, голод, жажду, сон и половое поведение. Он регулирует деятельность эндокринной системы (системы желез, выделяющих гормоны непосредственно в кровь), является важнейшей регуляторной частью гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси. Эта ось активируется при стрессе: гипоталамус выделяет релизинг-факторы, под действием которых гипофиз вырабатывает адрено-кортикотропный гормон (АКТГ), действующий на надпочечники. АКТГ действует на кору надпочечников. Клетки коры надпочечников продуцируют гормон коры надпочечников – кортизол. Мозговое вещество надпочечников выделяет нейромедиаторы: адреналин и норадреналин (рис. 7).
В промежуточном мозге расположеналимбическая система, которая отвечает за аффективное и мотивационное поведение. Она представляет собой нечто вроде кольца (кольцо Пейпеса), состоящего из пучков нервных волокон, соединяющих гиппокамп и миндалевидное ядро. Лимбическая система тесно связана с гипоталамусом и вместе с ним выполняет функцию мотивации. Лимбическая система и входящий в нее гиппокамп регулируют процессы памяти. Гиппокамп отвечает за отбор и хранение информации в долговременной памяти.
Рис. 7. Строение надпочечника
Миндалевидное тело (миндалина) отвечает за агрессивное поведение. Раздражение миндалины слабым электрическим током у экспериментального животного вызывает агрессию, а ее удаление ведет к потере агрессии.
В верхнем отделе промежуточного мозга расположен эпиталамус, в среднем – таламус, в нижнем – гипоталамус, в заднем – метаталамус (коленчатые тела – медиальные и латеральные, через которые проходят слуховые и зрительные пути, соответственно).
Таламус производит фильтрацию и предобработку информации и последующую ее отправку в отделы головного мозга, осуществляет контроль автоматических движений со стороны сознания.
В состав эпиталамуса входит шишковидная железа – эпифиз, осуществляющая регуляцию биоритмов человека. Эпифиз выделяет гормон – мелатонин, регулирующий процессы сна и бодрствования, суточные биологические ритмы.
В стволе головного мозга расположена ретикулярная формация, представляющая собой ядра серого вещества, соединенные между собой проводящими путями, образующими нечто похожее на сеть (reticulum) (рис.8). Ретикулярная формация выполняет две основные функции:
1) регуляцию сна и бодрствования;
2) стимуляцию вышележащих отделов головного мозга.
Рис. 8. Ретикулярная формация ствола головного мозга
В стволе головного мозга расположены ядра черепно-мозговых нервов (табл. 2).
Таблица 2
Черепно-мозговые нервы
| № ядра | Название черепно-мозгового нерва | Функция | Описание функции |
| I | Обонятельный | Чувствительная | Восприятие обоняния |
| II | Зрительный | Чувствительная | Восприятие зрения |
| III | Глазодвигательный | Двигательная | Сужение и расширение зрачка, иннервация мышц, двигающих глазное яблоко, поднимающих веко, изменяющих кривизну хрусталика |
| IV | Блоковый | Двигательная | Иннервация верхней косой мышцы глазного яблока |
| V | Тройничный | Смешанная | Двигательная иннервация жевательных мышц; чувствительная иннервация кожи лба, передней волосистой части головы, кожных покровов лица, слизистых оболочек носа, рта |
| VI | Отводящий | Двигательная | Иннервация наружной прямой мышцы глаза, двигающей глазное яблоко кнаружи |
| VII | Лицевой | Двигательная | Иннервация мимической мускулатуры и мышц ушной раковины |
| VIII | Слуховой | Чувствительная | Передача слуховых сигналов |
| IX | Языкоглоточный | Смешанная | Чувствительная иннервация оболочки глотки, мягкого нёба, языка; двигательная иннервация мышц глотки; секреторная иннервация околоушной слюнной железы |
| X | Блуждающий | Смешанная | Чувствительная иннервация мозговых оболочек, наружного слухового канала, гортани, глотки, трахеи; двигательная иннервация глотки, гортани, мягкого нёба, мышц пищевода; секреторная иннервация пищевода, желудка, кишечника, сердца, дыхательной системы |
| XI | Добавочный | Двигательная | Иннервация грудино-ключично-сосцевидной и трапециевидной мышц |
| XII | Подъязычный | Двигательная | Иннервация двигательных мышц языка |
Спинной мозг
Спинной мозг расположен в спинномозговом канале, на уровне 1-го шейного позвонка, переходит в продолговатый мозг ствола головного мозга. Нижняя граница спинного мозга находится на уровне 2-го поясничного позвонка. Ниже располагается полость, заполненная спинномозговой жидкостью.
Спинной мозг имеет шейное и поясничное утолщение, состоит из сегментов (31–32 сегмента). Сегмент спинного мозга – это участок спинного мозга, которому принадлежит пара спинномозговых корешков – передних и задних. Передний корешок спинного мозга содержит двигательные волокна, задний – чувствительные.
Спинной мозг условно подразделяется на пять частей:
1) шейная часть – 8 сегментов;
2) грудная часть – 12 сегментов;
3) поясничная часть – 5 сегментов;
4) крестцовая часть – 5 сегментов;
5) копчиковая часть – 1–2 сегмента.
Спинной мозг выполняет две основные функции:
1) рефлекторную – выполнение рефлекторных реакций;
2) проводниковую – передача чувствительных и двигательных сигналов.
Рефлекторная функция рассматривается на примере простой рефлекторной дуги (рис. 9).
Первая часть рефлекторного акта (передача сигнала по чувствительному нейрону) носит название афферентной, вторая часть (передача сигнала по двигательному нейрону) называется эфферентной частью рефлекторной реакции.
Рис. 9. Двунейронная моносинаптическая рефлекторная дуга коленного рефлекса:
1 – спиралевидный рецептор; 2 – чувствительное волокно (центростремительное);
3 – спинномозговой узел; 4 – периферический двигательный нейрон (альфа-мотонейрон); 5 – двигательное волокно (центробежное)
Проводниковая функция спинного мозга осуществляется в виде функционирования проводящих путей спинного мозга.В белом веществе спинного мозга находятся восходящие и нисходящие проводящие пути. Восходящие (чувствительные) пути, по которым передается информация от рецепторов в головной мозг, и нисходящие (двигательные) пути, по которым передаются ответные импульсы к мышцам.
Импульсы осязания, холода, тепла и боли передаются от кожных рецепторов к головному мозгу по путям экстероцептивной чувствительности; импульсы от двигательного аппарата – по путям пропреоцептивной чувствительности; импульсы от внутренних органов и сосудов – по путям интероцептивной чувствительности.
Кроме того, осуществляется обратная связь головного мозга с нижележащими отделами нервной системы. Импульсы от коры головного мозга, обусловливающие дифференцированные движения, проводит пирамидный путь. Проводником импульсов, корригирующих и настраивающих всю мускулатуру тела, является нисходящий экстрапирамидный путь.
В боковых столбах спинного мозга находится путь экстероцептивной чувствительности. Пути пропреоцептивной чувствительности проходят в задних и боковых столбах. Пирамидные и экстрапирамидные пути заложены в передних и боковых столбах.
Пути экстероцептивной чувствительности перекрещиваются в спинном мозге, а пути пропреоцептивной чувствительности – в стволе головного мозга. Двигательный экстрапирамидный путь начинается из красного ядра, перекрещивается в пределах ствола головного мозга и несет импульсы к мышцам противоположной стороны тела. Пирамидный путь перекрещивается в продолговатом мозге.
При поражении левой половины спинного мозга, расположенная ниже пораженной зоны правая часть тела теряет чувствительность, а в левой – нарушается движение.