Развитие нервной системы человека

Нервная система человека развивается из наружного зародышевого листка – эктодермы. На очень ранней стадии развития зародыша в эктодерме, покрывающем его спинную сторону, образуется впадина, тянущаяся по средней линии вдоль всего зародыша (рис. 3). Это будущая нервная пластинка. Нервная пластинка быстро растет, утолщается, становится многослойной, углубляется, образуя желобок, края которого приподнимаются и превращаются в нервные валики. Валики затем срастаются, и желобок превращается в нервную трубку.

Рис. 3. Формирование нервной трубки из эктодермы

Нервная трубка тянется от головы вдоль всего туловища развивающегося зародыша. На головном конце стенка трубки утолщается и из нее развивается головной мозг. Остальная часть нервной трубки до самого каудального (хвостового) конца превращается в спинной мозг.

Головной отдел нервной трубки растет неравномерно. Уже на 4-й неделе эмбрионального развития различают три первичных мозговых пузыря: передний, средний и ромбовидный. К началу 5-й недели передний мозговой пузырь делится на два пузыря, из которых образуются конечный и промежуточный мозг. Ромбовидный пузырь в течение 5-й недели также делится на 2 пузыря, из которых образуются задний мозг и продолговатый мозг. Из среднего пузыря образуется средний мозг. В результате будущий головной мозг состоит из пяти пузырей (рис. 4).

Наиболее сложные преобразования в процессе развития претерпевает передний мозговой пузырь. Интенсивный рост полушарий приводит к тому, что они покрывают сверху и с боков не только промежуточный и средний мозг, но и мозжечок. На внутренней поверхности стенок правого и левого полушарий в области их основания образуется утолщение стенки, в котором развиваются скопления серого вещества – базальные ядра.

Рис. 4. Головной мозг эмбриона человека (8-я неделя развития): 1 – конечный мозг; 2 – промежуточный мозг; 3 – средний мозг; 4 – задний мозг; 5 – продолговатый мозг; 6 – спинной мозг

Неравномерный и интенсивный рост стенок полушарий приводит к тому, что на наружной поверхности появляются углубления, образующие борозды полушарий. Раньше других появляются глубокие постоянные борозды, которые делят каждое полушарие на доли. Первой формируется латеральная (сильвиева) борозда, отделяющая лобную долю от височной. Мелкими бороздами доли подразделяются на извилины. Борозды и извилины значительно увеличивают поверхность коры больших полушарий. К моменту рождения ребенка полушария имеют все основные борозды и извилины. После рождения в различных долях полушарий появляются мелкие непостоянные борозды, не имеющие названий. Их количество и место появления определяет сложность индивидуального рельефа полушарий головного мозга.

Нервная система построена из нервной ткани, состоящей из нервных клеток (нейронов) и межклеточного вещества (нейроглии).

Нейроглия состоит из клеточных и волокнистых структур нервной ткани. Все элементы нейроглии играют трофическую роль, т.е. влияют на интенсивность обменных процессов в нейронах.

По морфологическим и физиологическим свойствам нейроглию делят на макроглию и микроглию.

К макроглии относят астроциты, олигодендроциты, швановские клетки и эпендимоциты (рис. 5). Она выполняет опорно-механическую и трофическую функции. При ее участии осуществляется питание нейронов, синтез белковых и липидных веществ.

Микроглия – это мелкие клетки, которые способны к активному перемещению и заглатыванию различных отмерших элементов и посторонних частиц.

Структурно-функциональной единицей нервной системы является нейрон (нервная клетка). Основные функции нейрона – это получение, переработка, проведение и передача информации, закодированной в виде электрических или химических сигналов.

Нейрон состоит из тела и отростков (рис. 6). Отростки, проводящие к телу нейрона нервный импульс, называются дендритами. Отросток, по которому нервный импульс направляется к другой нервной клетке или к рабочему органу, называют аксоном.

Нервная клетка динамически поляризована, т.е. способна проводить нервный импульс только в одном направлении – от дендрита к телу клетки, где информация обрабатывается, и далее к аксону.

Тело клетки содержит ядро и цитоплазму, в которой расположено множество органелл. Основной особенностью строения нейронов является наличие многочисленных тонких нитей (нейрофибрилл) и скоплений вещества Ниссля, богатого РНК. Нейрофибриллы формируют в клетке плотную сеть вокруг ядра и в параллельно ориентированных отростках, которые участвуют в транспорте различных веществ.

От тела клетки отходит длинный нитевидный отросток аксон, выполняющий функцию передачи информации. Особую чувствительность имеет место у основания аксона – так называемый – аксонный холмик. Именно в этом месте чаще всего возникает возбуждение, которое потом распространяется вдоль аксона.

Аксон покрыт миелиновой оболочкой, которая создает оптимальные условия для проведения нервного импульса. Конец аксона сильно ветвится, его конечные веточки образуют контакты со множеством других клеток. Скопления аксонов, покрытые оболочкой, образуют нервное волокно.

Дендриты – это короткие, сильно ветвящиеся отростки, которые во множестве отходят от тела клетки. Их количество может достигать до 1000. Тело и дендриты покрыты оболочкой и образуют воспринимающую поверхность клетки. На ней расположены контакты от других нервных клеток – синапсы.

Нейроны связаны между собой с помощью множества межклеточных контактов – синапсов, передающих нервный импульс от одного нейрона к другому (рис. 7). Он образован двумя мембранами – пресинаптической и постсинаптической, отделенных друг от друга синаптической щелью. Синаптическая щель – это промежуток, разделяющий пресинаптическую мембрану аксона одной клетки и постсинаптическую мембрану тела или дендрита нейрона другой клетки. Ширина синаптической щели – от 2 до 30 нм.

Рис. 7. Строение синапса: 1 – микротрубочки; 2 – митохондрии; 3 – синаптические пузырьки с медиатором; 4 – пресинаптическая мембрана; 5 – постсинаптическая мембрана; 6 – рецепторы; 7 – синаптическая щель

Пресинаптическая мембрана находится на окончании аксона, передающего сигнал. Эта мембрана имеет отверстия, через которые цитоплазма аксональных окончаний сообщается с синаптическим пространством. Постсинаптическая мембрана находится на теле или дендритах другого нейрона, к которым сигнал передается, мембрана не имеет отверстий. Толщина каждой из мембран синапса не превышает 5–6 нм.

В синапсах при поступлении сигнала из синаптических пузырьков выделяются химические вещества двух типов – возбуждающие (ацетилхолин, норадреналин) и тормозящие (серотонин, гамма-аминомасляная кислота). Эти вещества называют медиаторами. Таким образом, синапсы бывают двух видов – возбуждающие и тормозящие, с их помощью происходит передача или блокада нервного импульса.

В основу классификации синапсов положено разделение синапсов по месту контакта. Основными являются три вида синапсов:

– аксосоматический (контакт аксона с телом другого нейрона);

– аксодендритический (контакт аксона с дендритом другого нейрона);

– аксоаксональный (контакт аксона с аксоном другого нейрона).

Основной функцией синапса является передача возбуждения с одной нервной клетки на другую либо с нейрона на эффекторный орган.

Нервные волокна представляют собой отростки нервных клеток (аксоны) вместе с покрывающими их оболочками. Они подразделяются на мякотные (миелиновые) и безмякотные (безмиелиновые). Безмякотные нервные волокна образованы одним или несколькими отростками нервных клеток, каждый из которых погружен в тело Швановской клетки (клетка глии), прогибая ее цитоплазматическую мембрану так, что между мембранами осевого цилиндра и Швановской клетки имеется пространство. Скорость проведения нервного импульса по безмиелиновому волокну менее 1 м/с.

Миелиновые нервные волокна образованы одним осевым цилиндром, окруженным муфтой из Швановских клеток. Миелиновый слой представляет собой многократно спирально закрученную вокруг осевого цилиндра Швановскую клетку. Скорость проведения импульса по миелиновому волокну 70–120 м/с.

Размеры нейронов колеблются от 5 до 120 мкм и составляют в среднем 10–30 мкм. Самыми большими нервными клетками тела человека являются мотонейроны спинного мозга и гигантские пирамиды Беца коры больших полушарий. По своей природе эти клетки являются двигательными, и их величина обусловлена необходимостью принять на себя огромное количество аксонов от других нейронов.

По форме тела можно выделить звездчатые, шаровидные, веретенообразные, пирамидные, грушевидные и т.д. (рис. 8).

Другой более распространенной классификацией нейронов является их разделение на группы по числу отростков (рис. 9). Нейроны по количеству отростков делятся на три группы:

1. Униполярные – клетки имеют только один аксон, отходящий от тела, и не имеют дендритов. Они отмечаются у человека только в период раннего эмбрионального развития. Вместо них в организме человека имеются так называемые псевдоуниполярные клетки, у которых аксон разделяется на две ветви сразу же после выхода из тела клетки.

2. Биполярные – клетки имеют один дендрит и один аксон. Они имеются в сетчатке глаза.

3. Мультиполярные – клетки имеют один аксон и множество дендритов. Составляют большинство клеток нервной системы.

Рис. 8. Классификация нейронов по форме тела: 1 – звездчатые нейроны (мотонейроны спинного мозга); 2 – шаровидные нейроны (чувствительные нейроны спинномозговых узлов); 3 – пирамидные клетки (кора больших полушарий); 4 – грушевидные клетки (клетки Пуркинье мозжечка); 5 – веретенообразные клетки (кора больших полушарий)

Рис. 9. Классификация нейронов по количеству отростков: 1 – биполярный нейрон; 2 – псевдоуниполярный нейрон; 3 – мультиполярный нейрон

Третья классификация нейронов – по выполняемым функциям. Согласно этой классификации, все нервные клетки можно разделить на три типа нейронов:

1. Чувствительные, рецепторные, или афферентные, нейроны. Тела этих нервных клеток располагаются вне ЦНС. Эти клетки имеют два вида отростков. Дендрит следует на периферию и заканчивается чувствительными окончаниями – рецепторами, которые воспринимают внешнее раздражение и трансформируют его в нервный импульс. Аксон направляется в ЦНС.

В зависимости от локализации различают несколько типов рецепторов:

– экстерорецепторы воспринимают раздражения из внешней среды, расположены в коже, слизистых оболочках и органах чувств;

– интерорецепторы получают раздражения при изменениях химического состава внутренней среды организма и давления в тканях и органах, расположены в сосудах, тканях и органах;

– проприорецепторы расположены в мышцах, сухожилиях, связках, фасциях, надкостнице, суставных капсулах.

2. Двигательные, или эфферентные, нейроны. Тела нейронов находятся в сером веществе ЦНС (или в вегетативных узлах). Их аксоны идут к рабочим органам (эффекторам) – мышцам или железам. Различают два вида рабочих органов: анимальные – поперечнополосатые (скелетные) мышцы и вегетативные – гладкие мышцы и железы.

3. Вставочные, или ассоциативные, нейроны находятся в пределах серого вещества ЦНС и осуществляют передачу нервного импульса с афферентного нейрона на эфферентный нейрон. На долю вставочных нейронов приходится 97% от общего числа нейронов.

Таким образом, все классификации нейронов можно свести к трем наиболее часто применяемым (рис. 10).

Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер. Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение (внешнее или внутреннее воздействие), которая происходит при участии центральной нервной системы.

Материальной основой рефлекса является рефлекторная дуга. Рефлекторная дуга представляет собой цепь нейронов, связанных друг с другом синапсами и обеспечивающих проведение нервного импульса от рецептора чувствительного нейрона до эффекторного окончания в рабочем органе. В состав рефлекторной дуги входят: 1) рецептор; 2) афферентный нейрон; 3) нервный центр; 4) эфферентный нейрон; 5) рабочий орган (эффектор), отвечающий на раздражение.

Различают простые и сложные рефлекторные дуги (рис. 11). Простая, или моносинаптическая, рефлекторная дуга состоит из двух нейронов – афферентного и эфферентного. Примером моносинаптического рефлекса является сухожильный коленный рефлекс, который возникает при ударе по сухожилию четырехглавой мышцы бедра.

В более сложной полисинаптической рефлекторной дуге между афферентным нейроном и эфферентным располагается один или несколько вставочных нейронов (рис. 12). Примером полисинаптического рефлекса является нанесение укола булавкой на палец, человек отдергивает руку и делает непроизвольные движения другой рукой в сторону раздражающего стимула.

Рис. 11. Рефлекторные дуги спинного мозга: а – простая (моносинаптическая) рефлекторная дуга; б – сложная (полисинаптическая) рефлекторная дуга; 1 – чувствительный нейрон; 2 – вставочный нейрон; 3 – двигательный нейрон; 4 – задний (чувствительный) корешок; 5 – передний (двигательный) корешок; 6 – задние рога; 7 – передние рога

Рис. 12. Схема рефлекторной дуги полисинаптического рефлекса: 1 – мышца; 2 – чувствительные рецепторы; 3 – афферентное волокно; 4 – афферентный нейрон спинномозгового ганглия; 5 – вставочный нейрон спинного мозга; 6 – эфферентный нейрон спинного мозга; 7 – эфферентное волокно; 8 – нервно-мышечный синапс. Стрелками обозначено направление распространения возбуждения

Различают безусловные и условные рефлексы. Безусловные рефлексы – это врожденные, наследственно закрепленные рефлексы, выработанные в процессе филогенеза. Рефлекторные дуги замыкаются в пределах спинного мозга, ствола мозга и подкорковых ядер головного мозга. Условные рефлексы – это непостоянные, индивидуальные рефлексы, приобретенные в онтогенезе, выработанные на базе безусловных рефлексов. Рефлекторные дуги замыкаются в коре больших полушарий.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: