Центральная нервная система , ее строение, функции.

Спинной мозг лежит в позвоночном канале и представляет собой тяж длиной 41 - 45 см (у взрослого), диаметром около 1 см, вес 30 г, несколько сплющенный спереди назад. Вверху он непосредственно переходит в головной мозг, а внизу заканчивается заострением - мозговым конусом - на уровне II поясничного позвонка. От мозгового конуса вниз отходит терминальная нить, представляющая собой атрофированную нижнюю часть спинного мозга.

Вначале, на 2 месяце внутриутробной жизни, спинной мозг занимает весь позвоночный канал, а затем вследствие более быстрого роста позвоночника отстает в росте и перемещается вверх.

Спинной мозг имеет два утолщения: шейное и поясничное, соответствующие местам выхода из него нервов, идущих к верхней и нижней конечностям. Передней срединной щелью и задней срединной бороздкой спинной мозг делится на две симметричные половины, каждая в свою очередь имеет по две слабовыраженные продольные борозды, из которых выходят передние и задние корешки - спинномозговые нервы. Эти борозды разделяют каждую половину на три продольных тяжа - канатика: передний, боковой и задний. В поясничном отделе корешки идут параллельно концевой нити и образуют пучок, носящий название конского хвоста.

Внутреннее строение спинного мозга. Спинной мозг состоит из серого и белого вещества.

Серое вещество заложено внутри и со всех сторон окружено белым. В каждой из половин спинного мозга оно образует два неправильной формы вертикальных тяжа с передними и задними выступами – столбами (напоминающих бабочку или букву Н), соединенных перемычкой - центральным промежуточным веществом, в середине которого заложен центральный канал, проходящий вдоль спинного мозга и содержащий спинномозговую жидкость. В грудном и верхнем поясничном отделах имеются также боковые выступы серого вещества. Таким образом, в спинном мозге различают три парных столба серого вещества: передний, боковой и задний, которые на поперечном разрезе спинного мозга носят название переднего, бокового и заднего рогов.

Передний рог имеет округлую или четырехугольную форму и содержит клетки, дающие начало передним (двигательным) корешкам спинного мозга.

Задний рог уже и длиннее и включает клетки, к которым подходят чувствительные волокна задних корешков.

Боковой рог образует небольшой треугольной формы выступ, состоящий из клеток, относящихся к вегетативной части нервной системы.

Белое вещество спинного мозга составляет передний, боковой и задний канатики и образовано преимущественно продольно идущими нервными волокнами, объединенными в пучки - проводящие пути. Среди них выделяют три основных вида:

- чувствительные (восходящие) волокна (афферентные, центростремительные), которые частично являются продолжением волокон задних корешков, частично отростками клеток спинного мозга и восходят кверху к головному мозгу.

- двигательные (нисходящие) волокна (эфферентные, центробежные), идущие из головного мозга в спинной на соединение с клетками, дающими начало передним двигательным корешкам;

- вставочные (ассоциативные) волокна, соединяющие участки спинного мозга на различных уровнях;

От спинного мозга, образуясь из передних и задних корешков, отходит 31 пара смешанных спинномозговых нервов: 8 пар шейных, 12 пар грудных, 5 пар поясничных, 5 пар крестцовых и 1 пара копчиковых.

Участок спинного мозга, соответствующий отхождению пары спинномозговых нервов, называют сегментом спинного мозга. В спинном мозге выделяют 31 сегмент.

Спинному мозгу присущи две функции: рефлекторная и проводниковая.

Как рефлекторный центр спинной мозг способен осуществлять сложные двигательные и вегетативные рефлексы. Афферентными - чувствительными - путями он связан с рецепторами, а эфферентными - со скелетной мускулатурой и всеми внутренними органами.

Длинными восходящими и нисходящими путями спинной мозг соединяет двусторонней связью периферию с головным мозгом. Афферентные импульсы по проводящим путям спинного мозга проводятся в головной мозг, неся ему информацию об изменениях во внешней и внутренней среде организма. По нисходящим путям импульсы от головного

Рис.8. Строение спинного мозга.

мозга передаются к эффекторным нейронам спинного мозга и вызывают или регулируют их деятельность.

Нервные центры спинного мозга непосредственно связаны с рецепторами и рабочими органами. Кроме спинного, мозга, такие центры имеются в продолговатом и среднем мозге. Эти центры, непосредственной связи с периферией не имеют. Они управляют ею посредством сегментарных центров. Двигательные нейроны спинного мозга иннервируют все мышцы туловища, конечностей, шеи, а также дыхательные мышцы - диафрагму и межреберные мышцы. Помимо двигательных центров скелетной мускулатуры, в спинном мозге находится ряд симпатических и парасимпатических вегетативных центров. В боковых рогах грудного и верхних сегментах поясничного отделов спинного мозга расположены спинальные центры симпатической нервной системы, иннервирующие сердце, сосуды, потовые железы, пищеварительный тракт, скелетные мышцы, т.е. все органы и ткани организма. Именно здесь лежат нейроны, непосредственно связанные с периферическими симпатическими ганглиями. В верхнем грудном сегменте, находится симпатический центр расширения зрачка, в пяти верхних грудных сегментах - симпатические сердечные центры. В крестцовом отделе спинного мозга заложены парасимпатические центры, иннервирующие органы малого таза

Проводниковая функция спинного мозга. Спинной мозг выполняет проводниковую функцию за счет восходящих и нисходящих путей, проходящих в белом веществе спинного мозга. Эти пути связывают отдельные сегменты спинного мозга друг с другом, а также с головным мозгом.

Головной мозг расположен в черепной коробке и покрыт тремя оболочками. Выстилающие череп и позвоночный канал соединительнотканные оболочки, которые окружают головной и спинной мозг. Наружная оболочка - твердая оболочка мозга - неэластичная, прочная и более толстая, чем средняя (паутинная) и внутренняя (мягкая) оболочки. Между двумя внутренними оболочками циркулирует спинномозговая жидкость.

Мозг взрослого человека в среднем весит 1300-1350гр, новорожденного ребенка – 400 гр.

Головной мозг состоит из :

1. продолговатого мозга;

2. заднего мозга (мозжечок и Варолиев мост);

3.среднего мозга;

4. промежуточного мозга (зрительные бугры и подбугровая область);

5. переднего (конечного)мозга - двух полушарий, соединенных между собой мозолистым телом;

Кратко остановимся на описании анатомии и физиологии перечисленных выше отделов головного мозга.

Продолговатый мозг расположен в полости черепа. Книзу продолговатый мозг переходит непосредственно в спинной мозг. На передней поверхности продолговатого мозга имеется продольная щель, по сторонам которой расположены два возвышения в форме валиков. На задней поверхности проходят продольная борозда и два задних канатика, которые являются продолжением задних столбов спинного мозга.

В своем строении продолговатый мозг сохраняет отдельные сегментарные признаки спинного, однако правильность в распределении серого и белого вещества нарушена. Серое вещество располагается в виде ядер – скопления тел нервных клеток.

От продолговатого мозга отходят с V по XII пары черепно-мозговых нервов. Волокна этих нервов образуют связи между продолговатым мозгом и самыми разнообразными органами человеческого тела. Через черепно-мозговые нервы к нему идут сигналы от рецепторов кожи лица, слизистых оболочек глаз, носовой и ротовой полостей, органа слуха и вестибулярного аппарата, рецепторов гортани, трахеи и легких, от интерорецепторов сердечно-сосудистой системы и пищеварительного тракта.

В сером веществе расположены центры: дыхания, глотания, сердечной деятельности, пищеварения, слюноотделения, защитных рефлексов (кашля, чихания, рвоты, моргания) – рефлекторная функция.

Помимо рефлекторной функции продолговатый мозг выполняет проводниковую функцию. Через него проходят проводящие пути: от спинного мозга – восходящие и к нему – нисходящие.

Таким образом, продолговатый мозг играет огромную роль в жизни организма; малейшее его повреждение представляет большую опасность и часто приводит к смерти, вследствие прекращения дыхания и деятельности сердца и это несмотря на его малые размеры: длина 2,5 – 3 см, вес – 7 г.

Задний мозг (Варолиев мост и мозжечок). Варолиев мост располагается над продолговатым мозгом в виде утолщения. Боковые отделы моста постепенно суживаются и уходят под мозжечок – это ножки моста, они соединяют мост с мозжечком. На передней поверхности Варолиева моста расположены пучки нервных волокон, которые направляются к головному мозгу и переходят в ножки мозга. В глубине Варолиева моста расположены ядра. В продолговатом мозгу и в мосту расположены также парасимпатические ядра, обуславливающие слюноотделение и жизненно важные функции (сердечно-сосудистый и дыхательный центры).

Мозжечок состоит из двух полушарий, соединенных между собой так называемым червем. Мозжечок связан со среднем мозгом, с Варолиевым мостом и продолговатым мозгом. Различают наружное серое вещество мозжечка - его кору и белое вещество, расположенное внутри. Кора мозжечка трехслойная.

Полушария и червь имеют многочисленные, глубокие, концентрические борозды, где располагается большая часть коры (85,5%). В белом веществе каждого полушария заложено по 3 ядра.

Основной функцией мозжечка является координация движений, определяющая их четкость, плавность и сохранение равновесия тела. Повреждение мозжечка у человека и высших животных приводит к расстройству мышечной координации. При отсутствии мозжечковой регуляции мышечные движения становятся неточными и неаккуратными, подобно тем, которые наблюдаются у сильно опьяневшего человека.

Чтобы представить объем работы мозжечка, достаточно сказать, что даже при таком простом движении, как поднесение руки к лицу, чтобы подавить зевок, ему приходится привести в соответствие работу 58 различных мышц, определяющих положение 32 костей.

Мозжечок немедленно вступает в деятельность после того, как из коры или другого участка нервной системы поступит сигнал о ее начале. Импульсы мозжечка последовательно включают и выключают десятки мышц, которые должны участвовать в работе. Мозжечок, получая общие указания о характере движений, как бы вырабатывает детальные инструкции и направляет их ко всем мышцам, участвующим в движении, благодаря чему действие становится четким и мы легко преодолеваем силы инерции.

Кроме того, мозжечок влияет на характер сосудистых рефлексов, на состав крови, на работу желудочно-кишечного тракта и другие вегетативные функции.

Средний мозг (ножки мозга и четверохолмие). Ножки мозга - это скопление нервных волокон, которые имеют вид двух толстых нервных пучков. В ножках мозга выделяют основание и покрышку. В ножках мозга проходят восходящие и нисходящие пути, расположены ядра III и IV пары черепно-мозговых нервов, красные ядра, черная субстанция и другие скопления нервных клеток.

Четверохолмие имеет вид пластинки с четырьмя возвышениями в форме небольших бугорков, два из них верхние и два нижние. Между верхними бугорками расположен эпифиз. В верхних бугорках имеется скопление нервных клеток, которые функционально относятся к подкорковым зрительным центрам; нервные клетки нижних бугорков являются подкорковыми слуховыми центрами. При их участии осуществляются зрительные и слуховые ориентировочные рефлексы.

Наконец, средний мозг имеет важное значение в регуляции мышечного тонуса и в осуществлении установочных рефлексов, обеспечивающих сохранение правильного положения тела в пространстве.

Промежуточный мозг (зрительные бугры и подбугровая область). Зрительные бугры (таламус) – это два больших образования, состоящие из скопления серого вещества образующего около 40 ядер. Функционально их можно разделить на специфические и неспецифические. Специфические ядра получают информацию от рецепторов, перерабатывают её и направляют в определенные области коры головного мозга. Неспецифические ядра не имеют прямой связи с рецепторами, они получают импульсы от рецепторов через большое количество синапсов. Импульсы от этих образований через подкорковые ядра поступают к нейронам, расположенным в различных областях коры головного мозга, вызывая повышение возбудимости этих участков.

Подбугровая область (гипоталамус) расположена к низу от зрительных бугров. Главными образованиями ее является серый бугор и сосочковые тела. В них лежат ядра, имеющие отношение к регулированию обмена веществ в организме. В гипоталамусе находятся высшие вегетативные центры. Он имеет отношение ко сну, температурной и водной регуляции, к углеводному и жировому обмену, к голоду и насыщению, к половой функции. Он имеет также отношение к эмоциональным состояния и сопутствующим им изменениям некоторых функций нашего тела, таким, например, как усиление сердцебиения, появление сухости слизистой рта, потоотделения и т.п.

Ретикулярная формация (от лат. reticulum - сеточка, formatio - образование), сетевидное образование, совокупность нервных структур, расположенных в центральных отделах стволовой части мозга (продолговатом и среднем мозге, промежуточном). Нейроны, составляющие ретикулярную формацию, разнообразны по величине, строению и длине аксонов; их волокна густо переплетаются. Термин "ретикулярная формация", введённый немецким учёным О. Дейтерсом, отражает лишь морфологические её особенности. Ретикулярная формация морфологически и функционально связана со спинным мозгом, мозжечком, лимбической системой и корой больших полушарий головного мозга. В ее области осуществляется взаимодействие поступающих в неё как восходящих - афферентных, так и нисходящих - эфферентных импульсов. Возможна также циркуляция импульсов по замкнутым нейронным цепям. Таким образом, существует постоянный уровень возбуждения нейронов ретикулярной формации, вследствие чего обеспечиваются тонус и определённая степень готовности к деятельности различных отделов центральной нервной системы. Степень возбуждения ретикулярной формации регулируется корой больших полушарий головного мозга.

Нисходящие влияния. В ретикулярной формации различают области, которые оказывают тормозящие и облегчающие влияния на двигательные реакции спинного мозга. Зависимость между раздражением различных областей ствола мозга и спинномозговыми рефлексами впервые отметил в 1862 И. М. Сеченов. В 1944-46 американский нейрофизиолог Х. Мэгоун с сотрудниками показали, что раздражение различных участков ретикулярной формации продолговатого мозга оказывает облегчающее или тормозящее влияние на двигательные реакции спинного мозга. Электрическое раздражение медиальной части ретикулярной формации продолговатого мозга у наркотизированных и децеребрированных кошек и обезьян сопровождается полным прекращением движений, вызываемых как рефлекторно, так и стимуляцией двигательных участков коры мозга.

Раздражение латеральной области ретикулярной формации продолговатого мозга по периферии области, оказывающей тормозящие влияния, сопровождается облегчающим действием на моторную активность спинного мозга. Область ретикулярной формации, оказывающая облегчающие влияния на спинной мозг, не ограничивается продолговатым мозгом, а распространяется кпереди, захватывая область варолиева моста и среднего мозга.

Ретикулярная формация может воздействовать на различные образования спинного мозга, например на альфа-мотонейроны, иннервирующие основные волокна мышц, участвующих в произвольных движениях.

Восходящие влияния. Различные отделы ретикулярной формации (от промежуточного до продолговатого мозга) оказывают возбуждающие влияния на кору мозга, т. е. вовлекают в процесс возбуждения все области коры больших полушарий.

В 1949 итальянский физиолог Дж. Моруцци и Мэгоун, исследуя биоэлектрическую активность мозга, установили, что раздражение ретикулярной формации ствола мозга изменяет медленные синхронные высоковольтные колебания, характерные для сна, на низкоамплитудную высокочастотную активность, характерную для бодрствования. Изменение электрической активности коры мозга сопровождается у животных внешними проявлениями пробуждения.

Ретикулярная формация тесно связана анатомически с классическими проводящими путями, и возбуждение её осуществляется с помощью экстеро- и интероцептивных афферентных (чувствительных) систем. На этом основании ряд авторов относит ее к неспецифической афферентной системе мозга.

Однако применение различных фармакологических веществ при изучении функции ретикулярной формации, открытие избирательного действия химических препаратов на реакции, осуществляемые с ее участием, позволили П. К. Анохину сформулировать положение о специфичности восходящих влияний ретикулярной формации на кору мозга. Активирующие влияния всегда имеют определённое биологическое значение и характеризуются избирательной чувствительностью к различным фармакологическим веществам (Анохин, 1959, 1968). Введённые в организм наркотические средства вызывают торможение нейронов ретикулярной формации, блокируя тем самым её восходящие активирующие влияния на кору мозга.

Кора больших полушарий, испытывающая тонические активирующие влияния со стороны ретикулярной формации, может активно изменять функциональное состояние ретикулярных образований (изменять скорость проведения возбуждения в ней, влиять на функционирование отдельных нейронов), т. е. контролировать, по выражению И. П. Павлова, "слепую силу" подкорки.

Открытие свойств ретикулярной формации, её взаимоотношений с другими подкорковыми структурами и областями коры мозга позволило уточнить нейрофизиологические механизмы боли, сна, бодрствования, активного внимания, формирования целостных условно-рефлекторных реакций, развития различных мотивационных и эмоциональных состояний организма.

Подкорковые ядра (базальные) расположены над промежуточным мозгом, во внутренней части больших полушарий. Представляют собой высший отдел мозгового ствола и объединяют деятельность нижележащих образований, регулируя мышечный тонус и обеспечивая должное положение тела во время физической работы.

Наибольшее значение имеет хвостатое ядро, скорлупа и бледное ядро.

Бледное ядро обеспечивает вспомогательные движения во время двигательных актов и оказывает тормозящее влияние на красное ядро среднего мозга.

При гиперфункции бледного ядра чрезмерно усиливаются вспомогательные движения и резко снижается тонус мышц. При этом наблюдаются размашистые неточные движения, гримасы на лице и т.п. Такие нарушения наблюдаются при таком заболевании как хорея.

При гипофункции бледного ядра исчезают вспомогательные движения, так как снимаются тормозящие влияния на красное ядро. При этом наблюдается маскообразное лицо, движения становятся скованными и негармоничными из-за отсутствия вспомогательных движений. Подобные нарушения наблюдаются при Паркинсоновой болезни.

Хвостатое ядро и скорлупа оказывают тормозящее влияние на бледное ядро. При гиперфункции хвостатого ядра и скорлупы будет заторможено красное ядро и, следовательно, расторможено бледное ядро. В результате будут нарушения типа Паркинсоновой болезни. При гипофункции хвостатого ядра и скорлупы бледное ядро выйдет из-под тормозящего влияния и будет сильно тормозить красное ядро. В результате будут нарушения, как при хорее.

Большие полушария переднего мозга являются самой большой по величине, самой сложной по строению и самой важной по функции частью головного мозга. Так, 80% массы головного мозга приходится на большие полушария. В них содержится около 15 млрд. нейронов, т.е. столько же, сколько во всех остальных отделах ЦНС вместе взятых.

Большие полушария головного мозга состоят из серого и белого вещества. Серое вещество полушарий расположено снаружи в виде тонкого слоя и называется корой головного мозга. Толщина его примерно 2 – 4 мм. Основную массу полушарий составляет белое вещество, расположенное под корой. В глубине его имеются скопления серого вещества в форме отдельных узлов.

Белое вещество морфофункционально подразделяется на три группы волокон. Первая группа — ассоциативные волокна, связывающие участки коры в пределах одного полушария. Вторая группа — комиссуральные волокна, соединяющие симметричные участки полушарий. Наиболее представительная часть комиссуральных волокон — мозолистое тело, основные части которого хорошо видны на сагиттальном разрезе. Третья группа — это проекционные волокна — связывающие кору с нижележащими отделами и наоборот (проекция в кору чувствительных и двигательных центров). Ближе к коре эти волокна представлены 'лучистым венцом; концентрируясь между таламусом и базальными ядрами, они образуют внутреннюю капсулу.

Наряду с перечисленными образованиями в толще полушарий выделяют структуры, которые состоят из серого и белого веществ и относятся к обонятельному мозгу (свод, прозрачная перегородка, гиппокамп и др.).

На поверхности мозговой коры хорошо выражены многочисленные складки, которые отделяются друг от друга то более глубокими, то менее глубокими бороздами. Участок коры, расположенный между двумя бороздами, называется извилиной. Общая поверхность больших полушарий равна 1700 – 18—см² , но 2/3 ее находится в глубине борозд (около 1200 см² ).

Полушария головного мозга разделяются на следующие доли: лобные, теменные, височные и затылочные. Расположение долей примерно соответствует костям черепа. Границей между долями являются наиболее постоянные и выраженные борозды.

На выпуклой верхнелатеральной поверхности полушарий хорошо видны две постоянные глубокие борозды, которые можно использовать в качестве ориентиров при отграничении долей. Это идущая во фронтальной плоскости центральная(Роландова) борозда, разграничивающая лобную и теменную доли, и идущая под углом к ней боковая(Сильвиева), или латеральная борозда, отделяющая названные доли от височной. Затылочная доля с выпуклой стороны отграничена от соседних нечетко, с медиальной поверхности граница представлена постоянной, хорошо видной теменно-затылочной бороздой. Наконец, в глубине боковой борозды можно видеть пятую долю — островок.

В лобной доле предцентральная борозда, идущая параллельно центральной борозде, отделяет вместе с последней предцентральную извилину, где замыкаются условные двигательные рефлексы (ядро двигательного анализатора). От V слоя коры этой извилины (гигантские пирамидные клетки) начинается пирамидный путь, связывающий правую двигательную область коры с левой половиной тела и наоборот.

Две борозды, идущие перпендикулярно предцентральной, отделяют верхнюю, среднюю и нижнюю лобные извилины. В задних отделах средней лобной извилины расположены центр письма (двигательный анализатор письменной речи) и центр сочетанного поворота головы и глаз в одну сторону. В задних отделах нижней лобной извилины локализован мо­торный центр речи (двигательный анализатор артикуляции речи). Этот центр, как и другие речевые центры (слуховой анализатор устной речи и пр.), имея двустороннюю закладку в эмбриогенезе, развивается лишь с одной стороны: у правшей слева, а у левшей справа.

В теменной доле постцентральная борозда отделяет вместе с центральной бороздой постцентральную извилину — центр осязания, болевой и температурной чувствительности. Близкий к указанному центру по локализации и функции центр стереогнозии (узнавание предметов на ощупь) расположен в верхней теменной дольке, отграниченной от нижней теменной дольки внутритеменной бороздой. Последняя следует перпендикулярно к постцентральной борозде. В пределах нижней теменной дольки видна надкраевая извилина, в которую упирается латеральная борозда (ориентир извилины). Это центр праксии (синтез целенаправленных навыков трудового, спортивного характера и пр.) Ниже надкраевой видна угловая извилина — центр чтения (зрительный анализатор письменной речи). Оба последних центра расположены у правшей слева.

Височная доля имеет пять извилин, идущих параллельно латеральной борозде и друг другу. Три извилины, разделенные верхней и нижней височными бороздами, видны на верхнелатеральной поверхности, а две — на нижней и медиальной поверхностях полушарий. В задней части верхней височной извилины (у правшей слева) находится слуховой анализатор речи (сенсорный центр речи). В среднем отделе верхней височной извилины, на поверхности, обращенной к островку, расположено ядро слухового анализатора. Наиболее медиально в височной доле находится парагиппокампальная извилина (рядом с ней в толще височной доли залегает гиппокамп). Передний отдел извилины изогнут и поэтому назван крючком. Здесь находится центр обоняния и вкуса.

На медиальной поверхности затылочной доли четко выделяется глубокая шпорная борозда, выше и ниже которой находятся соответственно клин и язычная извилина, являющиеся центром зрительного анализатора.

Ряд структур головного мозга: поясная извилина (над мозолистым телом), парагиппокампальная извилина, гиппокамп, свод и др., расположенные в совокупности в виде кольца, объединены в функциональное понятие «лимбическая система» (лимб — кольцо). Эта система регулирует работу внутренностей, эндокринных органов, а также обеспечивает эмоциональные реакции.

Полостью конечного мозга являются боковые желудочки. Они имеют по четыре отдела, расположенные в каждой доле полушария: передний рог (в лобной доле), задний рог (в затылочной доле), нижний рог (в височной доле), центральная часть (в теменной доле). Боковые желудочки сообщаются с III желудочком через межжелудочковое отверстие.

Кора большого мозга имеет толщину 1,3—4,4 мм и площадь 2200 см², Клетки коры расположены в 6 слоев, отличающихся друг от друга строением и функцией: I и II слои (считая снаружи) —ассоциативные, III и IV — афферентные и V и VI — эфферентные. В функциональном отношении, по И. П. Павлову, кора представляет собой центральные отделы различных анализаторов, обеспечивающих анализ и синтез поступающих в нервную систему через органы чувств раздражений.