Краткая частная физиология центральной нервной системы

Спинной мозг располагается в спинномозговом канале. Основная особенность строения спинного мозга - это его сегментарность. Спинной мозг человека имеет 31-33 сегмента и по функциональному принципу делится на 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 - 3 копчиковых. Один сегмент иннервирует 3 части тела, сходных по строению - свою и две другие прилежащие к нему соседние. Поэтому поражение или перерезка корешков одного сегмента спинного мозга не приводит к полной потере чувствительности и движения в соответствующей части тела, а лишь к ослаблению этих функций.

Каждый сегмент имеет афферентные входы в виде задних корешков, клеточную массу нервных клеток (серое вещество) и эфферентные выходы в составе передних корешков (рис. 2.5). В задних корешках проходят чувствительные центростремительные нервные волокна от рецепторов кожи (болевые, температурные, тактильные и давления) - это кожная рецептирующая система; от рецепторов мышц, сухожилий, суставов - это проприоцептивная система, наконец, от рецепторов внутренних органов - это висцероцептивная система. Передние корешки являются двигательными цетробежными.

Рис. 2.5. Поперечный разрез спинного мозга:

1 - передний корешок спинно-мозгового нерва; 2 - спинно-мозговой нерв; 3 - спинно-мозговой узел; 4 - задний корешок спинно-мозгового нерва; 5 - задняя продольная борозда; 6 -спинно-мозговой канал; 7 - белое вещество мозга; 8 - серое вещество мозга; 9 - передняя продольная борозда.

Серое вещество спинного мозга, состоящее из скопления нейронов, образует два передних и два задних рога и на поперечном разрезе имеет вид буквы Н. Задние рога выполняют сенсорные функции, передние - двигательные.

В грудных и верхних поясничных сегментах помимо задних и передних рогов есть еще и боковые, в которых располагаются нейроны симпатического, а в крестцовых — парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.

При поражении боковых рогов спинного мозга возникает целый ряд вегетативных расстройств: нарушаются кожные сосудистые рефлексы, усиливается потоотделение, наблюдаются трофические изменения кожи и ногтей.

Собственные функции спинного мозгаосуществляются за счет сегментарных рефлекторных дуг. Вегетативные центры спинного мозга, расположенные в боковых рогах, участвуют в регуляции кровяного давления, деятельности сердца, секреции и моторики пищеварительного тракта и функции мочеполовой системы.

Вегетативные рефлексы - это ответная реакция внутренних органов на раздражение висцеральных и соматических рецепторов. В пояснично-крестцовом отделе спинного мозга находится центр дефекации, из которого по парасимпатическим волокнам в составе тазового нерва поступают импульсы, усиливающие моторику прямой кишки и обеспечивающие непроизвольный акт дефекации. Произвольный акт дефекации совершается за счет нисходящих влияний головного мозга на спинальный центр.

Во II - IV крестцовых сегментах спинного мозга находится рефлекторный центр мочеиспускания, обеспечивающий непроизвольное отделение мочи. Головной мозг осуществляет произвольное мочеиспускание.

В головном мозге различают следующие основные отделы: мозговой ствол, мозжечок, большие полушария (рис. 2.6).

В состав ствола мозга входят: продолговатый мозг, варолиев мост, средний мозг и мозжечок.

Ствол мозга выполняет ряд сложных и многообразных функций:

1. Осуществляет рефлекторные соматические рефлексы, направленные на поддержание позы тела в пространстве;

2. Обеспечивает различные вегетативные рефлексы, некоторые из них (дыхательные, сердечно-сосудистые) имеют жизненно важное значение;

3. Проводниковые функции: через ствол проходят многочисленные восходящие и нисходящите пути, связывающие кору больших полушарий со спинным мозгом;

4. Ассоциативные функции: первичный анализ силы и качества сенсорного раздражителя, а также взаимодействие структур, входящих в состав ствола мозга.

Рис. 2.6 Продольный разрез головного мозга:

1 - продолговатый мозг; 2 - варолиев мост; 3 - средний мозг; 4 – четверохолмие; 5 - промежуточный мозг; 6 – гипофиз; 7 - полушарие переднего мозга; 8 - полушарие мозжечка.

Из мозгового ствола выходят 12 пар черепно-мозговых нервов, 11 из которых разветвляются в органах головы и шеи, и только одна пара - блуждающий нерв - иннервирует органы грудной и брюшной полости.

Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга, имеет длину около 25 мм, в нем отсутствует сегментарное строение, серое вещество образует отдельные скопления нейронов - ядра. Он выполняет собственные, вегетативные и проводниковые функции. В продолговатом мозге расположены ядра 5-ти пар черепно-мозговых нервов.

IX пара - языкоглоточный нерв - содержит двигательные (иннервация мышц глотки и полости рта), чувствительные (от рецепторов вкуса задней трети языка) и вегетативные волокна (иннервация слюнных желез).

Х пара - блуждающий нерв имеет три ядра. Вегетативное ядро отвечает за парасимпатическую иннервацию гортани, пищевода, сердца, желудка, тонкой кишки, пищеварительных желез. Двигательное ядро отвечает за сокращение мышц глотки и гортани при глотании и дыхании,

Блуждающий нерв регулирует (усиливает) моторику желудочно-кишечного тракта и его секреторную деятельность. В продолговатом мозге находится центр слюноотделения, парасимпатическая часть которого обеспечивает выделение большого количества жидкой слюны, богатой неорганическими веществами, а симпатическая — небольшого количества густого белкового секрета.

Продолговатый мозг отвечает за некоторые защитные рефлексы: рвоты, кашля, чихания, слезоотделения, смыкания век, а также рефлексы пищевого поведения (сосания, жевания, глотания).

Продолговатый мозг регулирует некоторые анализаторные функции, осуществляя первичный анализ сенсорных раздражителей (кожного, вкусового, слухового, вестибулярного).

Варолиев мост располагается выше продолговатого мозга и выполняет двигательные, сенсорные, интегративные и проводниковые функции. Здесь в ядре V пары черепно-мозговых нервов находится тройничный нерв.

Двигательное ядро этого нерва иннервирует жевательные мышцы, мышцы небной занавески и мышцы, напрягающие барабанную перепонку. Чувствительное ядро получает афферентные аксоны от рецепторов кожи лица, слизистой оболочки носа, зубов, надкостницы костей черепа, конъюнктивы глазного яблока.

Ретикулярная формация моста является продолжением ретикулярной формации продолговатого мозга. Она влияет на кору больших полушарий, активируя ее и вызывая пробуждение. Аксоны ретикулярной формации моста идут в мозжечок и спинной мозг.

Через мост проходят все восходящие и нисходящие пути, связывающие мост с мозжечком и спинным мозгом, корой больших полушарий и другими структурами центральной нервной системы.

Основными структурными образованиями среднего мозга являются: ядро блокового нерва - IV пара черепно-мозговых нервов, ядро глазодвигательного нерва – III пара черепно-мозговых нервов, ядра ретикулярной формации и др.

Связь среднего мозга с гипоталамусом создает вегетативное обеспечение подготовки к избеганию, оборонительной и двигательной реакции (вскакивание на ноги, вздрагивание, бегство от раздражителя).

Средний мозг участвует в реализации статических рефлесов при относительном покое тела, т.е. при стоянии, лежании в различных положениях, и статокинетических, связанных с изменением положения тела в пространстве.

Мозжечок расположен позади больших полушарий мозга над продолговатым мозгом и мостом мозга и представляет собой очень древнюю структуру, выполняющую функцию координации и регуляции произвольных и непроизвольных движений, их коррекции и программирования. Мозжечок принимает участие в двигательной адаптации, в осуществлении вегетативных функций и некоторых поведенческих актов.

Нарушение функций мозжечка приводит к неточности движений, их разбросанности, негармоничности, а это говорит об участии мозжечка в деятельности коры больших полушарий, ответственной за организацию процессов высшей нервной деятельности.

Мозжечок влияет на возбудимость сенсомоторной коры больших полушарий и контролирует тем самым уровень тактильной, температурной и зрительной чувствительности.

При повреждении мозжечка нарушается углеводный, белковый и минеральный обмен, а также процессы энергообразования, терморегуляции и кроветворения.

В состав промежуточного мозга входят:

1) таламус (область зрительного бугра);

2) гипоталамус (подталамическая область);

3) третий желудочек.

Таламус таит в себе тайну многого из того, что происходит в коре больших полушарий. О полифункциональности таламуса говорит наличие в нем около 120 ядер. Каждое из специфических ядер отвечает за свой вид чувствительности, так как они, так же как и кора больших полушарий, имеют соматотопическую локализацию, т.е. к ним поступают сигналы от тактильных, болевых, температурных, мышечных рецепторов, а также от интерорецепторов зон проекции блуждающего и чревного нервов. Таламус обеспечивает двигательные и вегетативные реакции, связанные с сосанием, жеванием, глотанием и смехом.

Гипоталамус является частью промежуточного мозга и входит в состав лимбической системы. Это сложноорганизованный отдел мозга, выполняющий целый ряд вегетативных функций, отвечает за гуморальное и нейросекреторное обеспечение организма, эмоциональные поведенческие реакции и другие функции. Морфологически в гипоталамусе выделяют около 50 пар ядер, Нейроны гипоталамуса имеют особую чувствительность к составу омывающей их крови: изменениям рН, СО₂ , О₂ , содержанию катехоламинов, ионов калия и натрия. Нейроны гипоталамуса способны к нейросекреции пептидов, гормонов, медиаторов. Гипоталамус имеет афферентные связи с обонятельным мозгом, таламусом и др.

Гипоталамус посылает импульсы к вегетативным центрам ствола мозга и спинного мозга. Он имеет тесные связи с ретикулярной формацией ствола мозга, определяющей протекание вегетативных реакций организма, его пищевое и эмоциональное поведение.

Гипоталамус является главным подкорковым центром, регулирующим вегетативные функции. Раздражение передней группы ядер имитирует эффекты парасимпатической нервной системы, ее трофотропное влияние на организм: сужение зрачка, брадикардию, снижение артериального давления, усиление секреции и моторики желудочно-кишечного тракта. Ядра гипоталамуса участвуют в регуляции водного и солевого обмена за счет выработки антидиуретического гормона.

Стимуляция задней группы ядер активирует симпатические эффекты: расширение зрачка, тахикардию, повышение кровяного давления, торможение моторики и секреции желудочно-кишечного тракта.

Гипоталамус обеспечивает механизмы терморегуляции. Так, ядра передней группы ядер содержат нейроны, отвечающие за теплоотдачу, а задней группы - за процесс теплопродукции. Ядра средней группы участвуют в регуляции метаболизма и пищевого поведения. В ядрах гипоталамуса находятся центр насыщения и центр голода. Разрушение одних ядер приводит к гиперфагии - повышенному потреблению пищи и ожирению, а разрушение других ядер - к полному отказу от пищи. В гипоталамусе находится центр жажды, располагаются центры белкового, углеводного и жирового обмена, центры регуляции мочеотделения и др.

Регуляция многих функций организма гипоталамусом осуществляется за счет продукции гормонов гипофиза и пептидных гормонов. Эти пептидные гормоны (тиролиберин, кортиколиберин, соматостатин и др.) через сосудистую систему гипофиза достигают его передней доли и вызывают изменение продукции соответствующего гормона аденогипофиза.

Гипоталамус имеет непосредственное отношение к регуляции цикла «сон-бодрствование». При этом задний гипоталамус стимулирует бодрствование, передний- сон, а повреждение заднего гипоталамуса может вызвать патологический сон.

Гипоталамус является частью лимбической системы, принимающей участие в реализации эмоционального поведения.

Лимбическая система - это функционально единый комплекс нервных структур, ответственных за эмоциональное поведение, побуждения к действию (мотивации), процессы научения и запоминания, инстинкты (пищевые, оборонительные, половые) и регуляцию цикла «сон-бодрствование». В связи с тем, что лимбическая система воспринимает большое количество информации от внутренних органов, она получила второе название - «висцеральный мозг»

Основное отличие лимбической системы от других отделов центральной нервной системы - это наличие двусторонних реципрокных связей между ее структурами, образующими замкнутые круги, по которым циркулируют импульсы, обеспечивающие функциональное взаимодействие между различными частями лимбической системы.

Большие полушария мозга состоят из белого и серого вещества. Серое - скопление нервных клеток, находится на поверхности и образует кору головного мозга. Толщина коры обычно не более 5 мм, площадь от 1468 до 1670 см². Кора собрана в складки, образует борозды и извилины (количество извилин почти у всех одинаково, а характер различный – наподобие капиллярных линий рук).

В коре расположены чувствительные (сенсорные), моторные (двигательные) и ассоциативные зоны. Чувствительные - регулируют работу органов чувств, двигательные – анализируют сигналы от мышц, сухожилий, костей и др.

Ассоциативные зоны не связаны непосредственно с органами чувств или мышцами, а они связывают между собой различные области коры и в этих зонах осуществляются высшие психические функции – память, логическое мышление, воображение. По месту расположения анализаторов кора головного мозга считается функционально асимметричной, так как в левом полушарии находятся центры речи, письма, счета, чтения, ведущая роль в логическом абстрактном мышлении, а в правом – конкретном, образном мышлении.

Под корой находится белое вещество мозга, образованное отростками нейронов. Однако здесь также расположены и скопления нервных клеток, которые образуют подкорковые центры. Эти центры регулируют постоянство внутренней среды организма, обмен веществ, температуру тела в определенных пределах, здесь расположены центры голода, насыщения и жажды. Подкорковые центры играют важную роль в поведении, приспособлении человека к окружающей среде, определяют индивидуальные особенности характера человека.

Подкорка поддерживает тонус коры больших полушарий, обостряет восприятие, мышление. Кора, в свою очередь, регулирует деятельность подкорки, тормозит ее активность.