Центральная и периферическая нервная система: строение и функции

Правильная работа нервной системы на разных фронтах крайне важна для полноценной жизни человека. Нервная система человека считается самой сложной структурой организма.

Современные представления о функциях нервной системы

Сложная коммуникационная сеть, которая в биологической науке обозначается как нервная система, подразделяется на центральную и периферическую, в зависимости от расположения самих нервных клеток. Первая объединяет клетки, расположенные в внутри головного и спинного мозга. А вот нервные ткани, которые расположены за их пределами образуют периферическую нервную систему (ПНС).

Центральная нервная система (ЦНС) реализует ключевые функции обработки и передачи информации, взаимодействует с окружающей средой. Нервная система работает по рефлекторному принципу. Рефлекс – это ответная реакция органа на специфическое раздражение. Непосредственное участие в этом процессе принимают нервные клетки головного мозга. Получив информацию от нейронов ПНС, они ее обрабатывают и направляют импульс в исполнительный орган. По такому принципу осуществляются все произвольные и непроизвольные движения, работают органы чувств (когнитивные функции), действуют мышление и память и т. д.

Клеточные механизмы

Независимо от функций центральной и периферической нервной системы и места расположения клеток, нейроны имеют некоторые общие характеристики со всеми клетками организма. Так, каждый нейрон состоит из:

• мембраны, или цитоплазматической оболочки;
• цитоплазмы, или пространства между оболочкой и ядром клетки, которое заполнено внутриклеточной жидкостью;
• митохондрий, которые обеспечивают сам нейрон энергией, которую они получают из глюкозы и кислорода;
• микротрубок – тонких структур, которые выполняют опорные функции и помогают клетке сохранять первичную форму;
• эндоплазматических ретикулом – внутренних сетей, которые клетка использует для самообеспечения.

Отличительные особенности нервных клеток

Нервные клетки имеют специфические элементы, которые отвечают за их коммуникацию с другими нейронами.

Аксоны – главные отростки нервных клеток, по которым передаётся информация по нейронной цепи. Чем больше исходящих каналов передачи информации образует нейрон, тем больше разветвлений имеет его аксон.

Дендриты – другие отростки нейрона. На них расположены входные синапсы – специфические точки, где происходит контакт с нейронами. Поэтому входящий нейронный сигнал называют синоптической передачей.

Классификация и свойства нервных клеток

Нервные клетки, или нейроны, разделяют на много групп и подгрупп, в зависимости от их специализации, функционала, и места в нейронной сети.

Элементы, отвечающие за сенсорное восприятие внешних раздражителей (зрение, слух, тактильные ощущения, обоняние и т. д.), называются сенсорными. Нейроны, которые объединяются в сети для обеспечения двигательных функций, называются моторными. Также в НС есть смешанные нейроны, которые выполняют универсальные функции.

В зависимости от расположения нейрона по отношению к головному мозгу и исполнительному органу, клетки могут быть первичными, вторичными и т. д.

Генетически нейроны ответственны за синтез специфических молекул, с помощью которых оны выстраивают синаптические связи с другими тканями, но нервные клетки не имеют способностей к делению.

На этом основано и распространённое в литературе высказывание о том, что «нервные клетки не восстанавливаются». Естественно, неспособные к делению нейроны не могут восстанавливаться. Но они каждую секунду способны создавать множество новых нейронных связей для выполнения сложных функций.

Таким образом, клетки запрограммированы постоянно создавать все новые и новые связи. Так развивается сложная сеть нейронных коммуникаций. Создание новых связей в мозге приводит к развитию интеллекта, мышления. Мышечный интеллект также развивается подобным образом. Головной мозг необратимо совершенствуется при обучении все новым и новым моторным функциям.

Развитие эмоционального интеллекта, физического и умственного происходит в нервной системе схожим образом. Но если акцент делается на что-то одно, другие функции развиваются не так стремительно.

Головной мозг

Головной мозг взрослого человека весит примерно 1,3-1,5 кг. Учеными установлено, что до 22 лет его вес постепенно увеличивается, а после 75 лет начинает уменьшаться.

В мозге среднестатистического индивида существует более 100 трлн электрических связей, а это в несколько раз больше, чем все соединения во всех электрических устройствах в мире.

На изучение и попытки усовершенствовать функции мозга исследователи тратят десятки лет и десятки миллионов долларов.

Отделы головного мозга, их функциональные характеристики

Все же современные знания о головном мозге можно считать достаточными. Особенно учитывая, что представления науки о функциях отдельных частей мозга сделали возможным развитие неврологии, нейрохирургии.

Мозг разделяют на такие зоны:

1. Передний мозг. Отделам переднего мозга обычно приписывают «высшие» мыслительные функции. Он включает:

• лобные доли, отвечающие за координирование функций других областей;
• височные доли, отвечающие за слух и речь;
• теменные доли регулируют управление движениями и сенсорные восприятия.
• затылочные доли в ответе за зрительные функции.

2. Средний мозг включает:

• Таламус, где происходит обработка почти всей информации, входящей в передний мозг.
• Гипоталамус контролирует информацию, поступающую от органов центральной и периферической нервной системы и вегетативной НС.

3. Задний мозг включает:

• Продолговатый мозг, который отвечает за регуляцию биоритмов и внимания.
• Ствол мозга дает начало нервным путям, по которым осуществляется связь головного мозга со структурами спинного мозга, это своего рода канал связи между центральной и периферической нервной системой.
• Мозжечок, или малый мозг, составляет десятую часть массы мозга. Над ним расположены два больших полушария. От работы мозжечка зависит координация движений человека, умение сохранять баланс в пространстве.

Спинной мозг

Средняя длина спинного мозга взрослого человека составляет примерно 44 см.

Он берет начало от ствола головного мозга и проходит через большое затылочное отверстие в черепе. Заканчивается он на уровне второго поясничного позвонка. Конец спинного мозга называют мозговым конусом. Он заканчивается скоплением поясничных и крестцовых нервов.

От спинного мозга разветвляется 31 пара спинномозговых нервов. Они помогают соединять отделы нервной системы: центральную и периферическую. Через эти отростки части тела и внутренние органы получают сигналы от НС.

В спинном мозге также происходит первичная обработка рефлекторной информации, благодаря чему ускоряется процесс реагирования человека на раздражители в опасных ситуациях.

Ликвор, или мозговая жидкость, общая для спинного и головного мозга, образуется в сосудистых узлах щелей мозга из плазмы крови.

В норме ее циркуляция должна быть непрерывной. Ликвор создает постоянное внутреннее черепное давление, выполняет амортизирующую и защитную функции. Анализ состава ликвора – один из простейших способов диагностики серьёзных заболеваний НС.

К чему приводят поражения центральной нервной системы разного генеза

Поражения нервной системы, в зависимости от периода, разделяют на:

1. Предперинатальные – поражения мозга в период внутриутробного развития.
2. Перинатальные – когда поражение происходит во время родов и в первые часы после рождения.
3. Постнатальные – когда поражение спинного или головного мозга происходит после рождения.

В зависимости от характера, поражения ЦНС разделяют на:

1. Травматические (самое очевидное). Нужно взять во внимание, что нервная система имеет первостепенную важность для живых организмов и с точки зрения эволюции, поэтому спинной и головной мозг надежно защищен рядом оболочек, околомозговой жидкостью и костной тканью. Однако в ряде случаев этой защиты недостаточно. Некоторые травмы приводят к повреждениям центральной и периферической нервной системы. Травматические поражения спинного мозга гораздо чаще приводят к необратимым последствиям. Чаще всего это параличи, к тому же дегенеративные (сопровождающиеся постепенным отмиранием нейронов). Чем выше произошло повреждение, тем обширнее парезы (снижение мышечной силы). Наиболее распространенными травмами считаются открытые и закрытые сотрясения мозга.
2. Органические повреждения ЦНС, зачастую происходят во время родов и приводят к детским церебральным параличам. Возникают они из-за кислородного голодания (гипоксии). Оно является следствием затяжных родов или обвития пуповиной. В зависимости от периода гипоксии, ДЦП может быть разных степеней выраженности: от легкой до тяжелой, которая сопровождается комплексной атрофией функций центральной и периферической нервной системы. Поражения ЦНС после инсульта также определяются как органические.
3. Генетически обусловленные поражения ЦНС происходят из-за мутаций в генной цепочке. Они считаются наследственным. Самые распространённые – синдром Дауна, синдром Туретта, аутизм (генетически-метаболическое нарушение), которые проявляются сразу после рождения или в первый год жизни. Болезни Кенсингтона, Паркинсона, Альцгеймера считаются дегенеративными и проявляются в среднем или преклонном возрасте.
4. Энцефалопатии – чаще всего возникают, как следствие поражения мозговых тканей болезнетворными организмами (герпетическая энцефалопатия, менингококковая, цитомегаловирусная).

Строение периферической нервной системы

ПНС образуют нервные клетки, расположенные за пределами головного мозга и спинномозгового канала. Она состоит из нервных узлов (черепного, спинномозгового и вегетативного). Также в ПНС существует 31 пара нервов и нервные окончания.

В функциональном смысле ПНС состоит из соматических нейронов, которые передают моторные импульсы и контактируют с рецепторами органов чувств, и вегетативных, которые отвечают за деятельность внутренних органов. Периферические нейронные структуры содержат двигательные, сенсетивные и вегетативные волокна.

Воспалительные процессы

Заболевания центральной и периферической нервной системы носят совершенно разный характер. Если повреждения ЦНС чаще всего имеют комплексные, глобальные последствия, то заболевания ПНС зачастую проявляются в виде воспалительных процессов в зонах нервных узлов. В медицинской практике такие воспаления именуют невралгиями.

Невралгия – это болезненные воспаления в зоне скопления нервных узлов, раздражение которых, вызывает острый рефлекторный приступ боли. К невралгиям относят полиневриты, радикулиты, воспаления тройничного или поясничного нерва, плекситы и т. д.

Роль центральной и периферической нервной системы в эволюции человеческого организма

Нервная система – единственная из систем человеческого организма, которая может совершенствоваться. Сложное строение центральной и периферической нервной системы человека обусловлено генетически и эволюционно. Мозгу присуще уникальное свойство – нейропластичность. Это способность клеток ЦНС брать на себя функции соседних отмерших клеток, выстраивая новые нейронные связи. Этим объясняются медицинские феномены, когда дети с органическим поражением мозга развиваются, обучаются ходьбе, речи и т. д., а люди после инсульта со временем восстанавливают способность нормально передвигаться. Этому всему предшествует построение миллионов новых связей между центральными и периферическими частями нервной системы.

С прогрессом различных методик восстановления пациентов после мозговых травм рождаются также методики для развития человеческого потенциала. Они основаны на логическом предположении о том, что если и центральная, и периферическая нервная система может восстанавливаться после травм, то здоровые нервные клетки также способны развивать свой потенциал практически до бесконечности.