Фізіологія нервової системи - нервові хвороби
Відео: Анатомія і фізіологія людини: Нервова система. Загальні відомості. Центр онлайн-навчання «Фоксфорд»
Основний структурно-функціональний елемент нервової системи - нервова клітина, або нейрон. Всього в нервовій системі людини налічується понад 100 мільярдів нейронів. Нейрон складається з тіла і відростків, зазвичай одного довгого відростка (аксона) і декількох коротких тонких розгалужених відростків - дендритів (рис. 2.11). За допомогою аксона, довжина якого коливається від декількох сантиметрів до декількох метрів, нейрон передає збудження інших нейронів, м`язів або залоз. 
Мал. 2.11. Нервова клітина (нейрон).
Оскільки кінцевий відділ аксона гілкується на безліч закінчень, один нейрон може взаємодіяти з великою кількістю інших клітин. Дендрити спеціалізуються на отриманні інформації від інших нейронів.
Передача інформації в мозку і нервовій системі в цілому здійснюється нервовими імпульсами. Передача імпульсу з одного нейрона на інший відбувається зазвичай в місці контакту аксона з дендритами або тілом іншої клітини. У цьому місці клітини розділяє вузьке щілиноподібні простір (синапс), передача сигналу через яке здійснюється за допомогою особливих хімічних речовин - нейромедіаторів. Синапси можуть утворюватися і між іншими частинами двох суміжних нервових клітин: між дендритом і дендритом, між аксонів і аксонів. Нейрон, по якому імпульс приходить до синапси, називають пресінаптіческім- нейрон, який одержує імпульс, називають постсинаптическим.
У закінченні аксона, яке утворює пресинаптическую частина синапсу, містяться бульбашки з нейромедіатором. Коли імпульс досягає пресинаптичної мембрани, нейромедіатор з бульбашок вивільняється в синаптичну щілину і зв`язується з постсинаптическими рецепторами на дендрит або тілі іншого нейрона. У мозку діє багато різних нейромедіаторів (ацетилхолін, дофамін, серотонін, глутамат, гамма-аміномасляна кислота і ін.). Кожен з них пов`язується зі своїм власним рецептором і надає на постсинаптическую мембрану збудливу або гальмівну дію.
У спокої мембрана нейрона має електричним потенціалом (потенціал спокою), при цьому внутрішня поверхня мембрани заряджена негативно по відношенню до зовнішньої через відмінності в концентрації іонів, головним чином натрію і калію, поза нейрона і всередині нього Возбуждающее вплив реалізується через посилення струму певних іонів , в основному натрію і кальцію, через мембрану. В результаті негативний заряд внутрішньої поверхні зменшується і відбувається деполяризація мембрани. Гальмівний вплив здійснюється через зміну струму калію і хлоридів, в результаті негативний заряд внутрішньої поверхні стає більше, ніж у спокої, і відбувається гиперполяризация мембрани.
Функція нейрона полягає в тому, щоб інтегрувати всі синаптичні впливу, збуджуючі чи які гальмують, що приходять на його дендрити і тіло з боку сотень і тисяч інших нейронів, з якими він пов`язаний Якщо збуджуючі ефекти будуть переважати над гальмівними і деполяризація мембрани перевищить порогову величину, то станеться активація мембрани нейрона в області підстави його аксона (аксонного горбка) і виникне нервовий імпульс, званий потенціалом дії. Таким чином, активність нейрона визначається суммацией збуджуючих і гальмуючих ефектів в області постсинаптичної мембрани, що служить елементарним актом переробки інформації в нервовій системі. Знову виник потенціал дії поширюється по аксону зі швидкістю від 0,1 до 100 м / с- досягнувши закінчення аксона, він запускає процес вивільнення нейромедіатора з бульбашок в синапс. Пов`язані один з одним нейрони утворюють дуги або більш складні нейронні мережі та кола.
В основі більшості видів діяльності нашого організму лежать рефлекси. Рефлекси поділяють на безумовні, що передаються у спадок, і умовні, що виникають при індивідуальному розвитку і накопиченні нових навичок. Умовні рефлекси формуються на основі безумовних за участю вищих відділів головного мозку, завдяки цьому організм змінює програму своїх дій залежно від внутрішніх або зовнішніх умов.
Мал. 2.12. Дуга колінного рефлексу.
Рефлекс реалізується за допомогою рефлекторної дуги, що є функціональною одиницею нервової системи. Дуга рефлексу, що викликає скорочення скелетного м`яза, складається щонайменше з двох нейронів чутливого нейрона, тіло якого розташоване в спинномозковому ганглії, периферичний відросток закінчується рецепторами, а центральний - утворює синапси з нейронами спинного мозку або стовбура мозку, і рухового нейрона, тіло якого лежить в передніх рогах спинного мозку, а аксон закінчується в області рухової пластинки на скелетних м`язових волокнах. Прикладом може служити двухнейронной дуга колінного рефлексу, який викликається ударом по сухожиль чотириголового м`яза і полягає в скороченні цього м`яза, що викликає розгинання в колінному суглобі (рис. 2.12).
Діяльність внутрішніх органів і систем (наприклад, спорожнення сечового міхура і моторика травної системи) управляється за допомогою вісцеральних рефлексів, що замикаються через структури вегетативної нервової системи. Здійснення більш складних рефлексів вимагає включення між чутливим і руховим нейронами одного або декількох проміжних нейронів, іноді на різних поверхах центральної нервової системи. Крім того, складні рефлекси не закінчував виконанням стандартного дії - інформація про його результати слід по чутливих шляхах в центральну нервову систему, забезпечуючи зворотний зв`язок і замикаючи рефлекторну дугу в рефлекторне кільце.
Діяльність людини не зводиться тільки до реагування на зовнішні стимули - він активно будує плани своєї поведінки з урахуванням своїх потреб. Для забезпечення активної поведінки в нервовій системі формуються функціональні системи, які представляють собою складні нейронні мережі та забезпечують виконання конкретних функцій.
Сенсорні функціональні системи представлені поряд центрів, послідовно пов`язаних довгими аксонами, які забезпечують сприйняття, аналіз і синтез інформації, що надходить певної модальності (зорової, слуховий, смаковий, нюхової і ін.) І традиційно позначаються як аналізатори. Сенсорна імпульсація зароджується в периферичному рецепторном апараті, по периферичних нервових волокнах надходить в спинний мозок і далі по провідних шляхах слід в висхідному напрямку до відповідних центрів головного мозку. Спочатку інформація надходить в первинні сенсорні (зорову, соматосенсорную, слухову, нюхову) зони кори, потім - у вторинні сенсорні зони, де відбуваються аналіз і синтез інформації в межах одного аналізатора (наприклад, зорового, слухового і т.д.). Інтеграція інформації, отриманої різними аналізаторами, відбувається в асоціативних зонах кори (скроневих, потилично-тім`яних, лобових).
Рухові функції забезпечуються рухової функціональної системою, що включає моторні зони кори, базальні ганглії, мозочок, ядра стовбура, передні роги спинного мозку. Первинна моторна кора, що займає передню центральну звивину (наперед від центральної борозни), безпосередньо керує рухом через відходить від неї до передніх рогів спинного мозку пірамідний шлях. Вона влаштована по соматотопической принципом: різні відділи протилежної половини тіла представлені в різних частинах цієї зони (нога - з внутрішньої краю зони, м`язи рота і мови - з зовнішньої краю, інші частини тіла розташовані між ними) (рис. 2.13).
Премоторная кора, що лежить кпереди від первинної моторної кори, і додаткова моторна кора, розташована на медіальній поверхні лобової частки, забезпечують вибір рухової програми і підготовку до руху. Програми складних дій зберігаються в тім`яній ділянці домінантного (найчастіше лівого) півкулі. 
Мал. 2.13. Проекції частин тіла на рухову зону кори півкуль великого мозку (передню центральну звивину).
У виборі і здійсненні складних багатоетапних рухів беруть участь базальні ганглії, пов`язані з додатковою моторної корою двосторонніми зв`язками) Тонку настройку рухів забезпечує мозочок. Безпосередньо до м`язів регулюють сигнали надходять по аксонах рухових нейронів передніх рогів або ядер стовбура, що створює відповідно спинномозкові і черепні нерви.
Вищі мозкові функції (навчання, пам`ять, мова, мислення) реалізуються складними функціональними системами, кожна з яких представляє собою велику мережу нейронів, розташованих в асоціативних зонах кори і пов`язаних з ними підкіркових утвореннях (базальні ганглії, таламус).
Систематизуючи уявлення про локалізацію вищих мозкових функцій, А.Р. Лурія виділив 3 основних структурнофункционального блоку головного мозку.
Перший (енергетичний) блок включає структури середнього, проміжного мозку і пов`язані з ними медіобазальние відділи лобових часток. Він підтримує неспання і увагу, забезпечує включення тих чи інших структур в процес психічної діяльності.
Другий блок - блок прийому, переробки та зберігання інформації, включає в себе структури тім`яних, скроневих і потиличних часткою, які здійснюють переробку зорової, слуховий і тактильної інформації, а також такі складні процеси, як пам`ять, мова, розпізнавання образів, орієнтація в просторі і ін.
Мовну функцію забезпечують структури, які розташовуються навколо латеральної (сильвиевой) борозни в домінантному (як правило, лівому) півкулі великого мозку. Задній полюс цієї зони, розташований в скроневій частці, розпізнає звукову мову, виокремлюючи з набору звуків смислові зв`язку-передній полюс цієї зони, розташований в задніх відділах лобової частки, виконує зворотну операцію. Розпізнавання зорових образів відбувається в потиличній корі і задніх відділах тім`яної кори. Орієнтація в зовнішньому просторі і власному тілі є функцією задніх відділів тім`яної кори, де створюються внутрішня «карта» навколишнього світу і схема тіла. Гіпокамп і інші елементи лімбічної системи забезпечують довільне запам`ятовування і відтворення інформації (зберігання інформації здійснюється різними відділами кори).
Третій блок (блок програмування, регуляції і контролю діяльності) включає асоціативний кору передніх (префронтальних) відділів лобових часток і пов`язані з нею підкіркові структури. У них формуються задуми і цілі психічної діяльності, відбуваються відбір найбільш адекватних в даний момент програм дії, контроль за їх реалізацією та ефективністю. Таким чином, асоціативна зона лобової кори виконує функцію диригента інших функціональних систем.
