Da quali strutture opposte è costituito il sistema nervoso? Sistema nervoso centrale umano: struttura e principali funzioni. Formazione del sistema nervoso centrale

Per facilità di studio, il sistema nervoso unificato è suddiviso in centrale(cervello e midollo spinale) e periferica(nervi cranici e spinali, i loro plessi e nodi), nonché somatico E vegetativo(o autonomo).

Sistema nervoso somatico svolge principalmente la connessione del corpo con l'ambiente esterno: percezione delle irritazioni, regolazione dei movimenti dei muscoli striati dello scheletro, ecc.

Vegetativo- regola il metabolismo e il funzionamento degli organi interni: battito cardiaco, contrazione peristaltica dell'intestino, secrezione di varie ghiandole, ecc. Entrambi funzionano in stretta interazione, ma il sistema autonomo ha una certa indipendenza (autonomia), gestendo molte funzioni involontarie.

Midollo spinale: a sinistra - pianta generale della struttura;
a destra - sezioni trasversali di diverse sezioni

Si trova nel canale spinale e ha l'aspetto di un cordone bianco che si estende dal foro occipitale alla parte bassa della schiena. Una sezione trasversale mostra che il midollo spinale è costituito da materia bianca (esterna) e grigia (interna). La materia grigia è costituita dai corpi delle cellule nervose e ha la forma di una farfalla sullo strato trasversale, dalle “ali” spiegate delle quali si estendono due corna anteriori e due posteriori. Le corna anteriori contengono neuroni centrifughi da cui originano i nervi motori. Le corna dorsali comprendono cellule nervose (neuroni intermedi), a cui si avvicinano i processi dei neuroni sensoriali che si trovano negli ispessimenti delle radici dorsali. Collegandosi tra loro, le radici anteriore e posteriore formano 31 paia di nervi spinali misti (motori e sensoriali).

Ogni coppia di nervi innerva uno specifico gruppo muscolare e una corrispondente area della pelle.

La sostanza bianca è formata da processi di cellule nervose (fibre nervose), uniti in percorsi che si estendono lungo il midollo spinale, collegando i suoi singoli segmenti tra loro e il midollo spinale con il cervello. Alcune vie sono chiamate ascendenti, o sensoriali, e trasmettono l'eccitazione al cervello, altre sono chiamate discendenti, o motorie, e conducono gli impulsi dal cervello a determinati segmenti del midollo spinale.

Il midollo spinale svolge due funzioni: riflesso E conduttore. L'attività del midollo spinale è controllata dal cervello.

Cervello situato nella parte cerebrale del cranio. Il suo peso medio è di 1300-1400 grammi Dopo la nascita di una persona, la crescita del cervello continua fino a 20 anni. Si compone di cinque dipartimenti; proencefalo (emisferi cerebrali), intermedio, mesencefalo, rombencefalo e midollo allungato.

Emisferi(la parte più nuova in termini evolutivi) raggiungono un elevato livello di sviluppo nell’uomo, costituendo l’80% della massa cerebrale.

Filogeneticamente è la parte più antica tronco encefalico. La canna include midollo, ponte midollare, mesencefalo e diencefalo. La sostanza bianca del tronco contiene numerosi nuclei di sostanza grigia. Nel tronco cerebrale si trovano anche i nuclei di 12 paia di nervi cranici. Il tronco encefalico è ricoperto dagli emisferi cerebrali.

Midollo- continuazione di quello dorsale e ne ripete la struttura: anche qui si trovano solchi sulle superfici anteriore e posteriore. È costituito da sostanza bianca (fasci conduttori), dove sono sparsi ammassi di materia grigia, i nuclei da cui hanno origine i nervi cranici. Dall'alto e dai lati, quasi tutto il midollo allungato è ricoperto dagli emisferi cerebrali e dal cervelletto. La materia grigia del midollo allungato contiene centri vitali che regolano l'attività cardiaca, la respirazione, la deglutizione, l'attuazione dei riflessi protettivi (starnuti, tosse, vomito, lacrimazione), la secrezione di saliva, il succo gastrico e pancreatico, ecc. Il danno al midollo allungato può causare la morte per cessazione dell’attività cardiaca e della respirazione.

rombencefalo comprende il ponte e il cervelletto. La sostanza del ponte contiene i nuclei dei nervi trigemino, abducente, facciale e uditivo.

Cervelletto- la sua superficie è ricoperta di materia grigia, sotto c'è la sostanza bianca, in cui sono presenti nuclei - accumuli di sostanza bianca. La funzione principale del cervelletto è la coordinazione dei movimenti, determinandone la chiarezza, la morbidezza e il mantenimento dell'equilibrio del corpo, oltre a mantenere il tono muscolare. La corteccia cerebrale controlla l'attività del cervelletto.

Mesencefalo situato anteriormente al ponte e rappresentato dai peduncoli quadrigeminali e cerebrali. I peduncoli cerebrali continuano il percorso dal midollo allungato e dal ponte agli emisferi cerebrali.

Il mesencefalo svolge un ruolo importante nella regolazione del tono e nell'implementazione dei riflessi che rendono possibile stare in piedi e camminare.

Il diencefalo occupa la posizione più alta nel tronco cerebrale. È costituito dalle collinette visive (talamo) e dalla regione subtalamica (ipotalamo). Le collinette visive regolano il ritmo dell'attività corticale e partecipano alla formazione di riflessi condizionati, emozioni, ecc.

La regione subtubercolare è collegata a tutte le parti del sistema nervoso centrale e alle ghiandole endocrine. È un regolatore del metabolismo e della temperatura corporea, della costanza dell'ambiente interno del corpo e delle funzioni dei sistemi digestivo, cardiovascolare, genito-urinario, nonché delle ghiandole endocrine.

Il prosencefalo umano è costituito da emisferi altamente sviluppati e dalla parte centrale che li collega. Gli emisferi destro e sinistro sono separati l'uno dall'altro da una profonda fessura, sul fondo della quale si trova il corpo calloso. La superficie degli emisferi cerebrali è formata da materia grigia: la corteccia, sotto la quale si trova la sostanza bianca con nuclei sottocorticali. La superficie totale della corteccia cerebrale è di 2000–2500 cm 2, il suo spessore è di 2,5–3 mm. Contiene da 12 a 18 miliardi di neuroni, disposti in sei strati. Più di 2/3 della superficie della corteccia è nascosta in solchi profondi tra i giri convessi. Tre solchi principali - centrale, laterale e parieto-occipitale - dividono ciascun emisfero in quattro lobi: frontale, parietale, occipitale e temporale.

La superficie inferiore degli emisferi e del tronco cerebrale è chiamata base del cervello.

Per capire come funziona la corteccia cerebrale, è necessario ricordare che il corpo umano ha un gran numero di recettori diversi in grado di rilevare i cambiamenti più piccoli nell'ambiente esterno ed interno.

I recettori situati nella pelle rispondono ai cambiamenti nell'ambiente esterno. Nei muscoli e nei tendini ci sono recettori che segnalano al cervello il grado di tensione muscolare e i movimenti articolari. Esistono recettori che rispondono ai cambiamenti nella composizione chimica e gassosa del sangue, pressione osmotica, temperatura, ecc. Nel recettore, l'irritazione viene convertita in impulsi nervosi. Lungo le vie nervose sensibili, gli impulsi vengono trasmessi alle corrispondenti zone sensibili della corteccia cerebrale, dove si forma una sensazione specifica: visiva, olfattiva, ecc.

Il sistema funzionale, costituito da un recettore, un percorso sensibile e una zona della corteccia dove viene proiettato questo tipo di sensibilità, I. P. Pavlov chiamò analizzatore.

L'analisi e la sintesi delle informazioni ricevute vengono effettuate in un'area strettamente definita: l'area della corteccia del paziente.

Le aree più importanti della corteccia sono motoria, sensibile, visiva, uditiva e olfattiva.

La zona motoria si trova nel giro centrale anteriore davanti al solco centrale del lobo frontale, la zona di sensibilità muscolocutanea è dietro il solco centrale, nel giro centrale posteriore del lobo parietale. La zona visiva è concentrata nella zona occipitale, la zona uditiva è nella circonvoluzione temporale superiore del lobo temporale, la zona olfattiva e gustativa è nel lobo temporale anteriore.

L'attività degli analizzatori riflette il mondo materiale esterno nella nostra coscienza. Ciò consente ai mammiferi di adattarsi alle condizioni modificando il comportamento. L'uomo, apprendendo i fenomeni naturali, le leggi della natura e creando strumenti, modifica attivamente l'ambiente esterno, adattandolo alle sue esigenze.

La corteccia cerebrale svolge la funzione di un analizzatore superiore di segnali provenienti da tutti i recettori del corpo e di sintesi delle risposte in un atto biologicamente appropriato. È il più alto organo di coordinazione dell'attività riflessa e l'organo di acquisizione delle connessioni temporanee - riflessi condizionati. La corteccia svolge una funzione associativa ed è la base materiale dell'attività psicologica umana: memoria, pensiero, emozioni, parola e regolazione del comportamento.

I percorsi del cervello collegano le sue parti tra loro, così come con il midollo spinale (tratti nervosi ascendenti e discendenti), in modo che l'intero sistema nervoso centrale funzioni come un unico insieme.

Il sistema nervoso controlla l’attività di tutti i sistemi e organi e garantisce la connessione del corpo con l’ambiente esterno.

Struttura del sistema nervoso

L'unità strutturale del sistema nervoso è un neurone, una cellula nervosa con processi. In generale, la struttura del sistema nervoso è un insieme di neuroni che sono costantemente in contatto tra loro utilizzando meccanismi speciali: le sinapsi. I seguenti tipi di neuroni differiscono per funzione e struttura:

• Sensibile o recettore;
• Effettore: neuroni motori che dirigono gli impulsi agli organi esecutivi (effettori);
• Chiusura o inserimento (conduttore).

Convenzionalmente, la struttura del sistema nervoso può essere divisa in due grandi sezioni: somatica (o animale) e autonoma (o autonoma). Il sistema somatico è il principale responsabile della comunicazione del corpo con l'ambiente esterno, fornendo movimento, sensibilità e contrazione dei muscoli scheletrici. Il sistema vegetativo influenza i processi di crescita (respirazione, metabolismo, escrezione, ecc.). Entrambi i sistemi hanno una relazione molto stretta, solo il sistema nervoso autonomo è più indipendente e non dipende dalla volontà umana. Ecco perché è anche chiamato autonomo. Il sistema autonomo si divide in simpatico e parasimpatico.

L'intero sistema nervoso è costituito da centrale e periferico. La parte centrale comprende il midollo spinale e il cervello, mentre il sistema periferico è costituito da fibre nervose che si estendono dal cervello e dal midollo spinale. Se guardi il cervello in sezione trasversale, puoi vedere che è costituito da materia bianca e grigia.

La materia grigia è un insieme di cellule nervose (con le sezioni iniziali dei processi che si estendono dai loro corpi). I singoli gruppi di materia grigia sono anche chiamati nuclei.

La sostanza bianca è costituita da fibre nervose ricoperte da una guaina mielinica (i processi delle cellule nervose che formano la materia grigia). Nel midollo spinale e nel cervello, le fibre nervose formano percorsi.

I nervi periferici si dividono in motori, sensoriali e misti, a seconda delle fibre di cui sono costituiti (motori o sensoriali). I corpi cellulari dei neuroni, i cui processi sono costituiti da nervi sensoriali, si trovano nei gangli esterni al cervello. I corpi cellulari dei motoneuroni si trovano nei nuclei motori del cervello e nelle corna anteriori del midollo spinale.

Funzioni del sistema nervoso

Il sistema nervoso ha vari effetti sugli organi. Le tre funzioni principali del sistema nervoso sono:

• Attivare, provocare o arrestare la funzione di un organo (secrezione delle ghiandole, contrazione muscolare, ecc.);
• Vasomotore, che consente di modificare la larghezza del lume dei vasi sanguigni, regolando così il flusso sanguigno all'organo;
• Metabolismo trofico, in diminuzione o in aumento e, di conseguenza, il consumo di ossigeno e sostanze nutritive. Ciò consente di coordinare costantemente lo stato funzionale dell'organo e il suo bisogno di ossigeno e sostanze nutritive. Quando gli impulsi vengono inviati lungo le fibre motorie al muscolo scheletrico funzionante, provocandone la contrazione, allo stesso tempo vengono ricevuti impulsi che migliorano il metabolismo e dilatano i vasi sanguigni, il che consente di svolgere un lavoro energetico.

Malattie del sistema nervoso

Insieme alle ghiandole endocrine, il sistema nervoso svolge un ruolo decisivo nel funzionamento dell'organismo. È responsabile del funzionamento coordinato di tutti i sistemi e organi del corpo umano e unisce il midollo spinale, il cervello e il sistema periferico. L'attività motoria e la sensibilità del corpo sono supportate dalle terminazioni nervose. E grazie al sistema autonomo, il sistema cardiovascolare e gli altri organi vengono invertiti.

Pertanto, la disfunzione del sistema nervoso influisce sul funzionamento di tutti i sistemi e organi.

Tutte le malattie del sistema nervoso possono essere suddivise in infettive, ereditarie, vascolari, traumatiche e cronicamente progressive.

Le malattie ereditarie sono genomiche e cromosomiche. La malattia cromosomica più famosa e comune è la sindrome di Down. Questa malattia è caratterizzata dai seguenti sintomi: disturbi del sistema muscolo-scheletrico, sistema endocrino, mancanza di capacità mentali.

Lesioni traumatiche del sistema nervoso si verificano a causa di contusioni e lesioni o quando il cervello o il midollo spinale vengono compressi. Tali malattie sono solitamente accompagnate da vomito, nausea, perdita di memoria, disturbi della coscienza e perdita di sensibilità.

Le malattie vascolari si sviluppano prevalentemente sullo sfondo dell'aterosclerosi o dell'ipertensione. Questa categoria comprende l'insufficienza cerebrovascolare cronica e l'accidente cerebrovascolare. Caratterizzato dai seguenti sintomi: attacchi di vomito e nausea, mal di testa, ridotta attività motoria, diminuzione della sensibilità.

Le malattie cronicamente progressive, di regola, si sviluppano a causa di disordini metabolici, esposizione a infezioni, intossicazione del corpo o a causa di anomalie nella struttura del sistema nervoso. Tali malattie includono la sclerosi, la miastenia grave, ecc. Queste malattie di solito progrediscono gradualmente, riducendo le prestazioni di alcuni sistemi e organi.

Cause di malattie del sistema nervoso:

È anche possibile trasmettere malattie placentari del sistema nervoso durante la gravidanza (citomegalovirus, rosolia), nonché attraverso il sistema periferico (poliomielite, rabbia, herpes, meningoencefalite).

Inoltre, il sistema nervoso è influenzato negativamente da malattie endocrine, cardiache, renali, cattiva alimentazione, sostanze chimiche, farmaci e metalli pesanti.

Il sistema nervoso è creato da una combinazione di cellule nervose e dei loro processi (percorsi). È costituito dal sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale), periferico e autonomo.

Dal punto di vista ontogenetico, il cervello è suddiviso in telencefalo (emisferi cerebrali e parte delle formazioni sottocorticali - striato), cervello interstiziale (talamo ottico, ipotalamo e parte delle formazioni sottocorticali - pallido), mesencefalo (quadrigemino e i peduncoli cerebrali) e il rombencefalo (il ponte, il midollo allungato), il cervelletto). La continuazione del midollo allungato all'esterno del cranio è il midollo spinale. I nervi periferici si estendono dal cervello e dal midollo spinale ai muscoli, ai legamenti, alle articolazioni e alla pelle. Il sistema nervoso è strettamente connesso non solo con le capacità motorie articolatorie e scheletriche, ma anche con gli organi interni (sistema nervoso autonomo).

§1. Cellula nervosa, fibra nervosa, glia, sinapsi

Invenzione nel XVII secolo. il microscopio ha permesso di penetrare nel segreto della struttura della natura viva e morta. Numerosi studi condotti al microscopio sui tessuti che compongono gli organismi vegetali e animali hanno dimostrato che sono costituiti dalle cellule più piccole: le cellule. La scoperta della struttura cellulare degli organismi viventi ha permesso di chiarire alcune questioni complesse e poco chiare in biologia e medicina. Questa scoperta è stata di grande importanza nel campo dello studio dell'embriogenesi (sviluppo embrionale).

Successivamente la dottrina della cellula si sviluppò in nette contraddizioni. Una serie di disposizioni dello scienziato tedesco R. Virchow, che per diversi anni dominò le menti dei suoi medici contemporanei, si rivelarono controverse. R. Virchow, toccando questioni sulle modalità di formazione delle cellule, ha sostenuto che le cellule si formano solo dalle cellule mediante la loro divisione. Altri percorsi di formazione cellulare sono stati negati. Questa posizione non ha chiarito, ma ha confuso la nota questione, oggetto di una disputa scientifica tra materialisti e idealisti sulle ragioni dell'emergere della vita sulla Terra. L'essenza di questa controversia si riduce sostanzialmente a quanto segue. Se le cellule viventi possono svilupparsi solo dalla loro stessa specie, allora, naturalmente, è sorta la domanda: come è nata la prima cellula vivente, che è servita come inizio dello sviluppo della vita sulla Terra?

Il nostro cervello è costituito da un numero enorme di cellule. In una corteccia cerebrale ci sono fino a 14 miliardi di cellule nervose. Le cellule nervose sono state esposte indipendentemente dalle fibre nervose. Molti ricercatori hanno ipotizzato una connessione tra cellule nervose e fibre nervose, ma a causa della tecnologia imperfetta non sono riusciti a dimostrarlo. La prima prova istologica che una fibra nervosa è un processo di una cellula nervosa situata nel sistema nervoso centrale è data nei lavori degli scienziati russi F.M. Ovsyannikov e N.M. Yakubovich. Successivamente, altri ricercatori che hanno utilizzato il metodo della “scissione” del tessuto nervoso sono riusciti a isolare le cellule nervose con tutti i loro processi.

Su suggerimento dello scienziato tedesco W. Waldeer (1891), una cellula nervosa da cui si estendevano processi fu chiamata neurone. Pertanto, un neurone è un'unità strutturale del tessuto nervoso.

Un altro elemento strutturale del tessuto nervoso sono le cellule gliali: la neuroglia. Essendo strettamente connesse ai neuroni, le cellule gliali, che hanno un gran numero di processi, rappresentano una sorta di meccanismo di supporto che supporta la massa dei neuroni e svolge anche una serie di altre funzioni: metaboliche, protettive, ecc.

I neuroni hanno forme, dimensioni e tipi di processi diversi. Quindi, ci sono neuroni di forma ovale, che hanno l'aspetto di grani, piramidali, a forma di fuso, ecc. La dimensione di un neurone varia da 4 a 130 micron. Il citoplasma di una cellula nervosa (neuroplasma) contiene parti strutturali comuni a tutti i tipi di cellule. Nel corpo di un neurone si distinguono un nucleo e un nucleolo,

Riso. 19. Cellula nervosa:

A. Vista generale; B. 1 - corpo cellulare; 2 - nucleo; 3 - nucleolo; 4 - processi

gli elementi costitutivi più importanti della cellula (Fig. 19). Intorno al nucleo nel citoplasma dopo il trattamento con blu di metilene si possono osservare particolari granuli blu: la sostanza cromatofila di Nissl (corpo di Nissl). A volte questi grani sono chiamati sostanza tigroide o tigroide (queste inclusioni conferiscono alla cellula un peculiare aspetto striato, che ricorda la pelle di una tigre). Dopo l'impregnazione con sali di metalli pesanti, nel neuroplasma vengono rivelati i fili più sottili: le neurofibrille. Studi al microscopio elettronico hanno dimostrato che le neurofibrille sono costituite da fasci di microtubi di vario diametro. Queste strutture partecipano al movimento del citoplasma (flusso assoplasmatico), nonché al flusso del neuroplasma nei dendriti (Fig. 20).

Nel citoplasma di una cellula nervosa si possono trovare formazioni di pigmenti marroni o neri: lipofuscina e melanina.

I processi si estendono dal corpo del neurone: dendriti corti e assoni lunghi. Ogni cellula può avere diversi processi brevi e uno lungo. I processi hanno finali peculiari. Pertanto, i brevi processi terminano in minuscoli rami chiamati spine. Alla fine un lungo processo si ramifica per formare i telodendri. I corpi di Nissl si trovano nei dendriti ma non negli assoni. Gli impulsi nervosi viaggiano attraverso i dendriti fino alla cellula. Dal neurone gli impulsi si propagano lungo gli assoni (Fig. 21). I neuroni si connettono tra loro utilizzando meccanismi unici. Sono state descritte diverse forme di connessioni interneuronali. Così, il famoso neuroistologo S. Ramon y Cajal descrisse due tipi di tali connessioni: 1) assodendritica, in cui i filamenti dei telodendri entrano in contatto con le spine del dendrite, che è accompagnato dal rilascio del neurotrasmettitore acetilcolina, prodotto In

Riso. 20. Schema della struttura di una cellula nervosa secondo la microscopia elettronica (secondo Glezer):

1 - tubuli ergastoplasmici (tigroide); 2 - contatti assosomatici; 3 - contatti axo-dendritici; 4 - mitocondri; 5 - Apparato del Golgi; 6 - nucleo cellulare; 7 - nucleolo; 8 - microsomi; 9 - corpi osmiofili; 10 - microtubuli; 11 - vescicole sinaptiche; 12 - assone con la sua guaina mielinica

qualsiasi luogo in cui terminano i processi. Questo composto è caratteristico di alcuni gruppi di cellule che sono in uno stato attivo. Collegamenti di tipo assodendritico, secondo S.A. Sarkisov e G.I. Polyakov, predomina nella corteccia cerebrale; 2) il tipo assosomatico è caratterizzato dalla formazione del cosiddetto canestro (secondo Golgi), quando i rami dell'assone intrecciano l'intero corpo della cellula vicina.

È così che gli autori della teoria neurale hanno immaginato le connessioni intercellulari che formano contatti speciali, o sinapsi (Fig. 22). Tuttavia, il meccanismo di trasferimento dell'eccitazione da un neurone all'altro non sembra ancora del tutto chiaro. Si presume (scuola dell'accademico K.M. Bykov) che il meccanismo di trasferimento dell'eccitazione da un neurone all'altro, in particolare da afferente a efferente 1, sia determinato dalla differenza nei potenziali elettrici che si verificano nell'area delle sinapsi, che può essere in qualche misura associato alla formazione di composti altamente attivi come la suddetta acetilcolina.

Secondo V.A. Delov, la formazione di acetilcolina nelle cellule nervose o nell'area delle terminazioni sinaptiche non esaurisce l'intero ciclo di reazioni biochimiche e fisico-chimiche che caratterizzano l'attività del sistema nervoso centrale, ma è, con ogni probabilità, obbligatoria

Riso. 21Rappresentazione schematica di un neurone Fig. 22. Meccanismo della sinapsi

1 - corpo; 2 - nucleo; 3 - dendriti; 4 - assone;

5 - guaine che insieme all'assone formano una fibra nervosa; 6 - rami terminali dell'assone (telodendri)

Riso. 23. Sezione longitudinale della fibra nervosa:

1 - cilindro assiale; 2 - mielina; 3 - neurilemma; 4 - cellula della polpa (tegumentaria); 5 - nucleo del neurilemma

un anello nella catena di processi che determinano il trasferimento dell'eccitazione da neurone a neurone.

Il ruolo della cosiddetta rete nervosa, costituita da neurofibrille, nei processi di conduzione degli impulsi nervosi è molto ampio ai livelli inferiori di sviluppo del mondo animale. Nei mammiferi, e soprattutto nell'uomo, il suo significato è limitato a causa della tendenza alla differenziazione più fine nella struttura dell'apparato che conduce l'eccitazione.

La fibra nervosa (Fig. 23) è una continuazione

processi di un neurone, in particolare dell'assone. Al centro della fibra nervosa è presente un cilindro assiale formato da un accumulo di fasci di neurofibrille e che rappresenta il meccanismo centrale che assicura la conduzione degli impulsi nervosi. Ad una certa distanza dal corpo del neurone, le fibre sono ricoperte da due guaine. Il cilindro assiale stesso è circondato da una guaina mielinica. La mielina non ricopre completamente il cilindro assiale, ma forma delle rotture chiamate nodi di Ranvier, nelle quali scorrono i vasi sanguigni e linfatici che alimentano il cilindro assiale. La guaina mielinica, a sua volta, è ricoperta da una copertura sottile e priva di struttura: il neurilemma o la membrana di Schwann. Il ruolo della guaina mielinica è duplice. Da un lato protegge il cilindro assiale da ogni tipo di influsso dannoso, dall'altro accelera la conduzione degli impulsi nervosi lungo la fibra nervosa. Ci sono fibre nervose molli, ricoperte da una guaina mielinica, e fibre nervose molli (nude), che fanno parte dei nervi simpatici e dei filamenti olfattivi. La velocità di passaggio dell'onda di eccitazione in un nervo che possiede una guaina mielinica va da 60 a 120 m/s. Nel nervo molle questa velocità è minore (da 1 a 30 m/s). Le fibre nervose si uniscono in fasci nervosi e formano i nervi periferici. Nei grandi nervi periferici, il numero di fibre nervose può raggiungere diverse migliaia. Ciò è dovuto al fatto che questi nervi devono fornire un numero enorme di fibre muscolari che formano i muscoli scheletrici.

Glia (neuroglia). Gli elementi nervosi che compongono il sistema nervoso includono un altro tipo di tessuto nervoso noto come glia o neuroglia. Questo tessuto è intimamente connesso ai neuroni e ai loro processi, costituendo essenzialmente un unico sistema. In base alla natura della loro struttura cellulare, le neuroglia sono divise in micro e macroglia. La struttura della macroglia è caratterizzata dalla presenza di cellule stellate - astrociti con un gran numero di processi che si estendono radialmente dal corpo cellulare. Il significato della macroglia è di supporto: unisce tutti gli elementi del sistema nervoso, essendo una sorta di struttura che supporta una massa di neuroni. La microglia è costituita da cellule che svolgono principalmente funzioni trofiche e protettive.

La teoria neurale ha approfondito la conoscenza sulla natura della struttura del tessuto nervoso. Tuttavia, va ricordato che è stato creato in un'epoca in cui esistevano le leggi fondamentali dell'attività nervosa

costruiti sul principio riflesso, non hanno ancora ricevuto un ruolo di primo piano in neurologia. Di fondamentale importanza erano le idee di R. Virchow, che rappresentava il corpo come una somma meccanica di organi e sistemi. I rappresentanti della teoria neurale consideravano il neurone non solo come un elemento strutturale, ma gli davano il significato di un'unità fisiologica. Questa idea, naturalmente, ha portato a una comprensione errata dell'attività integrale del sistema nervoso, definita come una certa somma meccanica costituita dall'attività dei singoli neuroni. Una simile opinione non potrebbe soddisfare i moderni sostenitori della teoria neurale.

La neurofisiologia moderna determina i modelli di attività integrale della corteccia cerebrale, sulla base del principio riflesso. La direzione dei processi di eccitazione e inibizione dipende quindi da numerosi fattori diversi e non solo dall'attività dei singoli neuroni. In questo caso, la nuova qualità che si crea come risultato dell'attività delle sinapsi è di grande importanza. Le sinapsi uniscono i singoli neuroni in una nuova categoria qualitativa. Sulla base di queste connessioni si formano meccanismi fisiologici che svolgono l'attività nervosa, cioè. innumerevoli riflessi del cervello e del midollo spinale.

Il sistema nervoso umano è uno stimolatore del sistema muscolare, di cui abbiamo parlato in. Come già sappiamo, i muscoli sono necessari per muovere le parti del corpo nello spazio, e abbiamo anche studiato specificamente quali muscoli sono destinati a quale lavoro. Ma cosa alimenta i muscoli? Cosa e come li fa funzionare? Di questo parleremo in questo articolo, dal quale apprenderai il minimo teorico necessario per padroneggiare l'argomento indicato nel titolo dell'articolo.

Innanzitutto è bene informare che il sistema nervoso è progettato per trasmettere informazioni e comandi al nostro corpo. Le principali funzioni del sistema nervoso umano sono la percezione dei cambiamenti all'interno del corpo e dello spazio che lo circonda, l'interpretazione di questi cambiamenti e la risposta ad essi sotto forma di una certa forma (compresa la contrazione muscolare).

Sistema nervoso– molte diverse strutture nervose che interagiscono tra loro, fornendo, insieme al sistema endocrino, la regolazione coordinata del lavoro della maggior parte dei sistemi del corpo, nonché una risposta alle mutevoli condizioni dell’ambiente esterno ed interno. Questo sistema combina la sensibilizzazione, l'attività motoria e il corretto funzionamento di sistemi come quello endocrino, immunitario e altro.

Struttura del sistema nervoso

L'eccitabilità, l'irritabilità e la conduttività sono caratterizzate come funzioni del tempo, cioè è un processo che avviene dall'irritazione alla comparsa di una risposta d'organo. La propagazione di un impulso nervoso in una fibra nervosa avviene a causa della transizione dei focolai locali di eccitazione verso aree inattive adiacenti della fibra nervosa. Il sistema nervoso umano ha la proprietà di trasformare e generare energie dall'ambiente esterno ed interno e di convertirle in un processo nervoso.

Struttura del sistema nervoso umano: 1- plesso brachiale; 2- nervo muscolocutaneo; 3° nervo radiale; 4- nervo mediano; 5- nervo ileoipogastrico; Nervo 6-femorale-genitale; 7- nervo di bloccaggio; nervo 8-ulnare; 9 - nervo peroneo comune; 10- nervo peroneo profondo; 11- nervo superficiale; 12- cervello; 13- cervelletto; 14- midollo spinale; 15- nervi intercostali; 16- nervo ipocondrio; 17 - plesso lombare; plesso 18-sacrale; Nervo 19-femorale; 20- nervo genitale; 21-nervo sciatico; 22- rami muscolari dei nervi femorali; 23- nervo safeno; 24 nervo tibiale

Il sistema nervoso funziona nel suo insieme con i sensi ed è controllato dal cervello. La maggior parte di questi ultimi è chiamata emisferi cerebrali (nella regione occipitale del cranio ci sono due emisferi più piccoli del cervelletto). Il cervello si collega al midollo spinale. Gli emisferi cerebrali destro e sinistro sono collegati tra loro da un fascio compatto di fibre nervose chiamato corpo calloso.

Midollo spinale- il tronco nervoso principale del corpo - passa attraverso il canale formato dai fori delle vertebre e si estende dal cervello alla colonna sacrale. Su ciascun lato del midollo spinale, i nervi si estendono simmetricamente alle diverse parti del corpo. Il senso del tatto è generalmente fornito da alcune fibre nervose, le cui innumerevoli terminazioni si trovano nella pelle.

Classificazione del sistema nervoso

I cosiddetti tipi del sistema nervoso umano possono essere rappresentati come segue. L'intero sistema integrale è condizionatamente formato da: il sistema nervoso centrale - SNC, che comprende il cervello e il midollo spinale, e il sistema nervoso periferico - PNS, che comprende numerosi nervi che si estendono dal cervello e dal midollo spinale. La pelle, le articolazioni, i legamenti, i muscoli, gli organi interni e gli organi sensoriali inviano segnali di input al sistema nervoso centrale tramite i neuroni PNS. Allo stesso tempo, i segnali in uscita dal sistema nervoso centrale vengono inviati dal sistema nervoso periferico ai muscoli. Come materiale visivo, di seguito è presentato il sistema nervoso umano completo (diagramma) in modo logicamente strutturato.

sistema nervoso centrale- la base del sistema nervoso umano, che consiste nei neuroni e nei loro processi. La funzione principale e caratteristica del sistema nervoso centrale è l'attuazione di reazioni riflessive di vario grado di complessità, chiamate riflessi. Le parti inferiori e medie del sistema nervoso centrale - midollo spinale, midollo allungato, mesencefalo, diencefalo e cervelletto - controllano le attività dei singoli organi e sistemi del corpo, realizzano la comunicazione e l'interazione tra loro, assicurano l'integrità del corpo e il suo corretto funzionamento. Il dipartimento più alto del sistema nervoso centrale - la corteccia cerebrale e le formazioni subcorticali più vicine - controlla per la maggior parte la connessione e l'interazione del corpo come struttura integrale con il mondo esterno.

Sistema nervoso periferico- è una parte condizionatamente assegnata del sistema nervoso, che si trova all'esterno del cervello e del midollo spinale. Comprende i nervi e i plessi del sistema nervoso autonomo, che collegano il sistema nervoso centrale agli organi del corpo. A differenza del sistema nervoso centrale, il sistema nervoso centrale non è protetto dalle ossa e può essere suscettibile a danni meccanici. A sua volta, il sistema nervoso periferico stesso è diviso in somatico e autonomo.

• Sistema nervoso somatico- parte del sistema nervoso umano, che è un complesso di fibre nervose sensoriali e motorie responsabili dell'eccitazione dei muscoli, comprese la pelle e le articolazioni. Guida inoltre la coordinazione dei movimenti del corpo e la ricezione e trasmissione degli stimoli esterni. Questo sistema esegue azioni che una persona controlla consapevolmente.
• Sistema nervoso autonomo dividono in simpatico e parasimpatico. Il sistema nervoso simpatico controlla la risposta al pericolo o allo stress e può, tra le altre cose, provocare un aumento della frequenza cardiaca, un aumento della pressione sanguigna e una stimolazione dei sensi aumentando il livello di adrenalina nel sangue. Il sistema nervoso parasimpatico, a sua volta, controlla lo stato di riposo, e regola la contrazione delle pupille, il rallentamento del battito cardiaco, la dilatazione dei vasi sanguigni e la stimolazione dei sistemi digestivo e genito-urinario.

Sopra puoi vedere un diagramma strutturato logicamente che mostra le parti del sistema nervoso umano, nell'ordine corrispondente al materiale di cui sopra.

Struttura e funzioni dei neuroni

Tutti i movimenti e gli esercizi sono controllati dal sistema nervoso. La principale unità strutturale e funzionale del sistema nervoso (sia centrale che periferico) è il neurone. Neuroni– si tratta di cellule eccitabili capaci di generare e trasmettere impulsi elettrici (potenziali d’azione).

Struttura di una cellula nervosa: 1- corpo cellulare; 2- dendriti; nucleo a 3 cellule; 4- guaina mielinica; 5- assone; 6- terminazione dell'assone; 7- ispessimento sinaptico

L'unità funzionale del sistema neuromuscolare è l'unità motoria, costituita da un motoneurone e dalle fibre muscolari da esso innervate. In realtà, il lavoro del sistema nervoso umano, usando come esempio il processo di innervazione muscolare, avviene come segue.

La membrana cellulare della fibra nervosa e muscolare è polarizzata, cioè esiste una differenza di potenziale attraverso di essa. L'interno della cellula contiene un'alta concentrazione di ioni potassio (K), mentre l'esterno contiene un'alta concentrazione di ioni sodio (Na). A riposo, la differenza di potenziale tra l'interno e l'esterno della membrana cellulare non produce carica elettrica. Questo valore specifico è il potenziale di riposo. A causa dei cambiamenti nell'ambiente esterno della cellula, il potenziale sulla sua membrana fluttua costantemente e se aumenta e la cellula raggiunge la sua soglia elettrica per l'eccitazione, si verifica un brusco cambiamento nella carica elettrica della membrana e inizia a condurre un potenziale d'azione lungo l'assone fino al muscolo innervato. A proposito, in grandi gruppi muscolari, un nervo motore può innervare fino a 2-3 mila fibre muscolari.

Nello schema seguente potete vedere un esempio del percorso che segue un impulso nervoso dal momento in cui si verifica uno stimolo fino alla ricezione di una risposta ad esso in ogni singolo sistema.

I nervi si collegano tra loro attraverso le sinapsi e ai muscoli attraverso le giunzioni neuromuscolari. Sinapsi- questo è il punto di contatto tra due cellule nervose e - il processo di trasmissione di un impulso elettrico da un nervo a un muscolo.

Connessione sinaptica: 1- impulso neurale; 2- neurone ricevente; 3- ramo dell'assone; 4- placca sinaptica; 5- fessura sinaptica; 6- molecole di neurotrasmettitori; 7- recettori cellulari; 8- dendrite del neurone ricevente; 9- vescicole sinaptiche

Contatto neuromuscolare: 1- neurone; 2- fibra nervosa; 3- contatto neuromuscolare; 4- motoneurone; 5- muscolo; 6- miofibrille

Pertanto, come abbiamo già detto, il processo di attività fisica in generale e di contrazione muscolare in particolare è completamente controllato dal sistema nervoso.

Conclusione

Oggi abbiamo appreso lo scopo, la struttura e la classificazione del sistema nervoso umano, nonché come è correlato alla sua attività motoria e come influenza il funzionamento dell'intero organismo nel suo insieme. Poiché il sistema nervoso è coinvolto nella regolazione dell'attività di tutti gli organi e sistemi del corpo umano, incluso, e forse principalmente, il sistema cardiovascolare, nel prossimo articolo della serie sui sistemi del corpo umano, andremo avanti alla sua considerazione.

Con la complessità evolutiva degli organismi multicellulari e la specializzazione funzionale delle cellule, è nata la necessità di regolare e coordinare i processi vitali a livello sopracellulare, tissutale, di organo, sistemico e organismico. Questi nuovi meccanismi e sistemi di regolazione dovevano apparire insieme alla conservazione e alla complessità dei meccanismi di regolazione delle funzioni delle singole cellule utilizzando molecole di segnalazione. L'adattamento degli organismi multicellulari ai cambiamenti ambientali potrebbe essere effettuato a condizione che nuovi meccanismi regolatori siano in grado di fornire risposte rapide, adeguate e mirate. Questi meccanismi devono essere in grado di ricordare e recuperare dall'apparato della memoria informazioni sulle precedenti influenze sul corpo e avere anche altre proprietà che garantiscono un'efficace attività adattativa del corpo. Divennero i meccanismi del sistema nervoso che apparvero in organismi complessi e altamente organizzati.

Sistema nervosoè un insieme di strutture speciali che unisce e coordina le attività di tutti gli organi e sistemi del corpo in costante interazione con l'ambiente esterno.

Il sistema nervoso centrale comprende il cervello e il midollo spinale. Il cervello è diviso in rombencefalo (e ponte), formazione reticolare, nuclei sottocorticali. I corpi formano la materia grigia del sistema nervoso centrale e i loro processi (assoni e dendriti) formano la sostanza bianca.

Caratteristiche generali del sistema nervoso

Una delle funzioni del sistema nervoso è percezione vari segnali (stimolanti) dell'ambiente esterno ed interno del corpo. Ricordiamo che qualsiasi cellula può percepire vari segnali dal proprio ambiente con l'aiuto di recettori cellulari specializzati. Tuttavia, non sono adatte a percepire una serie di segnali vitali e non possono trasmettere istantaneamente informazioni ad altre cellule, che funzionano come regolatori delle reazioni olistiche adeguate del corpo all’azione degli stimoli.

L'impatto degli stimoli è percepito da recettori sensoriali specializzati. Esempi di tali stimoli possono essere quanti di luce, suoni, calore, freddo, influenze meccaniche (gravità, cambiamenti di pressione, vibrazione, accelerazione, compressione, allungamento), nonché segnali di natura complessa (colore, suoni complessi, parole).

Per valutare il significato biologico dei segnali percepiti e organizzare una risposta adeguata ad essi nei recettori del sistema nervoso, vengono convertiti - codifica in una forma universale di segnali comprensibili al sistema nervoso - in impulsi nervosi, effettuare (trasferire) che lungo le fibre nervose e i percorsi verso i centri nervosi sono necessari per il loro analisi.

I segnali e i risultati della loro analisi vengono utilizzati dal sistema nervoso per organizzare le risposte ai cambiamenti nell’ambiente esterno o interno, regolamento E coordinazione funzioni delle cellule e delle strutture sopracellulari del corpo. Tali risposte sono effettuate da organi effettori. Le risposte più comuni agli impatti sono le reazioni motorie (motrici) dei muscoli scheletrici o lisci, i cambiamenti nella secrezione delle cellule epiteliali (esocrine, endocrine), avviate dal sistema nervoso. Prendendo parte diretta alla formazione delle risposte ai cambiamenti nell'ambiente, il sistema nervoso svolge le funzioni regolazione dell’omeostasi, disposizione interazione funzionale organi e tessuti e loro integrazione in un unico organismo integrale.

Grazie al sistema nervoso, un'adeguata interazione del corpo con l'ambiente viene effettuata non solo attraverso l'organizzazione delle risposte da parte dei sistemi effettori, ma anche attraverso le proprie reazioni mentali: emozioni, motivazione, coscienza, pensiero, memoria, cognitivo e creativo superiore processi.

Il sistema nervoso è diviso in centrale (cervello e midollo spinale) e periferico: cellule nervose e fibre all'esterno della cavità del cranio e del canale spinale. Il cervello umano contiene più di 100 miliardi di cellule nervose (neuroni). Gruppi di cellule nervose che eseguono o controllano le stesse funzioni si formano nel sistema nervoso centrale centri nervosi. Le strutture del cervello, rappresentate dai corpi dei neuroni, formano la materia grigia del sistema nervoso centrale, e i processi di queste cellule, unendosi in percorsi, formano la sostanza bianca. Inoltre, la parte strutturale del sistema nervoso centrale sono le cellule gliali che si formano neuroglia. Il numero di cellule gliali è circa 10 volte il numero di neuroni e queste cellule costituiscono la maggior parte della massa del sistema nervoso centrale.

Il sistema nervoso, secondo le caratteristiche delle sue funzioni e struttura, si divide in somatico e autonomo (vegetativo). Il somatico comprende le strutture del sistema nervoso, che forniscono la percezione dei segnali sensoriali principalmente dall'ambiente esterno attraverso gli organi di senso e controllano il funzionamento dei muscoli striati (scheletrici). Il sistema nervoso autonomo (autonomo) comprende strutture che assicurano la percezione dei segnali principalmente dall'ambiente interno del corpo, regolano il funzionamento del cuore, di altri organi interni, della muscolatura liscia, delle ghiandole esocrine e di parte delle ghiandole endocrine.

Nel sistema nervoso centrale è consuetudine distinguere strutture situate a diversi livelli, caratterizzate da funzioni e ruoli specifici nella regolazione dei processi vitali. Tra questi ci sono i gangli della base, le strutture del tronco cerebrale, il midollo spinale e il sistema nervoso periferico.

Struttura del sistema nervoso

Il sistema nervoso si divide in centrale e periferico. Il sistema nervoso centrale (SNC) comprende il cervello e il midollo spinale, mentre il sistema nervoso periferico comprende i nervi che si estendono dal sistema nervoso centrale a vari organi.

Riso. 1. Struttura del sistema nervoso

Riso. 2. Divisione funzionale del sistema nervoso

Il significato del sistema nervoso:

• unisce gli organi e i sistemi del corpo in un unico insieme;
• regola il funzionamento di tutti gli organi e sistemi del corpo;
• comunica l'organismo con l'ambiente esterno e lo adatta alle condizioni ambientali;
• costituisce la base materiale dell'attività mentale: parola, pensiero, comportamento sociale.

Struttura del sistema nervoso

L'unità strutturale e fisiologica del sistema nervoso è - (Fig. 3). È costituito da un corpo (soma), processi (dendriti) e un assone. I dendriti sono altamente ramificati e formano molte sinapsi con altre cellule, il che determina il loro ruolo principale nella percezione delle informazioni da parte del neurone. L'assone inizia dal corpo cellulare con una collinetta assonale, che è un generatore di un impulso nervoso, che viene poi trasportato lungo l'assone ad altre cellule. La membrana dell'assone nella sinapsi contiene recettori specifici che possono rispondere a vari mediatori o neuromodulatori. Pertanto, il processo di rilascio del trasmettitore da parte delle terminazioni presinaptiche può essere influenzato da altri neuroni. Inoltre, la membrana delle terminazioni contiene un gran numero di canali del calcio, attraverso i quali gli ioni calcio entrano nella terminazione quando è eccitata e attivano il rilascio del mediatore.

Riso. 3. Schema di un neurone (secondo I.F. Ivanov): a - struttura di un neurone: 7 - corpo (perikaryon); 2 - nucleo; 3 - dendriti; 4.6 - neuriti; 5.8 - guaina mielinica; 7- garanzia collaterale; 9 - intercettazione del nodo; 10 — nucleo dei lemmociti; 11 - terminazioni nervose; b - tipi di cellule nervose: I - unipolare; II - multipolare; III - bipolare; 1 - neurite; 2 -dendrite

Tipicamente, nei neuroni, il potenziale d'azione si verifica nella regione della membrana della collinetta dell'assone, la cui eccitabilità è 2 volte superiore all'eccitabilità di altre aree. Da qui l'eccitazione si diffonde lungo l'assone e il corpo cellulare.

Gli assoni, oltre alla loro funzione di condurre l'eccitazione, fungono da canali per il trasporto di varie sostanze. Proteine ​​e mediatori sintetizzati nel corpo cellulare, organelli e altre sostanze possono spostarsi lungo l'assone fino alla sua estremità. Questo movimento di sostanze si chiama trasporto degli assoni. Ne esistono due tipi: trasporto assonale veloce e lento.

Ogni neurone del sistema nervoso centrale svolge tre ruoli fisiologici: riceve impulsi nervosi da recettori o altri neuroni; genera i propri impulsi; conduce l'eccitazione ad un altro neurone o organo.

In base al loro significato funzionale, i neuroni sono divisi in tre gruppi: sensibili (sensoriali, recettori); intercalare (associativo); motore (effettore, motore).

Oltre ai neuroni, contiene il sistema nervoso centrale cellule gliali, occupando la metà del volume del cervello. Gli assoni periferici sono inoltre circondati da una guaina di cellule gliali chiamate lemmociti (cellule di Schwann). I neuroni e le cellule gliali sono separati da fessure intercellulari, che comunicano tra loro e formano uno spazio intercellulare pieno di liquido tra neuroni e glia. Attraverso questi spazi avviene lo scambio di sostanze tra le cellule nervose e quelle gliali.

Le cellule neurogliali svolgono molte funzioni: ruoli di supporto, protettivi e trofici per i neuroni; mantenere una certa concentrazione di ioni calcio e potassio nello spazio intercellulare; distruggere i neurotrasmettitori e altre sostanze biologicamente attive.

Funzioni del sistema nervoso centrale

Il sistema nervoso centrale svolge diverse funzioni.

Integrativo: L'organismo degli animali e dell'uomo è un sistema complesso e altamente organizzato costituito da cellule, tessuti, organi e loro sistemi funzionalmente interconnessi. Questa relazione, l'unificazione delle varie componenti del corpo in un unico insieme (integrazione), il loro funzionamento coordinato è assicurato dal sistema nervoso centrale.

Coordinamento: le funzioni dei vari organi e sistemi del corpo devono procedere in armonia, poiché solo con questo metodo di vita è possibile mantenere la costanza dell'ambiente interno, nonché adattarsi con successo alle mutevoli condizioni ambientali. Il sistema nervoso centrale coordina le attività degli elementi che compongono il corpo.

Regolazione: Il sistema nervoso centrale regola tutti i processi che si verificano nel corpo, quindi, con la sua partecipazione, si verificano i cambiamenti più adeguati nel lavoro dei vari organi, volti a garantire l'una o l'altra delle sue attività.

Trofico: Il sistema nervoso centrale regola il trofismo e l'intensità dei processi metabolici nei tessuti del corpo, che è alla base della formazione di reazioni adeguate ai cambiamenti che si verificano nell'ambiente interno ed esterno.

Adattivo: Il sistema nervoso centrale comunica il corpo con l'ambiente esterno analizzando e sintetizzando varie informazioni ricevute dai sistemi sensoriali. Ciò consente di ristrutturare le attività di vari organi e sistemi in base ai cambiamenti nell'ambiente. Funziona come un regolatore del comportamento necessario in specifiche condizioni di esistenza. Ciò garantisce un adeguato adattamento al mondo circostante.

Formazione di comportamenti non direzionali: il sistema nervoso centrale forma un certo comportamento dell'animale secondo il bisogno dominante.

Regolazione riflessa dell'attività nervosa

L'adattamento dei processi vitali del corpo, dei suoi sistemi, organi, tessuti alle mutevoli condizioni ambientali è chiamato regolazione. La regolazione fornita congiuntamente dai sistemi nervoso e ormonale è chiamata regolazione neuroormonale. Grazie al sistema nervoso, il corpo svolge le sue attività secondo il principio del riflesso.

Il principale meccanismo di attività del sistema nervoso centrale è la risposta del corpo alle azioni di uno stimolo, effettuate con la partecipazione del sistema nervoso centrale e volte a ottenere un risultato utile.

Reflex tradotto dal latino significa "riflessione". Il termine “riflesso” è stato proposto per la prima volta dal ricercatore ceco I.G. Prokhaska, che sviluppò la dottrina delle azioni riflessive. L'ulteriore sviluppo della teoria dei riflessi è associato al nome di I.M. Sechenov. Credeva che tutto ciò che è inconscio e conscio avvenga come un riflesso. Ma a quel tempo non esistevano metodi per valutare oggettivamente l'attività cerebrale che potessero confermare questa ipotesi. Successivamente, un metodo oggettivo per valutare l'attività cerebrale è stato sviluppato dall'accademico I.P. Pavlov, e fu chiamato il metodo dei riflessi condizionati. Utilizzando questo metodo, lo scienziato ha dimostrato che la base dell'attività nervosa superiore degli animali e degli esseri umani sono i riflessi condizionati, formati sulla base di riflessi incondizionati dovuti alla formazione di connessioni temporanee. L'accademico P.K. Anokhin ha dimostrato che tutta la diversità delle attività animali e umane viene svolta sulla base del concetto di sistemi funzionali.

La base morfologica del riflesso è , costituito da diverse strutture nervose che assicurano l'attuazione del riflesso.

Tre tipi di neuroni sono coinvolti nella formazione dell'arco riflesso: recettore (sensibile), intermedio (intercalare), motore (effettore) (Fig. 6.2). Sono combinati in circuiti neurali.

Riso. 4. Schema di regolazione basato sul principio riflesso. Arco riflesso: 1 - recettore; 2 - percorso afferente; 3 - centro nevralgico; 4 - percorso efferente; 5 - organo funzionante (qualsiasi organo del corpo); MN - motoneurone; M - muscolo; CN: neurone di comando; SN - neurone sensoriale, ModN - neurone modulatore

Il dendrite del neurone recettore contatta il recettore, il suo assone va al sistema nervoso centrale e interagisce con l'interneurone. Dall'interneurone, l'assone va al neurone effettore e il suo assone va alla periferia dell'organo esecutivo. Ecco come si forma un arco riflesso.

I neuroni recettori si trovano nella periferia e negli organi interni, mentre i neuroni intercalari e motori si trovano nel sistema nervoso centrale.

Ci sono cinque collegamenti nell'arco riflesso: recettore, via afferente (o centripeta), centro nervoso, via efferente (o centrifuga) e organo funzionante (o effettore).

Un recettore è una formazione specializzata che percepisce l'irritazione. Il recettore è costituito da cellule specializzate altamente sensibili.

Il collegamento afferente dell'arco è un neurone recettore e conduce l'eccitazione dal recettore al centro nervoso.

Il centro nervoso è formato da un gran numero di neuroni intercalari e motori.

Questo collegamento dell'arco riflesso è costituito da un insieme di neuroni situati in varie parti del sistema nervoso centrale. Il centro nervoso riceve impulsi dai recettori lungo la via afferente, analizza e sintetizza queste informazioni, quindi trasmette il programma di azioni formato lungo le fibre efferenti all'organo esecutivo periferico. E l'organo funzionante svolge la sua attività caratteristica (il muscolo si contrae, la ghiandola secerne secrezioni, ecc.).

Uno speciale collegamento di afferenza inversa percepisce i parametri dell'azione svolta dall'organo funzionante e trasmette queste informazioni al centro nervoso. Il centro nervoso accetta l'azione del collegamento di afferenza inversa e riceve informazioni dall'organo funzionante sull'azione completata.

Il tempo che intercorre tra l'inizio dell'azione dello stimolo sul recettore e la comparsa della risposta è chiamato tempo riflesso.

Tutti i riflessi negli animali e negli esseri umani sono divisi in incondizionati e condizionati.

Riflessi incondizionati - Reazioni congenite ed ereditarie. I riflessi incondizionati vengono effettuati attraverso archi riflessi già formati nel corpo. I riflessi incondizionati sono specie-specifici, cioè caratteristico di tutti gli animali di questa specie. Sono costanti per tutta la vita e si verificano in risposta ad un'adeguata stimolazione dei recettori. I riflessi incondizionati vengono classificati anche in base al loro significato biologico: nutrizionale, difensivo, sessuale, locomotore, orientativo. In base alla localizzazione dei recettori, questi riflessi si dividono in esterocettivi (temperatura, tattile, visivo, uditivo, gustativo, ecc.), interocettivi (vascolari, cardiaci, gastrici, intestinali, ecc.) e propriocettivi (muscolari, tendinei, ecc. .). In base alla natura della risposta: motoria, secretoria, ecc. In base alla posizione dei centri nervosi attraverso i quali viene effettuato il riflesso: spinale, bulbare, mesencefalico.

Riflessi condizionati - riflessi acquisiti da un organismo durante la sua vita individuale. I riflessi condizionati vengono eseguiti attraverso archi riflessi appena formati sulla base di archi riflessi di riflessi incondizionati con la formazione di una connessione temporanea tra loro nella corteccia cerebrale.

I riflessi nel corpo vengono effettuati con la partecipazione di ghiandole e ormoni endocrini.

Al centro delle idee moderne sull'attività riflessa del corpo c'è il concetto di un risultato adattivo utile, per ottenere il quale viene eseguito qualsiasi riflesso. Le informazioni sul raggiungimento di un risultato adattivo utile entrano nel sistema nervoso centrale attraverso un collegamento di feedback sotto forma di afferentazione inversa, che è una componente obbligatoria dell'attività riflessa. Il principio dell'afferenza inversa nell'attività riflessa è stato sviluppato da P.K. Anokhin e si basa sul fatto che la base strutturale del riflesso non è un arco riflesso, ma un anello riflesso, che comprende i seguenti collegamenti: recettore, via nervosa afferente, nervo centro, via nervosa efferente, organo funzionante, afferenza inversa.

Quando qualsiasi collegamento dell'anello reflex viene disattivato, il riflesso scompare. Pertanto, affinché si verifichi il riflesso, è necessaria l'integrità di tutti i collegamenti.

Proprietà dei centri nervosi

I centri nervosi hanno una serie di proprietà funzionali caratteristiche.

L'eccitazione nei centri nervosi si diffonde unilateralmente dal recettore all'effettore, che è associato alla capacità di condurre l'eccitazione solo dalla membrana presinaptica a quella postsinaptica.

L'eccitazione nei centri nervosi avviene più lentamente che lungo una fibra nervosa, a causa di un rallentamento nella conduzione dell'eccitazione attraverso le sinapsi.

Nei centri nervosi può verificarsi una somma di eccitazioni.

Esistono due metodi principali di somma: temporale e spaziale. A sommatoria temporale diversi impulsi di eccitazione arrivano a un neurone attraverso una sinapsi, si sommano e generano in esso un potenziale d'azione, e sommatoria spaziale si manifesta quando gli impulsi arrivano a un neurone attraverso diverse sinapsi.

In essi c'è una trasformazione del ritmo dell'eccitazione, ad es. una diminuzione o un aumento del numero di impulsi di eccitazione in uscita dal centro nervoso rispetto al numero di impulsi che vi arrivano.

I centri nervosi sono molto sensibili alla mancanza di ossigeno e all'azione di varie sostanze chimiche.

I centri nervosi, a differenza delle fibre nervose, sono capaci di un rapido affaticamento. L'affaticamento sinaptico con attivazione prolungata del centro si esprime in una diminuzione del numero di potenziali postsinaptici. Ciò è dovuto al consumo del mediatore e all'accumulo di metaboliti che acidificano l'ambiente.

I centri nervosi sono in uno stato di tono costante, dovuto alla continua ricezione di un certo numero di impulsi dai recettori.

I centri nervosi sono caratterizzati dalla plasticità, ovvero dalla capacità di aumentare la propria funzionalità. Questa proprietà potrebbe essere dovuta alla facilitazione sinaptica, ovvero al miglioramento della conduzione nelle sinapsi dopo una breve stimolazione delle vie afferenti. Con l'uso frequente delle sinapsi, la sintesi di recettori e trasmettitori viene accelerata.

Insieme all'eccitazione, nel centro nervoso si verificano processi di inibizione.

Attività di coordinazione del sistema nervoso centrale e suoi principi

Una delle funzioni importanti del sistema nervoso centrale è la funzione di coordinazione, chiamata anche attività di coordinamento Sistema nervoso centrale. Si intende la regolazione della distribuzione dell'eccitazione e dell'inibizione nelle strutture neurali, nonché l'interazione tra i centri nervosi che garantiscono l'effettiva attuazione delle reazioni riflesse e volontarie.

Un esempio dell'attività di coordinazione del sistema nervoso centrale può essere il rapporto reciproco tra i centri della respirazione e della deglutizione, quando durante la deglutizione il centro della respirazione viene inibito, l'epiglottide chiude l'ingresso della laringe e impedisce l'ingresso di cibo o liquidi nelle vie respiratorie tratto. La funzione di coordinazione del sistema nervoso centrale è di fondamentale importanza per l'attuazione di movimenti complessi eseguiti con la partecipazione di molti muscoli. Esempi di tali movimenti includono l'articolazione della parola, l'atto della deglutizione e i movimenti ginnici che richiedono la contrazione e il rilassamento coordinati di molti muscoli.

Principi delle attività di coordinamento

• Reciprocità - mutua inibizione di gruppi antagonisti di neuroni (motoneuroni flessori ed estensori)
• Neurone finale: attivazione di un neurone efferente da vari campi recettivi e competizione tra vari impulsi afferenti per un dato motoneurone
• La commutazione è il processo di trasferimento dell'attività da un centro nervoso al centro nervoso antagonista
• Induzione: passaggio dall'eccitazione all'inibizione o viceversa
• Il feedback è un meccanismo che garantisce la necessità di segnalazione da parte dei recettori degli organi esecutivi per la corretta attuazione di una funzione
• Una dominante è un focus persistente e dominante di eccitazione nel sistema nervoso centrale, che subordina le funzioni di altri centri nervosi.

L'attività di coordinazione del sistema nervoso centrale si basa su una serie di principi.

Il principio di convergenza si realizza in catene convergenti di neuroni, in cui gli assoni di numerosi altri convergono o convergono su uno di essi (solitamente quello efferente). La convergenza garantisce che lo stesso neurone riceva segnali da diversi centri nervosi o recettori con modalità diverse (diversi organi sensoriali). Sulla base della convergenza, una varietà di stimoli può causare lo stesso tipo di risposta. Ad esempio, il riflesso di guardia (girare gli occhi e la testa - vigilanza) può essere causato dalla luce, dal suono e dall'influenza tattile.

Il principio di un percorso finale comune deriva dal principio di convergenza ed è essenzialmente vicino. Si intende la possibilità di realizzazione della stessa reazione, innescata dall'ultimo neurone efferente della catena nervosa gerarchica, a cui convergono gli assoni di molte altre cellule nervose. Un esempio di via terminale classica sono i motoneuroni delle corna anteriori del midollo spinale o i nuclei motori dei nervi cranici, che innervano direttamente i muscoli con i loro assoni. La stessa reazione motoria (ad esempio piegare un braccio) può essere innescata dalla ricezione di impulsi a questi neuroni dai neuroni piramidali della corteccia motoria primaria, dai neuroni di numerosi centri motori del tronco encefalico, dagli interneuroni del midollo spinale, assoni dei neuroni sensoriali dei gangli spinali in risposta a segnali percepiti da diversi organi di senso (luce, suono, gravitazionali, dolorifici o effetti meccanici).

Principio di divergenza si realizza in catene divergenti di neuroni, in cui uno dei neuroni ha un assone ramificato e ciascuno dei rami forma una sinapsi con un'altra cellula nervosa. Questi circuiti svolgono la funzione di trasmettere simultaneamente segnali da un neurone a molti altri neuroni. Grazie alle connessioni divergenti, i segnali sono ampiamente distribuiti (irradiati) e molti centri situati a diversi livelli del sistema nervoso centrale vengono rapidamente coinvolti nella risposta.

Il principio del feedback (afferenza inversa) sta nella possibilità di trasmettere informazioni sulla reazione in corso (ad esempio, sul movimento dei propriocettori muscolari) attraverso fibre afferenti al centro nervoso che l'ha innescata. Grazie al feedback, si forma una catena neurale (circuito) chiusa, attraverso la quale è possibile controllare l'andamento della reazione, regolare la forza, la durata e altri parametri della reazione, se non sono stati implementati.

La partecipazione del feedback può essere considerata utilizzando l'esempio dell'implementazione del riflesso di flessione causato dall'azione meccanica sui recettori cutanei (Fig. 5). Con una contrazione riflessa del muscolo flessore, l'attività dei propriocettori e la frequenza di invio degli impulsi nervosi lungo le fibre afferenti agli a-motoneuroni del midollo spinale che innervano questo muscolo cambiano. Di conseguenza, si forma un circuito regolatorio chiuso, in cui il ruolo di un canale di feedback è svolto dalle fibre afferenti, che trasmettono informazioni sulla contrazione ai centri nervosi dai recettori muscolari, e il ruolo di un canale di comunicazione diretto è svolto dalle fibre efferenti dei motoneuroni che vanno ai muscoli. Pertanto, il centro nervoso (i suoi motoneuroni) riceve informazioni sui cambiamenti nello stato del muscolo causati dalla trasmissione degli impulsi lungo le fibre motorie. Grazie al feedback si forma una sorta di anello nervoso regolatore. Pertanto alcuni autori preferiscono utilizzare il termine “anello riflesso” invece del termine “arco riflesso”.

La presenza di feedback è importante nei meccanismi di regolazione della circolazione sanguigna, della respirazione, della temperatura corporea, delle reazioni comportamentali e di altro tipo del corpo ed è discussa ulteriormente nelle sezioni pertinenti.

Riso. 5. Circuito di feedback nei circuiti neurali dei riflessi più semplici

Il principio delle relazioni reciproche si realizza attraverso l'interazione tra centri nervosi antagonisti. Ad esempio, tra un gruppo di motoneuroni che controllano la flessione del braccio e un gruppo di motoneuroni che controllano l'estensione del braccio. Grazie alle relazioni reciproche, l'eccitazione dei neuroni di uno dei centri antagonisti è accompagnata dall'inibizione dell'altro. Nell'esempio citato, la relazione reciproca tra i centri di flessione ed estensione si manifesterà nel fatto che durante la contrazione dei muscoli flessori del braccio si verificherà un equivalente rilassamento degli estensori, e viceversa, il che garantisce la scorrevolezza dei movimenti di flessione ed estensione del braccio. Le relazioni reciproche si realizzano grazie all'attivazione da parte dei neuroni del centro eccitato degli interneuroni inibitori, i cui assoni formano sinapsi inibitorie sui neuroni del centro antagonista.

Il principio della dominanza viene implementato anche in base alle peculiarità dell'interazione tra i centri nervosi. I neuroni del centro dominante e più attivo (centro dell'eccitazione) hanno un'attività persistentemente elevata e sopprimono l'eccitazione in altri centri nervosi, subordinandoli alla loro influenza. Inoltre, i neuroni del centro dominante attraggono impulsi nervosi afferenti indirizzati ad altri centri e aumentano la loro attività grazie alla ricezione di questi impulsi. Il centro dominante può rimanere a lungo in uno stato di eccitazione senza segni di stanchezza.

Un esempio di stato causato dalla presenza di un focus dominante di eccitazione nel sistema nervoso centrale è lo stato dopo che una persona ha vissuto un evento importante per lui, quando tutti i suoi pensieri e le sue azioni in un modo o nell'altro vengono associati a questo evento .

Proprietà della dominante

• Maggiore eccitabilità
• Persistenza dell'eccitazione
• Inerzia di eccitazione
• Capacità di sopprimere le lesioni sottodominanti
• Capacità di riassumere le eccitazioni

I principi di coordinazione considerati possono essere utilizzati, a seconda dei processi coordinati dal sistema nervoso centrale, separatamente o insieme in varie combinazioni.