Назовете частите на централната нервна система. Организация на нервната система. Централна нервна система

С еволюционната сложност на многоклетъчните организми и функционалната специализация на клетките възникна необходимостта от регулиране и координиране на жизнените процеси на надклетъчно, тъканно, органно, системно и организмово ниво. Тези нови регулаторни механизмии системите трябваше да се появят заедно със запазването и усложняването на механизмите за регулиране на функциите на отделните клетки с помощта на сигнални молекули. Адаптирането на многоклетъчните организми към промените в околната среда може да се извърши при условие, че новите регулаторни механизми ще могат да осигурят бързи, адекватни, целенасочени реакции. Тези механизми трябва да могат да запомнят и извличат от апарата за памет информация за предишни въздействия върху тялото, както и да имат други свойства, които осигуряват ефективна адаптивна активност на тялото. Те станаха механизмите на нервната система, които се появиха в сложни, високо организирани организми.

Нервна системае набор от специални структури, които обединяват и координират дейността на всички органи и системи на тялото в постоянно взаимодействие с външната среда.

Централната нервна система включва главния и гръбначния мозък. Мозъкът е разделен на заден мозък (и мост), ретикуларна формация, подкорови ядра, . Телата образуват сивото вещество на централната нервна система, а техните процеси (аксони и дендрити) образуват бялото вещество.

Обща характеристика на нервната система

Една от функциите на нервната система е възприятиеразлични сигнали (стимули) външни и вътрешна средатяло. Нека си припомним, че всяка клетка може да възприема различни сигнали от околната среда с помощта на специализирани клетъчни рецептори. Въпреки това, те не са адаптирани да възприемат редица жизненоважни сигнали и не могат незабавно да предават информация на други клетки, които функционират като регулатори на цялостните адекватни реакции на тялото към действието на стимули.

Въздействието на стимулите се възприема от специализирани сетивни рецептори. Примери за такива стимули могат да бъдат светлинни кванти, звуци, топлина, студ, механични въздействия (гравитация, промени в налягането, вибрации, ускорение, компресия, разтягане), както и сигнали със сложен характер (цвят, сложни звуци, думи).

За да се оцени биологичното значение на възприеманите сигнали и да се организира адекватен отговор към тях в рецепторите на нервната система, те се преобразуват - кодиранев универсална форма на сигнали, разбираеми за нервната система - в нервни импулси,извършване (прехвърляне)които по дължината на нервните влакна и пътищата към нервните центрове са необходими за тяхното анализ.

Сигналите и резултатите от техния анализ се използват от нервната система за организиране на отговоритепромени във външната или вътрешната среда, регулиранеИ координацияфункции на клетките и надклетъчните структури на тялото. Такива реакции се осъществяват от ефекторни органи. Най-честите реакции на въздействия са моторни (моторни) реакции на скелетната или гладката мускулатура, промени в секрецията на епителните (екзокринни, ендокринни) клетки, инициирани от нервната система. Като участва пряко във формирането на реакциите към промените в околната среда, нервната система изпълнява функциите регулиране на хомеостазата,осигуряване функционално взаимодействиеоргани и тъкани и техните интеграцияв един цялостен организъм.

Благодарение на нервната система, адекватното взаимодействие на тялото с околната среда се осъществява не само чрез организиране на реакции от ефекторни системи, но и чрез собствените му психични реакции - емоции, мотивация, съзнание, мислене, памет, висши когнитивни и творчески способности. процеси.

Нервната система се разделя на централна (главен и гръбначен мозък) и периферна - нервни клетки и влакна извън кухината на черепа и гръбначния канал. Човешкият мозък съдържа повече от 100 милиарда нервни клетки (неврони).В централната нервна система се формират клъстери от нервни клетки, които изпълняват или контролират едни и същи функции нервни центрове.Структурите на мозъка, представени от телата на невроните, образуват сивото вещество на централната нервна система, а процесите на тези клетки, обединявайки се в пътища, образуват бялото вещество. В допълнение, структурната част на централната нервна система са глиалните клетки, които образуват невроглия.Броят на глиалните клетки е приблизително 10 пъти по-голям от броя на невроните и тези клетки съставляват по-голямата част от масата на централната нервна система.

Нервната система, според характеристиките на нейните функции и структура, се разделя на соматична и автономна (вегетативна). Соматиката включва структурите на нервната система, които осигуряват възприемането на сензорни сигнали главно от външната среда чрез сетивните органи и контролират функционирането на набраздената (скелетна) мускулатура. Автономната (автономна) нервна система включва структури, които осигуряват възприемането на сигнали предимно от вътрешната среда на тялото, регулират работата на сърцето и др. вътрешни органи, гладки мускули, екзокринни и части от ендокринни жлези.

В централната нервна система е обичайно да се разграничават структури, разположени на различни нива, които се характеризират със специфични функции и роли в регулацията на жизнените процеси. Сред тях са базалните ганглии, структурите на мозъчния ствол, гръбначния мозък и периферната нервна система.

Устройство на нервната система

Нервната система се дели на централна и периферна. Централната нервна система (ЦНС) включва главния и гръбначния мозък, а периферната нервна система включва нервите, които се простират от централната нервна система до различни органи.

Ориз. 1. Устройство на нервната система

Ориз. 2. Функционално разделение на нервната система

Значението на нервната система:

• обединява органите и системите на тялото в едно цяло;
• регулира функционирането на всички органи и системи на тялото;
• комуникира организма с външната среда и го адаптира към условията на околната среда;
• формира материалната основа на умствената дейност: реч, мислене, социално поведение.

Устройство на нервната система

Структурна и физиологична единица на нервната система е - (фиг. 3). Състои се от тяло (сома), процеси (дендрити) и аксон. Дендритите са силно разклонени и образуват много синапси с други клетки, което определя водещата им роля при възприемането на информация от неврона. Аксонът започва от тялото на клетката с хълм на аксона, който е генератор на нервен импулс, който след това се пренася по аксона до други клетки. Мембраната на аксона в синапса съдържа специфични рецептори, които могат да реагират на различни медиатори или невромодулатори. Следователно, процесът на освобождаване на трансмитер от пресинаптичните окончания може да бъде повлиян от други неврони. Също така, мембраната на окончанията съдържа голям брой калциеви канали, през които калциевите йони навлизат в края, когато е възбуден и активират освобождаването на медиатора.

Ориз. 3. Диаграма на неврон (според I.F. Иванов): а - структура на неврон: 7 - тяло (перикарион); 2 - сърцевина; 3 - дендрити; 4.6 - неврити; 5.8 - миелинова обвивка; 7- обезпечение; 9 - прихващане на възел; 10 — леммоцитно ядро; единадесет - нервни окончания; б — видове нервни клетки: I — еднополюсен; II - многополюсен; III - биполярно; 1 - неврит; 2 -дендрит

Обикновено в невроните потенциалът за действие възниква в областта на мембраната на хълма на аксона, чиято възбудимост е 2 пъти по-висока от възбудимостта на други области. Оттук възбуждането се разпространява по аксона и клетъчното тяло.

Аксоните, в допълнение към функцията си за провеждане на възбуждане, служат като канали за транспорт различни вещества. Протеини и медиатори, синтезирани в клетъчното тяло, органели и други вещества, могат да се движат по аксона до неговия край. Това движение на веществата се нарича аксон транспорт.Има два вида: бърз и бавен аксонален транспорт.

Всеки неврон в централната нервна система изпълнява три физиологични роли: получава нервни импулси от рецептори или други неврони; генерира собствени импулси; провежда възбуждане към друг неврон или орган.

от функционално значениеневроните се разделят на три групи: чувствителни (сензорни, рецепторни); интеркаларен (асоциативен); двигател (ефектор, двигател).

В допълнение към невроните, централната нервна система съдържа глиални клетки,заемащи половината от обема на мозъка. Периферните аксони също са заобиколени от обвивка от глиални клетки, наречени лемоцити (клетки на Шван). Невроните и глиалните клетки са разделени от междуклетъчни цепнатини, които комуникират помежду си и образуват изпълнено с течност междуклетъчно пространство между невроните и глията. Чрез тези пространства се осъществява обмяната на вещества между нервните и глиалните клетки.

Невроглиалните клетки изпълняват много функции: поддържащи, защитни и трофични роли за невроните; поддържат определена концентрация на калциеви и калиеви йони в междуклетъчното пространство; унищожават невротрансмитери и други биологично активни вещества.

Функции на централната нервна система

Централната нервна система изпълнява няколко функции.

Интегративен:Организмът на животните и човека е сложна, високоорганизирана система, състояща се от функционално свързани помежду си клетки, тъкани, органи и техните системи. Тази връзка, обединяването на различните компоненти на тялото в едно цяло (интеграция), тяхното координирано функциониране се осигурява от централната нервна система.

Координиране:функциите на различните органи и системи на тялото трябва да протичат в хармония, тъй като само с този начин на живот е възможно да се поддържа постоянството на вътрешната среда, както и успешно да се адаптира към променящите се условия на околната среда. Централната нервна система координира дейностите на елементите, които изграждат тялото.

Регулиране:Централната нервна система регулира всички процеси, протичащи в тялото, следователно с нейно участие настъпват най-адекватните промени в работата на различни органи, насочени към осигуряване на една или друга негова дейност.

Трофичен:Централната нервна система регулира трофиката и интензивността на метаболитните процеси в тъканите на тялото, което е в основата на формирането на реакции, адекватни на промените, настъпващи във вътрешната и външната среда.

Адаптивен:Централната нервна система комуникира тялото с външната среда чрез анализиране и синтезиране на различна информация, получена от сетивните системи. Това дава възможност за преструктуриране на дейността на различни органи и системи в съответствие с промените в околната среда. Функционира като регулатор на поведението, необходимо в конкретни условия на съществуване. Това осигурява адекватна адаптация към околния свят.

Формиране на ненасочено поведение:централната нервна система формира определено поведение на животното в съответствие с доминиращата нужда.

Рефлекторна регулация на нервната дейност

Адаптирането на жизнените процеси на тялото, неговите системи, органи, тъкани към променящите се условия на околната среда се нарича регулиране. Регулиране, осигурено съвместно от нервната и хормонални системи, се нарича неврохормонална регулация. Благодарение на нервната система тялото извършва дейността си на принципа на рефлекса.

Основният механизъм на дейност на централната нервна система е реакцията на тялото към действието на стимул, осъществявана с участието на централната нервна система и насочена към постигане на полезен резултат.

Рефлекс в превод от латински езикозначава "отражение". Терминът "рефлекс" е предложен за първи път от чешкия изследовател I.G. Прохаска, който развива учението за отразяващите действия. По-нататъшното развитие на рефлексната теория е свързано с името на I.M. Сеченов. Той вярваше, че всичко несъзнателно и съзнателно възниква като рефлекс. Но по това време не е имало методи за обективна оценка на мозъчната активност, които биха могли да потвърдят това предположение. По-късно обективен метод за оценка на мозъчната активност е разработен от академик I.P. Павлов и се нарича метод на условните рефлекси. Използвайки този метод, ученият доказа, че в основата на най-високата нервна дейностПри животните и хората има условни рефлекси, които се формират на базата на безусловни рефлекси поради образуването на временни връзки. Академик П.К. Анохин показа, че цялото разнообразие от животински и човешки дейности се извършва въз основа на концепцията за функционални системи.

Морфологичната основа на рефлекса е , състоящ се от няколко нервни структури, които осигуряват изпълнението на рефлекса.

Три вида неврони участват в образуването на рефлексна дъга: рецепторни (чувствителни), междинни (интеркаларни), моторни (ефекторни) (фиг. 6.2). Те са комбинирани в невронни вериги.

Ориз. 4. Схема на регулация на рефлексния принцип. Рефлексна дъга: 1 - рецептор; 2 - аферентен път; 3 - нервен център; 4 - еферентен път; 5 - работен орган (всеки орган на тялото); MN - двигателен неврон; М - мускул; CN - команден неврон; SN - сензорен неврон, ModN - модулиращ неврон

Дендритът на рецепторния неврон контактува с рецептора, неговият аксон отива в централната нервна система и взаимодейства с интерневрона. От интернейрона аксонът отива към ефекторния неврон, а неговият аксон отива в периферията към изпълнителния орган. Така се образува рефлексна дъга.

Рецепторните неврони са разположени в периферията и във вътрешните органи, докато интеркаларните и моторните неврони са разположени в централната нервна система.

В рефлексната дъга има пет връзки: рецептор, аферентен (или центростремителен) път, нервен център, еферентен (или центробежен) път и работен орган (или ефектор).

Рецепторът е специализирано образувание, което възприема дразнене. Рецепторът се състои от специализирани високочувствителни клетки.

Аферентната връзка на дъгата е рецепторен неврон и провежда възбуждане от рецептора към нервния център.

Нервният център се формира от голям брой интеркаларни и моторни неврони.

Тази връзка на рефлексната дъга се състои от набор от неврони, разположени в различни части на централната нервна система. Нервният център получава импулси от рецептори по аферентния път, анализира и синтезира тази информация, след което предава формираната програма от действия по еферентните влакна към периферния изпълнителен орган. И работният орган извършва характерната си дейност (мускулът се съкращава, жлезата отделя секрет и др.).

Специална връзка на обратната аферентация възприема параметрите на действието, извършвано от работния орган, и предава тази информация на нервния център. Нервният център е акцептор на действието на обратната аферентационна връзка и получава информация от работния орган за извършеното действие.

Времето от началото на действието на дразнителя върху рецептора до появата на отговора се нарича рефлексно време.

Всички рефлекси при животните и хората се делят на безусловни и условни.

Безусловни рефлекси -вродени, наследствени реакции. Безусловните рефлекси се осъществяват чрез вече формирани в тялото рефлексни дъги. Безусловните рефлекси са видово специфични, т.е. характерни за всички животни от този вид. Те са постоянни през целия живот и възникват в отговор на адекватно стимулиране на рецепторите. Безусловните рефлекси също се класифицират според тяхното биологично значение: хранителни, защитни, сексуални, двигателни, ориентировъчни. Въз основа на местоположението на рецепторите тези рефлекси се разделят на екстероцептивни (температурни, тактилни, зрителни, слухови, вкусови и др.), Интероцептивни (съдови, сърдечни, стомашни, чревни и др.) и проприоцептивни (мускулни, сухожилни и др. .). Въз основа на характера на реакцията - моторна, секреторна и др. Въз основа на разположението на нервните центрове, чрез които се осъществява рефлексът - спинален, булбарен, мезенцефален.

Условни рефлекси -рефлекси, придобити от организма по време на индивидуалния му живот. Условните рефлекси се осъществяват чрез новообразувани рефлексни дъги на базата на рефлексни дъги на безусловни рефлекси с образуването на временна връзка между тях в кората на главния мозък.

Рефлексите в тялото се осъществяват с участието на жлези с вътрешна секреция и хормони.

В основата модерни идеиЗа рефлексната дейност на тялото съществува концепцията за полезен адаптивен резултат, за постигането на който се извършва всеки рефлекс. Информацията за постигането на полезен адаптивен резултат постъпва в централната нервна система чрез връзката обратна връзкапод формата на обратна аферентация, която е задължителен компонент на рефлексната дейност. Принципът на обратната аферентация в рефлексната дейност е разработен от П. К. Анохин и се основава на факта, че структурната основа на рефлекса не е рефлексна дъга, а рефлексен пръстен, който включва следните връзки: рецептор, аферентен нервен път, нерв център, еферентен нервен път, работен орган, обратна аферентация.

Когато някоя връзка на рефлексния пръстен е изключена, рефлексът изчезва. Следователно, за да възникне рефлексът, е необходима целостта на всички връзки.

Свойства на нервните центрове

Нервните центрове имат редица характерни функционални свойства.

Възбуждането в нервните центрове се разпространява едностранно от рецептора към ефектора, което се свързва с възможността за провеждане на възбуждане само от пресинаптичната мембрана към постсинаптичната.

Възбуждането в нервните центрове се извършва по-бавно, отколкото по протежение на нервно влакно, в резултат на забавяне на провеждането на възбуждане през синапсите.

В нервните центрове може да възникне сумиране на възбуждания.

Има два основни метода на сумиране: времеви и пространствени. При времево сумираненяколко импулса на възбуждане достигат до неврона през един синапс, сумират се и генерират потенциал за действие в него, и пространствено сумиранесе проявява, когато импулсите достигат до един неврон през различни синапси.

При тях има трансформация на ритъма на възбуждане, т.е. намаляване или увеличаване на броя на импулсите на възбуждане, напускащи нервния център, в сравнение с броя на импулсите, които пристигат в него.

Нервните центрове са много чувствителни към липсата на кислород и действието на различни химикали.

Нервните центрове, за разлика от нервните влакна, са способни на бърза умора. Синаптичната умора с продължително активиране на центъра се изразява в намаляване на броя на постсинаптичните потенциали. Това се дължи на консумацията на медиатора и натрупването на метаболити, които подкисляват околната среда.

Нервните центрове са в състояние на постоянен тонус, поради непрекъснатото получаване на определен брой импулси от рецепторите.

Нервните центрове се характеризират с пластичност - способността да увеличават своята функционалност. Това свойство може да се дължи на синаптично улеснение - подобрена проводимост в синапсите след кратко стимулиране на аферентни пътища. При често използване на синапси се ускорява синтеза на рецептори и предаватели.

Заедно с възбуждането в нервния център протичат процеси на инхибиране.

Координационна дейност на централната нервна система и нейните принципи

Една от важните функции на централната нервна система е координационната функция, която се нарича още координационни дейностиЦНС. Това се разбира като регулиране на разпределението на възбуждането и инхибирането в нервните структури, както и взаимодействието между нервните центрове, които осигуряват ефективното осъществяване на рефлексни и доброволни реакции.

Пример за координационната дейност на централната нервна система може да бъде реципрочната връзка между центровете за дишане и преглъщане, когато по време на преглъщане дихателният център е инхибиран, епиглотисът затваря входа на ларинкса и предотвратява навлизането на храна или течност в дихателните пътища. тракт. Координационната функция на централната нервна система е фундаментално важна за изпълнението на сложни движения, извършвани с участието на много мускули. Примери за такива движения включват артикулация на речта, акт на преглъщане и гимнастически движения, които изискват координирано свиване и отпускане на много мускули.

Принципи на координационни дейности

• Реципрочност - взаимно инхибиране на антагонистични групи от неврони (флексорни и екстензорни моторни неврони)
• Краен неврон - активиране на еферентен неврон от различни рецептивни полета и конкуренция между различни аферентни импулси за даден двигателен неврон
• Превключването е процесът на прехвърляне на активност от един нервен център към антагонистичния нервен център
• Индукция - промяна от възбуждане към инхибиране или обратно
• Обратната връзка е механизъм, който осигурява необходимостта от сигнализиране от рецепторите на изпълнителните органи за успешното изпълнение на функция
• Доминантата е постоянно доминиращо огнище на възбуждане в централната нервна система, подчиняващо функциите на други нервни центрове.

Координационната дейност на централната нервна система се основава на редица принципи.

Принципът на конвергенциятасе реализира в конвергентни вериги от неврони, в които аксоните на редица други се събират или се събират на един от тях (обикновено еферентния). Конвергенцията гарантира, че един и същ неврон получава сигнали от различни нервни центрове или рецептори с различни модалности (различни сетивни органи). Въз основа на конвергенцията различни стимули могат да предизвикат един и същи тип реакция. Например, охранителният рефлекс (завъртане на очите и главата - бдителност) може да бъде причинен от светлина, звук и тактилно въздействие.

Принципът на общ краен пътследва от принципа на конвергенцията и е близък по същество. Разбира се като възможност за извършване на същата реакция, предизвикана от крайния еферентен неврон в йерархичната нервна верига, към която се събират аксоните на много други нервни клетки. Пример за класически краен път са моторните неврони на предните рога на гръбначния мозък или моторните ядра на черепните нерви, които директно инервират мускулите с техните аксони. Същата двигателна реакция (например огъване на ръка) може да бъде предизвикана от получаването на импулси към тези неврони от пирамидални неврони на първичната моторна кора, неврони на редица двигателни центрове на мозъчния ствол, интерневрони на гръбначния мозък, аксони на сензорни неврони на гръбначните ганглии в отговор на действието на възприеманите сигнали различни органисетива (светлина, звук, гравитация, болка или механични въздействия).

Принцип на дивергенциясе реализира в дивергентни вериги от неврони, в които един от невроните има разклонен аксон, а всеки от клоновете образува синапс с друга нервна клетка. Тези вериги изпълняват функциите на едновременно предаване на сигнали от един неврон към много други неврони. Благодарение на дивергентните връзки, сигналите са широко разпространени (облъчени) и много центрове, разположени на различни нива на централната нервна система, бързо се включват в отговора.

Принципът на обратната връзка (обратна аферентация)се крие във възможността за предаване на информация за извършваната реакция (например за движение от мускулните проприорецептори) чрез аферентни влакна обратно към нервния център, който я е задействал. Благодарение на обратната връзка се образува затворена невронна верига (верига), чрез която можете да контролирате хода на реакцията, да регулирате силата, продължителността и други параметри на реакцията, ако не са били изпълнени.

Участието на обратната връзка може да се разгледа с помощта на пример за изпълнение флексионен рефлекс, причинени от механично въздействие върху кожните рецептори (фиг. 5). С рефлексно свиване на флексорния мускул, активността на проприорецепторите и честотата на изпращане на нервни импулси по аферентните влакна към а-мотоневроните на гръбначния мозък, инервиращи този мускул, се променят. В резултат на това се образува затворен регулаторен контур, в който ролята на канал за обратна връзка се играе от аферентни влакна, предаващи информация за свиване към нервните центрове от мускулните рецептори, а ролята на директен комуникационен канал се играе от еферентни влакна на моторни неврони, отиващи към мускулите. По този начин нервният център (неговите моторни неврони) получава информация за промените в състоянието на мускула, причинени от предаването на импулси по двигателните влакна. Благодарение на обратната връзка се образува един вид регулаторен нервен пръстен. Затова някои автори предпочитат да използват термина „рефлексен пръстен” вместо термина „рефлексна дъга”.

Наличието на обратна връзка е важно в механизмите на регулиране на кръвообращението, дишането, телесната температура, поведенческите и други реакции на тялото и се обсъжда допълнително в съответните раздели.

Ориз. 5. Вериги за обратна връзка в невронните вериги на най-простите рефлекси

Принципът на реципрочните отношениясе осъществява чрез взаимодействие между антагонистични нервни центрове. Например между група моторни неврони, които контролират огъването на ръката и група моторни неврони, които контролират разгъването на ръката. Благодарение на реципрочните връзки, възбуждането на невроните на един от антагонистичните центрове е придружено от инхибиране на другия. В дадения пример реципрочната връзка между центровете на флексия и екстензия ще се прояви от факта, че по време на свиването на флексорните мускули на ръката ще настъпи еквивалентна релаксация на екстензорите и обратно, което осигурява плавност движения на флексия и екстензия на ръката. Реципрочните връзки се осъществяват поради активирането от неврони на възбудения център на инхибиторни интернейрони, чиито аксони образуват инхибиторни синапси върху невроните на антагонистичния център.

Принципът на доминиранетосъщо се прилага въз основа на особеностите на взаимодействие между нервните центрове. Невроните на доминиращия, най-активен център (фокус на възбуждане) имат постоянно висока активност и потискат възбуждането в други нервни центрове, подчинявайки ги на своето влияние. Освен това невроните на доминиращия център привличат аферентни нервни импулси, адресирани до други центрове, и повишават тяхната активност поради получаването на тези импулси. Доминиращият център може да остане в състояние на възбуда дълго време без признаци на умора.

Пример за състояние, причинено от наличието на доминиращ фокус на възбуждане в централната нервна система, е състоянието, след като човек е преживял важно събитие за него, когато всичките му мисли и действия по един или друг начин се свързват с това събитие .

Свойства на доминантата

• Повишена възбудимост
• Устойчивост на възбудата
• Инерция на възбуждане
• Способност за потискане на субдоминантни лезии
• Способност за обобщаване на вълненията

Разгледаните принципи на координация могат да се използват в зависимост от процесите, координирани от централната нервна система, поотделно или заедно в различни комбинации.

ОБЩА ФИЗИОЛОГИЯ НА НЕРВНАТА СИСТЕМА

Функции на нервната система

Центрове на нервната система

Процеси на инхибиране в централната нервна система

Рефлекс и рефлексна дъга. Видове рефлекс

Функции и части на нервната система

Тялото е сложна, високо организирана система, състояща се от функционално свързани помежду си клетки, тъкани, органи и техните системи. Осигурява управление на техните функции, както и тяхната интеграция (взаимосвързаност). нервна система. NS също комуникира тялото с външната среда чрез анализиране и синтезиране на различна информация, получена от рецепторите. Той осигурява движение и функционира като регулатор на поведението, необходимо в конкретни условия на съществуване. Това осигурява адекватна адаптация към околния свят. Освен това процесите, лежащи в основата на човешката умствена дейност (внимание, памет, емоции, мислене и др.), са свързани с функциите на централната нервна система.

По този начин, функции на нервната система:

Регулира всички процеси, протичащи в тялото;

Осъществява връзката (интеграцията) на клетките, тъканите, органите и системите;

Извършва анализ и синтез на информацията, постъпваща в тялото;

Регулира поведението;

Осигурява процесите, които са в основата на човешката умствена дейност.

Според морфологичен принцип централен(главен и гръбначен мозък) и периферен(сдвоени гръбначномозъчни и черепномозъчни нерви, техните корени, клони, нервни окончания, плексуси и ганглии, разположени във всички части на човешкото тяло).

от функционален принципнервната система се разделя на соматичниИ вегетативен. Соматичната нервна система осигурява инервация предимно на органите на тялото (сома) – скелетна мускулатура, кожа и др. Тази част на нервната система свързва тялото с външната среда чрез сетивата и осигурява движението. Вегетативната нервна система инервира вътрешните органи, кръвоносните съдове, жлезите, включително жлезите с вътрешна секреция, гладката мускулатура и регулира метаболитните процеси във всички органи и тъкани. Вегетативната нервна система включва симпатичен, парасимпатиковаИ метасимпатиковотдели.

2. Структурни и функционални елементи на НС

Основната структурна и функционална единица на НС е невронсъс своите клони. Техните функции са да възприемат информация от периферията или от други неврони, да я обработват и предават на съседни неврони или изпълнителни органи. В един неврон има тяло (сома) И издънки (дендритиИ аксон). Дендритите са многобройни силно разклонени протоплазмени издатини близо до сома, през които се провежда възбуждане към тялото на неврона. Началните им сегменти са с по-голям диаметър и без шипове (цитоплазмени израстъци). Аксонът е единственият аксиално-цилиндричен процес на неврон с дължина от няколко микрона до 1 m, чийто диаметър е относително постоянен по цялата му дължина. Крайните участъци на аксона са разделени на крайни клонове, през които възбуждането се предава от тялото на неврона към друг неврон или работен орган.

Интегрирането на невроните в нервната система става чрез междуневронни синапси.

Функции на невроните:

1. Възприемане на информация (дендрити и невронно тяло).

2. Интегриране, съхранение и възпроизвеждане на информация (невронно тяло). Интегративна активност на невронсе състои в вътреклетъчната трансформация на много хетерогенни възбуждания, идващи към неврона, и образуването на единичен отговор.

3. Синтез на биологично активни вещества (невронно тяло и синаптични окончания).

4. Генериране на електрически импулси (аксонен хълм - основа на аксона).

5. Аксонален транспорт и провеждане на възбуждане (аксон).

6. Предаване на възбуждания (синаптични окончания).

Има няколко невронни класификации. Според морфологична класификацияневроните се отличават по формата на сомата. Има гранулирани неврони, пирамидални неврони, звездовидни неврони и др. Въз основа на броя на невроните, излизащи от тялото, процесите се разделят на еднополюсенневрони (един процес), псевдоуниполяренневрони (Т-образен разклонен процес), биполярноневрони (два процеса), многополюсенневрони (един аксон и много дендрити).

Функционална класификацияневроните се основава на естеството на функцията, която изпълняват. Маркирайте аферентни (чувствителен, рецептор) неврони (псевдоуниполярни), еферентни (двигателни неврони, мотор) неврони (мултиполярни) и асоциативен (вмъкване, интерневрони) неврони (предимно мултиполярни). Биохимичната класификация на невроните се извършва, като се вземе предвид естеството на произведените посредник. Въз основа на това те разграничават холинергичен(медиатор ацетилхолин), моноаминергични(адреналин, норепинефрин, серотонин, допамин), GABAergic(гама-аминомаслена киселина), пептидергичен(субстанция Р, енкефалини, ендорфини, други невропептиди) и др.

Един от компонентите на централната нервна система е невроглия(глиални клетки). Той съставлява почти 90% от NS клетките и се състои от два вида: макроглия,представени от астроцити, олигодендроцити и епендимоцити, и микроглия. Астроцити– големите звездовидни клетки изпълняват поддържащи и трофични (хранителни) функции. Астроцитите осигуряват постоянството на йонния състав на околната среда. Олигодендроцитиобразуват миелиновата обвивка на аксоните на централната нервна система. Олигодендроцитите извън централната нервна система се наричат Клетки на Шван, те участват в регенерацията на аксона. Епендимоцитилиния на вентрикулите на мозъка и гръбначния канал (това са кухини, пълни с мозъчна течност, която се секретира от епидемиоцити). клетки микроглиямогат да се трансформират в мобилни форми, да мигрират в централната нервна система до мястото на увреждане на нервната тъкан и да фагоцитират продуктите на разпадане. За разлика от невроните, Глиалните клетки не генерират акционни потенциали, но могат да повлияят на процесите на възбуждане.

Според хистологичния принцип в структурите на НС е възможно да се разграничат бялоИ сива материя. сива материя– това са кората на главния мозък и малкия мозък, различни ядра на главния и гръбначния мозък, периферни (т.е. разположени извън централната нервна система) ганглии. Сивото вещество се образува от клъстери от тела на невронни клетки и техните дендрити. От това следва, че е отговорен за рефлексни функции: възприемане и обработка на входящи сигнали, както и формиране на отговор. Останалите структури на нервната система са образувани от бяло вещество. бели кахъриобразувани от миелинизирани аксони (оттук и цветът и името), чиято функция е извършваненервни импулси.

3. Характеристики на разпространението на възбуждането в централната нервна система

Възбуждането в централната нервна система не само се предава от една нервна клетка на друга, но се характеризира и с редица особености. Това са конвергенцията и дивергенцията на невронните пътища, феномените на ирадиация, пространствено и времево улеснение и оклузия.

Разминаванепътищата са контактът на един неврон с много неврони от по-висок ред.

Така при гръбначните животни има разделяне на аксона на чувствителния неврон, влизащ в гръбначния мозък, на множество клонове (колатерали), които са насочени към различни сегменти на гръбначния мозък и към различни части на мозъка. Разминаване на сигнала се наблюдава и в изходните нервни клетки. Така при хората един двигателен неврон възбужда десетки мускулни влакна (в очните мускули) и дори хиляди (в мускулите на крайниците).

Многобройни синаптични контакти на един аксон на нервна клетка с голям брой дендрити на няколко неврони са структурната основа на феномена облъчваневъзбуждане (разширяване на обхвата на сигнала). Случва се облъчване насочени, когато възбуждането обхваща определена група неврони и дифузен. Пример за последното е повишаването на възбудимостта на едно рецепторно място (например десния крак на жаба) при дразнене на друго (болков ефект върху левия крак).

Конвергенция- това е конвергенцията на много нервни пътища към едни и същи неврони. Най-често срещаният в централната нервна система е мултисензорна конвергенция, което се характеризира с взаимодействие върху отделни неврони на няколко аферентни възбуждания от различни сензорни модалности (зрителни, слухови, тактилни, температурни и др.).

Конвергенцията на много невронни пътища към един неврон прави този неврон интегратор на съответните сигнали.Ако говорим за двигателен неврон, т.е. последната връзка на нервния път към мускулите, за която говорят общ краен път.Наличието на конвергенция на множество пътища, т.е. нервни вериги, върху една група моторни неврони е в основата на феномена на пространствено улесняване и оклузия.

Пространствен и времеви релеф– това е превишението на ефекта от едновременното действие на няколко относително слаби (подпрагови) възбуждания над сумата от техните отделни ефекти. Феноменът се обяснява с пространствено и времево сумиране.

Оклузия– това е обратното явление на пространствения релеф. Тук две силни (надпрагови) възбуждания заедно предизвикват възбуждане с такава сила, която е по-малка от аритметичната сума на тези възбуждания поотделно.

Причината за оклузията е, че тези аферентни входове, поради конвергенция, възбуждат частично едни и същи структури и следователно всеки може да създаде в тях почти същото надпрагово възбуждане, както заедно.

Центрове на нервната система

Функционално свързан набор от неврони, разположени в една или повече структури на централната нервна система и осигуряващи регулирането на определена функция или осъществяването на интегрална реакция на тялото, се нарича център на нервната система.Физиологична концепция за нервния център се различава от анатомичната концепция за ядрото, където близко разположените неврони са обединени от общи морфологични характеристики.

©2015-2019 сайт
Всички права принадлежат на техните автори. Този сайт не претендира за авторство, но предоставя безплатно използване.
Дата на създаване на страницата: 2016-08-20

Нервната система е единно образувание и буквално пронизва цялото човешко тяло, поради което възприемането е възможно външно влияниеот всяка точка на тялото. Въпреки това, за по-лесно изучаване, е обичайно да се разграничават различните му отдели.

Най-големите концентрации на нервни клетки са разположени в черепната кухина - мозък,и в гръбнака - гръбначен мозък. Формират се главният и гръбначният мозък Централна нервна система,основната точка на контрол на жизнените функции на тялото.

Ориз. 1. Диаграма на човешката нервна система(по V.I. Kozlov, T.A. Tsekhmistrenko, 2003)

На фиг. Фигура 2 показва основните части на главния и гръбначния мозък ( преподавам чрез рисуване 2!).

Периферна нервна системаобразува нервна тъкан, разположена извън черепа и гръбначния стълб. Това са нерви, нервни ганглии, нервни плексусии стволове.

Разделянето на нервната система на централна и периферна се нарича топографска класификациянервна система.

Ориз. 2 Раздели на главния и гръбначния мозък (по V.I. Kozlov, T.A. Tsekhmistrenko, 2003)

Според V.I. Козлов, Т.А. Tsekhmistrenko в периферната нервна система има аферентни и еферентни секции.

Аферентен отдел, както може да се види на фиг. 3, включва периферни нервни структури, които носят информация към централната нервна система от сетивни органи, кожа, вътрешни органи - дорзалните коренчета на гръбначните нерви и техните продължения, завършващи с рецептори; възли на гръбначните и черепните нерви.

Еферентно отделениеразделени на соматични (животински) и автономни (или вегетативни).

Соматично отделение(или соматична нервна система) инервира сетивните органи, скелетните мускули на тялото, ставите и лигаментен апарат, кожа и др. Този отдел отговаря за взаимодействието на тялото с околната среда, движението, възприема тактилни, температурни, болкови и други влияния и др. Този отдел се характеризира с възможността за съзнателен (доброволен) контрол от страна на човек.

Автономна нервна система (Автономна нервна система) инервира вътрешните органи, кръвоносните съдове и жлезите. Той регулира метаболитните процеси на различни нива на телесната активност, растежа и възпроизводството на клетките и осигурява трофична (хранителна) инервация на всички органи, включително скелетните мускули, кожата и самата нервна система. Работата на автономната нервна система не подлежи на съзнателен контрол от страна на човек (без специално обучение) и затова се нарича автономна.

Ориз. 3. Отделения на нервната система (според V.I. Kozlov, T.A. Tsekhmistrenko, 2003)

В автономната нервна система от своя страна има две основни секции, две контролни вериги: симпатичен(като цяло подготвя тялото за енергична дейност, борба и др.) и парасимпатикова(като цяло осигурява почивка и възстановяване на тялото след интензивна дейност).

Някои автори, заедно със симпатиковия и парасимпатиковия отдел, разграничават метасимпатиковата нервна система, разбирайки под нея мрежовидни нервни плексуси вътре в стените стомашно-чревния тракт. Този отдел е най-древният по произход и може да работи напълно автономно.За повече информация вижте Лекция 8.

Според редица автори разделянето на соматична и вегетативна нервна система се разглежда като анатомична и функционална класификациянервна система. С такава класификация както в соматичната, така и в автономната нервна система се разграничават не само периферните структури (както аферентни, така и еферентни), но и онези части на централната нервна система, които осигуряват тяхната дейност.

В допълнение към самата нервна тъкан нервната система съдържа кръвоносни съдове и мембрани на съединителната тъкан.

Animal буквално означава „животно“. Произлиза от класификацията на Аристотел. Той предполага видове дейност, присъщи на животното - движение и др.

Вегетативен буквално означава „растителен“. Това означава "нисши" видове дейност според Аристотел, в този контекст - работата на вътрешните органи. В анатомията термините "автономна нервна система" и "автономна нервна система" се използват взаимозаменяемо. Терминът "автономна нервна система" се използва по-често, въпреки че най-новата анатомична номенклатура е приела термина "автономна".

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Човешка нервна системаразделена на

• соматични и
• вегетативен (автономен).

От своя страна е представена соматичната нервна система

• централен и
• периферни части.

Той инервира стените на тялото и крайниците (сома).

Централен отдел на соматичната нервна система

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Централната част на соматичната нервна система е представена от гръбначния и главния мозък и се състои от сиво и бяло вещество. Сивото вещество се образува от телата и процесите на невроните, а бялото вещество се образува от влакна (т.е. процеси на неврони, покрити с белезникава миелинова обвивка), обединени в пътища.

Периферен отдел

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Периферният отдел включва нерви, ганглии, плексуси и нервни окончания. Периферни нервиобразувани от миелинизирани (сензорни и двигателни) и немиелинизирани нервни влакна. Външно нервът е покрит с доста дебела обвивка на съединителната тъкан - епиневриум.Всеки сноп от нервни влакна е заобиколен от по-тънък слой съединителната тъкан – периневриум.Тези мембрани съдържат кръвоносни и лимфни съдове, захранващи нерва. В големите нерви всяко влакно е затворено в собствена тънка обвивка - ендоневриум. В малките нерви последният отсъства. Всички тези мембрани продължават в ганглия.

Нервни възли или ганглии

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Нервни възли, или ганглии,- това са клъстери от чувствителни (аферентни) неврони извън гръбначния и главния мозък, разположени по протежение на периферните нерви. На нивото на гръбначния мозък се наричат ​​ганглии спиналнаили гръбначен,и на нивото на главата - черепенили черепен.

Псевдоуниполярни или биполярни неврони в ганглия са заобиколени от слой сплескани глиални (мантийни) клетки. Един от израстъците на неврона е насочен към периферията и е чувствителен (дендрит) - през него тече информация към тялото на клетката. Друг процес, наречен аксон, свързва тялото на неврона със съответната част на централната нервна система. Обикновено и двата процеса са миелинизирани. Съединителнотъканните обвивки, покриващи нервите, продължават в ганглия.

Частта от нервната система, която инервира гладките мускули и жлези, провежда импулси от мозъка, които регулират дейността на вътрешните органи и метаболизма, се нарича автономна или вегетативна. Тази система също има периферна и централна секции (вижте раздел 3.5).

Отделения на нервната система

Всички части на нервната система са взаимосвързани. Но за удобство на разглеждането ще го разделим на два основни раздела, всеки от които включва два подраздела (фиг. 2.8).

Ориз. 2.8. Организация на нервната система

Централната нервна система включва всички неврони на главния и гръбначния мозък. Периферната нервна система включва всички нерви, които свързват мозъка и гръбначния мозък с други части на тялото. Периферната нервна система се разделя допълнително на соматична система и автономна система (последната се нарича още автономна система).

Сетивните нерви на соматичната система предават информация за външни стимули от кожата, мускулите и ставите към централната нервна система; от него научаваме за болка, налягане, температурни колебания и т.н. Двигателните нерви на соматичната система предават импулси от централната нервна система към мускулите на тялото, инициирайки движение. Тези нерви контролират всички мускули, участващи в произволни движения, както и неволно регулиране на позата и баланса.

Нервите на автономната система преминават към и от вътрешните органи, регулирайки дишането, сърдечната честота, храносмилането и т.н. Вегетативната система, която играе водеща роля в емоциите, ще бъде обсъдена по-късно в тази глава.

Повечето от нервните влакна, които свързват различни части на тялото с мозъка, се събират в гръбначния мозък, където са защитени от костите на гръбначния стълб. Гръбначният мозък е изключително компактен и едва достига диаметъра на малкия пръст. Някои от най-простите реакции на стимули или рефлекси се осъществяват на нивото на гръбначния мозък. Това например е рефлексът на коляното - изправяне на крака в отговор на леко потупване на сухожилието на капачката на коляното. Лекарите често използват този тест, за да определят състоянието на гръбначните рефлекси. Естествената функция на този рефлекс е да гарантира, че кракът се изправя, когато коляното има тенденция да се огъне под въздействието на гравитацията, така че тялото да остане изправено. Когато се удари пателарното сухожилие, прикрепеният към него мускул се разтяга и сигналът от сетивните клетки в него се предава по сетивните неврони към гръбначния мозък. При него сетивните неврони синапсират директно с моторните неврони, които изпращат импулси обратно към същия мускул, карайки го да се свие и кракът да се изправи. Въпреки че тази реакция може да се извърши само от гръбначния мозък без намеса от мозъка, тя се модифицира от съобщения от по-висши нервни центрове. Ако стиснете юмруци точно преди да ударите коляното си, изправящото движение ще бъде преувеличено. Ако предупредите лекаря и искате съзнателно да забавите този рефлекс, тогава може да успеете. Основният механизъм е вграден в гръбначния мозък, но работата му може да бъде повлияна от висши мозъчни центрове.

Организация на мозъка

Има различни начини за теоретично описание на мозъка. Един от тези методи е показан на фиг. 2.9.

Ориз. 2.9. Локализирана организация на основните мозъчни структури.Задната област на мозъка включва всички структури, разположени в задната част на мозъка. Средна частразположен в средната част на мозъка, а фронталната област включва структури, разположени в предната част на мозъка.

Според този подход мозъкът се разделя на три зони, според местоположението им: 1) задната част, която включва всички структури, разположени в задната или тилната част на мозъка, която е най-близо до гръбначния мозък; 2) средната (средна секция), разположена в централната част на мозъка и 3) предната (фронтална) секция, локализирана в предната или фронталната част на мозъка. Канадският изследовател Пол Маклийн предложи различен модел на мозъчна организация, основан на функциите на мозъчните структури, а не на тяхното местоположение. Според Маклийн мозъкът се състои от три концентрични слоя: а) централен мозъчен ствол, б) лимбична система и в) мозъчни полукълба (наричани общо голям мозък). Относителното положение на тези слоеве е показано на фиг. 2.10; За сравнение компонентите на напречното сечение на мозъка са показани по-подробно на фиг. 2.11.

Ориз. 2.10. Функционална организация на човешкия мозък.Централен багажник и лимбична системаса показани изцяло, а от мозъчните полукълба е показано само дясното. Малкият мозък контролира баланса и мускулната координация; таламусът служи като разпределително табло за съобщения, идващи от сетивата; Хипоталамусът (не е показан на снимката, но се намира под таламуса) регулира ендокринните функции и жизненоважни процеси като метаболизъм и телесна температура. Лимбичната система се занимава с емоции и действия, насочени към задоволяване на основни нужди. Мозъчната кора ( външен слойклетки, покриващи главния мозък) е центърът на висшите умствени функции; тук се регистрират усещания, инициират се доброволни действия, вземат се решения и се разработват планове.

Ориз. 2.11. Човешки мозък.Схематично са показани основните структури на централната нервна система (показана е само горната част на гръбначния мозък).

Централен мозъчен ствол

Централният ствол, известен също като мозъчния ствол, контролира неволни поведения като кашляне, кихане и оригване, както и „примитивни“ поведения под доброволен контрол като дишане, повръщане, сън, хранене и пиене и регулиране на температурата и сексуално поведение. Мозъчният ствол включва всички структури на задната и средната част на мозъка и две структури на предната част, хипоталамуса и таламуса. Това означава, че централният ствол се простира от задната към предната част на мозъка. В тази глава ще ограничим нашето обсъждане до пет структури на мозъчния ствол – продълговатия мозък, малкия мозък, таламуса, хипоталамуса и ретикуларната формация – отговорни за регулирането на най-важните примитивни поведения, необходими за оцеляването. Таблица 2.1 изброява функциите на тези пет структури, както и функциите на мозъчната кора, corpus callosum и hipocampus.

Таблица 2.1. Раздели на човешкия мозък

Деления на мозъка	Функционална структура
Cortex	Състои се от няколко кортикални области: първична моторна зона, първична соматосензорна зона, първична зрителна зона, първична слухова зона и асоциативни зони
Корпус калозум	Свързва двете полукълба на мозъка
Таламус	Насочва входящата информация от сензорните рецептори и участва в контрола на цикъла сън-събуждане
Хипоталамус	Опосредства процесите на прием на храна и вода, както и сексуалното поведение, регулира ендокринната дейност и поддържа хомеостазата, участва в възникването на емоции и реакции при стрес
Ретикуларна формация	Участва в контрола на възбудата, влияе върху способността за концентрация на вниманието върху определени стимули
Хипокампус	Играе специална роля във функционирането на паметта и също участва в емоционално поведение
Малък мозък	Отговаря основно за координацията на движенията
Медула (продълговат мозък)	Контролира дишането и някои рефлекси, които помагат за поддържане на изправено положение

Първото малко удебеляване на гръбначния мозък, където влиза в черепа, е продълговатият мозък: той контролира дишането и някои рефлекси, които помагат на тялото да поддържа изправено положение. Това е и мястото, където главните нервни пътища, излизащи от гръбначния мозък, се пресичат, което води до свързване на дясната страна на мозъка с лявата страна на тялото и лявата страна на мозъка с дясната страна на тялото.

Малък мозък.Извитата структура, съседна на задната част на мозъчния ствол точно над продълговатия мозък, се нарича малък мозък. Основно отговаря за координацията на движенията. Започването на определени движения може да отнеме повече време високи нива, но фината им координация зависи от малкия мозък. Увреждането на малкия мозък води до резки, некоординирани движения.

Доскоро повечето учени вярваха, че малкият мозък се занимава изключително с прецизния контрол и координацията на движенията на тялото. Въпреки това, някои интригуващи нови доказателства сочат съществуването на директни невронни връзки между малкия мозък и предните области на мозъка, отговорни за речта, планирането и мисленето (Мидълтън и Стрик , 1994). Такива невронни връзкипри хората то е много по-обширно, отколкото при маймуните и другите животни. Тези и други данни предполагат, че малкият мозък може да участва в контрола и координацията на висшите умствени функции, както и в осигуряването на сръчност в движенията на тялото.

Таламус.Непосредствено над продълговатия мозък и под мозъчните полукълба има две яйцевидни групи от ядра на нервни клетки, които образуват таламуса. Една област на таламуса действа като релейна станция; той изпраща информация до мозъка от зрителни, слухови, тактилни и вкусови рецептори. Друга област на таламуса играе важна роля в контрола на съня и будността.

Хипоталамусмного по-малък от таламуса и разположен точно под него. Хипоталамусните центрове медиират храненето, пиенето и сексуалното поведение. Хипоталамусът регулира ендокринните функции и поддържа хомеостазата. Хомеостазата се нарича нормално нивофункционални характеристики здраво тялокато телесна температура, сърдечен ритъм и кръвно налягане. По време на стрес хомеостазата се нарушава и след това се стартират процеси, насочени към възстановяване на баланса. Например, когато ни е горещо, се потим, когато е студено, треперим. И двата процеса се възстановяват нормална температураи се контролират от хипоталамуса.

Хипоталамусът също играе важна роля в емоциите и реакциите на човек при стресови ситуации. Умерената електрическа стимулация на определени области на хипоталамуса предизвиква приятни усещания, а стимулацията на съседни области причинява неприятни усещания. Влияейки върху хипофизната жлеза, разположена точно под нея (фиг. 2.11), хипоталамусът контролира ендокринната система и съответно производството на хормони. Този контрол е особено важен, когато, за да се справи с неочакваното, тялото трябва да мобилизира сложен набор от физиологични процеси(отговор „бий се или бягай“). Поради специалната си роля в мобилизирането на тялото за действие, хипоталамусът е наречен „център на стреса“.

Ретикуларна формация. Невронната мрежа, която се простира от долната част на мозъчния ствол до таламуса и преминава през някои други образувания на централния мозъчен ствол, се нарича ретикуларна формация. Играе важна роля в контролирането на състоянието на възбудимост. Когато се приложи определено напрежение чрез електроди, имплантирани в ретикуларната формация на котка или куче, животното заспива; когато е стимулирано от напрежение с по-бързо променящ се вълнов модел, животното се събужда.

Способността за концентриране на вниманието върху определени стимули също зависи от ретикуларната формация. През ретикуларната система преминават нервните влакна от всички сетивни рецептори. Тази система изглежда работи като филтър, позволяващ на някои сензорни съобщения да преминат в мозъчната кора (да станат достъпни за съзнанието) и да блокира други. По този начин във всеки момент състоянието на съзнанието се влияе от процеса на филтриране, протичащ в ретикуларната формация.

Лимбична система

Около централния мозъчен ствол има няколко структури, които заедно се наричат ​​лимбична система. Тази система има тесни връзки с хипоталамуса и изглежда упражнява допълнителен контрол върху някои форми на инстинктивно поведение, контролирани от хипоталамуса и продълговатия мозък (вижте Фигура 2.10). Животните, които имат само неразвита лимбична система (например риби и влечуги), са способни на различни видоведейност – хранене, нападение, бягство от опасност и чифтосване – реализирана чрез поведенчески стереотипи. При бозайниците лимбичната система изглежда инхибира някои инстинктивни модели на поведение, което позволява на организма да бъде по-гъвкав и адаптивен към променящата се среда.

Хипокампусът, част от лимбичната система, играе специална роля в процесите на паметта. Случаи на увреждане на хипокампуса или неговото хирургично отстраняване показват, че тази структура е от решаващо значение за запомнянето на нови събития и съхраняването им в дългосрочната памет, но не е необходима за извличане на стари спомени. След операция за отстраняване на хипокампуса пациентът лесно разпознава стари приятели и си спомня миналото си, той може да чете и използва придобитите преди това умения. Въпреки това, той ще може да си спомни много малко (ако изобщо има нещо) за това, което се е случило през годината или повече преди операцията. Той изобщо няма да помни събития или хора, които е срещал след операцията. Такъв пациент няма да може например да разпознае нов човек, с когото е прекарал много часове по-рано през деня. Той ще реди едно и също парче пъзел седмица след седмица и никога няма да си спомни, че го е правил преди, и ще чете същия вестник отново и отново, без да помни съдържанието му ( Squire & Zola, 1996).

Лимбичната система също участва в емоционалното поведение. Маймуните с лезии в определени области на лимбичната система реагират бурно дори на най-малката провокация, което предполага, че увредената зона е имала инхибиращ ефект. Маймуните с увреждане на други части на лимбичната система вече не проявяват агресивно поведение и не проявяват враждебност, дори когато са нападнати. Те просто игнорират нападателя и се държат така, сякаш нищо не се е случило.

Разглеждайки мозъка като състоящ се от три концентрични структури - централен мозъчен ствол, лимбична система и голям мозък(обсъдени в следващия раздел) - не трябва да дават основание да се мисли, че са независими един от друг. Тук може да се направи аналогия с мрежа от взаимосвързани компютри: всеки изпълнява свои собствени специални функции, но трябва да работим заедно, за да извлечем най-много ефективен резултат. По същия начин, анализирането на информация от сетивата изисква един вид изчисление и вземане на решения (големият мозък е добре адаптиран към това); тя е различна от тази, която контролира последователността на рефлексните действия (лимбичната система). За по-прецизно настройване на мускулите (при писане например или при свирене на музикален инструмент) е необходима друга система за управление, в случая медиирана от малкия мозък. Всички тези видове дейности са обединени в една система, която запазва целостта на тялото.

Голям мозък

При хората големият мозък, състоящ се от две мозъчни полукълба, е по-развит от всяко друго същество. Външният му слой се нарича мозъчна кора; на латиницакора означава "дървесна кора". На мозъчен образец кората изглежда сива, защото се състои предимно от тела на нервни клетки и нервни влакна, които не са покрити с миелин - оттук и терминът "сиво вещество". Вътрешността на главния мозък, под кората, се състои предимно от покрити с миелин аксони и изглежда бяла.

Всяка от сетивните системи (например зрителна, слухова, тактилна) доставя информация на определени области на кората. Движенията на частите на тялото (моторни реакции) се контролират от собствената им област на кората. Останалата част от нея, която не е нито сензорна, нито двигателна, се състои от асоциативни зони. Тези зони са свързани с други аспекти на поведението - памет, мислене, реч - и заемат по-голямата част от мозъчната кора.

Преди да разгледаме някои от тези области, нека въведем някои ориентири, за да опишем основните области на церебралните полукълба на мозъка. Полукълбата обикновено са симетрични и дълбоко отделени едно от друго отпред назад. Следователно първата точка от нашата класификация ще бъде разделянето на мозъка на дясното и лявото полукълбо. Всяко полукълбо е разделено на четири лоба: челен, париетален, тилен и темпорален. Границите на лобовете са показани на фиг. 2.12. Фронталния лоб е отделен от теменния лоб чрез централен жлеб, минаващ почти от върха на главата към страните към ушите. Границата между париеталните и тилните лобове е по-малко ясна; За нашите цели ще бъде достатъчно да кажем, че париеталният лоб е в горната част на мозъка зад централната бразда, а тилният лоб е в задната част на мозъка. Темпоралният лоб е отделен от дълбока бразда отстрани на мозъка, наречена странична бразда.

Ориз. 2.12. Големи полукълбамозъкВсяко полукълбо има няколко големи дяла, разделени от бразди. В допълнение към тези външно видими лобове, кората има голяма вътрешна гънка, наречена „остров“, разположена дълбоко в страничната бразда, а) страничен изглед; б) изглед отгоре; в) напречен разрез на кората на главния мозък; отбележете разликата между сивото вещество, разположено на повърхността (показано като по-тъмно) и по-дълбоко разположеното бяло вещество; г) снимка на човешки мозък.

Първична двигателна зона. Контролира основната двигателна зона произволни движениятела; той се намира точно пред централната бразда (фиг. 2.13). Електрическата стимулация на определени области на двигателната кора предизвиква движения на съответните части на тялото; ако същите тези области на моторния кортекс са повредени, движенията са нарушени. Тялото е представено в моторната кора в приблизително обърната форма. Например, движенията на пръстите на краката се контролират от областта, разположена отгоре, а движенията на езика и устата се контролират отдолудвигателна зона. Движенията на дясната страна на тялото се контролират от моторната кора на лявото полукълбо; движения на лявата страна - моторната кора на дясното полукълбо.

Ориз. 2.13. Специализация на функциите на кората на лявото полукълбо.По-голямата част от кората е отговорна за генерирането на движения и анализирането на сензорни сигнали. Съответстващите зони (включително моторни, соматосензорни, зрителни, слухови и обонятелни) присъстват и в двете полукълба. Някои функции са представени само от едната страна на мозъка. Например зоната на Брока и зоната на Вернике, които участват в производството и разбирането на речта, както и ъгловата извивка, която корелира зрителната и слуховата форма на думата, се намират само в лявата страна на човешкия мозък.

Първична соматосензорна област. В теменната зона, отделена от двигателната зона от централната бразда, има зона, чиято електрическа стимулация предизвиква сетивни усещания някъде от противоположната страна на тялото. Изглеждат така, сякаш някаква част от тялото се движи или се докосва. Тази област се нарича първична соматосензорна зона (областта на телесните усещания). Те включват усещане за студ, допир, болка и усещане за движение на тялото.

Повечето от нервните влакна в пътищата, водещи до и от соматосензорните и двигателните области, преминават към противоположната страна на тялото. Следователно сензорните импулси от дясната страна на тялото отиват в левия соматосензорен кортекс, а мускулите на десния крак и дясната ръка се контролират от левия двигателен кортекс.

Очевидно може да се счита за общо правило, че обемът на соматосензорната или двигателната област, свързана с определена част от тялото, се определя пряко от нейната чувствителност и честотата на използване на последната. Например сред четириногите бозайници предните лапи на кучето са представени само в много малка част от кората, но миещата мечка, която използва широко предните си лапи, за да изследва и манипулира околната среда, има много по-широка площ, със зони за всеки пръст на крака. Плъхът, който получава много информация за околната среда чрез сензорните си антени, има отделна област на кората за всяка антена.

Основна зрителна зона. В задната част на всеки тилен дял има област от кората, наречена първична зрителна област. На фиг. 2.14 са показани влакна оптичен нерви невронни пътища от всяко око до зрителния кортекс. Обърнете внимание, че някои зрителни влакна преминават от дясното око към дясното полукълбо, а някои пресичат мозъка в така наречената оптична хиазма и отиват в противоположното полукълбо; същото се случва и с влакната на лявото око. Влакната от дясната страна на двете очи отиват към дясно полукълбомозъка, а влакната от лявата страна на двете очи отиват в лявото полукълбо. Следователно увреждането на зрителната област в едното полукълбо (да речем лявото) ще доведе до слепи зони от лявата страна на двете очи, причинявайки загуба на видимост на дясната страна на околността. Този факт понякога помага да се определи местоположението на мозъчен тумор и други аномалии.

Ориз. 2.14. Визуални пътеки.Нервните влакна от вътрешната или носната половина на ретината се пресичат в оптичната хиазма и отиват към противоположните страни на мозъка. Следователно стимулите, които удрят дясната страна на всяка ретина, се предават към дясното полукълбо, а стимулите, които удрят лявата страна на всяка ретина, се предават към лявото полукълбо.

Основна слухова зона. Първичната слухова зона е разположена на повърхността на темпоралните дялове на двете полукълба и участва в анализа на сложни слухови сигнали. Той играе специална роля във времевото структуриране на звуци като човешката реч. И двете уши са представени в слуховите зони на двете полукълба, но връзките с противоположната страна са по-силни.

Асоциативни зони. Мозъчната кора съдържа много големи области, които не са пряко свързани със сензорни или двигателни процеси. Те се наричат ​​асоциативни зони. Предните асоциативни зони (части от фронталните лобове, разположени пред двигателната област) играят важна роля в мисловните процеси, които възникват при решаване на проблеми. При маймуните, например, увреждането на челните лобове нарушава способността им да решават задачи със забавен отговор. При такива задачи пред маймуната храната се поставя в една от двете чаши и се покрива с еднакви предмети. След това между маймуната и чашите се поставя непрозрачен екран, след определено време той се отстранява и на маймуната се позволява да избере една от тези чаши. Обикновено маймуната запомня правилната чаша след закъснение от няколко минути, но маймуните с повредена фронтални дяловене може да реши този проблем, ако закъснението надвишава няколко секунди (Френски и Харлоу , 1962). Нормалните маймуни имат неврони във фронталния дял, които задействат потенциали за действие по време на забавянето, като по този начин медиират тяхната памет за събития ( Goldman - Rakie, 1996).

Задните асоциативни зони са разположени до първичните сензорни зони и са разделени на подзони, всяка от които обслужва определен тип усещане. Например, Долна часттемпоралният лоб е свързан с визуално възприемане. Увреждането на тази област нарушава способността за разпознаване и разграничаване на формите на предметите. Освен това, той не нарушава зрителната острота, какъвто би бил случаят с увреждане на първичната зрителна кора в тилния дял; човек „вижда“ форми и може да проследи очертанията им, но не може да определи каква е формата или да я различи от друга(Goodglass & Butters, 1988).

Мозъчни изображения на живо

За получаване на изображения на живия мозък без причиняване на вреда или страдание на пациента са разработени няколко техники. Когато те все още са били несъвършени, точната локализация и идентификация на повечето видове мозъчни травмиможе да се извърши само чрез неврохирургичен преглед и комплексна неврологична диагностика или чрез аутопсия - след смъртта на пациента. Новите методи се основават на сложни компютърни технологии, които едва наскоро станаха реалност.

Един от тези методи е компютърната аксиална томография (съкратено CAT или просто CT). Тесен сноп рентгенови лъчи преминава през главата на пациента и се измерва интензитетът на преминалото лъчение. Фундаментално новото в този метод беше измерването на интензитета при стотици хиляди различни ориентации (или оси) на рентгеновия лъч спрямо главата. Резултатите от измерването се изпращат на компютър, където чрез подходящи изчисления се пресъздава напречно сечение на мозъка, което може да бъде фотографирано или показано на телевизионен екран. Слоят на сечението може да бъде избран на всякаква дълбочина и под всякакъв ъгъл. Името "компютърна аксиална томография" се дължи на решаващата роля на компютъра, множеството оси, по които се извършват измерванията, и полученото изображение, показващо напречно сечение на мозъка (на гръцкиТомо означава „парче“ или „секция“).

По-нов и по-усъвършенстван метод създава изображения с помощта на магнитен резонанс. Този тип скенер използва силни магнитни полета, радиочестотни импулси и компютри, за да генерира самото изображение. Пациентът се поставя в тунел с форма на поничка, който е заобиколен от голям магнит, който създава силно магнитно поле. Когато интересен анатомичен орган се постави в силно магнитно поле и се изложи на радиочестотен импулс, тъканта на този орган започва да излъчва сигнал, който може да бъде измерен. Подобно на CAT, се правят стотици хиляди измервания, които след това се преобразуват от компютър в двуизмерно изображение на даден анатомичен орган. Експертите обикновено наричат ​​тази техника ядрено-магнитен резонанс (ЯМР), тъй като измерва промените в енергийното ниво на ядрата на водородните атоми, причинени от радиочестотни импулси. Въпреки това, много лекари предпочитат да пропуснат думата "ядрен" и просто да кажат "магнитен резонанс", опасявайки се, че обществеността ще обърка позоваването на атомните ядра за атомна радиация.

При диагностициране на заболявания на главния и гръбначния мозък ЯМР осигурява по-голяма точност от CAT скенер. Например, напречно сечение на MRI изображения на мозъка показват симптоми множествена склерозанеоткриваем от CAT скенери; Преди това диагностицирането на това заболяване изискваше хоспитализация и изследване с инжектиране на специална боя в канала на гръбначния мозък. ЯМР също е полезен за откриване на аномалии в гръбначния мозък и основата на мозъка, като неправилно подравняване междупрешленни дискове, тумори и вродени дефекти.

< Рис. Оператор следит за работой установки ЯМР, создающей компьютерное изображение среза мозга пациента.>

CAT и NMR ни позволяват да видим анатомични детайли на мозъка, но често е желателно да имаме данни за степента на невронна активност в различни области на мозъка. Тази информация може да бъде получена чрез метод на компютърно сканиране, наречен позитронно-емисионна томография (съкратено PET). Този метод се основава на факта, че метаболитните процеси във всяка клетка на тялото изискват енергия. Невроните в мозъка използват глюкозата като основен източник на енергия, като я вземат от кръвния поток. Ако добавите малко радиоактивно багрило към глюкозата, всяка молекула става леко радиоактивна (с други думи, белязана). Този състав е безвреден и 5 минути след инжектирането му в кръвта, белязаната с радиация глюкоза започва да се консумира от мозъчните клетки по същия начин като обикновената глюкоза. ПЕТ скенерът е преди всичко високочувствителен детектор за радиоактивност (работи не като рентгенов апарат, който излъчва рентгенови лъчи, а като брояч на Гайгер, който измерва радиоактивността). Най-активните неврони в мозъка изискват повече глюкоза и следователно ще станат по-радиоактивни. PET скенер измерва количеството радиоактивност и изпраща информацията до компютър, който създава цветно напречно сечение на мозъка, с различни цветове, представляващи различни нива на невронна активност. Радиоактивността, измерена с този метод, се създава от потока (излъчването) на положително заредени частици, наречени позитрони - оттук и името "позитронно-емисионна томография".

Сравнението на резултатите от PET сканиране на нормални индивиди и пациенти с неврологични заболявания показва, че този метод може да открие много мозъчни заболявания (епилепсия, кръвни съсиреци, мозъчни тумори и др.). IN психологически изследвания PET скенер беше използван за сравняване на мозъчните състояния при шизофреници и разкри разлики в метаболитните нива на определени области на кората(Андреасен, 1988). PET също се използва за изследване на области от мозъка, активирани от изпълнение различни видоведейности - слушане на музика, решаване на математически задачи и водене на разговор; целта беше да се установи кои мозъчни структури участват в съответните висши психични функции(Познър, 1993).

PET изображението показва три области в лявото полукълбо, които са активни по време на говорна задача.

Областите с най-висока активност са показани в червено, зоните с най-малка активност в синьо.

Скенерите, използващи CAT, NMR и PET, са доказани безценни инструменти за изучаване на връзката между мозъка и поведението. Тези инструменти са пример за това как технологичният напредък в една научна област позволява на друга област също да скочи напред.(Raichle, 1994; Pechura & Martin, 1991). Например, PET сканирането може да се използва за изследване на разликите в невронната активност между двете полукълба на мозъка. Тези разлики в активността на полукълбото се наричат ​​мозъчни асиметрии.

Мозъчни асиметрии

На пръв поглед двете половини на човешкия мозък изглеждат като огледални образи една на друга. Но по-внимателно вглеждане разкрива тяхната асиметрия. Когато мозъкът се измерва след аутопсия, лявото полукълбо почти винаги е по-голямо от дясното. В допълнение, дясното полукълбо съдържа много дълги нервни влакна, които свързват широко разделени области на мозъка, докато лявото полукълбо съдържа много къси влакна, които образуват голям брой връзки в ограничена област(Хилидж, 1993).

През 1861 г. френският лекар Пол Брока изследва мозъка на пациент, страдащ от загуба на говора, и открива увреждане на лявото полукълбо в предния лоб точно над страничната бразда. Тази област, известна като зоната на Брока (Фигура 2.13), участва в производството на реч. Разрушаването на съответната област в дясното полукълбо обикновено не води до нарушение на говора. Зоните, участващи в разбирането на речта и способността за писане и разбиране на написаното, обикновено също се намират в лявото полукълбо. По този начин, човек, който е претърпял увреждане на лявото полукълбо в резултат на инсулт, е по-вероятно да развие говорни увреждания, отколкото някой, който е получил увреждане, локализирано в дясното полукълбо. При много малко левичари речевите центрове се намират в дясното полукълбо, но при огромното мнозинство те се намират на същото място като при десничарите - в лявото полукълбо.

Въпреки че ролята на лявото полукълбо в речевите функции е станала известна в сравнително близкото минало, едва наскоро стана възможно да се научи какво може да прави всяко полукълбо самостоятелно. Обикновено мозъкът работи като едно цяло; информацията от едното полукълбо незабавно се предава на другото по протежение на широк сноп от нервни влакна, които ги свързват, което се нарича corpus callosum. При някои форми на епилепсия този свързващ мост може да създаде проблеми поради факта, че инициирането на припадъка от едното полукълбо преминава в другото и предизвиква масивно разреждане на неврони в него. В стремежа си да предотвратят такава генерализация на гърчовете при някои тежко болни епилептици, неврохирурзите започнаха да използват хирургическа дисекция на corpus callosum. При някои пациенти тази операция е успешна и намалява гърчовете. Там няма нежелани последствия: в ежедневието такива пациенти действат не по-зле от хората със свързани полукълба. Необходими бяха специални тестове, за да се установи как се отразява разделянето на двете полукълба умствена дейност. Преди да опишем следните експерименти, нека дадем малко допълнителна информация.

Субекти с разделен мозък. Както видяхме, моторните нерви сменят страните си, когато напуснат мозъка, така че лявото полукълбо на мозъка контролира дясната страна на тялото, а дясното полукълбо контролира лявото. Отбелязахме също, че зоната за производство на реч (зоната на Брока) се намира в лявото полукълбо. Когато погледът е насочен право напред, обектите, разположени вляво от точката на фиксиране, се проектират върху двете очи и информацията от тях отива в дясната страна на мозъка, а информацията за обектите вдясно от точката на фиксиране отива вляво страна на мозъка (фиг. 2.15). В резултат на това всяко полукълбо „вижда“ тази половина от зрителното поле, в която обикновено работи „неговата“ ръка; например лявото полукълбо вижда дясната ръка в дясната страна на зрителното поле. Обикновено информацията за стимули, получени в едното полукълбо на мозъка, незабавно се предава през corpus callosum към другото, така че мозъкът действа като едно цяло. Нека сега да видим какво се случва при човек с раздвоен мозък, тоест, когато калозното му тяло е прерязано и полукълбата не могат да комуникират помежду си.

Ориз. 2.15. Сензорни входове от две полукълба.Ако гледате право напред, тогава стимулите, разположени вляво от точката на фиксиране на погледа ви, отиват в дясното полукълбо, а стимулите вдясно от него отиват в лявото полукълбо. Лявото полукълбо контролира движенията на дясната ръка, а дясното полукълбо контролира движенията на лявата. Повечето от входните слухови сигнали отиват в противоположното полукълбо, но някои от тях също попадат от същата страна като ухото, което ги е чуло. Лявото полукълбо контролира устния и писмен език и математическите изчисления. Дясното полукълбо осигурява разбиране само на прост език; неговият Главна функциясвързани с пространствения дизайн и чувството за структура.

Роджър Спери е пионер в работата в тази област и е удостоен с Нобелова награда за своите изследвания в областта на неврологията през 1981 г. В един от неговите експерименти субект (който е претърпял операция за дисекция на мозъка) е бил пред екран, който покрива ръцете му (фиг. 2.16a). Субектът фиксира погледа си върху точка в центъра на екрана и от лявата страна на екрана върху много кратко време(0,1 s) беше представена думата „гайка“. Нека припомним, че такъв визуален сигнал отива до правилната странамозък, който контролира лявата страна на тялото. С лявата си ръка субектът лесно можеше да избере орех от купчина обекти, които бяха недостъпни за наблюдение. Но той не можеше да каже на експериментатора коя дума се появява на екрана, тъй като речта се контролира от лявото полукълбо и визуалният образ на думата „орех“ не се предава на това полукълбо. Пациентът с раздвоен мозък очевидно не е бил наясно какво прави лявата му ръка, когато е бил попитан за това. Тъй като сензорният вход от лявата ръка отива в дясното полукълбо, лявото полукълбо не получава никаква информация за това какво чувства или прави лявата ръка. Цялата информация отиде в дясното полукълбо, което получи първоначалния визуален сигнал на думата „орех“.

Ориз. 2.16. Тестване на способностите на двете полукълба на мозъка.а) Субект с раздвоен мозък намира правилно обект, като докосва обекти с лявата ръка, когато името на обекта е представено на дясното полукълбо, но не може да назове обекта или да опише какво прави.

б) Думата „шапка“ се появява на екрана, така че „шапка“ отива в дясното полукълбо, а „лента“ в лявото. Субектът отговаря, че вижда думата „лента“, но няма представа коя е тя.

в) Първо, на двете полукълба се представя списък с имена на познати предмети (включително думите „книга“ и „чаша“). След това дума от този списък („книга“) се представя на дясното полукълбо. По команда пациентът пише думата "книга" с лявата си ръка, но не може да отговори какво е написала лявата му ръка и произволно произнася: "чаша".

Важно е думата да се появява на екрана за не повече от 0,1 s. Ако това продължи по-дълго, пациентът има време да премести погледа си и тогава тази дума навлиза в лявото полукълбо. Ако субект с раздвоен мозък може да движи погледа си свободно, информацията се изпраща и до двете полукълба, което е една от причините, поради която изрязването на corpus callosum има малко влияние върху ежедневните дейности на пациента.

Допълнителни експерименти показаха, че пациентът с раздвоен мозък може да даде устен доклад само за това, което се случва в лявото полукълбо. На фиг. Фигура 2.16b показва друга експериментална ситуация. Думата „лента за шапка“ е проектирана така, че „лента за шапка“ пада върху дясното полукълбо, а „лента“ – върху лявото. На въпроса коя дума вижда, пациентът отговаря „лента“. На въпроса каква лента е той, той започва да прави всякакви предположения: „тиксо“, „пъстро тиксо“, „лента за магистрала“ и т.н. - и само случайно се досеща, че е „тиксо“. Експериментите с други словосъчетания показаха подобни резултати. Това, което се възприема от дясното полукълбо, не се предава на лявото полукълбо за осъзнаване. При дисекция corpus callosumвсяко полукълбо е безразлично към опита на другото.

Ако на тестов субект с раздвоен мозък се завържат очите и в лявата му ръка се постави познат за него предмет (гребен, четка за зъби, ключодържател), той ще може да го разпознае; той ще може например да демонстрира използването му с подходящи жестове. Но това, което субектът знае, той не може да изрази в реч. Ако, докато манипулирате този обект, го попитате какво се случва, той няма да каже нищо. Това ще се случи, докато всички сензорни сигнали от този обект към лявото (речево) полукълбо са блокирани. Но ако субектът случайно докосне този обект с дясната си ръка или обектът издаде характерен звук (например дрънкане на ключодържател), речевото полукълбо ще работи и ще бъде даден правилният отговор.

Въпреки че дясното полукълбо не участва в акта на говорене, то има някои езикови способности. То може да научи значението на думата „ядка“, която видяхме в първия пример, и „може“ да пише малко.

В експеримента, илюстриран на фиг. 2.16c, на субекта с раздвоен мозък първо се показва списък с обичайни предмети, като чаша, нож, книга и огледало. Показвайте достатъчно дълго, за да могат думите да се проектират в двете полукълба. След това списъкът се премахва и една от тези думи (напр. „книга“) се представя за кратко от лявата страна на екрана, така че да влезе в дясното полукълбо. Сега, ако субектът бъде помолен да напише какво е видял, лявата му ръка пише думата "книга". Когато го питат какво е написал, той не знае и назовава дума произволно от оригиналния списък. Той знае, че е написал нещо, защото усеща движенията на тялото си, докато пише. Но поради факта, че няма връзка между дясното полукълбо, което е видяло и написало думата, и лявото полукълбо, което контролира речта, субектът не може да каже какво е написал(Sperry, 1970, 1968; виж също Hellige, 1990, Gazzaniga, 1995).

Специализация на полукълба. Проучвания, проведени върху субекти с раздвоен мозък, показват, че полукълбата работят по различен начин. Лявото полукълбо контролира способността ни да се изразяваме чрез реч. Може да извършва сложни логически операции и има умения за математически изчисления. Дясното полукълбо разбира само най-простата реч. То може, например, да отговаря на прости съществителни, като избира от набор от обекти, да речем, гайка или гребен, но не разбира по-абстрактни езикови форми. Обикновено не реагира на прости команди като „мигай“, „кимни с глава“, „клати глава“ или „усмивни се“.

Дясното полукълбо обаче има силно развито чувство за пространство и структура. Той е по-добър от левия в създаването на геометрични и перспективни дизайни. Може да сглобява цветни блокове по сложен чертеж много по-добре от левия. Когато субектите с раздвоен мозък са помолени да сглобят блокове според картина с дясната си ръка, те правят много грешки. Понякога им е трудно да предпазят лявата си ръка от автоматично коригиране на грешки, направени от дясната им ръка.

< Рис. Исследования пациентов с расщепленным мозгом показывают, что каждое из полушарий специализируется на различных аспектах психического функционирования. В частности, правое полушарие превосходит левое в конструировании геометрических и перспективных рисунков, что послужило основой представления, что художники являются индивидуумами с сильно развитым «правым мозгом».>

Изследванията на нормални субекти изглежда потвърждават съществуването на различия в специализацията на полукълбата. Например, ако словесната информация (думи или безсмислени срички) се представя на кратки изблици на лявото полукълбо (т.е. в дясната част на зрителното поле), тогава тя се разпознава по-бързо и по-точно, отколкото когато се представя на дясното. Напротив, разпознаването на лица, емоционалните изражения на лицето, наклона на линиите или местоположението на точките става по-бързо, когато се представя на дясното полукълбо(Хелидж, 1990). Електроенцефалограмите (ЕЕГ) показват, че електрическата активност на лявото полукълбо се увеличава при решаване на вербални задачи, а активността на дясното полукълбо се увеличава при решаване на пространствени задачи.(Springer & Deutsch, 1989; Kosslyn, 1988).

От нашето обсъждане не трябва да правим заключение, че полукълбата работят независимо едно от друго. Точно обратното. Специализацията на полукълбата е различна, но те винаги работят заедно. Именно благодарение на тяхното взаимодействие това става възможно умствени процеси, много по-сложни и по-различни от тези, които съставляват специалния принос на всяко полукълбо поотделно. Както Леви отбеляза:

„Тези разлики са ясни от сравнение на приноса на всяко полукълбо към всички видове когнитивна дейност. Когато човек чете история, дясното полукълбо може да играе специална роля в декодирането на визуална информация, формирането на последователна структура на историята, оценяването на хумора и емоционалното съдържание, извличането на смисъл от минали асоциации и разбирането на метафорите. В същото време лявото полукълбо играе специална роля в разбирането на синтаксиса, превеждането на писмени думи в техните фонетични представяния и извличането на значение от сложни връзки между словесни понятия и синтактични форми. Но няма дейност, която да извършва или да допринася само едно полукълбо.“(Леви, 1985 г., стр. 44).

Реч и мозък

Много е научено за мозъчните механизми на речта чрез наблюдения на пациенти с мозъчни увреждания. Увреждането може да е резултат от тумор, проникващо нараняване на главата или разкъсване на кръвоносни съдове. Нарушенията на говора в резултат на увреждане на мозъка се наричат ​​афазия.

Както споменахме, през 1860 г. Брока забеляза, че увреждането на специфична област на левия фронтален лоб е свързано с нарушение на говора, наречено експресивна афазия(експресивна афазия). [ Най-пълната класификация различни формиафазията е разработена от A. R. Luria (виж: Психологически речник / Под редакцията на V. P. Zinchenko, B. G. Meshcheryakov. M .: Pedagogika-Press, 1996). -Забележка ред.] Пациентите с увреждане на областта на Broca имаха трудности при правилното произнасяне на думите и говорът им беше бавен и затруднен. Тяхната реч често е смислена, но съдържа само ключови думи. По правило съществителните имена имат форма за единствено число, а прилагателните, наречията, членовете и свързващите думи се пропускат. Такива хора обаче нямат затруднения с разбирането на говоримия и писмения език.

През 1874 г. немският изследовател Карл Вернике съобщава, че увреждането на друга част от кората (също в лявото полукълбо, но в темпоралния лоб) е свързано с нарушение на речта, наречено рецептивна афазия(рецептивна афазия). Хората с увреждане на тази област – зоната на Вернике – не могат да разбират думи; те чуват думите, но не знаят значението им.

Те лесно съставят поредици от думи, артикулират ги правилно, но използват думите неправилно и речта им като правило е безсмислена.

След като анализира тези нарушения, Вернике предлага модел за генериране и разбиране на речта. Въпреки че моделът е на 100 години, той като цяло е правилен. Използвайки това като основа, Норман Гешвинд разработи теория, известна като модела на Вернике-Гешвинд(Гешвинд, 1979). Според този модел зоната на Broca съхранява артикулационни кодове, които определят последователността от мускулни операции, необходими за произнасяне на дума. Когато тези кодове се предават в двигателната област, те активират мускулите на устните, езика и ларинкса в последователността, необходима за произнасяне на думата.

От друга страна, зоната на Вернике съхранява слухови кодове и значения на думите. За да се произнесе дадена дума, е необходимо да се активира нейният слухов код в зоната на Вернике и да се предаде по сноп влакна до зоната на Брока, където тя активира съответния артикулационен код. На свой ред артикулационният код се предава в двигателната зона, за да произнесе думата.

За да се разбере изречена от някого дума, тя трябва да бъде предадена от слуховата зона в зоната на Вернике, където за изречената дума съществува нейният еквивалент – слуховият код, който от своя страна активира значението на думата. Когато се представя писмена дума, тя първо се регистрира от зрителната област и след това се предава на ъгловата извивка, чрез която визуалната форма на думата се свързва с нейния слухов код в зоната на Вернике; Когато се намери слуховият код на една дума, се намира и нейното значение. Така значенията на думите се съхраняват заедно с техните акустични кодове в зоната на Вернике. Областта на Broca съхранява артикулационни кодове и чрез ъгловата извивка писмената дума се съпоставя с нейния слухов код; нито една от тези две зони обаче не съдържа информация само за значението на думата. [ Стойността се съхранява заедно с акустичния код. -Забележка ред.] Значението на една дума се възпроизвежда само когато нейният акустичен код е активиран в зоната на Вернике.

Този модел обяснява много говорни нарушения при афазия. Увреждането, ограничено до зоната на Broca, причинява увреждане на речта, но има по-малко въздействие върху разбирането на писмения и говоримия език. Увреждането на зоната на Вернике води до нарушаване на всички компоненти на разбирането на речта, но не пречи на човек да произнася думите ясно (тъй като зоната на Брока не е засегната), въпреки че речта ще бъде безсмислена. Според модела индивидите с увреждане на ъгловия гирус няма да могат да четат, но ще могат да разбират говоримия език и да говорят сами. И накрая, ако само слуховата област е повредена, човекът ще може да говори и чете нормално, но няма да може да разбира говоримия език.

Моделът на Wernicke-Geschwind не се прилага за всички налични данни. Например, когато говорните области на мозъка са електрически стимулирани по време на неврохирургия, възприемането на речта и производствените функции могат да бъдат прекъснати, когато е засегната само една област от областта. От това следва, че в някои области на мозъка може да има механизми, включени както в генерирането, така и в разбирането на речта. Все още сме далеч от перфектния модел на човешката реч, но поне знаем, че някои речеви функции имат ясна мозъчна локализация(Hellige, 1994; Geschwind & Galaburda, 1987).

Автономна нервна система

Както отбелязахме по-горе, периферната нервна система включва две части. Соматична системаконтролира скелетните мускули и получава информация от мускулите, кожата и различни рецептори. Вегетативната система контролира жлезите и гладката мускулатура, включително сърдечния мускул, кръвоносните съдове и стените на стомаха и червата. Тези мускули се наричат ​​"гладки", защото така изглеждат под микроскоп (скелетните мускули, от друга страна, изглеждат набраздени). Вегетативната нервна система е наречена така, защото повечето от дейностите, които контролира, са автономни или саморегулиращи се (като храносмилане или кръвообращение) и продължават дори когато човек спи или е в безсъзнание.

Вегетативната нервна система има два отдела - симпатиков и парасимпатиков, чиито действия често са антагонистични. На фиг. Фигура 2.17 показва противоположните влияния на тези две системи върху различни органи. Например двойка симпатикова системасвива зеницата на окото, стимулира отделянето на слюнка и забавя сърдечния ритъм; симпатиковата система във всички тези случаи действа обратно. Нормалното състояние на тялото (нещо средно между прекомерна възбуда и вегетативна растителност) се поддържа чрез балансиране на тези две системи.

Ориз. 2.17. Двигателни влакна на автономната нервна система.На тази снимка симпатиковият дял е показан отдясно, а парасимпатиковият дял е показан отляво. Плътните линии показват преганглионарни влакна, пунктираните линии показват постганглионарни влакна. Симпатиковите неврони произхождат от гръдния и лумбалния гръбначен мозък; те образуват синаптични връзки с ганглии, разположени непосредствено извън гръбначния мозък. Невроните на парасимпатиковия отдел излизат от мозъчния ствол в областта на продълговатия мозък и от долния (сакрален) край на гръбначния мозък; те се свързват с ганглии, разположени в близост до стимулираните органи. Повечето вътрешни органи получават инервация от двете секции, чиито функции са противоположни.

Симпатиковият отдел действа като единна единица. Когато е емоционално възбуден, той едновременно ускорява сърцето и разширява артериите. скелетни мускулии сърцето, притиска артериите на кожата и храносмилателните органи и предизвиква изпотяване. Освен това активира някои ендокринни жлези, освобождавайки хормони, които допълнително повишават възбудата.

За разлика от симпатиковия, парасимпатиковият отдел засяга отделни органи, а не наведнъж. Ако за симпатиковата система можем да кажем, че тя доминира по време на интензивна дейност и в състояние на възбуда, то за парасимпатиковата система може да се каже, че тя доминира в състояние на покой. Последният участва в храносмилането и като цяло поддържа функциите за запазване и защита на ресурсите на тялото.

Въпреки че симпатичен и парасимпатикова системаобикновено са антагонисти, има някои изключения от това правило. Например, въпреки че симпатиковата система доминира в състояния на страх и възбуда, когато страхът е много силен, може да възникне не толкова необичаен парасимпатиков ефект, като неволни движения на червата. Пикочен мехурили червата. Друг пример е пълен полов акт при мъже, при който ерекцията (парасимпатиково действие) е последвано от еякулация (симпатиково действие). Така, въпреки че действието на тези две системи често е противоположно, между тях има сложно взаимодействие.