Как устроен спинной мозг человека, где находится и как он функционирует? Если кратко — это основной орган ЦНС. С его помощью сигналы с периферии поступают в центральную часть, и обратно. Анатомия его довольно сложная, имеет в строении множество нервных окончаний, веществ и оболочек. Чтобы лучше изучить особенности и роль, которые выполняет данный орган, предлагаем оставаться с нами и читать статью.
[ Скрыть ]
Анатомические особенности
Довольно толстый жгут, имеющий белый цвет, расположенный в канале позвоночника — это и есть спинной мозг человека. В диаметре он равен величине порядка 1-1,5 см, а длина едва не достигает полуметра (до 45 см). Весит этот орган порядка 38 г.
Узкий позвоночный канал — это не только место расположения важного органа, но также и его защита. Сердцевина органа состоит из вещества серого цвета. Его охватывает субстанция белого тона, она же покрыта защитными и питающими сердцевину оболочками. Таков общий план строения спинного мозга.
Топография
Строение и функции спинного мозга довольно непросты. Ее подробно изучают студенты-нейрохирурги. Специалисты очень скрупулёзно рассматривают и развитие спинного мозга. Обывателей же интересует вопрос о том, что такое его топография и знакомство с ведущей ролью этого органа.
Так, довольно просто описать суть и цели, которым служит данный орган. Шейный отдел спинного мозга на уровне затылка в районе отверстия переходит в мозжечок. Спинной мозг заканчивается на уровне первых 2-х поясничных позвонков. Конус спинного мозга находится там, где расположена пара позвонков в зоне поясницы. Дальше — всем известная «терминальная нить».
Но этот фрагмент считается атрофированным. Его именуют «концевая» область. По всей окружности нити распределены нервные окончания, которые называют «корешки». Концевая нить снабжена веществом, содержащим малую долю ткани нервной системы. А вот внешняя часть даже похожей тканью не оснащена.
Топография органа включает пару утолщений там, где выходят иннервирующие отростки (шейное утолщение спинного мозга и поясничное). Внешняя и задняя поверхности жгута разделены щелками, именуемыми «срединными». Та, что спереди, более глубокая, задняя — сглаженная.
Внешнее строение
Общее строение спинного мозга предполагает его разделение на ряд поверхностей: задняя, передняя и две боковые. Спинномозговой жгут имеет неярко выраженные борозды на поверхности сбоку. Они расположены продольно, а от борозд идут нервы. Их еще именуют «корешки». В зоне поясницы вместе с терминальной нитью они образуют хвост, который принято называть конским. Борозды разделяют половину этого жгута на следующие структуры:
- переднюю;
- боковую;
- заднюю (канатики).
Борозды спинного мозга распространяются по каналу. Корешки распределяются на передние – они образованны эфферентными нейронами, и задние, созданные посредством афферентных нейронов. Их тела сходятся в узелок. Корешки объединяются и образуют нерв. Так, со всех сторон жгута находится свыше 30 окончаний нервов, формирующие ровно столько же пар. Таково внешнее строение спинного мозга.
Анатомически он состоит из веществ 2 типов: белого и серого. Первое — это отростки нейронного типа, а серое — их тела.
Белое вещество
Все канатики полностью выполнены из белого вещества спинного мозга. Они состоят из нервных волокон продольного типа. Эти нити сходятся, формируя своеобразные проводники. Соотносясь с функциональным назначением, волокна подразделяют на 3 вида:
- двигательные;
- ассоциативные;
- чувствительные.
Первые представлены короткими пучками и объединяют все части в единую систему. Вторые — называются восходящими. Они подают сигналы центрам. Третьи – нисходящие. Они дают сигналы от центральных структур к участкам рогов.
Серое вещество
Оно структурно напоминает сгруппированные продольные пластины, состоящие из однородных нейронов. В нем находятся не только нейронные тела, но и из нейропиля, клетки глиальные и капилляры. По всему позвоночнику оно образует 2 столбовых типа, слева и справа. Они соединяются серыми спайками.
В передних рогах помещаются нейроны наиболее крупного размера. Они формируют двигательные ядра спинного мозга и нейроны тормозные. Строение серого вещества рогов заднего плана неодинаково. В таковом есть огромное число нейронов вставочного типа.
Боковые рога спинного мозга наполняют центры ВНС, расширения зрачка, базисы иннервации пищеварительной системы и других важных органов человеческого организма. В ядре серого вещества спинного мозга есть канал, который нейрохирурги именуют «центральным». Он наполнен ликвором. У совершеннолетних в некоторых местах он заполнен ликвором, а где-то находится в заросшем состоянии.
Оболочки
Анатомия спинного мозга описывает оболочки спинного мозга:
- сосудистая мягкая;
- твердая;
- бессосудистая или паутинная.
Характеристика 1 оболочки следующая: мягкая, пронизана сосудами, нервами. Ее окутывает бессосудистая часть. Тут есть некоторое пространство, называемое «подпаутинное». В эту нишу оттекает ликвор, образующийся в одной из систем. Последняя оболочка представлена соединительной тканью, она прочна и гибка. Оболочки спинного и головного мозга идентичны и представляют собой единую структуру.
Строение сегментарное
Сегмент спинного мозга — это отрезок жгута вместе со связанными нервами. Морфологически разделения одного сегмента спинного мозга от другого нет. Оно исключительно функционально. Каждый из сегментов иннервирует какой-либо район. Обозначение сегментов спинного мозга представлено буквенно-цифровыми индексами, ориентирующими на часть позвоночного жгута и содержащие номера сегментов.
Спинномозговой жгут состоит из порядка 33 сегментов. Сегменты спинного мозга имеют по 4 корешка, по паре передних и задних. Столб позвоночника существенно длиннее жгута, поэтому следует помнить, что сегменты пронумерованы не аналогично нумерации позвонков. Любой нерв состоит из двигательно-чувствительных корешков. Они пучками выходят из этого жгута к отверстиям между позвонками.
Нервное окончание, расположенное сзади, формирует ганглий и сливается с нервным окончанием спереди. При этом образуется смешанный нерв, который разделен на веточки:
- Оболочечная ветка иннервирует, сообразуясь с характером оболочки спинного мозга и канальной стенкой.
- Спинная — кожный покров на соответствующих участках, а также глубокие мышечные ткани.
- Соединительнотканная ветка является связующим звеном между жгутом и ганглиями.
- Брюшная ветвь отвечает за иннервацию конечностей, боковых поверхностей тела и ткани брюшной части тела.
Кровоснабжение
Жгут снабжается кровью с помощью прилегающих к нему артерий. Посредством слияния ветвей позвоночных артерий, образована передняя артерия. Она призвана располагаться вдоль передней щели жгута. Кровоснабжение спинного мозга обеспечивают и находящиеся там артерии. Они находятся сзади от жгута.
Соединяются они с шеей и артериями, которые именуются «задними межреберными, поясничными и боковыми крестцовыми артериями». Между ними имеется сеть анастомозов, благодаря чему жгут буквально опутан ветками артерий. Для кровоснабжения спинного мозга помимо артерий нужны вены, которые также обеспечивают отток крови.
Функции и роль в организме
На долю спинного мозга человека приходится 2 главные функции: одна нормализует связку мозг-тело. Она – рефлекторная, приводит все в действие не без участия воли. Вторая проводит импульсы к основному мозгу по восходящей, и передает их обратно от него. За эту деятельность отвечают нисходящие или эфферентные проводящие пути спинного мозга.
Восходящие пути спинного мозга представлены трактами:
- спиноталамическими;
- спинномозжечковыми;
- клиновидным и тонким пучками.
Пирамидные тракты, вестибулоспинальный, тектоспинальный и красноядерно-спинальный пути относят к особым эфферентным путям.
Функция рефлекторная нацелена на сохранение позы (рефлексы положения), на способность последовательно чередовать действия (двигательные программы), например, шагание. Данная функция также обеспечивает рефлекторный защитный механизм (быстрое устранение конечностей от горячих предметов).
Вегетативные рефлексы спинного мозга являются управляющими сигналами, обеспечивающими бесперебойную работу внутренних органов. Миоматическике рефлексы призваны обеспечивать сократительную активность мышц в ответ на их расжгутение.
Анатомия и физиология спинного мозга — это целая область знаний, описывающая его строение и особенности функционирования. Она помогает понять насколько важен орган и как связан спинной и головной мозг. Благодаря этому описанию, люди получают необходимые представления о важном органе.
Видео «Анатомия и физиология человека»
Из этого видео Вы узнаете о биологическом строении органа.
ЧАТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Общий план строения нервной системы
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА (ЦНС)
Спинной мозг
Строение. Характеризуется выраженным сегментарным строением. Спинной мозг принято разделять на несколько отделов: шейный, грудной, поясничный и крестцовый, каждый из которых содержит по несколько сегментов. От каждого спинномозгового сегмента отходят две пары вентральных (передних) и дорсальных (задних) корешков. Дорсальные корешки формируют афферентные входы спинного мозга и образованы центральными отростками волокон афферентных нейронов, тела которых находятся в спинномозговых ганглиях. Вентральные корешки формируют эфферентные выходы спинного мозга, в них проходят аксоны мотонейронов, а также преганглионарных нейронов вегетативной нервной системы.
Нейроны спинномозговых ганглиев относятся к псевдоуниполярным, т.к. в эмбриональном периоде первичные афферентные нейроны происходят от биполярных клеток, отростки которых затем сливаются. После бифуркации отростки чувствительного нейрона идут: центральный – в спинной мозг через задний корешок, а периферический – в различные соматические и висцеральные нервы, подходящие к рецепторным образованиям кожи, мышц и внутренних органов. Тела чувствительных нейронов не имеют дендритов и не получают синаптических входов.
На поперечном разрезе мозга выделяется центрально расположенное серое вещество – это тела нейронов, и окаймляющее его белое вещество , образованное нервными волокнами. В сером веществе различают вентральные и дорсальные рога, между которыми расположена промежуточная зона. В грудных сегментах есть ещё и боковые выпячивания серого вещества боковые рога.
В сером веществе расположены нейроны трёх основных групп:
Эфферентные, или мотонейроны;
Вставочные;
Нейроны восходящих трактов.
Мотонейроны сосредоточены в передних рогах, где они образуют специфические ядра, все клетки которых посылают свои аксоны к определённой мышце. Каждое двигательное ядро обычно тянется на несколько сегментов. Мотонероны делятся на две группы – α- и γ-. Αльфа-мотонейроны иннервируют волокна скелетной мускулатуры, обеспечивая мышечные сокращения. Γамма-мотонейроны иннервируют рецепторы растяжения. Благодаря сочетанной активации этих нейронов рецепторы растяжения могут активироваться не только во время растяжения мышц, но и при их сокращении.
В промежуточной зоне расположены ядра вставочных нейронов, их аксоны распространяются как внутри сегмента, так и в ближайшие соседние сегменты. К числу промежуточных нейронов относятся и клетки Реншоу (тормозные вставочные нейроны), получающие возбуждение от афферентных волокон мышечных рецепторов.
Нейроны восходящих трактов также целиком находятся в пределах ЦНС.
Проводящие пути спинного мозга. В спинном мозге имеется целый ряд нейронов, дающих начало длинным восходящим путям к различным структурам головного мозга. В спинной мозг поступает и большое количество нисходящих трактов, образованных аксонами нервных клеток, локализующихся в коре больших полушарий, в среднем и продолговатом мозге. Все эти проекции наряду с путями, связывающими клетки различных спинальных сегментов, образуют систему проводящих путей, сформированных в виде белого вещества, где каждый тракт занимает вполне определённое место.
Восходящие пути (чувствительные) :
- задние рога – тонкий и клиновидный пучки – тактильная чувствительность, чувство положения тела, пассивных движений и вибрации;
- боковые рога : дорсолатеральный и дорсальный спиноталамический – пути болевой и температурной чувствительности,
дорсальный и вентральный спиномозжечковые – импульсы от проприорецепторов мышц, сухожилий, связок, чувство давления и прикосновения из кожи,
спинотектальный – сенсорные пути зрительно-двигательных рефлексов и болевой чувствительности;
- передние рога – вентральный спиноталамический – тактильная чувствительность.
Нисходящие пути (двигательные):
- боковые рога : латеральный кортико-спинальный (пирамидный) – импульсы к скелетным мышцам. Произвольные движения;
руброспинальный – импульсы, поддерживающие тонус скелетных мышц,
дорсальный вестибулоспинальный – импульсы, обеспечивающие поддержание позы и равновесия тела;
- передние рога : ретикулоспинальный – импульсы, поддерживающие тонус скелетных мышц,
вентральный вестибулоспинальный – поддержание позы и равновесия тела,
тектоспинальный – осуществление зрительных и слуховых двигательных рефлексов (рефлексов четверохолмия),
вентральный кортико-спинальный (пирамидный) – к скелетным мышцам, произвольные движения.
Рефлекторная деятельность спинного мозга.
В спинном мозге замыкается огромное количество рефлекторных дуг, с помощью которых регулируются как соматические, так и вегетативные функции организма. Некоторые из этих рефлексов могут сохраняться и после перерезки спинного мозга, т.е. нарушении его связи с головным мозгом – это собственные рефлексы спинного мозга, они сохраняются в ослабленном состоянии из-за развития спинального шока. Но большинство рефлексов спинного мозга находятся под контролем головного мозга.
Сухожильные рефлексы и рефлексы растяжения (миостатические) – моносинаптические рефлексы, с коротким временем рефлекса. Рефлексы растяжения вызываются растяжением той же мышцы, которая развивает рефлекторное сокращение. Сухожильные рефлексы легко вызываются с помощью короткого удара по сухожилию: коленный, ахиллов – разгибательные, локтевой, мышц нижней челюсти – сгибательные.
Сгибательные рефлексы, направленные на избежание различных повреждающих воздействий – полисинаптические, возникают при раздражении болевых рецепторов кожи, мышц и внутренних органов.
Перекрёстные разгибательные рефлексы – возникают при иррадиации возбуждения и вовлечении в реакцию мышц–антагонистов.
Ритмические и позные рефлексы, или рефлексы положения : чесательный, потирательный, поддержания позы лёжа, сидя, стоя, шейные тонические рефлексы положения (рецептивное поле – проприорецепторы мышц шеи и фасций) – полисинаптические.
Вегетативные рефлексы – осуществляются при участии расположенных в боковых и вентральных рогах преганглионарных нейронов вегетативной нервной системы. Аксоны этих нейронов покидают спинной мозг через передние корешки и заканчиваются на клетках симпатических и парасимпатических вегетативных ганглиев. Ганглионарные нейроны посылают импульсы к клеткам различных внутренних органов. К ним относятся сосудодвигательные, мочеиспускательный, дефекационный рефлексы, рефлексы эрекции и эякуляции.
Головной мозг
Головной мозг функционально делится на пять отделов:
Задний мозг – продолговатый мозг и варолиев мост;
Средний мозг;
Мозжечок;
Промежуточный мозг – таламус и гипоталамус;
Передний мозг – подкорковые ядра и кора больших полушарий.
Задний и средний мозг входят в состав стволовой части головного мозга.
Задний мозг
1. Продолговатый мозг
Строение. Задний мозг является продолжением спинного мозга. Серое вещество спинного мозга переходит в серое вещество продолговатого мозга и сохраняет черты сегментарного строения. Однако основная часть серого вещества распределена по всему объему заднего мозга в виде обособленных ядер , разделенных белым веществом. В нём находятся ядра 5-12 пар черепно-мозговых нервов, часть из которых иннервирует лицевую и глазодвигательную мускулатуры. В задний мозг поступает афферентная информация от вестибулярных и слуховых рецепторов, кожи и мышц головы, внутренних органов.
Черепные нервы функционально делятся на чувствительные, смешанные и двигательные.
В мосту расположены ядра тройничного (5 пара), отводящего (6 пара), лицевого (7 пара) нервов.
Тройничный и лицевой нервы являются смешанными. Тройничный нерв проводит импульсы от рецепторов кожи лица, теменной и височной областей, конъюнктивы, слизистой носа, надкостницы костей черепа, зубов, твёрдой мозговой оболочки и языка, иннервирует жевательные мышцы, мышцы нёбной занавески и мышцу барабанной перепонки.
Лицевой – импульсы от вкусовых рецепторов передней части языка, иннервирует мимическую мускулатуру.
Отводящий – двигательный нерв, иннервирует наружную мышцу глаза.
От продолговатого мозга отходят 8-12 пары черепных нервов:
- 8 пара – чувствительные нервы: вестибулярная и слуховая ветви – воспринимают импульсы от спирального органа улитки и полукружных каналов, оканчиваются в слуховых ядрах и вестибулярных ядрах продолговатого мозга, часть волокон вестибулярного нерва направляется в мозжечок;
- 9 и 10 пары – языкоглоточный и блуждающий нерв – смешанные, ядра данных нервов воспринимают импульсы, идущие от рецепторов языка, слюнных желёз, гортани, трахеи, пищевода, органов грудной и брюшной полости, и иннервируют те же самые органы;
- 11 и 12 пары – добавочный и подъязычный – двигательные, иннервируют мускулатуру языка и мышцы, осуществляющие движение головы.
Нейронная организация: В пределах ядер заднего мозга располагаются мотонейроны, вставочные нейроны, нейроны восходящих и нисходящих проводящих путей, первичные афферентные волокна, восходящие и нисходящие проводящие волокна.
В средней части продолговатого мозга и моста, а также среднего и продолговатого мозга проходит ретикулярная формация – диффузная сеть нервных клеток. Клетки ретикулярной формации являются началом как восходящих, так и нисходящих путей. Нейроны ретикулярной формации тесно контактируют со спиномозговыми нейронами спиноретикулярного тракта и нейронами подкорковых ядер и коры.
Рефлекторная деятельность. Задний мозг является жизненно важным отделом нервной системы, где замыкаются дуги целого ряда соматических и вегетативных рефлексов.
Соматические рефлекторные реакции:
1. Рефлексы поддержания позы – статические и статокинетические .
Статические рефлексы направлены на поддержание позы в неподвижном состоянии, делятся на рефлексыположения (изменение тонуса мышц при изменении положения тела в пространстве) и рефлексы выпрямления (приводят к восстановлению естественной для данного животного позы в случае её изменения).
Статокинетические – направлены на сохранение позы и ориентацию в пространстве при изменении скорости движения (крутой поворот, торможение, ускорение).
2. Рефлексы, обеспечивающие восприятие, обработку и проглатывание пищи. Это пищевые двигательные рефлексы . Характерным для них является связь между собой, это так называемые цепные рефлексы.
Вегетативные рефлекторные реакции : в заднем мозге локализованы преганглионарные эфферентные нейроны парасимпатического отдела ВНС, аксоны которых поступают в периферические вегетативные ганглии. Основные вегетативные ядра входят в систему блуждающего нерва. Ядра заднего мозга осуществляют рефлекторный контроль дыхания, деятельности сердца, тонуса сосудов, деятельности пищеварительных желёз.
Неспецифические нисходящие и восходящие влияния . Раздражение зоны ретикулярной формации продолговатого мозга вызывает угнетение всех спинальных двигательных реакций независимо от того, связаны ли они с вовлечением в реакцию мышц-сгибателей или мышц-разгибателей – неспецифический тормозящий центр . На кору больших полушарий ретикулярная формация оказывает активирующее влияние, поддерживая её тонус.
Средний мозг
Средний мозг расположен кпереди от мозжечка и варолиева моста в виде толстостенной массы, пронизанной узким центральным каналом (сильвиев водопровод), соединяющим полость третьего мозгового желудочка (в промежуточном мозгу) с четвертым (в продолговатом мозгу).
Строение. Средний мозг анатомически состоит из двух основных компонентов: крышки мозга (дорсальный отдел) и ножек мозга (вентрального отдела). От среднего мозга отходят 3 (глазодвигательный ) и 4 (блоковый ) пары черепных нервов, которые иннервируют мышцы глаза.
Нейронная организация. Выделяют скопления нервных клеток: «черную субстанцию» (нейроны богаты пигментом – меланином), четверохолмие, красное ядро. В среднем мозге также продолжается ретикулярная формация. Через средний мозг проходят восходящие пути к таламусу и мозжечку и нисходящие из коры больших полушарий, полосатого тела, гипоталамуса.
Спинной мозг выполняет проводниковую и рефлекторную функции.
Проводниковая функция осуществляется за счет восходящих и нисходящих путей, проходящих в белом веществе спинного мозга. Они связывают отдельные сегменты спинного мозга друг с другом, а также с головным мозгом.
Рефлекторная функция осуществляется посредством безусловных рефлексов, замыкающихся на уровне определенных сегментов спинного мозга и отвечающих за простейшие приспособительные реакции. Шейные сегменты спинного мозга (СЗ – С5) иннервируют движения диафрагмы, грудные (Т1 – Т12) – наружных и внутренних межреберных мышц; шейные (С5 – С8) и грудные (Т1 – Т2) являются центрами движения верхних конечностей, поясничные (L2 – L4) и крестцовые (S1 – S2) – центрами движения нижних конечностей.
Кроме этого, спинной мозг участвует в осуществлении вегетативных рефлексов – ответной реакции внутренних органов на раздражение висцеральных и соматических рецепторов. Вегетативные центры спинного мозга, расположенные в боковых рогах, участвуют в регуляции кровяного давления, деятельности сердца, секреции и моторики пищеварительного тракта и функции мочеполовой системы.
В пояснично-крестцовом отделе спинного мозга находится центр дефекации, из которого по парасимпатическим волокнам в составе тазового нерва поступают импульсы, усиливающие моторику прямой кишки и обеспечивающие управляемый акт дефекации. Произвольный акт дефекации совершается за счет нисходящих влияний головного мозга на спинальный центр. Во II-IV крестцовых сегментах спинного мозга находится рефлекторный центр мочеиспускания, обеспечивающий управляемое отделение мочи. Головной мозг осуществляет контроль за мочеиспусканием и обеспечивает сто произвольность. У новорожденного ребенка мочеиспускание и дефекация являются непроизвольными актами, и лишь по мере созревания регулирующей функции коры головного мозга становятся произвольно управляемыми (обычно это происходит в первые 2–3 года жизни ребенка).
Головной мозг – важнейший отдел ЦНС – окружен мозговыми оболочками и расположен в полости черепа. Он состоит из ствола мозга : продолговатого мозга, моста, мозжечка, среднего мозга, промежуточного мозга, и так называемого конечного мозга, состоящего из подкорковых, или базальных, ганглиев и больших полушарий (рис. 11.4). Верхняя поверхность головного мозга по форме соответствует внутренней вогнутой поверхности свода черепа, нижняя поверхность (основание головного мозга) имеет сложный рельеф, соответствующий черепным ямкам внутреннего основания черепа.
Рис. 11.4.
Мозг интенсивно формируется на протяжении эмбриогенеза, его основные части выделяются уже к 3-му месяцу внутриутробного развития, а к 5-му месяцу хорошо заметны основные борозды больших полушарий. У новорожденного масса головного мозга составляет около 400 г, его соотношение с массой тела значительно отличается от взрослого – он составляет 1/8 массы тела, тогда как у взрослого – 1/40. Наиболее интенсивный период роста и развития головного мозга человека приходится на период раннего детства, затем темпы его роста несколько снижаются, но продолжают оставаться высокими до 6-7 лет, к этому времени масса мозга достигает уже 4/5 массы мозга взрослого. Окончательное созревание головного мозга заканчивается только к 17–20 годам, его масса увеличивается по сравнению с новорожденными в 4–5 раз и составляет в среднем у мужчин 1400 г, а у женщин – 1260 г (масса мозга взрослого человека колеблется от 1100 до 2000 г). Длина головного мозга у взрослого человека составляет 160–180 мм, а поперечник – до 140 мм. В дальнейшем масса и объем головного мозга остаются максимальными и постоянными для каждого человека. Интересно, что масса мозга не корреллирует прямым образом с умственными способностями человека, однако при снижении массы мозга ниже 1000 г закономерным является снижение интеллекта.
Изменения размеров, формы и массы мозга в процессе развития сопровождается изменением его внутренней структуры. Усложняется строение нейронов, форма межнейронных связей, становятся четко разграниченными белое и серое вещество, формируются различные проводящие пути головного мозга.
Развитие мозга, как и других систем, идет гетерохронно (неравномерно). Раньше других созревают те структуры, от которых зависит нормальная жизнедеятельность организма на данном возрастном этапе. Функциональной полноценности достигают вначале стволовые, подкорковые и корковые структуры, регулирующие вегетативные функции организма. Эти отделы по своему развитию приближаются к мозгу взрослого человека уже к 2-4 годам.
Торможение - активный процесс задержки деятельности органа. В ЦНС всегда 2 процесса - торможение(координационное значение, ограничительное(регуляция потока чувствительной информации), охранительное(оно предупреждает нейроны от перевозбуждения)) и возбуждение. Открытие торможение связано с работой Сеченова. Он наложил в область таламуса NaCl (заторможено)
Гольц При погружении лапки в кислоту и сдавлении передней лапки- отдергивание.
Шеррингтон - рецепторное торможение.
Классификация торможения-
- Первичное торможение -специализированное тормозные нейроны со специальными медиаторами(ГАМК, глицин) а- постсинаптическое б-пресинаптическое
- Вторичное торможение - в возбуждающих синапсах в определенном состоянии а)пессимальное б)после возбуждения
Тормозные нейроны не отличаются от других. Аксоны их образуют тормозной синапс и по окончанию аксона содержат специфические медиаторы - ГАМК и глицин. Аксоны тормозных нейронов заканчиваются на аксоне возбуждающего-аксо-аксональный синапс(пресинаптическое торможение)
ГАМК(рецептор А-Cl, B-К, С-Сl) сетчатка, гиппокамп, новая кора
При возбуждении тормозного нейрона будет выделятся ГАМК, если она взаимодействует с А рецептором мембрана гиперполяризуется
Мышечное сокращение
Одиночный импульс - 1) латентный период 2)фаза укорочения 3)фаза расслабление(уменьшение кальция и отсоединение головки миозина от актиновых филаментов). Суммация - полная(гладкий тетанус), неполная(зубчатый тетанус).
Та максимальная частота, которая вызывает наилучший гладкий тетанус - оптимум.
Изотонический режим(напряжение постоянно, длина меняется)
Изометрический режим(напряжение изменяется, длина не меняется)
Постсинаптическое торможение - специальные тормозные нейроны-специальные тормозные синапсы.
Гиперполяризация уменьшит чувствительность мембраны. Где выделяется глицин, там есть Cl-каналы. Cl вызывает гиперполяризацию. Нейроны вызывают торможение. Лекарственные препараты усиливают действие торможения(бензодиазепины). Процесс гиперполяризации будет более длительным. Таким действием обладают барбитураты и алкоголь.
Пресинаптическое торможение. Тормозной нейрон образует минапс с аксоном тормозного нейрона. Аксоаксональный синапс. Если выделится ГАМК то рецепторы типа И увеличивают проницаемость К. К гиперполярмзует мембрану, уменьшает проницаемость для ионов Ca. Пресинаптическое торможение блокирует действие к возбуждающему синапсу. И гипер и де поляризация блокирует Ca каналы.
Вторичное торможение - пессимальное, в след за возбуждением.
Пессимальное при увеличении потока возбуждающих импульсов выделяется большое количество медиатора например ацетилхолина, который холинэстераза не успевает разрушать. Это приводит к стойкой деполяризации и к понижению чувствительности. Торможение в след за возбуждением в том случае, если формируется длит «+» следовой потенциал. Связан с усиление выхода ионов К после возбуждения К выходит и усиливает + заряд на мембране - гиперполяризация.
Координация рефлексов
Согласованное взаимодействие нервных центров и нервных процессов, которое обеспечивает более значимых рефлексов в данный рецепторный момент торможения блокируется либо сгибатель, либо разгибатель. Конвергенция, иррадиация, механизм обратной связи, явление доминанты.
Конвергенция - слияние возбуждений и сосредоточение на группе нейронов(принцип суммации)
Сенсорная конвергенция - конвергенция возбуждается от различных рецепторов. Мультибиологическая конвергенция - один и тот же рецептор воспринимает сигналы разных раздражителей.
Процесс иррадиации - захват большого числа нервных центров
Рецепторное торможение - один центр возбуждается, другой затормаживается (сгибатели/разгибатели)
Механизм обратной связи - возникает с исполнительных органов, движение контролируется импульсами.
Доминанта - понятие ввел Ухтомский(доминанта одного центра над др.) Акт глотания, фантомные боли
Физиология спинного мозга
Распологается в позвоночном канале, окружен спинномозговой жидкостью. Верхняя граница чуть выше большого затылочного отверстия, где спинной мозг граничит с продолговатым. Нижняя граница соответствует 12 грудному или 1ому поясничному позвонку. Спинной мозг -31-33 сегмента. 8шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, 1-3 копчиковых. От каждого сегмента спинного мозга отходят 2 пары спинальных нервов, которые образуют 2 пары корешков. 2 утолщения - шейное(С4-Т2) , поясничное 10-12T. Ниже расположен конский хвост. Спинномозговые нервы связаны с определенными сегментами тела. Есть зоны перекрытия иннервации. Из-за этого только при повреждении 3х сегментов потеря иннервации. Серое вещество - бабочка.
См.тетрадь. Спинному мозгу присуща рефлекторная функция и проводниковая.
Рефлексы - двигательные(тонические), локомоторные(перемещение тела в пространстве), вегетативные. Работа сегментов спинного мозга контролируется надсегментарными центрами.
Структура нервно - мышечного волокна - волокна с ядерной сумкой и с ядерной цепочкой(области не способные к сокращению).
Рефлекс на растяжение - миотатический рефлекс.
Мышечные веретена информируют нас о степени сокращения мышцы, о скорости. Волокна с ядерной сумкой - быстрое изменение длины, яд. Цепочкой - медленное.
Альфа эфферентные волокна в выполнении точных движений, моторные - тонус мышц.
Сухожильные рефлексы-
Торможение в спинном мозге
Для осуществления спинальных эффектов очень важен процесс торможения. Это координация спин. Рефлексов, регуляция уровня возбудимости моторных нейронов. Прямое - интернейронное -обеспечивает согласованную работу центров антогонистов(сгибатели-разгибатели), предотвращает растяжение. Непрямое - возникает в альфа нейронах. Образует коллатерали с клетками реншоу. Клетка Реншоу образует тормозной синапс на альфа нейронах. Процесс саморегуляции альфа моторных нейронов. Пресинаптическое торможение с помощью аксо-аксональных синапсов.
Проводниковая функция -
Восходящие пути -
- Тонкий пучок Голля - от нижней части тела - проприорецепторы сухожилий и мышц, часть тактильных рецепторов кожи, висцерорецепторы
- Клиновидный пучок Бурдаха - от кожи верхней части тела
- Латеральный спиноталамический тракт - болевая и температурная чуствительность
- Вентральный спино-таламический - тактильная чуствительность
- Дорсальный спино-мозжечковый тракт Флексинга- дважды перекрещенный - проприорецепторы
- Вентральный спино-мозжечковый тракт Товерса- проприорецепторы
Нисходящие пути -
- Латеральный кортико-спинальный пирамидный тракт - перекрест в продолговатом мозге, мотонейроны передних рогов спинного мозга, двигательные команды. Спинальный паралич
- Прямой передний кортикоспинальный пирамидный тракт -перекрест на уровне сегментов, команды как у латерал. Тракта. Переферический паралич
- Руброспинальный тракт Моакова - красные ядра, перекрест Фореля в среднем мозге, интернейроны спинного мозга, повышает тонус мышц сгибателей и угнетает тонус мышц разгибателей
- Вестибулоспинальный тракт - вестибулярные ядра Дейтерса, перекрест, мотонейроны спинного мозга, повышает тонус мышц разгибателей и угнетает тонус сгибателей
- Ретикулоспинальный тракт - ядра ретикулярной формации, интернейроны спинного мозга, регуляция тонуса мышц
- Тектоспинальный тракт - ядра покрышки среднего мозга, интернейроны спинного мозга, регуляция тонуса мышц.
Спинной мозг связан двигательными и чувствительными нейронами с туловищем и конечностями, с внутренними органами, сердечно-сосудистой системой. Он иннервирует всю скелетную мускулатуру, кроме мускулов головы, которые иннервируются черепномозговыми нервами. Он так же участвует в рефлекторных реакциях организма. Он проводит импульсы возбуждения и торможения, поступающие из головного мозга, к скелетной мускулатуре или внутренним органам. Кроме того через спинной мозг по проводящим путям информация от рецепторов всех органов направляется к головному мозгу.
Спинной мозг является наиболее древним отделом центральной нервной системы расположен он в позвоночном канале и представляет собой нервный тяж. Осуществляет он две основные функции: рефлекторную и проводниковую. От него отходят вентральные и дорсальные корешки, которые соединяются друг с другом и образуют спинномозговые нервы. В спинном мозге находится ряд нервных центров. В шейном отделе находятся нервные центры, регулирующие диафрагмальные мышцы. Нарушение этих центров приводит к расстройству дыхания. Несколько ниже расположены центры мускулатуры передних конечностей, грудной клетки, спины, живота. В поясничной части спинного мозга заложены центры задних конечностей. Здесь же помещаются сосудодвигательные и потоотделительные центры. Возбуждение их вызывает изменения просвета кровеносных сосудов и потоотделения на определенных участках тела. В крестцовом отделе спинного мозга находятся центры рефлекторных актов, связанных с деятельностью мочеполовых органов и прямой кишки, регулирующих мочеиспускание, дефекацию, эрекцию и эякуляцию. В спинном мозге расположены центры вегетативной нервной системы.
Разрушение соответствующих участков спинного мозга влечет за собой как потерю чувствительности, так и паралич иннервируемых ими мышц. В целом организме все рефлекторные центры спинного мозга функционируют под контролем вышележащих отделов центральной нервной системы.
Физиология головного мозга включает: задний мозг, средний мозг, промежуточный мозг, кору больших полушарий.
Задний мозг состоит из продолговатого мозга и варолиева моста. Спинной мозг в шейном отделе переходит в продолговатый мозг. В продолговатый мозг входят афферентные волокна, несущие импульсы от рецепторов кожи головы, слизистых оболочек глаз, полости носа и рта, органа слуха, а так же от многих внутренних органов. Центры продолговатого мозга имеют большое жизненно важное значение. В продолговатом мозге расположены нервные центры дыхания, сердечной деятельности, сосудодвигательных рефлексов, сосания, жевания, слюноотделения, глотания, отделения желудочного и поджелудочного сока, рвоты, кашля, чихания, углеводного обмена и др. Повреждение продолговатого мозга приводит к смерти.
Средний мозг. К среднему мозгу относятся: четверохолмие, красные ядра в ножках мозга, ядра 3 и 4 пары черепномозговых нервов, иннервирующих мышцы глаза, а также так называемая черная субстанция (черное вещество), расположенное у основания среднего мозга. Через средний мозг проходят все восходящие пути, несущие импульсы к таламусу, большим полушариям и мозжечку и нисходящие пути, проводящие импульс к продолговатому и спинному мозгу. Средний мозг отвечает за ориентировочные звуковые рефлексы: насторожение, поднятие ушей и поворот головы и тела в сторону звука.
Мозжечок играет огромную роль в осуществлении рефлекторных актов высших отделов центральной нервной системы. Он влияет на тонус позы и ориентировке тела в пространстве. Мозжечок имеет множественные связи с различными отделами головного мозга, в особенности, с имеющими отношение к движению. При удалении мозжечка в двигательные акты вовлекаются те мышцы, которые в норме в них не участвуют.
Промежуточный мозг . К промежуточному мозгу относятся зрительные бугры (таламус), гипоталамус. Таламус – это центральный пункт через который идет вся информация организма от рецепторов, воспринимающих раздражение из внешней и внутренней среды. В таламусе осуществляется первоначальный анализ и синтез различных сенсорных импульсов. В таламусе чувствительные импульсы приобретают эмоциональную окраску (чувство боли, приятное и неприятное).
Гипоталамус расположен под зрительными буграми. Образует основание мозга, является дном и стенкой 3-го мозгового желудочка. Гипоталамус имеет важные связи с гипофизом и содержит нейросекреторные клетки. Сложные афферентные и эфферентные связи гипоталамуса свидетельствуют о том, что он является важным центром вегетативных, соматических и эндокринных функций. Центры гипоталамуса формируют относительно простые акты пищевого и эмоционального поведения - чувства жажды, голода и насыщения, поиск воды и пищи: проявления агрессии, страха, удовольствия или неудовольствия.
Концевой мозг (конечный) мозг – наиболее крупный основной отдел головного мозга позвоночных. Представлен он сильно развитыми парными долями – полушариями, которые разделены продольной щелью.
Кора больших полушарий . Кора головного мозга, называемая плащом, это слой серого мозгового вещества толщиной 1,5 - 4,5 мм, покрывающая большие полушария. Благодаря наличию складок кора имеет большую поверхность. Морфологически кора образована множеством нейронов (от 12 до 18 млрд.) с их отростками и синапсами. Отдельные области коры обладают различной функциональной специализацией. Например: зрительная зона в затылочной области, соматосенсорная и вкусовая в теменной, слуховая в височной. С деятельностью коры головного мозга и подкорковых образований связана высшая нервная деятельность животных – способность к выработке условных рефлексов, элементарное конкретное мышление, запоминание, формирование сложных поведенческих актов.
Между корой больших полушарии и мозжечком существует тесное взаимодействие. Установлены двусторонние связи между определенными участками мозжечка и корой больших полушарий головного мозга. Например, зрительная и слуховая зоны коры полушарий головного мозга имеют связь с соответствующими зонами мозжечка. То же отмечается с движениями конечностей. Раздражение мозжечка повышает возбудимость клеток двигательной зоны коры головного мозга на противоположной стороне. Кора больших полушарий головного мозга в состоянии компенсировать, через некоторое время после удаления мозжечка, нарушения координации движений.
Сетевидное образование . Особый интерес представляет область нервной системы, состоящей из скопления крупных нервных клеток и нервных волокон. Эти волокна проходят в самых различных направлениях и напоминают сеточку (отсюда и название). Сетевидное образование захватывает область заднего мозга, некоторые отделы среднего и передней части спинного мозга. Оно связано проводящими путями с корой больших полушарий, мозжечком, гипоталамусом, спинным мозгом. О том, что эта область распространяет влияние на спинной мозг и на большие полушария головного мозга, указывал еще И. М. Сеченов. И. П. Павлов неоднократно отмечал, что не только кора головного мозга влияет на подкорковые образования, но наблюдается и обратный процесс - действие нижележащих образований на кору больших полушарий. Это относится и к сетевидному образованию. Обнаружено, что сетевидное образование повышает тонус концевого мозга, влияет на процессы возбуждения и торможения в коре больших полушарий, на сон и бодрствование, на образование и угасание условных рефлексов. Действие на кору больших полушарий избирательное, каждый раз на отдельные группы клеток, а не на кору целиком.
Сетевидное образование воздействует на рефлекторную деятельность спинного мозга. Одни клетки сетевидного образования тормозят, другие - облегчают двигательную активность спинного мозга. В свою очередь, активность сетевидного образования поддерживается импульсами, непрерывно поступающими сюда от боковых ответвлений центростремительных путей, направляющихся к коре головного мозга. Сетевидное образование отличается слабой возбудимостью, но, возбудившись, сохраняет ее длительное время. С другой стороны, сетевидное образование очень чувствительно к некоторым химическим веществам, в частности к адреналину и углекислому газу, которые поддерживают гуморальным путем его активность. Поэтому оно участвует в осуществлении вегетативных рефлексов. Особо чувствительны клетки сетевидного образования к некоторым лекарственным веществам.
Кора больших полушарий, непрерывно получая раздражения из внешнего мира и от внутренних органов, постоянно посылает импульсы в сетевидное образование, как бы заряжая его энергией. Этому же способствуют воздействия, идущие из внутреннего уха (органа равновесия) и мозжечка.
Физиология вегетативной нервной системы. Особенности строения и функции нервной системы позволяют раздели ее на соматическую и веге тативную. В свою очередь, вегетативная нервная система подразделяеется на парасимпатическую и симпатическую.
Соматическая нервная система регулирует жизненные процессы, свойственные только животным организмам: двигательные функции, чувствительность, низшую и высшую нервную деятельность.
Вегетативная нервная система обслуживает главным образом внутренние органы: процессы дыхания, кровообращения, пищеварения, питание, выделение, весь обмен веществ и энергии. Каждый внутренний орган получает двойной набор нервных волокон симпатические и парасимпатические. Соматическая нервная система иннервирует лишь скелетную мускулатуру, сухожилия и связки, а симпатический отдел вегета тивной нервной системы снабжает нервами не только все внутренние органы, но и мускулатуру. Это объясняется тем, что вегетативная нервная система оказывает на органы главным образом трофическое воздействие, влияет на питание тканей, на процессы обмена веществ.
Между соматическими и вегетативными рефлексами существует тесное взаимодействие. Вегетативные рефлексы нередко вызываются раздражением соматических нервов.
Боль - вегетативная реакция, но ее можно вызвать, раздражая соматические рецепторы кожи. Другой пример. Слюноотделение - соматическая реакция, но ее удается вызвать, раздражая вегетативный центр. Кора больших полушарий головного мозга объединяет деятельность как соматической, так и вегетативной нервной системы.
Центрами вегетативной нервной системы служат определенные очаги в среднем, продолговатом мозге, мозговом мосту, в шейных и пояснично-крестцовых сегментах спинного мозга. От этих центров идут нейроны к узлам вегетативной нервной системы, где и прерываются.
Узлы парасимпатической нервной системы расположены чаще всего в самих иннервируемых ею органах; узлы же симпатической нервной системы далеко отстоят от иннервируемых ими органов. При передаче возбуждения с предузловых волокон на послеузловые, т. е. на периферические нейроны, участвуют, как и в соматической нервной системе, медиаторы: в парасимпатическом отделе - ацетилхолин, в симпатическом - норадреналин.
Вегетативные нервы менее возбудимы и медленнее проводят возбуждение, чем соматические. Длительнее в вегетативной нервной системе скрытый период возбуждения и рефрактерная фаза.
Не все вегетативные волокна проводят возбуждение с одинаковой скоростью. У теплокровных животных послеузловые волокна проводят возбуждение со скоростью 1-2 м, предузловые - 10-15 м в секунду. Некоторые центры вегетативной нервной системы постоянно находятся в состоянии тонуса. Органы, в которых разветвляются вегетативные нервы, беспрерывно получают импульсы возбужденя или торможения.
Парасимпатический отдел вегетативной нервной систем ы. Он отличается от симпатического не только строением, расположением и разветвлением в организме, но, как сказано, и медиаторами, выделяемыми в послеузловых волокнах и их окончаниях, а также реакций на некоторые химические вещества. Это определяет и разную функцию этих двух отделов.
Возбуждение в парасимпатических нервах возникает быстрее чем в симпатических, но быстрее и исчезает. Парасимпатические нервы суживают зрачок глаза, замедляют сокращение сердца, активизируют секрецию желудочных желез и поджелудочной железы, увеличивают тонус гладкой мускулатуры, расслабляют сфинктер мочевого пузыря, усиливают сокращение его мускула.
Симпатический отдел вегетативной нервной системы. Симпатические нервы иннервируют все ткани и органы, в том числе и скелетную мускулатуру. При возбуждении симпатических волокон выделяется, как сказано, норадреналин, который усиливает ферментативные реакции.
Существует определенная связь между проявлениями страха, ярости и деятельностью симпатического отдела нервной системы. Эмоции через кору больших полушарий головного мозга оказывают влияние на симпатические нервы. При этом в процесс вовлекаются надпочечники, выделяющие адреналин, который, как известно, действует аналогично симпатическим нервам.
Из всего сказанного не следует делать вывода, что между парасимпатическими и симпатическими отделами нервной системы существует антагонизм. Между ними есть и взаимодействие.