Відділи центральної нервової системи

Анатомічно і функціонально нервова система підрозділяється на соматичну і вегетативну. Соматична нервова система забезпечує довільні і мимовільні рухи скелетної мускулатури. Центральна частина соматичної нервової системи включає в себе спинний і головний мозок. Вегетативна нервова система керує роботою внутрішніх органів, регулює обмін речовин.

Основа нервової системи – спинний і головний мозок, що розвиваються з нервової трубки. Середня маса головного мозку у дорослої людини складає близько 1,5 кг, хоча спостерігаються і значні варіації. Так, наприклад, головний мозок І. С. Тургенєва мав масу 2,0 кг, а мозок Анатоля Франса – всього 1,2 кг, що, однак, ніяк не позначалося на інтелекті цих відомих письменників. У мозку молодої людини налічується близько 10 мільярдів нейронів і 90 мільярдів гліальних клітин. Робота мозку вимагає безперервного постачання його киснем і глюкозою. Перерва у кровопостачанні мозку на десяті частки хвилини призводить до втрати свідомості, а на 5 хвилин – до незворотних змін і смерті. Починаючи приблизно з 30-річного віку у людини починається процес відмирання нейронів, причому за добу відмирає до однієї тисячі нейронів, так що мозок 100-річної людини містить близько двох третин від числа нейронів 18-річного юнака. У курящих людей, алкоголіків, наркоманів і особливо токсикоманів процеси деградації мозку починаються раніше, і темпи їх у багато разів вище, ніж у здорової людини. У мозку відсутні больові рецептори, так що при головних болях неприємні відчуття пов’язані з подразненням рецепторів мозкових оболонок, м’язів шиї, очей, шкіри голови.

Спинний мозок розташований в хребетному каналі і являє собою тяж довжиною 43-45 см і масою близько 30 р. Нагорі спинний мозок переходить в нижній відділ головного мозку – довгастий мозок, а внизу закінчується на рівні поперекових хребців. Спинний мозок омивається спинномозковою рідиною – ліквором. Двома – передній і задній – поздовжніми борознами спинний мозок ділиться на дві симетричні половини. На поперечному зрізі добре видно, що в центрі спинного мозку навколо спинномозкового каналу розташовані тіла нейронів, що утворюють сіра речовина спинного мозку. Навколо сірої речовини розташовані відростки нервових клітин самого спинного мозку, а також приходять в спинний мозок аксони нейронів головного мозку і периферичних нервових вузлів, які і утворюють білу речовину спинного мозку. На поперечному зрізі сіра речовина схоже на метелика, і в ньому розрізняють передні, задні і бічні роги. У передніх рогах розташовані рухові нейрони (мотонейрони), по аксонах яких збудження досягає скелетних м’язів кінцівок і тулуба, примушуючи їх скорочуватися. У задніх рогах розташовані головним чином тіла вставних нейронів, що пов’язують відростки чутливих нейронів з тілами рухових нейронів, а також передають інформацію в інші відділи центральної нервової системи. У бічних рогах сірої речовини розташовані тіла нейронів симпатичного відділу вегетативної нервової системи.

Спинний мозок поділяється на сегменти, від кожного з яких відходить пара змішаних (тобто що містять еферентні і аферентні волокна) спинномозкових нервів. Усього таких пар 31. Кожен із зазначених нервів починається двома корінцями: переднім – руховим – і заднім – чутливим. У складі переднього корінця від нейронів бічних рогів відходять також і волокна до симпатическим ганглиям вегетативної нервової системи. У задніх корінцях спинного мозку розташовані потовщення – нервові вузли (ганглії), в яких знаходяться тіла чутливих нейронів, що несуть у спинний мозок інформацію головним чином від м’язів кінцівок, тулуба і шкіри. У спеціальних отворах між хребцями передні і задні корінці з’єднуються, утворюючи єдиний змішаний спинномозковий нерв.

Кожен сегмент спинного мозку іннервує певну ділянку тіла людини. Так, від шийних і верхніх грудних сегментів спинного мозку відходять нерви до м’язів шиї, верхніх кінцівок та органам, розташованим в грудній порожнині. Нижні грудні і верхні поперекові сегменти іннервують м’язи тулуба і органи черевної порожнини. Нижні поперекові і крижові сегменти управляють роботою м’язів нижніх кінцівок і органами, розташованими в тазової області.

Спинний мозок виконує дві функції: провідну і рефлекторну. Провідна функція полягає в тому, що по волокнах білої речовини інформація від шкірних рецепторів (дотику, болю, температурних), рецепторів м’язів кінцівок і тулуба, рецепторів судин, органів сечостатевої системи надходить у головний мозок. І навпаки, від рухових центрів головного мозку надходять імпульси до мотонейронам передніх рогів, а при їх порушенні – до м’язів кінцівок, тулуба і т. д.

Рефлекторна функція спинного мозку полягає в тому, що його рухові нейрони (мотонейрони) керують рухами м’язів кінцівок, тулуба і почасти шиї. Вегетативні центри спинного мозку беруть участь у регуляції діяльності серцево-судинної, дихальної, травної, видільної, статевої систем.
Слід вказати також і на те, що інформація, яка надходить від периферійних систем до головного мозку через спинний мозок, піддається в останньому часткового аналізу і переробці. Так, наприклад, спинний мозок здатний впливати на силу больових відчуттів.

Усі рефлекси спинного мозку знаходяться під потужним контролем головного мозку. Так, при травмах, що призводять до розриву спинного мозку, нижче місця розриву відновлюються лише найпростіші згинальні рефлекси, наприклад колінний, та й то з порушеннями.

Головний мозок ділиться на п’ять відділів: довгастий мозок, середній мозок, мозочок, проміжний мозок і великі півкулі мозку. Довгастий мозок є природним продовженням спинного мозку, але сегментація у нього виражена слабше, а нейронна організація складніша, ніж у спинного мозку.

Довгастий мозок виконує провідну і рефлекторну функції. Через нього проходять всі шляхи, що з’єднують нейрони спинного мозку з вищими відділами головного мозку. Филогенетически головний мозок є найдавнішим потовщенням переднього кінця нервової трубки, і в ньому лежать центри багатьох найважливіших для життя людини рефлексів. Так, в довгастому мозку знаходиться дихальний центр, нейрони якого поділяються на інспіраторні (вдихательние) і експіраторние (видихательние). Реагуючи на підвищення рівня вуглекислоти в крові, інспіраторні нейрони збуджуються, посилаючи імпульси до мотонейронам спинного мозку; від них імпульси йдуть до міжреберних м’язів і м’язам діафрагми, примушуючи їх скорочуватися. Відбувається вдих. Тут же в довгастому мозку розташований судиноруховий центр. Його нейрони, постійно разряжаясь нервовими імпульсами, підтримують оптимальний просвіт артеріальних судин, забезпечуючи нормальний артеріальний тиск. Штучне роздратування нейронів передньої частини цього центру призводить до звуження артеріальних судин, підйому тиску, почастішання серцебиття. Роздратування нейронів задній частині цього центру призводить до зворотних ефектів. Спадні нервові шляхи від нейронів цього центру закінчуються на прегангліонарних нейронах симпатичної нервової системи, розташованих в бічних рогах сірої речовини грудних сегментів спинного мозку.

Область довгастого мозку – місце входу і виходу дванадцяти пар черепно-мозкових нервів. Частина з цих нервів є руховими (еферентних) і іннервує головним чином м’язи шиї і голови, а частина – чутливими (аферентні), тобто несе в мозок інформацію від різних органів почуттів. Ядра – скупчення тіл нейронів – IV пар черепно-мозкових нервів розташовані у вищерозташованих відділах мозку, і вони тільки проходять через довгастий мозок до виходу з черепної коробки, а ядра VI-XII пар розташовані або безпосередньо в довгастому мозку, або на його межі з середнім мозком.
У центральній частині довгастого мозку починається ретикулярна формація стовбура мозку – скупчення величезної кількості зовні хаотично розташованих нейронів. Нейрони ретикулярної формації мають потужні зв’язки зі структурами переднього мозку – таламус, гіпоталамус, лімбічної системою, корою великих півкуль. Посилаючи імпульси в вищерозміщені структури, нейрони ретикулярної формації підтримують передній мозок в спати. Поразка цій галузі призводить до сонливості, втрати свідомості, летаргічному сну. Спадні шляху від ретикулярної формації закінчуються на мотонейронах передніх рогів спинного мозку, беручи участь у підтримці пози тіла, забезпеченні координації рухів.

Мозочок розташований на задній стороні стовбура, позаду довгастого та середнього відділів мозку. Середня вага мозочка дорослої людини – 150 г. До якійсь мірі будова мозочка повторює будову всього мозку. З середнім мозком мозочок сполучений трьома парами ніжок. Складається він з черв’яка (стовбурової, найбільш древній частині) і півкуль, розділених борознами на частки. Частки дрібними борозенками розділені на звивини. Півкулі мозочка покриті тришарової корою, причому більшість нейронів кори – гальмівні. Їх завдання – гальмувати нейрони хробака, перешкоджаючи тривалої циркуляції імпульсів по рухових нейронних ланцюгів. У мозочок надходить інформація від усіх рухових систем: з відділів великих півкуль, з середнього мозку, з спинного мозку. Основні функції мозочка наступні: 1) регуляція пози тіла і підтримку м’язового тонусу; 2) координація повільних довільних рухів з позою всього тіла; 3) забезпечення точності швидких довільних рухів.

При руйнуванні хробака людина не може ходити і стояти, відчуття рівноваги порушено. При ураженнях півкуль мозочка спостерігається зменшення тонусу м’язів, сильна дрож кінцівок, порушення точності і швидкості довільних рухів, швидка стомлюваність. Порушується також мова і лист.
Середній мозок, як і довгастий, є частиною стовбура мозку. На поверхні його, зверненої до мозочка, є 4 невеликих горбка – четверохолмие. Верхні горби четверохолмия – центри первинної обробки зорової інформації, їх нейрони реагують на об’єкти, швидко пересуваються в поле зору. Основні функції нейронів верхніх горбів – управління напрямком погляду і приведення зорової системи в стан підвищеної готовності при сильних зорових стимулах.

Нижні горби четверохолмия – центри первинної обробки слухових стимулів. Нейрони цих центрів реагують на сильні, різкі звуки, приводячи слухову систему в стан підвищеної готовності.
У середньому мозку розташовані найважливіші скупчення нейронів, що виконують рухові функції, – червоне ядро і чорна субстанція. Нейрони червоного ядра разом з нейронами мозочка беруть участь у підтримці тонусу м’язів і координації пози тіла. При руйнуванні червоного ядра патологічно зростає тонус м’язів-розгиначів кінцівок. Нейрони чорної субстанції містять в якості медіатора дофамін, а аксони цих нейронів проходять в структури переднього мозку. Коли людина хоче зробити яку-небудь довільний рух, то за кілька сотих часток секунди до цього руху збуджуються нейрони чорної субстанції. При важкому захворюванні паркінсонізмі нейрони чорної субстанції перестають виробляти дофамін і руйнуються. При цьому людина втрачає здатність починати довільні рухи, робиться загальмованим, страждає також і емоційна сфера, може розвинутися недоумство.

У центрі середнього мозку розташовані ядра шва, нейрони яких містять в якості медіатора серотонін. Серотонін є одним з найважливіших факторів, що викликають сон. Якщо зазначені ядра експериментально зруйновані, то тварини втрачають здатність до сну. У середньому мозку триває ретикулярна формація стовбура мозку, описана раніше.

Проміжний мозок складається з таламуса, гіпоталамуса (подбугровой області) та надбугровой області, до складу якої входить залоза внутрішньої секреції епіфіз. Донизу від гіпоталамуса на тонкій ніжці розташована залоза внутрішньої секреції гіпофіз.

Таламус є центром аналізу всіх видів відчуттів, крім нюхових. Незважаючи на невеликий обсяг – близько 19 см3, в таламусі налічується більше 40 пар ядер (скупчень нейронів) з різноманітними функціями. Специфічні ядра аналізують різні види відчуттів і передають інформацію про них у відповідні зони кори великих півкуль. Так, латеральні колінчаті тіла – центри аналізу зорової інформації, медіальні колінчаті тіла – центри аналізу слухової інформації, вентробазального ядро – центр аналізу інформації, що приходить від рецепторів м’язів, шкіри і т. д.

Неспецифічні ядра таламуса (наприклад, медіальні) є продовженням ретикулярної формації стовбура мозку і необхідні для активації структур переднього мозку. Моторні ядра (наприклад, вентролатеральное) беруть участь у координації рухових систем мозку. Асоціативні ядра (наприклад, дорзомедіальное) необхідні для порівняння і сумації різних видів відчуттів і створення цілісного образу об’єкта. Вентральні ядра таламуса є вищими центрами больової чутливості, саме тут формується болюче відчуття. З цими ядрами, можливо, пов’язана так звана фантомний біль, коли біль відчувається, наприклад, у давно ампутованою кінцівки. Біль при цьому є наслідком патологічного порушення тих нейронів вентральних ядер, які колись були пов’язані з давно відсутньої кінцівкою. У хворих із зруйнованими вентральними ядрами часто порушується відчуття часу. Мабуть, в цих ядрах знаходяться нейрони, що виконують роль «внутрішнього годинника» нашого організму.
Нижня частина проміжного мозку – гіпоталамус – також виконує найважливіші функції, будучи вищим центром вегетативних регуляцій. Передні ядра гіпоталамуса – центр парасимпатичних впливів, а задні – симпатичних. Медійна частина гіпоталамуса – головний нейроендокринний орган: нейрони цієї зони виділяють у кров цілий ряд регуляторів, що впливають на діяльність передньої частки гіпофіза. Крім того, в цій області синтезуються найважливіші гормони окситоцин і вазопресин (антидіуретичний). У цих же ядрах синтезуються багато фізіологічно активні пептиди, що впливають на всі сторони життєдіяльності організму: сприйняття інформації, емоції, роботу внутрішніх органів і т. п.
У гіпоталамусі розташовані центри голоду і спраги, роздратування нейронів яких призводить до неприборканий поглинання їжі або води.

Таким чином, можна сказати, що гіпоталамус необхідний для забезпечення вегетативним супроводом довільній і мимовільної соматичної діяльності людини. Поразки гіпоталамуса супроводжуються найтяжчими ендокринними і вегетативними розладами: зниженням або підвищенням тиску, урежением або почастішанням серцевого ритму, утрудненнями дихання, порушеннями перистальтики кишечника, розладами терморегуляції, змінами в складі крові і т. д.

У товщі білої речовини великих півкуль мозку розташований комплекс підкіркових мозкових ядер, що одержали назву лімбічної системи. До лимбичним структурам відносять гіпокамп, мигдалеподібної комплекс, перегородку. Лімбічна система є головним емоційним центром мозку, що забезпечує емоційну оцінку ситуації, оцінку можливих наслідків цієї ситуації і вибір однієї з альтернативних форм поведінки. В результаті правильного вибору поведінки організм повинен прийти у відповідність зі своїми потребами – наприклад, уникнути небезпеки або забезпечити себе їжею і т. д.
Гіпокамп за своїм походженням є давньою корою. Його функція – участь в оцінці та запечатлении нової інформації, тобто запам’ятовуванні і навчанні. У людей із зруйнованим гіпокамп запам’ятовування нової інформації утруднено. Мигдалеподібної комплекс ядер лежить в глибині скроневих часток і тісно пов’язаний з гіпоталамусом. У цій області розташовані скупчення нейронів, подразнення яких призводить до неприборканої люті, панічного страху. Виявлені також центри задоволення, при подразненні яких в організмі починають вироблятися речовини, подібні з морфіном. Руйнування мигдалеподібного комплексу тягне за собою зниження емоційності, відсутність тривоги і страху, слабоумство, смішливість, апатію.

У підставі великих півкуль розташовані базальні ганглії – великі ядра, що забезпечують зв’язок між руховими зонами кори великих півкуль і іншими руховими центрами мозку (середнього мозку, мозочка і ін.) У базальних гангліях закінчуються аксони нейронів, розташованих в чорній субстанції середнього мозку. Найважливіша функція базальних гангліїв – запам’ятовування складних рухових програм: ходьби, бігу, танцювальних рухів, спортивних вправ і т. д.
Филогенетически найбільш молодим утворенням мозку є кора великих півкуль. Це шар сірої речовини (тобто тіл нейронів), що покриває весь передній мозок.

Посилання на основну публікацію