Нервная система
Нервная система обеспечивает восприятие сигналов, их обработку и ответ организма. Она объединяет органы и системы, поддерживает постоянство внутренней среды и помогает организму быстро приспосабливаться к изменениям внешней среды.
Значение и общий план строения
Основные свойства нервной системы — возбудимость и проводимость. Возбудимость — способность отвечать на действие раздражителя изменением состояния клеток. Проводимость — способность передавать возникшее возбуждение по нервным волокнам и между клетками.
Нервная система — совокупность органов и нервной ткани, которая воспринимает сигналы, анализирует их и регулирует деятельность организма.
Структурно нервную систему делят на центральную и периферическую. К центральной относятся головной и спинной мозг. Периферическая часть включает нервы, нервные узлы и нервные окончания, связывающие центральную нервную систему с органами.
| Основание деления | Отделы | Главная роль |
|---|---|---|
| По расположению | Центральная нервная система; периферическая нервная система | Обработка информации; связь центров с органами |
| По направлению работы | Афферентный путь; эфферентный путь | Проведение сигналов к центру; проведение команд от центра |
| По характеру управления | Соматическая; вегетативная | Произвольные движения и связь с органами чувств; непроизвольная регуляция внутренних органов |
Афферентные, или чувствительные, волокна проводят импульсы от рецепторов к центральной нервной системе. Эфферентные, или двигательные, волокна проводят команды от центральной нервной системы к мышцам и железам. Такая классификация описывает направление сигнала, а не строение нерва.
ЦНС = головной и спинной мозг. ПНС = нервы, нервные узлы и окончания. Афферентный путь идёт к центру, эфферентный — от центра.
Нейрон и передача сигнала
Основная структурно-функциональная единица нервной системы — нейрон. Он состоит из тела, дендритов и аксона. Дендриты обычно принимают сигналы, тело обеспечивает обмен веществ, а аксон проводит возбуждение от тела к другим клеткам или рабочему органу.
Контакт между нейроном и другой клеткой называется синапсом. В большинстве синапсов сигнал передаётся с помощью химических веществ — медиаторов. Поэтому передача обычно идёт в одном направлении: от окончания аксона к мембране следующей клетки.
Нервный импульс — распространяющееся изменение электрического состояния мембраны возбудимой клетки. Скорость проведения зависит от диаметра волокна и наличия миелиновой оболочки: миелинизированные волокна проводят возбуждение быстрее.
В типичной цепи возбуждение проходит так: рецептор → чувствительный нейрон → вставочный нейрон центральной нервной системы → двигательный нейрон → рабочий орган.
Здесь \(f\) — частота нервных импульсов, \(N\) — число импульсов, \(t\) — время наблюдения. При увеличении частоты импульсов раздражение обычно воспринимается как более сильное, хотя сила отдельного импульса не увеличивается.
Центральная нервная система и рефлекс
Центральная нервная система анализирует поступившую информацию, формирует ответ и координирует работу органов. Спинной мозг выполняет проводниковую и рефлекторную функции. Головной мозг обеспечивает высший анализ сигналов, управление движениями, речь, память, мышление и регуляцию сложных форм поведения.
Ответ организма на раздражение, осуществляемый при участии нервной системы, называется рефлексом. Путь, по которому проходит нервный импульс при рефлексе, — рефлекторная дуга. Её звенья: рецептор, чувствительный нейрон, нервный центр, двигательный нейрон и исполнительный орган.
| Звено дуги | Функция | Пример |
|---|---|---|
| Рецептор | Воспринимает раздражение | Рецепторы кожи воспринимают тепло |
| Чувствительный нейрон | Проводит сигнал к центру | Передаёт импульс в спинной мозг |
| Нервный центр | Обрабатывает информацию и создаёт ответ | Центр защитного рефлекса |
| Двигательный нейрон | Проводит команду к органу | Передаёт сигнал мышце |
| Исполнительный орган | Осуществляет ответ | Мышца сокращается |
Рефлексы бывают безусловными и условными. Безусловные являются врождёнными и относительно постоянными: отдёргивание руки от горячего предмета, мигание, кашель. Условные формируются в течение жизни, зависят от опыта и могут угасать без подкрепления.
Какое звено рефлекторной дуги первым воспринимает действие раздражителя?
Соматическая и вегетативная регуляция
Нервная регуляция осуществляется быстро, адресно и с участием нервных импульсов. Она взаимодействует с гуморальной регуляцией, при которой вещества переносятся жидкостями организма. Совместная работа двух механизмов поддерживает гомеостаз.
Соматическая нервная система регулирует скелетные мышцы и обеспечивает восприятие сигналов от кожи, мышц и органов чувств. Многие её действия произвольны, однако часть соматических реакций осуществляется автоматически в форме рефлексов.
Вегетативная нервная система управляет внутренними органами, гладкими мышцами, сердцем и железами. Её деятельность в основном непроизвольна. Она включает симпатический и парасимпатический отделы, которые часто оказывают противоположное действие.
| Отдел | Основное действие |
|---|---|
| Симпатический | Ускоряет сердцебиение, расширяет бронхи, снижает активность пищеварения; помогает действовать при нагрузке и стрессе |
| Парасимпатический | Замедляет сердцебиение, усиливает пищеварение, способствует восстановлению и накоплению энергии |
Симпатический и парасимпатический отделы обычно действуют согласованно и противоположно, поддерживая относительное постоянство работы органов. Нельзя считать, что один из них всегда полезен, а другой всегда вреден.
Разобранный пример: определить звенья рефлекса
Человек случайно касается горячей поверхности и быстро отдёргивает руку. Требуется определить последовательность прохождения сигнала и указать, почему реакция происходит быстро.
Рефлекторная дуга: рецептор кожи → чувствительный нейрон → нервный центр спинного мозга → двигательный нейрон → мышцы-сгибатели руки. Реакция быстрая, потому что сигнал проходит по короткому пути и не требует сначала осознанного анализа в коре больших полушарий. Боль при этом может быть осознана позднее.
1. Не путайте головной и спинной мозг с периферическими нервами: первые относятся к ЦНС, вторые — к ПНС. 2. Афферентный путь идёт к центру, а не от него. 3. Рефлекс — это не только сокращение мышцы, а весь путь от рецептора до ответа. 4. Вегетативная система регулирует не только пищеварение, но и сердце, сосуды, дыхательные пути и железы. 5. Условный рефлекс не является врождённым.
Проверка знаний
Быстрый тест
Главное
- Нервная система воспринимает сигналы, проводит и обрабатывает их, а затем формирует ответ организма.
- ЦНС включает головной и спинной мозг; ПНС — нервы, нервные узлы и окончания.
- Рефлекторная дуга состоит из рецептора, проводящих нейронов, нервного центра и исполнительного органа.
- Соматическая система связана преимущественно со скелетными мышцами, а вегетативная регулирует внутренние органы.
- Симпатический и парасимпатический отделы вегетативной системы совместно поддерживают постоянство внутренней среды.