Нервная и гуморальная регуляция функций организма. Центральная нервная система человека Что лежит в основе нервной регуляции функций

Задачи регуляции:

1.Поддержание гомеостаза.

Типы регуляции:

По возмущению.

По отклонению.

По упреждению.

Основные механизмы регуляторных влияний в организме.

1.Саморегуляция;

2.Нервная регуляция;

3.Гуморальная регуляция.

Саморегуляция осуществляется на основе обратной связи, которая бывает:

-положительной обратной связью (Результат реакции усиливает процесс, формирующий этот результат.)

-отрицательной обратной связью.(Результат реакции тормозит процесс, формирующий этот результат.)

Саморегуляция направлена на гомеостатирование деятельности органа или системы органов.

Нервная регуляция осуществляется за счет соматической нервной системы и вегетативной нервной системы.

Гуморальная регуляция осуществляется за счет химических веществ, находящихся в биологических средах (кровь, лимфа, межклеточная жидкость). Эти вещества называются биологически активными веществами (БАВ), они взаимодействуют с мембранными рецепторами.

Элементы регуляторной системы:

1.Центральный элемент : ЦНС, система желёз внутренней секреции.

2.Входные каналы : афферентная нервная система, чувствительные элементы – рецепторы нервных окончаний; датчиками для систем гуморальных факторов являются мембранные рецепторы клеток.

3.Выходные каналы : Нервные выходные каналы (аксоны), выходные сигналы распространяются и гуморальным путём.

Виды регуляторных влияний:

1.Триггерное влияние-Регуляторная система запускает функцию.

2.Корригирующее влияние –Влияние на текущую функцию.

3.Метаболическое влияние –Влияние, при котором первично изменяется обмен веществ, а вторично-функция.

4.Морфогенетическое влияние. Первично изменяется структура, вторично–функция.

Рефлекторная деятельность ЦНС.

В основе нервной регуляции функций лежат рефлексы.

Центральное торможение бывает первичным и вторичным.

Первичное торможение -это торможение, которое возникает без предварительного возбуждения. На уровне клеточных механизмов различают:

-Пресинаптическое торможение . Тормозной синапс сформирован с пресинаптической мембраной. В синапсе выделяются тормозные медиаторы–ГАМК, глицин, которые вызывают гиперполяризацию пресинаптической мембраны;

-Постсинаптическое торможение. Тормозной синапс сформирован с постсинаптической мембраной. Торможение постсинаптической мембраны развивается по типу катодической депрессии.

Вторичное центральное торможение. Это такое торможение, которое возникает вслед за первичным возбуждением и им инициируется.

Виды вторичного торможения:

а) запредельное, возникающее при большом потоке информации, поступающей в клетку. Поток информации лежит за пределами работоспособности нейрона;

б) пессимальное , возникающее при высокой частоте раздражения;

в) парабиотическое, возникающее при сильно и длительно действующем раздражении;

г) торможение вслед за возбуждением , возникающее вследствие снижения функционального состояния нейронов после возбуждения;

д) торможение по принципу отрицательной индукции;

Е) торможение условных рефлексов.

Виды центрального торможения в нервных сетях.

Реципрокное торможение.

Возбуждение одной группы эфферентных нейронов через вставочные нейроны /клетки Реншоу/ вызывает торможение другой группы эфферентных нейронов.

Возвратное торможение.

Эфферентный нейрон нередко отдает одну из коллатералей аксона на вставочные тормозные нейроны, а они замыкают свои отростки (аксоны) на эфферентную клетку.

Латеральное торможение.

Возбуждение одной группы афферентных нейронов через вставочные тормозные нейроны вызывает торможение другой группы афферентных нейронов.

Тормозная зона.

Возбуждение в группе основных эфферентных нейронов через вставочные тормозные нейроны вызывает торможение других эфферентных клеток, расположенных рядом и воспринимающих в этот момент информацию из других афферентных источников.

Система тканевых гормонов.

1)Серотин (слизистая кишечника,головной мозг,тромбоциты).

Эффект:медиатор ЦНС,сосудосуживающий эффект,сосудисто-тромбоцитарный гемостаз.

2)Простагландины (производное арахидоновой и линоленовой кислоты, ткани организма). Эффект:сосудодвигательное действие: дилятаторный и констрикторный эффект, усиливают сокращения матки, усиливают выведение воды и натрия, снижают секрецию ферментов и HCl желудком.

3)Брадикин (Пептид, плазма крови, слюнные железы, легкие).

Эффект:сосудорасширяющее действие, повышает сосудистую проницаемость.

4)Ацетилхолин (головной мозг, ганглии, нервно-мышечные синапсы).

Эффект:расслабляет гладкую мускулатуру сосудов, урежает сердечные сокращения.

5)Гистамин (производное гистидина, желудок и кишечник, кожа, тучные клетки, базофилы). Эффект:медиатор болевых рецепторов, расширяет микрососуды, повышает секрецию желез желудка.

6)Эндорфины,энкефалины (головной мозг).

Эффект:обезболивающий и адаптивный эффекты.

7)Гастроинтестинальные гормоны (вырабатываются в различных отделах ЖКТ).

Эффект: участвуют в регуляции процессов секреции, моторики и всасывания.

Передняя доля гипофиза.

Все гормоны передней доли являются веществами белковой природы (пептиды, белки, гликопротеиды).

Гонадотропные гормоны.

К гонадотропным гормонам относятся фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормоны гипофиза. При удалении передней доли гипофиза наблюдается атрофия половых желез.

У женщин ФСГ стимулирует созревание фолликулов в яичниках. Полностью этот процесс осуществляется при наличии ЛГ.

Лютеинезируюший гормон (ЛГ) стимулирует процесс овуляции. Во второй половине цикла ЛГ стимулирует развитие желтого тела в яичниках.

У мужчин ФСГ стимулирует развитие семенных канальцев, сперматогенез и рост предстательной железы.

ЛГ необходим для образования мужских половых гормонов.

Тип секреции ФСГ и ЛГ у мужчин - тонический, у женщин - циклический. ФСГ и ЛГ не обладают половой специфичностью.

Регуляция: фоллиберин и люлиберин.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ).

АКТГ- полипептид. Точка приложения АКТГ пучковая и в меньшей степени - клубочковая зоны коры надпочечников.

Секреция АКТГ гипофизом усиливается при воздействии всех чрезвычайных раздражителей, вызывающих в организме состояние напряжения.

АКТГ, действуя на надпочечники, вызывает усиление выработки глюкокортикоидов, а также в небольшой степени и минералокортикоидов.

Регулируя выработку и выброс глюкокортикоидов, АКТГ опосредовано вызывает те же эффекты (участвует в механизмах стресса, стимулирует распад белков до аминокислот, гликогена до глюкозы, торможение синтеза белка, увеличение распада жиров), т.е. обладает катаболическим эффектом.

Регулируется: уровнем адреналина в крови (пусковой фактор); кортиколиберином.

Вазопрессин - антидиуретический гормон гипофиза (АДГ).

Точка приложения гормона – дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки нефрона. Включает в мембрану транспортный белок аквапорин – 2, который образует канал для облегченной диффузии воды и усиливает реабсорбцию воды в почках, т.е. тормозит диурез. В результате повышается ОЦК и АД. Вазопрессин – антидиуретический гормон гипофиза (АДГ):

Стимулирует центр жажды, участвует в механизмах запоминания, терморегуляции, эмоционального поведения.

В его отсутствие развивается синдром несахарного мочеизнурения (несахарный диабет).

В более высоких концентрациях повышает тонус гладкой мускулатуры сосудов мышечного типа (артериол), увеличивая артериальное давление.

Регуляция:

Нервные импульсы от клеток гипоталамуса;

По принципу отрицательной обратной связи (снижение ОЦК и уровня самого гормона).

Окситоцин.

Вызывает ритмическое сокращение матки, способствуя нормальному течению родового акта; повышает сократительную активность выводных протоков молочной железы, способствуя лактации в послеродовом периоде.

В конце беременности и после родов концентрация гормона в кровотоке значительно возрастает, повышается и чувствительность к нему гладкой мускулатуры, участвует в механизмах забывания.

Регуляция: по принципу обратной связи, рефлекторно (при раздражении ареол во время вскармливания).

Стимулирующие

Тормозящие

-По механизму действия на клетки-мишени

1.Действующие по средством мембранных рецепторов (Липофобные)-Растворимы в воде.(Гормоны гипоталамуза и гипофиза)

2.Действующие с помощью внутриклеточных рецепторов (Липофильные)-Растворимы в жирах.(Половые гормоны)

Парагормоны -БАВ, вырабатывающиеся специализированными клетками, оказывают эффект в основном на месте выработки.

Главные функции гормонов:

1.Метаболическая функция гормонов (Влияние на обмен веществ)

2.Коррегирующая функция гормонов (Регуляция текущей деятельности отдельных систем организма и их функций)

3.Кинетическая функция гормонов (Включение функций)

Типы функционального влияния гормонов:

Пусковое влияние

Способность гормона запускать деятельность эффектора.

Модулирующее влияние

Изменение интенсивности деятельности органа,изменение чувствительности ткани к действию других гормонов.

Пермиссивное влияние

Способность одного гормона обеспечивать реализацию эффекта другого гормона.

Механизмы действия гормонов. Понятия об органах и клетках-мишенях, клеточных рецепторах. Формирование гормонального ответа на клеточном уровне. Комплекс гормон-рецептор. Вторичные посредники. Различия в механизме действия стеройдных и белковых гормонов.

Механизмы действия гормонов:

1)Если клеточная мембрана непроницаема для гормона (гормоны гипофиза и гипоталамуса),то рецепторы расположены в самой мембране.

Гормонорецепторный комплекс этих гормонов активирует внутриклеточные процессы,ведущие к образованию вторых посредников,реализирующих свое действие в основном через ядерный аппарат клетки.

Минералокортикоиды.

К ним относятся альдостерон (наиболее активный) и дезоксикортикостерон.

Эффекты минералокортикойдов:

1.Увеличивает реабсорбцию натрия и хлора в почечных канальцах.

2.Снижает реабсорбцию калия в почечных канальцах.

Глюкокортикоиды.

К ним относятся кортизол (наиболее активный), кортикостерон, гидрокортизон.

Эффекты глюкокортикоидов:

1.Участие в формировании стресс-реакций, участие в срочной и долговременной адаптации, Повышение чувствительности к катехоламинам.

2.Противовоспалительное действие.

3.Ослабление действия иммунной системы, Снижение содержания в крови лимфоцитов, базофилов.

4.Повышение уровня глюкозы в крови. Увеличение образования и отложения гликогена в печени и тканях. Снижение чувствительности к инсулину. Снижение проницаемости клеточных мембран ряда тканей для глюкозы, препятствуют поступлению ее в ткани.

5.Стимуляция катаболизма белков и тормозит анаболизм белков (антианаболическое действие), Снижение проницаемости клеточных мембран для аминокислот.

6.Усиление мобилизации жира из жировых депо.

Половые гормоны.

К ним относятся андрогены, эстрогены и прогестерон.

Играют важное значение в развитии вторичных половых признаков в детском возрасте. При достижении половой зрелости роль гормонов невелика. Гормоны вновь приобретают некоторое значение в старческом возрасте - после угасания функции половых желез.

Физиологические эффекты.

Зависят от того, какой вид адренорецепторов преобладает в той или иной структуре.

Возбуждение альфа-адренорецепторов вызывает:

Сужение мелких артериальных сосудов кожи и органов брюшной полости;

Повышение АД;

Сокращение матки;

Расширение зрачка;

Расслабление гладких мышц желудка и кишечника;

Тормозит секрецию в пищеварительном тракте;

Ускорение агрегации тромбоцитов.

Возбуждениебета-адренорецепторов вызывает:

Учащение и усиление сердечных сокращений;

Стимуляцию секреции ренина;

Расширение бронхов;

Расширение некоторых артериальных сосудов (коронарных);

Расслабление матки.

Эффекты инсулина.

Инсулин оказывает влияние на все виды обмена веществ, он способствует анаболическим процессам:

1.усиливает синтез гликогена, жиров, белков;

2.тормозит эффекты гормонов обладающих катоболическим действием (катехоламины, глюкокортикоиды, глюкогон и др).

Эффекты инсулина по скорости реализации делят на 4 группы:

1.Очень быстрые (через несколько секунд). Повышение проницаемости клеточных мембран для глюкозы.

2.Быстрые эффекты (в течение нескольких минут).

Активация ферментов, усиливающих анаболические процессы,

Торможение ферментов, ответственных за катоболические процессы.

3.Медленные эффекты (в течение нескольких часов).

Повышение проницаемости мембран для аминокислот;

Усиление синтеза иРНК и ферментов синтеза специфических белков.

4.Очень медленные эффекты (от часов до суток). Активация митогенеза.

Пептидные половые гормоны.

Релаксин – продуцируется клетками желтого тела, в матке. Его эффект заключается в расслаблении связок малого таза. Его продукция усиливается в период родов.

Ингибин – угнетает сперматогенез при длительном воздержании.

Вилочковая железа (тимус).

Играет большую роль в обеспечении иммунокомпетентности Т-клеток, под его влиянием формируется лимфатическая система.

Из тимуса был выделен ряд полипептидов - тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный фактор . Изучен только тимозин.

Тимозин способствует повышению реактивности организма, стимулирует эритро- и лимфопоэз. При избытке тимозина может отмечаться гиперплазия костного мозга. Участвует в дифференцировке Т-лимфоцитов, формировании их иммунокомпетентности.

Эпифиз.

Образуется мелатонин, Максимум секреции мелатонина приходится на ночное время. Избыток света тормозит образование мелатонина.

Обеспечивает приспособление организма к разным условиям освещенности. Увеличение концентрации мелатонина в крови тормозит секрецию гонадотропинов, кортикотропина, тиреотроптна, сомототропина.

Эндокринная функция почек.

Почки вырабатывают три соединения, обладающие гормональной активностью: кальцитриол, ренин, эритропоэтин.

Кальцитриол – является активным метаболитом витамина Д3. Основные эффекты:

1.активирует всасывание кальция и фосфатов в кишечнике;

2.активирует реабсорбцию кальция и фосфатов в канальцах почек;

3.стимулирует остеобласты.

Ренин – образуется в юкстагломерулярном аппарате почек (ЮГА).

Ренин является ферментом, который в плазме вызывает расщепление белка – ангиотензиногена и образование ангиотензина I, который не обладает физиологической активностью, подвергается действию ангиотнзинпревращающего фермента, при этом образуется– ангиотензин II, который обладает высокой физиологической активностью. В мембранах клеток имеются рецепторы к ангиотензину – ангиотензиновые рецепторы.

Эффекты ангиотензина II:

1.Вызывает сильное сокращение артериол и мелких артерий.

2.Стимулирует секрецию альдостерона клубочковой зоной надпочечников.

3.Увеличивает артериальное давление.

Существует единая ренин – ангиотензин – альдостероновая система, которая является важным регулятором.

Эндокринная функция сердца.

Миоциты предсердий выделяют регуляторный пептид – атриопептид или предсердный натрийуретический гормон.

Физиологические эффекты :

Сосудистые эффекты:

1.Расслабление гладкой мускулатуры сосудов (вазодилятация).

2.Снижение АД.

Почечные эффекты:

1.Подавление реабсорбции натрия и хлора в канальцах.

2.Мощное повышение экскреции натрия (в 90 раз) и хлора (50 раз).

Общие принципы регуляции функций. Рефлекторная деятельность ЦНС. Нервный центр, свойства нервных центров, особенности проведения возбуждения по нервным центрам.

Физиологическая регуляция (регуляция функций)- это активное управление функциями организма для обеспечения постоянства внутренней среды организма, требуемого для этого обмена веществ с целью приспособления к измененным условиям окружающей среды.

Задачи регуляции:

1.Поддержание гомеостаза.

2.Обеспечение энергией и информацией.

Типы регуляции:

По возмущению.

Возникает при внешнем воздействии какого-либо фактора на организм, изменяющим условия его существования. Такой тип регуляции относится к адаптивной регуляции.

По отклонению.

Отклонение одного или нескольких параметров внутренней среды инициирует регуляторные влияния, направленные на нормализацию показателей внутренней среды. Такой тип регуляция относится к гомеостатической регуляции.

По упреждению.

На основе информации, извлеченной из памяти, формируется поведенческая реакция, упреждающая реальное действие.

А1. В основе нервной регуляции лежит

1) электрохимическая передача сигнала

2) химическая передача сигнала

3) механическое распространение сигнала

4) химическая и механическая передача сигнала

А2. Центральная нервная система состоит из

1) головного мозга

2) спинного мозга

3) головного, спинного мозга и нервов

4) головного и спинного мозга

А3. Элементарной единицей нервной ткани является

1) нефрон 2) аксон 3) нейрон 4) дендрит

А4. Место передачи нервного импульса с нейрона на нейрон называется

1) телом нейрона 3) нервным узлом

2) нервным синапсом 4) вставочным нейроном

А5. При возбуждении вкусовых рецепторов начинает выделяться слюна. Эта реакция называется

1) инстинкт 3) рефлекс

2) привычка 4) навык

А6. Вегетативная нервная система регулирует деятельность

1) дыхательных мышц 3) сердечной мышцы

2) мышц лица 4) мышц конечностей

А7. Какой участок рефлекторной дуги передает сигнал вставочному нейрону

1) чувствительный нейрон 3) рецептор

2) двигательный нейрон 4) рабочий орган

А8. Рецептор раздражается сигналом, поступившим от

1) чувствительного нейрона

2) вставочного нейрона

3) двигательного нейрона

4) внешнего или внутреннего раздражителя

А9. Длинные отростки нейронов объединяются в

1) нервные волокна 3) серое вещество мозга

2) рефлекторные дуги 4) глиальные клетки

А10. Медиатор обеспечивает передачу возбуждения в виде

1) электрического сигнала

2) механического раздражения

3) химического сигнала

4) звукового сигнала

А11. Во время обеда у автомобилиста сработала автосигнализация. Что из перечисленного может произойти в этот момент в коре мозга головного этого человека

1) возбуждение в зрительном центре

2) торможение в пищеварительном центре

3) возбуждение в пищеварительном центре

4) торможение в слуховом центре

А12. При ожоге возбуждение возникает

1) в телах исполнительных нейронов

2) в рецепторах

3) в любом участке нервной ткани

4) во вставочных нейронах

А13. Функция вставочных нейронов спинного мозга заключается в

Д. А. Сахаров.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Нервная регуляция" в других словарях:

Координирующее влияние нервной системы (НС) на клетки, ткани и органы, приводящее их деятельность в соответствие с потребностями организма и изменениями окружающей среды; один из основных механизмов саморегуляции функций. Многоклеточный организм… … Википедия

Регулирующее воздействие нервной системы на ткани, органы и их системы, обеспечивающее согласованность их деятельности и нормальное существование организма как целого в меняющихся условиях среды. См. Нейрогуморальная регуляция … Большой Энциклопедический словарь

Координирующее влияние нервной системы на клетки, ткани и органы, приводящее их деятельность в соответствие с потребностями организма и изменениями окружающей среды. Н. р. имеет ведущее значение в обеспечении целостности организма и является… … Биологический энциклопедический словарь

Регулирующее воздействие нервной системы на ткани, органы и их системы, обеспечивающее согласованность их деятельности и нормальное существование организма как целого в меняющихся условиях среды. См. Нейрогуморальная регуляция. * * * НЕРВНАЯ… … Энциклопедический словарь

нервная регуляция - nervinis reguliavimas statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Nervų sistemos veikla, koordinuojanti fiziologinius organizmo vyksmus. atitikmenys: angl. nervous regulation vok. Nervenregulation, f rus. нервная регуляция … Sporto terminų žodynas

Регулирующее воздействие нерв. системы на ткани, органы и их системы, обеспечивающее согласованность их деятельности и нормальное существование организма как целого в меняющихся условиях среды. См. Нейрогуморальная регуляция … Естествознание. Энциклопедический словарь

НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ - [от лат. regulare приводить в порядок, налаживать] регулирующее воздействие нервной системы на ткани, органы и их системы, обеспечивающее согласованность их деятельности и нормальное существование организма как целого в меняющихся условиях среды… … Психомоторика: cловарь-справочник

нервная система - (от грёч. n ё u гоп нерв и sistema целое, составленное из частей) совокупность всех элементов нервной ткани живых организмов, взаимосвязанных между собой и обеспечивающих ответ на внешние и внутренние раздражители. Н. с. обеспечивает… … Большая психологическая энциклопедия

Фильтрация сенсорной информации фильтрация афферентных сигналов нервной системой. В результате такой фильтрации на определённые уровни обработки поступает только часть полученной предшествующими уровнями сенсорной информации. В английской… … Википедия

Сложная сеть структур, пронизывающая весь организм и обеспечивающая саморегуляцию его жизнедеятельности благодаря способность реагировать на внешние и внутренние воздействия (стимулы). Основные функции нервной системы получение, хранение и… … Энциклопедия Кольера

Книги

• Физиология и этология животных. Учебник и практикум. В 3 частях. Часть 3. Эндокринная и центральная нервная системы, высшая нервная деятельность, анализаторы, этология , А. И. Енукашвили , А. Б. Андреева , Т. А. Эйсымонт . Данный учебник представляет собой изложение основных физиологических функций организма. Ориентируясь на современные научные данные, авторы раскрыли сущность механизмов нервной, гуморальной и… Серия: Профессиональное образование Издатель: ЮРАЙТ , Производитель:

Организм функционирует как единое целое. Существует два способа регуляции деятельности организма: нервная и гуморальная.
Гуморальная (жидкостная) регуляция осуществляется с помощью химических веществ (гормонов, медиаторов, ионов, продуктов обмена) через жидкие среды организма (кровь, лимфу, межклеточную жидкость). Гуморальная регуляция осуществляется с помощью биологически активных веществ. Биологически активные вещества - химические вещества, очень малые концентрации которых способны оказывать значительное физиологическое действие.

Железы - специальные органы, вырабатывающие биологически активные вещества.

Железы внешней секреции выделяют вещества в полости тела, органов или на поверхность кожи через специальные протоки (слёзные, потовые, слюнные, железы желудка и др.). Железы внутренней секреции выделяют вещества в протекающую через них кровь и лимфу (гипофиз, щитовидная железа, надпочечники и др.).

Биологически активные вещества, выделяемые железами внутренней секреции, называются гормонами. Смешанные железы выполняют внешнесекреторную и внутрисекреторную функции (поджелудочная и половые железы).
Нервная регуляция осуществляется при помощи нервных импульсов по мембранам нервных клеток. Это эволюционно более поздний способ регуляции. Он является более быстрым и более точным.
В организме механизмы нервной и гуморальной регуляции тесно взаимодействуют между собой и осуществляются одновременно. Они дополняют друг друга и оказывают взаимное влияние. Поэтому говорят о нейрогуморальной регуляции организма. Например, снижение уровня глюкозы в крови вызывает возбуждение симпатической нервной системы. Это стимулирует выделение надпочечниками адреналина, который с током крови поступает в печень, вызывая расщепление там гликогена до глюкозы. Глюкоза поступает в кровь, содержание её в крови нормализуется.
Особенностью организма является способность к саморегуляции. Саморегуляция - поддержание всех параметров жизнедеятельности организма (кровяного давления, температуры тела, содержания сахара в крови и т. д.) на относительно постоянном уровне. Нейрогуморальная регуляция осуществляет взаимосвязь и согласованную работу всех систем органов. Поэтому организм функционирует как единое целое.

Нервная система

Нервная система осуществляет взаимосвязь всех частей организма (нервную регуляцию), взаимосвязь его с окружающей средой и сознательную деятельность человека. Деятельность нервной системы лежит в основе процессов высшей нервной деятельности (чувства, обучение, память, речь, мышление и др.).
Нервную систему анатомически делят на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую (нервы и нервные узлы). В зависимости от характера иннервации органов и тканей нервную систему делят на соматическую (управляет деятельностью скелетной мускулатуры и подчиняется воле человека) и вегетативную (автономную) (управляет деятельностью внутренних органов, желёз, гладкой мускулатуры и не подчиняется воле человека).

Рефлексы

Все акты сознательной и бессознательной деятельности являются рефлекторными актами.

Рефлекс - ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая центральной нервной системой.

Рефлекторная дуга - путь, по которому проходят нервные импульсы от рецептора к рабочему органу.

От рецептора в центральную нервную систему импульсы идут по чувствительному пути, а от центральной нервной системы к рабочему органу по двигательному пути. Рефлекторная дуга имеет следующие составные части: рецептор (окончание дендрита чувствительного нейрона; воспринимает раздражение), чувствительное (центростремительное) нервное волокно (передаёт возбуждение от рецептора в ЦНС), нервный центр (группа вставочных нейронов, расположенных на различных уровнях ЦНС; передаёт нервные импульсы с чувствительных нервных клеток на двигательные), двигательное (центробежное) нервное волокно (передаёт возбуждение от ЦНС к исполнительному органу, деятельность которого изменяется в результате рефлекса).
Простая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов: чувствительного и двигательного (например, коленный рефлекс), а сложная рефлекторная дуга - из чувствительного, одного или нескольких вставочных и двигательного. Посредством вставочных нейронов осуществляется обратная связь между рабочим органом и ЦНС, осуществляется контроль адекватности ответа рабочего органа полученному раздражению. Это позволяет нервным центрам в случае необходимости вносить изменения в работу исполнительных органов.
Большое значение для рефлекторной реакции наряду с возбуждением имеет торможение. В ряде случаев возбуждение одного нейрона не только не передается другому, а даже угнетает его, то есть вызывает торможение . Торможение не позволяет возбуждению беспредельно распространяться в нервной системе. Взаимосвязь возбуждения и торможения обеспечивает согласованную работу всех органов и организма в целом.
Рефлексы бывают безусловные и условные . Для осуществления безусловных (врождённых) рефлексов организм с рождения имеет готовые рефлекторные дуги. Для осуществления условных (приобретённых) рефлексов рефлекторные дуги формируются в течение жизни, когда для этого возникают необходимые условия.

Спинной мозг

Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале. Имеет вид белого шнура диаметром около 1 см. На передней и задней сторонах имеются глубокие продольные борозды. В самом центре спинного мозга находится центральный канал , заполненный спинномозговой жидкостью . Канал окружён серым веществом (имеет вид бабочки), которое, в свою очередь, окружено белым веществом. В белом веществе располагаются восходящие (аксоны нейронов спинного мозга) и нисходящие пути (аксоны нейронов головного мозга). Серое вещество напоминает контур бабочки и состоит из передних, задних, боковых рогов и промежуточной части, соединяющей их. В передних рогах расположены двигательные нейроны - мотонейроны (их аксоны иннервируют скелетные мышцы), в задних - вставочные нейроны (связывающие чувствительные и двигательные нейроны), а в боковых рогах - вегетативные нейроны (их аксоны идут на периферию к вегетативным узлам).
Спинной мозг состоит из 31 сегмента, от каждого из которых отходит пара смешанных спинномозговых нервов, имеющих по паре корешков: передний (аксоны двигательных нейронов) и задний (аксоны чувствительных нейронов).
Функции спинного мозга: рефлекторная (осуществление простых рефлексов: двигательных и вегетативных - сосудодвигательный, пищевой, дыхательный, дефекации, мочеиспускания, половой) и проводниковая (проводит нервные импульсы от и к головному мозгу). Повреждение спинного мозга приводит к нарушению проводниковых функций, следствием чего является паралич.

Головной мозг

Головной мозг расположен в мозговом отделе черепа. Он также имеет белое вещество (проводящие пути между головным мозгом и спинным; между отделами головного мозга) и серое вещество (в виде ядер внутри белого вещества; кора, покрывающая большие полушария и мозжечок). Масса головного мозга взрослого человека составляет около 1400–1600 г.
Головной мозг включает 5 отделов: продолговатый мозг, задний мозг (мост и мозжечок), средний мозг, промежуточный мозг, передний мозг (большие полушария). Полушария переднего мозга человека являются эволюционно более новыми и достигают наибольшего развития (до 80 % массы мозга). Продолговатый мозг, варолиев мост (задний мозг), средний и промежуточный образуют ствол головного мозга.

Продолговатый мозг и мост являются продолжением спинного мозга и выполняют рефлекторную (пищеварение, дыхание, сердечная деятельность, защитные рефлексы: рвота, кашель) и проводящую функции.
Задний мозг состоит из варолиева моста и мозжечка. Варолиев мост проводящими путями связывает продолговатый мозг и мозжечок с большими полушариями. Мозжечок регулирует двигательные акты (равновесие, координация движений, поддержание позы). Средний мозг поддерживает тонус мышц, отвечает за ориентировочные, сторожевые и оборонительные рефлексы на зрительные и звуковые раздражители.
Промежуточный мозг регулирует сложные двигательные рефлексы, координирует работу внутренних органов и осуществляет гуморальную регуляцию (обмен веществ, потребление воды и пищи, поддержание температуры тела). Промежуточный мозг включает таламус, эпиталамус и гипоталамус. Сверху к нему прилегает эпифиз, снизу - гипофиз. Таламус - подкорковый центр всех видов чувствительности (кроме обоняния). Кроме того, он регулирует и координирует внешнее проявление эмоций (мимику, жесты, изменение дыхания, пульса, давления). Гипоталамус содержит центры вегетативной нервной системы, обеспечивающие постоянство внутренней среды, а также регулирующие обмен веществ, температуру тела. С гипоталамусом связаны чувство голода, жажды и насыщения, регуляция сна и бодрствования. Гипоталамус контролирует деятельность гипофиза. Эпиталамус принимает участие в работе обонятельного анализатора.
Передний мозг (большие полушария) осуществляет психическую деятельность (память, речь, мышление, поведение и т. д.). Состоит из двух больших полушарий: правого и левого. Серое вещество (кора) находится сверху полушарий, белое - внутри. Белое вещество представляет собой проводящие пути полушарий. Среди белого вещества находятся ядра серого вещества (подкорковые структуры).
Кора больших полушарий представляет собой слой серого вещества толщиной в 2–4 мм. Многочисленные складки, извилины и борозды увеличивают площадь коры (до 2000–2500 см2). Каждое полушарие разделено бороздами на доли: лобную (здесь находятся вкусовая, обонятельная, двигательная и кожно-мускульная зоны), теменную (двигательная и кожно-мускульная зоны), височную (слуховая зона) и затылочную (зрительная зона). Каждое полушарие отвечает за противоположную ей сторону тела. В функциональном отношении полушария неравнозначны. Левое полушарие - «аналитическое», отвечает за абстрактное мышление, навыки письменной и устной речи. Правое полушарие -«синтетическое», отвечает за образное мышление.
Нарушения деятельности головного мозга могут быть обусловлены наследственными факторами и факторами внешней среды. Повреждение отдельных участков головного мозга приводит к нарушению различных функций.

Вегетативная нервная система

Вегетативная (автономная) нервная система управляет деятельностью внутренних органов, желёз, гладкой мускулатуры и не подчиняется воле человека. Вегетативная нервная система делится на симпатическую и парасимпатическую . И та, и другая состоят из вегетативных ядер (скопления нейронов, лежащих в спинном или головном мозге), вегетативных узлов (скопления нейронов, расположенных за пределами центральной нервной системы) и нервных окончаний (в стенках рабочих органов). Таким образом, путь от центра до иннервируемого органа состоит из двух нейронов. Это отличительный признак вегетативной нервной системы от соматической, где этот путь представлен одним нейроном.

Симпатические ядра находятся в спинном мозге, симпатические узлы около позвоночника, а нервные окончания в самих органах. Парасимпатические ядра находятся в продолговатом, среднем мозге или конце спинного мозга, а парасимпатические узлы и нервные окончания в самих органах. Нервные волокна, отходящие от парасимпатических ядер продолговатого мозга к парасимпатическим узлам в органах грудной и брюшной полости, называются блуждающими нервами. Медиаторами в синапсах симпатической нервной системы являются в основном адреналин и норадреналин , парасимпатической - ацетилхолин .
Большинство органов имеют как симпатическую, так и парасимпатическую иннервацию. Их воздействие на органы противоположно. Симпатическая система мобилизует силы организма в экстремальной ситуации (учащение и усиление сердечных сокращений, приток крови от внутренних органов к скелетным мышцам, ослабление сокоотделения и движений желудка, ослабление перистальтики кишечника), парасимпатическая - система «отбоя», способствует протеканию восстановительных процессов организма (замедление и ослабление сердечных сокращений, приток крови к внутренним органам, усиление сокоотделения и движений желудка, усиление перистальтики кишечника). В этом заключается функция вегетативной нервной системы.

Высшая нервная деятельность

Безусловные и условные рефлексы

Высшая нервная деятельность - совокупность сложных форм деятельности коры больших полушарий и ближайших к ней подкорковых образований, обеспечивающих наиболее совершенное приспособление животных и человека к окружающей среде.

В её основе лежит осуществление сложных рефлекторных актов.
Впервые материалистическое объяснение высшей нервной деятельности человека дал И. М. Сеченов. Он доказал, что все акты сознательной и бессознательной деятельности являются рефлекторными. И. П. Павлов развил идеи И. М. Сеченова экспериментально. Он открыл нервный механизм, обеспечивающий сложные формы реагирования человека и высших животных на воздействия внешней среды - условный рефлекс. И. П. Павловым было создано учение о безусловных и условных рефлексах.
Рефлекс - ответная реакция организма на внешнее или внутреннее воздействие (раздражение), осуществляемая центральной нервной системой. Реализация рефлексов обеспечивается нервными элементами, формирующими рефлекторную дугу , то есть путь, по которому проходят нервные импульсы от рецептора к рабочему органу. В состав рефлекторной дуги входят рецептор, афферентная (центростремительная) часть, центральное звено (нервный центр), эфферентная (центробежная) часть, исполнительный орган (мышца, железа).
Существуют разные классификации рефлексов. По биологическому значению рефлексы делят на защитные, пищеварительные, половые, ориентировочные и др.; по модальности раздражителя - на зрительные, слуховые, обонятельные и др.; по характеру ответной реакции (в зависимости от исполнительного органа) - на двигательные, секреторные, сосудистые и т. д.
Кроме того, И. П. Павловым все рефлексы были разделены на условные и безусловные (табл.). Безусловные рефлексы - врождённые реакции организма. Они сформировались и закрепились в процессе эволюции и передаются по наследству. Условные рефлексы - приобретённые реакции организма. Они вырабатываются, закрепляются и могут угасать в течение жизни; не передаются по наследству.
Сравнительная характеристика безусловных и условных рефлексов

Безусловные	Условные
Врождённые, передающиеся по наследству	Приобретённые организмом в течение индивидуального развития на основе «жизненного опыта»
Видовые	Индивидуальные
Имеют постоянные рефлекторные дуги	Не имеют готовых рефлекторных дуг, они формируются при определённых условиях
Относительно постоянные, мало изменяющиеся	Непостоянные, могут вырабатываться и угасать
Осуществляются в ответ на адекватное раздражение	Осуществляются на любое воспринимаемое организмом раздражение; формируются на базе безусловных рефлексов
Осуществляются на уровне спинного мозга и ствола мозга, подкорковых ядер	Осуществляются за счёт деятельности коры головного мозга при участии подкорковых структур
Немногочисленны; не могут обеспечить приспособление организма к постоянно меняющимся условиям жизни	Многочисленны; одни угасают, другие возникают, обеспечивая приспособление организма к меняющимся условиям

Биологическое значение условных рефлексов. Безусловные рефлексы обеспечивают организму поддержание жизнедеятельности в относительно постоянных условиях существования. Основные безусловные рефлексы: пищевые (жевание, сосание, глотание, отделение слюны, желудочного сока и др.), оборонительные (отдёргивание руки от горячего предмета, кашель, чихание, мигание), половые и др.
Условные рефлексы обеспечивают организму более совершенное приспособление к меняющимся условиям существования. Они вырабатываются на базе безусловных. Примером формирования условно-рефлекторной реакции может быть сочетание звукового раздражителя (например, звонка) с кормлением животного. После ряда повторений такого сочетания у животного будет наблюдаться слюноотделение, возникающее при звуке звонка даже при отсутствии предъявления пищи.
Образование и торможение условных рефлексов. К основным условиям формирования условных рефлексов относятся
повторное сочетание ранее индифферентного (нейтрального) раздражителя (звукового, светового, тактильного и т. д.) с действием подкрепляющего безусловного (или хорошо выработанного условного) раздражителя;
незначительное предшествование по времени индифферентного раздражителя по отношению к подкрепляющему стимулу;
достаточная возбудимость безусловной реакции (деятельное состояние коры головного мозга);
отсутствие постороннего раздражения или другой деятельности во время выработки рефлекса.
Для обеспечения адекватного поведения требуется не только способность к образованию условных рефлексов, но и возможность устранять условно-рефлекторные реакции, необходимость в которых отпала. Это обеспечивается процессами торможения.
Торможение условных рефлексов может быть безусловным (внешним и запредельным) и условным (внутренним). Внешнее торможение происходит, если в момент действия условного сигнала начинает действовать посторонний раздражитель. Запредельное торможение наблюдается, когда интенсивность условного сигнала превышает определённый предел. В обоих случаях условная реакция тормозится. Внутреннее торможение проявляется в угасании условного рефлекса с течением времени, если он не подкрепляется действием безусловных рефлексов (то есть если условия его выработки не повторяются).
Существуют разные классификации условных рефлексов. По биологическому значению (по роду потребностей) различают витальные условные рефлексы (оборонительные, регуляции сна и др.), зоосоциальные (родительский, территориальный и др.) и условные рефлексы саморазвития (исследовательский, имитационный, игровой и др.). По характеру подкреплений: условные рефлексы первого порядка (вырабатываются на основе безусловных рефлексов), условные рефлексы второго порядка (вырабатываются на основе условных рефлексов первого порядка) и т. д. По природе условного сигнала: натуральные (образуются на естественные признаки безусловного раздражителя, например, вид и запах мяса) и искусственные (вырабатываются на сигналы, не являющиеся непременным атрибутом раздражителя, например, звон посуды или слова «кушать подано»).
Таким образом, выработка и торможение условных рефлексов обеспечивают более тонкую адаптацию организма к окружающей среде, позволяют оптимизировать поведение в ответ на изменения внешней среды.
Особенности высшей нервной деятельности человека. Условно-рефлекторная деятельность является общей и для высших животных, и для человека. И у человека, и у животных имеется первая сигнальная система - анализ и синтез конкретных сигналов, предметов и явлений внешнего мира. У человека, кроме того, развивается вторая сигнальная система - речь, письменность, абстрактное мышление. Её возникновение связано с коллективной трудовой деятельностью и жизнью в обществе. Слова - это сигналы первичных сигналов. Вторая сигнальная система социально обусловлена - вне общества, без общения с другими людьми она не формируется. Некоторые животные способны издавать звуки. Однако слово для человека не просто сочетание определённых звуков, а, прежде всего его значение, содержащийся в нём смысл. С помощью слов люди способны обмениваться мыслями. Речь и письменность позволяют человеку накапливать и передавать опыт из поколения в поколение. Появление речи привело к возникновению абстрактного мышления - мышления с помощью абстрактных понятий, отвлечённых от конкретных предметов и явлений.

Психика, психические явления, поведение человека

Психика - свойство высокоорганизованной материи, заключающееся в активном отражении субъектом объективного мира и само- регуляции на этой основе своего поведения и деятельности. Психика проявляется в трёх основных видах психических явлений: психические процессы, психические состояния и психические свойства. Рассмотрим некоторые из психических явлений.
Ощущение - психическое отражение отдельных свойств предметов объективного мира, возникающее при их непосредственном воздействии на сенсорную систему (органы чувств).
Восприятие - целостное отражение предметов и явлений объективного мира на основе ощущений. В зависимости от того, какая из форм существования материи отражается, выделяют восприятие пространства, восприятие времени и восприятие движений .
Внимание - направленность психической деятельности, сосредоточенность на важных в данный момент предметах и явлениях. Свойства внимания: устойчивость (длительное сосредоточение внимания на одном объекте), распределение (возможность удержания внимания одновременно на нескольких объектах), объём (максимальное количество объектов, одновременно охваченных вниманием), концентрация (сосредоточение внимания на существенных объектах и поддержание сосредоточенности), переключение (преднамеренный перенос внимания с одного объекта на другой).
Внимание может быть непроизвольным (не требует волевого усилия) и произвольным (требует волевого усилия). Текущим поведением человека руководит преобладающая в данный момент потребность. Это называется принципом доминанты .
Память - психическое отражение прошлого опыта, обеспечивающее его использование или исключение из деятельности и сознания. Память основана на следующих процессах: запоминание, сохранение, узнавание, воспроизведение, забывание . При протекании процессов памяти в нервной системе происходят определённые изменения, которые сохраняются в течение некоторого времени и влияют на характер протекания рефлекторных реакций.
Формы проявления памяти чрезвычайно многообразны. В зависимости от характера психической активности, преобладающей в деятельности, память бывает двигательная или моторная (память движений - бытовые, спортивные, трудовые и другие двигательные навыки), образная (память образов окружающих предметов, звуков, запахов и др.), эмоциональная (память пережитых чувств и эмоций), словесно-логическая (память прочитанных, услышанных, произнесённых слов и мыслей). Словесно-логическая память разделяется на логическую (запоминание причинно-следственных связей словесной информации) и механическую (запоминание текстов, сложных для логической организации).
В зависимости от целей деятельности память делят на непроизвольную (запоминание и воспроизведение происходят автоматически, без волевых усилий) и произвольную (имеется цель запоминания, требуются усилия воли).
В зависимости от времени хранения информации память бывает кратковременной (информация либо будет забыта, либо перейдёт в долговременную память), долговременной (длительное сохранение опыта; сохранность зависит от частоты использования сохраняемой информации, общего объёма информации, получаемого человеком до и после этого материала и др.) и оперативной (может быть как кратковременной, так и долговременной; постоянно готова к использованию).
Запоминание бывает механическое (такие знания человек не способен применять в жизни) и осмысленное . Память можно тренировать. Одно из важных условий запоминания - повторение.
Мышление - процесс познания реального мира на основе опосредованного и обобщённого отражения действительности. Мышление позволяет обнаружить скрытые от непосредственного наблюдения сущностные стороны предметов и явлений. В зависимости от материала, которым оперирует в мыслительной деятельности человек, мышление делят на наглядно-действенное (оперирование конкретными предметами), наглядно-образное (оперирование образами предметов) и понятийное , или абстрактное (оперирование абстрактными понятиями).
Чувства - психический процесс, отражающий отношение человека к предметам и явлениям, отличающийся относительной устой- чивостью. Эмоции - сиюминутное субъективное отношение человека к действительности и к самому себе в конкретной ситуации; внешние проявления чувства. Потребности, чувства и эмоции играют в жизни человека роль внутренних регуляторов поведения. Чувства выполняют две функции: сигнальную (запечатление в памяти конкретной ситуации и связанных с ней эмоциональных переживаний) и регуляторную (выражение эмоции в различных изменениях внутренней среды и в различных двигательных проявлениях). В зависимости от того, удовлетворяются потребности человека или нет, у него возникают положительные чувства (например, радость) или отрицательные (например, горе).
Обычно выделяют пять основных форм переживания чувств: чувственный тон, эмоции, аффекты, стресс, настроение . На основе простых чувств формируются так называемые высшие чувства. К ним относятся моральные, интеллектуальные, эстетические и праксические чувства.
Темперамент - устойчивое сочетание динамических особенностей психики (активности, эмоциональности и др.), определяющихся стойкими врождёнными свойствами нервной системы. Основываясь на разном сочетании показателей, характеризующих процессы возбуждения и торможения (силе, уравновешенности и подвижности нервных процессов), И. П. Павлов выделил 4 типа высшей нервной деятельности. Данное деление совпадает с классификацией темпераментов, предложенной Гиппократом более 2 тысяч лет назад.
1. Сильный уравновешенный подвижный тип (сангвиник ) - сильная нервная система (высокая работоспособность нервных клеток), уравновешенность возбуждения и торможения, высокая подвижность нервных процессов (быстрая смена состояний нервной системы).
2. Сильный уравновешенный инертный тип (флегматик ) - сильная нервная система, уравновешенность возбуждения и торможения, низкая подвижность нервных процессов.
3. Сильный неуравновешенный подвижный тип (холерик ) - сильная нервная система, преобладание процессов возбуждения над торможением, высокая подвижность нервных процессов.
4. Слабый неуравновешенный инертный тип (меланхолик ) - слабая нервная система (низкая работоспособность нервных клеток), преобладание процессов торможения над возбуждением, низкая подвижность нервных процессов.
Поведение человека. Нормальная жизнедеятельность организма возможна лишь при поддержании относительно постоянного состава внутренней среды. Нужда в чём-либо необходимом для этого вызывает особое состояние - потребность. Потребность - источник активности, состояние, выражающее зависимость человека от условий существования.
Различают два уровня потребностей. Первый уровень включает витальные, социальные и идеальные потребности. Витальные потребности связаны с жизнеобеспечением человека как биологического существа (потребности в кислороде, воде, пище, тепле, сне, безопасности, продолжении рода, экономии сил и т. д.). Социальные потребности обусловлены жизнью человека в обществе (потребности во внимании, любви, заботе, принадлежности к группе, следовании нормам и идеологии, самореализации и др.). Идеальные потребности связаны с появлением у человека сознания (потребности в истине, вере, познании себя, окружающего мира, своего места в мире, смысла жизни; потребности в красоте, справедливости и т. д.). Второй уровень представлен самоценными потребностями. Самоценные потребности - вторичные потребности, без которых удовлетворение первичных потребностей затруднено или невозможно (потребность в вооружённости - запасе сил и средств, потребность в преодолении - возникает в процессе формирования воли и самости и др.).
Мотив - предмет (материальный или идеальный), служащий удовлетворению потребности. Мотивы бывают осознанные (убеждения, стремления, намерения, мечты, идеалы, страсти, интересы) и неосознанные (влечения, эмоции, установки).
Поведение человека - сложный комплекс двигательных актов, направленных на удовлетворение потребностей организма. Индивидуальное поведение человека, его характер зависят в наибольшей степени от его социального опыта (опыта общения с людьми и окружающим миром) и в меньшей степени (для людей без врождённых пороков развития) от наследственности . Формирование социального опыта начинается с рождения. Наиболее стойкие черты характера (альтруист или эгоист, общительный или замкнутый, активный или пассивный) формируются к 3–5 годам. Характер, поведение, привычки могут меняться в течение жизни, но в детстве закладываются наиболее важные черты, определяющие поведение в экстремальных ситуациях, когда не остаётся времени на раздумье.

Сознание

Сознание - это высший уровень отражения действительности, проявляющийся способностью личности отдавать себе ясный отчет об окружающем, о настоящем и прошлом времени, принимать решения и в соответствии с ситуацией управлять своим поведением. Для сознания характерно включение себя в совокупность знаний об окружающем мире, то есть осознание своего существования. Из всех живых организмов, обитающих на Земле, сознание присуще только человеку.
Признаки сознания: 1) внимание и способность сосредоточиться; 2) возможность оценить предстоящий поступок, то есть способность к ожиданию и прогнозированию; 3) способность порождать абстрактные мысли, оперировать ими, выражать их словами или иным способом; 4) осознание своего «я» и признание других индивидуумов; 5) наличие эстетических ценностей.
Выделяют различные состояния сознания. Бессознательное состояние - экстремальное состояние, при котором регистрируются лишь психовегетативные реакции; проявления познавательных и эмоциональных процессов отсутствуют. Сон - состояние, которое предполагает переживание сновидений, допускает подпороговое восприятие и частичное запоминание содержания сновидений. Бодрствование - состояние осознания окружающего мира и себя, доступное самонаблюдению. Оно включает весь спектр психических проявлений в рамках осознания - восприятие, воспоминание, внимание, мышление и саморегуляцию.

Сон

Чередование сна и бодрствования - необходимое условие жизни человека. Человек проводит во сне примерно треть жизни. Во время бодрствования мозг поддерживается в активном состоянии за счёт импульсов, поступающих от рецепторов. При прекращении или резком ограничении поступления импульсов в мозг развивается сон.
Выделяют следующие основные функции сна: компенсаторно-восстановительная - во время сна идёт ряд метаболических преобразований, направленных на восстановление истраченных ресурсов организма и обеспечивающих трофические процессы в тканях; информационная - во время сна, по всей видимости, происходят переработка, анализ и сортировка полученной во время бодрствования информации; адаптивная - в эволюционном плане у животных сон обеспечивает безопасность при сохранении неподвижности в укромных местах.
Во время сна мускулатура расслаблена, дыхание редкое, снижены кожная чувствительность, зрение, слух, обоняние, обмен веществ, величина кровяного давления, частота сердечных сокращений, температура тела.
Во время сна мозг проходит через несколько различных фаз, которые повторяются примерно каждые полтора часа. Сон состоит из двух качественно различных состояний - медленного сна и быстрого сна. Они отличаются по типам электрической активности мозга, сердечным сокращениям, дыханию, тонусу мышц, движениям глаз.
Медленный сон подразделяется на несколько стадий:
1. Дремота. На этой стадии в электроэнцефалограмме (ЭЭГ) исчезает основной биоэлектрический ритм бодрствования - альфаритм. Он сменяется низкоамплитудными колебаниями. Это стадия засыпания. На этой стадии у человека могут возникать сноподобные галлюцинации.
2. Поверхностный сон. Характеризуется появлением веретён сна - веретенообразный ритм 14–18 колебаний в секунду. При появлении первых веретён сна сознание человека отключается. В паузах между такими веретёнами человека легко разбудить.
3. Дельта-сон . На этой стадии в ЭЭГ появляются высоко амплитудные медленные колебания - дельта-волны. Это наиболее глубокий период сна. У человека снижен мышечный тонус, отсутствуют движения глаз, ритм дыхания и пульс стабилизируются и становятся реже, понижается температура тела (на 0,5 °C). Пробудить человека из дельта-сна очень трудно. Как правило, разбуженный в эту фазу сна человек не помнит сновидений, он плохо ориентируется в окружающем, неверно оценивает временные промежутки (недооценивает время, проведённое во сне). Дельта-сон - период наибольшего отключения от внешнего мира. Он преобладает в первую половину ночи.
Быстрый сон - это последняя стадия в цикле сна. В этот момент ритмы ЭЭГ похожи на ритмы бодрствования. Усиливается мозговой кровоток при сильном мышечном расслаблении, с резкими подёргиваниями в отдельных группах мышц. Сочетание активности ЭЭГ и полной мышечной расслабленности дало другое название этой стадии сна - парадоксальный сон. Происходят резкие изменения частоты сердечных сокращений и дыхания (серии частых вдохов и выдохов, чередующиеся паузами), эпизодический подъём и спад кровяного давления. Наблюдаются быстрые движения глаз при закрытых веках. При пробуждении из этой фазы сна люди в 80–90 % случаев сообщают о сновидениях. По словам И. М. Сеченова, сновидения - это небывалые комбинации бывалых впечатлений.
Структура и продолжительность сна меняется с возрастом. Новорождённые спят по 17–18 ч в сутки, а парадоксальный сон составляет около половины от общей продолжительности сна. В возрасте 4–6 лет потребность в сне сокращается до 10–12 ч в день, а доля парадоксальной фазы уменьшается до 20 % общей его продолжительности. Это соотношение, как правило, сохраняется в зрелом возрасте. Необходимая же общая продолжительность сна у взрослых составляет обычно 7–8 ч. Установлено, что если длительность ночного сна уменьшить на 1,3–1,5 ч, то это скажется на состоянии бодрствования днём. Сон продолжительностью 6,5 ч в течение длительного времени может подорвать здоровье человека. Однако потребность в продолжительности сна очень индивидуальна. Кроме того, структура сна меняется под воздействием внешних факторов, например, при обучении, адаптации к новой обстановке и т. д.

Органы чувств

Наш организм улавливает различные изменения, происходящие во внешней среде, с помощью органов чувств: осязания, зрения, слуха, вкуса и обоняния. В каждом из них имеются специфические рецепторы, воспринимающие определённый вид раздражения.
Человек воспринимает окружающий его мир посредством органов чувств (анализаторов). В результате раздражения органов чувств в больших полушариях головного мозга возникают ощущения . Через ощущения происходит восприятие и ориентация в окружающей среде.
Анализатор (орган чувств) - состоит из трёх отделов: периферического, проводникового и центрального. Периферическое (воспринимающее) звено анализатора - рецепторы. В них происходит преобразование сигналов внешнего мира (свет, звук, температура, запах и др.) в нервные импульсы. В зависимости от способа взаимодействия рецептора с раздражителем различают контактные (рецепторы кожи, вкусовые) и дистантные (зрительные, слуховые, обонятельные) рецепторы. Проводниковое звено анализатора - нервные волокна. Они проводят возбуждение от рецептора до коры больших полушарий. Центральное (обрабатывающее) звено анализатора - участок коры больших полушарий. Нарушение функций одной из частей вызывает нарушение функций всего анализатора.
Различают зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой и кожный анализаторы, а также двигательный анализатор и вестибулярный анализатор. Каждый рецептор приспособлен к своему определённому раздражителю и не воспринимает другие. Рецепторы способны приспосабливаться к силе раздражителя посредством снижения или повышения чувствительности. Эта способность называется адаптацией.

Зрительный анализатор

Рецепторы возбуждаются от квантов света. Органом зрения является глаз. Он состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. Вспомогательный аппарат представлен веками, ресницами, слёзными железами и мышцами глазного яблока. Веки образованы складками кожи, выстланными изнутри слизистой оболочкой (конъюнктивой). Ресницы защищают глаз от частичек пыли. Слёзные железы расположены в наружном верхнем углу глаза и продуцируют слёзы, которые омывают переднюю часть глазного яблока и через носослёзный канал попадают в полость носа. Мышцы глазного яблока приводят его в движение и ориентируют в сторону рассматриваемого предмета.

Глазное яблоко расположено в глазнице и имеет шаровидную форму. Оно содержит три оболочки: фиброзную (наружную), сосудистую (среднюю) и сетчатую (внутреннюю) , а также внутреннее ядро, состоящее из хрусталика, стекловидного тела и водянистой влаги передней и задней камер глаза.
Задний отдел фиброзной оболочки - плотная непрозрачная соединительнотканная белочная оболочка (склера ), передний - прозрачная выпуклая роговица . Сосудистая оболочка богата сосудами и пигментами. В ней выделяют собственно сосудистую оболочку (задняя часть), ресничное тело и радужную оболочку. Основную массу ресничного тела составляет ресничная мышца, изменяющая своим сокращением кривизну хрусталика. Радужная оболочка (радужка ) имеет вид кольца, окраска которого зависит от количества и характера пигмента, в ней содержащегося. В центре радужки находится отверстие - зрачок . Он может сужаться и расширяться благодаря сокращению мышц, расположенных в радужной оболочке.
В сетчатке различают две части: заднюю - зрительную, воспринимающую световые раздражения, и переднюю - слепую, не содержащую светочувствительных элементов. Зрительная часть сетчатки содержит светочувствительные рецепторы. Имеется два вида зрительных рецепторов: палочки (130 млн) и колбочки (7 млн). Палочки возбуждаются слабым сумеречным светом и не способны различать цвет. Колбочки возбуждаются ярким светом и способны различать цвет. В палочках имеется красный пигмент - родопсин , а в колбочках - иодопсин . Под влиянием квантов света в результате фотохимических реакций эти вещества распадаются, а в темноте восстанавливаются. При отсутствии в организме витамина А, который восстанавливает родопсин, развивается заболевание куриная слепота - неспособность видеть при слабом свете или в темноте. В сетчатке имеется три типа колбочек, воспринимающих красный, зелёный и сине-фиолетовый цвета. Распознавание всех остальных цветов зависит от комбинации трёх основных цветов. Одновременные и одинаковые по силе раздражения трёх типов колбочек дают ощущения белого цвета. Колбочки сосредоточены в центре сетчатки. Прямо напротив зрачка имеется жёлтое пятно - место наилучшего видения, в состав которого входят только колбочки. Поэтому наиболее чётко мы видим предметы, когда изображение падает на жёлтое пятно. По направлению к периферии сетчатки число колбочек уменьшается, количество палочек нарастает. По периферии располагаются только палочки. Место на сетчатке, откуда выходит зрительный нерв, лишено рецепторов и называется слепое пятно .
Большая часть полости глазного яблока заполнена прозрачной студенистой массой, образующей стекловидное тело , которое поддерживает форму глазного яблока. Хрусталик представляет собой двояковыпуклую линзу. Его задняя часть прилегает к стекловидному телу, а передняя - обращена к радужной оболочке. При сокращении мышцы ресничного тела, связанной с хрусталиком, меняется его кривизна и лучи света преломляются так, чтобы изображение объекта зрения попало на жёлтое пятно сетчатки. Способность хрусталика изменять свою кривизну в зависимости от удалённости предметов называют аккомодацией . При нарушении аккомодации могут возникнуть близорукость (изображение фокусируется перед сетчаткой) и дальнозоркость (изображение фокусируется за сетчаткой). При близорукости человек видит нечётко дальние предметы, при дальнозоркости - ближние. С возрастом происходит уплотнение хрусталика, ухудшение аккомодации, развивается дальнозоркость. Водянистая влага - жидкость, заполняющая переднюю и заднюю камеры глаза. Передняя камера расположена между роговицей и радужкой, задняя - между радужкой и хрусталиком.
Рецепторы возбуждаются от квантов света. Световые лучи проходят несколько преломляющих сред (роговицу, водянистую влагу, хрусталик, стекловидное тело) и попадают на сетчатку, которая их и воспринимает. В результате преломления лучей на сетчатке изображение получается перевёрнутым и уменьшенным. Благодаря переработке в коре информации, получаемой от сетчатки и рецепторов других органов чувств, мы воспринимаем предметы в их естественном положении.
Фотохимические реакции в колбочках и палочках вызывают нервные импульсы, которые через зрительный нерв передаются в зрительную зону коры больших полушарий.

Слуховой анализатор

Рецепторы возбуждаются от звуковых колебаний воздуха. Органом слуха является ухо. Оно состоит из наружного, среднего и внутреннего уха . Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода. Ушные раковины служат для улавливания и определения направления звука. Наружный слуховой проход начинается наружным слуховым отверстием и заканчивается слепо, барабанной перепонкой , которая отделяет наружное ухо от среднего. Он выстлан кожей и имеет железы, выделяющие ушную серу.
Среднее ухо состоит из барабанной полости, слуховых косточек и слуховой (евстахиевой) трубы. Барабанная полость заполнена воздухом и соединена с носоглоткой узким проходом - слуховой трубой , через которую поддерживается одинаковое давление в среднем ухе и окружающем человека пространстве. Слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремечко - соединены между собой подвижно. По ним колебания от барабанной перепонки передаются во внутреннее ухо.
Внутреннее ухо состоит из костного лабиринта и расположенного в нём перепончатого лабиринта. Костный лабиринт содержит три отдела: преддверие, улитку и полукружные каналы. Улитка относится к органу слуха, преддверие и полукружные каналы - к органу равновесия (вестибулярному аппарату). Улитка - костный канал, закрученный в виде спирали. Её полость разделена тонкой перепончатой перегородкой - основной мембраной, на которой располагаются рецепторные клетки. Вибрация жидкости улитки раздражает слуховые рецепторы.
Ухо человека воспринимает звуки с частотой от 16 до 20 000 Гц. Звуковые волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки и вызывают её колебания. Эти колебания усиливаются (почти в 50 раз) системой слуховых косточек и передаются жидкости в улитке, где воспринимаются слуховыми рецепторами. Нервный импульс передаётся от слуховых рецепторов через слуховой нерв в слуховую зону коры больших полушарий.

Вестибулярный анализатор

Вестибулярный аппарат расположен во внутреннем ухе и представлен преддверием и полукружными каналами. Преддверие состоит из двух мешочков. Три полукружных канала расположены в трёх взаимно противоположных направлениях, соответствующих трём измерениям пространства. Внутри мешочков и каналов имеются рецепторы, которые способны воспринимать давление жидкости. Полукружные каналы воспринимают информацию о положении тела в пространстве. Мешочки воспринимают замедление и ускорение, изменение силы тяжести.
Возбуждение рецепторов вестибулярного аппарата сопровождается рядом рефлекторных реакций: изменением тонуса мышц, сокращением мышц, способствующих выпрямлению тела и сохранению позы. Импульсы от рецепторов вестибулярного аппарата по вестибулярному нерву поступают в центральную нервную систему. Вестибулярный анализатор функционально связан с мозжечком, который регулирует его деятельность.

Вкусовой анализатор

Вкусовые рецепторы раздражаются химическими веществами, растворёнными в воде. Органом восприятия являются вкусовые почки - микроскопические образования в слизистой оболочке полости рта (на языке, мягком нёбе, задней стенке глотки и надгортаннике). Рецепторы, специфичные к восприятию сладкого, расположены на кончике языка, горького - на корне, кислого и солёного - по бокам языка. С помощью вкусовых рецепторов происходит опробование пищи, определяется её пригодность или непригодность для организма, при их раздражении происходит выделение слюны, желудочного и поджелудочного соков. Нервный импульс передаётся от вкусовых почек через вкусовой нерв во вкусовую зону коры больших полушарий.

Обонятельный анализатор

Рецепторы обоняния раздражаются газообразными химическими веществами. Органом восприятия являются воспринимающие клетки в слизистой оболочке носа. Нервный импульс передаётся от обонятельных рецепторов через обонятельный нерв в обонятельную зону коры больших полушарий.

Кожный анализатор

Кожа содержит рецепторы, воспринимающие тактильные (прикосновение, давление), температурные (тепловые и холодовые) и болевые раздражения. Органом восприятия являются воспринимающие клетки в слизистых оболочках и коже. Нервный импульс передаётся от осязательных рецепторов через нервы в кору больших полушарий. С помощью осязательных рецепторов человек получает представление о форме, плотности, температуре тел. Тактильных рецепторов больше всего на кончиках пальцев, ладонях, подошвах ног, языке.

Двигательный анализатор

Рецепторы возбуждаются при сокращении и расслаблении мышечных волокон. Органом восприятия являются воспринимающие клетки в мышцах, связках, на суставных поверхностях костей.

1. Работа мышц, их утомление. Значение двигательной активности для укрепления здоровья человека. Предупреждение плоскостопия и искривления позвоночника

Мышечная система человека образована поперечно-полосатыми и гладкими мышцами. Поперечно-полосатые мышцы называются также скелетными, так как они соединены через сухожилия с костями скелета (кроме мимических мышц). Поперечно-полосатые мышцы составляют в среднем 42% от массы тела человека. Эти мышцы сокращаются произвольно, развивая значительные, но относительно короткие усилия. Поперечно-полосатые мышцы образованы длинными (до 10 см) многоядерными волокнами, которые, однако, в несколько раз тоньше человеческого волоса. Под микроскопом видно, что эти волокна имеют поперечную исчерченность, возникающую за счет упорядоченного расположения в них волокон сократительных белков актина и миозина.

Сокращение происходит под влиянием импульсов, приходящих из центральной нервной системы. Импульсы от одного двигательного нейрона, чаще всего расположенного в передних рогах серого вещества спинного мозга, приводят к сокращению от единиц до тысяч мышечных волокон. При сокращении нити актина и миозина перемещаются друг относительно друга – мышца укорачивается и утолщается. Сокращение мышцы занимает около 0,01 с.

Скелетные мышцы очень часто являются сгибателями или разгибателями суставов. Например, локтевой сустав сгибается при сокращении двуглавой, а разгибается при сокращении трехглавой мышцы плеча. При одновременном сокращении этих двух мышц локтевой сустав фиксируется в каком-то одном положении.

На работу мышц тратится большое количество глюкозы, других питательных веществ, кислорода, АТФ. Эти вещества приносятся в мышцы кровью. Кровь же выносит из мышц продукты обмена: СО2, молочную кислоту и др.

Если мышца сокращается длительное время, в быстром ритме или при большой нагрузке, то развивается ее утомление. Утомление – временное понижение работоспособности мышцы, возникающее чаще всего при накоплении в ней вредных продуктов обмена и исчезающее после отдыха. Другая причина утомления – торможение двигательных центров мозга, возникающее при длительной работе.

Основные группы скелетных мышц и их функции

1. Мышцы конечностей – движение конечностей, удержание положения тела.

2. Мышцы шеи и спины – удержание и движение головы, обеспечение вертикального положения тела, изгибов спины.

3. Мышцы груди – движения рук, дыхание.

4. Мышцы живота – наклоны вперед и в стороны, защита органов брюшной полости.

5. Мышцы головы – жевание, мимика.

Помимо поперечно-полосатых мышц в организме человека имеются гладкие мышцы, входящие в состав внутренних органов: желудка, кишечника, артериальных сосудов и др. Гладкие мышцы сокращаются медленно и независимо от желания, хотя они также управляются нервной системой. Их волокна короткие, одноядерные. Гладкие мышцы могут оставаться в сокращенном состоянии очень долго.

Для того чтобы организм школьника правильно развивался и из него вырос здоровый, сильный человек, необходимо постоянно тренировать мышечную систему. Тренировки улучшают координацию движений, повышают работоспособность мышц, ускоряют восстановление работоспособности мышц при утомлении. Нагрузка на мышцы улучшает состояние человека, создает ощущение бодрости, положительно влияет на работу нервной и кровеносной систем.

Формирование скелета и мышечной системы человека происходит в детские и юношеские годы. Наиболее распространенными нарушениями, с которыми можно бороться самостоятельно, являются искривление позвоночника и плоскостопие.

Чтобы не возникло искривление позвоночника, сидеть за партой следует прямо, не склоняя голову на грудь. Между грудью и краем парты или стола должен быть промежуток в 3–5 см, предплечья должны свободно лежать на парте, ступни – опираться на пол или подножку парты. В младших классах школьникам лучше пользоваться ранцем, а не портфелем.

Чтобы предотвратить плоскостопие, т.е. понижение свода стопы, следует носить обувь с задником, с эластичной подошвой, на небольшом каблуке.

2. Строение и жизнедеятельность растительной и животной клетки

В строении и жизнедеятельности растительной и животной клетки гораздо больше общего, чем различий. И растительные, и животные клетки питаются, дышат, делятся и т.д. И растительные, и животные клетки имеют наружную клеточную мембрану, ядро, цитоплазму, эндоплазматическую сеть, митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, клеточные включения. Однако между клетками растений и животных имеется целый ряд отличий, которые можно представить в виде таблицы.

Обобщенная животная клетка (световая микроскопия). 1 – митохондрия; 2 – цитоплазма; 3 – гранулы питательных веществ; 4 – аппарат Гольджи; 5 – плазматическая мембрана; 6 – центриоли; 7 – ядро; 8 – нуклеоплазма; 9 – ядрышко; 10 – хроматин; 11 – ядерная мембрана; 12 – секреторные гранул ы

Обобщенная растительная клетка (световая микроскопия). 1 – хлоропласт; 2 – граны; 3 – плазматическая мембрана; 4 – ядро; 5 – ядрышко; 6 – хроматин; 7 – нуклеоплазма; 8 – ядерная мембрана; 9 – клеточные стенки соседних клеток; 10 – плазмодесмы; 11 – клеточная стенка; 12 – срединная пластинка; 13 – аппарат Гольджи; 14 – секреторная гранула; 15 – митохондрия; 16 – тонопласт; 17 – цитоплазма; 18 – вакуоль

Билет № 19

1. Регуляция функций в организме человека. Взаимосвязь нервной и гуморальной регуляции

Для того чтобы организм человека мог нормально существовать, необходима постоянная, быстрая и очень точная регуляция всех функций.

При отдыхе человека заторможена работа сердца, снижено давление крови, дыхание менее глубокое и частое, мышцы расслаблены, а вот процессы пищеварения во время отдыха не тормозятся. Если же человек, например, сдает экзамен, то сердечный ритм ускоряется, давление крови повышается, дыхание учащается, потребление глюкозы и кислорода мозгом возрастает и т.д.

Для постоянной регуляции физиологических процессов в организме существует два механизма: гуморальный и нервный.

Гуморальная регуляция происходит с помощью особых регуляторных веществ, поступающих из специальных эндокринных желез (а иногда и других тканей) в кровь. С кровью эти регулирующие вещества разносятся по всему организму и могут влиять на все его органы и системы. Гуморальная регуляция эволюционно является очень древней, однако ее недостатком является относительно медленное развитие эффектов: необходимо время для выброса регулирующих веществ в кровь, переноса с током крови к органам-мишеням и взаимодействия с этими органами.

В процессе эволюции возникла еще одна регуляторная система – нервная. Нервные влияния передаются с помощью электрических сигналов – нервных импульсов. Возникают эти импульсы в нервных клетках – нейронах, из которых по длинным отросткам – аксонам – достигают органа-мишени. Аксон каждого нейрона прорастает в строго определенную точку организма. Импульсы по аксонам распространяются с очень большой скоростью – до 120 м/с. Таким образом, нервная регуляция отличается высокой точностью и быстротой.

Гуморальный и нервный способы регуляции тесно связаны друг с другом, и все процессы в нашем организме обязательно управляются обоими способами. Таким образом, можно говорить о единой нервно-гуморальной регуляции в человеческом организме. Дело в том, что нервная система постоянно находится под воздействием химических веществ, приносимых кровью. В свою очередь выделение в кровь химических веществ контролируется нервной системой.

Один из отделов мозга – гипоталамус – содержит большие группы нейронов, которые способны выделять в кровь целый ряд химических веществ белковой природы, регулирующих деятельность практически всех эндокринных желез. Таким образом, этот отдел центральной нервной системы одновременно является и важнейшим органом гуморальной регуляции.

Взаимодействие двух регуляторных систем – гуморальной и нервной – позволяет обеспечить быстрое и надежное приспособление организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды.

2. Деление клетки и его значение

Способность к делению является важнейшей особенностью клеток. Без деления клеток не может увеличиваться число одноклеточных существ, не может развиваться многоклеточный организм из оплодотворенной яйцеклетки, не могут возникать клетки взамен отмирающих в процессе жизнедеятельности.

Различают несколько видов деления клеток: амитоз, митоз, мейоз.

1. Амитоз, или прямое деление. В этом случае ядро делится без видимых предварительных изменений. Амитоз встречается довольно редко.

2. Митоз, или непрямое деление. Это сложный поэтапный процесс. Вся подготовка к делению происходит во время интерфазы:удваивается генетический материал (т.е. удваиваются хромосомы, которые состоят из двух одинаковых половинок – хроматид, соединенных вместе в особой области – центромере); увеличивается число органоидов клетки; синтезируются белки, необходимые для деления; запасается энергия для деления.

1 – интерфаза; 2 – профаза; 3 – прометафаза; 4 – метафаза; 5 – анафаза; 6 – телофаза;
а – ядерная оболочка; б – хромосомы; в – центриоли; г – ядрышки

Во время первой фазы деления – профазы – хромосомы спирализуются, ядерная оболочка распадается, образуется веретено деления.

Во время метафазы хромосомы располагаются на экваторе клетки и к центромере каждой хромосомы прикрепляются нити веретена деления.

Во время анафазы хромосомы разделяются на дочерние хроматиды, которые переносятся нитями веретена к полюсам клетки.

И, наконец, во время телофазы происходит разматывание хромосом, восстанавливаются ядерные оболочки двух новых ядер, формируются ядрышки, веретено деления исчезает. Одновременно формируется перегородка или перетяжка между двумя клетками – и митоз заканчивается.

В результате митоза из одной клетки возникают две с таким же диплоидным набором хромосом, как и у материнской клетки.

3. Мейоз – способ деления, при помощи которого у животных образуются гаметы с уменьшенным в два раза, т.е. гаплоидным, набором хромосом; у растений мейоз идет при образовании микро- и мегаспор.

Мейоз представляет собой два последовательных деления: во время первого к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, а во время второго деления к полюсам клеток расходятся хроматиды. Таким образом, в результате мейоза получаются четыре клетки, каждая из которых содержит один (гаплоидный) набор хромосом.

Билет № 20

1. Рефлекс – основа нервной регуляции. Безусловные и условные рефлексы, их роль в жизни человека и животных

Рефлекс можно определить как реакцию организма на воздействие (стимул), осуществляемую под управлением нервной системы. Понятие «рефлекс» происходит от латинского reflexio – отражаю, т.е. рефлекс – это тот или иной ответ организма (его мышц, внутренних органов), отражающий действие на нервную систему некоторого сигнала.

Примером рефлекса может служить коленный рефлекс. Когда невропатолог ударяет молоточком по сухожилию четырехглавой мышцы бедра, мышца немного, но резко растягивается. В результате возбуждаются чувствительные окончания нервных клеток (рецепторы растяжения), находящиеся непосредственно в тканях мышцы. Тела чувствительных нейронов находятся в узлах, расположенных вдоль спинного мозга. По аксону чувствительного нейрона возбуждение (сигнал о том, что мышца растянута) достигает спинного мозга (точнее, его передних рогов; см. также вопрос 1 билета № 22), где расположены тела двигательных нейронов. Получивший сигнал двигательный нейрон также возбуждается. По его аксону нервные импульсы возвращаются к четырехглавой мышце бедра, которая и сокращается. В результате происходит быстрое разгибание коленного сустава.

На этом примере хорошо видно, что при осуществлении рефлекторной реакции возбуждение распространяется по так называемой рефлекторной дуге. Начинается дуга с чувствительной структуры – рецептора, воспринимающего раздражение. Рецептор может быть «настроен» на сигналы, приходящие из внешнего мира (свет, звуки, запахи) либо из внутренней среды организма (например, концентрация кислорода в крови).

Следующий этап работы дуги – передача сигнала по нервам в центральную нервную систему. Здесь возбуждение распространяется или непосредственно на двигательный нейрон (как в случае коленного рефлекса), или на промежуточные (вставочные) нервные клетки, а уже через них – на двигательный нейрон. Наличие вставочных нейронов позволяет нашему мозгу анализировать пришедшие сигналы и запускать с их помощью наиболее «подходящие» в данный момент рефлексы, регулировать интенсивность реакций, соединять отдельные рефлексы в цепи и т.д.

Наконец, по аксону двигательного нейрона возбуждение достигает исполнительного органа, в результате чего деятельность этого органа изменяется. По типу исполнительного органа рефлексы подразделяют на двигательные, заканчивающиеся сокращением скелетных мышц, и вегетативные, в результате которых меняется работа внутренних органов (желез, сердца и др.).

Русские физиологи И.М. Сеченов и И.П. Павлов разделили все наблюдаемые в поведении животных и человека рефлексы на две группы. Первая группа – это врожденные ответные реакции, которые наследуются от родителей и сохраняются в течение всей жизни. Такие рефлексы видоспецифичны, т.е. характерны для всех представителей данного вида. Круг запускающих их стимулов генетически жестко определен (пища, боль, запах особи противоположного пола и т.п.). И.П. Павлов назвал такие рефлексы безусловными, а запускающие их стимулы – подкреплением.

Вторая группа рефлексов – это приобретенные ответные реакции, образующиеся в результате повторного сочетания любого индифферентного (исходно незначимого) раздражителя с подкреплением. Такие рефлексы индивидуальны; они вырабатываются при определенных условиях у каждой особи, могут в течение жизни исчезать или заменяться другими подобными рефлексами и не передаются потомству. И.П. Павлов назвал такие рефлексы условными.

Врожденные формы поведения (безусловные рефлексы) выработались в процессе эволюции и являются таким же результатом естественного отбора, как и морфологические, физиологические и другие признаки организма. Они генетически жестко заданы, поэтому в систематике один из критериев вида – поведенческий. Безусловные рефлексы очень разнообразны. Их можно классифицировать следующим образом.

1. Рефлексы, направленные на сохранение внутренней среды организма. Это пищевые, питьевые, а также гомеостатические рефлексы (поддержание постоянной температуры тела, оптимальных частот дыхания и сердцебиения и т.п.).

2. Рефлексы, возникающие при изменении условий внешней среды организма. Это ситуационные рефлексы (поведение в стае, постройка гнезд, исследовательские и подражательные рефлексы) и оборонительные реакции.

3. Рефлексы, связанные с сохранением вида, – половые и родительские.

Рассмотрим теперь, что происходит в нервной системе при выработке условного рефлекса, например, реакции слюноотделения у собаки при включение звука. Такая реакция формируется на основе безусловного рефлекса, развивающегося при контакте пищи с рецепторами языка. В этом случае возбуждение поступает в продолговатый мозг (где находятся центры вкуса и слюноотделения) и из него – к слюнным железам. Однако у каждого безусловного рефлекса есть так называемое корковое представительство. Это участок в коре больших полушарий, который при необходимости корректирует работу подкоркового центра. При предъявлении звука в височной коре возбуждается слуховой центр. Если одновременно со звуком собаке давать пищу, то после нескольких сочетаний образуется связь между этим центром и корковым представительством безусловного рефлекса.

Именно такая связь (И.П. Павлов назвал ее временной связью) лежит в основе условного рефлекса. В дальнейшем, даже если предъявить только звук, у собаки начнет выделяться слюна, поскольку возбуждение от слухового центра распространится сначала на корковое представительство безусловного рефлекса, а оттуда – на центры продолговатого мозга.

Формирование условных рефлексов – это основной принцип, по которому в мозге идет переработка, накопление и использование информации. Доказано, что условный рефлекс можно образовать на базе любого безусловного рефлекса. Запускающими рефлекс стимулами (условными стимулами) могут стать также любые сигналы, воспринимаемые органами чувств.

Чем сложнее нервная система, тем больший вклад в поведение организма вносят условные рефлексы. Высокоразвитые животные (млекопитающие) при рождении обладают лишь безусловными рефлексами, но по мере взросления и обучения приобретают множество условных рефлексов, приспосабливая свои реакции к конкретным условиям обитания. Максимального развития эта способность достигает у человека, который наряду с условными рефлексами на реальные сигналы (по И.П. Павлову – первая сигнальная система) способен к формированию огромного количества условных рефлексов на речевые стимулы (вторая сигнальная система). Постепенно усложняясь, система условных рефлексов охватывает все существенные для человека стороны его жизни и служит основой для возникновения и развития процесса мышления.

2. Ткани. Взаимосвязь их строения и функций

Тканью многоклеточного организма называется совокупность его клеток, объединенных сходством строения, функций и происхождением. Следуя этому определению, у растений выделяют пять основных типов тканей: образовательную, покровную, механическую, проводящую, основную; у животных – четыре типа: эпителиальную, соединительную, мышечную, нервную.

В ходе эволюции ткани возникают как результат специализации исходно однотипных клеток на выполнении той или иной задачи (защита от влияний окружающей среды, придание телу механической прочности, движение). Ткани являются структурными единицами, из которых «собираются» органы и системы органов целостного организма.

Объемное изображение строения участка древесины двудольного растения.
А – поперечный срез; Б – тангентальный срез; В – радиальный срез
1 – сердцевинные лучи; 2 – древесинная паренхима; 3 – сосуды;
4 – волокна; 5 – положение увеличенного участка в побеге

Образовательная ткань растений состоит из мелких, живых, постоянно делящихся клеток. При этом часть из них в дальнейшем претерпевает рост и может превращаться в клетку любого другого типа растительных тканей – т.е. образовывать их. Образовательная ткань находится в так называемых точках роста растения – на верхушках стеблей и корней. Из нее также состоит зародыш семян. У многолетних растений может формироваться особый тип образовательной ткани – камбий, за счет которого происходит утолщение и образование годичных колец.

Покровные ткани растений расположены на границе с внешней средой и выполняют защитную функцию. В связи с этим они состоят из плотно сомкнутых клеток и могут быть как однослойными (эпидерма), так и многослойными (пробка). Эпидерма содержит живые клетки и покрывает листья, молодые стебли. В эпидерме есть устьица, регулирующие процессы испарения воды и газообмена. Пробка состоит из нескольких слоев клеток, цитоплазма которых отмирает вследствие резкого утолщения клеточных стенок (опробковение). Пробка выполняет защитную функцию еще эффективнее эпидермы и в наиболее развитом виде встречается у многолетних растений.

Механические (опорные) ткани растений обеспечивают их прочность и, если нужно, жесткость. Они состоят из клеток-волокон, чаще омертвевших, имеющих толстую клеточную стенку. Эта стенка (а значит, и все волокно) может состоять преимущественно из целлюлозы и сохранять гибкость, а может при пропитке некоторыми веществами становиться более хрупкой, но гораздо более жесткой. Вторая ситуация наиболее характерна для древесины многолетних растений.

Проводящие ткани растений делятся на те, которые осуществляют транспорт воды и минеральных солей от корней к побегу, и те, которые проводят питательные вещества (раствор глюкозы) от листьев к остальным органам. У цветковых растений это соответственно сосуды (ксилема) и ситовидные трубки (флоэма). И те, и другие состоят из вытянутых цилиндрических клеток, «посаженных» торцами друг на друга. В сосудах поперечные перегородки между клетками исчезают, в ситовидных трубках в поперечных перегородках возникают многочисленные отверстия, собственно и вызывающие ассоциацию с ситом. Клетки ксилемы мертвые, и транспорт воды по ним осуществляется за счет физико-химических процессов. Клетки ситовидных трубок живые, хотя и лишены ядер. Их жизнеспособность обеспечивают находящиеся рядом клетки-спутницы, также входящие в состав флоэмы. Внутри стеблей и корней ксилема занимает более центральное, по отношению к флоэме, положение, а в жилках листьев – расположена выше нее.

Основные ткани растений содержат живые клетки, осуществляющие фотосинтез (прежде всего в листьях) либо запасающие питательные вещества (например, сердцевина стебля). Именно из клеток этого типа состоят тела (слоевища) низших растений – водорослей.

Эпителиальные (покровные) ткани животных, в отличие от растений, покрывают тело снаружи и выстилают находящиеся внутри него полости. Следовательно, их функция – не только защищать от внешних воздействий, но и разделять внутреннюю среду организма на ряд изолированных отсеков. Однослойные эпителии весьма разнообразны по строению и выстилают сосуды, протоки желез, стенки желудочно-кишечного тракта (в том числе всасывающие клетки с микроворсинками), стенки дыхательных путей (клетки имеют реснички). Многослойный эпителий образует наружный слой кожи – эпидермис. Нижние клетки эпидермиса постоянно делятся, верхние – выполняют собственно защитную функцию, в результате чего быстро отмирают и слущиваются. Эпителиальные клетки образуют также железы (поджелудочную, потовые и др.).

Соединительные ткани животных характеризуются наличием большого количества межклеточного вещества. Именно свойствами этого вещества определяется конкретная функция той или иной соединительной ткани. В случае наиболее «жидкого» межклеточного вещества мы имеем дело с кровью либо лимфой – тканями, выполняющими прежде всего транспортную и защитную функции.

Если межклеточное вещество содержит молекулы строительного белка коллагена, говорят о волокнистой соединительной ткани большей или меньшей плотности. Она образует подкожную жировую клетчатку, оболочки и сухожилия мышц, входит в состав стенок внутренних органов. Наличие очень большого количества белка в межклеточном веществе приводит к образованию хряща, а дополнительная его пропитка фосфатом кальция – к формированию костной ткани. В этих случаях соединительная ткань обеспечивает функционирование опорно-двигательной системы.

Мышечная ткань состоит из удлиненных клеток-волокон и выполняет присущие только животным тканям функции возбудимости и сократимости. При этом находящиеся в их цитоплазме специализированные белковые молекулы обеспечивают укорочение клеток под влиянием некоторых внешних воздействий (чаще всего – сигналов нервной системы). Выделяют гладкие (равномерно окрашенные) и поперечно-полосатые мышечные волокна. Первые образованы одноядерными клетками, входят в состав стенок внутренних органов (желудок, кишечник, мочевой пузырь, сосуды, протоки) и способны к длительным, но относительно слабым сокращениям. Вторые – многоядерные, образуют скелетные мышцы, а также сердце и способны к более кратковременным, но более мощным сокращениям. Для сердечной мышечной ткани характерно наличие между волокнами особых плотных контактов, благодаря чему возбуждение быстро передается от клетки к клетке. Это, в свою очередь, обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы.

Нервная ткань образована нервными клетками (нейронами) и нейроглией. Нейроны обладают особыми свойствами – возбудимостью и проводимостью, что обеспечивает наиболее быструю передачу информации в нашем организме, а также ее переработку и хранение. Нейрон обычно состоит из тела и двух видов отростков: нескольких более коротких ветвящихся под острым углом дендритов и единственного более длинного аксона. Дендриты воспринимают информацию, в теле происходит ее обработка, аксон передает сигналы другим клеткам. Следовательно, внутри нейрона проведение информации идет в строго определенном направлении – от дендритов к телу и далее к аксону и по аксону. Информация проводится в виде коротких электрических импульсов.

Отдельные нейроны образуют в нервной ткани цепи и сети. Места контактов между нейронами, существующие в таких цепях, называют синапсами. В синапсе происходит передача сигнала с нейрона на нейрон (или мышечное волокно, клетку железы). Нейроглия – это вспомогательные клетки нервной ткани, обеспечивающие оптимальный режим для работы нейронов. Они регулируют состав межклеточной среды, передают питательные вещества от сосудов, обеспечивают механическую защиту и электрическую изоляцию отростков.

Схематическое изображение синапсов с химическими (А ),
электрическими (Б ) и смешанными (В ) механизмами передачи.
сп – синаптические пузырьки; м – митохондрии;
1 – пресинаптическая мембрана; 2 – синаптическая щель;
3 – постсинаптическая мембрана

В целом можно сказать, что рассмотрение характеристик всех названных тканей является прекрасным примером того, как решение живыми организмами различных эволюционных задач вызывает изменения на структурно-анатомическом уровне и уровне реализации различных функций (последний составляет область интересов особой науки – физиологии).

Билет № 21

1. Строение и функции нервной системы человека

Нервная система воспринимает внешние и внутренние раздражители, анализирует и хранит полученную информацию и в соответствии с ней регулирует работу всех систем организма, обеспечивает координацию их деятельности.

Нервная система выполняет свои функции благодаря тому, что нервные клетки (нейроны) обладают особым свойством – возбудимостью. В ответ на раздражение нервные клетки способны генерировать короткие электрические сигналы – нервные импульсы: нервная клетка изменяет свой потенциал с отрицательного на положительный по отношению к внешней среде, а затем происходит возврат к уровню потенциала покоя. Это явление называется потенциалом действия и является универсальной формой реагирования нейронов на самые разные стимулы.

После генерации потенциала действия в каком-либо месте нейрона (обычно это его дендрит либо тело) нервный импульс начинает распространяться по всей его мембране и при определенных условиях в конце концов направляется по аксону к следующей нервной клетке (мышечному волокну и т.п.). Эта способность передавать сигнал по своим отросткам к другим клеткам называется проводимостью и является вторым главным свойством нейронов, обеспечивающим работу нервной системы. Скорость проведения является важнейшей характеристикой, определяющей скорость нашего мышления и реагирования на внешние события. Она достигает 100–130 м/с благодаря наличию вокруг аксонов специальных электроизолирующих оболочек, формируемых нейроглиальными клетками. Такие оболочки богаты жироподобным веществом миелином и потому называются миелиновыми.

Нервные импульсы в чувствительных нейронах возникают под влиянием различных внешних стимулов, а в остальных нейронах – под действием сигналов, поступающих через синапсы – места контакта между нейронами.

В синапсе аксон предыдущей нервной клетки подходит на очень близкое расстояние к дендриту (реже – телу) следующего нейрона и образует характерное утолщение – пресинаптическое окончание. При приходе в пресинаптическое окончание потенциала действия происходит выделение особого химического вещества – медиатора. Медиатор воздействует на мембрану следующего нейрона, вызывая его возбуждение и генерацию нового нервного импульса либо торможение и прекращение такой генерации. В связи с этим выделяют возбуждающие и тормозящие медиаторы (например, глутаминовая кислота и гамма-аминомасляная кислота соответственно). Связи нервных клеток с периферическими органами обеспечивают такие медиаторы, как ацетилхолин и норадреналин.

Итак, проведение нервных импульсов и выделение различных медиаторов могут вызывать в нервной системе развитие двух основных процессов – возбуждения и торможения. Возбуждение характеризуется проведением и обработкой информации, ее запоминанием, запуском ответных реакций организма – рефлексов. Торможение – это, напротив, блокирование проведения информации и запуска тех или иных рефлексов. Торможение лежит в основе привыкания нервной системы к повторно действующим незначимым сигналам. Оно же является необходимым компонентом внимания – когда из множества действующих на организм раздражителей мы сосредотачиваемся только на важных, значимых и не реагируем на остальные.

Яркий пример взаимоотношений процессов возбуждения и торможения в нервной системе – циклическая смена сна и бодрствования. Этот процесс обеспечивается специальными центрами бодрствования и сна. Первые связаны с различными органами чувств и будят нас при появлении сильных внешних сигналов (например, звонка будильника), а затем поддерживают тонус нервной системы в течение светлого периода суток. Вторые способны тормозить центры бодрствования и работу большинства нервных центров для обеспечения их отдыха. Впрочем, даже во время сна нервная система периодически переходит в более активное состояние. Это так называемый быстрый, или парадоксальный, сон, связанный с обработкой накопленной за день информации и сновидениями.

Анатомически нервная система делится на центральную и периферическую. У человека в состав центральной нервной системы входят спинной мозг и головной мозг. Тела нейронов находятся главным образом здесь, их скопления образуют серое вещество мозга. Скопления отростков нервных клеток, покрытых миелиновыми оболочками, называют белым веществом мозга. Периферическая нервная система – это нервы и нервные узлы (скопления серого вещества вне центральной нервной системы). Нервная система образована тремя разными по функциям типами нейронов: чувствительными клетками, передающими в мозг нервные импульсы от органов зрения, слуха и др., а также от внутренних органов; исполнительными клетками, проводящими потенциалы действия к мышцам и железам; вставочными (промежуточными) клетками. Последних в мозге человека больше всего, и именно они обеспечивают способность нервной системы к тонкому реагированию на изменение внешних условий, обучение и формирование временных связей как первой, так и второй сигнальной систем.

2. Сельскохозяйственные растения. Их происхождение и выращивание

Сельскохозяйственные (культурные) растения произошли от дикорастущих видов. Первобытный человек, находя растения со съедобными плодами, семенами, корнями, позднее стал выращивать их вблизи своего жилища. При этом он заметил, что уход за растениями (рыхление почвы, полив, уничтожение сорняков и вредителей) увеличивает и улучшает урожай. Кроме того, постоянно отбирались особи с наиболее ценными свойствами, поскольку именно они являлись самым качественным посевным материалом. В результате происходила стихийная селекция культурных растений и появились различные их сорта.

Сортом называется однородная группа (популяция) растений с определенными признаками и свойствами, искусственно созданная человеком. Признаки сорта передаются по наследству, хотя в полной мере проявляются лишь при определенных климатических условиях и соответствующем уходе (агротехнике). Характерно, что в полеводстве и овощеводстве подавляющее большинство растений размножается семенами, и чисто генетических факторов достаточно для сохранения свойств сорта. В плодоводстве обычно используется вегетативное размножение (черенки, прививки и т.п.).

В настоящее время селекция представляет собой одну из прикладных областей биологии и использует для создания и улучшения сортов растений не только традиционные способы скрещивания и отбора, но и различные генетические и молекулярно-биологические методы. Они позволяют создавать полиплоидные сорта, проводить отдаленную (межвидовую) гибридизацию, а также проводить направленные изменения ДНК растений, придавая им устойчивость к различным заболеваниям и т.п.

Чем разнообразнее исходный материал, используемый для селекции, тем больше возможностей он дает для успешного создания новых сортов и тем эффективнее селекция. Источником такого разнообразия служат прежде всего исходные (дикие) популяции растений – предков современных пшеницы, картофеля и т.п. При этом тот район, где обнаружено наибольшее генетическое разнообразие предков какого-либо вида культурного растения, является, очевидно, и местом его происхождения и одомашнивания. Систематическое исследование таких районов проведено Н.И. Вавиловым, который установил следующие 8 центров древнего земледелия.

1. Индийский (Южноазиатский) центр включает в себя полуостров Индостан, Южный Китай, Юго-Восточную Азию. Этот центр – родина риса, цитрусовых, огурцов, сахарного тростника и многих других видов культурных растений.

2. Китайский (Восточноазиатский) центр включает в себя Центральный и Восточный Китай, Корею, Японию. В этом центре были окультурены человеком просо, соя, гречиха, редька, вишня, слива.

3. Среднеазиатский центр включает в себя страны Средней Азии, Иран, Афганистан, Северо-Западную Индию. Это родина мягких сортов пшеницы, гороха, бобов, льна, чеснока, моркови, груши, абрикоса.

4. Переднеазиатский центр включает в себя Турцию и страны Закавказья. В этом районе были окультурены рожь, ячмень, роза, инжир.

5. Средиземноморский центр включает в себя европейские, африканские и азиатские страны, расположенные по берегам Средиземного моря. В этом центре родина капусты, маслин, петрушки, сахарной свеклы.

6. Абиссинский центр расположен в относительно небольшом районе современной Эфиопии и на южном побережье Аравийского полуострова. Этот центр – родина твердых пшениц, сорго, бананов; из всех центров древнего земледелия он является самым древним.

7. Центральноамериканский центр включает в себя Мексику, острова Карибского моря и часть стран Центральной Америки. В этих местах – родина кукурузы, тыквы, хлопчатника, табака, красного перца.

8. Южноамериканский центр включает в себя западное побережье Южной Америки. Это родина картофеля, ананаса, томатов, фасоли.

Н.И. Вавилов сделал вывод, что, во-первых, в различных районах независимо одомашнивались близкие, но разные виды растений. Например, бобовые начали разводить и в Средней Азии (горох, бобы) и в Южной Америке (фасоль). Во-вторых, древние земледельцы выбирали для разведения всего 1–2 из многих диких видов. Если взглянуть на карту, то видно, что центры происхождения культурных растений совпадают с местами расположения великих цивилизаций древности (Египет, Китай, государства майя, ацтеков и др.).

Анализ огромного количества культурных растений и их дикорастущих предков позволил Н.И. Вавилову сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости, имеющий большое значение как для генетики, так и для практической селекции: «Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости, и зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение сходных форм у родственных видов и родов».

Так, Н.И. Вавилов исследовал изменчивость признаков у растений из семейства злаковых. Из 38 различных признаков, которые характерны для различных видов этого семейства (окраска колосковых чешуй и зерна, остистость и безостость, форма зерна, строение листьев, окраска всходов, озимость и яровость, холодостойкость и т.д.), у ржи и пшеницы Н.И. Вавилов обнаружил по 37 признаков, у овса и ячменя – по 35, у кукурузы и риса – по 32.

Закон гомологических рядов позволяет предсказать существование диких растений с признаками, ценными для селекционной работы. Например, долгое время были известны лишь многосеменные сорта сахарной свеклы, у которых 3–5 семян соединены в клубочек. При его прорастании лишние побеги приходилось удалять вручную. Однако оказалось, что у дикорастущих видов свеклы имеются растения с односеменными плодами. Тогда начался поиск плодов с одним семенем и у культурной свеклы. В результате обследования огромного числа растений удалось найти такие особи, и на их основе были получены нынешние сорта сахарной свеклы с одним семенем.

Процесс выращивания культурных растений включает целый ряд стадий, правильное выполнение которых позволяет получить максимально высокий урожай. Выбранные для посадки семена должны правильно храниться в сухом и обычно прохладном месте. Перед посадкой их рекомендуется подвергать химической обработке, убивающей споры болезнетворных организмов. Ранней весной высеивают семена холодостойких растений (пшеница, овес, горох), прорастающие при низкой температуре и обилии влаги. Когда почва достаточно прогреется, высеивают семена теплолюбивых растений (кукуруза, фасоль, огурцы, томаты). Глубина посева семян зависит от их размера и свойств почвы.

В ходе развития проростков очень важны своевременный полив, рыхление почвы для доступа к корням кислорода, внесение минеральных удобрений. Периодически проводится обработка растений химикатами, убивающими вредителей. Пикировка корней, окучивание и подвязывание растений, удаление лишних побегов и завязей – все это направлено на формирование развитой корневой системы и создание оптимальных условий для созревания плодов. В садоводстве особое значение имеют правильная обрезка и формирование кроны дерева.

Среди культурных растений важнейшее значение для жизни человека имеют различные виды и сорта злаков. Эндосперм их семян содержит значительное количество как углеводов, так и белков, что делает муку и крупы важнейшими пищевыми продуктами. Еще богаче белками бобовые растения. Кроме того, их выращивание обогащает почву азотом. Источником наиболее полезных для нашего организма жиров служат масличные культуры. Овощи и фрукты поставляют пищевые углеводы, необходимую для нормальной работы кишечника клетчатку, множество минеральных веществ и витаминов.

Таким образом, растительные продукты составляют основу нашего питания (и питания домашних животных), в связи с чем задача селекции и выращивания культурных растений сохраняет и будет сохранять для человечества огромную важность.

Билет № 22

1. Центральная нервная система. Строение и функции спинного мозга и отделов головного мозга

Центральная нервная система включает в себя спинной и головной мозг, развивающиеся у всех позвоночных из нервной трубки. Средняя масса спинного мозга составляет около 300 г, головного – около 1,5 кг. Спинной мозг расположен в позвоночном канале и делится в продольном направлении на 31 однотипно организованный сегмент. На поперечном срезе видно, что в центре спинного мозга расположены тела нейронов, образующие серое вещество. Вокруг серого вещества расположены отростки нервных клеток самого спинного мозга, а также приходящие в спинной мозг аксоны нейронов головного мозга и периферических нервных узлов, которые образуют белое вещество.

1 – центральная борозда; 2 – мозговой свод; 3 – большой мозг; 4 – мозолистое тело; 5 – таламус; 6 – лобная доля; 7 – гипоталамус; 8 – перекрест зрительных нервов; 9 – гипофиз; 10 – средний мозг; 11 – варолиев мост; 12 – продолговатый мозг; 13 – спинной мозг; 14 – четвертый желудочек мозга; 15 – мозжечок; 16 – водопровод мозга; 17 – затылочная доля; 18 – шишковидное тело; 19 – теменно-затылочная борозда; 20 – теменная доля

На поперечном срезе серое вещество похоже на бабочку, и в нем различают передние, задние и боковые рога. В передних рогах расположены двигательные нейроны, по аксонам которых возбуждение достигает мышц конечностей и туловища. В задних рогах расположены тела вставочных нейронов, связывающих отростки чувствительных клеток с телами двигательных нейронов, а также воспринимающие сигналы из головного мозга. В боковых рогах расположены тела нейронов вегетативной нервной системы. От каждого из сегментов спинного мозга отходит пара спинномозговых нервов (всего 31 пара), и каждый сегмент спинного мозга отвечает за определенный участок тела человека.

Спинной мозг выполняет две основные функции: проводящую и рефлекторную. Первая из них заключается в том, что по волокнам белого вещества в головной мозг «поднимается» информация от кожных и мышечных рецепторов; в свою очередь, от центров головного мозга в спинной мозг поступают двигательные команды. Рефлекторная функция спинного мозга обеспечивается тем, что его нейроны управляют движениями скелетных мышц. Кроме того, находящиеся здесь вегетативные центры регулируют деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем, запуская различные вегетативные рефлексы. Примером простейшего рефлекса спинного мозга является описанный в билете № 20,1 коленный рефлекс.

Головной мозг делится на пять отделов: продолговатый мозг, задний мозг (к нему относят мост и мозжечок), средний мозг, промежуточный мозг и большие полушария мозга. Продолговатый мозг служит естественным продолжением спинного мозга и является древнейшим утолщением переднего конца нервной трубки. В связи с этим в нем лежат центры многих важнейших для жизни рефлексов. Так, в продолговатом мозге находятся дыхательный и сосудодвигательный центры. Последний, постоянно генерируя нервные импульсы, поддерживает оптимальный просвет артериальных сосудов (тонус их стенок). Область продолговатого мозга – место входа и выхода большинства черепно-мозговых нервов, выполняющих различные чувствительные, двигательные и вегетативные функции. В центральной части продолговатого мозга начинается ретикулярная формация – зона, содержащая главные центры сна и бодрствования.

Мост – это анатомическое и функциональное продолжение продолговатого мозга. С ним также связаны некоторые черепно-мозговые нервы. Мост играет важную роль в переключении двигательных сигналов, идущих из коры больших полушарий в мозжечок, который расположен позади продолговатого мозга и моста, под затылочными долями больших полушарий. Состоит мозжечок из червя (центральной части) и полушарий и покрыт снаружи серым веществом, имеющим слоистое строение, – корой. В мозжечок поступает информация от вестибулярной системы, системы мышечной чувствительности и различных двигательных центров (в том числе от больших полушарий). Используя ее, мозжечок регулирует как относительно простые двигательные функции (поддержание мышечного тонуса и равновесия; движения, связанные с перемещениями в пространстве, – ходьба, бег и т.п.), так и двигательное обучение, когда движение из произвольного, управляемого большими полушариями, при многократных повторах переходит в разряд «автоматических», выполняемых без участия или почти без участия сознания.

Верхняя часть среднего мозга состоит из четырех небольших бугорков – четверохолмия. Это зрительные и слуховые центры, реагирующие на появление новых сигналов и управляющие движениями глаз и головы так, чтобы наилучшим образом рассмотреть (расслышать) привлекший внимание объект (т.н. ориентировочный рефлекс). Под четверохолмием расположена область, являющаяся главным центром сна нашего мозга. Еще ниже расположены скопления нейронов, выполняющих двигательные функции (сгибание конечностей, регуляция уровня двигательной активности).

Продолжение следует