Структурно-функциональная организация и значение нервной системы координирует

Структурно-функциональная организация и значение нервной системы • координирует деятельность всех органов и систем, • обеспечивает эффективное приспособление организма к изменениям окружающей среды, • формирует целенаправленное поведение • обеспечивает связь частей организма в единое целое • осуществляет координацию всех висцеральных процессов

• • • Соматическая нервная система иннервирует скелетную мускулатуру обеспечивая связь организма с окружающей средой и быструю реакцию на ее изменение Вегетативная нервная система иннервирует гладкую мускулатуру внутренних органов, сосудов, кожи, сердце и железы; обеспечивает процессы питания, дыхания, выделения, циркуляцию жидкостей адаптирует работу органов к потребностям организма и условиям внешней среды

• Центральный отдел представлен спинным и головным мозгом и полностью заключен внутри черепа и позвоночника

Периферический состоит из парных спинномозговых и черепно-мозговых нервов, нервных окончаний и ганглиев (нервных узлов), образованных телами нейронов Периферические нервы направляются из костных вместилищ к мышцам и коже

Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер • Рефлексом называется ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая ЦНС • Рефлекторная дуга включает: рецепторы, афферентные (чувствительные) нервные волокна, участок центральной нервной системы, эфферентные (двигательные) нервные волокна, рабочий орган. В рефлекторной дуге нервный импульс проводится в одном направлении — от афферентного нейрона к эфферентному

• Рефлекторные дуги (справа — простая, слева — сложная): 1 — ткани организма; 2 — дендрит афферентного нейрона; 3 — тело афферентного нейрона; 4 — аксон афферентного нейрона; 5— вставочный нейрон; 6 — тело эфферентного нейрона; 7— аксон эфферентного нейрона; 8 — органы-исполнители (мышцы, железы и др. )

Строение, функции и возрастные особенности отделов центральной нервной системы • Спинной мозг новорожденного имеет длину 14 см. Нижняя граница находится на уровне II поясничного позвонка. К 2 годам длина спинного мозга увеличивается до 20 см, а к 10 годам — до 28 см. Наиболее быстро растут грудные сегменты. Масса спинного мозга у новорожденного составляет 5 г, в год — 10 г, в 3 года — 13 г, в 7 лет — 19 г, в 14 лет — 22 г.

Спинной мозг: а — вид спереди (1 — мост; 2 — продолговатый мозг; 3 — перекрест пирамид; 4 — передняя срединная щель; 5 — шейное утолщение; 6 — передние корешки спинномозговых нервов; 7 — пояснично-крестцовое утолщение; 8 — мозговой конус; 9— конский хвост; 10 — терминальная нить); б — вид сзади (1 — ромбовидная ямка; 2 — задняя срединная борозда; 3 — задние корешки спинномозговых нервов)

На своем протяжении спинной мозг имеет два утолщения: верхнее называется шейным утолщением, нижнее — пояснично-крестцовым. В центре спинного мозга проходит канал, представляющий собой узкую щель, заполненную спинномозговой жидкостью. У новорожденного центральный канал шире, чем у взрослого. Его просвет уменьшается в течение первых двух лет жизни, когда увеличивается масса белого и серого вещества. На боковых поверхностях спинного мозга симметрично входят задние (афферентные) и выходят передние (эфферентные) корешки

В спинном мозге 31 сегмент, из которых 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, один копчиковый

Строение спинного мозга

• Передние рога – скопления двигательных клеток, отростки которых образуют передние корешки. Осуществляют защитные движения при зрительных и слуховых раздражениях, обеспечивающие равновесие тела • В задних рогах находятся клетки болевой и температурной чувствительности • В боковых рогах находятся ядра вегетативной нервной системы

Головной мозг

• Головной мозг находится в полости черепа • Масса его составляет в среднем 1245 г у женщин и 1394 г у мужчин, но может колебаться от 1100 до 2000 г • У новорожденного головной мозг относительно большой: 390 г у мальчиков и 355 г у девочек, что составляет 12— 13 % массы (у взрослых — 2, 5 %) • К концу первого года жизни масса мозга удваивается, к 3 -4 годам утраивается. До 4 лет головной мозг ребенка растет равномерно в высоту, длину и ширину, в дальнейшем преобладает рост в высоту. После 7 лет мозг растет медленно и достигает максимальной массы к 20 -29 годам. После 55— 60 лет масса мозга несколько уменьшается.

В головном мозге выделяют три основных отдела — задний, средний и передний мозг. Задний мозг включает продолговатый мозг, мост и мозжечок, средний — ножки мозга, четверохолмие и ряд ядер, передний — промежуточный мозги большие полушария

«Страны» головного мозга человека. Вверху – доли коры, в том числе области, связанные с телесными ощущениями и контролем произвольной мускулатуры. Внизу – вид срединной поверхности правого полушария

1 — продолговатый мозг; 2 — мост мозга; 3 — промежуточный мозг; 4 — передняя спайка; 5 — свод мозга; 6 — мозолистое тело; 7 — кора; 8 — межталамическое сращение; 9 — средний мозг; 10 — мозжечок

Зрительная система. Показаны связи, идущие от первичных рецепторов сетчатки через передаточные ядра таламуса и гипоталамуса к первичной зрительной зоне коры.

Слуховая система. Показаны связи, идущие от первичных рецепторов улитки через таламус к первичной слуховой зоне коры.

Обонятельная система. Показаны связи, идущие от рецепторов слизистой носа через обонятельные луковицы и базальные ядра переднего мозга к конечным пунктам в обонятельной коре

Вкусовая система. Изображены связи, идущие от рецепторов языка через первоначальные мишени варолиева моста к мишеням следующего порядка в коре больших полушарий

Ощущения с поверхности тела. Представлены связи, идущие от кожных рецепторов через вставочные нейроны спинного мозга и таламуса к первичной сенсорной зоне коры.

Чувство равновесия. Показаны связи, идущие от первичных рецепторов преддверия внутреннего уха (вестибулярного аппарата) к ядрам ствола мозга и таламуса. Эта информация, повидимому, не имеет путей для передачи в кору большого мозга.

Непроизвольная мускулатура (слева) контролирует движения пищевода, радужной оболочки, сердца и кровеносных сосудов. Произвольная мускулатура (справа) управляет движениями глаз, лицевых мышц, языка и гортани

Нервная ткань

Нейрон: особенности строения

Классификации нейронов

Нейронное строение коры большого мозга а — слои (пластинки) клеток; б — типы клеток; в — слои волокон

Нейроны коры больших полушарий головного мозга

Полушария большого мозга

•

ЭЭГ: многоканальная регистрация

Электрическая активность, зарегистрированная от различных областей коры мозга человека (указаны латинские обозначения областей коры).

ЭЭГ: Спектральный анализ • Альфа-ритм (8 -13 Гц, 5 -100 мк. В) - ритм покоя • Бета-ритм (18 -30 Гц, 2 -20 мк. В) - активная деятельность, стресс • Гамма-ритм – (30 -120 -170 Гц, 2 мк. В) решение когнитивных задач • Дельта-ритм (0, 5 -4 Гц; 20 -200 мк. В) тормозное состояние, опухоли, стресс • Тета-ритм (4 -7 Гц, 5 -100 мк. В) –напряжение

• Электрическая активность головного мозга плода появляется в возрасте 2 месяцев. • ЭЭГ плода с корковым компонентом регистрируется с 5 месяцев, она прерывистая и нерегулярная. • Периоды отсутствия активности длительные — от 10 с до 2— 3 мин. Преобладают диффузные медленные волны с частотой 0, 52 Гц, наблюдается межполушарная асимметрия ЭЭГ плода. Межполушарная синхронность появляется после 6 месяцев, а с 8 месяцев начинает регистрироваться непрерывная электрическая активность коры больших полушарий

• ЭЭГ новорожденного также представляет собой ритмичные колебания с низкой амплитудой (30 -50 мк. В) и частотой (1 -2 и 4 -6 Гц), т. е. тета- и дельтаритмы. • Наблюдаются реакции активации на сильные раздражители. До 3 лет ЭЭГ характеризуется наличием тета- и альфа-ритма с преобладанием последнего (амплитуда увеличивается до 80 мк. В). • Ритмическая электрическая активность начинает регистрироваться с 2 -3 месяцев. С 3 до 10 лет преобладает альфа-ритм, но тета-ритм составляет еще существенную часть (до 25 %). В возрасте 10 -12 лет на ЭЭГ выявляется стабильный альфа-ритм с такой же частотой, как у взрослого (10 -12 Гц). Тетаритм составляет всего 10 % общего числа колебаний. К 16— 18 годам ЭЭГ по всем параметрам становится идентичной ЭЭГ взрослого человека.

Стадии развития человеческого мозга. На 30 -дневной стадии можно распознать основные отделы мозга, хотя и в зачаточной форме.

Стадии развития человеческого мозга. К двум месяцам достаточно развита и большая часть подкорковых структур. Кора больших полушарий и мозжечка продолжает развиваться на протяжении всего внутриутробного периода и даже после рождения

ØНервная система человека развивается из наружнего зародышевого листка – эктодермы. ØНа ранних стадиях эмбрионального развития она имеет вид трубки, из передней части которой развивается головной мозг. ØНервная система является одной из наиболее быстро развивающихся систем человеческого организма

ØУ новорожденного строение мозга практически сходно с таковым взрослого человека ØОсновное количество нейронов формируется уже к 20– 24 неделе и остается постоянным до пожилого возраста ØВ дальнейшем увеличивается только число связей между нейронами

ØВо время родов мозг ребенка низкочувствителен к кислородной недостаточности, имеет замедленный обмен веществ, а также получает энергию анаэробным путем. Ø Масса головного мозга новорожденного составляет 1/8 массы тела

ØНаиболее интенсивно головной мозг человека развивается в первые два года жизни, затем темпы снижаются, но остаются высокими до 7 лет Ø Окончательное созревание заканчивается к 21 году, при этом масса увеличивается по сравнению с новорожденным в 4– 5 раз и составляет в среднем 1300– 1400 г

ØИзменение размеров, формы и массы мозга сопровождается изменением его внутренней структуры: усложняются строение нейронов, форма межнейронных связей, формируются различные проводящие пути головного мозга

ØРазвитие головного мозга идет гетерохронно (неравномерно) Ø В первую очередь созревают те нервные структуры, от которых зависит нормальная жизнедеятельность организма на данном возрастном этапе Ø Функциональной полноценности прежде всего достигают стволовые, подкорковые и корковые структуры, регулирующие вегетативные функции организма

ØОкончательное формирование структур стволовой части головного мозга, и особенно промежуточного, завершается в 13– 16 лет, когда заканчивается половое развитие подростков

Морфологическая незрелость коры больших полушарий ребенка ØФункциональное недоразвитие коры является причиной слабого контроля над подкорковыми образованиями, в результате чего регуляция жизнедеятельности организма осуществляется в основном за счет безусловных рефлексов

ØУ новорожденного большую часть суток кора не функционирует, и он спит 22 часа ØНеучастие коры в координации тонуса мышц и движений и работе органов чувств объясняет то, что движения новорожденного неточны и несогласованны, ориентировочные (зрительные и слуховые) рефлексы слабо выражены Ø Отсутствует контроль со стороны высших вегетативных центров, в результате чего имеется несовершенство терморегуляции и других вегетативных процессов ØОднако уже спустя неделю после рождения у ребенка начинают образовываться первые условные рефлексы, способствующие поддержанию гомеостаза, то есть обеспечивающие большую приспособляемость к внешней среде

ØВ первые 7 лет жизни ребенка быстро увеличивается масса головного мозга, Ø идет формообразование больших полушарий, Ø рост и дифференцировка их нейронов. Ø Вслед за морфологическими изменениями наступает и функциональное созревание: благодаря корковому контролю над спинным мозгом (тормозящее действие) более координированными становятся движения ребенка (ходьба, бег, прыжки и т. д. ), достаточно хорошо функционируют анализаторы, быстро образовываются условные рефлексы первой и второй сигнальных систем

Øфункциональная незрелость полушарий в этом возрасте проявляется в относительной слабости процессов торможения (кора) и в относительной легкости иррадиации (распространения) процессов возбуждения (подкорка) при малой концентрации возбудительного и тормозного процессов

Эти возрастные функциональные особенности высшей нервной деятельности детей и подростков отражаются на их поведении, для которого характерно: 1) малая концентрация (большая отвлекаемость) и время активного внимания; 2) неусидчивость; 3) импульсивность поведения; 4) подражательность, внушаемость и т. д.

ØТолько к 14 годам усиливаются (воспитываются) процессы торможения и совершенствуется концентрация процессов возбуждения и торможения, в связи с чем продолжительность активного внимания в этом возрасте увеличивается

ØК 18– 21 годам морфологическое развитие больших полушарий заканчивается, но их функциональное совершенствование продолжается и у взрослых людей, что определяет их индивидуальные различия в объеме приобретенной памяти, в виде мышления и способности к анализу, силе воли и другие особенности высшей нервной деятельности, формирующие особенности поведения человека в социальной среде

Возрастные особенности рефлекторной деятельности

ØРефлекторные реакции, которые могут обеспечить существование организма лишь при относительном постоянстве окружающей среды, получили название безусловных рефлексов ØУсловный рефлекс - индивидуально приобретенные системные реакции человека, возникающие на основе образования в ЦНС временной связи между условным раздражителем и безусловно-рефлекторным актом

группы условных рефлексов: по подкреплению: положительные (подкрепляемые) и отрицательные (тормозные, неподкрепляемые, которые не только не вызывают соответствующей реакции, но и тормозят ее);

по биологическому значению: витальные (пищевые, оборонительные, регуляции сна), зоосоциальные (половой, родительский, территориальный), рефлексы саморазвития (исследовательский, игровой, имитационный); по особенностям подкрепления: рефлекс первого порядка, рефлекс второго порядка и т. д. ;

по качеству условного сигнала: экстероцептивные дистантные (зрительные, слуховые), экстероцептивные контактные (тактильные, вкусовые), интероцептивные (механические, температурные, осмотические; образуются медленнее, чем экстероцептивные, а ответная реакция более диффузная);

Ребенок рождается с набором безусловных рефлексов, рефлекторные дуги которых начинают формироваться на 3 -м месяце внутриутробного развития. К моменту рождения у ребенка формируется большинство врожденных безусловных рефлексов, обеспечивающих ему нормальное функционирование вегетативной сферы. Со второго месяца жизни образуются рефлексы слуховые, зрительные и тактильные, а к 5 -му месяцу развития у ребенка вырабатываются все основные виды условного торможения

К концу первого года развития ребенок относительно хорошо различает вкус пищи, запахи, форму и цвет предметов, различает голоса и лица. Значительно совершенствуются движения, некоторые дети начинают ходить. Ребенок пытается произносить отдельные слова ( «мама» , «папа» , «деда» , «тетя» , «дядя» и др. ), и у него формируются условные рефлексы на словесные раздражители. Следовательно, уже в конце первого года полным ходом идет развитие второй сигнальной системы и формируется ее совместная деятельность с первой. Ребенок начинает понимать слова очень рано, и поэтому, для развития речи важно «разговаривать» с ребенком с первых дней после его рождения.

На втором году развития ребенка совершенствуются все виды условнорефлекторной деятельности, и продолжается формирование второй сигнальной системы, значительно увеличивается словарный запас (250 – 300 слов); непосредственные раздражители их комплексы начинают вызывать словесные реакции. Если у годовалого ребенка условные рефлексы на непосредственные раздражители образуются в 8– 12 раз быстрее, чем на слово, то в два года слова приобретают сигнальное значение.

Второй и третий год жизни отличаются живой ориентировочной и исследовательской деятельностью. Ребенок тянется к каждому предмету, трогает его, ощупывает, толкает, пробует поднять и т. д. Таким образом, описанный возраст ребенка характеризуется «предметным» характером мышления, то есть решающим значением мышечных ощущений. Эта особенность в значительной степени связана с морфологическим созреванием мозга, так как многие моторные корковые зоны и зоны кожно-мышечной чувствительности уже к 1– 2 годам достигают достаточно высокой функциональной полноценности. Основным фактором, стимулирующим созревание этих корковых зон, являются мышечные сокращения и высокая двигательная активность ребенка. Ограничение его подвижности на этом этапе онтогенеза значительно замедляет психическое и физическое развитие.

Период до трех лет характеризуется также необычайной легкостью образования условных рефлексов на самые различные раздражители, в том числе на размеры, тяжесть, удаленность и окраску предметов. Примечательной особенностью двух–трехлетнего ребенка является легкость выработки динамических стереотипов.

Возраст от трех до пяти лет характеризуется дальнейшим развитием речи и совершенствованием нервных процессов (увеличивается их сила, подвижность и уравновешенность), процессы внутреннего торможения приобретают доминирующее значение, но запоздалое торможение и условный тормоз вырабатываются с трудом. Динамические стереотипы вырабатываются все так же легко. Их количество увеличивается с каждым днем, но их переделка уже не вызывает нарушений высшей нервной деятельности, что обусловлено указанными выше функциональными изменениями. Ориентировочный рефлекс на посторонние раздражители продолжительнее и интенсивнее, чем у детей школьного возраста, что может быть использовано эффективно для торможения у детей вредных привычек и навыков.

К пяти–семи годам еще более повышается роль сигнальной системы слов, и дети начинают свободно говорить. Слово в этом возрасте уже имеет значение «сигнала сигналов» , то есть получает обобщающее значение, близкое к тому, которое оно имеет для взрослого человека.

Младший школьный возраст (с 7 до 12 лет) – период относительно «спокойного» развития ВНД. Сила процессов торможения и возбуждения, их подвижность, уравновешенность и взаимная индукция, а также уменьшение силы внешнего торможения обеспечивают возможности широкого обучения ребенка. Это переход от рефлекторной эмоциональности к интеллектуализации эмоций. В младшем школьном возрасте на основе развития второй сигнальной системы условно-рефлекторная деятельность ребенка приобретает специфический характер, свойственный только человеку.

Подростковый период (с 11– 12 до 15– 17 лет) является временем больших эндокринных преобразований, при этом нарушается уравновешенность нервных процессов, большую силу приобретает возбуждение, замедляется прирост подвижности нервных процессов, значительно ухудшается дифференцировка условных раздражителей. Ослабляется деятельность коры, а вместе с тем и второй сигнальной системы. Все функциональные изменения приводят к психической неуравновешенности подростка (вспыльчивость, «взрывная» ответная реакция даже на незначительные раздражения) и частым конфликтам с родителями и педагогами.

Старший школьный возраст (15– 18 лет) совпадает с окончательным морфофункциональным созреванием всех физиологических систем человеческого тела. Значительно повышается роль корковых процессов в регуляции психической деятельности и физиологических функций организма, ведущее значение получают корковые процессы, обеспечивающие функционирование второй сигнальной системы. Все свойства основных нервных процессов достигают уровня взрослого человека. Если на всех предыдущих этапах условия для развития ребенка были оптимальными, то высшая нервная деятельность старших школьников становится упорядоченной и гармоничной.

Правильный режим – это рациональная продолжительность и четкое чередование различных видов деятельности и отдыха детей в течение суток.

• • • В течение сна: рефлекторные реакции снижены, условные рефлексы заторможены, безусловные ослаблены. Переход ко сну сопровождается замедлением ритмов электроэнцефалограммы, появлением в ней высокоамплитудных медленных колебаний дельта- и сигма-волн вместо быстрого бета-ритма. Сон делится на быстрый (парадоксальный) и медленный.

Частота и продолжительность сна детей от 2, 5 мес. до 7 лет Возраст 2, 5 мес. – 5 мес. Кол-во периодов сна 4– 3 Длительность периода (ч) 2– 1, 5 Длительность в сутки 5 мес. – 10 мес. 3 2– 1, 5 16, 5– 16 10 мес. – 1 год 2 2, 5– 2 15– 14, 5 1– 1, 5 года 2 2– 1, 5 14, 5– 14 1, 5– 2 года 1 3 14– 13, 5 2– 3 года 1 2, 5 13, 5– 12, 5 3– 4 года 1 2 ч 20 мин 13 ч 20 мин – 12 ч 20 мин 4– 5 лет 1 2 ч 10 мин 13 ч 10 мин – 12 ч 10 мин 5– 6 лет 1 1 ч 50 мин 12 ч 35 мин – 11 ч 35 мин 6– 7 лет 1 1 ч 45 мин 12 ч 30 мин – 11 ч 30 мин 17, 5– 17

Типы высшей нервной деятельности 1) сильный неуравновешенный (с преобладанием возбуждения над торможением); 2) сильный уравновешенный с большой подвижностью нервных процессов (наблюдается быстрое привыкание к обстановке, имеет место активная реакция на новые раздражители); 3) сильный уравновешенный с малой подвижностью нервных процессов (на новые раздражители наблюдается незначительная реакция, для всех действий характерна медлительность);

4) слабый с недостаточным развитием возбуждения и торможения (наблюдается быстрая истощаемость организма, потеря работоспособности при необычных раздражителях, быстрота перехода в заторможенное состояние).

Художественный тип отличается более усиленной работой первой сигнальной системы. Люди этого типа пользуются чувственными восприятиями окружающего мира и воспринимают действительность целиком. Мыслительный тип характеризуется более усиленной работой второй сигнальной системы, выраженной способностью к абстрагированию действительности. При этом происходит анализ ситуации, ее разделяют на части, а затем уже соединяют в единое целое. Смешанный тип характеризуется уравновешенностью двух сигнальных систем.

Сильный, оптимально возбудимый, уравновешенный, быстрый тип. Это сангвинический тип, который характеризуется быстрым образованием, угасанием и восстановлением условных рефлексов. Процессы возбуждения и торможения быстро сменяют друга, образуются тонкие дифференцировки. Дети отличаются хорошим поведением и живым темпераментом. Речь быстрая и громкая, отчетливая, с богатым запасом слов, сильной жестикуляцией и выразительной мимикой.

Сильный, оптимально возбудимый, уравновешенный, медленный тип. Флегматический тип, у которого условные рефлексы образуются быстро и имеют четкие тормозные реакции. Дети легко приспосабливаются к раздражителям, отличаются примерным поведением и хорошо учатся. Речь правильная, с большим словарным запасом, без эмоций, жестикуляции и мимики. В трудных ситуациях дети повышают свою активность и стараются выполнить задачу.

Сильный, повышенно возбудимый, безудержный, неуравновешенный тип. Холерический тип, у которого хорошо выражена подкорковая деятельность, не всегда хорошо регулируемая корой. Условные связи образуются медленно. Дети учатся посредственно и трудно приспосабливаются к требованиям школы. Они возбудимы, эмоциональны и вспыльчивы, с необоснованными срывами. Речь развита нормально, но неровная и с колеблющимися интонациями.

Слабый, пониженно возбудимый, уравновешенный тип. Меланхолический тип отличается общей пониженной возбудимостью коры и подкорковых структур, слабой деятельностью сигнальных систем. Условные рефлексы образуются медленно. Дети быстро утомляются и впадают в тормозное состояние. Речь у них слабая и тихая, бедная словами. У таких детей легко развиваются неврозы.