Высшая нервная деятельность

Из этой статьи ты узнаешь:

• Правда ли, что у некоторых людей есть конский хвост?
• Когда ты дотрагиваешься до горячего предмета, твоя высшая нервная система запускает настоящую эстафету. Как же это происходит?
• Где же на самом деле в организме человека можно найти бабочку?

Наш мозг похож на сложную машину с проводами, которые постоянно находятся под напряжением. Мозг состоит из миллиарда клеток, каждая из которых, в свою очередь, сложно устроена, имеет свои особенности и соединена с кучей других клеток. Без работы мозга невозможна высшая нервная деятельность (ВНД) и работа других органов. Абсолютно всем заведует мозг: он действительно царь нашего организма. Советуем включить эту гениально устроенную систему на полную мощность и приступить к чтению материала о мозге.

Маленький спойлер: как можно заметить, высшую нервную деятельность мы будем иногда сокращённо называть ВНД.

Что такое высшая нервная деятельность

Под ВНД подразумевают условные и безусловные рефлексы, а также высшие функции психики, которые помогают нам адаптироваться к природным условиям. Согласно учению Павлова все рефлексы можно разделить на два типа: условные и безусловные. 

Проводя исследования, Павлов на примере собак отметил, что поведение одного животного кардинально отличается от поведения другого: одни были подвижными, другие — медлительными. Особенности ВНД животных побудили Павлова к делению их на разные группы.

На основании экспериментов Павлова и его последователей выделены четыре основных типа ВНД: меланхолики, флегматики, сангвиники и холерики. Иногда выделяются смешанные типы темперамента. Кстати, к какому из них можешь отнести себя ты?

Строение нейрона

Нервную ткань, из которой и образована нервная система, подробно разобрали в статье «Ткани». Изучение новой темы мы начнём сразу со строения нейрона.

Нейрон — это клетка нервной ткани, он состоит из тела и отростков.

• Тело нейрона содержит ядро и органоиды, а также развитый цитоскелет, проникающий в его отростки. Его функция — поддержание формы клетки, транспорт органоидов и веществ.
• Два типа отростков — ветвящиеся дендриты (несут информацию к нейрону) и один не ветвящийся аксон (передаёт информацию от нейрона). Аксон покрыт миелиновой оболочкой. Миелин способствует ускорению проведения нервного импульса.

Так выглядит нейрон схематично: 

А вот такое сложное строение он имеет на самом деле:

От одного нейрона к другому передаётся нервный импульс — так нейроны как бы общаются между собой. Как в ёлочной гирлянде: ток бежит от одной лампочки к другой, и если одна перегорит, то вся гирлянда не будет работать. Чтобы понять, как происходит передача импульса, нам понадобится информация об устройстве синапса. 

Отработать эти знания на практике ты можешь на курсе повторения перед ЕГЭ и ОГЭ «Предбанник». За 5–10 дней на подробных вебинарах тебе расскажусь максимум информации, чтобы получить 20+ дополнительных баллов на экзамене, а полноценные домашки позволят эту теорию закрепить. Успей записаться на 4 предмета по цене 2.

Синапс

Синапс — это специализированное образование в окончании нейрона, предназначенное для передачи нервного импульса от одной клетки к другой (или от нейрона к рабочему органу). 

Синапс состоит из трёх частей:

• пресинаптической мембраны — мембраны клетки, от которой будет передаваться импульс;
• постсинаптической мембраны — мембраны клетки, которой будет передаваться импульс;
• синаптической щели — пространства между двумя этими мембранами.

Пусть тебя не пугает эта страшная картинка — сейчас мы во всём разберёмся! Как же происходит процесс передачи нервного импульса? 

1. Нервный импульс достигает пресинаптического окончания.
2. Из-за этого в синаптическую щель выделяется нейромедиатор. Это активное вещество химического типа, которое находится в пузырьках. Пузырьки подходят к мембране, сливаются с ней, и нейромедиатор выходит наружу.
3. Нейромедиатор проходит через синаптическую щель и попадает на рецепторы постсинаптической мембраны. В результате нервный импульс передаётся новой клетке. 

Рефлекс и рефлекторная дуга

Рефлекс — это реакция организма на раздражение, которая осуществляется и контролируется с помощью высшей нервной системы. 

Рефлекторная дуга — путь, по которому проходит возбуждение при рефлексе. Вот так она выглядит схематично:

Когда ты дотрагиваешься до горячего предмета, твоя нервная деятельность запускает настоящую эстафету. Как же это происходит?

На самом деле, чтобы хорошо разобраться в теме рефлекса, понадобится твоё воображение! Представь, что процесс осуществления импульса — это своеобразная эстафета, а рефлекторная дуга — это трасса, по которой надо пробежать трём воображаемым бегунам на трёх воображаемых участках. Ниже рассказываем, как это происходит. 

Участок №1: «чувствительный» 

Ты касаешься утюга, и болевые рецепторы, расположенные на кончиках твоих пальцев, сообщают эту информацию бегуну №1, который: 

• бежит по дендриту чувствительного нейрона (который тянется по всей руке);
• добегает до тела чувствительного нейрона (он находится в задних корешках спинного мозга — подробнее об этом чуть ниже);
• бежит по его аксону и тут передаёт эстафету бегуну №2.

Участок №2: «промежуточный» 

Бегун №2 принимает эстафету: 

• бежит по дендриту вставочного нейрона; 
• добегает до его тела (расположено в задних рогах спинного мозга);
• бежит по его аксону и передаёт эстафету бегуну №3.

Участок №3: «двигательный»

Наконец бегун №3 принимает эстафету: 

• бежит по дендриту чувствительного нейрона; 
• добегает до его тела (расположено в передних рогах спинного мозга);
• бежит по аксону и наконец достигает финиша. 

На финише он сообщает информацию мышцам, они сокращаются и отдёргивают руку от горячего предмета.

Итак, запоминаем строение рефлекторной дуги:

рецептор → чувствительный нейрон (сенсорный, восходящий, афферентный, центростремительный) → вставочный нейрон (ассоциативный) → двигательный нейрон (моторный, нисходящий, эфферентный, центробежный, эффекторный) → рабочий орган

Вооружившись знаниями об устройстве нейрона и рефлекторной дуги, можно приступать к изучению строения всей нервной системы. 

Строение нервной системы

Мы разберём два типа отделов нервной системы:

• анатомический (зависит от того, какие структуры входят в этот отдел и где они расположены);
• функциональный (зависит от того, какую функцию эти отделы выполняют).

Спинной мозг

• Имеет вид длинного белого шнура (около 40 см), заострённого внизу. 
• Расположен спинной мозг в позвоночном канале под защитой позвоночника.

Итак, перед нами поперечный срез спинного мозга, где мы можем увидеть:

1. Серое вещество, которое образовано телами нейронов и дендритами (та самая бабочка). В нём различают:

• Передние рога: здесь расположены тела двигательных нейронов. Можно запомнить расположение с помощью фразы «Двигаемся только вперёд!», то есть двигательные нейроны находятся в передних рогах.
• Задние рога: здесь расположены тела вставочных нейронов и отростки чувствительных нейронов. 

2. Белое вещество, образованное аксонами нервных клеток.

Правда ли, что у некоторых людей есть конский хвост?

В норме у всех людей есть так называемый конский хвост. Спинной мозг на уровне большого затылочного отверстия переходит в тип головного мозга, а на уровне 1–2-го поясничного позвонка заканчивается пучком нервов, получившим название «конский хвост». Кажется, очень даже похож:

Функции спинного мозга:

• регуляторная (рефлекторная) — в сером веществе замыкаются рефлекторные дуги многих двигательных реакций (коленный рефлекс);
• проводниковая — пучки нервных волокон, образующих белое вещество, соединяют различные отделы спинного мозга между собой и с головным мозгом.

Головной мозг

Что надо знать о содержимом нашей черепной коробки:

• Мозг имеет такие структуры, как продолговатый, средний, промежуточный мозг, мост, мозжечок и большие полушария. Они, в свою очередь, объединяются в отделы:

• От головного мозга отходят 12 пар черепных нервов.
• Кора по периферии образована серым веществом, а внутри находится белое вещество (в спинном мозге было наоборот).

Вот как выглядит мозг в целом:

Теперь мы готовы разбираться в подробностях структуры.

Продолговатый мозг

Является продолжением спинного мозга и соединяет его с другими отделами головного мозга.

Функции:

• сосудодвигательный центр — регулирует тонус сосудов и кровяное давление;
• дыхательный центр — чувствителен к концентрации углекислого газа, увеличивает частоту дыхательных движений;
• пищевые рефлексы — глотание, слюноотделение, выделение желудочного сока;
• защитные рефлексы — чихание, кашель, рвотный рефлекс;
• проведение нервных импульсов в вышележащие отделы мозга и в спинной мозг.

Мост (варолиев мост)

Такое название дано этому отделу мозга не просто так: он соединяет продолговатый мозг с вышележащими структурами. Внешне он похож на валик с углублением, в котором находятся артерии, питающие мозг.

Функции:

• проведение нервных импульсов в вышележащие отделы мозга и в продолговатый мозг;
• чувствительность кожи лица, языка, слизистой носа;
• регуляция работы мимических и жевательных мышц. 

Мозжечок

Такое название дано этому отделу мозга неспроста. Посмотри на картинку выше: мозжечок действительно похож на маленький мозг. Он, так же как и мозг, состоит из двух полушарий и червя, который соединяет полушария между собой. А ещё его белое вещество покрыто корой из серого вещества. Вот такой «мозг в мозге»!

Функции:

• безусловная координация движений;
• поддержание равновесия тела;
• поддержание тонуса мышц. 

Средний мозг

Это самый маленький отдел головного мозга. В нём есть две пары бугорков: нижние и верхние холмики четверохолмия. Выглядит это так:

Функции:

• проведение нервных импульсов в вышележащие и нижележащие отделы мозга;
• ориентировочные звуковые рефлексы (за них отвечают нижние бугры);
• ориентировочные зрительные рефлексы (за них отвечают верхние бугры).

Промежуточный мозг

Промежуточный мозг включает в себя три структуры:

1. Эпиталамус. Буквально переводится как «то, что расположено над таламусом». Его функции:

• регуляция циркадных ритмов (цикла дня/ночи) за счёт выработки гормона сна — мелатонина;
• регуляция процессов памяти за счёт того же самого гормона.

2. Таламус. Иногда его называют просто «зрительные бугры». Функции:

• проведение сигналов к коре больших полушарий;
• первичная обработка зрительной, слуховой и вкусовой информации;
• центр организации и реализации инстинктов, влечений, эмоций.

3. Гипоталамус. Буквально переводится как «то, что расположено под таламусом». Его функции:

• здесь находятся центры гомеостаза, теплорегуляции, голода и насыщения, жажды и её удовлетворения, полового поведения, страха, ярости;
• является центром регуляции цикла сна — бодрствования;
• регулирует деятельность гипофиза.

Большие полушария 

Мы приступаем к изучению самого массивного и сложного образования нервной системы. Парные полушария разделены продольной щелью, а к их структуре относят:

• кору — серое вещество, имеющее складчатое строение за счёт наличия борозд и извилин, что увеличивает площадь поверхности;
• белое вещество, расположенное под корой, — это всевозможные нервные волокна;
• базальные ядра — специальные образования, расположенные ещё глубже; принимают участие во многих процессах жизнедеятельности;
• боковые желудочки — составляют полость полушарий.

Крупные борозды разделяют полушария на несколько долей, каждая из которых имеет свою специализацию и выполняет свои функции. Вот как это выглядит:

Лобная доля: 

• двигательный центр — регуляция произвольных движений;
• речедвигательный центр Брока — регулирует деятельность мышц речевого аппарата;
• регуляция сложных форм поведения;
• процессы мышления.

Теменная доля: 

• соматосенсорный центр — восприятие и анализ кожно-мышечных раздражений;
• ассоциативные зоны — формирование пространственного чувства;
• регуляция целенаправленных движений.

Височная доля:

• слуховой центр — восприятие и анализ слуховых ощущений;
• речевой центр Вернике — отвечает за распознавание смысла речи.

Затылочная доля: 

• зрительный центр — восприятие и переработка зрительной информации.

Фактчек

• Без работы мозга невозможна высшая нервная деятельность (ВНД) и работа органов организма.
• Высшая нервная деятельность (ВНД) человека включает совокупность условных и безусловных рефлексов, мышление, память, речь и эмоции.
• Павловым было предложено деление рефлексов на условные и безусловные. Эксперимент по изучению ВНД с собаками Павлова помог в дальнейшем: на его основе учёные выделили четыре основных типа темперамента. 
• Нейрон состоит из тела и включает следующие типы отростков: ветвящиеся дендриты и не ветвящийся аксон.
• Рефлекс — реакция организма на раздражение, которая осуществляется и контролируется с помощью нервной деятельности. Нервный импульс при осуществлении рефлекса проходит по рефлекторной дуге. 
• Синапс — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал клеткой. Состоит из пресинаптической и постсинаптической мембраны и синаптической щели.
• Спинной мозг расположен в позвоночном канале. В его центре находится серое вещество в форме бабочки, окружённое белым веществом. 
• В головном мозге различают: продолговатый мозг, мост и мозжечок, средний мозг, промежуточный мозг и большие полушария.
• Кора больших полушарий с помощью борозд делится на доли, каждая из которых выполняет свои функции.