Текст книги "Биология многообразие живых организмов. 7 класс"

Автор книги: В. Захаров

Соавторы: Н. Сонин
сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 18 страниц) [доступный отрывок для чтения: 7 страниц]

Строение и значение нервной системы

Вы уже знаете, что существование организма в сложном, постоянно изменяющемся мире невозможно без регуляции и координации его деятельности. Ведущая роль в этом процессе принадлежит нервной системе. Кроме того, у человека нервная система составляет материальную основу его психической деятельности (мышления, речи, сложных форм социального поведения).

Основу нервной системы составляют нервные клетки – нейроны. Они выполняют функции восприятия, обработки, передачи и хранения информации. Нервные клетки состоят из тела, отростков и нервных окончаний. Тела клеток могут быть различны по форме, а отростки – разной длины: короткие называются дендритами, длинные – аксонами. Скопления тел нейронов в головном и спинном мозге образуют серое вещество. Отростки нейронов (нервные волокна) составляют белое вещество головного и спинного мозга, а также входят в состав нервов. В зависимости от выполняемых функций различают чувствительные, вставочные и двигательные нейроны.

Нервная система

Длинные отростки нервных клеток (аксоны) пронизывают организм и обеспечивают связь головного и спинного мозга с любым участком тела. Разветвления отростков нейронов имеют нервные окончания. Окончания дендритов чувствительных нейронов преобразуют воспринимаемые раздражения из внешней и внутренней среды в нервные импульсы. Нервные импульсы распространяются по нервным волокнам со скоростью от 0,5 до 120 м/с.

Схема строения вегетативной нервной системы

Нервные клетки в местах соединения друг с другом образуют особые контакты – синапсы. Нейроны, контактируя друг с другом, складываются в цепи. По таким цепям нейронов и распространяются нервные импульсы.

Нервную систему по месту расположения в организме делят на центральную и периферическую. К центральной нервной системе относят спинной и головной мозг, к периферической – нервы, нервные узлы и нервные окончания. Нервами называются пучки длинных отростков нервных клеток, выходящие за пределы головного и спинного мозга. Покрыты пучки соединительной тканью, образующей оболочки нервов. Нервные узлы – это скопления тел нейронов вне центральной нервной системы.

По другой классификации нервную систему условно подразделяют на соматическую и вегетативную (автономную). Соматическая нервная система управляет работой скелетных мышц. Благодаря ей организм через органы чувств поддерживает связь с внешней средой. Путём сокращения скелетных мышц выполняются все движения человека. Функции соматической нервной системы подконтрольны нашему сознанию. Высшим центром соматической нервной системы является кора больших полушарий.

Вегетативная (автономная) нервная система управляет работой внутренних органов, обеспечивая их наилучшую работу при изменениях внешней среды или смене рода деятельности организма. Эта система обычно не контролируется нашим сознанием, в отличие от соматической нервной системы. Высшим центром вегетативной регуляции является гипоталамус – нижняя часть промежуточного мозга.

Вегетативная нервная система подразделяется на два отдела: симпатический и парасимпатический.

Большинство органов тела человека управляются и симпатическим, и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Симпатическая регуляция чаще преобладает в тех случаях, когда человек находится в активном состоянии, выполняя какую-то трудную физическую или умственную работу. Симпатические влияния улучшают кровоснабжение мышц, усиливают работу сердца. Парасимпатические нервные влияния на органы усиливаются в тех случаях, когда человек находится в покое: работа сердца тормозится, давление крови в артериальных сосудах снижается, а вот работа желудочно-кишечного тракта усиливается. Это и понятно: когда же переваривать пищу, как не во время отдыха, в спокойном состоянии.

Деятельность нервной системы достигла большого совершенства и сложности. В основе её лежат рефлексы (от лат. «рефлексус» – отражение) – ответные реакции организма на воздействия внешней среды или на изменение его внутреннего состояния, выполняемые с участием нервной системы.

Многие наши действия происходят автоматически. Например, при слишком ярком свете мы закрываем глаза, на резкий звук поворачиваем голову, отдёргиваем руку от горячего предмета – это безусловные рефлексы. Они выработались в процессе эволюции, как результат приспособления к определённым, относительно постоянным условиям среды. Безусловные рефлексы передаются по наследству, поэтому их ещё называют врождёнными. А условные рефлексы – это рефлексы, приобретённые в результате жизненного опыта. Например, если вы долго вставали по будильнику в один и тот же час, то спустя некоторое время будете сами просыпаться в нужный момент и без звонка.

Рефлекторная дуга сгибательного рефлекса

Срез седалищного нерва

Путь, по которому проходит нервный импульс от места своего возникновения до рабочего органа, называют рефлекторной дугой. Рефлекторная дуга может быть простой или сложной. Обычно в её состав входят чувствительные нейроны с их чувствительными окончаниями – рецепторами, вставочные нейроны и исполнительные (эффекторные) нейроны (двигательные или секреторные). Самая короткая рефлекторная дуга может состоять из двух нейронов: чувствительного и исполнительного. Сложные дуги состоят из многих нейронов.

Все наши действия происходят при участии и контроле со стороны центральной нервной системы – головного и спинного мозга. Например, ребёнок, увидев знакомую игрушку, протягивает к ней руку: по исполнительным нервным путям от головного мозга пришла команда – что надо делать. Это прямые связи. Вот ребёнок схватил игрушку, – тотчас по чувствительным нейронам пошли сигналы о результатах деятельности. Это обратные связи. Благодаря им головной мозг может контролировать точность выполнения команды, вносить необходимые коррективы в работу исполнительных органов.

Нервный и гуморальный способы регуляции функций нашего организма тесно взаимосвязаны: нервная система управляет работой желёз внутренней секреции, а те, в свою очередь, с помощью гормонов влияют на нервные центры. Таким образом, система эндокринных желёз вместе с нервной системой осуществляет нейрогуморальную регуляцию деятельности органов.

• Работа мозга требует очень больших затрат энергии. Основным источником энергии для мозга является глюкоза, которую люди поглощают с пищей. Но глюкозу ещё надо доставить с током крови от желудочно-кишечного тракта к мозгу. Вот почему через сосуды мозга протекает так много крови: 1,0–1,3 л в минуту.

• Нейроны мозга очень чувствительны к прекращению снабжения кислородом и глюкозой. Если лишить мозг притока крови, а значит, и доставки к нему веществ всего на 1 минуту, то наступает потеря сознания. Но тренировкой можно достичь многого. Например, девушки, занимающиеся синхронным плаванием, могут оставаться под водой по несколько минут.

Проверьте свои знания

1. Какую функцию нервная система выполняет в организме? Какая ещё система органов выполняет аналогичную функцию?

2. Сопоставьте скорость проведения нервного импульса со скоростью тока крови в аорте (0,5 м/с). Сделайте вывод о различии между нервной и гуморальной регуляцией.

3. Как устроена нервная система? Что такое белое вещество, серое вещество?

4. Что такое синапс?

5. Используя рисунок, расскажите о строении нервной системы человека, указав её центральную и периферическую части.

6. Вспомните, к какому типу относится нервная система человека. Какие ещё типы нервной системы вы знаете? У каких животных они встречаются? Расположите их в порядке усложнения.

7. Дайте определения понятий «рецептор», «нервы», «нервные узлы».

8. Что иннервирует соматическая нервная система? Чем функция вегетативной нервной системы отличается от функции соматической нервной системы?

9. Сравните действие симпатической и парасимпатической нервной системы.

10. Что такое рефлекс? Какие виды рефлексов вы знаете? Изобразите общую схему рефлекторной дуги, указав её обязательные части.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка.

1. http://www.medicinform.net/human/anatomy/anatomy1.htm

2. http://school-collection.edu.ru/catalog (Анатомия и физиология человека / Нервная система)

Нервная система состоит из центральной и периферической частей. Центральная нервная система образована головным и спинным мозгом, периферическая – нервами, нервными узлами и нервными окончаниями. В основе строения нервной системы – нервная клетка (нейрон), в основе деятельности – рефлекс. Путь, по которому проходит возбуждение от места возникновения нервного импульса до рабочего органа, называют рефлекторной дугой.

Строение и функции спинного мозга

Спинной мозг по внешнему виду представляет собой длинный, почти цилиндрической формы тяж длиной до 45 см и массой 34–38 г. Располагается спинной мозг в позвоночном канале, его покрывают оболочки. Начинается спинной мозг на уровне большого затылочного отверстия черепа и заканчивается на уровне второго поясничного позвонка. Ниже находятся оболочки спинного мозга, окружающие корешки нижних спинномозговых нервов.

Если рассмотреть поперечный срез спинного мозга, то можно увидеть, что центральную его часть занимает имеющее форму бабочки серое вещество, состоящее из нервных клеток. В центре серого вещества виден узкий центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Снаружи от серого вещества располагается белое вещество. Оно содержит нервные волокна, связывающие нейроны спинного мозга между собой и с нейронами головного мозга.

От спинного мозга симметрично парами отходят спинномозговые нервы, их 31 пара. Каждый нерв начинается от спинного мозга в виде двух тяжей, или корешков, которые, соединяясь, образуют нерв. Спинномозговые нервы и их ветви направляются к мышцам, костям, суставам, коже и внутренним органам.

Спинной мозг в нашем организме выполняет две функции: рефлекторную и проводящую.

В спинном мозге находятся центры многих безусловных рефлексов, например рефлексов, обеспечивающих движения диафрагмы, дыхательных мышц. Спинной мозг (под контролем головного мозга) регулирует работу внутренних органов: сердца, почек, органов пищеварения. В спинном мозге замыкаются рефлекторные дуги, регулирующие функции сгибательных и разгибательных скелетных мышц туловища, конечностей.

Схема, демонстрирующая взаимосвязь спинного и головного мозга

Поперечный срез спинного мозга

Спинной мозг передаёт нервные импульсы от органов к головному мозгу и от него – к органам. К спинному мозгу подходят все центростремительные нервные волокна спинномозговых нервов, несущие нервные импульсы от органов и тканей. Из спинного мозга выходят центробежные волокна, по которым импульсы идут к органам и тканям. Повреждение спинного мозга нарушает его функции: участки тела, расположенные ниже места повреждения, теряют чувствительность и способность к произвольному движению.

Головной мозг оказывает большое влияние на деятельность спинного мозга. Под контролем головного мозга находятся все сложные движения: ходьба, бег, трудовая деятельность.

Проверьте свои знания

1. Где в теле человека располагается спинной мозг и каково его строение?

2. Сколько спинномозговых нервов отходит от спинного мозга?

3. Соотнесите схему строения спинного мозга (на поперечном срезе) и схему рефлекторной дуги. Чем образованы нервные узлы на задних корешках спинного мозга; сами задние корешки; передние корешки; собственно спинномозговые нервы?

4. Приведите примеры рефлексов, осуществляющихся через спинной мозг без участия головного мозга. Участвует ли спинной мозг в рефлексах, которые контролирует головной мозг? Каким образом?

5. Почему так опасно повреждение спинного мозга?

6. Сохранятся ли коленный рефлекс и чувствительность кожи, если у человека будет нарушено проведение возбуждения из спинного мозга в головной?

Лабораторные и практические работы

Выполните лабораторную работу «Строение спинного мозга» на с. 36 (Рабочая тетрадь).

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка.

1. http://www.medicinform.net/human/anatomy/anatomy1_1.htm

2. http://school-collection.edu.ru/catalog (Анатомо-физиологический атлас человека / Отделы нервной системы)

Спинной мозг – это длинный цилиндрический тяж, расположенный в позвоночном канале. От спинного мозга отходят корешки 31 пары спинномозговых нервов. В спинном мозге находятся центры некоторых простых рефлексов. Он выполняет рефлекторную и проводящую функции. Работа спинного мозга осуществляется под контролем головного мозга.

Строение и функции головного мозга

Человек издавна стремился проникнуть в тайну головного мозга, понять его роль и значение в жизни человека. Уже в глубокой древности «отец медицины» Гиппократ связывал сознание и мозг, но прошли ещё многие сотни лет, прежде чем учёные начали разгадывать его загадки.

Человеческий мозг – это сложнейший орган, способный воспринимать и обрабатывать огромный объём информации. Давайте познакомимся с его строением и основными функциями.

Извилины коры головного мозга

Головной мозг располагается в полости черепа и имеет сложную форму. Масса головного мозга у взрослого человека колеблется от 1100 до 2000 г, составляя в среднем 1300–1400 г. Это всего около 2 % от массы тела, но клетки мозга потребляют до 25 % энергии, вырабатываемой в организме! Обычно масса головного мозга у женщин несколько меньше, чем у мужчин, это различие обусловлено разной массой мужского и женского тела.

Мозг человека, как и всех позвоночных животных, состоит из ствола, мозжечка и переднего мозга, включающего промежуточный и конечный мозг.

Головной мозг

В центральной части продолговатого мозга начинается ретикулярная формация ствола мозга – скопление огромного числа на первый взгляд хаотично расположенных нейронов. Нейроны ретикулярной формации имеют связи со структурами переднего мозга, посылая импульсы в вышележащие отделы, эти нейроны поддерживают передний мозг в бодрствующем состоянии. Поражение ретикулярной формации продолговатого мозга приводит к сонливости, потере сознания, летаргическому сну, потере памяти.

Ствол включает в себя несколько отделов, они отличаются друг от друга строением и функциями. Это продолговатый мозг, мост и средний мозг[1]1
  На сегодняшний день среди учёных не существует единого мнения в определении ствола мозга. Иногда в него включают также промежуточный мозг.


[Закрыть].

Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга, поэтому в их строении много общего. Только серое вещество у продолговатого мозга располагается отдельными скоплениями – ядрами. Сходны и функции – рефлекторные и проводящие. Через ядра продолговатого мозга осуществляются многие рефлекторные процессы, например кашель, чихание, слёзоотделение и др. Здесь же расположены нервные центры, ответственные за акты глотания, работу пищеварительных желёз. В продолговатом мозге лежат и жизненно важные центры, участвующие в регуляции дыхания, деятельности сердца и сосудов. Повреждение этих центров приводит к смерти человека.

Мост – это место, где располагаются нервные волокна, по которым нервные импульсы идут вверх в кору большого мозга или обратно, вниз – в спинной мозг, к мозжечку, к продолговатому мозгу. Здесь же находятся центры, связанные с мимикой, жевательными функциями.

Средний мозг, как и продолговатый, является частью ствола мозга. На его поверхности, обращённой к мозжечку, имеется четыре небольших бугорка – четверохолмие. Верхние бугры четверохолмия – центры первичной обработки зрительной информации, их нейроны реагируют на объекты, быстро передвигающиеся в поле зрения. Основные функции нейронов верхних бугров – управление направлением взгляда и приведение зрительной системы в состояние повышенной готовности при сильных зрительных стимулах. Нижние бугры четверохолмия – центры первичной обработки слуховых стимулов. Нейроны этих центров реагируют на сильные резкие звуки, приводя слуховую систему в состояние повышенной готовности. Если в поле зрения человека что-то промелькнёт или рядом с ним раздастся какой-то шум, то человек невольно вздрагивает и мышцы его напрягаются, причём это происходит ещё до того, как он понимает, что же происходит. Если окажется, что на человека что-то падает, то его двигательные системы уже готовы к бегству или защите.

В среднем мозге расположены важнейшие скопления нейронов, выполняющие двигательные функции, – красное ядро и чёрная субстанция. Нейроны красного ядра вместе с нейронами мозжечка участвуют в поддержании тонуса мышц и координации позы тела. Нейроны чёрной субстанции выделяют важнейшее регуляторное вещество – дофамин. Дофамин необходим для того, чтобы человек мог совершать быстрые и точные движения, ходить, бегать. Кроме того, при недостатке дофамина люди испытывают отрицательные эмоции, у них ухудшается настроение, и они становятся подавленными.

Промежуточный мозг – это часть переднего мозга. Он состоит из таламуса и гипоталамуса (подбугорной области). Книзу от гипоталамуса на тонкой ножке расположена железа внутренней секреции – гипофиз. Таламус является центром анализа всех видов ощущений, кроме обонятельных. В таламусе насчитывается более 40 пар ядер (скоплений нейронов) с разнообразными функциями.

В одних ядрах продолжается анализ зрительной, слуховой и другой информации. Другие ядра участвуют в координации двигательных систем мозга. В таламусе происходит первая оценка значимости информации. В результате в соответствующие зоны коры больших полушарий из таламуса поступают новые и важные сигналы, а также информация, связанная с текущей деятельностью.

Нижняя часть промежуточного мозга – гипоталамус – также выполняет важнейшие функции, являясь высшим центром вегетативной регуляции. Передние ядра гипоталамуса – центр парасимпатических влияний, задние – центр симпатических влияний. В гипоталамусе находятся также центры голода и жажды, раздражение которых приводит к безудержному поглощению пищи или питью воды.

Таким образом, можно сказать, что гипоталамус необходим для регуляции работы всех внутренних органов. Поражения гипоталамуса сопровождаются тяжелейшими расстройствами: снижением или повышением давления, урежением или учащением сердечного ритма, затруднениями дыхания, нарушениями перистальтики кишечника, расстройствами терморегуляции, изменениями в составе крови и т. д.

В толще белого вещества больших полушарий мозга расположен комплекс подкорковых мозговых ядер, получивший название лимбической системы. В лимбической системе расположены главные центры, отвечающие за эмоциональное состояние человека: центры страха, ярости, удовольствия. Эти центры обеспечивают эмоциональную оценку ситуации, оценку возможных последствий этой ситуации и выбор одной из оптимальных форм поведения. В результате правильного выбора поведения организм должен прийти в соответствие со своими потребностями, например избежать опасности или обеспечить себя пищей и т. д.

Мозжечок расположен на задней стороне ствола мозга: позади продолговатого и среднего его отделов. Вес мозжечка взрослого человека – 150 г. Строение мозжечка похоже на строение всего мозга. Вот почему его название переводится как «маленький мозг». Со средним мозгом мозжечок соединён тремя парами ножек. Состоит он из червя (стволовой, наиболее древней части) и полушарий, разделённых бороздами на доли. Доли, в свою очередь, мелкими бороздками разделены на извилины. Поверхностный слой полушарий – это серое вещество, так называемая кора мозжечка. В мозжечок поступает информация от всех двигательных систем: из больших полушарий, из среднего и спинного мозга.

Срез мозжечка

Основные функции мозжечка: регуляция позы тела и поддержание мышечного тонуса; координация медленных произвольных движений; обеспечение точности быстрых произвольных движений. За равновесие и координацию движений мышц туловища отвечает древняя стволовая часть мозжечка, а за быстрые точные движения – его полушария. При разрушении червя мозжечка человек не может ходить и стоять, у него нарушается чувство равновесия. При поражениях полушарий мозжечка наблюдаются уменьшение тонуса мышц, сильная дрожь конечностей, нарушение точности и быстроты произвольных движений, быстрая утомляемость. Кроме того, расстраивается устная и письменная речь.

• Центральный канал спинного мозга продолжается в головной мозг, образуя четыре желудочка, IV желудочек расположен между продолговатым мозгом и мозжечком, III – между симметричными половинами промежуточного мозга, I и II (боковые) – в полушариях конечного мозга.

• Ядра таламуса являются высшим центром болевой чувствительности, именно здесь формируется болевое ощущение. Когда человек, например, прищемил палец и чувствует в нём боль, то на самом деле боль возникла в представительстве пальца в ядрах таламуса, т. е. там, куда пришли сигналы от болевых рецепторов прищемлённого пальца. С этими ядрами, возможно, связана так называемая фантомная боль, когда боль ощущается, например, в давно ампутированной конечности. Боль при этом является следствием патологического возбуждения тех нейронов, которые когда-то были связаны с давно отсутствующей конечностью.

• Если хотите узнать, всё ли в порядке с вашим мозжечком, встаньте, сдвинув ноги, вытяните вперёд руки и закройте глаза. Человек с повреждённым мозжечком в такой позе стоять не может, начнёт покачиваться или даже упадёт. Затем попробуйте быстро касаться кончика носа указательными пальцами левой и правой руки попеременно. Если попадёте правильно, то полушария вашего мозжечка функционируют нормально.

При серьёзных поражениях мозжечка и животные, и человек двигаются с большим трудом, высоко поднимая лапы или соответственно ноги, спотыкаются, раскачиваются. Они не могут оценить расстояние до какого-либо предмета, очень быстро утомляются.

Проверьте свои знания

1. Где расположен головной мозг? Чем он защищён?

2. Из каких отделов состоит головной мозг человека? Какие отделы входят в состав ствола мозга? Отразите это в виде общей схемы.

3. В чём сходство и различие в функциях продолговатого мозга и спинного мозга?

4. Объясните, почему травмы в месте сочленения черепа с позвоночником часто приводят к смерти человека. В каких ситуациях это может произойти?

5. С повреждением какого отдела головного мозга связано нарушение мимики у человека?

6. Как устроен мозжечок? К чему может привести его повреждение?

7. Какой отдел головного мозга отвечает за реакцию на зрительные и слуховые раздражители?

8. В какой части мозга человека формируется ощущение боли?

9. Где расположен высший центр вегетативной нервной системы?

10. Какие из отделов головного мозга более развиты у человека по сравнению с другими позвоночными?

11. Составьте обобщающую таблицу «Функции отделов головного мозга».

Лабораторные и практические работы

Выполните работу № 2 «Изучение строения головного мозга человека (по муляжам)» на с. 17 (Тетрадь для лабораторных и практических работ).

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка.

1. http://www.medicinform.net/human/anatomy/anatomy1_2.htm (Головной мозг)

2. http://school-collection.edu.ru/catalog (Анатомо-физиологический атлас человека / Отделы нервной системы)

Головной мозг состоит из ствола, мозжечка и полушарий большого мозга. Ствол состоит из продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга. В стволе мозга находятся центры безусловных рефлексов, его основные функции – регуляция безусловно-рефлекторной деятельности и связь организма с корой полушарий большого мозга.