 |
Высшая нервная деятельность
|
|
|
|
Нервная система
Нервный опорный двигательный пищеварительный
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, 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.
Длинные отростки нервных клеток (аксоны) пронизывают организм и обеспечивают связь головного и спинного мозга с любым участком тела. Разветвления отростков нейронов имеют нервные окончания - рецепторы. Это особые структуры, преобразующие воспринимаемые раздражения в нервные импульсы. Нервные импульсы распространяются по нервным волокнам со скоростью от 0,5 до 120 м/с. В зависимости от выполняемых функций различают чувствительные и двигательные нейроны.
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 условно подразделяют по месту расположения на центральную и периферическую. К центральной нервной системе относят спинной и головной мозг. Периферическая нервная система состоит из нервов, соединяющих центральную нервную систему (ЦНС) с органами чувств, мышцами, железами.
|
|
|
Нервами называются пучки длинных отростков нервных клеток, выходящие за пределы головного и спинного мозга. Покрыты пучки соединительной тканью, образующей оболочки нервов. Нервы делятся на спинномозговые и черепно-мозговые. По их ходу могут располагаться нервные узлы. Нервные узлы (ганглии) - это скопления тел нейронов вне центральной нервной системы.
По другой классификации нервную систему разделяют на соматическую и вегетативную (автономную). Соматическая нервная система обеспечивает иннервацию кожи и скелетных мышц, стимулирует сердечную деятельность и др. Благодаря ей организм через органы чувств поддерживает связь с внешней средой. Путем сокращения скелетных мышц выполняются, прежде всего, защитные движения. Функции соматической нервной системы подконтрольны нашему сознанию.
Вегетативная (автономная) нервная система иннервирует все внутренние органы, регулирует обменные процессы, рост организма. Действия вегетативной нервной системы, в отличие от соматической, неподвластны нашей воле, она «работает» независимо от нее, отсюда ее второе название - автономная.
Деятельность нервной системы человека достигла большого совершенства и сложности. В основе ее лежит рефлекс (от лат. «рефлексу-с» - отражение) - ответная реакция организма на воздействие внешней среды или на изменение его внутреннего состояния, выполняемая с участием нервной системы.
Благодаря рефлексу многие наши действия происходят автоматически. Например, при слишком ярком свете мы закрываем глаза, на резкий звук поворачиваем голову, отдергиваем руку от горячего предмета - это безусловные рефлексы. Они совершаются, без каких либо предварительных условий. Безусловные рефлексы передаются по наследству, поэтому их еще иногда называют врожденными.
|
|
|
А условные рефлексы - это рефлексы, приобретенные в результате жизненного опыта.
Например, если вы долго вставали по будильнику в один и тот же час, то спустя некоторое время будете сами просыпаться как раз в нужный момент и без звонка.
Путь, по которому проходит нервный импульс от места своего возникновения до рабочего органа, называется рефлекторной дугой. Рефлекторная дуга, может быть, простой или сложной. Обычно в ее состав входят чувствительные нейроны с их чувствительными приборами - рецепторами, вставочные нейроны и исполнительные (эффекторные) нейроны. Таким образом, простая рефлекторная дуга состоит из трех нейронов. Сложные дуги состоят из многих нейронов.
Все наши действия происходят при участии и контроле со стороны центральной нервной системы - головного и спинного мозга. Например, ребенок, увидев знакомую игрушку, протягивает к ней руку: по исполнительным нервным путям от головного мозга пришла команда - что надо делать. Это прямые связи. Вот ребенок 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 желез внутренней секреции, а те, в свою очередь, с помощью выделяемых гормонов влияют на воспринимающие нервные окончания и нервные центры. Таким образом, система эндокринных желез вместе с нервной системой осуществляют нейрогуморальную регуляцию деятельности органов.
Анализаторы
Анализатор - это система, обеспечивающая восприятие, доставку в мозг и анализ в нем какого-либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной и т. д.). Каждый анализатор состоит из периферического отдела(нервных путей) и центрального отдела (центров головного мозга, анализирующих данный вид информации).
Более 90 % информации об окружающем мире человек получает с помощью зрения.
|
|
|
Зрительный анализатор.
Зрительный анализатор включает в себя орган зрения - глаз, зрительный нерв и анализирующие центры затылочной доли коры больших полушарий.
Орган зрения - глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. К последнему относят веки, ресницы, мышцы глазного яблока и слезные железы. Веки - складки кожи, выстланные изнутри слизистой оболочкой. Слезы, образующиеся в слезных железах, омывают передний отдел глазного яблока и через носослезный канал проходят в ротовую полость. У взрослого человека в сутки должно вырабатываться не менее 3-5мл слез, выполняющих бактерицидную и увлажняющую роль.
Глазное яблоко имеет шарообразную форму и располагается в глазнице. Глазное яблоко имеет три оболочки. Наружная - фиброзная, или белочная, оболочка спереди глазного яблока переходит в прозрачную роговицу, а ее задний отдел называется склерой. Через среднюю оболочку - сосудистую - глазное яблоко снабжается кровью. Впереди в сосудистой оболочке имеется отверстие - зрачок, позволяющий лучам света попадать внутрь глазного яблока. Вокруг зрачка часть сосудистой оболочки окрашена и называется радужкой. Клетки радужки содержат всего один пигмент, и если его мало, радужка окрашена в голубой или серый цвет, а если много - в карий.
Мышцы зрачка расширяют или сужают его зависимости от яркости света, освещающего глаз. В результате, диаметр зрачка меняется от 2 до 8 мм. Между роговицей и радужкой расположена передняя камера глаза, заполненная жидкостью.
Позади радужки находится прозрачный хрусталик - двояковыпуклая линза, необходимая для фокусировки лучей света на внутреннюю поверхность глазного яблока. Хрусталик снабжен специальными мышцами, меняющими его кривизну. Этот процесс называется аккомодацией. Между радужкой и хрусталиком расположена задняя камера глаза.
Большая часть глазного яблока заполнена прозрачным стекловидным телом. Пройдя через хрусталик и стекловидное тело, лучи света попадают на внутреннюю оболочку глазного яблока - сетчатку. это многослойное образование, причем три его слоя, обращенные внутрь глазного яблока, содержат зрительные рецепторы - колбочки (около 7 млн) и палочки (около130 млн). В палочках содержится зрительный пигмент родопсин, они более чувствительны, чем колбочки, и обеспечивают черно-белое зрение при плохом освещении. Колбочки содержат зрительный пигмент иодопсин и обеспечивают цветное зрение в условиях хорошей освещенности. Считается, что есть три вида колбочек, воспринимающих красный, зеленый и фиолетовый цвета соответственно. Все остальные оттенки определяются комбинацией возбуждений в этих трех типах рецепторов. Под действием квантов света зрительные пигменты разрушаются, генерируя электрические сигналы, которые передаются от палочек и колбочек к ганглиозному слою сетчатки. Отростки клеток этого слоя образуют зрительный нерв, выходящий из глазного яблока через слепое пятно - место, где нет зрительных рецепторов.
|
|
|
Больше всего колбочек располагается прямо напротив зрачка - в так называемом желтом пятне, а в периферических отделах сетчатки колбочек почти нет, там располагаются одни палочки.
Выйдя из глазного яблока, зрительный нерв следует в верхние бугры четверохолмия среднего мозга, где зрительная информация подвергается первичной обработке.
По аксонам нейронов верхних бугров зрительная информация попадает в латеральные коленчатые тела таламуса промежуточного мозга, а уже оттуда - в затылочные доли коры больших полушарий. Именно там формируется тот зрительный образ, который мы субъективно ощущаем.
Следует отметить, что оптическая система глаза формирует на сетчатке не только уменьшенное, но и перевернутое изображение предмета. Обработка сигналов в центральной нервной системе происходит таким образом, что предметы воспринимаются в естественном положении.
Слуховой анализатор
Слух позволяет воспринимать звуковые колебания. В юношеском возрасте человек различает звуки в диапазоне от 16 до 20 000 герц, однако уже к 35 годам верхняя граница слышимых частот падает до 15 000 герц. Помимо создания объективной целостной картины об окружающем мире, слух обеспечивает речевое общение людей.
Слуховой анализатор включает в себя орган слуха - ухо, слуховой нерв и анализирующие центры височной доли коры больших полушарий.
Периферическая часть слухового анализатора, т.е орган слуха - ухо, состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.
Наружное ухо человека представлено ушной раковиной, наружными слуховым проходом и барабанной перепонкой.
Ушная раковина - хрящевое образование, покрытое кожей. У человека, в отличие от многих животных, ушные раковины практически неподвижны. Наружный слуховой проход - канал длиной 3 - 3,5 см, заканчивающийся барабанной перепонкой, которая отделяет наружное ухо от полости среднего уха. В последней, имеющей объем около 1см в кубе, расположены самые маленькие кости организма человека: молоточек, наковальня и стремечко.
|
|
|
Молоточек «рукояткой» срастается с барабанной перепонкой, а «головкой» подвижно присоединен к наковальне, которая другой своей частью подвижно соединена со стремечком. Стремечко, в свою очередь, широким основанием сращено с перепонкой овального окна, ведущего во внутреннее ухо.
Полость среднего уха через евстахиеву трубу соединена с носоглоткой. Это необходимо для выравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки при изменениях атмосферного давления.
Внутреннее ухо находится в полости пирамиды височной кости. К органу слуха во внутреннем ухе относится улитка - костный, спирально закрученный канал в 2,75 оборота. Снаружи улитка омывается перилимфой, заполняющей полость внутреннего уха. В канале улитки расположен перепончатый костный лабиринт, заполненный эндолимфой; в этом лабиринте находится звуковоспринимающий аппарат - спиральный орган, состоящий из основной мембраны с рецепторными клетками и покровной мембраны. Основная мембрана - тонкая перепончатая перегородка, разделяющая полость улитки и состоящая из многочисленных волокон различной длины. В этой мембране расположено около 25 тыс. рецепторных волосковых клеток. Один конец каждой рецепторной клетки фиксирован на волокне основной мембраны. Именно от этого конца отходит волокно слухового нерва.
При поступлении звукового сигнала столбик воздуха, заполняющий наружный слуховой проход, колеблется. Эти колебания улавливаются барабанной перепонкой и через молоточек, наковальню и стремечко передаются на овальное окошко. При прохождении через систему звуковых косточек звуковые колебания усиливаются приблизительно в 40 - 50 раз и передаются на перилимфу и эндолимфу внутреннего уха. Через эти жидкости колебания воспринимаются волокнами основной мембраны, причем высокие звуки вызывают колебания более коротких волокон, а низкие - более длинных. В результате колебания волокон основной мембраны возбуждаются рецепторные волосковые клетки, и сигнал по волокнам слухового нерва передается сначала в ядра нижних бугров четверохолмия среднего мозга, оттуда - в медиальные коленчатые тела таламуса промежуточного мозга и, наконец, в височные доли коры больших полушарий, где и находится высший центр слуховой чувствительности.
Орган равновесия
У человека функцию органа равновесия (его еще называют вестибулярным аппаратом) выполняет часть внутреннего уха - это два маленьких мешочка и три полукружных канала. Каналы представляют собой кольцевидно изогнутые трубки, лежащие в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Полости преддверия и полукружных каналов заполнены жидкостью.
В стенках полостей полукружных каналов располагаются рецепторы, их строение сходно с чувствительными волосковыми рецепторами органа слуха. Здесь же находятся мелкие кристаллики углекислого кальция.
Механизм работы вестибулярного аппарата довольно прост. Например, когда голова человека находится в вертикальном положении, кристаллики, расположенные в зоне рецепторов, определенным образом давят на волоски чувствительных клеток. При повороте головы вправо или влево кристаллики смещаются, соответственно меняется и давление на чувствительные клетки - то с правой стороны, то с левой.
Давление кристалликов вызывает возбуждение рецепторов. Возникшие нервные импульсы проводятся в головной мозг (средний мозг, мозжечок, кору полушарий большого мозга). Из мозга ответные импульсы поступают к различным группам скелетных мышц. Происходит их рефлекторное сокращение, и равновесие тела, если оно было нарушено, восстанавливается.
Вестибулярный аппарат постоянно информирует центральную нервную систему о положении тела и его частей в пространстве.
Обоняние
В настоящее время ученые насчитывают более 400 тыс. запахов, которые может воспринимать человек.
Чувствительность человека к запаху достаточно высока. Так, запах эфира чувствуется, если в 1 л воздуха содержится всего лишь 0,000001 г этого вещества.
Человек способен чувствовать запах не всех веществ, а лишь летучих или растворенных в воде и жирах.
Орган обоняния находится в слизистой оболочке верхнего отдела носовой полости. Здесь находятся обонятельные рецепторные клетки, их около 40 млн.
Частицы вещества, попав в носовую полость, вызывают раздражение рецепторов, причем каждая клетка реагирует на «свой» запах. Возникает первичный импульс, который по обонятельным нервам поступает в соответствующие центры в коре полушарий большого мозга, - и человек ощущает запах. Обоняние позволяет определять качество вдыхаемого воздуха, обнаруживать опасные вещества или недоброкачественные продукты.
Вкус
Ощущение вкуса, как и запаха, связано с действием химических веществ на чувствительные клетки. У человека орган вкуса представлен множеством вкусовых почек (около 2000), расположенных в слизистой оболочке языка, мягкого неба, зева и глотки. В них содержатся рецепторы, анализирующие вкусовые раздражения. вкусовые чувствительные клетки воспринимают сладкое, горькое, кислое, или комбинацию этих видов вкусовых раздражителей. Вкусовые рецепторы возбуждаются только растворенными в жидкости веществами. Растворителем в ротовой полости служит слюна. Нерастворимые вещества не вызывают раздражения рецепторов и поэтому кажутся безвкусными.
Первое вкусовое ощущение пищи дают названные выше вкусовые рецепторы, а полное вкусовое чувство возникает в результате сложного взаимодействия вкусовых, обонятельных, температурных, осязательных и других рецепторов, расположенных в слизистой оболочке ротовой полости, и соответствующих анализаторов.
Каждый анализатор различает только специфические для него раздражения.
Кожная чувствительность
Кожную чувствительность обеспечивает работа нескольких анализаторов. Прежде всего - боль. Болевые рецепторы есть в мышцах, коже, надкостнице, во внутренних органах. Но особенно много их в коже: на 1см кв. в среднем до 100 болевых точек. Ощущение боли сопровождает нас от рождения. Она приносит множество неприятных минут, да и часов, но именно она предупреждает, а часто и спасает от опасности.
Благодаря механорецепторам, или осязательным рецепторам, мы воспринимаем механические воздействия на кожу - давление, прикосновение и т. п. - мы осязаем. С помощью осязания можно судить о размерах, форме, плотности предмета, состоянии его поверхности. Рецепторы осязания распределены по телу неравномерно. Особенно много их в кончике языка, в коже пальцев. Так, в коже большого пальца их 111 - 135 на 1 см кв, а в коже голени - всего лишь 10.
Воспринимающие температурные колебания терморецепторы, как и осязательные, распределены по телу неравномерно. Много их в коже лица, живота, а вот кожа ног не так чувствительна (в сравнении с кожей лица: в два раза менее чувствительна к холоду, в четыре раза - к теплу).
Высшая нервная деятельность
В природе существуют предметы и процессы, которые можно увидеть, услышать, почувствовать их вкус, запах. Это различные природные явления (снегопад, дождь, снег, солнечное затмение), различные предметы, животные. Но мысли человека, его переживания, т.е. его психическую жизнь, увидеть и услышать невозможно.
Существование связи между мозгом и психической деятельностью ученные предполагали давно. Но на вопросы, по каким законам работает мозг человека, что лежит в основе психической деятельности, ответить не могли.
Ответом на этот вопрос стало открытие великим русским физиологом И.М. Сеченовым рефлекторной основы работы головного мозга. Продолжил и научно доказал правильность мыслей И.М. Сеченова в своем учении об условных рефлексах другой замечательный отечественный ученый - И.П. Павлов. В настоящее время под высшей нервной деятельностью понимают деятельность мозга, связанную с его психикой.
Рефлекс - основа нервной деятельности
Безусловными рефлексами называются все врожденные рефлексы, т.е. рефлексы, которые передаются по наследству из поколения в поколение. Для них характерно, что в течение всей своей жизни животное в ответ на определенное раздражение реагирует определенным образом. Это постоянная реакция организма на определенные внешние раздражители. Так, вдох всегда сменяется выдохом, при увеличении яркости света суживаются зрачки глаз, пища в ротовой полости вызывает отделение слюны. Безусловные рефлексы помогают организмами приспособиться к постоянным условиям среды.
У человека примером безусловного рефлекса может служить первый вздох. Родившийся ребенок не дышит, так как его легкие не действуют.
После перерезания пупочного канатика связь с матерью нарушается, в крови новорожденного начинает накапливаться углекислый газ.
Повышение его концентрации воздействует на дыхательный центр. От него поступает команда к дыхательным мышцам - происходит вдох. Ребенок начинает дышать самостоятельно.
Врожденные формы поведения. Основу врожденной формы поведения составляют безусловные рефлексы. При этом поведение может быть простым: действие раздражителя вызывает элементарную реакцию. Например, человек отдергивает руку от горячего предмета.
Более сложные формы поведения - инстинкты - представляют собой цепочку последовательно связанных друг с другом рефлекторных реакций, которые следуют одна за другой. Здесь каждая отдельная реакция служит сигналом для последующей. Наличие такой цепочки рефлексов позволяет организмам приспосабливаться к той или иной ситуации, окружающей среде.
Некоторые формы врожденного поведения проявляются не сразу, а лишь через некоторое время после рождения или действуют в определенный, часто короткий период развития организма. Например, наблюдаются случаи, когда ребенок овладевает некоторыми формами двигательной активности без предварительного обучения. Так, замечено, что дети в трехдневном возрасте, если их опустить в ванну с водой, сразу начинают плавать.
Условные рефлексы. Это рефлексы, которые приобретаются в течение жизни и являются строго индивидуальными. Они различны у разных людей, даже у близнецов. Для образования условных рефлексов требуются определенные условия. По мере приобретения жизненного опыта в коре полушарий большого мозга человека складывается система условнорефлекторных связей. Такую систему называют динамическим стереотипом. Он лежит в основе многих привычек и навыков. Например, научившись кататься на коньках, велосипеде, мы впоследствии не думаем о том, как нам двигаться, чтобы не упасть.
Торможение. Условные рефлексы не являются врожденными, они приобретаются в течение всей жизни и могут как закрепиться, так и угаснуть. Например, у собаки выработан условный рефлекс на свет лампочки.
Но если в течение некоторого времени не подкреплять условный рефлекс безусловным раздражителем (т.е. пищей), произойдет угасание условного рефлекса. Слюны на вспышку света будет выделяться все меньше и меньше, а затем выделение слюны полностью прекратится. Голодная собака перестанет реагировать на свет лампочки: у нее произошло торможение условного рефлекса - условное торможение. Безусловное торможение врожденное, наследственное и действует мгновенно. При безусловном торможении возбуждение одного участка мозга ведет к торможению в другом его отделе.
Рассудочная деятельность является более сложной формой приобретенного поведения. Она помогает в новых ситуациях на основе прошлого опыта находить новые решения. Рассудочная деятельность - начало мышления.
Сон - это торможение основных отделов коры полушарий большого мозга. Во время сна нервные клетки отдыхают и восстанавливают свою работоспособность. Во сне различают две стадии: медленный и быстрый сон. Сны видят все люди, но не все их запоминают. Сновидения связаны с тем, что сонное торможение захватывает не все клетки коры головного мозга.
Для человека слово служит условным раздражителем. С его помощью человек не только познает окружающий мир, но и выражает свои чувства, ощущения, впечатления.
Любая познавательная деятельность человека начинается с ощущения и восприятия, они фиксируются памятью в виде представлений. Память - это отражение в сознании прошлого опыта, дающее возможность его повторного исследования.
В основе обучения в большинстве случаев лежит мышление - способность на основе известных знаний добывать новую информацию.
Ученые давно подметили, что разные люди на одни и те же события реагируют по-разному.
Это связано с тем, что нервные процессы, происходящие в их организме, различаются по силе, подвижности и уравновешенности, т.е. люди, различаются темпераментом. Темперамент складывается из общей активности человека, ее двигательных проявлений и из его эмоциональности.
Первую классификацию темпераментов человека дал почти 2500 лет назад знаменитый врач Гиппократ. Он разделял людей на холериков (неуравновешенных, легковозбудимых), сангвиников (уравновешенных, оптимистов), флегматиков (уравновешенных, спокойных) и меланхоликов (мрачных, подавленных, вечных скептиков).
Рис.
|
|
|
