Строение нерва человека: Нервная система человека – строение и функции, особенности

Нервная система представляет собой сеть нейронов, основной функцией которых является генерирование, модуляция и передача информации между всеми различными частями человеческого тела. Это свойство обеспечивает выполнение многих важных функций нервной системы, таких как регулирование жизненно важных функций организма (сердцебиение, дыхание, пищеварение), ощущений и движений тела.В конечном счете, структуры нервной системы руководят всем, что делает нас людьми; наше сознание, познание, поведение и воспоминания.

Нервная система состоит из двух отделов;

Основные факты о нервной системе

Определение	Сеть нейронов, которая отправляет, принимает и модулирует нервные импульсы между различными частями тела.
Подразделения	Центральная нервная система Периферическая нервная система
Центральная нервная система	Головной и спинной мозг
Периферическая нервная система	Спинальные и черепные нервы. Функциональные подразделения: — Соматическая нервная система — Автономная нервная система; симпатический, парасимпатический и кишечный отделы

Понимание нервной системы требует знания ее различных частей, поэтому в этой статье вы узнаете о нервной системе и всех ее различных отделах.

Клетки нервной системы

В нервной системе присутствуют два основных типа клеток;

Нейроны

Нейроны , или нервные клетки, являются основными структурными и функциональными единицами нервной системы.Каждый нейрон состоит из тела (сомы) и ряда отростков (нейритов). Тело нервной клетки содержит клеточные органеллы и является местом, где генерируются нервные импульсы (потенциалы действия). Эти процессы исходят из тела, они соединяют нейроны друг с другом и с другими клетками тела, обеспечивая прохождение нервных импульсов. Есть два типа нейронных процессов, которые различаются по структуре и функциям;

• Аксоны длинные и проводят импульсы от тела нейрона.
• Дендриты короткие, они принимают импульсы от других нейронов, проводя электрический сигнал в направлении тела нервной клетки.

Каждый нейрон имеет единственный аксон, а количество дендритов варьируется. Исходя из этого числа, существует четыре структурных типа нейронов ; мультиполярный, биполярный, псевдоуниполярный и униполярный.

Узнайте больше о нейронах в нашем исследовательском блоке:

Как функционируют нейроны?

Морфология нейронов делает их узкоспециализированными для работы с нервными импульсами; они генерируют, принимают и отправляют эти импульсы на другие нейроны и ненейронные ткани.

Есть два типа нейронов, названных в зависимости от того, посылают ли они электрический сигнал к ЦНС или от нее;

• Эфферентные нейроны (двигательные или нисходящие) посылают нервные импульсы от ЦНС к периферическим тканям, инструктируя их, как действовать.
• Афферентные нейроны (сенсорные или восходящие) проводят импульсы от периферических тканей к ЦНС. Эти импульсы содержат сенсорную информацию, описывающую среду ткани.

Место, где аксон соединяется с другой клеткой для передачи нервного импульса, называется синапсом . Синапс не подключается напрямую к следующей ячейке. Вместо этого импульс вызывает выброс химических веществ, называемых нейротрансмиттерами , с самого конца аксона. Эти нейротрансмиттеры связываются с мембраной эффекторной клетки, вызывая биохимические процессы внутри этой клетки в соответствии с командами, посылаемыми ЦНС.

Готовы укрепить свои знания о нейронах? Попробуйте нашу викторину ниже:

Глиальные клетки

Глиальные клетки , также называемые нейроглией или просто глией, представляют собой меньшие по размеру не возбуждающие клетки, которые поддерживают нейроны.Они не распространяют потенциалы действия. Вместо этого они миелинизируют нейроны, поддерживают гомеостатический баланс, обеспечивают структурную поддержку, защиту и питание нейронов по всей нервной системе.

Этот набор функций обеспечивается четырьмя различными типами глиальных клеток;

• Миелинизирующие глии образуют изолирующую аксоны миелиновую оболочку. Они называются олигодендроцитами в ЦНС и шванновскими клетками в ПНС. Это легко запомнить с помощью мнемоники «COPS» ( C энтральные — O лигодендроциты; P эриферические — S chwann)
• Астроциты (ЦНС) и сателлитные глиальные клетки (ПНС) разделяют функцию поддержки и защиты нейронов.
• Два других типа глиальных клеток обнаруживаются исключительно в ЦНС; микроглия — фагоциты ЦНС и эпендимные клетки , которые выстилают желудочковую систему ЦНС. ПНС не имеет глиального эквивалента микроглии, поскольку фагоцитарную роль выполняют макрофаги.

Большинство аксонов покрыто белым изолирующим веществом, называемым миелиновой оболочкой, производимым олигодендроцитами и шванновскими клетками. Миелин сегментированно охватывает аксон, оставляя немиелинизированные промежутки между сегментами, называемыми узлами Ранвье .Нейронные импульсы распространяются только через узлы Ранвье, минуя миелиновую оболочку. Это значительно увеличивает скорость распространения нервных импульсов.

Белое и серое вещество

Белый цвет миелинизированных аксонов отличается от серого цвета тел нейронов и дендритов. Исходя из этого, нервная ткань делится на белое и серое вещество, которые имеют определенное распределение;

• Белое вещество включает самый внешний слой спинного мозга и внутреннюю часть головного мозга.
• Серое вещество расположено в центральной части спинного мозга, в самом внешнем слое головного мозга (кора головного мозга) и в нескольких подкорковых ядрах головного мозга глубоко в коре головного мозга.

Изучите структуру нервной ткани с помощью нашей настраиваемой викторины.

Подразделения нервной системы

Итак, нервная ткань, состоящая из нейронов и нейроглии, образует наши нервные органы (например, мозг, нервы).Эти органы объединяются согласно их общей функции, образуя эволюционное совершенство, которым является наша нервная система.

Нервная система (НС) структурно разбита на два отдела;

• Центральная нервная система (ЦНС) — состоит из головного и спинного мозга
• Периферическая нервная система (ПНС) — собирает всю нервную ткань вне ЦНС

Функционально PNS подразделяется на два функциональных подразделения;

• Соматическая нервная система (СНС) — неформально описывается как произвольная система
• Вегетативная нервная система (ВНС) — описывается как непроизвольная система.

Говорят, что нервная система — одна из самых сложных тем в анатомии. Но вам повезло, так как у нас есть стратегия обучения, позволяющая вам овладеть нейроанатомией в гораздо более короткие сроки, чем вам, хотя вам понадобится. Проверьте наши викторин и многое другое для практики анатомии нервной системы !

Хотя нервная система структурно разделена на центральную и периферическую части, на самом деле они взаимосвязаны друг с другом. Пучки аксонов передают импульсы между головным и спинным мозгом.Эти пучки в ЦНС называются афферентными и эфферентными нервными путями или трактами. Аксоны, которые отходят от ЦНС и соединяются с периферическими тканями, принадлежат ПНС. Пучки аксонов в ПНС называются афферентными и эфферентными периферическими нервами.

Центральная нервная система

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Они находятся внутри черепа и позвоночника соответственно.

Мозг состоит из четырех частей; головной мозг, промежуточный мозг, мозжечок и ствол мозга. Вместе эти части обрабатывают поступающую информацию от периферических тканей и генерируют команды; сообщая тканям, как реагировать и функционировать. Эти команды затрагивают самые сложные произвольные и непроизвольные функции человеческого тела, от дыхания до мышления.

Спинной мозг продолжается от ствола мозга. Он также может генерировать команды, но только для непроизвольных процессов, то есть рефлексов. Однако его основная функция — передавать информацию между ЦНС и периферией.

Узнайте больше об анатомии ЦНС здесь:

Периферическая нервная система

PNS состоит из 12 пар черепных нервов, 31 пары спинномозговых нервов и ряда небольших кластеров нейронов по всему телу, называемых ганглиями.
Периферические нервы могут быть сенсорными (афферентными), моторными (эфферентными) или смешанными (оба). В зависимости от того, какие структуры они иннервируют, периферические нервы могут иметь следующие модальности;

Черепные нервы

Черепные нервы — это периферические нервы, которые отходят от ядер черепных нервов ствола головного мозга и спинного мозга.Они иннервируют голову и шею. Черепные нервы пронумерованы от одного до двенадцати в соответствии с порядком их выхода через трещины черепа. А именно: обонятельный нерв (CN I), зрительный нерв (CN II), глазодвигательный нерв (CN III), блокированный нерв (CN IV), тройничный нерв (CN V), отводящий нерв (VI), лицевой нерв (VII ), вестибулокохлеарный нерв (VIII), языкоглоточный нерв (IX), блуждающий нерв (X), добавочный нерв (XI) и подъязычный нерв (XII). Эти нервы бывают моторными (III, IV, VI, XI и XII), сенсорными (I, II и VIII) или смешанными (V, VII, IX и X).

Среди множества стратегий изучения анатомии черепных нервов наши специалисты определили, что одна из самых эффективных — интерактивное обучение. Ознакомьтесь с интерактивными тестами Kenhub по черепным нервам и упражнениями , чтобы сократить время обучения вдвое.

Узнайте больше о черепных нервах здесь.

Спинномозговые нервы

Спинномозговые нервы отходят от сегментов спинного мозга. Они пронумерованы в соответствии с их конкретным сегментом происхождения.Следовательно, 31 пара спинномозговых нервов делятся на 8 шейных пар, 12 грудных пар, 5 поясничных пар, 5 крестцовых пар и 1 копчиковый спинномозговый нерв. Все спинномозговые нервы смешанные, содержащие как сенсорные, так и моторные волокна.

Спинномозговые нервы иннервируют все тело, за исключением головы. Они делают это либо напрямую синапсами со своими органами-мишенями, либо переплетаясь друг с другом и формируя сплетения. Есть четыре основных сплетения, которые снабжают регионы тела;

Хотите узнать больше о спинномозговых нервах и сплетениях? Ознакомьтесь с нашими ресурсами.

Ганглии

Ганглии (ед. Ганглии) представляют собой скопления тел нейронных клеток за пределами ЦНС, что означает, что они являются эквивалентами ПНС подкорковых ядер ЦНС. Ганглии могут быть сенсорными или висцерально-моторными (вегетативными), и их распределение в организме четко определено.

Ганглии задних корешков представляют собой скопления тел сенсорных нервных клеток, расположенных рядом со спинным мозгом. Они являются компонентом заднего корешка спинномозгового нерва.

Вегетативные ганглии бывают симпатическими или парасимпатическими. Симпатические ганглии находятся в грудной клетке и брюшной полости, сгруппированы в паравертебральные и превертебральные ганглии. Паравертебральные ганглии лежат по обе стороны от позвоночника ( пара- означает «рядом») и включают две ганглиозные цепи, которые проходят от основания черепа до копчика, называемые симпатическими стволами. Превертебральные ганглии (коллатеральные ганглии, преаортальные ганглии) находятся кпереди от позвоночного столба ( до — означает перед), ближе к их органу-мишени.Далее их группируют в зависимости от того, какую ветвь брюшной аорты они окружают; глютеновые, аортекоренальные, верхние и нижние брыжеечные ганглии.

Парасимпатические ганглии находятся в голове и тазу. Ганглии в голове связаны с соответствующими черепными нервами и представляют собой цилиарные, крылонебные, слуховые и подчелюстные ганглии. Тазовые ганглии расположены близко к репродуктивным органам, включающим вегетативные сплетения для иннервации внутренних органов таза, таких как простатические и маточно-влагалищные сплетения.

Здесь вы найдете все о ганглиях, необходимых для вашего нейроанатомического экзамена.

Соматическая нервная система

Соматическая нервная система является произвольным компонентом периферической нервной системы. Он состоит из всех волокон черепных и спинномозговых нервов, которые позволяют нам совершать произвольные движения тела (эфферентные нервы) и ощущать ощущения от кожи, мышц и суставов (афферентные нервы). Соматические ощущения связаны с прикосновением, давлением, вибрацией, болью, температурой, растяжением и позицией этих трех типов структур.

Ощущение от желез, гладких и сердечных мышц передается вегетативными нервами.

Вегетативная нервная система

Вегетативная нервная система является непроизвольной частью периферической нервной системы. Далее, разделенный на симпатическую (SANS) и парасимпатическую (PANS) системы, он состоит исключительно из висцеральных моторных волокон. Нервы обоих этих отделов иннервируют все непроизвольные структуры тела;

Сбалансированное функционирование этих двух систем играет решающую роль в поддержании гомеостаза, а это означает, что SANS и PANS не противостоят друг другу, а, скорее, они дополняют друг друга.Они делают это, усиливая активность различных органов при различных обстоятельствах; например, PSNS будет стимулировать более высокую активность кишечника после приема пищи, в то время как SANS будет стимулировать сердце для увеличения выработки во время упражнений.

Синапс вегетативных нервов в вегетативных ганглиях до достижения своего органа-мишени, таким образом, все они имеют пресинаптическую и постсинаптическую части. Пресинаптические волокна исходят из ЦНС и заканчиваются синапсированием с нейронами периферических вегетативных ганглиев. Постсинаптические волокна — аксоны нейронов ганглия, простирающиеся от ганглия к периферическим тканям. В симпатических нервах пресинаптическое волокно короткое, поскольку ганглии расположены очень близко к спинному мозгу, в то время как постсинаптическое волокно намного длиннее, чтобы достичь органа-мишени. В парасимпатических нервах все наоборот; пресинаптическое волокно длиннее постсинаптического.

Вегетативная нервная система, кажется, единственное, что может действовать без вашей воли.Узнайте, как это происходит здесь.

Симпатическая нервная система

Симпатическая система (SANS) настраивает наши тела для ситуаций повышенной физической активности. Его действие обычно описывается как реакция «бей или беги», поскольку он стимулирует такие реакции, как учащенное дыхание, учащенное сердцебиение, повышенное кровяное давление, расширение зрачков и перенаправление кровотока от кожи, почек, желудка и кишечника к сердце и мышцы там, где это необходимо.

Симпатические нервные волокна имеют грудопоясничное происхождение, что означает, что они происходят из сегментов спинного мозга T1-L2 / L3. Они синапсы с превертебральными и паравертебральными ганглиями, от которых проходят постсинаптические волокна, чтобы снабжать целевые внутренние органы.

Парасимпатическая нервная система

Парасимпатическая нервная система (PSNS) настраивает наш организм на энергосбережение, активизируя деятельность «отдых и переваривание» или «кормление и размножение». Нервы PSNS замедляют работу сердечно-сосудистой системы, отводят кровь от мышц и увеличивают перистальтику и секрецию желез.

Парасимпатические волокна имеют краниосакральный отток, что означает, что они происходят из ствола мозга (кранио) и сегментов спинного мозга S2-S4 (-сакральных). Эти волокна направляются к органам грудной клетки и брюшной полости, где они синапсируют в ганглиях, расположенных близко к органу-мишени или внутри него.

Кишечная нервная система

Кишечная нервная система состоит из волокон SANS и PANS, которые регулируют деятельность желудочно-кишечного тракта. Эта система состоит из парасимпатических волокон блуждающего нерва (CN X) и симпатических волокон грудных внутренних нервов.Эти волокна образуют два сплетения в стенке кишечной трубки, которые отвечают за модуляцию перистальтики кишечника, то есть распространение потребленной пищи из пищевода в прямую кишку;

• Подслизистое сплетение (по Мейснеру) обнаружено в подслизистой оболочке кишечника и содержит только парасимпатические волокна
• Миэнтерическое сплетение (по Ауэрбаху) , расположенное в наружной мышечной оболочке кишечника, содержащее как симпатические, так и парасимпатические нервные волокна

Мнемоника

Вы можете легко запомнить эти два сплетения, используя простую мнемонику! « SMP & MAPS », что означает:

• S слизистая оболочка
• M Эйсснера
• П Арасимпатический

• M Янтерей
• A Уербаха
• П Аразимпатическая
• S симпатичный

Клинические записи

Ваготомия

Ваготомия при язве желудка — это старая процедура, которая используется в качестве хирургического вмешательства у пациентов с рецидивирующими язвами желудка, когда нет эффекта от изменения диеты или противоязвенных препаратов.Блуждающий нерв стимулирует секрецию желудочного сока. Могут быть выполнены три типа ваготомии, которые значительно уменьшат этот эффект.

Паралич черепных нервов

Все 12 черепных нервов выходят / входят в череп через различные отверстия. Сужение этих отверстий или любое сужение по ходу нерва приводит к параличу нерва. Например, паралич Белла поражает лицевой нерв. На пораженной стороне лица у пациента:

• гемиплегия
• сухость в глазах — отсутствие роговичного рефлекса, слишком громкий слух и нарушение вкуса на передних 2/3 языка.
• отсутствие роговичного рефлекса
• слишком громкий слух

нарушение вкуса на передних 2/3 языка

поражение нервов конечностей

Параличи нервов конечностей часто возникают в результате перелома, сжатия или чрезмерного использования. Например, синдром запястного канала поражает срединный нерв и возникает, когда нерв сжимается внутри канала. Это происходит из-за увеличения сухожилий сгибателей в туннеле или отека из-за отека. Часто возникает при беременности и акромегалии.

Болезнь Гиршпрунга

Это атония толстой кишки, вторичная по причине неспособности ганглиозных клеток (описанных в разделе кишечной нервной системы) мигрировать в кишечную нервную систему. Это приводит к тяжелому запору и истощению ребенка, который отчаянно нуждается в корректирующей операции.

Расщелина позвоночника

Нарушение нормального развития мозговых оболочек и / или нервной дуги позвонков приводит к дефекту обычно в поясничном отделе позвоночника, где часть спинного мозга покрыта только мозговыми оболочками и, следовательно, находится вне тела.И экологические, и генетические факторы способствуют его возникновению. Добавки фолиевой кислоты теперь назначают всем беременным женщинам на ранних сроках беременности для ее профилактики.

Болезнь Паркинсона

Дофамин необходим для правильного функционирования базальных ганглиев, структур мозга, которые контролируют наше познание и движение. Пациенты с болезнью Паркинсона страдают от деградации этих дофаминергических нейронов в черной субстанции, в результате чего:

• сложность начала движения
• шаркающая походка
• маскированные фации
• зубчатое колесо / ведущая труба жесткость в конечностях

Нервная система: хотите узнать о ней больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое». — Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер

12.1 Строение и функции нервной системы — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Описать анатомическое строение и основные функции нервной системы

• Определить анатомические и функциональные отделы нервной системы
• Список основных функций нервной системы

Представленная вами картина нервной системы, вероятно, включает в себя головного мозга, , нервную ткань, находящуюся внутри черепа, и спинного мозга, , продолжение нервной ткани внутри позвоночного столба.Кроме того, нервная ткань , , которая простирается от головного и спинного мозга к остальному телу (, нервы), также является частью нервной системы. Мы можем анатомически разделить нервную систему на две основные области: центральная нервная система (ЦНС), — головной и спинной мозг, — периферическая нервная система (ПНС), — нервы (рис. 12.1.1). Мозг находится в черепной полости черепа, а спинной мозг содержится в позвоночном канале позвоночного столба.Периферическая нервная система названа так потому, что находится на периферии, то есть за пределами головного и спинного мозга.

В дополнение к анатомическим подразделениям, перечисленным выше, нервная система также может быть разделена на основе ее функций. Нервная система участвует в получении информации об окружающей нас среде (сенсорные функции, ощущения, ) и генерировании ответов на эту информацию (двигательные функции, ответов, ) и их координации ( интеграция, ).

Сенсация. Ощущение относится к получению информации об окружающей среде, будь то то, что происходит снаружи (например, тепло от солнца) или внутри тела (например, тепло от мышечной активности). Эти ощущения известны как стимулов (единичное число = стимулов ), и разные сенсорные рецепторы отвечают за обнаружение различных стимулов. Сенсорная информация перемещается к ЦНС через нервы ПНС в специфическом отделе, известном как афферентная (сенсорная) ветвь ПНС . Когда информация исходит от сенсорных рецепторов кожи, скелетных мышц или суставов, это называется соматической сенсорной информацией ; Когда информация исходит от сенсорных рецепторов в кровеносных сосудах или внутренних органах, это называется висцеральной сенсорной информацией .

Ответ. Нервная система вызывает реакцию в эффекторных органах (таких как мышцы или железы) из-за сенсорных стимулов. Моторная ( эфферентная ) ветвь ПНС передает сигналы от ЦНС к эффекторным органам.Когда эффекторным органом является скелетная мышца, информация называется соматический двигатель ; когда эффекторным органом является сердечная или гладкая мышца или железистая ткань, информация называется висцеральный ( вегетативный ) мотор. Произвольные реакции регулируются соматической нервной системой, а непроизвольные реакции регулируются вегетативной нервной системой, которые обсуждаются в следующем разделе.

Интеграция. Стимулы, получаемые сенсорными структурами, передаются в нервную систему, где эта информация обрабатывается.Это называется интеграцией (см. Рисунок 12.1.2 ниже) . В ЦНС стимулы сравниваются или объединяются с другими стимулами, воспоминаниями о предыдущих стимулах или состоянием человека в определенное время. Это приводит к конкретному ответу, который будет сгенерирован.

Нервная система может быть разделена на подразделения на основе анатомии и физиологии. Анатомические отделы — это центральная и периферическая нервные системы. ЦНС — это головной и спинной мозг. ПНС — это все остальное, и она включает афферентные и эфферентные ветви с дополнительными подразделениями для соматической, висцеральной и вегетативной функций. Функционально нервную систему можно разделить на те области, которые отвечают за ощущения, те, которые отвечают за интеграцию, и те, которые отвечают за генерацию ответов.

Вопросы о критическом мышлении

1. Какие реакции вызывает нервная система, когда вы бежите на беговой дорожке? Включите пример каждого типа ткани, находящейся под контролем нервной системы.

2. Какие анатомические и функциональные отделы нервной системы участвуют в процессе восприятия при приеме пищи?

Глоссарий

вегетативная нервная система

функциональное подразделение эфферентной ветви ПНС, отвечающее за контроль сердечной и гладкой мускулатуры, а также железистой ткани

мозг

Большой орган центральной нервной системы, расположенный внутри черепа и продолжающийся со спинным мозгом

центральная нервная система (ЦНС)

анатомический отдел нервной системы, включающий головной и спинной мозг

интеграция

Функция нервной системы, которая обрабатывает сенсорные ощущения и вызывает реакцию

периферическая нервная система (ПНС)

анатомический отдел нервной системы, который простирается от головного и спинного мозга до остальной части тела

ответ

Функция нервной системы, которая заставляет ткань-мишень (мышцу или железу) вызывать событие как следствие раздражителя

ощущение

Функция нервной системы, которая получает информацию из окружающей среды и преобразует ее в электрические сигналы нервной ткани

соматическая нервная система (СНС)

Функциональный отдел нервной системы, связанный с сознательным восприятием, произвольными движениями и рефлексами скелетных мышц

спинной мозг

орган центральной нервной системы, обнаруженный в полости позвонка и связанный с периферией через спинномозговые нервы; опосредует рефлекторное поведение

стимул

Событие во внешней или внутренней среде, которое регистрируется как активность сенсорного нейрона

Решения

Ответы на вопросы о критическом мышлении

1. Бег на беговой дорожке включает сокращение скелетных мышц ног (эфферентный соматический двигатель), усиление сокращения сердечной мышцы (эфферентный вегетативный двигатель), а также производство и секрецию пота на коже для охлаждения. (ощущение температуры = афферентная висцеральная сенсорная система, активация потовых желез = эфферентная вегетативная моторика).
2. Ощущение вкуса, связанное с едой, ощущается периферийными нервами, которые участвуют в сенсорных и соматических функциях.

Центральная нервная система в вашем теле

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. ЦНС получает сенсорную информацию от нервной системы и контролирует реакции организма. ЦНС отличается от периферической нервной системы, которая включает в себя все нервы за пределами головного и спинного мозга, передающие сообщения в ЦНС.

Центральная нервная система играет первостепенную роль в получении информации из различных областей тела и последующей координации этой деятельности для выработки реакции организма.

Структура центральной нервной системы

ЦНС состоит из трех основных компонентов: головного мозга, спинного мозга и нейронов (или нервных клеток).

Мозг

Мозг контролирует многие функции тела, включая ощущения, мысли, движения, осознание и память.Поверхность головного мозга известна как кора головного мозга. Поверхность коры выглядит неровной из-за бороздок и складок ткани. Каждая бороздка известна как борозда, а каждая выпуклость известна как извилина.

Большая часть мозга известна как головной мозг и отвечает за такие вещи, как память, речь, произвольное поведение и мысли.

Головной мозг разделен на два полушария, правое и левое полушарие. Правое полушарие мозга контролирует движения левой стороны тела, а левое полушарие контролирует движения правой стороны тела.

Хотя некоторые функции имеют тенденцию к латерализации, исследователи обнаружили, что не существует мыслителей с «левым полушарием» или «правым полушарием», как предполагает старый миф. Обе стороны мозга работают вместе, чтобы производить различные функции.

Затем каждое полушарие мозга делится на четыре связанных между собой доли:

• Лобные доли связаны с высшим познанием, произвольными движениями и речью.
• Затылочные доли связаны со зрительными процессами.
• Теменные доли связаны с обработкой сенсорной информации.
• Височные доли связаны со слушанием и интерпретацией звуков, а также с формированием воспоминаний.

Спинной мозг

Спинной мозг соединяется с головным мозгом через ствол головного мозга, а затем проходит вниз через спинномозговой канал, расположенный внутри позвонка. Спинной мозг передает информацию от различных частей тела к головному мозгу и от него.В случае некоторых рефлекторных движений ответы контролируются спинными путями без участия мозга.

Нейроны

Нейроны — это строительные блоки центральной нервной системы. Миллиарды этих нервных клеток можно найти по всему телу и общаться друг с другом, вызывая физические реакции и действия.

Нейроны — это информационная супермагистраль тела. По оценкам, только в мозге можно найти 86 миллиардов нейронов.

Защитные конструкции

Поскольку ЦНС так важна, она защищена рядом структур.Во-первых, вся ЦНС заключена в кость. Головной мозг защищен черепом, а спинной мозг — позвонком позвоночного столба. Головной и спинной мозг покрыты защитной тканью, известной как мозговые оболочки.

Вся ЦНС также погружена в вещество, известное как спинномозговая жидкость, которая образует химическую среду, позволяющую нервным волокнам эффективно передавать информацию, а также предлагать еще один уровень защиты от потенциальных повреждений.Взаимодействие с другими людьми

Базовая структура и функции нервной системы — анатомия и физиология

OpenStaxCollege

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определить анатомические и функциональные отделы нервной системы
• Связать функциональные и структурные различия между структурами серого и белого вещества нервной системы со структурой нейронов
• Список основных функций нервной системы

Представляемая вам картина нервной системы, вероятно, включает в себя мозг, нервную ткань, находящуюся внутри черепа, и спинной мозг, расширение нервной ткани внутри позвоночного столба.Это говорит о том, что он состоит из двух органов — и вы можете даже не думать о спинном мозге как об органе, — но нервная система — очень сложная структура. Внутри мозга множество различных и отдельных областей отвечают за множество различных и отдельных функций. Это как если бы нервная система состоит из множества органов, которые все выглядят одинаково и могут быть дифференцированы только с помощью таких инструментов, как микроскоп или электрофизиология. Для сравнения легко увидеть, что желудок отличается от пищевода или печени, поэтому вы можете представить пищеварительную систему как совокупность определенных органов.

Нервную систему можно разделить на две основные области: центральную и периферическую нервную систему. Центральная нервная система (ЦНС) — это головной и спинной мозг, а периферическая нервная система (ПНС) — это все ([ссылка]). Мозг содержится в черепной полости черепа, а спинной мозг содержится в позвоночной полости позвоночного столба. Сказать, что ЦНС — это то, что находится внутри этих двух полостей, а периферическая нервная система — вне их, будет немного упрощением, но это один из способов начать думать об этом.На самом деле есть некоторые элементы периферической нервной системы, которые находятся в черепной или позвоночной полостях. Периферическая нервная система названа так потому, что находится на периферии, то есть за пределами головного и спинного мозга. В зависимости от различных аспектов нервной системы разделительная линия между центральным и периферическим не обязательно универсальна.

Центральная и периферическая нервная система

Структуры ПНС называются ганглиями и нервами, которые можно рассматривать как отдельные структуры.Эквивалентные структуры в ЦНС не очевидны с этой общей точки зрения, и их лучше всего исследовать в подготовленной ткани под микроскопом.

Нервная ткань, присутствующая как в ЦНС, так и в ПНС, содержит два основных типа клеток: нейроны и глиальные клетки. Глиальная клетка — одна из множества клеток, которые обеспечивают основу ткани, которая поддерживает нейроны и их деятельность. Нейрон является более функционально важным из двух с точки зрения коммуникативной функции нервной системы.Чтобы описать функциональные подразделения нервной системы, важно понимать структуру нейрона. Нейроны являются клетками и, следовательно, имеют сому или клеточное тело, но они также имеют расширения клетки; каждое расширение обычно называют процессом. Есть один важный процесс, который каждый нейрон назвал аксоном, то есть волокно, соединяющее нейрон с его целью. Другой тип отростка, ответвляющегося от сомы, — это дендрит. Дендриты отвечают за получение большей части информации от других нейронов.Что касается нервной ткани, то есть области, которые преимущественно содержат тела клеток, и области, которые в основном состоят только из аксонов. Эти две области в структурах нервной системы часто называют серым веществом (области с множеством клеточных тел и дендритов) или белым веществом (области с большим количеством аксонов). [ссылка] демонстрирует появление этих областей в головном и спинном мозге. Цвета, приписываемые этим областям, — это то, что можно было бы увидеть в «свежей» или неокрашенной нервной ткани.Серое вещество не обязательно бывает серым. Он может быть розоватым из-за содержания крови или даже слегка желтовато-коричневым, в зависимости от того, как долго хранилась ткань. Но белое вещество белое, потому что аксоны изолированы богатым липидами веществом, называемым миелином. Липиды могут выглядеть как белый («жирный») материал, очень похожий на жир на сыром куске курицы или говядины. На самом деле серому веществу может быть приписан этот цвет, потому что рядом с белым веществом оно просто более темное — следовательно, серое.

Различие между серым веществом и белым веществом чаще всего применяется к центральной нервной ткани, которая имеет большие области, которые можно увидеть невооруженным глазом.При изучении периферических структур часто используют микроскоп, и ткани окрашивают искусственными красками. Это не означает, что ткань центральной нервной системы нельзя окрасить и рассмотреть под микроскопом, но, скорее всего, неокрашенная ткань происходит из центральной нервной системы, например, из лобного среза головного мозга или поперечного сечения спинного мозга.

Серое вещество и белое вещество

Мозг, удаленный во время вскрытия, с удаленным частичным разрезом, показывает белое вещество, окруженное серым веществом.Серое вещество составляет внешнюю кору головного мозга. (кредит: модификация работы «Suseno» / Wikimedia Commons)

Независимо от внешнего вида окрашенной или неокрашенной ткани, клеточные тела нейронов или аксонов могут располагаться в дискретных анатомических структурах, которые необходимо назвать. Эти имена относятся к тому, является ли структура центральной или периферийной. Локализованное скопление тел нейронов в ЦНС называется ядром. В ПНС группа тел нейронных клеток называется ганглием.[ссылка] указывает на то, что термин «ядро» имеет несколько разных значений в анатомии и физиологии. Это центр атома, где находятся протоны и нейтроны; это центр клетки, где находится ДНК; и это центр некоторой функции в ЦНС. Существует также потенциально сбивающее с толку использование слова ганглия (множественное число = ганглии), которое имеет историческое объяснение. В центральной нервной системе есть группа ядер, которые связаны вместе и когда-то назывались базальными ганглиями, прежде чем термин «ганглии» стал принят как описание периферической структуры.Некоторые источники называют эту группу ядер «базовыми ядрами», чтобы избежать путаницы.

Что такое ядро?

(a) Ядро атома содержит протоны и нейтроны. (б) Ядро клетки — это органелла, содержащая ДНК. (c) Ядро в ЦНС — это локализованный функциональный центр с клеточными телами нескольких нейронов, показанных здесь красным кружком. (кредит c: «Был пчелой» / Wikimedia Commons)

Терминология, применяемая к пучкам аксонов, также различается в зависимости от местоположения.Связка аксонов или волокон в ЦНС называется трактом, тогда как то же самое в ПНС называется нервом. В отношении этих терминов следует сделать важный вывод: оба они могут использоваться для обозначения одного и того же пучка аксонов. Когда эти аксоны находятся в ПНС, термин — нерв, но если это ЦНС, термин тракт. Самый очевидный пример этого — аксоны, которые проецируются из сетчатки в мозг. Эти аксоны называются зрительным нервом, когда они покидают глаз, но когда они находятся внутри черепа, их называют зрительным трактом.Есть особое место, где меняется имя, это перекрест зрительных нервов, но это все те же аксоны ([ссылка]). Похожая ситуация вне науки может быть описана для некоторых дорог. Представьте себе дорогу под названием «Брод-стрит» в городке под названием «Энивилл». Дорога покидает Анивилл и ведет к следующему городу, который называется «Родной город». Когда дорога пересекает линию между двумя городами и входит в Родной город, ее название меняется на «Главная улица». Это идея названия аксонов сетчатки. В ПНС они называются зрительным нервом, а в ЦНС — зрительным трактом.[ссылка] помогает уточнить, какие из этих терминов относятся к центральной или периферической нервной системе.

Зрительный нерв по сравнению с зрительным трактом

Этот рисунок соединений глаза с мозгом показывает зрительный нерв, идущий от глаза до перекреста, где структура продолжается как зрительный тракт. Те же аксоны проходят от глаза к мозгу через эти два пучка волокон, но хиазм представляет собой границу между периферическим и центральным.

В 2003 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена Полу К.Лаутербур и сэр Питер Мэнсфилд за открытия, связанные с магнитно-резонансной томографией (МРТ). Это инструмент, позволяющий увидеть структуры тела (не только нервной системы), которые зависят от магнитных полей, связанных с определенными атомными ядрами. Польза этого метода для нервной системы заключается в том, что жировая ткань и вода имеют разные оттенки — от черного до белого. Поскольку белое вещество является жирным (из миелина), а серое вещество — нет, их можно легко различить на изображениях МРТ. Посетите веб-сайт Нобелевской премии, чтобы поиграть в интерактивную игру, которая демонстрирует использование этой технологии и сравнивает ее с другими типами технологий обработки изображений.Также результаты сеанса МРТ сравниваются с изображениями, полученными с помощью рентгеновской или компьютерной томографии. Как методы визуализации, показанные в этой игре, показывают разделение белого и серого вещества по сравнению со свежеотрезанной тканью, показанной ранее?

Структуры ЦНС и ПНС
	CNS	ПНС
Группа тел нейронов (т. Е. Серое вещество)	Ядро	Ганглион
Связка аксонов (т.е.е., белое вещество)	тракт	Нерв

Нервную систему также можно разделить на основе ее функций, но анатомические и функциональные подразделения различны. ЦНС и ПНС участвуют в одних и тех же функциях, но эти функции могут быть отнесены к разным областям мозга (таким как кора головного мозга или гипоталамус) или к разным ганглиям на периферии. Проблема с попытками уместить функциональные различия в анатомические подразделения состоит в том, что иногда одна и та же структура может быть частью нескольких функций.Например, зрительный нерв передает сигналы от сетчатки, которые используются либо для осознанного восприятия визуальных стимулов, происходящих в коре головного мозга, либо для рефлекторных реакций гладкой мышечной ткани, которые обрабатываются через гипоталамус.

Есть два способа рассмотреть, как нервная система функционально разделена. Во-первых, основные функции нервной системы — это ощущение, интеграция и реакция. Во-вторых, контроль над телом может быть соматическим или автономным — подразделениями, которые в значительной степени определяются структурами, участвующими в реакции.Существует также область периферической нервной системы, которая называется кишечной нервной системой, которая отвечает за определенный набор функций в области вегетативного контроля, связанных с функциями желудочно-кишечного тракта.

Основные функции

Нервная система участвует в получении информации об окружающей нас среде (ощущения) и создании ответов на эту информацию (двигательные реакции). Нервную систему можно разделить на области, отвечающие за ощущения (сенсорные функции) и за реакцию (двигательные функции).Но есть третья функция, которую нужно включить. Сенсорный ввод должен быть интегрирован с другими ощущениями, а также с воспоминаниями, эмоциональным состоянием или обучением (познанием). Некоторые области нервной системы называются областями интеграции или ассоциации. Процесс интеграции сочетает сенсорное восприятие и высшие когнитивные функции, такие как воспоминания, обучение и эмоции, для получения ответа.

Сенсация. Первой важной функцией нервной системы является получение ощущений — получение информации об окружающей среде для получения информации о том, что происходит вне тела (или, иногда, внутри тела).Сенсорные функции нервной системы регистрируют изменение гомеостаза или конкретное событие в окружающей среде, известное как стимул. Чувства, о которых мы думаем, — это «большая пятерка»: вкус, обоняние, осязание, зрение и слух. Стимулы вкуса и запаха представляют собой химические вещества (молекулы, соединения, ионы и т. Д.), Прикосновение — это физические или механические стимулы, которые взаимодействуют с кожей, зрение — это световые стимулы, а слух — это восприятие звука, которое является физическим. стимул похож на некоторые аспекты прикосновения.На самом деле существует больше чувств, чем только они, но этот список представляет собой основные чувства. Все эти пять чувств являются органами чувств, которые получают стимулы из внешнего мира и которые воспринимаются сознательно. Дополнительные сенсорные стимулы могут исходить из внутренней среды (внутри тела), например, растяжение стенки органа или концентрация определенных ионов в крови.

Ответ. Нервная система реагирует на раздражители, воспринимаемые сенсорными структурами.Очевидным ответом было бы движение мускулов, например, снятие руки с раскаленной плиты, но этот термин используется в более широком смысле. Нервная система может вызывать сокращение всех трех типов мышечной ткани. Например, скелетные мышцы сокращаются, чтобы двигать скелет, на сердечную мышцу влияет увеличение частоты сердечных сокращений во время упражнений, а гладкие мышцы сокращаются, когда пищеварительная система перемещает пищу по пищеварительному тракту. Ответы также включают нервный контроль желез в организме, такой как производство и секреция пота эккринными и мерокринными потовыми железами, обнаруженными в коже, для снижения температуры тела.

Ответы можно разделить на произвольные или сознательные (сокращение скелетных мышц) и непроизвольные (сокращение гладких мышц, регуляция сердечной мышцы, активация желез). Произвольные реакции регулируются соматической нервной системой, а непроизвольные реакции — вегетативной нервной системой, которые обсуждаются в следующем разделе.

Интеграция. Стимулы, получаемые сенсорными структурами, передаются в нервную систему, где эта информация обрабатывается.Это называется интеграцией. Стимулы сравниваются или объединяются с другими стимулами, воспоминаниями о предыдущих стимулах или состоянием человека в определенное время. Это приводит к конкретному ответу, который будет сгенерирован. Если вы видите, как бейсбольный мяч падает на отбивающего, это не приведет к автоматическому раскачиванию отбивающего. Необходимо учитывать траекторию мяча и его скорость. Может быть, счет — три мяча и один удар, и отбивающий хочет пропустить это поле в надежде добраться до первой базы.Или, может быть, команда отбивающего так далеко впереди, что было бы весело просто уйти.

Управление телом

Нервную систему можно разделить на две части в основном на основании функциональной разницы в ответах. Соматическая нервная система (СНС) отвечает за сознательное восприятие и произвольные двигательные реакции. Произвольная двигательная реакция означает сокращение скелетных мышц, но эти сокращения не всегда являются произвольными в том смысле, что вы должны хотеть их выполнять.Некоторые соматические двигательные реакции являются рефлексами и часто возникают без сознательного решения их выполнять. Если ваш друг выскакивает из-за угла и кричит «Бу!» вы испугаетесь, можете закричать или отпрыгнуть назад. Вы не решили этого делать и, возможно, не хотели давать своему другу повод посмеяться над вашим счетом, но это рефлекс, связанный с сокращениями скелетных мышц. Другие двигательные реакции становятся автоматическими (другими словами, бессознательными) по мере того, как человек осваивает двигательные навыки (называемые «обучением привычкам» или «процедурной памятью»).

Вегетативная нервная система (ВНС) отвечает за непроизвольный контроль над телом, обычно ради гомеостаза (регуляции внутренней среды). Сенсорный ввод для вегетативных функций может исходить от сенсорных структур, настроенных на внешние или внутренние раздражители окружающей среды. Моторный выход распространяется на гладкие и сердечные мышцы, а также на железистую ткань. Роль вегетативной системы заключается в регулировании систем органов тела, что обычно означает контроль гомеостаза.Например, потовые железы контролируются вегетативной системой. Когда вам жарко, пот помогает охладить ваше тело. Это гомеостатический механизм. Но когда вы нервничаете, вы также можете начать потеть. Это не гомеостатический, это физиологический ответ на эмоциональное состояние.

Есть еще один отдел нервной системы, который описывает функциональные реакции. Кишечная нервная система (ENS) отвечает за контроль гладких мышц и железистой ткани в пищеварительной системе.Это большая часть ПНС, не зависящая от ЦНС. Однако иногда допустимо рассматривать кишечную систему как часть вегетативной системы, потому что нейронные структуры, составляющие кишечную систему, являются компонентом автономной продукции, регулирующей пищеварение. Между ними есть некоторые различия, но для наших целей здесь будет много совпадений. См. [Ссылка], где можно найти эти отделы нервной системы.

Соматические, вегетативные и кишечные структуры нервной системы

Соматические структуры включают спинномозговые нервы, моторные и сенсорные волокна, а также сенсорные ганглии (ганглии задних корешков и ганглии черепных нервов).Вегетативные структуры также находятся в нервах, но включают симпатические и парасимпатические ганглии. Кишечная нервная система включает нервную ткань в органах пищеварительного тракта.

Посетите этот сайт, чтобы прочитать о женщине, которая замечает, что ее дочь не может подниматься по лестнице. Это приводит к открытию наследственного состояния, поражающего головной и спинной мозг. Электромиография и МРТ показали нарушения в спинном мозге и мозжечке, которые отвечают за контроль скоординированных движений.К какому функциональному отделу нервной системы принадлежат эти структуры?

Ежедневное подключение

Какую часть вашего мозга вы используете?
Вы когда-нибудь слышали утверждение, что люди используют только 10 процентов своего мозга? Возможно, вы видели рекламу на веб-сайте, в которой говорилось, что есть секрет раскрытия всего потенциала вашего разума — как если бы 90 процентов вашего мозга бездействовали, просто ожидая, пока вы им воспользуетесь. Если вы видите такое объявление, не нажимайте.Это неправда.

Простой способ узнать, какую часть мозга использует человек, — это измерить активность мозга во время выполнения задачи. Примером такого типа измерения является функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), которая генерирует карту наиболее активных областей и может быть сгенерирована и представлена ​​в трех измерениях ([ссылка]). Эта процедура отличается от стандартной техники МРТ, поскольку она измеряет изменения в ткани во времени с экспериментальным условием или событием.

фМРТ

Эта фМРТ показывает активацию зрительной коры в ответ на зрительные стимулы. (Источник: «Суперборсук» / Wikimedia Commons)

В основе лежит предположение, что активная нервная ткань будет иметь больший кровоток. Если субъект выполняет визуальную задачу, можно измерить активность всего мозга. Рассмотрим этот возможный эксперимент: испытуемому предлагается посмотреть на экран с черной точкой посередине (точка фиксации). Фотография лица проецируется на экран далеко от центра.Испытуемый должен посмотреть на фотографию и расшифровать, что это такое. Испытуемый получил указание нажать кнопку, если на фотографии изображен кто-то, кого он узнает. На фотографии может быть знаменитость, поэтому объект нажимает кнопку, или это может быть случайный человек, неизвестный субъекту, чтобы объект не нажимал кнопку.

В этой задаче зрительные сенсорные области будут активными, интегрирующие области будут активными, моторные области, отвечающие за движение глаз, будут активными, а моторные области для нажатия кнопки пальцем будут активными.Эти области распределены по всему мозгу, и изображения фМРТ будут показывать активность более чем в 10 процентах головного мозга (некоторые данные свидетельствуют о том, что около 80 процентов мозга использует энергию — в зависимости от притока крови к тканям — во время хорошей работы. определены задачи аналогичные предложенной выше). Эта задача даже не включает в себя все функции, которые выполняет мозг. Нет языкового ответа, тело в основном лежит неподвижно в аппарате МРТ, и он не учитывает вегетативные функции, которые будут выполняться в фоновом режиме.

Нервная система может быть разделена на подразделения на основе анатомии и физиологии. Анатомические отделы — это центральная и периферическая нервные системы. ЦНС — это головной и спинной мозг. PNS — это все остальное. Функционально нервную систему можно разделить на те области, которые отвечают за ощущения, те, которые отвечают за интеграцию, и те, которые отвечают за генерацию ответов. Все эти функциональные области находятся как в центральной, так и в периферической анатомии.

Принимая во внимание анатомические области нервной системы, есть определенные названия для структур внутри каждого отдела. Локализованное скопление тел нейронных клеток называют ядром в ЦНС и ганглием в ПНС. Связка аксонов называется трактом в ЦНС и нервом в ПНС. В то время как ядра и ганглии находятся конкретно в центральных или периферических отделах, аксоны могут пересекать границу между ними. Один аксон может быть частью нерва и тракта.Название этой конкретной структуры зависит от ее местоположения.

Нервная ткань также может быть описана как серое и белое вещество на основании ее внешнего вида в неокрашенной ткани. Эти описания чаще используются в ЦНС. Серое вещество — это то место, где находятся ядра, а белое вещество — это то место, где находятся участки. В ПНС ганглии в основном представляют собой серое вещество, а нервы — белое вещество.

Нервную систему также можно разделить на основе того, как она управляет телом. Соматическая нервная система (СНС) отвечает за функции, которые приводят к движению скелетных мышц.Любые сенсорные или интегративные функции, которые приводят к движению скелетных мышц, считаются соматическими. Вегетативная нервная система (ВНС) отвечает за функции, которые влияют на сердечную или гладкомышечную ткань или заставляют железы вырабатывать свои секреты. Вегетативные функции распределены между центральными и периферическими отделами нервной системы. Ощущения, которые приводят к вегетативным функциям, могут быть теми же ощущениями, которые являются частью инициирующих соматических реакций. Соматические и вегетативные интегративные функции также могут перекрываться.

Особым отделом нервной системы является кишечная нервная система, которая отвечает за управление органами пищеварения. Части вегетативной нервной системы частично совпадают с кишечной нервной системой. Кишечная нервная система находится исключительно на периферии, потому что это нервная ткань в органах пищеварительной системы.

В 2003 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена Полу К. Лаутербуру и сэру Питеру Мэнсфилду за открытия, связанные с магнитно-резонансной томографией (МРТ).Это инструмент, позволяющий увидеть структуры тела (не только нервной системы), которые зависят от магнитных полей, связанных с определенными атомными ядрами. Польза этого метода для нервной системы заключается в том, что жировая ткань и вода имеют разные оттенки — от черного до белого. Поскольку белое вещество является жирным (из миелина), а серое вещество — нет, их можно легко различить на изображениях МРТ. Посетите веб-сайт Нобелевской премии, чтобы сыграть в интерактивную игру, которая демонстрирует использование этой технологии и сравнивает ее с другими типами технологий обработки изображений.Также результаты сеанса МРТ сравниваются с изображениями, полученными с помощью рентгеновского снимка или компьютерной томографии. Как методы визуализации, показанные в этой игре, показывают разделение белого и серого вещества по сравнению со свежеотрезанной тканью, показанной ранее?

MRI использует относительное количество воды в тканях, чтобы различать различные области, поэтому на этих изображениях можно четко увидеть серое и белое вещество в нервной системе.

Посетите этот сайт, чтобы прочитать о женщине, которая замечает, что ее дочь не может подниматься по лестнице.Это приводит к открытию наследственного состояния, поражающего головной и спинной мозг. Электромиография и МРТ показали нарушения в спинном мозге и мозжечке, которые отвечают за контроль скоординированных движений. К какому функциональному отделу нервной системы принадлежат эти структуры?

Они являются частью соматической нервной системы, которая отвечает за произвольные движения, такие как ходьба или подъем по лестнице.

Какая из следующих полостей содержит компонент центральной нервной системы?

1. брюшной
2. таз
3. черепной
4. грудной

Какая структура преобладает в белом веществе мозга?

1. миелинизированные аксоны
2. тел нейронов
3. ганглиев парасимпатических нервов
4. пучков дендритов кишечной нервной системы

Какая часть нейрона передает электрический сигнал клетке-мишени?

1. дендритов
2. сома
3. корпус ячейки
4. аксон

Какой термин описывает пучок аксонов в периферической нервной системе?

1. ядро ​​
2. ганглий
3. тракт
4. нерв

Какой функциональный отдел нервной системы будет отвечать за физиологические изменения, наблюдаемые во время упражнений (например,g., учащение пульса и потоотделение)?

1. соматический
2. автономный
3. кишечная
4. центральный

Какие реакции вызывает нервная система, когда вы бежите на беговой дорожке? Включите пример каждого типа ткани, находящейся под контролем нервной системы.

Бег на беговой дорожке включает сокращение скелетных мышц ног, усиление сокращения сердечной мышцы сердца, а также производство и секрецию пота кожей для охлаждения.

Какие анатомические и функциональные отделы нервной системы участвуют в восприятии при приеме пищи?

Ощущение вкуса, связанное с едой, ощущается периферийными нервами, которые участвуют в сенсорных и соматических функциях.

Kramer, PD. Слушая прозак. 1-е изд. Нью-Йорк (NY): Penguin Books; 1993 г.

Глоссарий

вегетативная нервная система (ВНС)

Функциональный отдел нервной системы, отвечающий за гомеостатические рефлексы, координирующие управление сердечными и гладкими мышцами, а также железистой тканью

аксон

Одиночный отросток нейрона, который переносит электрический сигнал (потенциал действия) от тела клетки к клетке-мишени

мозг

Большой орган центральной нервной системы, состоящий из белого и серого вещества, находящийся внутри черепа и соединенный со спинным мозгом

центральная нервная система (ЦНС)

анатомический отдел нервной системы, расположенный в черепной и позвоночной полостях, а именно головной и спинной мозг

дендрит

один из многих ветвистых отростков, которые отходят от тела клетки нейрона и функционируют как контакт для входящих сигналов (синапсов) от других нейронов или сенсорных клеток

кишечная нервная система (ENS)

нервная ткань, связанная с пищеварительной системой, которая отвечает за нервный контроль через вегетативные связи

ганглий

локализованное скопление тел нейронных клеток в периферической нервной системе

глиальная клетка

один из различных типов клеток нервной ткани, ответственных за поддержание ткани и в значительной степени отвечающих за поддержание нейронов

серое вещество

областей нервной системы, содержащих клеточные тела нейронов с небольшим количеством миелинизированных аксонов или без них; на самом деле может быть более розовым или коричневым по цвету, но называется серым в отличие от белого вещества

интеграция

Функция нервной системы, которая сочетает в себе сенсорное восприятие и высшие когнитивные функции (воспоминания, обучение, эмоции и т. Д.) для получения ответа

миелин

Изолирующее вещество, богатое липидами, окружающее аксоны многих нейронов, что обеспечивает более быструю передачу электрических сигналов

нерв

пуповидный пучок аксонов, расположенный в периферической нервной системе, который передает сенсорные сигналы и ответные сигналы в центральную нервную систему и из нее

нейрон

Клетка нервной ткани, которая в первую очередь отвечает за генерацию и распространение электрических сигналов в нервную систему, внутри и из нее

ядро ​​

в нервной системе, локализованное скопление тел нейронных клеток, которые функционально связаны; «центр» нейронной функции

периферическая нервная система (ПНС)

анатомический отдел нервной системы, который в основном находится вне черепной и позвоночной полостей, а именно все части, кроме головного и спинного мозга

процесс

в клетках, продолжение тела клетки; в случае нейронов это аксон и дендриты

ответ

Функция нервной системы, которая заставляет ткань-мишень (мышцу или железу) вызывать событие как следствие раздражителя

ощущение

Функция нервной системы, которая получает информацию из окружающей среды и преобразует ее в электрические сигналы нервной ткани

сома

в нейронах, той части клетки, которая содержит ядро; тело клетки, в отличие от клеточных отростков (аксонов и дендритов)

соматическая нервная система (СНС)

Функциональный отдел нервной системы, связанный с сознательным восприятием, произвольными движениями и рефлексами скелетных мышц

спинной мозг

орган центральной нервной системы, обнаруженный в полости позвонка и связанный с периферией через спинномозговые нервы; опосредует рефлекторное поведение

стимул

Событие во внешней или внутренней среде, которое регистрируется как активность сенсорного нейрона

тракт

связка аксонов в центральной нервной системе, имеющая ту же функцию и точку происхождения

белое вещество

областей нервной системы, содержащих в основном миелинизированные аксоны, из-за чего ткань кажется белой из-за высокого содержания липидов миелина

Исследуйте нервы с помощью интерактивных анатомических изображений

Нажмите, чтобы просмотреть большое изображение

Продолжение сверху…

Анатомия нервной системы

Нервная ткань

Большая часть нервной системы состоит из клеток двух классов: нейронов и нейроглии.

Нейроны

Нейроны, также известные как нервные клетки, общаются внутри тела, передавая электрохимические сигналы. Нейроны сильно отличаются от других клеток тела из-за множества длинных клеточных процессов, которые исходят от их центрального клеточного тела. Тело клетки — это примерно круглая часть нейрона, которая содержит ядро, митохондрии и большинство клеточных органелл.Небольшие древовидные структуры, называемые дендритами, отходят от тела клетки, чтобы улавливать стимулы из окружающей среды, других нейронов или сенсорных рецепторных клеток. От тела клетки отходят длинные передающие процессы, называемые аксонами, чтобы посылать сигналы другим нейронам или эффекторным клеткам в организме.

Существует 3 основных класса нейронов: афферентные нейроны, эфферентные нейроны и интернейроны.

1. Афферентные нейроны . Также известные как сенсорные нейроны, афферентные нейроны передают сенсорные сигналы в центральную нервную систему от рецепторов в организме.
2. Эфферентные нейроны . Эфферентные нейроны, также известные как двигательные нейроны, передают сигналы от центральной нервной системы к эффекторам в организме, таким как мышцы и железы.
3. Интернейроны . Интернейроны образуют сложные сети в центральной нервной системе, чтобы интегрировать информацию, полученную от афферентных нейронов, и управлять функцией организма через эфферентные нейроны.

Нейроглия

Нейроглия, также известная как глиальные клетки, действуют как «вспомогательные» клетки нервной системы.Каждый нейрон в организме окружен от 6 до 60 нейроглией, которые защищают, питают и изолируют нейрон. Поскольку нейроны являются чрезвычайно специализированными клетками, которые необходимы для функционирования организма и почти никогда не воспроизводятся, нейроглия жизненно важна для поддержания функциональной нервной системы.

Мозг

Мозг , мягкий морщинистый орган, который весит около 3 фунтов, расположен внутри полости черепа, где его окружают и защищают кости черепа .Примерно 100 миллиардов нейронов мозга образуют главный центр управления телом. Головной и спинной мозг вместе образуют центральную нервную систему (ЦНС), где обрабатывается информация и возникают реакции. Мозг, место высших психических функций, таких как сознание, память, планирование и произвольные действия, также контролирует функции нижних частей тела, такие как поддержание дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления и пищеварения.

Спинной мозг

Спинной мозг представляет собой длинную тонкую массу связанных нейронов, которые переносят информацию через позвоночную полость позвоночника, начиная с продолговатого мозга головного мозга на его верхнем конце и продолжаясь ниже до поясничной области позвоночника.В поясничной области спинной мозг разделяется на пучок отдельных нервов, называемый cauda equina (из-за его сходства с хвостом лошади), который продолжается ниже крестца и копчика . Белое вещество спинного мозга функционирует как главный проводник нервных сигналов к телу от головного мозга. Серое вещество спинного мозга интегрирует рефлексы на раздражители.

Нервы

Нервы — это пучки аксонов в периферической нервной системе (ПНС), которые действуют как информационные магистрали для передачи сигналов между головным и спинным мозгом и остальным телом.Каждый аксон обернут соединительнотканной оболочкой, называемой эндоневрием. Отдельные аксоны нерва объединены в группы аксонов, называемых пучками, которые обернуты оболочкой из соединительной ткани, называемой периневрием. Наконец, многие пучки обернуты вместе другим слоем соединительной ткани, называемым эпиневрием, и образуют целый нерв. Обертывание нервов соединительной тканью помогает защитить аксоны и увеличить скорость их связи в организме.

• Афферентные, эфферентные и смешанные нервы .Некоторые нервы в организме предназначены для передачи информации только в одном направлении, как улица с односторонним движением. Нервы, передающие информацию от сенсорных рецепторов только к центральной нервной системе, называются афферентными нервами. Другие нейроны, известные как эфферентные нервы, передают сигналы только от центральной нервной системы к эффекторам, таким как мышцы и железы. Наконец, некоторые нервы представляют собой смешанные нервы, которые содержат как афферентные, так и эфферентные аксоны. Смешанные нервы функционируют как улицы с двусторонним движением, где афферентные аксоны действуют как полосы, ведущие к центральной нервной системе, а эфферентные аксоны действуют как полосы, ведущие от центральной нервной системы.
• Черепные нервы . От нижней части мозга отходят 12 пар черепных нервов. Каждая пара черепных нервов обозначается римскими цифрами от 1 до 12 в зависимости от ее расположения вдоль передне-задней оси головного мозга. Каждый нерв также имеет описательное имя (например, обонятельный, оптический и т. Д.), Которое определяет его функцию или местоположение. Черепные нервы обеспечивают прямое соединение с мозгом специальных органов чувств, мышц головы, , шеи и плеч, сердца и желудочно-кишечного тракта.
• Спинальные нервы . От левой и правой сторон спинного мозга проходит 31 пара спинномозговых нервов. Спинномозговые нервы представляют собой смешанные нервы, которые переносят как сенсорные, так и двигательные сигналы между спинным мозгом и определенными областями тела. 31 спинномозговой нерв разделен на 5 групп, названных в честь 5 областей позвоночного столба. Таким образом, имеется 8 пар шейных нервов, 12 пар грудных нервов , 5 пар поясничных нервов , 5 пар крестцовых нервов и 1 пара копчиковых нервов.Каждый спинномозговой нерв выходит из спинного мозга через межпозвоночное отверстие между парой позвонков или между позвонком С1, и затылочной костью черепа.

Менингес

Менинги — это защитные оболочки центральной нервной системы (ЦНС). Они состоят из трех слоев: твердой мозговой оболочки, паутинной оболочки и мягкой мозговой оболочки.

• Dura mater . dura mater , что означает «жесткая мать», является самым толстым, жестким и самым поверхностным слоем мозговых оболочек.Сделанный из плотной соединительной ткани неправильной формы, он содержит множество прочных коллагеновых волокон и кровеносных сосудов. Твердая мозговая оболочка защищает ЦНС от внешних повреждений, содержит спинномозговую жидкость, окружающую ЦНС, и снабжает кровью нервную ткань ЦНС.
• Арахноидальная оболочка . паутинная оболочка , что означает «паукообразная мать», намного тоньше и нежнее твердой мозговой оболочки. Она выстилает внутреннюю часть твердой мозговой оболочки и содержит множество тонких волокон, соединяющих ее с подлежащей мягкой мозговой оболочкой.Эти волокна пересекают заполненное жидкостью пространство, называемое субарахноидальным пространством, между паутинной оболочкой и мягкой мозговой оболочкой.
• Pia mater . pia mater , что означает «нежная мать», представляет собой тонкий и нежный слой ткани, лежащий на внешней стороне головного и спинного мозга. Мягкая мозговая оболочка, содержащая множество кровеносных сосудов, питающих нервную ткань ЦНС, проникает в долины борозд и трещин головного мозга, покрывая всю поверхность ЦНС.

Цереброспинальная жидкость

Пространство, окружающее органы ЦНС, заполнено прозрачной жидкостью, известной как спинномозговая жидкость (ЦСЖ). ЦСЖ образуется из плазмы крови специальными структурами, называемыми сосудистыми сплетениями . Сосудистые сплетения содержат множество капилляров, выстланных эпителиальной тканью, которая фильтрует плазму крови и позволяет отфильтрованной жидкости проникать в пространство вокруг мозга.

Вновь созданная спинномозговая жидкость протекает внутри головного мозга в полых пространствах, называемых желудочками, и через небольшую полость в середине спинного мозга, называемую центральным каналом.ЦСЖ также протекает через субарахноидальное пространство вокруг головного и спинного мозга. ЦСЖ постоянно вырабатывается сосудистыми сплетениями и реабсорбируется в кровоток в структурах, называемых паутинными ворсинками.

Спинномозговая жидкость обеспечивает несколько жизненно важных функций центральной нервной системы:

1. CSF поглощает удары между мозгом и черепом, а также между спинным мозгом и позвонками. Эта амортизация защищает ЦНС от ударов или резких изменений скорости, например, во время автомобильной аварии.
2. Головной и спинной мозг плавают в спинномозговой жидкости, уменьшая свой кажущийся вес за счет плавучести. Мозг — очень большой, но мягкий орган, для эффективного функционирования которого требуется большой объем крови. Сниженный вес спинномозговой жидкости позволяет кровеносным сосудам мозга оставаться открытыми и помогает защитить нервную ткань от раздавливания под собственным весом.
3. CSF помогает поддерживать химический гомеостаз в центральной нервной системе. Он содержит ионы, питательные вещества, кислород и альбумины, которые поддерживают химический и осмотический баланс нервной ткани.CSF также удаляет продукты жизнедеятельности, которые образуются как побочные продукты клеточного метаболизма в нервной ткани.

Органы чувств

Все органы чувств всех тел являются компонентами нервной системы. То, что известно как особые чувства — зрение, вкус, обоняние, слух и равновесие — все определяется специальными органами, такими как глаза , вкусовые рецепторы и обонятельный эпителий. Сенсорные рецепторы для общих чувств, таких как прикосновение, температура и боль, находятся по всему телу.Все сенсорные рецепторы тела связаны с афферентными нейронами, которые переносят сенсорную информацию в ЦНС для обработки и интеграции.

Физиология нервной системы

Функции нервной системы

Нервная система выполняет 3 основные функции: сенсорную, интеграционную и моторную.

1. Сенсорная . Сенсорная функция нервной системы включает сбор информации от сенсорных рецепторов, которые контролируют внутренние и внешние условия организма.Затем эти сигналы передаются в центральную нервную систему (ЦНС) для дальнейшей обработки афферентными нейронами (и нервами).
2. Интеграция . Процесс интеграции — это обработка множества сенсорных сигналов, которые передаются в ЦНС в любой момент времени. Эти сигналы оцениваются, сравниваются, используются для принятия решений, отбрасываются или сохраняются в памяти, если это считается целесообразным. Интеграция происходит в сером веществе головного и спинного мозга и осуществляется интернейронами.Многие интернейроны работают вместе, образуя сложные сети, которые обеспечивают эту вычислительную мощность.
3. Двигатель . Как только сети интернейронов в ЦНС оценивают сенсорную информацию и принимают решение о действии, они стимулируют эфферентные нейроны. Эфферентные нейроны (также называемые мотонейронами) передают сигналы от серого вещества ЦНС через нервы периферической нервной системы к эффекторным клеткам. Эффектором может быть гладкая ткань, ткань сердечной или скелетной мускулатуры или ткань железы.Затем эффектор высвобождает гормон или перемещает часть тела в ответ на раздражитель.

К сожалению, наша нервная система, конечно, не всегда функционирует должным образом. Иногда это результат таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Знаете ли вы, что тестирование ДНК может помочь вам обнаружить ваш генетический риск приобретения определенных заболеваний, влияющих на органы нашей нервной системы? Поздняя болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, дегенерация желтого пятна — ознакомьтесь с нашим руководством по тестированию ДНК на здоровье, чтобы узнать больше.

Подразделения нервной системы

Центральная нервная система

Головной и спинной мозг вместе образуют центральную нервную систему, или ЦНС. ЦНС действует как центр управления телом, обеспечивая его системы обработки, памяти и регулирования. ЦНС принимает всю сознательную и подсознательную сенсорную информацию от сенсорных рецепторов тела, чтобы оставаться в курсе внутренних и внешних условий тела. Используя эту сенсорную информацию, он принимает решения как о сознательных, так и подсознательных действиях, которые необходимо предпринять для поддержания гомеостаза тела и обеспечения его выживания.ЦНС также отвечает за высшие функции нервной системы, такие как речь, творчество, выражение, эмоции и личность. Мозг является средоточием сознания и определяет, кем мы являемся как личности.

Периферическая нервная система

Периферическая нервная система (ПНС) включает все части нервной системы за пределами головного и спинного мозга. Эти части включают все черепные и спинномозговые нервы, ганглии и сенсорные рецепторы.

Соматическая нервная система

Соматическая нервная система (СНС) — это подразделение ПНС, которое включает в себя все произвольно эфферентные нейроны.SNS — единственная сознательно контролируемая часть PNS, отвечающая за стимуляцию скелетных мышц тела.

Вегетативная нервная система

Автономная нервная система (ВНС) — это подразделение ПНС, которое включает все непроизвольные эфферентные нейроны. ВНС контролирует подсознательные эффекторы, такие как ткань висцеральных мышц, ткань сердечной мышцы и ткань желез.

В организме есть 2 отдела вегетативной нервной системы: симпатический и парасимпатический.

• Сочувствующий . Сочувственное подразделение формирует реакцию организма «бей или беги» на стресс, опасность, волнение, упражнения, эмоции и смущение. Симпатический отдел увеличивает дыхание и частоту сердечных сокращений, высвобождает адреналин и другие гормоны стресса и снижает пищеварение, чтобы справиться с этими ситуациями.
• Парасимпатическая . Парасимпатический отдел формирует реакцию организма на «отдых и переваривание пищи», когда тело расслаблено, отдыхает или кормится.Парасимпатическая система работает, чтобы свести на нет работу симпатического отдела после стрессовой ситуации. Помимо других функций, парасимпатический отдел сокращает дыхание и частоту сердечных сокращений, улучшает пищеварение и позволяет выводить шлаки.

Кишечная нервная система

Кишечная нервная система (ENS) — это отдел ANS, который отвечает за регулирование пищеварения и функции органов пищеварения. ENS получает сигналы от центральной нервной системы через симпатические и парасимпатические отделы вегетативной нервной системы, чтобы помочь регулировать ее функции.Однако ENS в основном работает независимо от CNS и продолжает функционировать без какого-либо внешнего вмешательства. По этой причине ENS часто называют «мозгом кишечника» или «вторым мозгом тела». ENS — огромная система: в ENS существует почти столько же нейронов, сколько в спинном мозге.

Возможности действия

Нейроны функционируют путем генерации и распространения электрохимических сигналов, известных как потенциалы действия (ПД). ПД создается движением ионов натрия и калия через мембрану нейронов.(См. Вода и электролиты .)

• Потенциал покоя . В состоянии покоя нейроны поддерживают концентрацию ионов натрия вне клетки и ионов калия внутри клетки. Эта концентрация поддерживается натриево-калиевым насосом клеточной мембраны, который выкачивает 3 иона натрия из клетки на каждые 2 иона калия, которые накачиваются в клетку. Концентрация ионов приводит к электрическому потенциалу покоя -70 милливольт (мВ), что означает, что внутренняя часть элемента имеет отрицательный заряд по сравнению с окружающей средой.
• Пороговая мощность л. Если стимул позволяет достаточному количеству положительных ионов проникнуть в какую-либо область клетки, чтобы заставить ее достичь -55 мВ, эта область клетки откроет свои потенциалзависимые натриевые каналы и позволит ионам натрия диффундировать в клетку. -55 мВ — это пороговый потенциал для нейронов, поскольку это «триггерное» напряжение, которого они должны достичь, чтобы пересечь порог и сформировать потенциал действия.
• Деполяризация . Натрий несет положительный заряд, который вызывает деполяризацию клетки (положительный заряд) по сравнению с ее нормальным отрицательным зарядом.Напряжение деполяризации всех нейронов +30 мВ. Деполяризация клетки — это ПД, которая передается нейроном как нервный сигнал. Положительные ионы распространяются в соседние области клетки, инициируя новую AP в этих областях, когда они достигают -55 мВ. AP продолжает распространяться вниз по клеточной мембране нейрона, пока не достигнет конца аксона.
• Реполяризация . После того, как напряжение деполяризации достигает +30 мВ, управляемые по напряжению каналы ионов калия открываются, позволяя положительным ионам калия диффундировать из клетки.Потеря калия вместе с откачкой ионов натрия обратно из клетки через натриево-калиевый насос восстанавливает клетку до потенциала покоя -55 мВ. На этом этапе нейрон готов запустить новый потенциал действия.

Синапсы

Синапс — это соединение между нейроном и другой клеткой. Синапсы могут образовываться между 2 нейронами или между нейроном и эффекторной клеткой. В организме есть два типа синапсов: химические синапсы и электрические синапсы.

• Химические синапсы . В конце аксона нейрона находится увеличенная область аксона, известная как окончание аксона. Терминал аксона отделен от следующей клетки небольшой щелью, известной как синаптическая щель. Когда AP достигает конца аксона, он открывает потенциалзависимые каналы ионов кальция. Ионы кальция заставляют везикулы, содержащие химические вещества, известные как нейротрансмиттеры (NT), высвобождать свое содержимое путем экзоцитоза в синаптическую щель. Молекулы NT пересекают синаптическую щель и связываются с рецепторными молекулами в клетке, образуя синапс с нейроном.Эти рецепторные молекулы открывают ионные каналы, которые могут либо стимулировать рецепторную клетку к формированию нового потенциала действия, либо могут препятствовать формированию клеткой потенциала действия при стимуляции другим нейроном.
• Электрические синапсы . Электрические синапсы образуются, когда 2 нейрона соединяются небольшими отверстиями, называемыми щелевыми соединениями. Щелевые соединения позволяют электрическому току проходить от одного нейрона к другому, так что AP в одной клетке передается непосредственно в другую клетку через синапс.

Миелинизация

Аксоны многих нейронов покрыты изоляционным слоем, известным как миелин, для увеличения скорости нервной проводимости по всему телу. Миелин образован двумя типами глиальных клеток: шванновскими клетками в ПНС и олигодендроцитами в ЦНС. В обоих случаях глиальные клетки многократно оборачивают свою плазматическую мембрану вокруг аксона, образуя толстый слой липидов. Развитие этих миелиновых оболочек известно как миелинизация.

Миелинизация ускоряет движение AP в аксоне за счет уменьшения количества AP, которые должны образоваться, чтобы сигнал достиг конца аксона.Процесс миелинизации начинает ускорять нервную проводимость в процессе развития плода и продолжается в раннем взрослом возрасте. Миелинизированные аксоны кажутся белыми из-за присутствия липидов и образуют белое вещество внутреннего и внешнего спинного мозга. Белое вещество предназначено для быстрой передачи информации через головной и спинной мозг. Серое вещество головного и спинного мозга — немиелинизированные центры интеграции, в которых обрабатывается информация.

Рефлексы

Рефлексы — это быстрые непроизвольные реакции на раздражители.Самым известным рефлексом является рефлекс надколенника, который проверяется, когда врач постукивает пациента по колену во время медицинского осмотра. Рефлексы интегрированы в серое вещество спинного мозга или ствола головного мозга. Рефлексы позволяют телу очень быстро реагировать на раздражители, посылая ответы на эффекторы до того, как нервные сигналы достигнут сознательных частей мозга. Это объясняет, почему люди часто отрывают руки от горячего предмета, прежде чем осознают, что им больно.

Функции черепных нервов

Каждый из 12 черепных нервов выполняет определенную функцию в нервной системе.

• Обонятельный нерв (I) передает информацию об запахе в мозг от обонятельного эпителия в крыше носовой полости.
• Зрительный нерв (II) передает визуальную информацию от глаз к мозгу.
• Глазодвигательный, блокаторный и отводящий нервы (III, IV и VI) работают вместе, позволяя мозгу контролировать движение и фокусировку глаз. тройничный нерв (V) передает ощущения от лица и иннервирует жевательные мышцы.
• Лицевой нерв (VII) иннервирует мышцы лица для выражения мимики и несет информацию о вкусе от передних 2/3 языка.
• Вестибулокохлеарный нерв (VIII) передает слуховую информацию и информацию о балансе от ушей к мозгу.
• Языкно-глоточный нерв (IX) несет информацию о вкусе от задней трети языка и помогает при глотании.
• Блуждающий нерв (X), иногда называемый блуждающим нервом из-за того, что он иннервирует множество различных областей, «блуждает» по голове, шее и туловищу.Он передает в мозг информацию о состоянии жизненно важных органов, передает двигательные сигналы для управления речью и передает парасимпатические сигналы многим органам.
• Добавочный нерв (XI) контролирует движения плеч и шеи.
• Подъязычный нерв (XII) перемещает язык при речи и глотании.

Сенсорная физиология

Все сенсорные рецепторы можно классифицировать по их структуре и типу раздражителя, который они обнаруживают.Структурно существует 3 класса сенсорных рецепторов: свободные нервные окончания, инкапсулированные нервные окончания и специализированные клетки. Свободные нервные окончания — это просто свободные дендриты на конце нейрона, которые проникают в ткань. Боль, тепло и холод ощущаются через свободные нервные окончания. Инкапсулированное нервное окончание — это свободный нервный конец, обернутый круглой капсулой из соединительной ткани. Когда капсула деформируется от прикосновения или давления, нейрон стимулируется посылать сигналы в ЦНС. Специализированные клетки улавливают стимулы от 5 особых органов чувств: зрения, слуха, равновесия, обоняния и вкуса.У каждого из особых органов чувств есть свои уникальные сенсорные клетки, такие как палочки и колбочки в сетчатке, чтобы улавливать свет для зрения.

Функционально существует 6 основных классов рецепторов: механорецепторы, ноцицепторы, фоторецепторы, хеморецепторы, осморецепторы и терморецепторы.

• Механорецепторы . Механорецепторы чувствительны к механическим раздражителям, таким как прикосновение, давление, вибрация и кровяное давление.
• Ноцицепторы .Ноцицепторы реагируют на раздражители, такие как сильная жара, холод или повреждение тканей, посылая болевые сигналы в ЦНС.
• Фоторецепторы . Фоторецепторы сетчатки улавливают свет, чтобы обеспечить зрение.
• Хеморецепторы . Хеморецепторы обнаруживают химические вещества в кровотоке и обеспечивают ощущения вкуса и запаха.
• Осморецепторы . Осморецепторы контролируют осмолярность крови, чтобы определить уровень гидратации организма.
• Терморецепторы . Терморецепторы определяют температуру внутри тела и вокруг него.

Нервные клетки (нейроны) — структура и функции, адаптации и микроскопия

Структура и функции, адаптации и микроскопия

Определение: что такое нервные клетки?

---

По сути, нервные клетки, также известные как нейроны, являются активным компонентом нервной системы. Нейроны общаются друг с другом, а также с другими клетками посредством электрических сигналов (нервных импульсов), что, в свою очередь, позволяет эффекторным органам реагировать на соответствующие стимулы.

Нервные клетки можно описать как приемники и передатчики информации, которые позволяют организму реагировать соответствующим образом. В организме человека нервная система (которая состоит из центральной и периферической нервной системы), как утверждается, содержит около 10 ²⁰ отдельных нейронов. Каждый из нейронов состоит из нескольких частей, которые позволяют им правильно выполнять свои функции.

* Короче говоря, нервная клетка / нейрон является основной функциональной единицей нервной системы.

* Слова нервная клетка и нейрон будут использоваться в этой статье как синонимы.

Анатомия нейронов состоит из:

• Тело клетки
• Дендриты
• Axon
• Клетки миелиновой оболочки
• Узлы Ранвье
• Пучок концевых аксонов

Строение и функции нервных клеток

---

Структура

На уровне ультраструктуры нервная клетка, как и любой другой тип животной клетки, содержит различные типы органелл, которые поддерживают их жизнь и позволяют им оставаться функциональными.К ним относятся, среди прочего, такие клеточные органеллы, как ядро, ядрышко, E.R., аппарат Гольджи и митохондрии.

Различные типы органелл играют разные роли, которые способствуют правильному функционированию нейрона. Например, в то время как ДНК, содержащаяся в ядре, содержит генетический материал, который контролирует все характеристики клетки, цитоскелет (который состоит из трубчатой ​​структуры) помогает поддерживать форму нейрона, а также транспортировать вещества, такие как белки.

Анатомически нервная клетка состоит из нескольких частей, упомянутых выше. В то время как нервные клетки разных типов составляют нервную систему, все они содержат следующие первичные структуры:

Тело клетки (сома)

Сома — это клеточное тело нервной клетки, которое содержит ядро. По сравнению с другими частями клетки, тело клетки больше и под микроскопом может казаться сферическим.

Серия ветвистых структур, известных как дендриты, возникает из тела клетки.Помимо соединения дендритов и аксонов, что позволяет передавать нервные импульсы от одной клетки к другой, сома также является местом синтеза белка (белки синтезируются в теле Ниссля грубого ER в теле клетки нейрона) .

* Тело / сома клетки также известно как перикарион.

* Тело клетки — это метаболический центр клетки, состоящий из систем, производящих энергию, где синтезируются макромолекулы, чтобы поддерживать клетку в живых, поддерживать ее структуру и позволять ей функционировать должным образом.

* Клеточные органеллы нервной клетки содержат различные типы органелл, которые, среди прочего, участвуют в таких функциях, как рост, выработка энергии и синтез белков.

Существуют разные типы клеточных тел в зависимости от нейрона.

К ним относятся:

· Биполярные — расположены посередине и имеют по одному аксону и дендриту на обоих концах

· Псевдоуниполярные — соединены с аксоном и дендритом трубчатым выступом — как таковые, он не связан напрямую с ними.Аксон также разделяется на две ветви на своем конце.

· Униполярный — тело клетки здесь расположено на одном конце и имеет единственный аксон. В отличие от других клеток, униполярные клетки лишены дендритов.

· Мультиполярный — это тип тела клетки, который обычно описывается во многих книгах. От тела клетки возникают дендриты (разветвленные), а аксон проходит с одной стороны тела клетки

Дендриты

Дендриты представляют собой древовидные разветвленные структуры, которые возникают из тела нервной клетки.В зависимости от клетки дендриты могут значительно расширяться, напоминая сильно разветвленное дерево. Помимо основных ветвей дендритов, дендриты могут содержать дополнительные выступы, известные как дендритные шипы.

Эти небольшие мембранные выступы получают входной сигнал от аксона другой клетки и, таким образом, играют важную роль в передаче нервных импульсов за счет увеличения общей площади поверхности.

По мере расширения тела клетки дендриты и дендритные шипы также содержат цитоплазму и различные типы органелл.В частности, дендритные шипы содержат множество микротрубочек и некоторые нейрофиламенты, которые вносят вклад в наблюдаемые изменения их формы.

* Дендриты получают электрические импульсы от аксонов других нервных клеток, которые, в свою очередь, накапливаются в соме перед отправкой на бугорок аксона.

Аксонный холмик

Аксонный холмик — это специализированная область, из которой проходит аксон.По сути, это область, в которой аксон прикрепляется к телу клетки. В отличие от тела клетки и дендритов, Axon Hillock лишен многих клеточных органелл. Однако он содержит различные элементы цитоскелета, а также некоторые органеллы, которые транспортируются к аксону из тела клетки.

* Начальный сегмент — это область между аксоном и бугорком и передней частью миелиновой оболочки. Считается, что эта область является областью инициации потенциала действия.

* Аксон Хиллок конусообразный.

Аксон

Аксон представляет собой одиночную вытянутую структуру, отходящую от Axon Hillock. По сравнению с дендритами аксон более прямой и имеет более гладкую поверхность. Кроме того, по сравнению с дендритами, которые имеют тенденцию к сильному разветвлению, каждый нейрон имеет единственный аксон, который расширяется и разветвляется на своем конце.

Хотя в нем отсутствуют многие органеллы, присутствующие в теле клетки, аксон содержит микротрубочки (по длине аксона) и специализированные изолирующие вещества, известные как миелин, на своей поверхности, которые усиливают передачу нервных импульсов.

* Разветвленный конец аксона известен как коллатерали аксона.

* Пространства / промежутки между шванновскими клетками известны как узлы Ранвье, и они служат для распространения электрических сигналов по аксону.

* Миелиновая оболочка состоит из клеток (шванновских клеток), оборачивающихся вокруг аксона. В центральной нервной системе это действие выполняют клетки олигодендроцитов.

Нервное окончание / терминал аксона

Это дистальная часть аксона, которая контактирует с другими клетками.Поскольку эта часть аксона в значительной степени участвует в высвобождении нейромедиатора, она содержит большое количество митохондрий, которые производят энергию, необходимую для облегчения процесса.

Типы нейронов в зависимости от расположения тела клетки

---

Функция

Хотя нервы функционально классифицируются на три основные группы (сенсорные, двигательные и промежуточные нейроны), все они участвуют в передаче информации, которая, в свою очередь, обеспечивает соответствующий ответ.

Они участвуют в приеме сигнала, интеграции входящего сигнала, а также в передаче сигнала.

Здесь разные части клеток (тело клетки, дендриты, аксоны и т. Д.) Играют разные роли, что, в свою очередь, позволяет клетке в целом эффективно выполнять свои функции:

Рецептивные функции нейрона — Нейроны контактируют с другими клетками в местах, известных как синапсы. Это место, в котором нервные окончания клеток контактируют, обеспечивая успешное общение.

В этом случае нейроны играют рецептивную функцию, получая информацию, исходящую от стимулов. Именно эта рецептивная функция нейронов обеспечивает эффективную передачу информации и, следовательно, соответствующую реакцию на стимулы.

* Постсинаптическая клетка участвует в рецептивной функции (это будет подробно обсуждено в следующем разделе).

Интегративная функция нейрона — Интегративная функция происходит в дендритах (рецептивных компонентах), а также в теле клетки нейрона.По большей части, он включает суммирование возбуждающих и тормозных реакций (это интеграция входящих сигналов), чтобы определить, следует ли передавать определенную информацию.

Инициирование импульса — Для большинства нейронов нервные импульсы инициируются, когда мембранный потенциал нейрона достаточно деполяризован и достигает определенного порога. Это позволяет некоторым нейронам инициировать импульсы и, таким образом, передавать информацию конкретным целям.

* Не все нейроны способны инициировать импульс.

Передача — Передача от одного нейрона к другому может быть электрическим или химическим.

* При передаче электроэнергии на нейрон воздействует другой через пассивные электрические средства.

* При химической передаче это потенциальное изменение в одном из нейронов, которое приводит к высвобождению химического нейромедиатора, который, в свою очередь, распространяет другой нейрон.

Краткое описание трех основных типов нейронов в организме:

Сенсорные нейроны — это тип нейронов, которые активируются внешними физическими или химическими стимулами. Следовательно, это включает сенсорную активацию любого из пяти чувств (осязание, обоняние, звук, зрение, слух).

* Стимулы могут быть физическими или химическими.

* Было показано, что большинство сенсорных нейронов являются псевдоуниполярными (описанными выше). Таким образом, их аксоны в конце разделяются на две части.

Моторные нейроны — Моторные нейроны — это тип нейронов спинного мозга, который соединяет органы, мышцы и различные типы желез в организме. Таким образом, они служат для передачи импульсов от центральной нервной системы к органам, железам и мышцам. Это, в свою очередь, контролирует движение различных типов мышц, а также деятельность органов и желез в теле. Моторные нейроны состоят из мультиполярных нейронов.

* Есть два типа мотонейронов.К ним относятся нижние двигательные нейроны (от спинного мозга к мышцам) и верхние двигательные нейроны, которые перемещаются между спинным мозгом и головным мозгом.

Промежуточные нейроны — это тип нейронов, которые соединяют двигательные нейроны с сенсорными нейронами, что позволяет передавать сигналы между ними. Как и двигательные нейроны, эта система состоит из мультиполярных нейронов.

Передача нервных импульсов

---

Нейроны — одни из самых важных клеток в организме.Это потому, что они участвуют в клеточной коммуникации, которая, в свою очередь, позволяет организму функционировать так, как он должен в окружающей среде.

Посылая сигналы через нервные клетки нервной системы, мозг позволяет человеку двигать руками, ногами или другими частями тела посредством воздействия на мышцы. Однако этот процесс включает несколько процессов, которые будут обсуждаться в этом разделе.

Большую часть времени нейрон находится в состоянии покоя мембранного потенциала (отрицательный градиент концентрации).В этом состоянии концентрация положительно заряженных ионов вне клетки выше, чем внутри. Это характеризуется более высокой концентрацией ионов натрия вне клетки, чем внутри, и более высокой концентрацией ионов калия внутри клетки, чем снаружи.

В то время как ионы все еще поступают в ячейку и выходят из нее в этом состоянии, ячейка постоянно контролирует их концентрацию, чтобы поддерживать относительно постоянный отрицательный градиент концентрации. Это включает в себя активную закачку калия в клетку, одновременно откачивая натрий.

* Потенциал покоя (мембранный потенциал покоя) составляет около -70 мВ.

* Хотя ионы калия, как и натрий, заряжены положительно, они смешиваются с большими отрицательно заряженными белками в нейроне, что вызывает отрицательный заряд внутри клетки по сравнению с внешним.

* Во время потенциала покоя нейрон поляризован.

* На каждые два калия, которые закачиваются в ячейку натриево-калиевым насосом, откачиваются три иона натрия, что поддерживает состояние потенциала покоя.

В отличие от отрицательного мембранного потенциала покоя, потенциал действия представляет собой сдвиг от отрицательного состояния к положительному. Таким образом, это состояние, в котором сигналы передаются по телу через нейроны.

Во время потенциала действия, вызванного стимулом, в нейроне происходит ряд событий.

К ним относятся:

Деполяризация — Когда сигнал (нейротрансмиттеры) от других клеток достигает другого нейрона, это приводит к тому, что положительно заряженные ионы проходят в тело клетки по определенным каналам.Поступающие ионы вызывают падение мембранного потенциала, что приводит к деполяризации.

Управляемые напряжением натриевые каналы около бугорка аксона также активируются (из-за деполяризации тела клетки), что позволяет положительно заряженным ионам (ионам натрия) течь в аксон (который заряжен отрицательно). Это действие приводит к деполяризации аксона по его длине по мере открытия большего количества каналов.

* По мере прохождения потенциала действия нейрон становится положительно заряженным.

Каналы с регулируемым напряжением включают затвор h и затвор m (натриевые каналы с регулируемым напряжением) и затвор n (калиевый канал).

Реполяризация — Когда затворы ионов натрия становятся неактивными, они начинают закрываться, что, в свою очередь, останавливает поток положительных ионов в ячейку. Калиевые каналы также начинают открываться, что приводит к перемещению большего количества ионов калия за пределы клетки, что приводит к тому, что клетка становится более отрицательной, когда она возвращается в состояние покоя.

Гиперполяризация — Пока потенциал действия проходит, калиевые каналы остаются открытыми немного дольше, что позволяет положительным ионам продолжать вытекать из клетки.Это, в свою очередь, приводит к тому, что клетка становится все более отрицательной (больше, чем обычно во время мембранного потенциала).

Это только временно, поскольку эти каналы закрываются, позволяя натрий-калиевому насосу начать работу и вернуться в нормальное состояние покоя.

* У нейрона есть только один сигнал, который он может отправить за раз, который передается только с одинаковой силой и скоростью.

* Однако частота отправляемого сигнала может варьироваться — Количество отправленных импульсов.

* Нервный импульс — это потенциал действия.

* Поскольку аксон участвует в текущей деятельности, он не может реагировать на другие стимулы. Этот период известен как рефрактерный период.

Представление потенциала действия

---

По мере того, как нервный импульс движется по аксону, как показано на изображении выше, можно увидеть изменение движения ионов внутрь и из клетки. Однако после прохождения импульса часть, находящаяся за импульсом на аксоне, начинает возвращаться к мембранному потенциалу покоя.

Хотя изображение выше дает общее представление о потенциале действия, на нем не показаны миелиновая оболочка и узлы Ранвье. В нормальной нервной клетке эти структуры присутствуют и усиливают распространение потенциала действия.

Области, покрытые миелиновой оболочкой, препятствуют ионному обмену вдоль аксона. Однако в узлах Ранвье, которые представляют собой открытые промежутки, происходит ионный обмен, который обеспечивает более быстрое распространение.

Это связано с тем, что процесс переходит от одного узла к другому, а не передача происходит по всей длине аксона.

Передача, происходящая из-за наличия клеток миелиновой оболочки (с дискретными скачками), известна как скачкообразная проводимость.

Изображение с клетками миелиновой оболочки:

Нейротрансмиттеры

---

Также называемые химическими посредниками, нейротрансмиттеры — это молекулы нервной системы, которые передают сообщения от одного нейрона к другому или от нейрона к другим клеткам.

Как описано выше, нервные импульсы передаются по аксону нейрона в форме электрических сигналов.Однако, как только эти сигналы достигают синапса, они преобразуются в химические сигналы.

Здесь нейромедиатор высвобождается из терминала аксона в синапсе, проходит через синаптическую щель (промежуток между химическим синапсом двух нейронов), чтобы достичь другой клетки. Нейромедиатор выделяется в виде небольших мешочков везикул.

Как только они вступают в контакт с другой клеткой, нейромедиатор связывается с рецепторами другой клетки, что, в свою очередь, вызывает изменения в клетке.

При этом нейромедиатор может вызвать любое из следующих событий:

• Повышение потенциала действия — Действие возбуждающих передатчиков
• Регулирующие нейроны — Нейромодуляторы

Типы нейротрансмиттеров

Существует несколько типов нейромедиаторов, которые включают:

• Ацетилхолин
• Глутамат
• γ-аминомасляная кислота
• Глицин
• Допамин
• Норадреналин
9176
• Норадреналин

  0

9176
• 0005
  
  Микроскопия нервных клеток

  ---

  В то время как микроскопия сверхвысокого разрешения требуется для визуализации морфологии нервных клеток, использование красителя Luxol Fst Blue (в модифицированной методике Клювера-Барреры) использовалось для просмотра частей нейрона (миелина и аксона) под ней. световой микроскоп.
  

  Требования:

  • 10-процентный формалин
  • Срезы образца (10 ед.)
  • Раствор Luxol Fast Blue
  • Раствор эозина Y
  • C Составной микроскоп
  • Ксилол
  фиолетовый
  • Карбонат лития
  • Дистиллированная вода
  • Покровное стекло микроскопа

  Процедура:

  · Депарафинизация и гидратация срезов (образец) с помощью 95-процентного спирта (образец)

  срез в растворе Luxol Fast Blue на ночь при 60 градусах Цельсия

  · Промойте образец спиртом

  · Промойте образец водой

  · Поместите образец в раствор карбоната лития примерно на 5 секунд

  · Разместите s обильно в 70-процентном спирте (повторите это через 10 секунд в свежем 70-процентном спирте)

  · Промойте образец дистиллированной водой

  · Повторите шаги с 5 по 7, пока не появится резкий контраст между синей частью белого вещества и наблюдается бесцветное серое вещество.

  · Промойте образец в 70-процентном спирте

  · Поместите образец в раствор эозина примерно на 60 секунд

  · Промойте образец в дистиллированной воде

  · Поместите образец в Cresyl violet примерно на 60 секунд

  · Промойте образец в дистиллированной воде

  · Обезвоживайте образец 95-процентным спиртом

  · Обезвоживайте образец в 100-процентном этаноле

  · Очистить ксилолом и накрыть покровным стеклом

  · Vie w под микроскопом

  Наблюдение

  При просмотре под микроскопом миелинизированные волокна выглядят синими, в то время как другие части нервной клетки выглядят пурпурными.
  

  ---

  Вернуться на главную страницу Cell Biology

  Вернуться от нервных клеток в MicroscopeMaster Home

  сообщить об этом объявлении

  
  Список литературы

  ---

  Акаш Гаутам. (2017). Нервные клетки. Энциклопедия познания и поведения животных.
  

  Алан Г. Браун. (1991). Нервные клетки и нервные системы: введение в неврологию

  Джек К. Уэймайр. (1997). Глава 8: Организация типов клеток.Отделение нейробиологии и анатомии Медицинской школы Макговерна.

  Дженнифер Кенни. (2010). Нервные клетки.

  Sinauer Associates, Inc. (2001). Неврология. 2-е издание.

  Сильвия Хелена Кардосо. (2002). Части нервной клетки и их функции.

  Ссылки

  https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_and_General_Biology/Book%3A_Introductory_Biology_(CK-12)/13%3A_Human_Biology/13._16% 3A_Nerve_Cells

  https://webpath.med.utah.edu/HISTHTML/MANUALS/LFB.PDF
  

  .