Строение и деятельность нервной системы

Строение и деятельность нервной системы

Для того чтобы лучше понять природу сна, механизмы его расстройств, необходимо кратко ознакомиться со строением нервной системы, деятельностью головного мозга.

Все отделы нервной системы образованы нервными клетками (серое вещество) и их отростками (белое вещество). Нервные волокна связывают различные отделы и участки нервной системы между собой. Нервная клетка с ее отростками называется нейроном. Жизнедеятельность нервной клетки связана с образованием слабых электрических токов.

Нервная система человека подразделяется на центральную и периферическую.

Периферическую нервную систему образуют отходящие от головного и спинного мозга нервы с многочисленными разветвлениями и сплетениями. К периферической нервной системе относятся также нервные волокна, узлы и сплетения вегетативной нервной системы.

Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Спинной мозг расположен в позвоночном канале, головной мозг - в черепе.

Природа создала мозг в процессе эволюции нервной системы на протяжении многих миллионов лет. В процессе этой эволюции определилась в головном мозге главенствующая роль коры в управлении всем организмом; выявилась определенная закономерность: отношение веса мозга к весу туловища и веса головного мозга к весу спинного мозга по мере совершенствования организмов возрастает. Головной мозг превратился в сложно устроенный орган.

Головной мозг состоит из двух полушарий, соединенных между собой спайкой, промежуточного мозга (мозг зрительных бугров - таламус и подбугровая область - гипоталамус), среднего мозга (четверохолмие), заднего мозга (мозжечок и варолиев мост) и продолговатого мозга.

В продолговатом мозге и его продолжении - варолиевом мосту сконцентрировано управление дыханием, кровообращением, пищеварением.

Средний мозг играет большую роль в регуляции положений нашего тела в пространстве, сохранении позы. Средний мозг тесно связан с вестибулярным аппаратом, расположенным в среднем ухе, с помощью которого мы определяем свое положение в пространстве.

Промежуточный мозг является главной переключательной станцией на пути от всех воспринимающих элементов (рецепторов) тела. По чувствительным путям от рецепторов, заложенных в коже, внутренних органах, двигательном аппарате, сюда притекают болевые, осязательные, температурные импульсы и др.

Гипоталамус, тесно связанный с гипофизом - железой внутренней секреции, имеет важнейшее значение для обмена веществ и деятельности внутренних органов.

Мозжечок играет огромную роль в координации движений. Кроме этого, он через симпатическую нервную систему влияет на обмен веществ, протекающий в нервной системе.

В последние годы в некоторой степени раскрыто функциональное значение так называемой лимбической системы - образований древней и старой коры и связанных с ними подкорковых структур. Одна из важных составных частей этой системы-гиппокамп играет большую роль в определенных видах психической деятельности, например запоминании. Предполагают, что гиппокамп осуществляет функцию своеобразного счетчика времени в мозге.

Продолговатый мозг, варолиев мост, средний мозг, промежуточный мозг составляют ствол головного мозга. В центральной стволовой части мозга находится важное для понимания механизма сна образование, представляющее собой разбросанное диффузное скопление нервных клеток разного вида и величины, разделенных множеством волокон, идущих во всех направлениях. Это нервное образование носит название ретикулярной или сетчатой формации.

Выяснение роли ретикулярной формации было очередным закономерным скачком научной мысли, основывавшимся на многолетних поисках.

Известный вклад в изучение данного вопроса внесли такие видные отечественные ученые, как В. М. Бехтерев, И. М. Сеченов и др. Так называемое нисходящее тормозное влияние ретикулярной формации И. М. Сеченовым наблюдалось еще в 1861 г.

Оказалось, что эта система имеет большое значение для состояния высших отделов головного мозга. При разрушении ретикулярной формации животное или человек впадает в глубокое тормозное состояние.

В последнее время установлено ее весьма сложное активирующее влияние на кору. Оказалось, что сигналы поступают в кору не только по "обычным" чувствительным путям, но и через тесно связанную с ними ретикулярную формацию. Попадающие в кору по обеим путям сигналы воспринимаются сознанием. Для понимания роли ретикулярной формации советские физиологи Э. А. Асратян и П. В. Симонов приводят образное сравнение. Кору мозга они уподобляют экрану телевизора. По чувствительным путям к экрану - коре идут сигналы, создающие изображение. Одновременно импульсация ретикулярной формации регулирует ясность изображения и громкость звука.

Большие полушария головного мозга состоят из серого и белого вещества. В больших полушариях нервные клетки располагаются по периферии, образуя полосу серого вещества шириной в 2-4 мм, называемую корой больших полушарий. Поверхность полушарий разделена на ряд извилин многочисленными углублениями или бороздами. Борозды значительно увеличивают общую поверхность коры.

Все животные организмы, в том числе человек, постоянно находятся под бесчисленным множеством воздействий окружающей среды. На разнообразные внешние влияния нервная система дает ту или иную ответную реакцию, носящую название рефлекса. Рефлексы бывают безусловные (врожденные) и условные (приобретенные).

Безусловные рефлексы передаются по наследству и поэтому называются врожденными. К рефлексам подобного рода относятся, например, отдергивание руки при соприкосновении с горячим предметом, мигание или зажмуривание глаз при взгляде на очень яркий источник света, акт сосания и крик новорожденного и др. Безусловные рефлексы осуществляются в низших отделах нервной системы: в спинном мозге, в стволе мозга, подкорковых узлах.

При неожиданном болевом раздражении (укол, ожог) руки человек непроизвольно отдергивает ее. Происходит это потому, что болевое раздражение по чувствительным нервным волокнам пришло в группу клеток, расположенных в спинном мозге. В них возникло возбуждение, которое передается по другим (двигательным) нервным волокнам мышцам, которые сокращаются, и конечность отдергивается.

Это пример механизма простого безусловного рефлекса, рефлекторная дуга которого замыкается в спинном мозге.

Более сложные безусловные рефлексы, например сосательный, глотательный и др., осуществляются головным мозгом. В верхней части ствола мозга в гипоталамической области находятся отделы, регулирующие автоматически процессы обмена веществ, реагирующие на состояние голода, жажды и т. д. Здесь возникают первичные ощущения, чувства. Благодаря этим отделам осуществляются сложнейшие безусловные рефлексы - инстинкты - пищевой, половой, самосохранения. Следует подчеркнуть, что безусловные рефлексы осуществляются благодаря взаимодействию различных отделов центральной нервной системы, начиная от подбугровой области и кончая корой. При помощи безусловных рефлексов животные обеспечивают себе лишь грубое, ограниченное приспособление к окружающей среде.

Великие физиологи И. М. Сеченов и И. П. Павлов своими исследованиями доказали, что деятельность высших отделов нервной системы, в частности коры головного мозга, так же как и деятельность остальных ее отделов, является рефлекторной. В образовании условных рефлексов у человека главную роль играет кора головного мозга. Условные рефлексы формируются на базе безусловных рефлексов или на прочно образовавшихся условных рефлексах. Эти рефлексы условными названы потому, что для образования их необходимы определенные условия, подкрепление условного раздражителя безусловным. Сочетание вкуса пищи, вызывающего безусловный рефлекс - выделение слюны, с ее видом или запахом, с каким-нибудь сигналом - звонком, вспышкой света и др. при их неоднократном повторении приводит к образованию условного пищевого рефлекса у животного на указанные раздражители. Если условный рефлекс перестает сопровождаться хотя бы время от времени безусловным раздражителем, то рефлекс угасает, затормаживается. При повторении прежних условий ранее угаснувшие рефлексы могут оживиться. На протяжении всей жизни происходит постоянная выработка все новых условных рефлексов. Благодаря условным рефлексам животное более тонко приспосабливается к изменяющимся условиям внешнего мира, находит пищу, избегает опасности.

Такую сигнализацию действительности в мозге животных и человека И. П. Павлов назвал первой сигнальной системой.

Но не только сами предметы имеют характер сигнала для человека. Этим свойством обладает также слово. Слово для человека является таким же реальным раздражителем, как цвет, запах, звуки и т. п. Например, слово "лимон" реально заменило вид самого лимона, так как оно вызывает представление о лимоне и выделение во рту слюны. Но слово имеет и свою отличительную особенность; слово - это чрезвычайно общий сигнал, оно может заменить все другие непосредственные раздражители. Со словом "лимон" мы связываем не конкретно какой-либо лимон, а обобщающее понятие об особом виде фрукта, который имеет свои признаки (цвет, запах, вкус, форму и т. д.).

Благодаря слову и сознательной трудовой деятельности человек получил общее или абстрактное представление - понятие о предметах и явлениях. Благодаря слову и связанным с ним особенностям психической деятельности человек получил возможность не только правильно и глубоко отражать, понимать различные явления, происходящие в природе и обществе, но и активно на них воздействовать, изменять их в своих интересах. На это не способно ни одно самое высокоорганизованное животное. Наше мышление и сознание связаны с деятельностью второй сигнальной системы, со словом. Без слова нет мысли. Вторая сигнальная система - система сигнализации действительности условными словесными раздражителями тесно связана с первой сигнальной системой, системой сигнализации действительности условными непосредственными раздражителями, а через нее со всем организмом.

В центральной нервной системе постоянно взаимодействуют два основных, но противоположных по своему характеру нервных процесса - возбуждение и торможение. Если процесс возбуждения служит как бы толчком к работе какого-либо органа, то процесс торможения замедляет или останавливает эту работу. Торможение всегда следует за возбуждением, ограничивает его распространение, сменяет его периодически, то преобладая над ним, то уступая ему. Поэтому вся кора головного мозга в период деятельности представляет собой взаимосвязанные очаги возбуждения и торможения.

При отсутствии других возбужденных участков торможение может распространиться на всю кору, и тогда наступает сон.

Наряду с этим торможение, так же как и возбуждение, может концентрироваться в одном пункте, вокруг которого будет возникать противоположный процесс, т. е. возбуждение.

Связь человека с окружающим его миром осуществляется посредством органов чувств - анализаторов (орган слуха, зрения и т. д.). Раздражения, падающие на нервные окончания органов чувств, передаются по периферическим нервам в центральную нервную систему. Так осуществляется сигнализация о происходящем в окружающей среде. При повреждении нервных путей, проводящих возбуждение от нервных окончаний, сигналы не доходят до мозга. Таким образом, выключается обширный поток сигналов, непрерывно поступающих в кору больших полушарий. Это обстоятельство имеет определенное значение при состояниях, речь о которых будет ниже.