Строение и функции ЦНС человека

Если говорят, что нервная система основная или центральная, это значит, подразумевают главную структуру, управляющую работой всего организма – отделы мозга, включающие спинной и головной. Главные функции – контроль над деятельностью, определение текущего функционального состояния органов и систем, в том числе дыхательной, опорно-двигательной, пищеварительной, эндокринной. Поражение мозга приводит к нарушению функционирования нервной системы и соответственно к ухудшению общего состояния здоровья.

Особенности строения

Центральная система образована мозговым веществом и включает в себя клетки нервной ткани. В формировании исключительно нервных волокон участвуют нейроны и глиальные клетки (глия). При помощи нейронов происходит передача нервных импульсов. В результате сигналы от управляющих зон головы поступают ко всем участкам тела.

Клетки нейронов снабжены отростками – аксонами и дендритами, их функции сводятся к распространению (при помощи аксонов) и получению (посредством дендритов) нервных импульсов. Нервная клетка может содержать несколько дендритов и единственный аксон.

Мозговые структуры состоят из миллиардов нейронов, каждый из которых передает и принимает нервные импульсы. Основной задачей глиальных клеток является обеспечение слаженной, бесперебойной работы нейронов. Функции глиальных клеток:

• Питают нейроны.
• Удаляют продукты распада.
• Образуют участки нервной ткани на месте повреждения и гибели нейронов, чтобы восстановить целостность ЦНС.

Строение головного и спинного мозга человека предопределяет целостность и согласованное взаимодействие этих отделов. ЦНС играет решающую роль в управлении сенсорно-перцептивными (восприятие и отражение окружающей действительности), аттенционно-мнемическими (внимание и память), имажинитивно-когнитивными (мысленное создание образов, умственная деятельность), эмоционально-волевыми (эмоции, чувства, воля) процессами.

Центральная система образована нервными волокнами, состоит из соматического и вегетативного отделов. Структурные элементы соматического отдела пролегают в скелетных, лицевых мышцах, кожных покровах, гортани, языке, мягком небе, глотке, иннервируя их. В функции соматической системы входит организация движения посредством передачи импульсов к определенным группам мышц, что инициирует их сокращение или расслабление.

Нервные окончания соматической системы обеспечивают связь с внешним миром – позволяют человеку чувствовать, испытывать ощущения, улавливать изменения, происходящие в окружающей среде. Деятельность соматического отдела подконтрольна сознанию. Строение центральной системы предусматривает наличие вегетативного отдела, образованного нервной тканью.

Вегетативная система, представленная нервными окончаниями, которые иннервируют внутренние органы, экзокринные и эндокринные железы, гладкомышечный слой, выстилающий стенки сосудов, управляет деятельностью перечисленных структурных элементов организма. Вегетативный отдел регулирует процессы дыхания, работу сердца и кровеносной системы, выделительную функцию, обмен веществ.

К вегетативной системе относятся симпатический и парасимпатический отделы, которые различаются анатомическим строением и функциями. При возбуждении симпатического отдела происходит повышение интенсивности работы всех органов. При возбуждении парасимпатического отдела организм восстанавливает израсходованные в результате активной деятельности ресурсы.

Импульсы, поступающие по симпатическим нервным волокнам, провоцируют ускорение и усиление сердечных сокращений, что приводит к повышению значений артериального давления и интенсивному расщеплению гликогена (предшественника свободной глюкозы) в печени. В результате происходит:

• Повышение уровня глюкозы в плазме крови.
• Расширение зрачков.
• Усиление восприимчивости органов чувств.
• Сужение бронхов.
• Торможение сократительной деятельности стенок желудка и кишечника.

Импульсы, передающиеся по парасимпатическим нервным волокнам, приводят к замедлению и ослаблению сердечных сокращений. При этом понижаются показатели артериального давления, падает уровень глюкозы в крови, усиливается перистальтика (сократительная деятельность стенок) желудка и кишечника, ускоряется процесс продуцирования желудочного сока.

Функционирование вегетативной системы происходит независимо от воли человека, поэтому она называется автономной. В медицинской практике описаны случаи, когда человек усилием воли замедлял или ускорял сердечный ритм, что подтверждает возможность определенного сознательного влияния на работу вегетативной системы.

Центральная система – это мозг, который формируется из нервной ткани, состоит из нейронов и глии. Мозговое вещество покрыто оболочками – мягкой, арахноидальной (паутинной), твердой. Центральные отделы в рамках нервной системы образованы нервными клетками, которые оснащены отростками.

Спинной мозг

Вещество спинного мозга находится внутри костных структур позвоночника. Спинной мозг представлен в виде длинного белого приплюснутого шнура. Его ширина одинакова на протяжении всей длины. Исключением являются два участка – шейный и поясничный, где мозг утолщается. В зоне утолщения располагаются нервные волокна, которые иннервируют конечности.

Головной мозг

Мозговое вещество находится внутри черепной коробки и разделено на 2 полушария. Костные структуры черепа защищают мозговую ткань от механических повреждений. Функциональная связь между полушариями осуществляется посредством пучка нервных волокон (мозолистое тело), расположенного в глубине и соединяющего полушария. Этот отдел ЦНС потребляет около 50% всей глюкозы, продуцируемой в организме. Разграничение функций ЦНС зависит от расположения структур головного мозга, который складывается из отделов и долей:

1. Лобная. Контролирует выполнение неречевых действий, планирует, управляет речевой деятельностью, отвечает за синтаксис (правильное построение предложений и фраз), прогнозирует реакцию на ситуацию или внешнее воздействие.
2. Теменная. Хранит пространственно-организованный опыт человека, наколенный в течение всей жизни – кинестетические (связанные с движением в пространстве) навыки одевания, ходьбы, умывания, использования расчески, столовых приборов. Воспринимает и хранит нюансы произношения звуков, артикуляционные навыки. Участвует в выполнении пространственных математических операций (вычитание, суммирование, деление, умножение).
3. Затылочная. Воспринимает, хранит, обрабатывает информацию о многообразии окружающего мира (цвет и форма предметов, черты лица людей, их мимика, жесты). Также воспринимает, хранит, обрабатывает сведения о кодовых знаковых системах (алфавит, математические знаки, дорожные обозначения).
4. Височная. Воспринимает, хранит сведения о неречевых звуках (пение птиц, шелест ветра, технические звуки, музыкальные композиции). Также дифференцирует фонемы родного языка и иностранных языков, обеспечивает временное хранение услышанных речевых высказываний.
5. Ствол. Мост, продолговатый и средний отделы входят в состав ствола. Мост обеспечивает связь между структурами спинной и головной частей мозга. Средний мозг управляет моторными и интегративными функциями, трансформирует слуховые и зрительные сигналы в двигательные действия. Продолговатый мозг играет решающую роль в управлении жизненно-важными функциями – дыханием, сердечной деятельностью, пищеварением.
6. Мозжечок. Состоит из полушарий и объединяющего их червя. Мозжечок регулирует двигательную координацию, распределение тонуса мышц, вегетативные функции, участвует в формировании мышечной памяти. Червь координирует позу, поддерживающие движения, равновесие.
7. Гипоталамус. Отвечает за реакции вегетативной нервной системы, управляет нейроэндокринной деятельностью, обеспечивает гомеостаз (саморегуляцию, отражение стремления системы к воспроизводству, восстановлению равновесия, преодолению сопротивления внешней среды) – поддержание постоянства внутреннего состояния при помощи скоординированных реакций, направленных на сохранение динамического равновесия.
8. Гипофиз. Вырабатывает гормоны, которые влияют на рост, обменные процессы в организме, репродуктивную функцию. Координирует работу эндокринной системы.

Психическая деятельность – биологический, адаптивный механизм, который помогает человеку приспособиться к условиям окружающей среды. ЦНС – это система, которая обеспечивает взаимосвязь с окружающей средой, поддерживает функциональное единство и слаженность работы органов.

Основные функции

Главные отделы ЦНС образованы мозговыми структурами, состоящими из большого количества взаимосвязанных и непрерывно взаимодействующих нервных клеток. Периферический отдел, образованный нервными волокнами, которые иннервируют скелетную мускулатуру (мышцы конечностей и туловища), принимает импульсы, поступающие от центральных участков мозга. Благодаря такому строению функции ЦНС человека разнообразны и обеспечивают взаимодействие всех участков человеческого тела.

Строение ЦНС поддерживает целостность и единство жизнедеятельности организма, а главная функция центральной системы сводится к формированию нервных реакций (рефлексов) на внешние раздражители. Взаимодействие с окружающим миром преимущественно координируется корковыми и подкорковыми зонами больших полушарий. Функции ЦНС включают:

• Чувствительность к факторам внешней среды (температурный режим, влажность, тактильные контакты, слух, зрение).
• Двигательную активность. В организации произвольных движений задействованы спинные и головные мозговые структуры.
• Регуляцию умственной деятельности и поведения.
• Обеспечение работы тазовых органов (процессы мочеиспускания и дефекации).
• Управление дыхательной и сердечно-сосудистой системой.

К центральной системе относятся такие элементы нервной ткани, как афферентные и эфферентные нейроны. Первые воспринимают импульсы, поступающие из периферии, вторые передают их эффекторным (чья деятельность определяется рефлексами), исполнительным органам. Эффекторы – соединения, которые вызывают физиологические реакции за счет связывания с белками и последующей регуляции их биологической активности.

Распространенные заболевания

Нарушение мозгового кровообращения занимает ведущие позиции в общей массе болезней ЦНС. Острое нарушение мозгового кровотока, транзисторные (преходящие) ишемические атаки, ишемические и геморрагические инсульты – патологические процессы, которые коррелируют с атеросклеротическим поражением сосудов, питающих мозговую ткань, и устойчивым повышением значений артериального давления. Патологии, которые поражают ЦНС:

1. Заболевания сосудов, обеспечивающих кровоснабжение мозговой ткани.
2. Демиелинизирующие болезни (связанные с разрушением миелиновой оболочки, покрывающей аксоны).
3. Нейродегенеративные процессы (характеризуются прогрессирующей гибелью нервных клеток – болезни Альцгеймера и Паркинсона, боковой амиотрофический склероз).
4. Травмы в области головы (механические повреждения черепа и мозговой ткани).
5. Инфекционные заболевания (энцефалит и менингит, паразитарные инвазии, абсцесс, лейкоэнцефалопатия, эмпиемы – скопление гноя).
6. Вертеброгенные болезни (связанные с остеохондрозом и другими заболеваниями позвоночника, к примеру, ущемление корешков спинномозговых нервов).
7. Вегетативные и невротические расстройства.
8. Эпилепсия и другие пароксизмальные нарушения сознания.
9. Онкологические заболевания.
10. Наследственные болезни (связанные с генными мутациями, к примеру, синдром Дауна).

К распространенным заболеваниям ЦНС относятся мигрень, кластерная и головная боль напряжения, другие виды цефалгий. Хронические и острые интоксикации (отравление этиловым спиртом или химическими веществами) также часто встречаются в неврологической практике.

Диагностика и лечение патологий

Инструментальные исследования, относящиеся к информативным методам дифференциальной диагностики, включают МРТ и КТ, ангиографию, полисомнографию, эхоэнцефалоскопию, электроэнцефалографию. Фармацевтические препараты и схему лечения врач подбирает индивидуально с учетом вида заболевания, возраста, общего состояния здоровья больного. Некоторые заболевания ЦНС (опухоли, кисты, субарахноидальные кровоизлияния, гидроцефалия) требуют хирургического вмешательства.

ЦНС – важнейшая система, которая регулирует жизнедеятельность всего организма. Корректное функционирование нервной системы поддерживает слаженное взаимодействие всех частей тела. Центральная (основная) нервная система ответственна за рефлексы, формирует реакции организма на внешние раздражители, координирует когнитивные функции и определяет поведение человека.