11 Нейрофизиолог. Семинар понятия Нервная система, нейрон, аксон, дендрит, синапс, нейромедиаторы, кора больших полушарий

Скачать 141 Kb. Название Семинар понятия Нервная система, нейрон, аксон, дендрит, синапс, нейромедиаторы, кора больших полушарий Анкор 11 Нейрофизиолог.doc Дата 04.05.2017 Размер 141 Kb. Формат файла Имя файла 11 Нейрофизиолог.doc Тип Семинар #7429

ТЕМА № 11. НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ СЕМИНАР Понятия Нервная система, нейрон, аксон, дендрит, синапс, нейромедиаторы, кора больших полушарий. Ученые Поль Брокá, Карл Вéрнике. Темы сообщений и презентаций 1. Теория Уайлдера Пенфилда. 2. Теория Карла Прибрама. 3. Связь между полушариями коры головного мозга. 4. Процесс прохождения электрического импульса по нейрону. Вопросы 1. Нервная система человека. 2. Нервные клетки. 3. Головной мозг человека. 1. НЕРВНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА Элементы нервной системы человека Нервная система ‒ сложная сеть структур, которая пронизывает весь организм и обеспечивает саморегуляцию его жизнедеятельности благодаря способности реагировать на внешние и внутренние воздействия (стимулы). Основные функции нервной системы ‒ получение, хранение и переработка информации из внешней и внутренней среды, регуляция и координация деятельности всех органов и органных систем. Анатомически в состав нервной системы входят: центральная нервная система (ЦНС) периферическая нервная система (ПНС) Центральная нервная система (ЦНС) включает те части нервной системы, которые лежат внутри черепа или позвоночного столба. Если эти нервы лежат вне черепа или позвоночника, они становятся частью периферической нервной системы. Центральная нервная система В состав ЦНС входят: головной мозг спинной мозг их защитные оболочки Нервные клетки Нейрон (от греч. néuron – нерв) – нервная клетка ‒ это структурно-функциональная единица нервной системы. В нервной системе человека содержится около 100 млрд. нервных клеток. Каждая функционально связана с тысячами других. Головной мозг Головной мозг человека – орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Средний вес мозга ‒ около 1,4 кг, то есть прибли­зительно 2% общего веса тела. При этом он потребляет более 20% кислорода, переносимого с током крови по сосудам. Именно из-за большого количества кровеносных сосудов мозг имеет розоватый цвет. Защищенность мозга Мозг имеет три степени защиты. Кость черепа ‒ первая степень защиты от уда­ров и сотрясений. Вторая степень ‒ гибкие оболочки из соединительной ткани, которые также служат защитой от возможных повреждений, в частности, от ударов о стенки черепа. Оболочки буквально укутывают мозг, создавая, несмотря на свою малую толщину, очень мягкую прослойку. И, наконец, мозг плавает. Он погружен в жидкость, которую называют цереброспинальной или спинномозговой. Эта жидкость полностью обновляется два-три раза за сутки. Она также защищает мозг от возможных резких сотрясений. Действие выталкивающей силы цереброспинальной жидкости приводит к тому, что головной мозг взрослого человека, имеющий массу в среднем 1500 г., внутри черепа весит 50 ‒ 100 г. Спинной мозг Головной мозг переходит в спинной и тянется до самого низа спины. Спинной мозг образует распределительную сеть центральной нервной системы. Он лежит внутри позвоночного столба, и от него отходят все нервы, образующие периферическую нервную систему. Главная задача спинного мозга ‒ обработка информации, идущей от мозга к телу и обратно. Периферическая нервная система Периферическая нервная система обеспечивает двустороннюю связь центральных отделов нервной системы с органами и системами организма. Периферические нервы могут быть восходящими, если передают ощущения от всего тела в центральную нервную систему, и нисходящими, если доводят команды нервных центров до всех участков организма. Вегетативная нервная система Для того чтобы дышать, переваривать пищу, ускорять или замедлять ритм сердца, не нужна работа мысли. Это делает за нас вегетативная нервная система. Она контролирует работу сердца, легких, кровеносных сосудов и внутренних органов. Например, когда мы начинаем бежать, сердце автоматически бьется чаще, а дыхание стано­вится более глубоким. Точно так же че­ловеку не нужно думать о том, чтобы заставить работать свой желудок, печень или кишечник после того, как он поел. 2. НЕРВНЫЕ КЛЕТКИ Строение нейрона Нейрон состоит из тела и отростков. Тело включает в себя ядро и цитоплазму. Снаружи клетка ограничена мембраной из двойного слоя липидов. Цитоплазма содержит эндоплазматическую сеть с активными рибосомами, аппарат Гольджи и другие органеллы. Строение нейрона. Нервные клетки мозга передают импульсы от аксона одной клетки к дендриту другой через очень узкую синаптическую щель. Эта передача осуществляется с помощью химических нейромедиаторов. Выделяют два вида отростков: дендриты и аксон. Аксон – обычно длинный отросток, дендриты, как правило, – короткие и сильно разветвленные отростки. Дендриты проводят раздражение к телу нейрона, аксон ‒ от тела к другим нейронам или органам. Исследования с помощью электронного микроскопа показали, что мембрана нервной клетки напоминает основную мембрану других клеток. Каждый нейрон связан, по меньшей мере, с 10 000 других нейронов! Вытянутые в ряд нейроны человека составят 1000 км. Нервные импульсы Информация передается между нейронами подобно току в проводах. Электрические импульсы передаются от клетки к клетке, от дендрита, в котором они возникают, к аксону, через который они проходят. Но есть и отличие от электрических сетей ‒ импульсы передаются не посредством электронов, а при помощи ионов. Синапс Несмотря на свою многочисленность, нейроны никогда не соприкасаются между собой. Но электрические импульсы не могут передаваться, если нет физического контакта. Поэтому передаваемые от нейрона к нейрону сообщения должны превращаться из электрической в другую форму. В нервной системе для передачи информации между нейронами используются химические вещества. Синапс – место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал клеткой. Синаптическое пространство имеет форму щели. Когда электрический импульс приходит к нейрону, он высвобождает из синапса химические молекулы, так называемые нейромедиаторами. Посредством диффузии они перемещаются через синаптическую щель и попадают на специально предназначенные для них рецепторы другого нейрона. В результате возникает еще один электрический импульс. Два типа нейромедиаторов Мозг вырабатывает около полусотни видов нейромедиаторов, которые можно разделить на два типа. Возбуждающие медиаторы способствуют возникновению нервного импульса. Тормозящие нейромедиаторы, напротив, замедляют его возникновение. В большинстве случаев нейрон выделяет только один тип нейромедиаторов. Предел возбуждения Каждый из нейронов способен принимать сотни сообщений в секунду. Он судит о степени ее значи­мости и делает ее предварительный анализ. В нейроне складываются возбуждающие и вычита­ются тормозящие импульсы. Чтобы нейрон сгенерировал собствен­ный импульс, полученная сумма должна быть больше опре­деленного значения. Роль повторений Схожие идеи, схожие воспоминания приводят в действие одни и те же нейроны и синапсы. Часто используемые синапсы работают быстрее. Поэтому мы быстрее вспоминаем то, что мы видели или повторяли несколько раз. Однако эти связи могут исчезнуть, если их недостаточно использовали, а на их месте возникнуть новые. Глиальные клетки Другой тип нервных клеток ‒ глиальные клетки. Их в 10 раз больше, чем самих нейронов. Их называют «кормилицами нейронов», потому что они способствуют их питанию, удалению продуктов их жизнедеятельности и защите от внешних врагов. Но новейшие исследования говорят о том, что они нужны не только для ухода за нейронами. Судя по всему, они тоже участвуют в обработке информации, кроме того, необходимы для работы памяти! Нервные волокна Отростки нейронов окружены оболочками и объединены в пучки, которые называются нервными волокнами. Число нервных волокон в различных нервах колеблется от 102 до 105. Оболочка нервного волокна состоит из глиальных клеток и способствует прохождению нервных импульсов по телу. Она называется миелиновой оболочкой. Роль гормонов в работе мозга Для обмена информацией мозг использует особые химические соединения ‒ гормоны. Некоторые из них производит сам мозг, а некоторые ‒ эндокринные железы. Гормоны вызывают различные физиологические реакции. 3. ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА Наружный слой мозга состоит из двух больших полушарий, которые скрывают под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, которые увеличивают их поверхность. Основные части головного мозга Головной мозг человека можно условно разделить на три основные части: передний мозг ствол мозга мозжечок Серое и белое вещество Вещество мозга состоит из серых и белых участков. Серые области ‒ скопления нейронов. Их более 100 млрд., и именно они занимаются переработкой информации. Белое вещество мозга ‒ это аксоны. Через них передается информация, которую обрабатывают нейроны. Во внутренней части спинного мозга также сосредоточено серое вещество. Питание мозга Для нормальной работы мозг нуждается в питании. В отличие от других клеток организма мозговые клетки умеют перерабатывать только глюкозу. Мозгу нужен также кислород. Без него митохондрии не смогут произвести достаточное количество энергии. Но поскольку глюкозу и кислород в мозг поставляет кровь, то для сохранения здоровья мозга ничто не должно мешать нормальному кровотоку. Если кровь перестает поступать в мозг, уже через десять секунд человек теряет сознание. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответствующее количество кислорода. Кора головного мозга Глубокая складка разделяет мозг на два полушария. Кора больших полушарий головного мозга ‒ слой серого вещества толщиной от 1 до 5 мм, покрывающий полушария большого мозга. Борозды и извилины увеличивают поверхность коры без увеличения объема черепа. Так, у человека около 2/3 поверхности всей коры расположены в глубине борозд. Два полу­шария называют «новой корой». Именно благодаря этой структуре у че­ловека развились язык, мысль, сознание и воображение. полушария симметричны. Полушария соединяются между собой массивным пучком аксонов – мозолистым телом, которое обеспечивает обмен информацией. Каждое полушарие состоит из четырех долей. Они называются: лобная теменная височная затылочная Каждая доля выполняет определенные функции. Лобная доля, в основном, управляет движением. Теменная доля обрабатывает информацию, поступающую от органов чувств, обеспечивает осязание, температуру, боль, отвечает за ориентацию в пространстве. Затылочная доля обеспечивает зрение, височная доля ‒ слух. Ассоциативная кора ‒ специализированная зона, благодаря которой выполняются такие сложные функции, как обучение, память, речь, мышление. Специализированные центры мозга В мозгу имеется множество центров, которые специализируются на вы­полнении конкретных задач. Первый функциональный центр коры головного мозга обнаружил в 1861 году французский ученый Поль Брокá (1824 – 1880). Он исследовал во время вскрытия мозг человека, который из-за несчастного случая полностью утратил дар речи. Он прекрасно понимал, что ему говорят, но потерял способность произносить слова. Брока обратил внимание на то, что левая лобная зона мозга была повреждена. Этот участок получил название зоны Брока. Несколько позднее немецкий ученый Карл Вéрнике (1848 ‒ 1905) обнаружил еще один функциональный центр, ответственный за распознавание слов. При его повреждении человек не может понять услышанное. Он также получил имя своего первооткрывателя ‒ зона Вернике. Уже обнаружено более пятидесяти функциональных центров мозга. Лимбическая система Внутри полушарий скрываются части мозга, важные для его полноценного функционирования. В самом его центре расположен таламус. Вся зрительная, вкусовая, слуховая и осязательная информация, перед тем как достичь коры, проходит именно через него. Несколько ниже расположен гипоталамус. Он помогает человеку ощущать голод и жажду, переживать эмоции. Ниже находится мозжечковая миндалина, благодаря которой человек испытывает чувство страха. Но она же очень важна для процесса обучения и памяти. Гиппокамп напоминает своей формой морского конька (лат. гиппокампус ‒ морской конек), а также играет важнейшую роль для памяти и эмоций. Все эти органы принято объединять под общим термином «лимбическая система». Мозжечок ‒ мини-мозг внутри мозга Мозжечок расположен в задней части мозга. Он напоминает мозг в миниатюре, поскольку разделен на два полушария, покрытые извилинами. Мозжечок ответственен за координацию движения и равновесие. Люди с повреждениями мозжечка не парализованы, но теряют способность сохранять равновесие и полноценно двигаться. Ствол мозга Ствол мозга расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом. Самая нижняя часть ствола непосредственно переходит в спинной. Ствол мозга содержит многочисленные центры чувствительных и двигательных проводящих путей. Ствол регулирует такие жизненно важные функции, как дыхание и кровообращение. На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка. Асимметрия головного мозга Доктор Роджер Сперри (1913 – 1994), удостоенный Нобелевской премии, первым дал объяснение специфики функционирования двух долей мозга. Левая половина мозга отвечает за логические операции, счет, установление последовательностей, тогда как правое полушарие контролирует инициативу и творчество. Правое полушарие делает все сразу, целостно, ищет и устанавливает связи инстинктивно, интуитивно, предпочитает образы, помогает нам в понимании метафор и в восприятии юмора. Левая доля предпочитает последовательности, выделяет детали, стремится к классификации информации, делает конкретные выводы, устанавливает причинно-следственные связи, любит грамматику и слова. Левое упрощает мир, чтобы его можно было легко проанализировать и соответственно повлиять на него. Правое полушарие схватывает мир таким, какой он есть Без правой доли мозга человек превратился бы в компьютер, в счетную машину. Попытки ученых создать искусственный интеллект закончились провалом потому, они моделировали только левое полушарие головного мозга. Оба полушария выполняют в равной степени важные функции. Правое полушарие головного мозга контролирует левую половину тела, а левое – правую половину. Контрольные вопросы 1. В чем заключается различие между течением электрического тока по металлическому проводнику и прохождением нервного импульса? 2. Почему электрический импульс не может передаваться между нейронами? 3. Почему головной мозг человека, имеющий массу около 1,5 кг, весит всего 50 – 100 г? Литература к семинару по теме № 11 «Нейрофизиология» Основная литература Лихин А. Ф. Концепции современного естествознания. М.: Проспект, 2004. С. 247 – 249. Дополнительная литература Глебов Р. Н. Мозг, синапсы и передача информации. М.: «Знание», 1984. Горелов А. А. Концепции современного естествознания. М.: Центр, 1998. С. 130 – 136. Латаш Л. П., Астахова В. Г. Тайны бодрствования и сна. М.: «Знание», 1978. Сергеев Б. Ф. Асимметрия мозга. М.: «Знание», 1981.