§ 8. Строение и работа нервной системы

Определения и обозначения

Нервная система — система органов, которая воспринимает сигналы, обрабатывает их и управляет работой организма. Она помогает согласовать действия разных органов и подготовить ответ на изменения вокруг нас или внутри тела. Без такой координации органы работали бы несогласованно, а организм не мог бы быстро реагировать на опасность.

Нейрон — нервная клетка, которая воспринимает, обрабатывает и передаёт информацию. В теле клетки находятся ядро и другие структуры, обеспечивающие её работу; короткие ветвящиеся дендриты принимают сигналы, а обычно длинный аксон передаёт их дальше. Такое устройство позволяет нейрону связываться с другими клетками и включаться в передачу информации.

Центральная нервная система — головной и спинной мозг, где обрабатывается информация и формируются ответные команды. Поступающие сигналы здесь сопоставляются, после чего выбирается подходящая реакция. Благодаря центральной нервной системе ответ организма может быть согласованным, а не набором отдельных действий.

Периферическая нервная система — нервы и нервные узлы, связывающие центральную нервную систему с органами и тканями. Нервы проводят сигналы между мозгом, спинным мозгом и частями тела, а нервные узлы содержат скопления нервных клеток вне центральной нервной системы. Эта часть нужна, чтобы сообщения могли поступать в мозг и команды достигали органов.

Как это устроено

Нервная система делится на центральную и периферическую, потому что обработку информации и связь с органами удобно обеспечивать разными частями. Головной и спинной мозг принимают сигналы, сопоставляют их и формируют ответ. Нервы периферической системы связывают эти центры с тканями и органами по всему телу. Поэтому разделение не означает, что части работают независимо: для ответа им необходимо взаимодействовать.

У нейрона есть отростки, приспособленные к разным направлениям передачи сигнала. Дендриты ветвятся, поэтому могут получать сообщения от многих клеток и вести их к телу нейрона. Аксон проводит сигнал от тела клетки к другим нейронам или исполнительным органам, например мышцам. Такая специализация помогает выстроить последовательный путь информации, а не смешивать её приём и передачу.

Нервный импульс распространяется по нейрону, а между соседними клетками передача происходит в месте их контакта. Сам импульс не перескакивает прямо с одного нейрона на другой: на контакте сигнал передаётся от окончания одного нейрона следующей клетке. Это позволяет соединять нервные клетки в цепи и направлять информацию к нужной части нервной системы. Благодаря таким цепям отдельные клетки могут совместно обрабатывать сигналы.

При рефлексе сигнал от рецептора поступает в центральную нервную систему, а затем команда направляется к исполнительному органу по цепи нейронов. Рецептор — чувствительная структура, которая замечает раздражение, например прикосновение или нагревание. В ответном пути участвуют нервные клетки, передающие сообщение в мозг или спинной мозг и оттуда к мышце либо железе. Последовательность от восприятия раздражения до ответа называют рефлекторным путём.

Работа нервной системы согласует действия органов и помогает организму быстро отвечать на изменения внутренней и внешней среды. Например, изменение температуры или боль может вызвать ответ, который защищает тело или помогает поддерживать его состояние. Сигналы поступают от органов чувств и внутренних органов, поэтому нервная система учитывает разные стороны ситуации. Обработка информации нужна не меньше, чем её передача: именно она помогает организму выбрать подходящую реакцию.

Части нервной системы и их роль

Сначала определите, о какой части системы говорится: о мозге или о структурах, связывающих его с остальным телом. Затем сравните состав частей и их роль. Таблица показывает, что ЦНС обрабатывает информацию, а ПНС обеспечивает связь с органами; вместе они образуют работающую систему.

Разбор задач

Задача 1

Условие: укажите, какие части нервной системы образуют центральную нервную систему. Нужно отличить центральную часть от периферической, а не перечислить все элементы нервной системы. Сначала вспомним, где находятся основные центры обработки информации. Затем сопоставим их с определением ЦНС.

1. Разделим нервную систему на центральную и периферическую части.
2. Вспомним, что в центральной части расположены главные нервные центры.
3. По определению к ним относятся головной и спинной мозг; нервы и нервные узлы принадлежат периферической части.

Ответ: центральную нервную систему образуют головной и спинной мозг.

Задача 2

Условие: определите, в каком направлении сигнал проходит по нейрону — от дендрита к аксону или наоборот. Чтобы ответить, нужно проследить путь сигнала по частям клетки, а не угадывать по длине отростков. Дендриты принимают информацию, тело нейрона участвует в её обработке, а аксон проводит сигнал дальше. Значит, направление можно установить по назначению каждого участка.

1. Найдём часть нейрона, которая получает сигналы: это дендриты.
2. Проследим дальнейший путь: сигнал проходит к телу нейрона.
3. От тела клетки он направляется по аксону к следующей клетке или органу.

Ответ: сигнал проходит от дендритов через тело нейрона к аксону.

Задача 3

Условие: человек отдёрнул руку после прикосновения к горячему предмету. Опишите путь сигнала от восприятия раздражения до движения руки. Для решения расположим события по порядку: сначала обнаруживается горячее, затем сообщение поступает в нервную систему, после чего возникает команда мышце. Такой порядок помогает не спутать путь чувствительного сигнала с путём ответной команды.

1. Рецептор кожи воспринимает нагревание и создаёт нервный сигнал.
2. Сигнал по нервным клеткам поступает в центральную нервную систему, где организуется ответ.
3. Команда по цепи нервных клеток направляется к мышцам руки.
4. Мышцы сокращаются, поэтому рука отдёргивается от горячего предмета.

Ответ: рецептор кожи → нервные клетки → центральная нервная система → нервные клетки, ведущие к мышцам → сокращение мышц и движение руки.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что центральная нервная система включает все нервы. Так можно подумать, потому что нервы тоже участвуют в работе нервной системы, но по определению ЦНС — это только головной и спинной мозг. Проверьте себя: если речь идёт о нервах, соединяющих органы с мозгом, это периферическая часть.

Ошибка: путать дендриты и аксон. Это случается, если запоминать названия отдельно от их функций. Проверьте направление: дендриты проводят сигнал к телу клетки, аксон — от тела; можно представить путь стрелкой через нейрон.

Ошибка: считать нерв и нейрон одним и тем же. Названия похожи, а оба понятия связаны с проведением сигнала, но нейрон — отдельная клетка, а нерв — пучок нервных волокон. Проверьте себя вопросом о масштабе: клетка это или образование из множества волокон?

Ошибка: полагать, что нервная система только передаёт команды. Такое представление упускает этапы восприятия и обработки информации. Проверьте себя, проследив реакцию от начала до конца: система сначала получает сигнал, затем обрабатывает его и только после этого направляет ответ.

Связь с другими темами

Представление о согласованной работе органов помогает понять, зачем организму нужна нервная система: отдельные органы должны действовать как части единого целого. Тема опирается и на знания о строении клетки, потому что нейрон — клетка с телом и специализированными отростками. Знание о нейронах и рефлекторном пути пригодится при изучении органов чувств и поведения. Оно также помогает разбираться в том, как регулируется работа организма.

Что запомнить

• Нервная система управляет и согласует работу организма.
• Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему.
• Нервы и нервные узлы относятся к периферической нервной системе.
• Нейрон — основная клетка нервной системы.
• Дендриты проводят сигнал к телу нейрона, аксон — от него.
• Рефлекторный ответ проходит по цепи связанных нервных клеток.