11. Строение и принципы работы нервной системы

Определения и обозначения

Нервная система — совокупность органов и нервных структур, которая управляет работой организма, связывает его части и обеспечивает связь с внешней средой. Благодаря ей органы согласуют свою деятельность, а организм отвечает на изменения вокруг. Это помогает поддерживать необходимые условия жизни и приспосабливаться к разным ситуациям.

Нейрон — нервная клетка, воспринимающая, обрабатывающая и передающая информацию. Его основные части — тело, дендриты и аксон: тело содержит ядро, дендриты принимают сигналы, а аксон проводит их дальше. Такое строение позволяет клетке включаться в передачу сообщений между участками нервной системы и другими органами.

Нервный импульс — сигнал, распространяющийся по нервной клетке и передающий информацию. Он позволяет сообщению пройти от места его возникновения или приёма к следующей клетке. Благодаря импульсам нервная система может быстро связывать разные части организма.

Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы. Раздражителем может быть, например, высокая температура или прикосновение. Понятие рефлекса помогает объяснить, как организм отвечает на такие воздействия согласованно.

Как это устроено

Органы работают не по отдельности: изменение в одном из них может потребовать ответа от других. Нервная система связывает их, потому что получает сведения о состоянии организма и окружающей среды, а затем направляет сигналы к нужным органам. Поэтому организм может менять свою работу в соответствии с ситуацией, например реагировать на опасность или физическую нагрузку.

Строение нейрона соответствует его задаче — передавать информацию. Дендриты принимают сигналы от других клеток или рецепторов, потому что разветвлённые отростки позволяют устанавливать множество контактов. Тело клетки участвует в обработке поступившей информации и поддерживает работу нейрона. Затем аксон проводит импульс от тела к другим клеткам или органам.

Когда импульс доходит до окончания аксона, он может передаться следующей клетке через контакт между клетками — синапс. Передача происходит не простым продолжением электрического сигнала: в контакте выделяются вещества-посредники, которые воздействуют на принимающую клетку. Сигнал обычно идёт в определённом направлении, так как одна сторона контакта выделяет эти вещества, а другая воспринимает их. Так нейроны образуют последовательные пути передачи информации.

Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга, а периферическая — из нервов, связывающих её с органами и тканями. Мозг и спинной мозг принимают и обрабатывают информацию, поэтому именно там могут сопоставляться сигналы и формироваться ответные команды. Нервы нужны для доставки сообщений между центральным отделом и остальным организмом. Без такой связи команды не достигали бы органов, а сведения от них не поступали бы в мозг и спинной мозг.

Соматический и вегетативный отделы различаются тем, какими функциями они управляют. Соматический отдел связан прежде всего со скелетными мышцами, поэтому участвует в движениях тела. Вегетативный отдел регулирует внутренние органы, работа которых обычно не требует сознательного контроля, например сердцебиение. Такое разделение позволяет одновременно управлять движениями и поддерживать работу внутренних систем.

Отделы нервной системы и их функции

Сначала определите, какая именно функция описана в условии: обработка информации, связь с органами, движение или работа внутренних органов. Затем найдите в таблице отдел, которому соответствует эта функция. Пример в последнем столбце помогает проверить выбор, но один случай не исчерпывает всех функций отдела.

Разбор задач

Задача 1. Ученик отдёрнул руку, коснувшись горячего предмета. Нужно определить, является ли эта реакция рефлексом, и объяснить ответ.

1. Найдём раздражитель: им стало прикосновение к горячему предмету.
2. Определим ответ организма: ученик быстро отдёрнул руку.
3. Проверим определение: реакция возникла в ответ на раздражение и осуществляется при участии нервной системы.

Ответ: да, отдёргивание руки — рефлекс. Нервная система позволяет воспринять раздражение и организовать ответ, который помогает прекратить контакт с горячим предметом.

Задача 2. Импульс поступил от рецептора кожи и должен вызвать сокращение мышцы. Нужно указать его направление по нейрону и участвующие части клетки.

1. Рецептор кожи воспринимает воздействие и передаёт сигнал нервной клетке.
2. В нейроне сигнал обычно проходит от дендритов к телу клетки, где информация обрабатывается.
3. Затем аксон проводит импульс от тела клетки к следующей клетке или органу, связанному с мышцей.

Ответ: по нейрону импульс проходит от дендритов через тело к аксону. Далее сообщение передаётся следующим клеткам нервного пути и в итоге вызывает сокращение мышцы.

Задача 3. При волнении у человека учащается сердцебиение, а затем он сознательно поднимает руку. Нужно определить, какие отделы нервной системы участвуют в каждой реакции.

1. Сначала выясним, какой орган или ткань работает: сердцебиение относится к деятельности внутреннего органа.
2. Регуляция внутренних органов связана с вегетативной нервной системой, поэтому учащение сердцебиения относится к её работе.
3. Подъём руки — движение скелетных мышц, которое человек выполняет сознательно, значит, здесь участвует соматическая нервная система.

Ответ: учащение сердцебиения регулирует вегетативная нервная система, а сознательный подъём руки связан с соматической. Различить их помогает не само наличие волнения, а то, чем управляет каждый отдел.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что нервная система состоит только из головного мозга. Так думают, потому что мозг часто воспринимают как главный орган управления, но в состав системы входят также спинной мозг и нервы. Чтобы проверить себя, спросите, какие части принимают и передают сигналы от мозга к органам и обратно. Нервная система включает все эти структуры, а не только головной мозг.

Ошибка — относить головной и спинной мозг к периферической системе, а нервы к центральной. Путаница возникает из-за того, что все части связаны между собой и работают совместно. Проверка простая: центральный отдел образуют головной и спинной мозг, периферический — нервы. Если в ответе эти группы поменяны местами, классификация неверна.

Ошибка — считать, что дендриты и аксон выполняют одинаковую работу. У нейрона много отростков, поэтому может показаться, что каждый проводит сигнал в любую сторону. Обычно дендриты принимают сигналы, а аксон проводит импульс от тела клетки. Чтобы проверить себя, проследите путь сообщения: сначала оно поступает к клетке, затем направляется от неё.

Ошибка — называть рефлексом любую реакцию организма. Это происходит, если учитывать только то, что после какого-то события организм изменил своё состояние. Но определение рефлекса требует участия нервной системы в ответе на раздражение. Проверьте, описано ли такое участие: без него нельзя уверенно называть реакцию рефлексом.

Связь с другими темами

Для изучения нервной системы пригодятся знания о строении клетки: нейрон тоже клетка, хотя его форма связана с передачей информации. Нужно также понимать, что органы и системы органов действуют совместно, а не независимо. Это помогает увидеть, зачем организму нужны связи между нервными центрами, мышцами и внутренними органами.

Знание строения нервной системы пригодится при изучении органов чувств, поведения и регуляции работы внутренних органов. Оно также поможет понять, как нервная система взаимодействует с эндокринной системой, которая регулирует процессы с помощью гормонов. Сопоставляя эти темы, можно объяснить, как организм получает сведения и согласует свои ответы.

Что запомнить

• Нервная система управляет работой организма и связывает его части.
• Основная структурная и функциональная единица нервной системы — нейрон.
• Дендриты обычно принимают сигналы, аксон проводит нервный импульс от тела клетки.
• Центральная нервная система включает головной и спинной мозг.
• Нервы связывают центральную нервную систему с органами и тканями.
• Соматический отдел связан прежде всего с управлением скелетными мышцами, вегетативный — с работой внутренних органов.
• Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение при участии нервной системы.