§ 17–18. Центральная нервная система

Определения и обозначения

Центральная нервная система — головной и спинной мозг, которые принимают и обрабатывают информацию и управляют работой организма. Они получают сведения от органов и помогают организму выбирать ответ на изменения. Нервы связывают центральную нервную систему с телом, но сами в неё не входят.

Головной мозг — отдел центральной нервной системы, расположенный в полости черепа и координирующий работу организма. Он объединяет сведения, поступающие от органов чувств и других органов, и помогает согласовывать действия разных частей тела. Это позволяет организму отвечать на ситуацию не отдельными несвязанными реакциями.

Спинной мозг — отдел центральной нервной системы, расположенный в позвоночном канале и участвующий в рефлексах и передаче нервных импульсов. Он связывает головной мозг с органами тела и может обеспечивать некоторые быстрые реакции. Благодаря этому его работа нужна и для обмена сигналами, и для ответов на раздражение.

Серое вещество — участки нервной системы, образованные преимущественно телами нервных клеток; в них обрабатывается информация. Нервные клетки принимают и передают сигналы, поэтому такие участки нужны для работы нервных центров. Белое вещество, в отличие от серого, образовано главным образом отростками нервных клеток.

Как это устроено

Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему, а нервы соединяют её с органами. По нервам в мозг поступают сигналы о состоянии тела и изменениях вокруг, а от мозга к органам идут команды. Такое разделение позволяет центральным отделам обрабатывать информацию, а нервам — обеспечивать связь между ними и всем организмом. Если бы связи не было, мозг не получал бы сведений от органов и не мог бы направлять их работу.

Нервная ткань чувствительна к повреждениям, поэтому мозг помещён в костные структуры и покрыт оболочками. Головной мозг находится внутри черепа, а спинной проходит внутри позвоночного канала. Кости принимают на себя часть внешних воздействий, а оболочки окружают мозг и создают дополнительную защиту. Такая защита снижает риск повреждения органов, от которых зависит управление работой тела.

Серое и белое вещество отличаются тем, какие части нервных клеток в них преобладают. В сером веществе больше тел клеток, а в белом — их отростков, по которым распространяются импульсы. В головном мозге серое вещество располагается снаружи и в отдельных внутренних участках, белое находится между ними. В спинном мозге расположение иное: серое вещество находится внутри, а белое окружает его снаружи; такое различие связано с устройством и задачами отделов.

Спинной мозг выполняет рефлекторную функцию: он участвует в быстрых ответах на раздражение. Рефлекс — ответ организма на воздействие, например отдёргивание руки от горячего предмета; сигнал от чувствительных клеток поступает в спинной мозг, а оттуда команда направляется к мышцам. Этот путь позволяет начать защитное движение быстро, не ожидая, пока головной мозг полностью обработает ситуацию. Одновременно спинной мозг проводит импульсы вверх, к головному мозгу, и вниз, к органам.

Головной мозг получает сведения от органов чувств и объединяет их, чтобы организм мог действовать согласованно. Одного сигнала часто недостаточно: для подходящего ответа нужно соотнести его с другими сведениями и состоянием тела. Головной мозг направляет команды органам, а спинной мозг и нервы помогают передать их к нужным частям тела. Обратные сигналы от органов позволяют мозгу учитывать, как выполняется команда, и координировать дальнейшую работу.

Сравнение головного и спинного мозга

Сравнивайте органы по одной строке таблицы: так легче увидеть, в чём они сходны и различаются. Например, оба мозга защищены костями и оболочками, но расположены в разных костных структурах. По строке о функциях можно проверить, почему их работа дополняет друг друга.

Разбор задач

Задача 1. Ученик называет головной и спинной мозг. Определите, какие из них относятся к центральной нервной системе. Чтобы решить задачу, нужно отличить центральные отделы нервной системы от путей связи с органами. Не следует считать, что вся нервная система состоит только из мозга или, наоборот, что каждый нерв тоже является частью центральной системы.

1. Вспоминаем состав центральной нервной системы: в неё входят два органа — головной и спинной мозг.
2. Сопоставляем названия в условии с этим составом: оба названных органа подходят.
3. Проверяем границу понятия: нервы связывают мозг с органами, но к центральной нервной системе не относятся.

Ответ: и головной, и спинной мозг относятся к центральной нервной системе.

Задача 2. При прикосновении к горячему предмету человек быстро отдёргивает руку. Объясните роль спинного мозга в этой реакции. Нужно установить, какой отдел помогает организовать быстрое движение, и не путать это с осознанием боли. Защитный ответ может начаться до того, как головной мозг полностью обработает сведения.

1. Прикосновение вызывает раздражение, а чувствительные клетки передают сигнал по нервам к спинному мозгу.
2. Спинной мозг участвует в рефлекторной реакции и направляет импульс к мышцам руки.
3. Мышцы сокращаются, и рука отдёргивается; сведения о прикосновении также поступают к головному мозгу.

Ответ: спинной мозг помогает быстро организовать защитное движение, а головной мозг получает информацию о случившемся.

Задача 3. Повреждение спинного мозга нарушило передачу сигналов между головным мозгом и ногами. Объясните, почему могут пострадать и движения, и чувствительность. Рассмотрим оба направления передачи импульсов: от головного мозга к органам и от органов к головному мозгу. Если повреждён проводящий путь, сигнал может не пройти в одном или обоих направлениях.

1. Команды для движений должны пройти от головного мозга через спинной мозг и нервы к мышцам ног.
2. Сведения о прикосновении и других ощущениях идут от органов по нервам и спинному мозгу к головному мозгу.
3. Повреждение спинного мозга нарушает эти пути, поэтому сигналы к мышцам и сигналы от ног могут передаваться хуже.

Ответ: могут нарушиться движения из-за затруднённой передачи команд к мышцам, а чувствительность — из-за нарушения передачи сведений от ног к головному мозгу.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что центральная нервная система включает все нервы организма. Так можно подумать, потому что нервы тоже передают импульсы и связаны с мозгом. Проверьте себя: назовите два центральных органа — головной и спинной мозг — и отдельно укажите нервы, которые связывают их с органами.

Ошибка: смешивать серое и белое вещество. Их названия легко запомнить, но важно помнить не только цвет: вещества различаются преобладающими частями нервных клеток и расположением. Проверьте себя: серое образовано преимущественно телами клеток, белое — отростками; затем уточните, где они находятся в головном и спинном мозге.

Ошибка: считать, что спинной мозг только передаёт сигналы. Так считают, если помнить лишь о его связи между мозгом и органами. Однако он также участвует в рефлексах; проверить себя можно на примере отдёргивания руки, где спинной мозг помогает организовать быстрый ответ.

Ошибка: полагать, что головной и спинной мозг работают независимо. Различия в их функциях могут создать такое впечатление, но оба отдела обмениваются импульсами и вместе управляют организмом. Проверьте себя, проследив путь сигнала: от органа к мозгу и затем в виде команды обратно к органу.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу центральной нервной системы, нужно знать строение и функции нервной клетки: именно клетки принимают и передают нервные импульсы. Это помогает разобраться, как сведения от органов доходят до мозга, а команды возвращаются к органам. Устройство центральной нервной системы пригодится при изучении рефлексов, органов чувств и регуляции работы организма. Эти темы показывают, как мозг получает информацию и согласует ответы разных частей тела.

Что запомнить

• Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга.
• Череп и позвоночник защищают головной и спинной мозг.
• Серое вещество образовано преимущественно телами нервных клеток, белое — их отростками.
• Спинной мозг участвует в рефлексах и проводит нервные импульсы.
• Головной и спинной мозг работают взаимосвязанно.
• Центральная нервная система принимает и обрабатывает информацию и координирует работу организма.