Физиология центральной нервной системы

Центральная и периферическая нервная система
12 пар черепных нервов
31 пара спинномозговых нервов
Нервные сплетения
ганглии
Головной и спинной мозг

Спинной мозг
Мягкая
Паутинная
Твердая
Оболочки
Спинальный
ганглий
31 сегмент:
Шейный 8
Грудной 12
Поясничный 5
Крестцовый 5
Копчиковый 1
Длина 43 см,
вес 35 гр
107 нейронов
Функции:
Проводящая
Рефлекторная (позный, чесательный рефлексы и т.п.)
Начальная обработка информации
Симпатические ганглии

Серое вещество:
В объеме образует столбы
Передние рога - тела мотонейронов
Задние рога – вставочные нейроны (аксоны к передним рогам, противоположную сторону, другие сегменты)
Боковые рога (гр, поясн)-симпатические преганглионары
крестцовый отдел – парасимпатические преганглионары
мышцы -осязание- боль
Шейное и пояснично-крестцовое
утолщения
Центральный канал

Белое вещество
Нервные волокна спинного мозга распространяются в трёх направлениях:
Восходящие / к высшим центрам в головном мозге (сенсорные входы)
Нисходящие / к спинному мозгу из высших центров головного мозга (моторный выход)
Комиссуральные - от одной части спинного мозга к другой
Восходящие:
Нисходящие:

Тракты белого вещества
1. передний канатик:
нисходящие пути:
передний пирамидный (от коры, произвольные движения)
Покрышечный (ориентировочная реакция, поворот головы на стимул)
Вестибуло-спинальный (равновесие)
Ретикуло-спинальный (непроизвольные движения, самый древний)
2: боковой канатик:
восходящие пути:
задний и передний спинно-мозжечковый тракты
спинно-таламический тракт (боль, Т)
-нисходящие пути:
красноядерный (сложные двигательные программы),
боковой пирамидный (от коры, произвольные движения)
3: задний канатик:
восходящие пути:
(от кожи, мышц, связок, в продолговатый мозг)
Тонкий – от нижней половины тела,
Клиновидный -- от верхней половины тела

Эмбриогенез
40 дней
60 дней
6 мес
Закладка из эктодермы
Нервная трубка разделяется на
30 сутки на 3 мозговых пузыря
60 сутки – на 5 мозговых пузырей
Из них формируются 5 отделов мозга:
Продолговатый
Задний
Средний
Промежуточный
Конечный
Головной мозг
1100-2000 гр (в среднем 1350)

Ствол мозга
Граница продолговатого мозга и спинного проходит по перекресту пирамид и по месту выхода корешков первых шейных сегментов спинного мозга
Включает в себя отделы :
Средний
Задний
Продолговатый
Содержит:
Ядра
Проводящие пути
Ретикулярную формацию

Продолговатый мозг
Вид
сзади
Граница продолговатого мозга и моста проходит по медуллярным полоскам на дне ромбовидной ямки
Содержит:
Аксоны (продолжение спинномозговых трактов)
а) нисходящие (передние отделы)
б) восходящие (задние отделы)
2. Ядра:
а) с 8 по12 пары черепно-мозговых нервов (преддверно-улитковый, языкоглоточный, блуждающий, добавочный, подъязычный)
б) оливы (вестибулярный вход в мозжечок)
в) ретикулярная формация (8% нейронов мозга):
Переключатели восходящих и нисходящих путей
активирующая система мозга, движения, цикла сон/бодрствование, регуляция вегетативных функций
Функции:
Проводящая (белое вещество)
Рефлекторная (серое вещество)
25 мм
перекрест пирамид
пирамиды
Олива
Верхние ножки мозжечка
Вид спереди

Задний мозг
Граница продолговатого мозга и моста проходит по медуллярным полоскам (слух тракт) (striae medullares)
Границу моста и среднего мозга (ножки мозга) определяют по месту выхода IV пары нервов – блоковый нерв
Включает
Мозжечок,
Мост (Варолиев):
Вид спереди
Средние ножки мозжечка
Задняя часть – покрышка:
а) ретикулярная формация
б) ядра 5-7 нервов (тройничный, отводящий, лицевой)
в) восходящие проводящие пути
Передняя часть – базис:
а) нисходящие проводящие пути
б) ядра моста
На задней стороне – 4-й желудочек
Сверху – парус, дно – ромбовидная ямка, выступают ядра черепных нервов (чувствительных и моторных)
Функции: импульсы от рецепторов лица, рефлексы (кашель, глотание мигание, поза и т.п.), дыхание, регуляция давления, слюноотделение.

Черепные нервы (12 шт)
Красные - моторные ядра Синие - сенсорные ядра Желтые - вегетативные ядра
I Обонятельный: Обонятельный эпителий носа (обоняние)
II Зрительный: Сетчатка глаза (зрение)
III Глазодвигательный: Проприоцепторы мышц глазного яблока (мышечное чувство) Мышцы, двигающие глазное яблоко (совместно с IV и VI парами); мышцы, изменяющие форму хрусталика; мышцы, сужающие зрачок
IV Блоковый: То же, Другие мышцы, двигающие глазное яблоко
V Тройничный: Зубы и кожа лица Некоторые из жевательных мышц
VI Отводящий: Проприоцепторы мышц глазного яблока (мышечное чувство) Другие мышцы, двигающие глазное яблоко
VII Лицевой : Вкусовые почки передней части языка Мышцы лица; подчелюстные и подъязычные железы
VIII Слуховой: Улитка (слух) и полукружные каналы (чувство равновесия, поступательного движения и вращения)
IX Языко-глоточный: Вкусовые почки задней трети языка; слизистая глотки Околоушная железа; мышцы глотки, используемые при глотании
X Блуждающий: Нервные окончания во многих внутренних органах (легких, желудке, аорте, гортани) Парасимпатические волокна, идущие к сердцу, желудку, тонкому кишечнику, гортани, пищеводу
XI Добавочный: Мышцы плеча (мышечное чувство) Мышцы плеча
XII Подъязычный: Мышцы языка (мышечное чувство) Мышцы языка

фронтальный срез через продолговатый мозг и мозжечок
Мозжечок (малый мозг)
Функции: соотнесение моторных команд с положением тела, запоминание моторных программ
Состоит из:
полушарий
червя
а) Кора – образует борозды:
древняя, старая – тонус, поза,
новая – двигательные навыки
три слоя:
-молекулярный,
-ганглионарный (кл. Пуркинье (гамк – выход),
-зернистый
б) Белое вещество
в) Ядра (зубчатое, пробковидное, шаровидное, шатра)
З пары ножек:
- верхние (к среднему мозгу)
- средние (к мосту)
- нижние (к продолговатому мозгу)

Средний мозг
Состоит из:
Крыши
покрышки
Ножек мозга
Ножки: проводящие тракты
ядро глазодвигательного
нерва (3)
Крыша (пластинка четверохолмия):
верхние холмики (зрительные), слоистые
нижние холмики (слуховые), ядра
- ручки холмиков к коленчатым телам
Функции:
- моторная реакция на свет и звук, аккомодация (четверохолмие)
- двигательное обучение, управление конечностями (красное ядро); патология: гипертонус разгибателей
- положительное подкрепление, инициация сложных двигательных актов (черная субстанция); патология шизофрения, паркинсонозм.
покрышка
- ядра 3 и 4 черепных нервов (глазодвигательный и блоковый)
- красное ядро (начало моторного тракта)
- черная (меланин) субстанция (Дофамин)
- ретикулярная формация
Сильвиев водопровод

Промежуточный мозг
таламус
гипоталамус
эпифиз
коленчатые тела
сосцевидные тела
гипофиз
зрительный
тракт (2 ч.м. нерв)
Таламус (дно третьего желудочка)
– окончание структур ствола,
переключение всех сенсорных путей
Гипоталамус
- нейроэндокринный орган
(ок. 40 ядер – ТоС, обмен в-в,
вегетатика, эмоции, пищевое, половое,
родительское и т.п.,
рилизинг - факторы)
Эпифиз
нейроэндокринный орган
(циркадные ритмы, мелатонин)
Коленчатые тела
продолжение зрительного
и слухового путей
Сосцевидные тела – (часть круга Папеца)
Гипофиз- высшая эндокринная железа
а) нейрогипофиз (аксоны гипоталамуса)
вазопрессин, окситоцин
б) аденогипофиз (железистая ткань)
тропные гормоны (6 шт)
в) промежуточная доля (меланоцит-стимулирующий гормон)
до 150 ядер,
высший ассоциативный центр рептилий

Конечный мозг
состоит из:
базальных ядер
коры больших полушарий
комиссур (соединений между ними)
Вход – из моторных зон коры,
выход – в таламус, черную субстанцию и др.
Базальные ядра:
серое вещество в глубине каждого полушария, (под боковыми желудочками)
Состоит из:
полосатого тела (бледный шар, скорлупа, хвостатое ядро),
ограды (латеральнее бледного шара),
миндалины (в глубине височной доли)
Функция:
организация двигательных программ

Кора больших полушарий
Слой I, молекулярный
Слой II, наружный зернистый
Слой III, наружный пирамидный
Слой IY, внутренний зернистый
Слой Y, внутренний пирамидный
Слой YI, или мультиформный
Модульный принцип организации, например,
колонки – в сенсорных областях, собственное кровоснабжение.
Различные зоны коры имеют разное развитие слоев:
Сенорные зоны: Вход – от таламуса,
Моторные зоны – развит V слой, выход – к мотонейронам, стволу, базальным ганглиям.
серое вещество снаружи,
толщина 2-3 мм,
~ 14 млрд. нейронов

Кора больших полушарий
образует выступы - извилины,
между ними углубления – борозды,
делящие кору на 5 долей:
Лобная
- центральная борозда -
Теменная
-латеральная борозда-
Височная
Затылочная
Островковая
Внутри долей выделяют зоны
первичные (корковые представительства анализаторов - карты анализаторов).
вторичные (связаны с первичными зонами), узнают образы
ассоциативные (на границах теменных, височных и затылочных, в лобных долях). Анализ и синтез.
Зоны делят на
52 поля (Бродманн)

Функции коры
1. Движение:
тела (проекции в пре- и постцентральной извилине- человечек Пенфильда), письмо, речь (зона Брока)
2. восприятие (зрение, слух, обоняние, осязание, вкус), понимание речи, чтение (зона Вернике)
3. эмоции + память (круг Папеца, лимбическая система):
- декларативная (гиппокамп, сосцевидные тела)
- процедурная (миндалина, мозжечок)
Латерализация - разделение функций между правым и левым полушарием (центры письма и речи у правшей-европейцев слева).
Левое полушарие – акцент на логике, словах
Правое полушарие – на образах, пространстве, эмоциях.

Круг Папеца (лимбическая система)
Ассоциативная кора - сознание
Поясная извилина - высший центр эмоций (вход в систему)
Гипокамп – «генератор» эмоций (в т. ч. вход с зоны Брока) +долговременная память
Мамиллярные тела – запоминание, оценка значимости эмоции
Таламус – сенсорный вход
Гипоталамус – вегетативное
сопровождение эмоций
Миндалина – взвешивание
конкурирующих эмоций (агрессия/осторожность)

Лимбика и различные функции мозга

Белое вещество больших полушарий
(комиссуры и проекционные волокна)
Проекционные волокна в белом веществе больших полушарий ближе к коре образуют лучистый венец (corona radiata).
Мозолистое тело соединяет полушария,
Свод соединяет гиппокамп с гипоталамусом и сосцевидными телами

Методы измерения
активности мозга
ЭЭГ
ЯМР
Отведение медленной компоненты ЭДС участка мозга
Испускание эл-магн. излучения атомов водорода (резонанс) в магнитном поле
Спектр мощности
Активация зон при «родительском поведении»

Желудочки
и оболочки мозга
Боковые желудочки (правый и левый) в каждом три рога (передний, задний, нижний)
Третий
Четвертый
Оболочки (соединительная ткань):
Твердая (2 слоя: наружный прирос к черепу, внутренний образует складки)
2. Сосудистая /Паутинная/ (в ней проходят сосуды, питающие мозг)
3.Мягкая (тонкая мембрана, повторяет рисунок борозд и извилин, над ней ликвор)

Глия
Типы глиальных клеток:
1.Астроциты (контакт
с капиллярами и нейронами)
2. Олигодендроциты (миелин)
3. Радиальные клетки (рост нейронов)
4. Эпендима (выстилка желудочков мозга)
5. Микроглия (аналог макрофагов)
Функции:
Питание нейронов
Опора нейронов
Рост и восстановление нейронов
Регуляция баланса ионов
Защита от повреждений и микробов
Секреторная (спинномозговая жидкость)
Электрическая изоляция (Шванновские клетки, олигодендроглия)
Барьерная (ГЭБ)
7.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)
состоит из трех главных компонентов:
(1) плотных контактов в эндотелии капилляров;
(2) веществ, секретируемых отростками астроцитов и поддерживающих функцию плотных контактов; и
(3) «барьерных энзимов» (Ig, МАО и др.).

Барьер в этих областях не менее эффективен, но разделительную функцию выполняет не эндотелий капилляров, а выстилка желудочков мозга
Циркумвентрикулярные органы
Известны транспортные системы для:
(а) D—глюкозы;
(б) крупных нейтральных аминокислот;
(в) основных и кислых аминокислот;
(г) электролитов (K+, Mg2+, Ca2+, I— и др.);
(д) водо-растворимых витаминов;
(е) нуклеозидов.
Все эти транспортные системы обладают общими свойствами:
селективностью, стереоспецифичностью, конкурентным ингибированием и насыщаемостью

Управление движением (дополнительный материал)
базальные ганглии:

Болевая афферентация

Ноцицептивные пути

Нисходящие двигательные пути

Кортикоспинальный и
2. Руброспинальный пути
1. Произвольные движения
2. Сложные непроизвольные движения (больше развит у низших млекопитающих)

Кортикоспинальный тракт (произвольные движения)

Ретикулоспинальный путь
(непроизвольные движения)