Анатомія, фізіологія дітей з основами гігієни та фізкультури - Антонік В.І. - 4. Будова, функціональний стан та розвиток основних систем організму дітей

В цьому розділі розглянуто вікові особливості анатомії та функціонального стану систем організму дітей, в тому числі тих, які найбільш задіяні в процесі фізичного виховання.

Фізичне виховання має за мету стимулювати, прискорювати та вдосконалювати природний хід фізичного розвитку дітей. В процесі фізичного виховання найбільший вплив здійснюється на розвиток регулюючих систем та на вдосконалення опорно-рухового (м'язового) апарату. Але, згідно закономірності "енергетичне правило скелетних м'язів" (див. розділ 1), фізичне вдосконалення безумовно впливає на розвиток всіх інших функціональних систем організму і особливо на нервову, ендокринну, серцево-судинну, дихальну, видільну, травну та систему обміну речовин. Тому, враховуючи напрямок запропонованого посібника, доцільно зосередитись на уважному розгляданні особливостей розвитку та функціонування саме названих систем організму дітей.

4.1. Розвиток нервової системи у дітей і підлітків

Нервова система—це сукупність клітин та створених ними структур організму, що в процесі еволюції живих істот досягли високої спеціалізації в регуляції адекватної життєдіяльності організму у постійно змінних умовах навколишнього середовища. Структури нервової системи здійснюють прийом та аналіз різноманітної інформації зовнішнього та внутрішнього походження, а також формують відповідні реакції організму на цю інформацію. Нервова система також регулює та координує взаємну діяльність різноманітних органів організму в будь-яких умовах життя, забезпечує фізичну і психічну діяльність, та створює феномени пам'яті, поведінки, сприйняття інформації, мислення, мови та ін.

У функціональному відношенні вся нервова система поділяється на анімальну (соматичну), вегетативну та інтрамуральну. Анімальна нервова система у свою чергу поділяється на дві частини: центральну та периферійну.

Центральна нервова система (ЦНС) представлена головним та спинним мозком. Периферійна нервова система (ПНС) центрального відділу нервової системи об'єднує рецептори (органи чуття), нерви, нервові вузли (сплетіння) та ганглії, розташовані по всьому тілу. Центральна нервова система і нерви ЇЇ периферійної частини забезпечують сприйняття всієї інформації від зовнішніх органів чуття (екстерорецепторів), а також від рецепторів внутрішніх органів (інтерорецепторів) та від рецепторів м'язів (проріорецепторів). Отримана інформація у ЦНС аналізується та у вигляді імпульсів моторних нейронів передається виконуючим органам або тканинам і, перш за все, скелетним руховим м'язам та залозам. Нерви, що здатні передавати збудження з периферії (від рецепторів) у центри (у спинний або головний мозок), називаються чутливими, доцентровими або аферентними, а такі, що передають збудження від центрів до виконуючих органів називаються моторними, центробіжними, руховими, або еферентними.

Вегетативна нервова система (ВИС) іннервує роботу внутрішніх органів, стан кровообігу та лімфообігу, трофічні (обмінні) процеси у всіх тканинах. Ця частина нервової системи включає два відділи: симпатичний (прискорює життєві процеси) і парасимпатичний (переважно знижує рівень життєвих процесів), а також периферійний відділ у вигляді нервів вегетативної нервової системи, які найчастіше об'єднуються з нервами периферійного відділу ЦНС в єдині структури.

Інтрамуральна нервова система (ІНС) представлена окремими сполученнями нервових клітин в певних органах (наприклад, клітини Ауербаха в стінках кишок).

Як відомо, структурною одиницею нервової системи є нервова клітина — нейрон, який має тіло (сому), короткі (дендрити) та один довгий (аксон) відростки. Мільярди нейронів організму (18-20 млрд.) утворюють безліч нейронних ланцюгів та центрів. Між нейронами у структурі мозку є також мільярди клітин макро- та мікронейроглії, які виконують для нейронів опорну та трофічну функції. Новонароджена дитина має таку ж кількість нейронів, як і доросла людина. Морфологічний розвиток нервової системи у дітей включає збільшення кількості дендритів і довжини аксонів, наростання числа кінцевих нейронних відростків (шипиків) і між нейронних сполучних структур — синапсів. Відбувається також інтенсивне вкриття відростків нейронів мієліновою оболонкою, що називається процесом мієлінізаціи Тіла і всі відростки нервових клітин первинно вкриті шаром дрібних ізолюючих клітин, що мають назву шваннівських, так як були свого часу вперше відкриті фізіологом І. Шванном. Якщо відростки нейронів мають тільки ізоляцію із шваннівських клітин то вони називаються безм 'якітними і мають сірий колір. Такі нейрони найчастіше зустрічаються у вегетативній нервовій системі. Відростки нейронів, особливо аксони, центральної нервової системи додатково до шваннівських клітин вкриваються мієлиновою оболонкою, яка утворюється тонкими волосками — нейролемами, що проростають від шваннівських клітин і мають білий колір. Нейрони, що мають мієлінову оболонку називаються мя кітними. М'якітйі нейрони, на відміну від безм'якітних, мають не тільки кращу ізольованість проведення нервових імпульсів, а ще і значно більшу швидкість їх проведення (до 120-150 м за сек, тоді як по безм'якітним нейронам ця швидкість не перебільшує 1-2 м за сек.). Останнє обумовлено тим, що мієлиновп оболонка не суцільна, а через кожні 0,5-15 мм має так звані перехвати Ранв'є, де мієлін відсутній і через які нервові імпульси перескакують по принципу розряду конденсатора. Процеси мієлінізації нейронів найбільш інтенсивні у перші 10-12 років життя дитини. Розвиток між нейронних структур (дендритів, шипиків, синапсів) сприяє розвитку розумових здібностей дітей: зростає об'єм пам'яті, глибина і всебічність аналізу інформації, виникає мислення, в тому числі абстрактне. Мієлінізація нервових волокон (аксонів) сприяє підвищенню швидкості І точності (ізольованості) проведення нервових імпульсів, що покращує координацію рухів, дає можливість ускладнювати трудові і спортивні рухи, сприяє формуванню остаточного почерку письма. Мієлінізація нервових відростків відбувається у наступній послідовності: спочатку мієлінізуються відростки нейронів, що формують периферійну частину нервової системи, потім відростки власних нейронів спинного мозку, довгастого мозку, мозочка, а пізніше всіх відростки нейронів великих півкуль головного мозку. Відростки рухових (еферентних) нейронів мієлінізуються раніше чутливих (аферентних).

Нервові відростки багатьох нейронів зазвичай об'єднуються у спеціальні структури, що мають назву нерви і які за будовою нагадують багато провідний провід (кабель). Найчастіше нерви змішані, тобто містять відростки як чутливих так і рухових нейронів або відростки нейронів центральної та вегетативної частин нервової системи. Відростки окремих нейронів ЦНС у складі нервів дорослих людей ізольовані один від другого мієліновою оболонкою, що обумовлює ізольоване проведення інформації. Нерви на базі мієлінізованих нервових відростків, так як і відповідні нервові відростки, називаються м'якітними. Разом з цим зустрічаються і безм'якітні нерви та змішані коли у складі одного нерва проходять як мієлінізовані так і не мієлінізовані нервові відростки.

Найважливішими властивостями та функціями нервових клітин та в цілому всієї нервової системи є ЇЇ подразливість та збудливість. Подразливість характеризує здатність елементі в нервової системи сприймати зовнішні або внутрішні подразнення, що можуть бути створені подразниками механічної, фізичної, хімічної, біологічної та іншої природи. Збудливість характеризує здатність елементів нервової системи переходити від стану спокою до стану активності, тобто відповідати збудженням на дію подразника порогового, або більшого рівня).

Збудження характеризується комплексом функціональних та фізико-хімічних змін, що відбуваються у стані нейронів або інших збудливих утворень (м'язів, секреторних клітин та ін.), а саме: змінюється проникливість клітинної мембрани для іонів Nа, К змінюється концентрація іонів Nа , К в середині та зовні клітини, міняється заряд мембрани (якщо в стані спокою в середині клітини він був від'ємним то при збудженні стає позитивним, а зовні клітини — навпаки). Збудження, що виникає, здатне розповсюджуватись вздовж нейронів та їх відростків і, навіть, переходити за їх межі на інші структури (найчастіше у вигляді електричного біопотенціалу). Порогом подразника вважається такий рівень його дії, що здатний змінювати проникливість клітинної мембрани для іонів Na* і К* з усіма наступними проявленнями ефекту збудження.

Наступна властивість нервової системи — здатність до проведення збудження між нейронами завдяки елементів, що їх зв'язують і мають назву синапсів. Під електронним мікроскопом можна розглянути будову синапсу (рисі), який складається з розширеного закінчення нервового волокна, що має форму лійки, всередині якої є пухирці овальної або круглої форми, які здатні виділяти речовину, що має назву медіатор. Потовщена поверхня лійки має пресинаптичну мембран, а постсинап-тична мембрана міститься на поверхні іншої клітини і має багато складок з рецепторами, які чутливі до медіатора. Між цими мембранами є синоптична щілина. Залежно від функціональної спрямованості нервового волокна медіатор буває збуджувальним (наприклад, ацетілхолін), або гальмівним (наприклад, гаммааміномаслянакислота). Через це синапси поділяються на збуджувальні та гальмівні. Фізіологія синапсу полягає у наступному: коли збудження 1 -го нейрону досягає пресинаптичної мембрани, її проникливість для синаптичних пухирців значно зростає і вони

виходять у синаптичну щілину, лопаються та виділяють медіатор, який діє на рецептори постсинаптичної мембрани і визиває збудження 2-го нейрону, а сам медіатор при цьому швидко розпадається. Таким чином здійснюється передача збудження з відростків одного нейрону на відростки чи тіло іншого нейрону або на клітини м'язів, залоз та ін. Швидкість спрацьовування синапсів дуже висока і сягає 0,019 мс. З тілами та відростками нервових клітин завжди контактують не тільки збуджуючі синапси, але і гальмівні, що створює умови диференційованих відповідей на сприйнятий сигнал. Синаптичний апарат ЦИС формується у дітей до 15-18 років постнатального періоду життя. Найважливіший вплив на формування синаптичних структур створює рівень зовнішньої інформації. Першими в онтогенезі дитини дозрівають збуджуючи синапси (найбільш інтенсивно в період від 1 до 10 років), а пізніше — гальмівні (в 12-15 років). Ця нерівномірність проявляється особливостями зовнішньої поведінки дітей; молодші школярі мало здатні стримувати свої дії, не вгамовані, не здатні до глибокого аналізу інформації, до концентрації уваги, підвищено емоційні і так далі.

Основною формою нервової діяльності є рефлекторні акти, матеріальною основою яких виступає рефлекторна дуга (рис. 2). Найпростіша двонейронна, моносинаптична рефлекторна дуга складається мінімум з п'яти елементів: рецептора, аферентного нейрону, ЦНС, еферентного нейрону та виконуючого органу (ефектора). У схемі полісинаптичних рефлекторних дуг між аферентними та еферентними нейронами є один і більше вставних нейронів (рис. 2). В багатьох випадках рефлекторна дуга замикається у рефлекторне кільце за рахунок чутливих нейронів зворотного зв'язку, які починаються від інтеро- або пропріорецепторів робочих органів і сигналізують про ефект (результат) виконаної дії.

Центральну частину рефлекторних дуг утворюють нервові центри, які фактично є сукупністю нервових клітин, що забезпечують певний рефлекс або регуляцію певної функції, хоча локалізація нервових центрів в багатьох випадках умовна. Нервові центри характеризуються низкою властивостей, серед яких найважливіші: однобічність проведення збудження; затримка проведення збудження (за рахунок синапсів, кожен з яких затримує імпульс на 1,5-2 мс, завдяки чому швидкість руху збудження скрізь синапс у 200 разів нижча, ніж вздовж нервового волокна); сумація збуджень; трансформація ритму збудження (часті подразнення не обов'язково викликають часті стани збудження); тонус нервових центрів (постійна підтримка певного рівня їх збудження);

післядія збудження, тобто продовження рефлекторних актів після припинення дії збудника, що пов'язано з рециркуляцією імпульсів на замкнутих рефлекторних або нейронних ланцюгах; ритмічна активність нервових центрів (здатність до спонтанних збуджень); стомлюваність; чутливість до хімічних речовин та нестачі кисню. Особливою властивістю нервових центрів є їх пластичність (генетично обумовлена здатність компенсувати втрачені функції одних нейронів і, навіть, нервових центрів, іншими нейронами). Наприклад, після хірургічної операції по видаленню окремої частини мозку згодом поновлюється іннервація частин тіла за рахунок проростання нових провідних шляхів, а функції втрачених нервових центрів можуть взяти на себе сусідні нервові центри.

Нервові центри, та проявлення на їх базі процесів збудження і гальмування, забезпечує найважливішу функціональну якість нервової системи—координацію функцій діяльності усіх систем організму, у тому числі при змінних умовах зовнішнього середовища. Координація досягається взаємодією процесів збудження та гальмування^ які у дітей до 13-15 років, як вказувалось вище, не врівноважені з переважанням збуджуючих реакцій. Збудження кожного нервового центру майже завжди поширюється на сусідні центри. Цей процес називається іррадіацією і обумовлений безліччю нейронів, що зв'язують окремі частини мозку. Іррадіація у дорослих людей обмежується гальмуванням, тоді як у дітей, особливо в дошкільному та молодшому шкільному віці, іррадіація мало обмежується, що проявляється нестриманістю їх поведінки. Наприклад, при появі гарної іграшки діти одночасно можуть розкривати рота, кричати, стрибати, сміятися та ін.

Завдяки наступної вікової диференціації і поступового розвитку гальмівних якостей у дітей з 9-10 років формуються механізми і здатність до концентрації збудження, наприклад, здатність до концентрації уваги, до адекватних дій на конкретні подразнення і так далі. Це явище має назву від'ємної індукції. Розсіювання уваги під час дії сторонніх подразників (шуму, голосів) слід розглядати як послаблення індукції і поширення іррадіації, або як результат індуктивного гальмування завдяки виникнення ділянок збудження в нових центрах. У деяких нейронах після припинення збудження виникає гальмування і навпаки. Це явище називається послідовною індукцією, і саме воно пояснює, наприклад, посилену рухову активність школярів під час перерв після рухового гальмування впродовж попереднього уроку. Таким чином, гарантією високої працездатності дітей на уроках є їх активний руховий відпочинок на перервах, а також чергування теоретичних та фізично активних занять.

Функція координації у ЦНС забезпечує різноманітність зовнішньої діяльності організму в тому числі рефлекторні рухи, які міняються і з'являються у різних сполуках, а також найдрібніші м'язові рухові акти під час роботи, письма, в спорті та ін. Координація у ЦНС забезпечує також виконання усіх актів поведінки та психічної діяльності. Здатність до координації є вродженою якістю нервових центрів, але в значній мірі її можна тренувати, що фактично і досягається різноманітними формами навчання, особливо в дитячому віці.

Важливо виділити основні принципи координації функцій в організмі людини:

• принцип загального кінцевого шляху полягає в тому, що з кожним ефекторним нейроном контактують не менше 5 чутливих нейронів від різних рефлексогенних зон. Таким чином, різні стимули можуть викликати однакову відповідну реакцію, наприклад, відведення руки і все залежить тільки від того, яке подразнення буде сильнішим;

• принцип конвергенції (сходження імпульсів збудження) схожий з попереднім принципом і полягає в тому, що імпульси, які приходять у ЦНС по різним аферентним волокнам, можуть сходитись (конвертувати) до одних і тих самих проміжних або ефекторних нейронів, що обумовлено тим, що на тілі і дендритах більшості нейронів ЦНС закінчується безліч відростків інших нейронів, що дозволяє аналізувати імпульси за значенням, здійснювати однотипні реакції на різні подразники та ін.;

• принцип дивергенції полягає в тому, що збудження, яке приходить навіть до одного нейрону нервового центру, миттєво розповсюджується по всім ділянкам цього центру, а також передається у центральні зони, або в інші, функціонально залежні нервові центри, у чому полягає основа всебічного аналізу інформації.

• принцип реципроктної іннервації м'язів-антагоністів забезпечується тим, що при збудженні центру скорочення м'язів-згиначів однієї кінцівки гальмується центр розслаблення тих же м'язів та збуджується центр м'язів розгиначів другої кінцівки. Ця якість нервових центрів обумовлює циклічні рухи під час праці, ходьби, бігу та ін.;

• принцип віддачі полягає в тому, що при сильному подразненні будь якого нервового центру відбувається швидка зміна одного рефлексу іншим, протилежного значення. Наприклад, після сильного згинання руки відбувається швидке і сильне її розгинання і так далі. Здійснення цього принципу лежить в основі ударів рукою або ногою, в основі багатьох трудових актів;

• принцип іррадіації полягає в тому, що сильне збудження будь якого нервового центру визиває розповсюдження цього збудження через проміжні нейрони на сусідні, навіть неспецифічні центри, що здатне охоплювати збудженням весь мозок;

• принцип окклюзїі (закупорки) полягає в тому, що при одночасному подразненні нервового центру однієї групи м'язів від двох і більше рецепторів, виникає рефлекторний ефект, який за своєю силою менше, ніж арифметична сума величин рефлексів цих м'язів від кожного рецептора окремо. Це виникає за рахунок наявності спільних нейронів для обох центрів.

• принцип домінанти полягає у тому, що в ЦНС завжди є пануючий очаг збудження, який підкорює та змінює роботу інших нервових центрів і, перш за все, гальмує активність інших центрів. Цей принцип обумовлює цілеспрямованість дій людини;

• принцип послідовної індукції обумовлений тим, що біля ділянок збудження завжди є нейроні структури гальмування і навпаки. Завдяки цьому після збудження завжди виникає гальмування {від'ємна або негативна послідовна індукція), а після гальмування — збудження (позитивна послідовна індукція)

Як вказувалося раніше, ЦНС складається із спинного та головного мозку.

Спинний мозок (див. рис.З) розташовується у порожнині хребетного каналу, має форму довгого тяжа (до 45 см з діаметром 10-13 мм),

який в продовж своєї довжини умовно поділяється на 3І сегменти, від кожного з яких відходить одна пара спинномозкових нервів (всього 31 пара). У центрі спинного мозку знаходиться спинномозковий канал та сіра речовина (скопичення тіл нервових клітин), а на периферії — біла речовина, представлена відростками нервових клітин (аксонами, вкритими мієліновою оболонкою), які утворюють висхідні та низхідні провідні шляхи спинного мозку між сегментами самого спинного мозку, а також між спинним та головним мозком.

Основні функції спинного мозку це рефлекторна та провідна. У спинному мозку знаходяться рефлекторні центри м'язів тулуба, кінцівок та шиї (рефлексів на розтягування м'язів, рефлексів м'язів-антагоністів, сухожилкових рефлексів), рефлексів підтримки пози (ритмічних і тонічних рефлексів), та вегетативних рефлексів (сечовиділення та дефекації, статевої поведінки). Провідна функція здійснює взаємозв'язок діяльності спинного та головного мозку і забезпечується висхідними (від спинного до головного мозку) та низхідними (від головного мозку до спинного) провідними шляхами спинного мозку.

Спинний мозок у дитини розвивається раніше головного, але його ріст та диференціація продовжуються до юнацького віку. Найбільш інтенсивно спинний мозок росте у дітей в період перших 10 років життя. Моторні (еферентні) нейрони розвиваються раніше, ніж аферентні (чутливі), впродовж всього періоду онтогенезу. Саме з цієї причини дітям значно легше копіювати рухи інших, ніж виробляти власні рухові акти.

У перші місяці розвитку зародка людини довжина спинного мозку співпадає з довжиною хребта, але пізніше спинний мозок відстає у рості від хребта і у новонародженого нижній кінець спинного мозку знаходиться на рівні Ш, а у дорослих — на рівні 1 поперекового хребця. На цьому рівні спинний мозок переходить у конус та кінцеву нитку (складається частково із нервової, а в основному із сполучної тканини), яка тягнеться вниз і закріплюється на рівні JJ куприкового хребця). Внаслідок вказаного корінці поперекових, крижових та куприкових нервів мають довгу протяжність у каналі хребта навколо кінцевої нитки, утворюючи цим так званий кінський хвіст спинного мозку. В верхній частині (на рівні основи черепа) спинний мозок сполучається з головним мозком.

Головний мозок (рис. 4) керує всією життєдіяльністю цілісного організму, містить вищі нервові аналітико-синтетичні структури, які координують життєво важливі відправлення організму, забезпечують пристосувальну поведінку і психічну діяльність людини. Головний мозок умовно поділяється на такі відділи: довгастий мозок (місце приєднання спинного мозку); задній мозок, який об'єднує варолієв міст і мозочок; середній мозок (ніжки мозку та дах середнього мозку); проміжний мозок, основною частиною якого є зоровий горб або таламус та під горбкові утворення (гіпофіз, сірий горб, перехрест зорових нервів, епіфіз та ін.); кінцевий мозок (дві великі півкулі, вкриті корою мозку). Проміжний та кінцевий мозок іноді об'єднують у передній мозок.

Довгастий мозок, міст, середній та частково проміжний мозок разом утворюють стовбур мозку, з яким пов'язаний мозочок, кінцевий та спинний мозок. У середині головного мозку розташовані порожнини, що є продовженням спинномозкового каналу і називаються шлуночками. На рівні довгастого мозку розташований IV-й шлуночок;

порожниною середнього мозку є сільвієва протока (водопровід мозку); проміжний мозок містить III шлуночок, від якого в сторону правої і лівої великих півкуль відходять протоки та бокові шлуночки.

Як і спинний, головний мозок складається із сірої (тіл нейронів та дендритів) і білої (із відростків нейронів, вкритих мієліновою оболонкою) речовини, а також із клітин нейроглії. У стволовій частині головного мозку сіра речовина розташована окремими плямами, утворюючи цим нервові центри та вузли. У кінцевому мозку сіра речовина переважає у корі великих півкуль, де розташовані найвищі нервові центри організму та в деяких підкоркових відділах. Решта тканин великих півкуль та стволової частини головного мозку білого кольору, що представляє собою висхідні (до зон кори), низхідні (від зон кори) та внутрішні нервові провідні шляхи головного мозку.

Головний мозок має XII пар черепно-мозкових нервів (рис. 5). На дні (основі) IV-ro шлуночка розташовані центри (ядра) ІХ-ХІІ пари нервів, на рівні варолієва моста V-XIII пари; на рівні середнього мозку III—IV пари черепно-мозкових нервів. 1 пара нервів розташована в області нюхових цибулин, що містяться під лобними долями півкуль головного мозку, а ядра II пари — в області проміжного мозку.

Окремі частини головного мозку мають наступну будову:

• Довгастий мозок фактично є продовженням спинного мозку, має довжину до 28 мм і спереду переходить у вароліїв міст мозку. Ці структури в основному складаються з білої речовини, що утворює провідні шляхи. Сіра речовина (тіла нейронів) довгастого мозку і моста міститься в товщі білої речовини окремими острівцями, що називаються ядрами. Центральний канал спинного мозку, як вказувалось, в області довгастого мозку і моста розширюється утворюючи IV-й шлуночок, задня сторона якого має заглибину — ромбовидну ямку, яка у свою чергу переходить у сільвіів водопровід мозку, що з'єднує IV-й і ІІІ -й шлуночки. Більшість ядер довгастого мозку і мосту розташовані в стінках (на дні) IV-ro шлуночка, чим досягається їх найкраще забезпечення киснем та споживчими речовинами. На рівні довгастого мозку і мосту розташовані найголовніші центри вегетативної і,

частково, соматичної регуляції, а саме: центри іннервації м'язів язика і шиї (під'язиковий нерв, XII пара черепно-мозкових нервів); центри іннервації м'язів шиї та плечового пояса, м'язів горла і гортані (додатковий нерв, XI пара). Іннервацію органів шиї. грудної клітини (серця, легень), черева (шлунку, кишок), залоз внутрішньої секреції здійснює блукаючий нерв (X пара), який ? головним нервом парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи. Іннервацію язика, смакових рецепторів, актів ковтання, певних частин слинних залоз здійснює язикоглотковий нерв (IX пара). Сприйняття звуків та інформації про положення тіла людини в просторі від вестибулярного апарату здійснює присінковозавитковий нерв (VIII пара). Іннервацію слізних та частини слинних залоз, мімічних м'язів лиця забезпечує лицьовий нерв (VII пара). Іннервацію м'язів ока і повік здійснює відвідний нерв (VI пара). Іннервацію жувальних м'язів, зубів, слизової ротової порожнини, ясен, губ, деяких мімічних м'язів та додаткових утворень ока здійснює трійчастий нерв (V пара). Більшість ядер довгастого мозку дозрівають у дітей до 7-8 років. Мозочок є відносно відокремленою частиною головного мозку, має дві півкулі, з'єднані черв'ячком. За допомогою провідних шляхів у вигляді нижніх, середніх та верхніх ніжок мозочок сполучається з довгастим мозком, варолієвим мостом І середнім мозком. Аферентні шляхи мозочка йдуть від різних відділів головного мозку та від вестибулярного апарату. Еферентні імпульси мозочка спрямовані до рухових відділів середнього мозку, зорових горбів, кори великих півкуль, і до рухових нейронів спинного мозку. Мозочок є важливим адаптаційно-трофічним центром організму, приймає участь у регуляції серцево-судинної діяльності, дихання, травлення, терморегуляції, іннервує гладенькі м'язи внутрішніх органів, а також відповідає за координацію рухів, підтримку пози, тонус м'язів тулуба. Після народження дитини мозочок інтенсивно розвивається, і вже у віці 1,5-2 роки його маса та розміри досягають розмірів дорослої людини. Остаточна диференціація клітинних структур мозочка завершується у 14-15 років: з'являється здатність до довільних тонко координованих рухів, закріплюється почерк письма та ін.

Середній мозок складається з двох ніжок мозку, що виходять із моста і чотиригорбикової пластинки даху (рис. 6). В області ніжок мозок містить ядро чорної субстанції (багатої на меланін)

та червоне ядро. Дах середнього мозку складається з двох верхніх та двох нижніх горбиків, ядра яких пов'язані з орієнтувальними рефлексами на зорові (верхні горбики) та слухові (нижні горбики) подразнення. Горбики середнього мозку називають, відповідно, первинними зоровими та слуховими центрами (на їх рівні відбувається переключення з других на треті нейрони відповідно зорового та слухового трактів, за якими зорова інформація далі направляється у зоровий центр, а слухова інформація — у слуховий центр кори головного мозку). Центри середнього мозку тісно пов'язані з мозочком і забезпечують виникнення "сторожових" рефлексів (повернення голови, орієнтація в темноті, в новій обстановці і таке інше). Чорна субстанція та червоне ядро беруть участь у регуляції пози і рухів тіла, підтримують тонус м'язів, координують рухи під час їжі (жування, ковтання). Важлива функція червоного ядра полягає в рецепроктній (з'ясованій) регуляції роботи м'язів антагоністів, що обумовлює узгоджену дію згиначів і розгиначів опорно-рухового апарату. Таким чином, середній мозок разом з мозочком є основним центром регуляції рухів та підтримки нормального положення тіла. Порожниною середнього мозку є сільвієва протока (водопровід мозку), на дні якої розташовані ядра блокового (IV пара) та окорухового (III пара) черепно-мозкових нервів, які іннервують м'язи ока.

• Проміжний мозок складається з епіталамусу (надгір'я), таламусу (згір'я), мезаталамусу та гіпоталамусу (підзгір'я). Епітапамус сполучається з залозою внутрішньої секреції, що називається епіфізом, або шишкоподібною залозою, яка врегульовує внутрішні біоритми людини з оточуючим середовищем. Ця залоза є також своєрідним хронометром організму, що визначає зміну періодів життя, активність в продовж доби, в продовж сезонів року, стримує до певного періоду статеве дозрівання таке ін. Таламус, або зорові горби об'єднує близько 40 ядер, які умовно поділяються на 3 групи: специфічні, неспецифічні та асоціативні. Специфічні (або ті що переключають) ядра призначені передавати висхідними проекційними шляхами зорову, слухову, шкіряно-м'язово-суглобну та іншу (крім нюхової) інформацію у відповідні сенсорні зони кори великих півкуль. Низхідними шляхами скрізь специфічні ядра передається інформація від моторних зон кори до нижче розташованих відділів головного та спинного мозку, наприклад, до рефлекторних дуг, керуючих роботою скелетних м'язів. Асоціативні ядра передають інформацію від специфічних ядер проміжного мозку в асоціативні відділи кори великих півкуль. Неспецифічні ядра утворюють загальний фон активності кори великих півкуль, що підтримує бадьорий стан людини. При зменшенні електричної активності неспецифічних ядер людина засинає. Крім того, вважається, що неспецифічні ядра таламусу регулюють процеси не довільної уваги, приймають участь у процесах формування свідомості людини. Аферентні імпульси від усіх рецепторів організму (за винятком нюхових), перш ніж досягнути кори великих півкуль, потрапляють у ядра таламусу. Тут інформація первинно обробляється та кодується, отримує емоційне забарвлення і далі направляється в кору великих півкуль. В таламусі розташований також центр больової чутливості і є нейрони, які координують складні рухові функції з вегетативними реакціями (наприклад, координацію м'язової активності з активізацією роботи серця та дихальної системи). На рівні таламусу здійснюється частковий перехрест зорових і слухових нервів. Перехрест (хіазма) здорових нервів (рис. 6) розташований попереду гіпофіза і сюди приходять від очей чутливі зорові нерви (II пара черепно-мозкових нервів). Перехрест полягає в тому, що нервові відростки світлочутливих рецепторів лівої половини правого і лівого ока об'єднуються далі в лівий зоровий тракт, що на рівні латеральних колінчастих тіл таламуса переключається на другий нейрон, який через зорові пагорбки середнього мозку направляється у центр зору, розташований на медіальній поверхні потиличної долі кори правої півкулі головного мозку. В одно час нейрони від рецепторів правих половин кожного ока створюють правий зоровий тракт, який направляється у центр зору лівої півкулі. Кожен зоровий тракт містить до 50 % зорової інформації відповідної сторони лівого і правого ока (детальніше див. підрозділ 4.2).

Перехрест слухових шляхів здійснюється аналогічно зоровим але реалізується на базі медіальних колінчастих тіл таламуса. Кожен слуховий тракт містить 75 % інформації від вуха відповідної сторони (лівого чи правого) і 25 % інформації від вуха протилежної сторони.

Підзгір'я (гіпоталамус) є частиною проміжного мозку, що керує вегетативними реакціями, тобто здійснює координативно-інтеграційну діяльність симпатичного та парасимпатичного відділів вегетативної нервової системи, а також забезпечує взаємодію нервової та ендокринної регулюючих систем. В межах гіпоталамусу нараховують 32 нервових ядра, більшість із яких, використовуючи нервові та гуморальні механізми, здійснюють своєрідну оцінку характеру та ступеню порушень гомеостазу (сталості внутрішнього середовища) організму, а також утворюють "команди", що здатні впливати на виправлення можливих зрушень гомеостазу як шляхом змін у вегетативній нервовій та ендокринній системах, так і (через ЦНС) шляхом змін поведінки організму. Поведінка, в свою чергу, базується на відчуттях з числа яких ті, що пов'язані з біологічними потребами, називаються мотиваціями. Відчуття голоду, спраги, ситості, болю, фізичного стану, сили, статевої потреби пов'язані з центрами, розташованими в передніх і задніх ядрах гіпоталамуса. Одне із найбільших ядер гіпоталамуса (сірий горбик, рис. 6) приймає участь у регуляції функцій багатьох ендокринних залоз (через гіпофіз), та у регуляції обміну речовин, в тому числі обміну води, солей-та вуглеводів. У гіпоталамусі розташований також центр регуляції температури тіла.

Гіпоталамус щільно пов'язаний з залозою внутрішньої секреції — гіпофізом, утворюючи гіпоталамо-гіпофізарний шлях, за рахунок якого здійснюється, як вказувалось вище, взаємодія та координація нервової та гуморальної систем регуляції функцій організму.

На момент народження більша частина ядер проміжного мозку добре розвинута. В подальшому розміри таламусу зростають за рахунок росту розмірів нервових клітин і розвитку нервових волокон. Розвиток проміжного мозку також полягає в ускладненні його взаємодії з іншими мозковими утвореннями, що вдосконалює загальну координаційну діяльність. Остаточно диференціація ядер таламусу та гіпоталамусу закінчується у період статевого дозрівання.

V центральній частині стовбура мозку (від довгастого до проміжного) знаходиться нервове утворення — сітчастий утвір (ретикулярна формація). Ця структура налічує 48 ядер і велику кількість нейронів, що утворюють безліч контактів один з одним (явище полі сенсорної конвергенції). Через колатеральний шлях у ретикулярну формацію надходить вся чутлива інформація від рецепторів периферії. Встановлено, що сітчастий утвір приймає участь у регуляції дихання, діяльності серця, судин, процесів травлення та ін. Особлива роль сітчастого утвору полягає у регуляції функціональної активності вищих відділів кори головного мозку, що забезпечує стан бадьорості (разом з імпульсами від неспецифічних структур таламусу). У сітчастому утворі відбувається взаємодія аферентних та еферентних імпульсів, циркуляція їх по кільцевим шляхам нейронів, що необхідно для підтримки певного тонусу або ступеню готовності всіх систем організму до змін стану або умов діяльності. Низхідні шляхи ретикулярної формації здатні передавати імпульси від вищих відділів ЦНС до спинного мозку, регулюючи швидкість проходження рефлекторних актів.

Кінцевий мозок включає підкоркові базальні ганглії (ядра) та дві великі півкулі, вкриті корою головного мозку. Обидві півкулі, з'єднані між собою пучком нервових волокон, утворюючих мозолисте тіло.

Серед базальних ядер слід назвати бліду кулю (палідум) де розташовані центри складних рухових актів (письма, спортивних вправ) та мімічних рухів, а також смугасте тіло яке контролює бліду кулю і діє на неї гальмуючи. Такий самий вплив смугасте тіло здійснює і на кору мозку, викликаючи сон. Встановлено також, що смугасте тіло приймає участь у регуляції вегетативних функцій, таких як обмін речовин, судинні реакції та теплоутворення.

Над мозковим стовбуром в товщі півкуль розташовані структури, які обумовлюють емоційний стан, спонукають до дії, приймають участь у процесах навчання і запам'ятовування. Ці структури утворюють лімбічну систему. До складу вказаних структур належать такі зони головного мозку, як закрутка морського коника (гіппокамп), поясна закрутка, нюхова цибулина, нюховий трикутник, мигдалеподібне тіло (мигдалина) і передні ядра таламуса та гіпоталамуса. Поясна закрутка разом з закруткою морського коника і нюховою цибулиною утворюють лімбічну кору, де формуються акти поведінки людини під впливом емоцій. Встановлено також, що нейрони, розташовані у закрутці морського коника, приймають участь у процесах навчання, пам'яті, пізнання, тут же утворюються емоції гніву та страху. Мигдалеподібне тіло впливає на поведінку та активність при задоволенні потр