Анатомія, фізіологія, еволюція нервової системи - Маруненко І.М. - 9. Основні етапи розвитку нервової системи

Нервова система починає формуватися на третьому тижні ембріонального розвитку із зовнішнього зародкового листка - ектодерми. Спочатку утворюється нервова пластинка, яка перетворюється на жолобок з піднятими краями. Краї жолобка потім утворюють замкнену нервову трубку, з нижнього відділу утворюється спинний мозок, а з верхнього - три розширення - первинні мозкові міхури (передній, середній і задній).

У 5 тижнів у ембріона видно поділ поперечною борозною переднього і заднього міхурів ще на дві частини, утворюється 5 мозкових міхурів. З п'ятого мозкового міхура утворюється довгастий мозок, з четвертого - вароліїв міст і мозочок, з третього - середній мозок, з другого - очні міхури і проміжний мозок, з першого - півкулі великого мозку.

На третьому місяці ембріонального розвитку формується мозолисте тіло, яке з'єднує праву і ліву півкулі. До 6 місяців півкулі повністю покривають мозок.

З історії науки

o Гален (II ст. н.е.) довів існування рухових і чутливих нейронів. Він розрізняв сім черепних нервів, усі інші нерви він також пов'язував з мозком.

o Термін "рефлекс" у XVIII ст. був запропонований чеським фізіологом Прохазкою.

o О. П. Вальтер (1817-1889), учень Пирогова, у своїй праці "Про значення симпатичних шляхів, домішаних до сідничного нерва" уперше довів вплив симпатичних нервів на просвіт кровоносних судин.

o 1863 року І. М. Сєченов уперше описав явище сумації збудження. В основі цього явища лежить процес сумації збудливих постсинаптичних потенціалів на тілі нейронів. Порція медіатору, яка викидається нервовим закінченням у відповідь на поодинокий імпульс, досить мала для того, щоб спричинити збудливий постсинаптичний потенціал, достатній для деполяризації мембрани нервової клітини. Така деполяризація можлива або в разі одночасного збудження кількох синапсів, розташованих на тілі нейрона, або при надходженні до того самого синапса серії нервових імпульсів, які йдуть один за одним з коротким інтервалом. При цьому постсинаптичні потенціали складаються один за одним і в момент, коли сумарний потенціал досягає порогової величини, виникає потенціал дії, який поширюється далі.

o О. О.Ухтомським був сформульований принцип домінанти. Тимчасово пануючий, головний у поточний момент осередок стійкого тривалого збудження називається домінантою. Під час голоду виникає харчова домінанта. Домінантний осередок збудження має властивість притягувати до себе хвилі збудження, які надходять в інші центри, і внаслідок цього посилюватися. В цей час інші нервові центри, які не входять до його складу, і відповідні рефлекси загальмовуються, тому при наявності в ЦНС домінантного осередку координаційні відношення змінюються. Принцип домінанти є фізіологічною основою акту уваги і предметного мислення. Принцип домінанти підкреслює необхідність враховувати при виробленні нових рефлекторних актів попередні відношення в ЦНС раніше сформовані домінантні осередки.

o М. Є. Введенський (1852-1922), учень І. М. Сєченова, за допомогою телефонного апарата показав, що через нерв за одну секунду може проходити до 500 хвиль збудження, але закінчення нерва може передавати не більше 100-150 імпульсів за секунду, тобто різні частини нерва мають неоднакову функціональну властивість (за Введенським - лабільність). М. Є. Введенський робить висновок, що кожен нерв, залежно від ритму імпульсів, можна то збуджувати, то гальмувати. Надмірне збудження переходить у гальмування. Отже, гальмування закономірно виникає із збудження, і природа їх єдина.

o Термін синапс увів у науку Ч. Шеррінгтон у 1897 р. для позначення функціонального зв'язку між нейронами.

o У 1921 р. австрійським фармакологом О. Леві було доведено, що передача гальмівного впливу блукаючого нерва на серце здійснюється за допомогою хімічної речовини - медіатору. Таким чином, було закладено фундамент медіаторної теорії передачі збудження з нерва на робочий орган, теорії, яка нині є універсальною і загальновизнаною.

Еволюційний процес

Еволюція нервової системи відбувалася в напрямах:

o диференціація будови нейронів та їх функцій (спеціалізація нейронів);

o концентрація нейронів у певних місцях тіла з утворенням вузлів, нервових центрів, а пізніше нервової трубки (централізація);

o виникнення синапсів, які забезпечують зв'язок між нейронами;

o посилення регулюючої ролі головного відділу ЦНС у двобічносиметричних організмів (цефалізація).

o У будові нервової системи усіх хребетних організмів багато спільного. У всіх є спинний і головний мозок, але рівень розвитку відділів мозку істотно відрізняється.

o Загальна кількість нейронів у ЦНС людини становить приблизно 1011, проте їх розподіл у різних частинах мозку нерівномірний. Так, спинний мозок містить близько 13 млн. нейронів, а решта (9,999 o 1010) зосереджена у головному мозку.

o Загальна кількість гліоцитів (нейрогліальні клітини, які не мають синапсів) у мозку людини у 10 разів вища за кількість нейронів.

o Хімічні реакції в нервовій тканині відбуваються дуже інтенсивно. Якщо весь організм людини в стані спокою споживає за 1 хв. близько 300 см3 кисню, то мозок - 50 см3 кисню з цієї кількості. Стільки ж кисню потрібно і для серця.

o Головна поживна речовина, яка підтримує хімічний склад і забезпечує життєдіяльність мозку - вуглеводи. Вони - найважливіше джерело енергії. З 500 г вуглеводів, які вживає людина за добу, близько 90 г поглинає мозок.

o Основний вуглевод, необхідний для нервової тканини, - глюкоза. Запаси її в тканині мозку незначні: 100 г мозкової речовини містять лише близько 0,04 г глюкози. При звичайній життєдіяльності клітин такої кількості глюкози вистачило б тільки на 10 хв. Через це для підтримання нормального стану мозку до його клітин має надходити не лише кисень, а й глюкоза.

o Основна умова нормального функціонування рефлекторної діяльності нервової системи - непошкодженість усіх ланок рефлекторної дуги.