Природничі науки. 1 частина. 11 клас. Гільберг

Розум та емоції

Електрична проводка нашого організму

Усі функції людського організму — рухову діяльність, роботу внутрішніх органів, тканинні процеси — регулює нервова система. Також вона регулює психічну діяльність людини, її розумову працю.

Анатомічно нервова система людини складається з двох великих відділів:

• центральної нервової системи (ЦНС), яка включає головний і спинний мозок;
• периферійної нервової системи, яка складається з нервових волокон, що відходять від головного й спинного мозку. Збираючись у пучки різної товщини, нервові волокна утворюють нерви, які зв’язують головний і спинний мозок з усіма органами та системами організму.

За функціями нервову систему поділяють на соматичну й вегетативну. Соматична нервова система іннервує опорно-руховий апарат і всі органи чуттів. Вона підпорядкована свідомості людини. Людина може усвідомлено керувати скелетною мускулатурою і відчувати шкірою різноманітні впливи навколишнього середовища.

Вегетативна нервова система регулює процеси обміну речовин і роботу всіх внутрішніх органів (серця, нирок, легень тощо). Функціонує незалежно від свідомості людини й передає імпульси від внутрішніх органів до центральної нервової системи та назад до них. Її ще називають автономною.

Мал. 10.1. Система, що керує й регулює

Вегетативну нервову систему поділяють на два відділи: симпатичний і парасимпатичний, дії яких є протилежними (табл. 10.1). Основна функція нервової системи — керування і регулювання роботи всіх систем та органів організму. Важливими функціями нервової системи є:

• інформативна — сприймає впливи середовища на організм;
• інтегративна — об’єднує організм в одне ціле (вплив нервової системи завжди спрямований на нормалізацію діяльності організму, щоби не порушувалася функціональна єдність);
• провідникова — полягає в перетворенні інформації у нервові імпульси та проведення їх;
• регуляторна — регулює роботу органів, систем (сприймає зміни внутрішнього середовища, аналізує цю інформацію і відповідно змінює діяльність окремих органів або систем органів), підтримує сталість внутрішнього середовища організму (температуру тіла, артеріальний тиск, уміст глюкози в крові тощо);
• рефлекторна — здійснює зв’язок організму із зовнішнім середовищем (реагує на зміни, які відбуваються в середовищі, що його оточує) і забезпечує адаптацію в мінливих умовах;
• емоційна — визначає психічну діяльність індивіда (взаємозв’язок між вставними нейронами забезпечує емоції, функціонування пам’яті та творчу діяльність людини).

Таблиця 10.1. Вплив симпатичного та парасимпатичного відділів автономної нервової системи на діяльність деяких органів

Органи та функції	Відділи автономної нервової системи
	Симпатичний	Парасимпатичний
Серце	Пришвидшує і підсилює його скорочення	Уповільнює його скорочення
Кровоносні судини	Звужує	Розширює (у певних органах)
Кров’яний тиск	Підвищує	Знижує
Дихання	Пришвидшує	Уповільнює
Зіниці ока	Розширює	Звужує
Залози: слинні, травні, шлунка й кишечника	Зменшує виділення слини й травного соку	Збільшує виділення слини й травного соку
Рухова активність шлунка й кишечника	Уповільнює	Підсилює
Шкіра	Посилює потовиділення	Не діє

Регуляція фізіологічних систем організму, його рухової активності вважають нижчою нервовою діяльністю. Здійснення поведінкових реакцій і психічних процесів є проявом вищої нервової діяльності. Порівняти вищу і нижчу нервову діяльність ви зможете, проаналізувавши інформацію, наведену в таблиці 10.2 (зробіть це).

Таблиця 10.2. Порівняння вищої і нижчої нервової діяльності

Ознаки порівняння	Нервова діяльність
	Вища	Нижча
Утворення	Спадкова (генетично запрограмована)	Індивідуально набута впродовж життя
Діяльність	Безумовнорефлекторна	Безумовнорефлекторна та умовнорефлекторна
Пов’язана з функціями	Нижчих відділів ЦНС — спинного мозку й стовбура головного мозку	Вищих відділів ЦНС — корою великого мозку й підкіркових ядер
Функції	Забезпечує рефлекторну регуляцію фізіологічних функцій організму	Забезпечує розумову (інтелектуальну) і довільну рухову діяльність, тобто поведінку організму

Відомо, що основний компонент нервової системи — нервова тканина, а її структурною і функціональною одиницею є спеціалізована нервова клітина — нейрон (мал. 10.2). Його головні функції — сприймання інформації з організму та довкілля, її аналіз, зберігання і передавання у вигляді нервових імпульсів до робочих органів.

У нейрона є один довгий відросток (аксон) і велика кількість, інколи до кількох тисяч, коротких розгалужених відростків (дендритів). Тіло нейрона вкрите мембраною і містить, як і будь-яка клітина, цитоплазму, ядро, мітохондрії, рибосоми, ендоплазматичну сітку. Довжина аксонів у людини становить від 1 мм до 50 см. Основною функцією аксона є проведення нервового імпульсу від тіла нейрона до іншого нейрона або до робочого органа. Сприймаючи нервові імпульси, нейрон обробляє їх і передає всією нервовою системою зі швидкістю до 120 м/с. Місця, у яких нервовий імпульс передається з одного нейрона на інший, називають синапсами.

Мал. 10.2. а) Нервова клітина — нейрон: 1) аксон іншої клітини; 2) дендрит; 3) тіло клітини, або сома; 4) ядро; 5) синапс; 6) нервові закінчення аксонів; 7) аксон; 8) синапси. б) Нервова мережа

За допомогою синаптичних контактів нейрони об’єднуються у специфічні нейронні ланцюги та нервові центри (мал. 10.2, б). У мозку людини нараховують близько 100 млрд нейронів. Кожний нейрон має декілька тисяч синаптичних контактів з іншими клітинами, тому загальна кількість синапсів у центральній нервовій системі досягає астрономічної величини — 10¹⁵-10¹⁶. Залежно від спеціалізації на тому чи іншому виді обробки інформації механізм передачі імпульсу в синапсах може бути хімічним, електричним або змішаним (мал. 10.3).

Мал. 10.3. Хімічний і електричний синапси

Порівняти хімічні й електричні синапси ви зможете, проаналізувавши дані, наведені в таблиці 10.3

Таблиця 10.3. Порівняльна таблиця хімічного й електричного синапсів

Ознаки порівняння	Синапсис
	Хімічний	Електричний
Проведення збудження	Двостороннє	Одностороннє
Стомлюваність	Низька	Висока
Лабільність	Висока	Низька
Синаптична затримка	Коротка	Довга
Трансформація ритму потенціалу дії	Не відбувається	Відбувається
Чутливі до дії	Електромагнітних випромінювань	Хімічних агентів

У людини близько 10-15 млрд нервових клітин, які закладаються в нервовій системі в період ембріонального розвитку й після народження їхня кількість не збільшується.

Лише 10-15 млн нервових клітин утворюють спинний мозок і периферичні нервові вузли (ганглії), а решта, тобто 99,9 %, зосереджена в головному мозку.

Завдяки електричній природі нервових імпульсів і наявності спеціальних провідних шляхів нервова система здійснює рефлекторну регуляцію дуже швидко, але недовго, і забезпечує конкретний вплив на органи.

Один нейрон може бути пов’язаний з величезною кількістю (до 20 тис.) інших нейронів.

У головному й спинному мозку налічують близько 85 млрд уставних нейронів, основна функція яких полягає в переробленні вхідних сигналів від чутливих нейронів і передаванні вихідних нервових імпульсів до рухових нейронів.

У 1992 році відкрито дзеркальні нейрони, які збуджуються навіть тоді, коли людина (мавпа й деякі птахи) просто спостерігає за виконанням певної дії іншою істотою (уважають, що вони відповідають за наслідування).

Більше половини всіх нейронів зосереджено у великих півкулях головного мозку.

У тілі дорослої людини близько 75 км нервів, що передають сигнали на великі відстані (є основою периферичної нервової системи, що з’єднує головний і спинний мозок з усіма частинами тіла).

Найдовший і найтовстіший нерв людини — сідничний, який проходить від крижового відділу спинного мозку до пальців ніг.

Що вище в тілі людини міститься та чи інша ділянка мозку, то складнішими є її функції.

Головний і спинний мозок пронизує густа сітка кровоносних судин, адже мозок потребує постійного надходження кисню та поживних речовин.

Припинення кровопостачання мозку на кілька секунд спричиняє втрату свідомості.

Порушення мозкового кровообігу може бути причиною різних патологічних станів (паралічів, утрати чутливості, розладу мови тощо).

У тканині мозку немає больових рецепторів, больові сигнали виникають у його оболонках.

Черевне, або сонячне, сплетіння, розташоване в людини у верхній частині черевної порожнини, складається з нервів і трьох вузлів, розмір яких може становити від 0,5 см до 4,5 см.

Хрящі, волосся, нігті, вії, зубна емаль не мають нервових волокон.

Мал. 10.4. 12 пар черепно-мозкових нервів виходять з головного мозку.

Одинадцять пар іннервують органи чуття, деякі посмуговані м’язи, слізні та слинні залози, розташовані на голові та шиї. А одна пара (блукальний нерв) іннервує органи грудної і черевної порожнини

Мал. 10.5. 31 пара спинномозкових нервів виходять з кожного сегмента спинного мозку та іннервують усі ділянки тіла людини, розташовані нижче шиї

Діяльність нервової системи здійснюється за допомогою рефлексів. У процесі еволюції виникли міцно закріплені рефлекси, що передаються спадково, які забезпечують пристосувальні можливості організму, об’єднують і погоджують його функції. Такі рефлекси називають безумовними. Одним з видів безумовних рефлексів є інстинкт. Він закладається в людини як складна вроджена реакція. До базових інстинктів людини належать: інстинкт самозбереження, продовження роду, харчовий і материнський.

У людини в процесі індивідуального життя виникають якісно нові рефлекторні реакції залежно від характеру й умов зовнішніх упливів. Такі рефлекси називають умовними. Вони є динамічними й утворюються в разі необхідності під час подразнення будь-яких рецепторних апаратів, на будь-яку діяльність організму (мал. 10.6).

Мал. 10.6. Умовні й безумовні рефлекси

Дослідження утворення і гальмування умовних рефлексів дають змогу виявити три їхні основні характеристики: 1) силу; 2) урівноваженість; 3) рухливість, що зумовлюють тип поведінкових реакцій (мал. 10.7).

За цими показниками розрізняють чотири основні типи вищої нервової діяльності:

• 1) сильний, неврівноважений (невтримний);
• 2) сильний, урівноважений, інертний (повільний);
• 3) сильний, урівноважений, рухливий (живий);
• 4) слабкий.

Відповідно до цих типів вищої нервової діяльності в людей виокремлюють чотири темпераменти: 1) холеричний; 2) флегматичний; 3) сангвінічний; 4) меланхолійний (мал. 10.7).

Мал. 10.7. Упізнаєте себе?

Конкретний тип темпераменту людини зумовлений генотипом, тобто генетично-спадковою основою психічної діяльності. Проте поведінка людини залежить і від зовнішніх — фенотипічних факторів.

Сплав генотипічних і фенотипічних ознак формує характер людини. В основі характеру лежать природжені й набуті властивості нервової системи, які виявляються в процесі соціалізації особистості — у системі відносин особистості до навколишнього середовища, інших людей, а також до себе як особистості (самооцінка).

Мал. 10.8

Проаналізуйте малюнок 10.8 і поясніть, як наша нервова система реагує на ведмедя

За характером відображуваних сигналів виокремлюють два рівні функціонування вищої нервової діяльності людини — першу та другу сигнальні системи. Перша сигнальна система представлена органами чуття. Це діяльність кори головного мозку зумовлена безпосереднім впливом на сенсорні системи чинників зовнішнього та внутрішнього середовищ. Вона виявляється як у безумовних, так і в умовних рефлексах, що формуються у відповідь на будь-які подразники навколишнього середовища.

Друга сигнальна система пов’язана з мовою. Це діяльність кори головного мозку, яка проявляється в умовних рефлексах, що формуються на своєрідний подразник — слово (мал. 10.9).

Мал. 10.9. І тільки людина має дві сигнальні системи