Центральная нервная система

Центральная нервная система (systema nervosum centrale, ЦНС) — основной отдел нервной системы животных и человека, представленный у беспозвоночных скоплениями нервных клеток (ганглиями) и нервной цепочкой, а у позвоночных — спинным и головным мозгом.

Главная и специфическая функция ЦНС — осуществление сложных, высокодифференцированных реакций организма, называемых рефлексами.

Эволюция и развитие

Впервые центральная нервная система в виде парных нервных стволов с ганглиями формируется у ресничных червей. У позвоночных она относится к трубчатому типу и образуется в процессе эмбрионального развития из наружного зародышевого листка — эктодермы.

• Процесс нейруляции: Передний конец нервной трубки делится на три мозговых пузыря, которые становятся зачатками головного мозга, а её тонкая задняя часть преобразуется в спинной мозг.
• У низших хордовых, например у ланцетника, ЦНС представляет собой малодифференцированную сплошную нервную трубку.

Формирование ЦНС как главной интегрирующей системы организма потребовало развития быстродействующих проводящих путей как внутри неё, так и для связи со всеми органами и тканями. Эту функцию выполняет периферическая нервная система, включающая у позвоночных черепномозговые и спинномозговые нервы.

Принципы работы и структура

Основу деятельности ЦНС составляет рефлекторная дуга — путь, по которому проходит нервный импульс от восприятия раздражения до ответной реакции.

• Афферентные (чувствительные) нервные волокна передают возбуждение в ЦНС от периферических рецепторов.
• Эфферентные (двигательные) нервные волокна передают возбуждение из ЦНС к исполнительным органам (мышцам, железам).

Многочисленные рецепторы организма воспринимают различные раздражения из внешней и внутренней среды, преобразуют их в нервные импульсы, которые по рефлекторной дуге приводят к целенаправленным реакциям. Непрерывный поток информации от исполнительных органов обрабатывается в ЦНС, что позволяет корректировать и регулировать функции в соответствии с текущими потребностями организма по принципу обратной связи.

Функциональные особенности

Для нервных центров (центральных отделов рефлекторной дуги) характерны:

• Сравнительно медленное возникновение и протекание возбуждения.
• Способность изменять ритм поступающих сигналов.
• Фазовые колебания уровня возбудимости.

Эта функциональная «инертность» лежит в основе таких явлений, как суммация и облегчение. При действии сильных или длительных раздражителей нервные центры могут переходить в состояние торможения. Взаимодействие и баланс процессов возбуждения и торможения являются фундаментом для всех механизмов деятельности ЦНС.

Координация и иерархия

Множество разнообразных рефлексов ЦНС осуществляет в строгой последовательности, соответствующей потребностям организма. Координационная деятельность обеспечивается:

• Структурными особенностями: дивергенцией (расхождением) и конвергенцией (схождением) нервных путей.
• Функциональными особенностями: процессы возбуждения могут активировать одни нервные пути и синапсы, одновременно блокируя другие за счёт торможения, создавая бесчисленные комбинации.

Деятельность ЦНС имеет чёткую иерархическую организацию. В процессе эволюции значение высших её отделов усиливалось (процесс цефализации), автономность одних участков снижалась, а управляющая роль других — возрастала. Благодаря тесной связи с органами чувств, центральный отдел (головные ганглии, головной мозг) стал способен интегрировать и координировать работу всей нервной системы, а у млекопитающих является материальной основой высшей нервной деятельности (психики, сознания, обучения).