Московський Державний Університет імені М. В. Ломоносова біологічний факультет кафедра антропології

Реферат по церебрологіі:

Еволюція центральної нервової системи

Москва, 2002

Нервова система вищих тварин і людини являє собою результат тривалого розвитку в процесі пристосувальної еволюції живих істот. Розвиток центральної нервової системи відбувалося, перш за все, у зв'язку з удосконаленням сприйняття й аналізу впливів із зовнішнього середовища.

Разом з тим удосконалювалася і здатність відповідати на ці впливи координованої, біологічно доцільною реакцією.

Розвиток нервової системи йшло також у зв'язку з ускладненням будівлі організмів і необхідністю узгодження і регуляції роботи внутрішніх органів.

Нервова система. Загальні дані.

Одним з основних властивостей живої речовини є подразливість.

Кожен живий організм отримує роздратування з навколишнього середовища і відповідає на них відповідними реакціями, що зв'язують організм із середовищем. Що протікає в самому організмі обмін речовин в свою чергу обумовлює ряд подразнень, на які організм так реагує.

Зв'язок між ділянкою, на який потрапляє роздратування, і реагують органом у вищому багатоклітинній організмі здійснюється нервовою системою.

Проникаючи своїми розгалуженнями у всі органи і тканини, нервова система зв'язує весь організм в єдине ціле, здійснюючи його об'єднання. Це «невимовно складний і тонкий інструмент зносин, зв'язку численних частин організму між собою і організму як складної системи з нескінченним числом зовнішніх впливів» (І. П.

Павлов).

Нервову систему ділять по топографічній принципом на центральний і периферичний відділи, або системи. Під центральною нервовою системою зрозуміло спиною і головний мозок, які складаються із сірої та білої речовини, під периферичної - все інше, тобто нервові корінці, вузли, сплетення, нерви і периферичні нервові закінчення. Сіра речовина спинного та головного мозку - це скупчення нервових клітин разом з найближчими розгалуженнями їх відростків, які називають нервовими центрами. Нервовий центр - це «скупчення і зчеплення нервових клітин»

(І. П. Павлов).

Біла речовина - це нервові волокна (відростки нервових клітин, нейріти), вкриті оболонкою мієлінової (звідки і відбувається білий колір) і що зв'язують окремі центри між собою, тобто провідні шляхи.

Вищим відділом нервової системи є кора великого мозку.

Розвиток нервової системи.

Філогенез нервової системи коротко зводиться до наступного. У самих низько організованих тварин, наприклад в амеби, ще немає ні спеціальних рецепторів, ні спеціального рухового апарата, ні чого-небудь схожого на нервову систему. Будь-якою ділянкою свого тіла амеба може сприймати роздратування і реагувати на нього своєрідним рухом утворенням виросту протоплазми, або псевдоподии. Випускаючи псевдоподии, амеба пересувається до подразника, наприклад до їжі. Така регуляція називається гуморальної, або донервной.

У багатоклітинних організмів у процесі пристосувальної еволюції виникає спеціалізація різних частин тіла. З'являються клітки, а потім і органи, пристосовані для сприйняття роздратувань, для руху і для функції зв'язку і координації. Це нервова форма регуляції. У міру розвитку нервової системи нервова регуляція все більше підпорядковує собі гуморальну, так що утворюється єдина нейрогуморальна регуляція, що проходить в процесі філогенезу наступні основні етапи: сетевідная нервова система, вузлова нервова система, трубчаста нервова система.

Поява нервових клітин не тільки дозволило передавати сигнали на більшу відстань, але і з'явилося морфологічною основою для зачатків координації елементарних реакцій, що приводить до утворення цілісного рухового акта.

Надалі в міру еволюції тваринного світу відбувається розвиток і удосконалення апаратів рецепції, руху та координації.

Виникають різноманітні органи почуттів, пристосовані для сприйняття механічних, хімічних, температурних, світлових і інших подразників.

З'являється складно улаштований руховий апарат, пристосований, у залежності від способу життя тварини , до плавання, повзання, ходьби, стрибків, польоту і т.д. У результаті зосередження, чи централізації, розкиданих нервових кліток у компактні органи виникають центральна нервова система (ЦНС) і периферичні нервові шляхи.

У хордових ЦНС виникла у вигляді метамерну побудованої нервової трубки та відходять від неї сегментарним нервами до всіх сегментів тіла, включаючи і апарат руху, - тулуба мозок. У хребетних і людини тулубної мозок стає спинним. Таким чином, поява тулубної мозку пов'язане з удосконаленням в першу чергу моторного «озброєння» тварини.

филогенетично спиною мозок з'являється на III етапі розвитку нервової системи (трубчаста нервова система). У цей час головного мозку ще немає, тому тулубної відділ має центри для управління всіма процесами в організмі (вісцеральні і соматичні центри). Тулубної мозок має сегментарно будову, складається з пов'язаних між собою невромеров, в межах яких замикається найпростіша рефлекторна дуга.

Метамерні будова спинного мозку зберігається і в людини, чим і обумовлюється наявність у нього коротких рефлекторних дуг.

З появою головного мозку (етап цефалізаціі) в ньому виникають вищі центри управління всім організмом, а спинний мозок потрапляє в підлегле становище. Спинний мозок залишається не тільки сегментарним апаратом, а стає провідником імпульсів від периферії до головного мозку і назад, в ньому розвиваються двосторонні зв'язки з головним мозком. Таким чином. У процесі еволюції спинного мозку утворюються 2 апарату: старіший сегментарний апарат власних зв'язків спинного мозку і більше новий надсегментарного апарат двосторонніх провідних шляхів до головного мозку. Саме такий принцип побудови спостерігається у людини.

Вирішальним фактором освіти тулубної мозку є пристосування до навколишнього середовища за допомогою руху. Будова спинного мозку відбиває спосіб пересування тварини. Так, наприклад, у плазунів, що не мають кінцівок і пересуваються за допомогою тулуба (змії), спинний мозок розвинений рівномірно на всьому протязі і не має потовщень. У тварин, які користуються кінцівками, виникають два потовщення, причому, якщо більш розвинені передні кінцівки (крила літаючих птахів), то переважає переднє (шийна) потовщення спинного мозку, якщо більш розвинені задні кінцівки (ноги у страуса), то збільшено заднє (поперековий) потовщення; якщо в ходьбі беруть участь і передні, і задні кінцівки (чотириногі ссавці), то однаково розвинені обидва потовщення. У людини в зв'язку з більш складною діяльністю руки як органу праці шийна потовщення спинного мозку диференціювалося сильніше, ніж поперекової.

Зазначені фактори філогенезу грають роль у розвитку спинного мозку і в онтогенезі. Спинний мозок розвивається з заднього відрізка нервової трубки: з її вентрального відділу виникають клітинні тіла рухових нейронів і рухові корінці, з дорсального відділу - клітинні тіла Інтернейрони і відростки чутливих нейронів. Поділ на моторну (рухову) і сенсорну (чутливу) області простягається на всю нервову трубку і зберігається в стовбурі головного мозку.

Тому що більшість органів почуттів виникає на тому кінці тіла тварини, який звернений у бік руху, т . тобто вперед, то для сприйняття надходять через них зовнішніх подразнень розвивається передній кінець тулубної мозку і утворюється головний мозок, що збігається з відокремленням переднього кінця тіла у вигляді голови - цефалізація.

Розглянемо спрощену, але зручну схему філогенезу головного мозку

(Сепп Е. К., Цукер М. Б., Шмід Е. В. Нервові хвороби. - М.: Медгиз,

1954.). Відповідно до цієї схеми, на першому етапі розвитку головний мозок складається з трьох відділів: заднього, середнього і переднього, причому з цих відділів в першу чергу (у нижчих риб) особливо розвивається задній, або ромбовидний, мозок, rhombencephalon. Розвиток заднього мозку відбувається під впливом рецепторів акустики і гравітації (рецептори

VIII пари черепних нервів), які мають переважне значення для орієнтування у водному середовищі.

У процесі подальшої еволюції задній мозок диференціюється на довгастий мозок, який є перехідним відділом від спинного мозку до головного і тому званий myelencephalon, і власне задній мозок, metencephalon, з якого розвивається мозочок і міст.

У процесі пристосування організму до навколишнього середовища шляхом зміни обміну речовин в задньому мозку , як найбільш розвиненому на цьому етапі відділі ЦНС, виникають центри управління життєво важливими органами рослинного життя, пов'язаними, зокрема, з зябрових апаратом

(дихання, кровообіг, травлення та ін.) Тому в довгастому мозку виникли ядра зябрових нервів (група X пари - блукаючого нерва). Ці життєво важливі органи дихання і ковообращенія залишаються в довгастому мозку й у людини, чим пояснюється смерть, що наступає при ушкодженні довгастого мозку. На другому етапі (ще у риб) під впливом зорового рецептора особливо розвивається середній мозок, mesencephalon. На третьому етапі, у зв'язку з остаточним переходом тварин з водного середовища в повітряну, посилено розвивається нюховий рецептор, що сприймає що містяться в повітрі хімічні речовини.

Під впливом нюхового рецептора розвивається передній мозок, prosencephalon, спочатку має характер чисто нюхового мозку. Надалі передній мозок розростається і диференціюється на проміжний, diencephalon, і кінцевий, telencephalon.

У кінцевому мозку, як у вищому відділі ЦНС, з'являються центри для всіх видів чутливості. Однак нижележащие центри не зникають, а зберігаються, підкоряючись центрам вищерозміщеного мозку. Відбувається як би пересування функціональних центрів до головного мозку і одночасне підпорядкування филогенетично старих зачатків новим. У результаті центри слуху, вперше виникають в задньому мозку, є також в середньому і передньому, центри зору, що виникають в середньому, є і в передньому, а центри нюху - тільки в передньому мозку. Під впливом нюхового рецептора розвивається невелика частина переднього мозку, яка називається нюховим мозком, rhinencephalon, який покритий корою сірої речовини - старої корою, paleocortex.

Удосконалення рецепторів призводить до прогресивного розвитку переднього мозку, який поступово стає органом, що управляє всім поведінкою тварини. Відповідно двома формами поведінки тварини, індивідуальним і інстинктивно, в кінцевому мозку розвиваються дві групи центрів сірої речовини: базальні вузли та кора сірої речовини. Кора виникає при переході тварини від водного до наземного способу життя і виявляється виразно в амфібій і рептилій.

Надалі кора все більш підпорядковує собі функції нижчих відділів, відбувається поступова кортіколізація функцій.

Необхідною формацією для здійснення вищої нервової діяльності є нова кора, розташована на поверхні півкуль і набуває в процесі філогенезу 6-шарове будову. Завдяки посиленому розвитку нової кори кінцевий мозок у вищих хребетних перевершує за своїми розмірами всі інші відділи головного мозку, покриваючи їх, як плащем (pallium). Розвивається новий мозок, neencephalon, відтісняють в глибину старий мозок (нюховий), який ніби згортається, але залишається нюховим центром.

Отже, розвиток головного мозку відбувається під впливом розвитку рецепторів, чим і пояснюється те, що найбільший вищий відділ головного мозку - кора (сіра речовина) - являє собою, як вчить І. П.

Павлов, сукупність кіркових кінців аналізаторів, тобто суцільну сприймаючу (рецепторну) поверхню. Подальший розвиток мозку у людини підкоряється іншим закономірностям, пов'язаних з його соціальною природою. Крім природних органів тіла, що є і у тварин, людина почала користуватися знаряддями праці. Знаряддя праці, які стали штучними органами, доповнили природні органи тіла і склали технічне «озброєння» людини. За допомогою цього «озброєння» людина придбала можливість не тільки самому пристосовуватися до природи, але і пристосовувати природу до своїх потреб. Праця з'явився вирішальному чинником становлення людини, а в процесі суспільної праці виникло необхідний засіб спілкування - мова. «Спочатку працю, а потім і разом з ним членоподільна мова стали двома найголовнішими стимулами, під впливом яких мозок мавпи поступово перетворився в людський мозок, який, при всій своїй схожості з мавпячим, далеко перевершує його за величиною і досконалості» (К. Маркс , Ф. Енгельс). Це досконалість обумовлено розвитком кінцевого мозку, особливо його кори

- нової кори, neocortex.

Крім аналізаторів, що сприймають різні подразнення зовнішнього світу і становлять матеріальний субстрат конкретно-наочного мислення, властивого твариною ( по І. П. Павлову, перша сигнальна система відображення дійсності), у людини виникла здатність абстрактного, абстрактного мислення за допомогою слова, спочатку чутного

(усне мовлення), потім видимого (письмове мовлення). Це склало другу сигнальну систему, по І. П. Павлову, матеріальним субстратом якої стали поверхневі шари нової кори. Тому кора кінцевого мозку досягає найвищого розвитку у людини.

Таким чином, еволюція нервової системи призводить до прогресивного розвитку кінцевого мозку, який у вищих хребетних і особливо у людини у зв'язку з ускладненням нервових функцій досягає величезних розмірів.

Література.

Йоганнес В. роїння, Чіхіро Йокочі, Елкі Лютьен-Дреколл. Большой атлас по анатомії. Фотографічне опис людського тіла. М.,

Внешсігма, 1998

Приріст М.Г., Лисенков Н.К., Бушковіч В.І.. Анатомія людини. СПб,

Гіппократ, 1999.