Нервная система

За согласованную деятельность различных органов и систем, а также за регуляцию функций организма отвечает нервная система. Она осуществляет также связь организма с внешней средой, благодаря чему человек чувствует изменения в окружающей среде и реагирует на них. Нервная система определяет работу органов чувств, и, следовательно, отвечает за восприятие, ощущения, мышление, память. Она контролирует кровообращение, движение, дыхание, пищеварение, выделение, репродуктивные функции. Нервная система подразделяется на центральную (включает головной и спинной мозг) и периферическую (включает нервы и нервные узлы).

Вид сзади на взаимосвязь головного мозга, спинного мозга и переферической нервной системы

Нервные клетки

Действие нервной системы обеспечивают миллионы взаимосвязанных нервных клеток — нейронов. Они воспринимают и передают сигналы из одной части нервной системы в другую, а затем к определенным органам и клеткам различных систем организма, приводя их в действие, например, заставляя мышцы сокращаться.

Позвоночник в поперечном сечении

В зависимости от своих функций нейроны подразделяются на 3 типа: афферентные (чувствительные, сенсорные, рецепторные или центростремительные нейроны); эфферентные (нейроны, передающие информацию от органов чувств в центральную нервную систему); ассоциативные (вставочные нейроны, обрабатывающие полученную информацию); секреторные (двигательные нейроны, которые вызывают произвольные и непроизвольные движения).

Строение нейрона

Для нейронов, имеющих разную конфигурацию и размеры, характерна общая структура. У каждой нервной клетки имеется тело, содержащее цитоплазму, всевозможные органеллы и ядро. От тела выходит несколько тонких разветвляющихся отростков — дендриты и один длинный отросток — аксон, который является главным проводящим волокном в нерве. Концевые участки аксона ветвятся (делятся на несколько крошечных выпуклостей), и контактируют с другими нервными, мышечными или железистыми клетками. Каждая выпуклость находится на очень близком расстоянии от дендрита, но не касается его. Это расстояние называется синапсом, именно через него медиаторами (особыми химическими веществами) передаются сигналы (импульсы). Импульс распространяется от дендрита (дендритов) в тело клетки и далее в аксон.

Нейрон (нервная клетка) имеет тело и отходящие от него отростки — аксон и дендриты

Периферическая нервная система

Главными компонентами периферической нервной системы являются нервы (они соединяют центральную нервную систему с другими частями тела), и ганглии (узлы, или группы нервных клеток, расположенных в разных точках нервной системы). Нерв — это составная часть нервной системы; покрытая оболочкой структура, состоящая из пучка нервных волокон и поддерживающей их нейроглии. В человеческом организме находится 12 пар черепномозговых нервов (выходят из нижней части головного мозга) и 31 пара спинномозговых нервов (выходят из спинного мозга).

Нервы соматической системы связаны с вегетативными нервами через ганглии (узлы), и оба вида нервов вместе входят в спинной мозг и выходят из него. Сам же спинной мозг надежно защищен позвоночником

Черепномозговые нервы взаимодействуют главным образом с органами чувств и мышцами головы. Однако один из черепномозговых нервов (блуждающий нерв) обслуживает пищеварительную систему, сердце и воздушные проходы в легких.

Спинномозговые нервы контролируют все части тела ниже шеи. Выходя из спинного мозга, чувствительные и двигательные волокна соединяются, образуя нерв, но действуют независимо друг от друга. Затем каждый спинномозговой нерв несколько раз разветвляется, и в итоге образуется сеть, охватывающая весь организм. И чувствительные, и двигательные волокна являются частями нейронов. Например, двигательное волокно из нейрона в спинном мозге может беспрерывно тянуться до мышцы в стопе.

Соматическая и вегетативная системы

Периферическая нервная система подразделяется на соматическую (находящуюся под сознательным контролем человека), и вегетативную (не контролируемую) системы.

Соматическая система собирает информацию об окружающем мире от органов чувств и передает ее в центральную нервную систему, а также передает сигналы по двигательным волокнам от центральной нервной системы к скелетным мышцам, вызывая движение.

Чувствительные нервы посылают сигнал в спинной мозг. Частота сердечных сокращений определяется симпатической или парасимпатической системой. Блуждающий нерв замедляет сердцебиение

Вегетативная система отвечает в основном за работу таких органов, как сердце, легкие, желудок, кишечник, мочевой пузырь, половые органы и кровеносные сосуды. Она состоит только из двигательных нервов, соединяющих спинной мозг и мышцы.

Вегетативная нервная система делится на 2 части — симпатическую и парасимпатическую. Эти части функционально противоположны. Например, парасимпатические нервы заставляют бронхи сужаться, а симпатические нервы — вызывают их расширение. Вся вегетативная система контролируется гипоталамусом (участок головного мозга).

Центральная нервная система

Центральная нервная система — это основная часть нервной системы человека. Она состоит из головного и спинного мозга, контролирует отбор, обработку и анализ информации чувствительных импульсов, возбуждение двигательных сигналов и еще множество других жизненно важных для организма процессов.

Поперечное сечение показывает некоторые участки головного мозга, в том числе лимбическую систему, расположенную в области таламуса

Вся центральная нервная система поддерживаться обильным кровоснабжением, так как с кровью поступают кислород и питательные вещества. Система имеет двухуровневую надежную защиту. Первый уровень — костное покрытие — череп для головного мозга и позвоночник для спинного мозга. Второй уровень — 3 мозговые оболочки из соединительной ткани. Также защищает от повреждений важнейших тканей мозга спинномозговая жидкость. Она беспрерывно образуется из крови особыми клетками в сосудистой оболочке желудочков головного мозга. Эта жидкость оказывает амортизирующее действие. Она течет из боковых желудочков в маленький третий желудочек, а затем и в четвертый желудочек. После этого через отверстия в верхней части четвертого желудочка спинномозговая жидкость проходит в особые накопительные полости (цистерны), которые окружают ствол головного мозга у его основания. Затем жидкость движется вверх через верхнюю часть головного мозга (по полушариям) и вновь абсорбируется на паутинной оболочке — одной из трех оболочек головного мозга.

Функции головного мозга

Головной мозг подразделяется на 3 основные части: большие полушария, мозжечок и ствол мозга. Левое полушарие большого мозга отвечает за интеллект, язык, чтение, счет, линейное мышление и т. д. Правое же полушарие в ответе за пространственное мышление, образное восприятие, интуицию. Мозжечок рассылает сигналы, которые вызывают бессознательные движения в мышцах, способствующие сохранению равновесия и осуществлению координации. Различные структуры ствола мозга, включая продолговатый мозг, мост заднего мозга и ретикулярную формацию, контролируют частоту сердечных сокращений, кровяное давление, глотание, кашель и дыхание.

Центр сна/бодрствования расположен в стволе головного мозга. Этот центр воспринимает различную информацию (в том числе и от коры) и передает сигналы той же коре, где принимается решение о том, будет ли человек спать или бодрствовать. Факторами, влияющими на сон, могут быть спокойные или беспокойные мысли, тепло, холод, боль и другие разнообразные ощущения

Одна из самых важных функций головного мозга — контроль над уровнем за сознания. За него отвечает ретикулярная формация, которая просеивает всю информацию, полученную из организма, благодаря нервным импульсам, и решает, что из нее является важнейшим. Затем ретикулярная формация рассылает сигналы в соответствующие центры головного мозга. Там эти сигналы собираются, интерпретируются и вызывают ответную реакцию. Если же вышеописанному процессу что-то мешает, то кора головного мозга утрачивает активность, и человек теряет сознание.

Передний мозг

Передний мозг — это самая большая часть всего головного мозга. Он играет главную роль в процессах мышления, памяти, сознания и высшей умственной деятельности. Именно сюда поступают и здесь же дифференцируются различные импульсы. Передний мозг разделен на 2 полушария, соединенные у основания толстым пучком (тяжем) нервных волокон — мозолистым телом. В толще белого вещества мозговых полушарий находятся скопления серого вещества — базальные ядра. Эти клетки координируют мышечную деятельность, которая позволяет телу совершать определенные типы движения свободно и бессознательно. Например, размахивание руками во время ходьбы, изменение выражения лица и расположение конечностей перед вставанием и ходьбой.

Большие полушария головного мозга, покрытые корой, — материальная основа нашего сознания. Кора больших полушарий состоит из серого вещества — тел нервных клеток. Белое вещество — это нервные волокна

Под двумя полушариями, в основании мозга, и прямо под таламусом, лежит гипоталамус (часть промежуточного мозга). Таламус распределяет информацию от органов чувств (кроме обоняния) к коре головного мозга. Гипоталамус соединяется с другими важными участками мозга, а также с гипофизом, связан с эндокринной системой и контролирует ощущения жажды, голода, эмоции, поведение, сон, бодрствование, температуру тела, связан с обонянием и памятью.

Кора головного мозга

Кора головного мозга — это слой серого вещества, толщина которого составляет 3 мм. Кора у человека высокоразвита и вся покрыта бороздами и извилинами, что значительно увеличивает ее площадь. Самые глубокие складки-борозды делят каждое полушарие на 4 доли. Височные доли связаны со слухом и обонянием, теменные доли — с осязанием и вкусом, затылочные доли — со зрением, а лобные доли — с движением, речью и мышлением человека.

Чувствительность той или иной части тела зависит от размеров соответствующего сегмента коры головного мозга. Например, большому пальцу руки соответствует большой сегмент, а колену — маленький. Поэтому большой палец гораздо чувствительнее колена.

Именно в коре головного мозга зрительная, слуховая, осязательная, вкусовая и обонятельная информация, полученная от пяти органов чувств, анализируется и обрабатывается. После этого ее могут использовать другие части нервной системы.

Устройство спинного мозга

Спинной мозг лежит в позвоночном канале и представляет собой столб нервной ткани. Он состоит из скопления нейронов и пучков нервных волокон. Длина спинного мозга у мужчин составляет около 45 см, у женщин — 40-42 см. Диаметр нейронов спинного мозга не превышает 0,1 мм, а длина их отростков иногда достигает 1,5 м. Спинной мозг участвует в осуществлении большинства рефлексов. Он состоит из сегментов, каждый из которых имеет 2 пары корешков: передние (двигательные) и задние (чувствительные). По передним корешкам импульсы из клеток спинного мозга передаются к скелетным мышцам, внутренним органам и стенкам сосудов. По задним корешкам импульсы от рецепторов кожи, мышц и внутренних органов передаются в спинной мозг.

Чувствительные и двигательные нервы передают импульсы в головной мозг и обратно. Рефлекс возникает при достижении импульсом вставочного нейрона

У спинного мозга есть 2 главные функции. Первая — это посредничество между головным мозгом и периферической нервной системой. Вторая—контроль над простой рефлекторной деятельностью. Он осуществляется двигательными и чувствительными нейронами, волокна (нервы) которых тянутся на небольшое расстояние вверх и вниз по спинному мозгу, а также вставочными нейронами, которые транслируют импульсы непосредственно между чувствительными и двигательными нейронами.

Рефлексом называют ответную реакцию организма на раздражение рецепторов, осуществляемую нервной системой. Безусловные рефлексы имеются у человека от самого его рождения. Такие рефлексы в течение жизни не изменяются и не исчезают, они одинаковы у всех людей. Условные рефлексы приобретаются в течение определенного времени, могут изменяться или исчезать. У каждого организма вырабатываются свои собственные условные рефлексы, которые приспосабливают его к изменяющимся условиям окружающей среды.

Безусловные рефлексы у детей появляются с рождением. Врачи проверяют их, чтобы выявить возможные патологии центральной нервной системы

Рефлекторная дуга — это путь, по которому раздражение (сигнал) от рецептора проходит к исполнительному органу. Структурную основу рефлекторной дуги образуют нейронные цепи, состоящие из чувствительных, вставочных и двигательных нейронов

Зрение и устройство глаза

Зрение — это процесс психофизиологической обработки изображения объектов окружающего мира, который позволяет получать представление о величине, форме и цвете предметов, их взаимном расположении, а также расстоянии между ними. Для осуществления этого процесса нужны глаза — органы, воспринимающие свет и передающие сигналы в мозг. Для восприятия света в глазу имеются линзы — роговица и хрусталик. Свет попадает в зрачок, а потом преломляется на роговице и хрусталике и попадает на сетчатку. Из сетчатки сигналы о полученном изображении попадают в зрительный нерв, а затем — в мозг.

Глаз в разрезе. Склера откинута назад и видны кровеносные сосуды сосудистой оболочки

Роговица

Роговица — это первая из двух линз глаза, ее фокус неподвижен. Оптическая сила роговицы составляет около 70% от всей оптической силы глаза, однако ее толщина составляет всего лишь 0,5 мм в центре и 1 мм в том месте, где она соединяется с белком глаза (склерой).

Роговица состоит из 5 слоев: эпителий, слой Боумана, строма (состоит из коллагена и защищает роговицу от инфекции), эндотелий (обеспечивает прозрачность роговицы и поддерживает баланс водного обмена между глазом и роговицей) и мембрана Десцемета. Эпителий покрывает слезная пленка, она защищает его и обеспечивает прозрачность.

Движением глазного яблока управляют 6 мышц. При посредстве мышцы (а) оно вращается в направлении виска; при посредстве мышцы (Ь) — в направлении носа; мышца (с) поднимает глазное яблоко вверх, (d — опускает вниз; при помощи мышцы (е) глазное яблоко вращается вниз и в сторону, a (f) — вверх и в сторону

Пройдя сквозь роговицу, луч света попадает в переднюю камеру глаза, которая наполнена водянистой внутриглазной жидкостью.

Сосудистая оболочка глазного яблока

Сосудистая оболочка глазного яблока, которую иногда еще называют увеальным трактом, состоит из 3 структур: собственно сосудистая оболочка глаза, ресничное (цилиарное) тело и радужная оболочка глаза. Собственно сосудистая оболочка — это тонкий покров из мембран между внешней защитной склерой и сетчаткой. Ресничное тело состоит из заостренных участков увеального тракта в передней части глаза. Оно изменяет форму хрусталика, и позволяет человеку сфокусировать взгляд на ближайших объектах, а также вырабатывать внутриглазную жидкость, которая циркулирует в камере глаза. А пигмент радужной оболочки дает глазу определенный цвет. Ее мышечные волокна расширяют или сужают зрачок, контролируя интенсивность света, попадающего на сетчатку. Позади радужной оболочки находится мягкий, эластичный, прозрачный хрусталик. Он сравнительно невелик, так как большую часть работы за него делает роговица.

Стекловидное тело и сетчатка

Позади хрусталика находится внутренняя камера глаза. Она наполнена стекловидным телом, напоминающим желе. Это вещество делает глаз твердым и эластичным. Через центр камеры проходит стекловидный канал. Он соединяется с лимфатическим пространством зрительного нерва.

Изогнутая внутренняя часть глазного яблока выстлана светочувствительным слоем — сетчаткой. В ней выделяют 2 неодинаковые по размерам части: зрительную часть — наибольшую, простирающуюся до самого ресничного тела, и переднюю — не содержащую фоточувствительных клеток — слепую часть. Границы сетчатки определяют границы поля зрения. Полем зрения, в свою очередь, определяется периферическое зрение. От него в значительной мере зависит возможность свободной ориентации в пространстве.

Зрительные нервы и восприятие света

Каждая светочувствительная клетка в сетчатке нервом соединена с головным мозгом. Все нервные волокна собираются вместе в задней части глаза и образуют один зрительный нерв. Он выходит из глазного яблока через костный туннель в черепе и в области гипофиза присоединяется ко второму зрительному нерву.

Если предмет расположен близко, то лучи отраженного от него света расходятся в разные стороны, и поверхность хрусталика сильно изгибается, чтобы сфокусировать их. Если предмет расположен далеко, то лучи отраженного света почти параллельны, и от хрусталика не требуется сильного напряжения

Нервы из той части глаза, которая выполняет основную работу зрения, пересекаются с аналогичными нервами другого глаза, и часть информации от левого глаза поступает в правую половину мозга, а от правого глаза — в левую. Нервы височной стороны каждой сетчатки не пересекаются и остаются на той же половине головного мозга.

Нервы, идущие от сетчатки,— чувствительные нервы. Они соединяются несколько раз. Первый раз это происходит позади той точки, где информация от разных глаз меняется местами. Эта точка называется зрительным перекрестом, за которым находится латеральное коленчатое тело, где информация из левого глаза и правого глаза меняется местами еще раз. Из латерального коленчатого тела нервы веером расходятся вокруг височной части головного мозга, образуя зрительную лучистость. Затем они слегка поворачиваются и собираются вместе, чтобы пройти через внутреннюю капсулу, где концентрируется вся двигательная и сенсорная информация, снабжающая тело. Отсюда нервы проходят к зрительной зоне коры головного мозга, которая располагается в его затылочной области.

Поле зрения правого и левого глаза несколько отличаются. Когда лучи света достигают сетчаток каждого глаза, они меняются местами и поворачиваются. Эти лучи путешествуют по зрительным нервам к зрительному перекресту, где происходит перекрещивание. Потом изображения совмещаются и истолковываются головным мозгом. И мозг уже сам переворачивает изображение так, как надо

Как глаза воспринимают цвет

В глазу человека содержатся 2 типа светочувствительных клеток (фоторецепторов): высокочувствительные палочки и менее чувствительные колбочки. Палочки работают в условиях относительно низкой освещенности и отвечают за действие механизма ночного зрения, однако при этом они обеспечивают только нейтральное в цветовом отношении восприятие действительности, ограниченное участием белого, серого и черного цветов. Колбочки функционируют при более высоких уровнях освещенности, чем палочки. Они ответственны за механизм дневного зрения, отличительной особенностью которого является способность обеспечения цветового зрения. В сетчатке глаза человека есть 3 вида колбочек, наиболее чувствительно они реагируют на красный, зеленый и синий участки цветового спектра. Распределение типов колбочек в сетчатке неравномерно: «синие» колбочки находятся ближе к периферии, в то время как «красные» и «зеленые» распределены случайным образом. Соответствие типов колбочек трем «основным» цветам обеспечивает распознавание тысяч цветов и оттенков.

Ухо

Ухо — это орган, предназначенный для восприятия звуковых колебаний. Однако благодаря ушам мы не только слышим, но и удерживаем равновесие. Ухо воспринимает звуковые вибрации и проводит их по нервным волокнам в проекционные центры головного мозга, где они преобразуются в слуховые представления. Оно подразделяется на 3 части: наружное, среднее и внутреннее. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. В среднем ухе (барабанной полости) располагаются 3 слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Оно соединено с носоглоткой посредством евстахиевой трубы. От наружного среднее ухо отделяет барабанная перепонка. Из трех отделов органа слуха и равновесия наиболее сложным является внутреннее ухо. Его из-за замысловатой формы часто называют перепончатым лабиринтом, который погружен в костный лабиринт каменистой части височной кости. Со средним ухом внутреннее ухо сообщается овальным и круглым окошечками, затянутыми перепонками. Перепончатый лабиринт состоит из преддверия, улитки и полукружных каналов. Во внутреннем ухе расположена как улитка (орган слуха), так и вестибулярная система, являющаяся органом равновесия и ускорения.

Восприятие звуков

Слышать — это значит воспринимать звуковые волны, возникающие при колебании молекул воздуха. При этом процессе наружное ухо играет роль радара, так как улавливает звуки. В среднем ухе полученный звук усиливается, а во внутреннем превращается в электрические импульсы. Звуковые волны через наружное ухо проходят в улитку, где эндолимфа (вязкая жидкость, заполняющая полости органов слуха) передает волны по вестибулярной и барабанной лестницам. Этот процесс заставляет базилярную мембрану улитки, которая содержит на себе тонкие рецепторные клетки, колебаться. Такое возбуждение передается по слуховому нерву в кору головного мозга и воспринимается как слуховое ощущение.

Звуковые волны поступают в ухо, структуры которого воспринимают и усиливают его колебания, а затем передают импульсы в мозг для дальнейшей интерпретации

Равновесие

При неподвижном положении человека жидкость в каналах и камерах уха находится в равновесии. При движении головы жидкость перемещается в противоположном этому движению направлении, и головной мозг ощущает изменение положения. Органы равновесия расположены во внутреннем ухе, там, где находится лабиринт трубочек, заполненных эндолимфой. За равновесие отвечают эллиптический мешочек (маточка), сферический мешочек и костные полукружные каналы. Внутри они выстланы мягкой прокладкой из клеток, покрытых студенистым веществом с вкрапленными в него гранулами мела.

Во время движения головы эндолимфа в полукружных каналах заставляет сгибаться волоски. Их положение вызывает тот или иной импульс, который отправляется в головной мозг. Из головного мозга поступает сигнал мышцам, и они восстанавливают равновесие

Считается, что сосцевидные отростки способствуют сохранению положения головы на шее. Это выступы за ушами, которые соединяются со средним ухом

Обычно равновесие поддерживается автоматически. Когда человек поворачивает голову, жидкость (эндолимфа) в мешочках и полукружных каналах заставляет волоски в студенистой массе сгибаться. Волоски связаны с вестибулярным нервом, который призывает головной мозг сохранять равновесие. Даже при сложных движениях задействован схожий механизм. Он отличается только тем, что навыки для удержания равновесия отрабатываются специально.

Базальные ядра — это участки серого вещества в белом веществе головного мозга. Они отвечают за нормальные движения человека. Черное вещество, состоящее из богатых меланином нервных клеток, координирует глотание, жевание, дыхание, уровень кровяного давления

Сохранение равновесия — сложный процесс. У ребенка уходит на это почти два первых года жизни, и еще год он учится стоять на одной ноге. А для успешного выполнения гимнастических упражнений потребуется большое количество специальных тренировок

Координация движений

Координация движений — это процессы согласования активности мышц тела, направленные на успешное выполнение двигательной задачи. Головной мозг человека создал сложнейшую систему контроля и управления движениями тела. Многие двигательные рефлексы являются врожденными. Например, когда человек отдергиваем руку от горячей кастрюли, у него срабатывает именно врожденный рефлекс. В процессе координации к этим примитивным рефлексам прибавляются движения, направляемые сигналами из головного мозга. При этом одни мышцы сокращаются, другие расслабляются, а третьи не меняют своего статуса. Люди с хорошей координацией, как правило, выполняют движения легко и без видимых усилий, как, например, профессиональные спортсмены. Однако координация необходима каждому человеку, ведь от нее зависят все движения тела.

Согласование движений

В качестве примера того, как происходит согласование движений, рассмотрим действия футболиста, бьющего по мячу. Вначале мозг должен представлять, где находятся мяч и нога по отношению друг к другу, чтобы спланировать нужные движения. Следовательно, в мозгу должна сформироваться карта окружающего пространства. Этот процесс называется пространственным восприятием. Затем мозг обеспечивает координацию движений глаз, нервов и мышц, что делает возможным проконтролированное и точно определенное во времени движение всех остальных частей тела. После этого в мозгу создается план действий, и определенные сигналы передаются нужным мышцам в должном порядке. Во время движения беспрерывные потоки информации о положении мышц и суставов поступают в головной мозг для того, чтобы вносить коррективы в зависимости от внешних изменений.

В спорте особо важная хорошая и сложная координация, которая обеспечивается при использовании почти всех отделов головного мозга

Первые стадии координации движений

Чтобы движения стали скоординированными, их следует повторить множество раз. В головном мозге ребенка количество внутренних связей день за днем увеличивается, развивается сознание, и примитивные врожденные рефлексы перекрываются всё более сложными способами движения. Так, при виде яркой игрушки ребенок пытается дотянуться до нее. Сначала он беспорядочно размахивает ручками и ножками. Эти движения помогают образованию необходимых связей в мозге. В конечном счете это приводит к координированному набору движений — ползанию. После этого сигналы из мозга к мышцам с каждым днем усложняются, и ребенок начинает ползать по полу всё быстрей, а через некоторое время встает на ноги. Мозжечок ребенка анализирует новую порцию информации, идущей из центров равновесия в стволе головного мозга. Теперь он учится ходить и совершает для этого множество попыток, во время которых мозжечок совместно с двигательной областью коры головного мозга готовит действенные меры воздействия на мышцы.

Ребенок постепенно учится ходить, бегать и совершать всевозможные сложные движения

Простые ежедневные действия человека, на которые он затрачивает доли секунды, складываются из многочисленных движений, в которых участвуют нервная и мышечная системы

Действия нервной системы, необходимые для того, чтобы человек мог взять чашку чая

После закрепления этих навыков мозг дает команду «идти», то есть посылает необходимые для этого сигналы. Ребенок делает первые самостоятельные шаги, а уже через несколько месяцев ходьба осознается маленьким человеком всё меньше и меньше.

Обоняние

Обоняние — это способность определять запах веществ, рассеянных в воздухе. Ответственность за него несет обонятельное поле, расположенное на слизистой оболочке верхней стенки носовой полости под передними долями головного мозга. Оно состоит из огромного количества специальных клеток, на каждой из которых имеются реснички, погруженные в слой слизи. Благодаря этой слизи улавливаются пахучие вещества, доставляемые к обонятельным рецепторам в виде паров в потоке воздуха.

Точный молекулярный механизм обоняния еще до конца не понятен. Пока неизвестно, как именно клетки рецепторов могут выявлять тысячи разных запахов и различать в них тончайшую разницу

Газообразные вещества растворяются в слизи, окружающей реснички. Возникает химическая реакция, которая пробуждает в обонятельных клетках электрическую активность. Эти импульсы передаются через решетчатую кость по чувствительным нервным волокнам в обонятельную луковицу. Здесь информация обрабатывается, а затем передается по сложной цепи обонятельных нервов в кору головного мозга. В этот момент человек и осознает запах.

Восприятие запахов

Обычно ученые выделяют 7 первичных запахов: эфирный, камфорный, мускусный, цветочный, мятный, острый и гнилостный. Предполагается, что все остальные — это различные их сочетания. Например, миндальный запах складывается из камфарного, цветочного и гнилостного. Однако некоторые исследователи утверждают, что первичных запахов более 50.

Человек же способен запомнить столько запахов, сколько сможет различить. Среднестатистический человек различает около сотни запахов, а тренированный парфюмер — несколько десятков тысяч.

Часть головного мозга, анализирующая импульсы, которые приходят от клеток-приемников в носу, тесно связана с лимбической системой, регулирующей эмоции, настроение и память. Запах свежеиспеченного хлеба может вызывать воспоминания, связанные с ним, или же острый приступ голода. Запах некоторых духов может принести с собой предчувствие сексуального удовольствия. Наоборот, неприятные запахи — такие, как запах тухлых яиц,— вызывают отвращение и тошноту.

Чувство вкуса

Чувство вкуса — это ощущение, которое возникает при действии некоторых веществ на вкусовые рецепторы, расположенные на поверхности языка и в слизистой оболочке ротовой полости. За формирование вкусовых ощущений отвечает так называемый вкусовой анализатор. Его центральная часть находится в головном мозге, а периферические отделы — нервные волокна — во вкусовых сосочках языка, мягком небе и задней стенке глотки.

Язык в поперечном сечении

У человека ощущение вкуса развивается при непосредственном участии ветвей лицевого и языкоглоточного нервов, которые обеспечивают вкусовую чувствительность на передних 2/3 и задней 1/3 языка соответственно.

Вкусовые сосочки

Первыми в ощущении вкуса участвуют вкусовые сосочки, расположенные в бугорках на поверхности языка, а также на нёбе и в горле. У взрослого человека их около 9 тысяч, и каждый состоит из групп клеток-рецепторов. Они выходят на поверхность языка через мельчайшие поры в поверхности бугорков. С противоположной стороны рецепторные клетки связаны сетью нервных волокон. Считается, что химические вещества в пище изменяют электрический заряд на поверхности рецептора, что и вызывает импульс в нервных волокнах. 2 различных нервных пучка, составляющие лицевой нерв и языкоглоточный нерв, несут импульсы в ствол головного мозга, оттуда те поступают в таламус, где информация о вкусе обрабатывается. Затем сигналы поступают в кору головного мозга, где они смешиваются с другими сигналами, отвечающими за обоняние, ощущение структуры пищи и ее температуры. Так формируется общее впечатление от еды.

Бугорки находятся на всей поверхности языка — они увеличивают площадь его поверхности. Вкусовые сосочки имеются у всех бугорков, расположенных на периферии. Вкусовые рецепторы этих сосочков отличаются друг от друга, поэтому различные части языка реагируют на разные вкусы — сладкий, соленый, кислый и горький

Насладиться настоящим вкусом еды способен лишь человек с хорошим обонянием

Осязание

Осязание — это способность ощущать прикосновения, воспринимать действия факторов внешней среды рецепторами, расположенными в коже, мышцах, слизистых оболочках. Основные осязательные ощущения можно разделить на 3 вида: тактильные (прикосновение), болевые и температурные (реакция на холод и тепло).

Импульсы от осязательных рецепторов в коже поступают сначала в спинной, а затем в головной мозг различными путями. Один путь предназначен для четко локализованных ощущений, а другой — для ощущения разлитого прикосновения и боли

Наиболее распространенным видом осязательных рецепторов являются свободные нервные окончания, которые обвиваются вокруг основания тонких волосков на коже. Они реагируют на любое раздражение волоска, но быстро прекращают посылать импульсы. Нервные окончания безволосых участков кожи (губ или кончиков пальцев) находятся внутри крошечных дисков, которые реагируют на раздражение несколько медленнее, но продолжают посылать импульсы при сохранении раздражителя. Еще более сложные рецепторы — многослойные, обернутые вокруг нервного окончания, как кожура лука. Они реагируют на продолжительное раздражение еще дольше.

Процесс восприятия рецепторами

Сигналы, полученные рецептором, по нервным волокнам передается в центральную нервную систему. Каналами для передачи информации служат спинной мозг, ствол мозга и таламус. Из таламуса необработанные данные передаются в узкую полосу в передней части теменных долей. Здесь информация обрабатывается и переходит во второстепенную, а затем и в третьестепенную чувствительные зоны, где полная картина местонахождения, типа и важности осязательного ощущения, формируется и согласовывается с памятью о более ранних ощущениях, а также с информацией от органов слуха и зрения.

Все рецепторы подвергаются влиянию температуры. Например, в морозную погоду чувство осязания у человека нарушается

Речь

Речь — это форма общения людей посредством языковых конструкций, создаваемых на основе определенных правил. Важнейшим достижением людей, позволившее им использовать общечеловеческий опыт, как прошлый, так и настоящий, стало речевое общение. Речь является одним из самых сложных видов человеческой деятельности. Под ее влиянием формируются сознание и мировоззрение личности. С помощью речи человек выражает свои внутренние, психологические состояния, мысли, а также чувства с целью сообщения о них другим людям. Речь тесным образом связана с мышлением и находится под контролем специальных участков головного мозга, в коре которого расположены речевые центры, обрабатывающие полученную информацию и передающие сигналы органам артикуляционного аппарата.

Кора головного мозга контролирует все движения голосовых связок, губ, языка, связанные с формированием речи

Гортань и язык — инструменты речи

Для произнесения звуков необходима скоординированная работа артикуляционного аппарата, который состоит из мышц языка, губ, мягкого нёба, глотки, гортани и дыхательной мускулатуры. В гортани находятся голосовые связки, прикрепленные к хрящам особой формы. Под воздействием вдыхаемого воздуха связки вибрируют, и возникает звук. Хрящи натягивают и расслабляют связки, при этом образуются звуки разной высоты. Голосовые связки вибрируют очень быстро — они могут совершать от 80 до 10000 колебаний в секунду.

Вид гортани спереди и сбоку

Голосовые связки открываются и закрываются, когда через них проходит воздух. Один их конец прикреплен к паре двигающихся черпаловидных хрящей, другой — закреплен неподвижно на щитовидном хряще (части адамова яблока). Черпаловидные хрящи меняют положение так, что пространство между ними оказывается то широким, то V-образным (во время речи), то превращается в узкую щель (в момент глотания). Колебания голосовых связок возникают, когда щель сужается, и воздух из легких выталкивается наружу. Этот процесс называется голосообразованием.

Громкость голоса зависит от силы, с которой выталкивается воздух, высота голоса — от длины и натяжения связок, глубина и тембр — от конфигурации и размера горла, носа и рта; поэтому у мужчин голоса обычно ниже, чем у женщин.

Образование звуков речи

Превращение простых звуков, возникающих в голосовых связках, в понятные слова происходит с помощью губ, языка, мягкого нёба и полостей, обеспечивающих резонанс. Резонирующие полости, работа которых контролируется множеством мышц, включают всю ротовую полость, нос, глотку и частично грудную полость.

Рот играет важнейшую роль в образовании речи. При разговоре каждый звук определен различными движениями губ, языка и зубов. Поэтому многие глухие люди умеют читать по губам

Когда человек говорит, его череп тоже резонирует, и он слышит свой голос не только посредством ушей, но и через кости черепа. Поэтому звук собственного голоса для каждого человека звучит иначе, чем для окружающих.

Роль головного мозга в формировании речи

Речь и ассоциированные с ней функции сконцентрированы в одном полушарии (для правши — в левом, для левши — в правом). В этом участке находится двигательный речевой центр, контролирующий мышцы рта и горла, и чувствительный речевой центр, расшифровывающий входящие по нервам звуковые сигналы из ушей. Рядом с этими центрами расположены участки мозга, координирующие слух и позволяющие человеку понимать речь окружающих.

Звуки, которые мы произносим, во многом определяются разнообразными движениями губ

Обычный разговор контролируется головным мозгом и группой мышц

Когда человек слышит речь,— прежде всего в слуховых центрах коры головного мозга происходит распознавание смеси входящих слуховых сигналов от ушей. Чувствительный речевой центр расшифровывает слова, чтобы другие участки мозга, участвующие в процессе, смогли их распознать и сформулировать ответ. Как только ответное послание составлено, в дело вступают двигательный речевой центр и ствол головного мозга. Ствол мозга контролирует как межреберные мышцы, которые расширяют легкие, так и мышцы живота, определяющие давление входящего и выходящего воздуха. Когда воздух выталкивается из легких, двигательный речевой центр посылает сигнал к голосовым связкам, чтобы они одновременно выдвинулись в поток воздуха в горле. Вибрация связок создает простой звук. Но формирование слов происходит главным образом в результате движений губ, языка и мягкого нёба — всё это находится под контролем коры головного мозга.