Нервная система человека
Нервная система человека состоит из двух ключевых компонентов. Первый, центральная нервная система, включает в себя головной и спинной мозг; они принимают информацию от остального тела и обеспечивают единство его действий. Второй — периферическая нервная система, она обеспечивает доставку информации от тела к мозгу и наоборот.
Человеческий мозг состоит из миллиардов клеток, организованных в систему высочайшей упорядоченности, — ее нередко считают самой сложной структурой в известной нам Вселенной, однако весит наш мозг всего 1,5 кг. Он состоит из двух полушарий, и каждое управляет зеркально противоположной половиной тела и получает от нее информацию. Кора головного мозга, покрывающая полушария, имеет четыре доли с разными функциями, и отделяются они друг от друга глубокими бороздами.
Лобная доля осуществляет сложные мыслительные функции — логические рассуждения, принятие решений, а также содержит моторные области, отвечающие за планирование и выполнение осознанных движений.
Теменная доля содержит соматосенсорные области — они заняты обработкой осязательной информации, поступающей от тела. Здесь же собираются разнообразные данные о положении тела в пространстве.
Височная доля принимает информацию от ушей, а в ее внешней поверхности находятся области, занятые распознаванием речи. На внутренней поверхности расположен гиппокамп, необходимый для формирования памяти; вместе с прилегающими участками он также играет важную роль в пространственном ориентировании. Затылочная доля расположена в задней части мозга, и там находятся десятки областей, занятых обработкой и интерпретацией зрительных данных.
Мозг обнаженный
Под корой залегают несколько крупных пучков нейронов. Таламус (или «внутренняя камера») находится в самой середине и передает информацию от органов чувств соответствующим областям мозга. Таламус окружают базальные ганглии — совокупность структур, занятых преимущественно управлением движениями тела. Лимбическая система — еще одна общность подкорковых структур, расположенных между базальными ганглиями и корой. Иногда называемая «рептильным мозгом», лимбическая система эволюционно примитивнее и обслуживает эмоции, поощрение и мотивацию. В нее входят гиппокамп и амигдала (миндалевидное тело) — оба участвуют в работе памяти.
Средний мозг — небольшая область, располагающаяся на вершине мозгового ствола. Здесь спрятаны пучки нейронов, контролирующих движения глаз, и он является главным источником нейромедиатора дофамина. Нейроны, вырабатывающие дофамин, также производят пигмент мелатонин, из-за чего средний мозг имеет темную окраску. Оттого эта часть среднего мозга называется «черным веществом».
Задний мозг заключает в себе три структуры, находящиеся сразу над спинным мозгом и вместе образующие мозговой ствол. Нижняя часть мозгового ствола (продолговатый мозг) контролирует жизненно важные непроизвольные функции — дыхание и сердцебиение, а также задействована в процессах возбуждения. Над продолговатым мозгом размещается варолиев мост, соединяющий кору головного мозга со спинным, — он тоже имеет отношение к возбуждению. Третий компонент заднего мозга — мозжечок, он отвечает за равновесие и координацию движений. Он играет важнейшую роль в приобретении двигательных навыков вроде езды на велосипеде, но также занят и в переживании эмоций, и в мыслительных процессах.
Слои сложности
Кора — чрезвычайно затейливая складчатая ткань, рельефно облегающая внешнюю поверхность мозга. Кора головного мозга человека имеет гораздо большую площадь, чем у других животных: в расправленном виде — около 0,2 кв. м. Ее складчатость придает мозгу привычный нам вид — со множеством извилин и борозд. В толщину кора всего несколько миллиметров, однако, состоит из шести слоев, и в каждом клетки организованы на свой манер. Несмотря на одинаковое устройство каждого слоя, кора содержит множество отдельных участков со своими особыми функциями.
Воистину час пик
Спинной мозг — главная магистраль транспортной системы организма, пучок колоссальной плотности, состоящий из миллионов нервных волокон, передающих информацию между телом и мозгом. Эта неимоверно хрупкая структура, защищенная позвоночным столбом, умеет делать кое-что сама, без команды из мозга, — например, осуществлять коленный рефлекс. Спинной мозг сегментирован, нервы входят и выходят из него через определенные интервалы, очень упорядоченно. В поперечном сечении он напоминает бабочку.
«Человеческий мозг... сложнейшая известная нам организация материи» Айзек Азимов (1920-1992), американский писатель-фантаст, популяризатор науки
Волокна двигательных нейронов выходят из передней части спинного мозга наружу и простираются к мышцам тела, донося к ним из головного мозга информацию о произвольных движениях. Аксоны чувствительных (сенсорных) нейронов несут информацию от тела к задней стороне спинного мозга и образуют связи с нейронами второго порядка, а те передают информацию в мозг. Переплетение аксонов двигательных и чувствительных нейронов создает периферическую нервную систему.
Гонцы
Периферическая нервная система объединяет все нервы, выходящие из головного и спинного мозга, и состоит из двух компонентов. Первый, соматическая нервная система, объединяет чувствительные и двигательные нервные волокна, передающие информацию между телом и спинным мозгом. Эти нервные волокна обеспечивают телесные ощущения и управление движениями.
Второй компонент — автономная, или вегетативная, нервная система, она контролирует работу сердца, желез и гладких мышц кровеносных сосудов и кишечника, а также глазных — все эти мышцы не подчиняются контролю.
Автономную нервную систему можно разделить на симпатическую и парасимпатическую — это две противоположные функции. В симпатической нервной системе задействован нейромедиатор норадреналин — он усиливает сердцебиение, расширяет зрачки и дыхательные каналы, отводит кровь от пищеварительной системы. Так тело готовится к действию в ситуациях «бей или беги». Парасимпатическая нервная система задействует нейромедиатор ацетилхолин — от него зрачки и дыхательные каналы сужаются, сердечный ритм замедляется, а пищеварительная функция активизируется.
«Ум — таинственная форма материи, производимая мозгом» Эмброуз Бирс (1842-1913/14), американский писатель, журналист
Нервы, расположенные в черепной коробке, тоже часть периферической нервной системы. Эти нервные волокна выходят из мозгового ствола и передают информацию мозгу от органов чувств. Блуждающий, или десятый черепно-мозговой, нерв — самый длинный из них и ветвится аж до сердца, грудины и брюшной полости.