R1Erp5lM7W9z5
Ilustracja przedstawia komputerową wizję mózgu. Widoczne są pofałdowane zwoje tworzące mózg.

Układ nerwowy

Mózgowie kontroluje przebieg różnorodnych procesów zachodzących w naszym organizmie.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Obwodowy układ nerwowy

Czy zdarzyło ci się dotknąć przypadkiem gorącego przedmiotu, np. żelazka, lub niespodziewanie się ukłuć? Dlaczego w takiej sytuacji gwałtownie cofasz rękę, zanim zdążysz o tym pomyśleć?

RYwFFfthPDZon
Iwan Pawłow - rosyjski fizjolog, który zajmował się m.in. badaniem odruchu warunkowego.
Źródło: Deschiens, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Obwodowy układ nerwowy zbudowany jest z nerwów

Obwodowy układ nerwowy tworzą wszystkie nerwynerwnerwy odchodzące od mózgowiamózgowiemózgowia i rdzenia kręgowego oraz ich rozgałęzienia. Głównymi nerwami obwodowego układu nerwowego są: nerwy czaszkowe (12 par) oraz nerwy rdzeniowe (31 par).

Nerwy czaszkowe zaczynają się w mózgowiu, a kończą się w narządach głowy lub przechodzą do tułowia. Są odpowiedzialne za odbieranie i przekazywanie bodźców z narządów zmysłów do mózgowia oraz pobudzanie do skurczu mięśni głowy i szyi.

Nerwy rdzeniowe unerwiają tułów i kończyny. Nerwy te tworzą w organizmie rozgałęzioną i gęstą sieć, która dociera do receptorów i narządów wykonawczych: mięśni i gruczołów.

R1Zb5VGecUQB11
Nerwy opuszczające mózgowie tworzą 12 par nerwów czaszkowych, a te, które opuszczają rdzeń kręgowy – 31 par nerwów rdzeniowych. Nerwy czaszkowe i rdzeniowe składają się one na obwodowy układ nerwowy.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Biorąc pod uwagę kierunek przewodzenia impulsu nerwowego przez włókna nerwów obwodowych, wyróżniamy:

  • nerwy czuciowenerwy czuciowenerwy czuciowe, które przewodzą informacje ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego organizmu do ośrodkowego układu nerwowego, np. nerw wzrokowy;

  • nerwy ruchowenerwy ruchowenerwy ruchowe, które przenoszą decyzje z ośrodkowego układu nerwowego do narządów wykonawczych, którymi są mięśnie lub gruczoły, np. nerwy umożliwiające ruch gałek ocznych.

Ciekawostka

Najdłuższy nerw czuciowy to nerw błędny, który należy do nerwów czaszkowych i biegnie od mózgowia do jamy brzusznej. Unerwia gardło, krtań, tchawicę, płuca, serce i narządy leżące w jamie brzusznej.

1
Ćwiczenie 1
RTJNjwVWfFRer
Oceń słuszność stwierdzenia: "Neurony czuciowe i ruchowe przewodzą impulsy tylko w jednym kierunku". Odpowiedź poprzyj 2 argumentami. (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Doświadczenie 1

Przeprowadź doświadczenie, aby dowiedzieć się jaki jest średni czas reakcji na bodziec u człowieka.

Problem badawczy

Ile wynosi średni czas reakcji na bodziec?

Hipoteza 1

Czas reakcji u człowieka wynosi poniżej 1 sekundy.

Hipoteza 2

Czas reakcji u człowieka wynosi powyżej 1 sekundy.

Co będzie potrzebne
  • 10 osób,

  • linijka o długości 60 cm,

  • notatnik i długopis do zapisywania wyników.

Instrukcja
  1. Każda z badanych osób opiera dłoń zewnętrzną krawędzią o stół. Palce, ustawione do chwytania, powinny znaleźć się poza stołem.

  2. Osoba przeprowadzająca badanie trzyma linijkę za jeden koniec, a drugi umieszcza w przestrzeni między kciukiem a pozostałymi palcami badanej osoby.

    R1bLYiODBE4OF
    Instrukcja wykonania doświadczenia
    Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
  3. Pomocnik niespodziewanie upuszcza linijkę, a osoba badana ma ją jak najszybciej złapać. Miarą szybkości reakcji jest odczyt z linijki w miejscu zaciśnięcia się ręki.

  4. Badanie należy przeprowadzić u 10 osób i obliczyć średnią szybkość reakcji tych osób.

R1PX9uX0cZcOj
Wyniki: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Odruchy mogą być bezwarunkowe lub warunkowe

Układ nerwowy umożliwia szybkie reagowanie na informacje płynące ze środowiska zewnętrznego. Zwykle czas reakcji jest ważny, np. błyskawiczna ucieczka może decydować o życiu. Taką automatyczną i szybką reakcję na bodziec nazywa się odruchemodruchodruchem.

Odruchy można podzielić na bezwarunkoweodruch bezwarunkowybezwarunkowewarunkoweodruch warunkowywarunkowe.

Odruchy bezwarunkowe (wrodzone) są genetycznie zaprogramowane, nie podlegają zmianom i nie zanikają. Wykonuje się je automatycznie, bez udziału woli. Zachodzą najczęściej za pośrednictwem ośrodków rdzenia kręgowego i mózgowia, bez udziału kory mózgowej, dlatego dzieje się to szybko. Odpowiadają za utrzymanie podstawowych czynności życiowych, pracę narządów wewnętrznych; mają znaczenie obronne dla organizmu. Przykładem mogą być odruchy kichania, kaszlu, wymiotów, powstające w odpowiedzi na obce, niepożądane substancje, które dostały się do dróg pokarmowych lub oddechowych.

Odruchy warunkowe (nabyte, wyuczone) powstają w ciągu całego życia, można je kontrolować i modyfikować, a nieutrwalane słabną lub całkowicie zanikają, np. odruch obgryzania paznokci, naciskania hamulca w samochodzie przy zbliżeniu się do przeszkody, rozglądania się przed przejściem przez ulicę. Zachodzą przy udziale woli, za pośrednictwem ośrodków kory mózgowej.

Mechanizm powstawania odruchów warunkowych odkrył rosyjski uczony Iwan Pawłow. Badał on wrodzony odruch wydzielania śliny w trakcie jedzenia. Zawsze, zanim podał psom jedzenie, włączał światło. Po pewnym czasie zwierzęta zaczęły reagować wzmożonym wydzielaniem śliny już na widok światła.

R3C8FkNaHNFnC
Doświadczenie Pawłowa
Źródło: Na podstawie zadania z arkusza maturalnego CKE (Matura Maj 2018, Poziom podstawowy); A. Kosińska, K. Lech, M. Zaleska-Szczygieł, Biologia. Świat pod lupą, e-podręcznik, 2015, licencja: CC BY-SA 3.0.
Ciekawostka

Odruch chwytny noworodków polega na tym, że gdy umieścimy swój palec w dłoni noworodka, noworodek chwyta go i mocno zaciska piąstkę.

Podobnie zachowują się noworodki małp, które zabezpieczając się przed upadkiem z drzewa, mocno chwytają się gałęzi lub futra matki.

Odruch chwytny noworodków może być pamiątką po naszych nadrzewnych zwierzęcych przodkach.

R1NDUblolj8g1
Odruch uchwytu u niemowlęcia.
Źródło: Joshua Reddekopp, licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Doświadczenie 2

Przeprowadź badanie wydzielania śliny pod wpływem drażnienia śluzówki jamy ustnej.

Problem badawczy

Jak drażnienie śluzówki jamy ustnej wpływa na wydzielanie śliny?

Hipoteza 1

Drażnienie śluzówki jamy ustnej zwiększa wydzielanie śliny.

Hipoteza 2

Drażnienie śluzówki jamy ustnej zmniejsza wydzielanie śliny.

Hipoteza 3

Drażnienie śluzówki jamy ustnej nie wpływa na wydzielanie śliny.

Co będzie potrzebne
  • Twoja osoba,

  • ziarno surowej fasoli albo grochu.

Instrukcja
  1. Przełknij ślinę. Włóż do ust nasiono i przesuwaj je w ustach.

  2. Obserwuj wydzielanie się śliny.

R1WOehSE13yVF
Wyniki: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Doświadczenie 3

Przeprowadź doświadczenie aby zbadać wydzielanie śliny pod wpływem cytryny.

Problem badawczy

Jak bodźce warunkowe i bezwarunkowe wpływają na wydzielanie śliny?

Hipoteza 1

Bodźce warunkowe w postaci obrazu cytryny oraz wyobrażenia cytryny zwiększają wydzielanie śliny.

Hipoteza 2

Zwiększone wydzielanie śliny zachodzi jedynie po wpływem bodźca bezwarunkowego w postaci smaku cytryny.

Co będzie potrzebne
  • woda,

  • fotografie plastrów cytryny,

  • plasterki cytryny (wcześniej dokładnie umytej i sparzonej wrzątkiem).

Instrukcja
  1. Podziel uczestników badania na 3 grupy, które będą znajdować się w 3 różnych pomieszczeniach.

  2. Uczestnicy grupy kontrolnej żują plasterek cytryny przez minutę i opisują ilość wydzielanej śliny. Następnie piją szklankę wody. Po 20 minutach ponownie żują plasterek cytryny przez minutę i opisują ilość wydzielanej śliny.

  3. Uczestnicy pierwszej grupy badanej żują plasterek cytryny przez minutę i opisują ilość wydzielanej śliny. Następnie piją szklankę wody. Po 20 minutach oglądają zdjęcie plasterka cytryny i opisują ilość wydzielanej śliny.

  4. Uczestnicy drugiej grupy badanej żują plasterek cytryny przez minutę i opisują ilość wydzielanej śliny. Następnie piją szklankę wody. Po 20 minutach wyobrażają sobie plasterek cytryny i opisują ilość wydzielanej śliny.

RDT80kRLyUWxG
Wyniki: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Obserwacja 1

Przeprowadź obserwację odruchu kolanowego

Hipoteza 1

Uderzenie w kolano poniżej rzepki nie wywoła zmiany położenia nogi.

Hipoteza 2

Pod wpływem uderzenia w kolano poniżej rzepki noga wyprostuje się w stawie kolanowym.

Co będzie potrzebne
  • Twoja osoba,

  • druga osoba (na której przeprowadzisz obserwację),

  • krzesło,

  • młoteczek gumowy (neurologiczny).

Instrukcja
  1. Poproś koleżankę lub kolegę, aby usiadła na krześle i założyła nogę na nogę.

  2. Uderz delikatnie młoteczkiem (lub zewnętrzną, boczną powierzchnią dłoni) w jej lub jego kolano poniżej rzepki (w ścięgno mięśnia czworogłowego poniżej rzepki)

  3. Zaobserwuj badaną reakcję

RKMwYp3Sd0Dkc
Wyniki: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Łuk odruchowy to droga od receptora do efektora

Warunkiem pojawienia się odruchu bezwarunkowego jest odebranie przez receptor ważnego dla życia sygnału, może to być na przykład bardzo wysoka temperatura chwyconej szklanki z gorącą herbatą. Informacja biegnie za pośrednictwem neuronów czuciowych ze skóry dłoni do rdzenia kręgowego. Tam jest rozpoznawana. Rdzeń wysyła odpowiedź neuronami ruchowymi do narządów wykonawczych czyli efektorówefektorefektorów, w tym przypadku mięśni ręki, które gwałtownie ją otwierają i cofają. Czas reakcji od oparzenia dłoni do upuszczenia szklanki jest bardzo krótki.

Droga, jaką przebywa impuls nerwowy od receptora do efektora, nosi nazwę łuku odruchowegołuk odruchowyłuku odruchowego. Składa się on najczęściej z 5 elementów:

  • receptorareceptorreceptora, zbudowanego z wyspecjalizowanych komórek (np. w narządach zmysłów) lub wolnych zakończeń nerwowych (np. w skórze), które odbierają bodźce i przetwarzają je na elektryczny impuls nerwowy;

  • neuronu czuciowego, który przekazuje impuls nerwowy od receptora do ośrodkowego układu nerwowego;

  • neuronu kojarzeniowego (pośredniczącego) w rdzeniu kręgowym lub mózgowiu, który łączy neuron czuciowy z neuronem ruchowym;

  • neuronu ruchowego, który przenosi impuls nerwowy do narządu wykonawczego;

  • efektora, czyli narządu wykonawczego w postaci mięśnia, który reaguje skurczem, lub gruczołu, w którym zostaje pobudzona czynność wydzielnicza.

RpWFl1EGYtpai
Film przedstawia Łuk odruchowy.
1
Ćwiczenie 2

Na podstawie animacji opisz położenie neuronu kojarzeniowego w przedstawionym odruchu.

RJ5tqoc6kgOHk
Dla zainteresowanych

Im bardziej złożony jest odruch tym więcej występuje w nim neuronów pośredniczących. W prostym odruchu kolanowym występują tylko 2 neurony: czuciowy i ruchowy. W odruchu zginania oparzonej ręki uczestniczą 3 neurony, w tym 1 kojarzeniowy. Gdy nadepniemy bosą stopą na coś ostrego, cofniemy nogę i krzykniemy z bólu, to w powstałym odruchu bierze udział kilka neuronów pośredniczących.

1
Ćwiczenie 3
RInCkQrYW8L7z
Wskaż, gdzie znajduje się receptor i efektor łuku odruchowego towarzyszącego łzawieniu oczu podczas krojenia cebuli. (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 4

Wyjaśnij, dlaczego uszkodzenie rdzenia kręgowego powoduje zanik czynności narządów poniżej miejsca uszkodzenia, np. paraliż kończyn dolnych.

R98s8IIeWE4jN
{dzuepole@Wyjaśnij, dlaczego uszkodzenie rdzenia powoduje zanik czynności narządów poniżej miejsca uszkodzenia, np. paraliż kończyn dolnych.}.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

To ważne!

  • Obwodowy układ nerwowy zbudowany jest z symetrycznie ułożonych 12 par nerwów czaszkowych i 31 par nerwów rdzeniowych wraz z ich rozgałęzieniami.

  • Wśród nerwów obwodowego układu nerwowego wyróżnia się nerwy czucioweruchowe.

  • Podstawową czynnością układu nerwowego jest reakcja na bodźce, zwana odruchem. Podczas odruchu impuls nerwowy przebywa drogę zwaną łukiem odruchowym.

  • Łuk odruchowy składa się z 5 podstawowych elementów: receptora, neuronu czuciowego, neuronu kojarzeniowego, neuronu ruchowego i efektora.

  • Neuron czuciowy przekazuje impuls nerwowy od receptora do ośrodkowego układu nerwowego, a neuron ruchowy przenosi impuls nerwowy do narządu wykonawczego.

  • Odruchy bezwarunkowe są wrodzone, nie podlegają modyfikacjom.

  • Odruchy warunkowe powstają podczas życia, podlegają modyfikacjom i przy braku ich powtarzania mogą zanikać.

Na pożegnanie

Ćwiczenie 5
R1WnMt9WZdRQR
Przyporządkuj reakcje do odruchów warunkowych lub bezwarunkowych. odruchy bezwarunkowe Możliwe odpowiedzi: 1. gęsia skórka, 2. kaszel maskujący zakłopotanie, 3. wymioty, 4. kaszel w wyniku zakrztuszenia się, 5. zwężenie źrenicy pod wpływem silnego światła, 6. utrzymywanie równowagi na rowerze, 7. odwracanie głowy w prawo i lewo przed przejściem przez ulicę, 8. wydanie okrzyku bólu po zranieniu się, 9. odwrócenie się po usłyszeniu swojego imienia, 10. odwracanie się po usłyszeniu niespodzianego hałasu, 11. mruganie powiek, gdy coś przelatuje w pobliżu oczu, 12. odbijanie piłeczki pingpongowej rakietką odruchy warunkowe Możliwe odpowiedzi: 1. gęsia skórka, 2. kaszel maskujący zakłopotanie, 3. wymioty, 4. kaszel w wyniku zakrztuszenia się, 5. zwężenie źrenicy pod wpływem silnego światła, 6. utrzymywanie równowagi na rowerze, 7. odwracanie głowy w prawo i lewo przed przejściem przez ulicę, 8. wydanie okrzyku bólu po zranieniu się, 9. odwrócenie się po usłyszeniu swojego imienia, 10. odwracanie się po usłyszeniu niespodzianego hałasu, 11. mruganie powiek, gdy coś przelatuje w pobliżu oczu, 12. odbijanie piłeczki pingpongowej rakietką
Źródło: Monika Zaleska-Szczygieł, licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 6
R6j6gq9UAeXXf
Łączenie par. Oceń prawdziwość zdań i zaznacz odpowiedź Prawda lub Fałsz.. Nerwy układu obwodowego są parzyste.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Nerwy rdzeniowe odpowiadają za skurcz mięśni łydki.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Pocenie się pod wpływem gorąca jest odruchem warunkowym.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Grymas na twarzy to wynik działania nerwów czaszkowych.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Pocenie się na myśl o klasówce jest odruchem warunkowym.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: Monika Zaleska-Szczygieł, licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 7
Rx5ODnTY7FYZ4
zadanie interaktywne
Źródło: Monika Zaleska-Szczygieł, licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 8

Odruch kolanowy jest reakcją na uderzenie młoteczkiem w kolano u spodu rzepki i powoduje gwałtowne wyprostowanie nogi. Na schemacie przedstawiono drogę impulsu nerwowego w odruchu kolanowym.

R17mPz83G84IV
Odruch kolanowy.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RN5k48GU9BAOi
Odruch kolanowy jest reakcją na uderzenie młoteczkiem w kolano u spodu rzepki i powoduje gwałtowne wyprostowanie nogi. Na schemacie przedstawiono drogę impulsu nerwowego w odruchu kolanowym. Zaznacz zapis, w którym prawidłowo opisano łuk odruchowy dla tego odruchu. Możliwe odpowiedzi: 1. 1 – receptor, 2 – neuron czuciowy, 3 – neuron ruchowy, 4 – efektor, 2. , 3. , 4.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rqm32UJ2L9Kzj
Ćwiczenie 8
Uporządkuj elementy łuku odruchowego w odpowiedniej kolejności, od góry do dołu.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 9
RPbVKYX0nYehi
Wykres przedstawiający krzywą zapominania.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RdCEG7UdUF6Nh
Na wykresie przedstawiono tzw. krzywą zapominania. Wskaż wniosek, który można sformułować na podstawie wykresu. Możliwe odpowiedzi: 1. Czynnikiem mającym wpływ na zapamiętywanie jest czas., 2. Ilość zapamiętanych informacji zależy od ilości powtórek., 3. Warunkiem uczenia się jest zapamiętywanie., 4. Pamięć jest odruchem bezwarunkowym.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RuYR2Y0xILq7E
Ćwiczenie 9
Uzupełnij luki w zdaniach wybierając prawidłowe pojęcie.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 10
RFynu3bg9dK45
Wyjaśnij, jakie odruchy (warunkowe czy bezwarunkowe) pojawią się, gdy:
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 11
R1a4JPVtwWVDG
Przedstaw na schemacie drogę impulsu nerwowego wywołanego silnym jaskrawym światłem słonecznym u osoby, która wyszła z cienia na słońce. (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 12
R1RrqmyTmxbYZ
Porównaj w tabeli odruchy bezwarunkowe i warunkowe. (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 1

Ułóż zestaw 3 zadań dla innych uczniów korzystających z tego podręcznika, które sprawdzą wiedzę o obwodowym układzie nerwowym. Do każdego pytania w zadaniu podaj 4 proponowane odpowiedzi, ale tylko jedna ma być prawidłowa. Pytanie z odpowiedziami wyślij Twojemu nauczycielowi, który włączy je do quizu Milionerzy. 

R6ZczcKFeGp9Q
Polecenie 2

Znasz już obwodowy układ nerwowy. Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.

nerw
nerw

struktura zbudowana z pęczków włókien nerwowych (aksonów), przewodząca impulsy nerwowe między ośrodkowym układem nerwowym a resztą ciała

mózgowie
mózgowie

część centralnego układu nerwowego znajdująca się w czaszce; składa się z mózgu, móżdżku i rdzenia przedłużonego

nerwy czuciowe
nerwy czuciowe

nerwy przenoszące impulsy nerwowe od receptorów do ośrodkowego układu nerwowego

nerwy ruchowe
nerwy ruchowe

nerwy przenoszące impulsy nerwowe z ośrodkowego układu nerwowego do narządu wykonawczego

odruch
odruch

podstawowa czynność układu nerwowego; reakcja organizmu na odebrany bodziec

odruch bezwarunkowy
odruch bezwarunkowy

wrodzona automatyczna reakcja organizmu na przyjęty bodziec; zachodzi przy udziale rdzenia kręgowego lub pnia mózgu

odruch warunkowy
odruch warunkowy

reakcja organizmu na przyjęty bodziec, która zachodzi przy udziale kory mózgowej; jest wyuczona i zanika bez powtarzania

efektor
efektor

narząd wykonawczy, który reaguje na przesłany impuls nerwowy

łuk odruchowy
łuk odruchowy

droga impulsu nerwowego od receptora do efektora

receptor
receptor

wyspecjalizowana komórka (np. w narządach zmysłów) lub wolne zakończenie nerwowe (np. w skórze), które odbiera bodźce i przetwarza je na impuls elektryczny