Układ nerwowy
Obwodowy układ nerwowy
Przedstawisz budowę i funkcje nerwów człowieka.
Omówisz drogę impulsu nerwowego w łuku odruchowym.
Porównasz rodzaje odruchów.
Przedstawisz rolę odruchów warunkowych w procesie uczenia się.
Obwodowy układ nerwowy składa się z nerwów czaszkowych, nerwów rdzeniowych, zwojów nerwowych oraz receptorów czuciowychreceptorów czuciowych (odbierających bodźce ze środowiska wewnętrznego i zewnętrznego). Wyróżnia się w nim część somatyczną, czyli somatyczny układ nerwowy, który unerwia skórę i mięśnie oraz część autonomiczną, czyli autonomiczny układ nerwowy, który unerwia narządy wewnętrzne. Dzięki obwodowemu układowi nerwowemu organizm może reagować na bodźce zewnętrzne i wewnętrzne, utrzymując homeostazę i koordynując odpowiedzi fizjologiczne.
Elementy budujące układ nerwowy obwodowy
Nerwy stanowią drogę, którą przepływają impulsy nerwowe między centralnym układem nerwowym a pozostałymi częściami organizmu.

Każdy nerw jest pęczkiem równolegle ułożonych wypustek komórek nerwowych - aksonów. Poszczególne aksony w nerwie są otoczone osłonką łącznotkankową - śródnerwiem, a w niektórych nerwach również osłonką mielinową. Taki pojedynczy akson wraz z osłonkami nazywany jest włóknem nerwowym. Pęczki aksonów w nerwie otoczone są przez onerwie, zbudowane z kilku warstw koncentrycznie ułożonych komórek tkanki łącznej. Strukturą otaczającą cały nerw jest natomiast nanerwie. W nerwie znajdują się również naczynia krwionośne, dostarczające do aksonów tlen i składniki odżywcze.
Rodzaje nerwów – podział funkcjonalny
Nerwy można klasyfikować na różne sposoby. Jednym z podstawowych kryteriów jest kierunek przewodzenia bodźca. Na tej podstawie wyróżnia się: nerwy czuciowe, nerwy ruchowe i nerwy mieszane.
Zwój nerwowy to skupisko ciał komórek neuronów występujące poza ośrodkowym układem nerwowym, czyli poza mózgowiem i rdzeniem kręgowym. Zwoje pełnią funkcję przekaźnikową – pośredniczą w przekazywaniu impulsów nerwowych pomiędzy różnymi częściami układu nerwowego.
Somatyczny układ nerwowy
Somatyczny układ nerwowy odbiera za pośrednictwem receptorów bodźce ze środowiska zewnętrznego i umożliwia reakcję na nie, kierując przy udziale mózgowia pracą mięśni szkieletowych. Składa się z 12 par nerwów czaszkowych oraz 31 par nerwów rdzeniowych.

Dwanaście par nerwów czaszkowych wychodzi z mózgowia: dziesięć par z pnia mózgu i dwie pary z mózgu. Są wśród nich zarówno nerwy czuciowe, ruchowe, jak i mieszane. Nerwy czaszkowe unerwiają okolice głowy i szyi, odpowiadając za odbiór wrażeń zmysłowych, pracę mięśni i funkcje wydzielnicze gruczołów, np. łzowych czy ślinowych. Jedynie nerw błędny wychodzi poza obręb głowy, unerwiając narządy wewnętrzne.
Nerwy rdzeniowe to nerwy wychodzące z rdzenia kręgowego. Każdy z nich powstaje z połączenia dwóch korzeni nerwowych: przedniego (ruchowego) i tylnego (czuciowego), które łączą się już poza kanałem rdzeniowym. Nerwy rdzeniowe należą do nerwów mieszanych zawierających włókna czuciowe i ruchowe. W niektórych występują dodatkowo jeszcze włókna autonomiczne.
Nerwy rdzeniowe tworzą układ piętrowy. Pierwsza para odchodzi na poziomie pierwszego kręgu szyjnego (między kością potyliczną a pierwszym kręgiem szyjnym zwanym atlasem). Ostatni nerw rdzeniowy odchodzi na wysokości pierwszego kręgu guzicznego. Nerwy rdzeniowe przewodzą informacje czuciowe i ruchowe z obszaru ciała, który unerwiają.

W naturalnych warunkach zarówno mózgowie, jak i rdzeń kręgowy, mają kolor różowy. Dopiero po utrwaleniu tkanki lub narządu, czyli po wykonaniu perfuzji solą fizjologiczną i paraformaldehydem lub formaliną, preparat staje się szaro‑biały.
Odruchy i ich podłoże anatomiczne
Podstawową czynnością układu nerwowego jest odruch, który jest automatyczną, szybką, powtarzalną reakcją organizmu na bodziec zewnętrzny lub wewnętrzny, zachodzącą za pośrednictwem układu nerwowego.
Reakcje odruchowe zachodzą w obrębie zespołu struktur tworzących tzw. łuk odruchowy – jest to droga, jaką przebywa impuls nerwowy od receptora (odbierającego bodziec) do efektora (wykonującego reakcję).
Łuk odruchowy
Łuk odruchowy składa się z pięciu elementów: receptora, drogi czuciowej, ośrodka nerwowego, drogi ruchowej i efektora.

Typy łuków odruchowych
Łuki odruchowe można podzielić na kilka typów w zależności od ich budowy.
Łuk odruchowy monosynaptyczny (dwuneuronowy) zbudowany jest z neuronu czuciowego i ruchowego. Zawiera jedną synapsę nerwową. Receptor i efektor występują w tym samym narządzie (np. rozciągnięcie receptorów w mięśniu czworogłowym uda powoduje skurcz jego włókien mięśniowych).
Łuk odruchowy dwusynaptyczny (trójneuronowy) zawiera dwie synapsy. Między neuronem czuciowym a ruchowym występuje jeden neuron pośredniczący. Receptor i efektor znajdują się w różnych narządach (np. zgięcie kończyny górnej na skutek oparzenia palca).

W łuku odruchowym polisynaptycznym (wieloneuronowym) między neuronem czuciowym a ruchowym występuje kilka neuronów pośredniczących oraz więcej niż dwie synapsy nerwowe (np. odruch zginania, odruch brzusznyodruch brzuszny, odruch mosznowyodruch mosznowy, odruch podeszwowyodruch podeszwowy).
Badanie odruchu zwanego objawem BabińskiegoBabińskiego stosuje się w diagnostyce pediatrycznej. Odruch ten występuje u zdrowych dzieci do końca pierwszego roku życia. Jest to grzbietowe odgięcie palucha i rozstawienie pozostałych palców nogi po podrażnieniu mechanicznym wzdłuż zewnętrznego brzegu podeszwowej strony stopy. Brak tej reakcji świadczy o uszkodzeniu ośrodków ruchowych kory mózgu lub dróg nerwowych (tzw. szlaków piramidowych), biegnących od kory mózgowej do neuronów ruchowych rdzenia kręgowego – jest to jeden z najważniejszych objawów w neurologii. Odruch ten został opisany w 1896 r. przez Józefa Babińskiego.
Przykładem łuku odruchowego jest odruch rogówkowy. Polega on na silnym zaciśnięciu się powieki w momencie podrażnienia rogówki oka. Jego zadaniem jest ochrona gałki ocznej przed uszkodzeniem. Przeanalizuj symulację, a następnie wykonaj polecenie.
Kliknij podrażnienie rogówki
, aby zaobserwować odruch rogówkowy.
Zapoznaj się z opisem symulacji.
Na symulacji przedstawiono odruch rogówkowy. Jest gałka oczna, a za nią w pewnej odległości przekrój przez rdzeń kręgowy. Oko dotknięto pędzelkiem, czyli dochodzi do stymulacji zakończeń neuronów czuciowych w odpowiedzi na podrażnienie rogówki. Impuls nerwowy jest przesyłany wzdłuż neuronu czuciowego (na symulacji w dolnej części gałki ocznej) do rdzenia kręgowego. Za pośrednictwem interneuronu w rdzeniu kręgowym impuls jest przekazywany do wielu neuronów ruchowych. Neurony ruchowe pobudzają efektory - mięśnie okrężne oczu. Na symulacji mięśnie biegną górną i dolną częścią gałki ocznej. Mięśnie kurczą się, powodując silne zaciśnięcie powiek.
Odruchy bezwarunkowe i warunkowe
Podstawowa klasyfikacja odruchów wyróżnia odruchy bezwarunkowe i warunkowe.
Odruchy bezwarunkowe
Odruchy bezwarunkowe są wrodzone, dziedziczne i charakterystyczne dla gatunku. Powstają w ośrodkach w rdzeniu kręgowym i ośrodkach podkorowych mózgowia (poza obszarem kory mózgowej), dlatego zachodzą automatycznie, bez udziału woli i świadomości. Nie podlegają modyfikacjom w ciągu życia, a określony bodziec wywołuje zawsze taką samą reakcję efektora.

Do odruchów bezwarunkowych należą: odruch źreniczny (reakcja źrenicy na zmiany intensywności oświetlenia), kolanowy (wyprost w kolanie po uderzeniu poniżej rzepki), podeszwowy (zgięcie palców stopy w odpowiedzi na mechaniczne podrażnienie receptorów skóry podeszwy stopy), odruchy charakterystyczne dla noworodków i niemowląt (ssania, chwytania), które wraz z rozwojem dziecka zanikają, odruch wydzielania śliny w odpowiedzi na podrażnienie receptorów smaku.
Wiele odruchów bezwarunkowych ma charakter obronny i powstaje w wyniku podrażnienia receptorów przez ciało obce (kichanie, kaszel, łzawienie).
Odruchy warunkowe
Odruchy warunkowe są nabyte i indywidualne. Są odruchami wyuczonymi, które aby móc się utrwalać, wymagają powtórzeń. Gdy nie są wzmacnianie zanikają. Pozwalają na przystosowanie się organizmu do nowych warunków środowiska. Odpowiedź powstała w odruchu warunkowym jest wolniejsza w porównaniu z odruchem bezwarunkowym i w jej powstawaniu uczestniczą ośrodki kory mózgowej.
Wyróżnia się dwa rodzaje odruchów warunkowych: klasyczne (inaczej pawłowskie, od nazwiska Iwana Pawłowa, który opisał je po raz pierwszy) oraz instrumentalne.
Odruchy warunkowe klasyczne powstają na podstawie odruchu bezwarunkowego. Warunkiem niezbędnym do ich wytworzenia jest skojarzenie bodźca kluczowego (bezkierunkowego) z bodźcem obojętnym.


Odruchy warunkowe instrumentalne również powstają na bazie odruchów bezwarunkowych. W przeciwieństwie do odruchów pawłowskich nie polegają jednak na prostym kojarzeniu bodźców, ale na kojarzeniu reakcji z konsekwencją. Jednym z pionierów badań nad odruchami instrumentalnymi był amerykański psycholog - B.F. Skinner. Jego klasyczne eksperymenty polegały na umieszczaniu zwierząt (głównie gołębi i gryzoni) w klatkach z systemem dźwigni i przycisków. Przebywając w klatce, zwierzę uczyło się, że naciśnięcie określonego przycisku prowadzi do otrzymania pokarmu (wzmocnienie pozytywne) lub uniknięcia rażenia prądem (wzmocnienie negatywne).

Przeprowadź symulację o odruchu bezwarunkowym i warunkowym, a następnie wykonaj polecenia.
Kliknij odruch bezwarunkowy lub odruch warunkowy, aby sprawdzić ich przebieg.
Symulacja interaktywna porównuje odruchy warunkowe i bezwarunkowe. Napis: Porównanie odruchów warunkowych i bezwarunkowych znajduje się w białym prostokącie na tle zdjęcia oka z brązową tęczówką. Pod spodem w białym prostokącie widnieje napis: Odruch bezwarunkowy, a w drugim białym prostokącie: Odruch warunkowy. Po kliknięciu na prostokąt z napisem: Odruch bezwarunkowy pojawia się biały prostokąt z napisem: Nakarm psa i literą „i” w okręgu, a obok niego animowana postać kremowego psa z czarnymi uszami i ogonem, który mruga oczami. Po najechaniu kursorem myszki na literkę „i” w okręgu pojawia się napis: Przyjmowanie i rozdrabnianie pokarmu są sygnałami do wydzielania śliny, która zmiękcza go i ułatwia jego przełykanie. Zwiększona produkcja śliny podczas jedzenia jest odruchem bezwarunkowym, wrodzonym. Po kliknięciu na prostokątne pole z napisem: Nakarm psa, pojawia się talerz z plastrem szynki, a z pyska psa zaczyna kapać ślina. Po kliknięciu na strzałkę w bok pojawia się kolejne pole z białym prostokątem, napisem: Zapal światło oraz postacią psa, nad którym widoczna jest żarówka. Po kliknięciu na to pole żarówka zapala się, a napis w prostokącie zmienia się na: Nakarm psa. Po kliknięciu na to pole żarówka zapala się, przed psem pojawia się talerz z plastrem szynki, a napis w prostokącie zmienia się na: Powtarzaj przy każdym posiłku przez 2 tygodnie. Przy pysku animowanej postaci psa pojawia się ślina, a ogon zaczyna się poruszać na boki. Po kliknięciu na strzałkę znajdującą się w lewym górnym rogu planszy wracamy do pierwszego ekranu w symulacji. Po kliknięciu na prostokąt z napisem: Odruch warunkowy pojawia się biały prostokąt z napisem: Zapal światło. Światło się zapala, a napis w prostokącie zmienia się na: Nakarm psa. Po kliknięciu na to pole żarówka zapala się, przed psem pojawia się talerz z plastrem szynki, a napis w prostokącie zmienia się na: Powtarzaj przy każdym posiłku przez 2 tygodnie. Przy pysku animowanej postaci psa pojawia się ślina, a ogon zaczyna się poruszać na boki. Po kliknięciu na strzałkę w bok pojawia się kolejne pole z białym prostokątem, napisem: Zapal światło i literą „i” w okręgu. Po najechaniu kursorem myszki na literkę „i” w okręgu pojawia się napis: Sygnał świetlny nie jest bezpośrednio związany z przyjmowaniem pokarmu, ale jeżeli zostanie wielokrotnie powtórzony łącznie z karmieniem, te dwa bodźce zostaną skojarzone. Zwiększona produkcja śliny na sygnał zapalenia żarówki jest odruchem warunkowym, wyuczonym. Aby utrzymać odruch, wspólne działanie bodźców musi być powtarzane. Po kliknięciu na pole z napisem: Zapal światło, przy pysku animowanej postaci psa pojawia się ślina, a ogon zaczyna się poruszać na boki.
Proces uczenia się
W przeciwieństwie do instynktów i odruchów bezwarunkowych, które są wrodzonymi, automatycznymi i niewyuczonymi reakcjami, zachowania wyuczone powstają w wyniku doświadczenia i uczenia się.
Uczenie się to stosunkowo trwała zmiana zachowania lub wiedzy, wymagająca aktywnego działania, zdobywania nowych umiejętności i informacji.
Umysł z dużą łatwością łączy zdarzenia występujące blisko siebie lub kolejno po sobie. Na tej podstawie powstała jedna z najpowszechniejszych teorii uczenia się – uczenie się skojarzeniowe, inaczej: asocjacyjne (ang. associative learning). Przejawia się ono tworzeniem powiązań między bodźcami lub zdarzeniami, które współwystępują w danym środowisku. Mechanizm ten jest fundamentem dla trzech podstawowych rodzajów uczenia się:
warunkowania klasycznego;
warunkowania instrumentalnego (sprawczego);
uczenia się przez obserwację.
W przypadku warunkowania klasycznego i instrumentalnego uczenie się zachodzi przez bezpośrednie, osobiste doświadczanie. Natomiast uczenie się przez obserwację polega na naśladowaniu działań innych – jest więc ono silnie osadzone w realiach społecznych oraz kulturowych.
Znaczenie warunkowania w procesie uczenia się

Uczenie się przez nabywanie odruchów warunkowych (klasycznych i instrumentalnych) jest relatywnie prostym mechanizmem, stosowanym w tresurze zwierząt lub wychowywaniu małych dzieci, ponieważ nie potrafią się one uczyć z wykorzystaniem innych mechanizmów. Zwierzęta domowe dzięki warunkowaniu uczą się reagować na komendy, np. „siad” lub „podaj łapę”. Natomiast małe dziecko nie zrozumie jeszcze, dlaczego nie należy dotykać rozgrzanego żelazka – stwierdzenie, że się oparzy, będzie dla niego niejasne. Z tego powodu w wychowaniu dzieci stosuje się pozytywne wzmocnienie, gdy poprawnie wykonają one daną czynność ruchową, albo karę, gdy wykonają czynność groźną dla życia. Od pewnego wieku ludzie nie muszą otrzymywać nagrody po każdej poprawnie wykonanej czynności ruchowej, aby się jej nauczyć, jednak stosowanie wzmocnień sprawia, że uczenie się następuje dużo szybciej, a jego efekty są trwalsze.

Za sprawą warunkowania powstają również uzależnienia. Chwilowe pozytywne odczucie (przyjemność, satysfakcja) wzmacnia chęć powtarzania czynności, np. uprawiania hazardu czy zażywania narkotyków, nawet jeśli długoterminowe skutki mogą być zgubne lub śmiertelne.
Pamięć i jej klasyfikacja
Pamięć jest procesem zapisywania, przechowywania i odtwarzania doświadczeń z naszej aktywności. Żyjąc gromadzimy ślady pamięciowe – engramyengramy. Wykorzystujemy je planując i działając. Różnice między engramami, procesami ich tworzenia i czasem ich przechowywania w układzie nerwowym są przyczyną powstania kilku klasyfikacji pamięci.
W związku z różnym czasem przechowywania śladów pamięciowych w ośrodkowym układzie nerwowym, wyróżnia się cztery rodzaje pamięci: sensoryczną, krótkotrwałą, długotrwałą oraz operacyjną.
Powyższy podział na rodzaje pamięci opiera się na rozróżnieniu powstawania krótkotrwałych, wielotygodniowych i wieloletnich śladów pamięciowych. Pamięć można jednak dzielić także ze względu na to, który ze zmysłów dostarcza jej materiału. Wyróżnia się wtedy pamięć wzrokową, słuchową i ruchową.
Skuteczne przeprowadzanie warunkowania
Aby proces warunkowania był skuteczny, czyli zakończył się szybkim i względnie trwałym efektem w postaci nowej reakcji warunkowej, należy zwrócić uwagę na kilka czynników.
Każdy proces uczenia przebiega szybciej i skuteczniej przy braku niepotrzebnych bodźców odwracających uwagę (dystraktorów).
Ważnym aspektem jest również motywacja, która w przypadku psów Pawłowa lub szczurów Skinnera była obecna dzięki zastosowaniu deprywacji pokarmowejdeprywacji pokarmowej.
Warunkowanie jest procesem, który wymaga powtórzeń. Ich liczba jest zależna od wielu czynników.
Ważne jest, by warunki, w których dokonywane są kolejne powtórzenia, były takie same lub zbliżone do siebie.
Nagroda musi być atrakcyjna, aby mogła pełnić funkcję wzmocnienia. Podobnie, kara musi być dotkliwa, aby zwierzę czuło potrzebę jej unikania.
Podanie bodźców pozytywnych lub negatywnych musi być nieuniknione i muszą one wystąpić z niedużym opóźnieniem po danej reakcji. Zbyt długie odroczenie wzmocnienia powoduje, że proces warunkowania nie zachodzi w ogóle, gdyż nie następuje asocjacjaasocjacja wykonanego działania z podanym bodźcem.
Metody efektywnej nauki
Podczas zdobywania wiedzy korzystamy z różnych metod ułatwiających uczenie się, takich jak mnemotechniki i graficzne przedstawianie zagadnienia.
Mnemotechniki
Mnemotechniki to techniki pamięciowe wykorzystujące skojarzenia. Pozwalają na szybsze zapamiętywanie oraz przechowywanie i odtwarzanie informacji. Wśród nich wyróżnia się strategie łączenia słów w listy i pary, układanie akronimów i akrostychów, układanie rymów. Mnemotechniki umożliwiają zapamiętanie słów, jednak bez informacji o możliwości ich wykorzystania.
Mindmapping
Mindmapping to sporządzenie graficznej notatki za pomocą słów‑kluczy powiązanych ze sobą liniami lub strzałkami, których groty sygnalizują charakter powiązania. Powstaje wtedy struktura promienista, która odwzorowuje ciąg skojarzeń. Podobnie jak w mnemotechnikach, wykorzystujemy więc wyobraźnię i skojarzenia. Mapy myśli pomagają powiązać ze sobą informacje oraz je uporządkować.
Informacje zawarte w takich mapach mają być nie tylko przejrzyście, ale i ciekawie przedstawiane, co ma ułatwić ich zrozumienie i zapamiętywanie. Mapy myśli można stosować w różnych dziedzinach życia: w szkole, w pracy, w domu – przy planowaniu urlopu czy imprezy. Przygotowując mapę myśli, uruchamiamy obie półkule mózgu – umieszczamy na mapie wcześniej zdobyte informację, porządkując je dzięki formom graficznym i kolorom.
Podsumowanie
Obwodowy układ nerwowy łączy ośrodkowy układ nerwowy (mózgowie i rdzeń kręgowy) z resztą ciała, umożliwiając przekazywanie informacji czuciowych i ruchowych.
Składa się z nerwów (czaszkowych i rdzeniowych), zwojów nerwowych oraz receptorów czuciowych.
Częściami obwodowego układu nerwowego są: układ somatyczny – kontroluje ruchy mięśni szkieletowych (świadome reakcje) oraz układ autonomiczny - kontroluje pracą narządów wewnętrznych.
Nerwy to pęczki włókien nerwowych, czyli aksonów otoczonych wspólną osłonką.
Wyróżniamy trzy rodzaje nerwów:
- Czuciowe – przewodzą impulsy z receptorów do ośrodkowego układu nerwowego,
- Ruchowe – przewodzą impulsy z ośrodkowego układu nerwowego do efektorów (np. mięśni),
- Mieszane – zawierają zarówno włókna czuciowe, jak i ruchowe.Łuk odruchowy to droga, którą impuls nerwowy przebywa od receptora do efektora, umożliwiając szybką reakcję organizmu na bodziec. Wyróżnia się łuki odruchowe monosynaptyczne, dwusynaptyczne i polisynaptyczne.
Łuki odruchowe monosynaptyczne – zawierają jedną synapsę między neuronem czuciowym a ruchowym (np. w odruchu kolanowym)
Łuki odruchowe dwusynaptyczne (trójneuronowe) - zawierają dwie synapsy, a między neuronem czuciowym a ruchowym występuje jeden neuron pośredniczący (np. zgięcie kończyny górnej na skutek oparzenia palca).
Łuki odruchowe polisynaptyczne – zawierają co najmniej jedną synapsę pośredniczącą (np. w odruch cofania ręki od gorącego przedmiotu).
Wyróżniamy różne rodzaje odruchów, czyli reakcji organizmu na bodziec:
- Bezwarunkowe – obecne od urodzenia, nie wymagają uczenia się,
- Warunkowe – powstają w wyniku doświadczenia i uczenia się, mogą ulec wygaszeniu.Warunkowanie to proces uczenia się poprzez skojarzenie bodźca obojętnego z bodźcem wywołującym reakcję, prowadzący do wykształcenia odruchu warunkowego.
Ćwiczenia utrwalające
Na schemacie przedstawiono drogę, jaką przebywa impuls nerwowy.

W dwusynaptycznym łuku odruchowym występują... Możliwe odpowiedzi: 1. dwie synapsy i jeden neuron pośredniczący., 2. dwie synapsy i dwa neurony pośredniczące., 3. jedna synapsa i dwa neurony pośredniczące., 4. jedna synapsa i jeden neuron pośredniczący.
Wybierz i zaznacz prawidłowy rodzaj odruchu. Naciskanie hamulca w rowerze, gdy widzimy przed sobą kałużę warunkowybezwarunkowy
Mrugnięcie powiekami pod wpływem gwałtownego ruchu przed oczami bezwarunkowywarunkowy
Wydanie okrzyku bólu, w sytuacji, gdy ktoś stanął nam na stopę warunkowybezwarunkowy
Włączenie lampki na stoliku, przy którym wieczorem czytamy książkę bezwarunkowywarunkowy
Zapięcie pasów po zajęciu miejsca w samochodzie bezwarunkowy warunkowy
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.
