Ośrodkowy układ nerwowy

Układ nerwowy zbudowany jest z dwóch układów współpracujących ze sobą i resztą organizmu: ośrodkowego (centralnego) układu nerwowego oraz obwodowego układu nerwowego. 

Ośrodkowy układ nerwowy stanowi centrum kontroli całego organizmu. Odbiera, analizuje i przetwarza informacje pochodzące ze środowiska wewnętrznego i zewnętrznego oraz wysyła odpowiedzi do narządów wykonawczych. W skład ośrodkowego układu nerwowego wchodzi mózgowie oraz rdzeń kręgowy.

Budowa i funkcje mózgowia

Mózgowie jest nadrzędnym organem kontrolującym funkcjonowanie organizmu.  Leży w obrębie czaszki, otoczone oponami mózgowo‑rdzeniowymi oraz płynem mózgowo‑rdzeniowym, który krąży w systemie połączonych ze sobą przestrzeni, nazywanych komorami mózgu.

Biorąc pod uwagę rozwój mózgowia z pierwotnej cewki nerwowej w życiu płodowym wyróżnia się w nim pięć części: kresomózgowie, międzymózgowie, śródmózgowie, tyłomózgowie wtórne (most i móżdżek) oraz rdzeniomózgowie (rdzeń przedłużony). Natomiast biorąc pod uwagę kryterium anatomiczno‑funkcjonalne, w mózgowiu wydziela się trzy części: mózg (obejmujący kresomózgowie i międzymózgowie wraz z nadwzgórzem, wzgórzem i podwzgórzem), pień mózgu (obejmujący śródmózgowie, rdzeń przedłużony i most) oraz móżdżek.

Na terenie ośrodkowego układu nerwowego, niektóre komórki nerwowe zgrupowane są jednostki funkcjonalne określane jako ośrodki nerwowe. Wyróżnia się ośrodki koroweośrodek korowyośrodki korowe i podkoroweośrodek podkorowypodkorowe.

Kora mózgowa jako nadrzędny integrator i analizator bodźców nerwowych

W istocie szarej kory mózgowej znajdują się liczne ośrodki nerwowe, które odbierając, wysyłając i przetwarzając impulsy nerwowe, są zaangażowane w procesy poznawcze, czucie, aktywność ruchową oraz wyższe czynności nerwowe, takie jak zapamiętywanie i myślenie. Zgodnie z kryterium czynnościowym, wyróżnia się ośrodki korowe  czuciowe, ruchowe i kojarzeniowe.

Ośrodki korowe są rozmieszczone w różnych płatach kory mózgowej. Nie można przypisać danego typu ośrodka wyłącznie jednemu płatowi, ponieważ każdy płat zawiera różnorodne centra pełniące odmienne funkcje.

Lateralizacja funkcjonalna półkul mózgowych

Lateralizacja funkcjonalna półkul mózgowych to zjawisko, polegające na specjalizacji danej półkuli w pełnieniu określonych funkcji. U większości osób lewa półkula odpowiada za mowę, logiczne i analityczne myślenie, a prawa – zdolności artystyczne, kreatywność i umiejętność wyrażania emocji. Pomimo tej specjalizacji, żadna złożona czynność (np. nauka, sztuka) nie jest domeną tylko jednej półkuli. Wymagają one ciągłej i zsynchronizowanej współpracy obu części mózgu. Jest to możliwe, ponieważ obie części kresomózgowia wymieniają się między sobą informacjami za pośrednictwem ciała modzelowatego.

Nerwy wychodzące z półkul mózgowych krzyżują się na wysokości rdzenia przedłużonego, dlatego lewa półkula kontroluje czynności prawej strony ciała, a prawa półkula – lewej.

Układ limbiczny

Układ limbiczny to złożony zespół ośrodków nerwowych, obejmujący struktury korowe i podkorowe. Do najważniejszych struktur korowych należy zakręt obręczy, hipokamphipokamphipokamp, zakręt przyhipokampalny, i ciało migdałowateciało migdałowateciało migdałowate (zlokalizowane głęboko w płatach skroniowych), a struktur podkorowych jądra przednie wzgórza oraz ciało suteczkowate w podwzgórzu. 

Do najważniejszych funkcji układu limbicznego należą:

• kontrola i wyrażanie emocji, takich jak strach, złość, smutek, radość,

• tworzenie i konsolidacja pamięci, udział w uczeniu się, 

• kontrola popędów, np. głodu, pragnienia, popędu seksualnego,

• udział w motywacji i podejmowaniu decyzji,

• regulacja czynności wegetatywnych (np. tętna, ciśnienia krwi) w sytuacjach stresowych i emocjonalnych,

• regulacja rytmu dobowego (snu i czuwania).

Rdzeń kręgowy - budowa i funkcje

Rdzeń kręgowy jest bezpośrednio połączony z mózgowiem – stanowi kontynuację rdzenia przedłużonego i wychodzi z czaszki przez otwór potyliczny. Kończy się on na wysokości drugiego kręgu lędźwiowego.

Rdzeń kręgowy od zewnątrz tworzy istota białaistota białaistota biała, która otacza leżącą wewnątrz istotę szarąistota szaraistotę szarą. Na przekroju poprzecznym widoczne jest, że istota szara przyjmuje charakterystyczny kształt zbliżony do litery „H”. Jej pasma tworzą skierowane ku przodowi rogi brzuszne (przednie) oraz zwrócone ku tyłowi rogi grzbietowe (tylne). W centralnej części rdzenia kręgowego przebiega kanał środkowy, w który wypełniony jest płynem mózgowo‑rdzeniowym.

Rdzeń kręgowy pełni funkcje: 

• przewodzenia impulsów nerwowych ze środowiska (odbieranych przez odpowiednie receptory) do mózgu i z mózgu do narządów wykonawczych (np. mięśni), 

• odruchową - zawiera ośrodki wielu odruchów bezwarunkowych, czyli szybkich, automatycznych reakcji na bodźce, które nie wymagają udziału mózgu (np. zginania kończyn, trzymania i wydalania moczu i kału, odruchów seksualnych). 

Ochrona układu nerwowego

Mózgowie i rdzeń kręgowy ochraniają elementy kostne. Pod nimi znajdują się trzy błony łącznotkankowe zwane oponami mózgowo‑rdzeniowymi. Są to: opona twarda, opona pajęcza oraz opona miękka.

Płyn mózgowo‑rdzeniowy

Płyn mózgowo‑rdzeniowy stanowi przesącz osocza krwi krążącej w systemie naczyń włosowatych mózgowia, Wypełnia on przestrzeń podpajęczynówkową, komory mózgu, a także kanał środkowy rdzenia kręgowego. 

Płyn mózgowo‑rdzeniowy produkowany jest przez cały czas. Krążąc w systemie komór mózgowia, kanale rdzenia kręgowego i przestrzeni pajęczynówkowej, jest resorbowany za pośrednictwem ziarnistości pajęczynówki i odprowadzany do zatok żylnych opony twardej. Stąd przechodzi do układu naczyń żylnych układu krwionośnego.

Bariera krew–mózg

Śródbłonek naczyń włosowatych mózgowia i pajęczynówki wraz z towarzyszącymi komórkami glejowymi (astrocytami) stanowią szczelną barierę nazywaną barierą krew‑mózg. Jest ona nieprzepuszczalna dla substancji (np. leków) mogących zakłócić funkcjonowanie neuronów. Mogą ją pokonywać jedynie związki niezbędne do prawidłowego funkcjonowanie komórek nerwowych, w tym woda, tlen, glukoza i aminokwasy. Substancje drobnocząsteczkowe i rozpuszczalne w tłuszczach mogą przenikać barierę krew–mózg na drodze dyfuzji. Większe (np. glukoza, aminokwasy, niektóre hormony) są przenoszone przez specjalne transportery swoiste dla danej substancji.

RvGSk9L0rkB9s

Ilustracja przedstawia komórki śródbłonka naczyń włosowatych mózgowia tworzące szczelne połączenia. Tkanka komórek składa się z warstwy płaskich komórek. Na zdjęciu mikroskopowym tkanka jest przedstawiona w skali 0,1 mikrometra.

Podsumowanie

• Ośrodkowy układ nerwowy obejmuje mózgowie i rdzeń kręgowy, które są głównymi ośrodkami przetwarzania i koordynacji informacji w organizmie.

• Mózgowie składa się z mózgu (z kresomózgowia i międzymózgowia), pnia mózgu (śródmózgowie, most i rdzeń przedłużony) i móżdżku.

• Kresomózgowie, czyli największa część mózgowia, dzieli się na dwie półkule mózgowe połączone ciałem modzelowatym.

• Zewnętrzna warstwa półkul, czyli kora mózgowa, zbudowana z istoty szarej, jest miejscem analizy bodźców, planowania działań, podejmowania decyzji i tworzenia pamięci.

• W każdej półkuli wyróżnia się płaty, w których znajdują się ośrodki nerwowe kontrolujące różne funkcje:
  - Płat czołowy – ośrodki ruchowe, planowanie czynności, kontrola emocji, myślenie i mowa.
  -Płat ciemieniowy – odbiór i analiza bodźców czuciowych z całego ciała, orientacja przestrzenna.
  - Płat skroniowy – odbiór i interpretacja dźwięków, rozumienie mowy, pamięć.
  - Płat potyliczny – ośrodek wzroku, analiza i interpretacja bodźców wzrokowych.

• Pień mózgu kontroluje podstawowe funkcje życiowe: oddychanie, pracę serca, ciśnienie krwi oraz odruchy obronne.

• Móżdżek odpowiada za koordynację ruchów, utrzymanie równowagi i napięcia mięśniowego.

• Rdzeń kręgowy, chroniony przez kręgosłup, przewodzi impulsy między mózgowiem a narządami ciała i stanowi ośrodek odruchów bezwarunkowych.

• Ośrodkowy układ nerwowy jest zabezpieczony przez trzy opony mózgowo‑rdzeniowe (twardą, pajęczą i miękką), płyn mózgowo‑rdzeniowy oraz barierę krew–mózg, które chronią tkankę nerwową przed urazami i toksynami.

• Współdziałanie poszczególnych struktur ośrodkowego układu nerwowego umożliwia odbiór bodźców, podejmowanie decyzji, uczenie się, zachowanie równowagi wewnętrznej oraz świadome kierowanie zachowaniem człowieka.

Ćwiczenia utrwalające