Анатомия и физиология нервной системы

Развитие ребенка — это в первую очередь результат развития его нервной системы. Чтобы понять процессы роста и развития ребенка, правильно организовать учебно-воспитанный процесс, в школе, необходимо знать строение и функции нервной системы, особенности ее развития.

Значение нервной системы:

• — регулирует и координирует деятельность всех органов и систем, обеспечивая функционирование организма как единого целого;
• — осуществляет связь между организмом и окружающей средой, обеспечивая наиболее эффективное приспособление его к изменениям окружающей среды;
• — является материальной основой психической деятельности человека.

Нервная система выполняет функции восприятия раздражений окружающей и внутренней среды, их анализа и организации, соответствующих ответных реакций, на эти раздражители. Соответствующая реакция осуществляется в форме рефлекторных изменений деятельности отдельных структур организма (физиологичных функций) и изменений поведения всего организма. Поведение является высшей формой приспособления организма к окружающей среде.

Структурно нервную систему разделяют на следующие отделы, — центральный и периферический.

Центральную нервную систему (ЦНС) образуют головной мозг и спинной. Она состоит из белого и серого вещества. Серое вещество образовано скоплением тел нейронов, а белое — их отростками.

Периферическая нервная система образована:

• — нервами, которые отходят от головного и спинного мозга (12 пар — черепно-мозговые нервы и 31 пара — спинномозговые);
• — нервными узлами — скоплениями нервных клеток вне спинного и головного мозга.

Функционально, нервную систему разделяют на:

• 1. соматическую (анимальную) — обеспечивает чувствительность тела, иннервирует скелетные мышцы, анализаторы;
• 2. вегетативную (автономную) — регулирует деятельность внутренних органов и вегетативных функций организма (обмен веществ, дыхание, выделение, и другие), иннервирует внутренние органы, железы, кровеносные сосуды. Ее разделяют на две части, которые действуют противоположно: симпатическую и парасимпатическую.

Как в центральном, так и в периферическом отделах НС, содержатся элементы соматической и вегетативной ее частей, благодаря чему достигается единство всей НС.

Развитие нервной системы ребенка — это постоянный процесс, который начинается еще в зародышевом периоде и длится в течение всего детства и юношества.

Нервная система начинает формироваться на третьей неделе эмбрионального развития из дорсальной части внешнего зародышевого листка (эктодермы). Проходит стадии: нервной пластинки; желобка с поднятыми краями; замкнутой нервной трубки, по краям которой формируется глиальные пластинки; из нижнего отдела нервной трубки образуется спинной мозг, а из передней — головной.

Нервная ткань состоит из нейронов и нейроглий.

Нейрон — нервная клетка с отростками, структурная и функциональная единица нервной системы.

В нейроне выделяют тело и отростки. Есть два вида отростков нейронов:

• 1. Аксон — это длинный отросток нейрона, проводит нервный импульс от тела нервной клетки к другим нейронам или рабочим органам. В клетке бывает он всегда один, заканчивается разветвлениями (нервными окончаниями) — терминалиями на другом нейроне или структуре рабочего органа. От аксона отходят отдельные отростки — коллатерали;
• 2. Дендриты — короткие отростки нейрона, которые сильно ветвятся, проводят нервный импульс к телу клеток. Имеют боковые выросты (шипики), которые увеличивают их поверхность и являются местами контактов с другими нейронами. У нейрона бывает один или несколько дендритов.

По количеству отростков нейроны разделяют на:

• — униполярные — с одним отростком — аксоном (нейробласти, которые встречаются лишь в эмбрионном периоде)
• — биполярные — с двумя отростками — дендритом и аксоном (в сетчатке глаза и спиральном ганглии внутреннего уха);
• — псевдо-униполярные — от тела отходит один отросток, который Т — подобен, ветвится на дендрит и аксон (нейроны спинномозговых узлов);
• — мульти-полярные — имеют много дендритов и один аксон (наиболее распространена группа нейронов. Например, нейроны двигательных ядер спинного мозга).

По функциональным значениям нейроны разделяют:

рецепторные (афферентные, чувствительные) воспринимают раздражения и трансформируют их в нервные импульсы, передают нервные импульсы к ЦНС;

ассоциативные (вставные, промежуточные) передают импульсы от одного нейрона к другому;

эффекторные (эфферентные, двигательные) передают нервные импульсы от ЦНС к рабочим органам (мышцам, железам).

Афферентные нейроны принадлежат к псевдо-униполярным, их тела лежат в спинномозговых узлах. Отросток, который отходит от тела, Т-подобен делится на 2 ветви, одна из которых идет к ЦНС и выполняет функцию аксона, а другая подходит к рецепторам и выполняет функцию дендрита.

Большинство эфферентных и вставных нейронов принадлежат к мульти-полярным. Мульти-полярные вставные нейроны расположены в задних рогах спинного мозга, и в других отделах ЦНС. Эфферентные нейроны расположены в основном в передних рогах спинного мозга.

Нейроглия обеспечивает функционирование нейронов. Осуществляет опорную, трофическую, секреторную и защитную функции. Она представлена клетками разной формы, которые сопровождают нейроны. С возрастом количество нейронов уменьшается, а нейроглиальных клеток — увеличивается.

В нейроглии выделяют клетки макроглии (глиоциты) и микроглии (глиальные макрофаги).

К макроглиям принадлежат:

• 1) эпендимоциты, которые образуют плотный слой клеток и выстилающих спинномозговой канал и желудочки головного мозга. Выполняют секреторную функцию — принимают участие в образовании спинномозговой жидкости;
• 2) астроциты — небольшие клетки звездчатой формы с многочисленными отростками. Формируют опорный аппарат центральной нервной системы;
• 3) олигодендроциты — небольшие клетки с короткими очень тонкими отростками. Окружают тела нейронов и их отростки, принимают участие в образовании нервных волокон, формируя их оболочки. Функции разнообразны — трофическая, изоляционная. Клетки микроглии — это мелкие клетки, которые выполняют функции глиальных макрофагов, благодаря своей способности к передвижению

Низшая и высшая нервная деятельность ребенка формируются в результате морфофункционального созревания всего нервного аппарата. Нервная система, а вместе с ней и высшая нервная деятельность у детей и подростков достигают уровня взрослого человека примерно к 20 годам. Весь сложный процесс развития ВНД человека определяется как наследственно, так и многими другими биологическими и социальными факторами внешней среды. Последние приобретают ведущее значение в постнатальном периоде, поэтому на семью и учебные заведения ложится основная ответственность за развитие интеллектуальных возможностей человека.

Возрастное развитие центральной и перифирической нервной системы

Спинной мозг. В течение первых трех месяцев внутриутробной жизни спинной мозг занимает позвоночный канал на всю его длину. В дальнейшем позвоночник растет быстрее, чем спинной мозг. Поэтому нижний конец спинного мозга поднимается в позвоночном канале. У новорожденного ребенка нижний конец спинного мозга находится на уровне III поясничного позвонка, у взрослого человека — на уровне II поясничного позвонка.

Спинной мозг новорожденного имеет длину 14 см. К 2 годам длина спинного мозга достигает 20 см, а к 10 годам, по сравнению с периодом новорожденности, удваивается. Быстрее всего растут грудные сегменты спинного мозга. Масса спинного мозга у новорожденного составляет около 5,5 г, у детей 1-го года — около 10 г. К 3 годам масса спинного мозга превышает 13 г, к 7 годам равна примерно 19 г. У новорожденного центральный канал шире, чем у взрослого. Уменьшение его просвета происходит главным образом в течение 1−2 годов, а также в более поздние возрастные периоды, когда наблюдается увеличение массы серого и белого вещества. Объем белого вещества спинного мозга возрастает быстро, особенно за счет собственных пучков сегментарного аппарата, формирование которого происходит в более ранние сроки по сравнению со сроками формирования проводящих путей.

Продолговатый мозг. К моменту рождения он вполне развит как в анатомическом, так и функциональном отношении. Его масса достигает 8 г у новорожденного. Продолговатый мозг занимает более горизонтальное, чем у взрослых, положение и отличается степенью миелинизации ядер и путей, размерами клеток и их расположением. По мере развития плода размеры нервных клеток продолговатого мозга увеличиваются, а размеры ядра с ростом клетки относительно уменьшаются. Нервные клетки новорожденного имеют длинные отростки, в их цитоплазме содержится тигроидное вещество. Ядра продолговатого мозга формируются рано. С их развитием связано становление в онтогенезе регуляторных механизмов дыхания, сердечно-сосудистой, пищеварительной и др. систем.

Мозжечок. В эмбриональном периоде развития сначала формируется древняя часть мозжечка — червь, а затем — его полушария. На 4−5-м месяце внутриутробного развития разрастаются поверхностные отделы мозжечка, образуются борозды и извилины. Наиболее интенсивно мозжечок растет в первый год жизни, особенно с 5-го по 11-й месяц, когда ребенок учится сидеть и ходить. У годовалого ребенка масса мозжечка увеличивается в 4 раза и в среднем составляет 95 г. После этого наступает период медленного роста мозжечка, к 3 годам размеры мозжечка приближаются к его размерам у взрослого. У 15-летнего ребенка масса мозжечка — 150 г. Кроме того, быстрое развитие мозжечка происходит и в период полового созревания.

Серое и белое вещество мозжечка развивается неодинаково. У ребенка рост серого вещества осуществляется относительно медленнее, чем белого. Так, от периода новорожденности до 7 лет количество серого вещества увеличивается приблизительно в 2 раза, а белого — почти в 5 раз. Из ядер мозжечка раньше других формируется зубчатое ядро. Начиная от периода внутриутробного развития и до первых лет жизни детей, ядерные образования выражены лучше, чем нервные волокна.

Клеточное строение коры мозжечка у новорожденного значительно отличается от взрослого. Ее клетки во всех слоях отличаются по форме, размерам и количеству отростков. У новорожденного еще не полностью сформированы клетки Пуркинье, в них не развито тигроидное вещество, ядро почти полностью занимает клетку, ядрышко имеет неправильную форму, дендриты клеток слаборазвиты. Формирование этих клеток идет бурно после рождения и заканчивается к 3−5 неделям жизни. Клеточные слои коры мозжечка у новорожденного значительно тоньше, чем у взрослого. К концу 2-го года жизни их размеры достигают нижней границы величины у взрослого. Полное формирование клеточных структур мозжечка осуществляется к 7−8 годам.

Мост. У новорожденного расположен выше, чем у взрослого, а к 5 годам располагается на том же уровне, что и у зрелого организма. Развитие моста связано с формированием ножек мозжечка и установлением связей мозжечка с другими отделами центральной нервной системы. Внутреннее строение моста у ребенка не имеет отличительных особенностей по сравнению с взрослым человеком. Ядра расположенных в нем нервов к периоду рождения уже сформированы.

Средний мозг. Его форма и строение почти не отличаются от взрослого. Ядро глазодвигательного нерва хорошо развито. Хорошо развито красное ядро, его крупноклеточная часть, обеспечивающая передачу импульсов из мозжечка к мотонейронам спинного мозга, развивается раньше, чем мелкоклеточная, через которую передается возбуждение от мозжечка к подкорковым образованиям мозга и к коре больших полушарий.

У новорожденного черная субстанция представляет собой хорошо выраженное образование, клетки которого дифференцированы. Но значительная часть клеток черной субстанции не имеет характерного пигмента (меланина), который появляется с 6 месяцев жизни и максимального развития достигает к 16 годам. Развитие пигментации находится в прямой связи с совершенствованием функций черной субстанции.

Промежуточный мозг. Отдельные формации промежуточного мозга имеют свои темпы развития. Закладка зрительного бугра осуществляется к 2 месяцам внутриутробного развития. На 3-м месяце разграничивается таламус и гипоталамус. На 4−5-м месяце между ядрами таламуса проявляются светлые прослойки развивающихся нервных волокон. В это время клетки еще слабо дифференцированы. В 6 месяцев становятся хорошо видными клетки ретикулярной формации зрительного бугра. Другие ядра зрительного бугра начинают формироваться с 6 месяцев внутриутробной жизни, к 9 месяцам они хорошо выражены. С возрастом происходит их дальнейшая дифференциация. Усиленный рост зрительного бугра осуществляется в 4-летнем возрасте, а размеров взрослого он достигает к 13 годам жизни.

В эмбриональном периоде развития закладывается подбугорная область, но в первые месяцы внутриутробного развития ядра гипоталамуса не дифференцированы. Только на 4−5-м месяце происходит накопление клеточных элементов будущих ядер, на 8-м месяце они хорошо выражены.

Ядра гипоталамуса созревают в разное время, в основном к 2−3 годам. К моменту рождения структуры серого бугра еще полностью не дифференцированы, что приводит к несовершенству теплорегуляции у новорожденных и детей первого года жизни. Дифференциация клеточных элементов серого бугра заканчивается позднее всего — к 13−17 годам.

Кора больших полушарий. До 4-го месяца развития плода поверхность больших полушарий гладкая и на ней отмечается лишь вдавливание будущей боковой борозды, которая окончательно формируется только ко времени рождения. Наружный корковый слой растет быстрее внутреннего, что приводит к образованию складок и борозд. К 5 месяцам внутриутробного развития образуются основные борозды: боковая, центральная, мозолистая, теменно-затылочная и шпорная. Вторичные борозды появляются после 6 месяцев. К моменту рождения первичные и вторичные борозды хорошо выражены, и кора больших полушарий имеет такой же тип строения, как и у взрослого. Но развитие формы и величины борозд и извилин, формирование мелких новых борозд и извилин продолжается и после рождения.

К моменту рождения кора больших полушарий имеет такое же количество нервных клеток (14−16 млрд.), как и у взрослого. Но нервные клетки новорожденного незрелы по строению, имеют простую веретенообразную форму и очень небольшое количество отростков. Серое вещество коры больших полушарий плохо дифференцировано от белого. Кора больших полушарий относительно тоньше, корковые слои слабо дифференцированы, а корковые центры недостаточно сформированы. После рождения кора больших полушарий развивается быстро. Соотношение серого и белого вещества к 4 месяцам приближается к соотношению у взрослого.

К 9 месяцам становятся более отчетливыми первые три слоя коры, а к году общая структура мозга приближается к зрелому состоянию. Расположение слоев коры, дифференцирование нервных клеток в основном завершается к 3 годам. В младшем школьном возрасте и в период полового созревания продолжающееся развитие головного мозга характеризуется увеличением количества ассоциативных волокон и образованием новых нервных связей. В этот период масса мозга увеличивается незначительно.

В развитии коры больших полушарий сохраняется общий принцип: сначала формируются филогенетически более старые структуры, а затем более молодые. На 5-м месяце, раньше других появляются ядра, регулирующие двигательную активность. На 6-м месяце появляется ядро кожного и зрительного анализатора. Позже других развиваются филогенетически новые области: лобная и нижнетеменная (на 7-м месяце), затем височно-теменная и теменно-затылочная. Причем филогенетически более молодые отделы коры больших полушарий с возрастом относительно увеличиваются, а более старые, наоборот, уменьшаются.