Любой организм от примитивного до самого сложного для своего существования в любых условиях и при разных уровнях активности должен поддерживать на одном уровне гомеостаз – устойчивое неравенство внутренней среды организма с окружающей средой. Это возможно только при упорядоченных потоках веществ, энергии и информации внутрь организма и из него. Для этого организм должен получать и оценивать информацию о состоянии внешней и внутренней среды и, учитывая насущные потребности, строить программы поведения. Эту функцию выполняет нервная система, являющаяся по словам И.П.Павлова, «невыразимо сложнейшим и тончайшим инструментом сношений, связи многочисленных частей организма между собой и организма как сложнейшей системы с бесконечным числом внешних влияний».

Нервная система действует как интегративная система, связывая в одно целое чувствительность, двигательную активность и работу других регуляторных систем (эндокринной и иммунной). Нервная система вместе с железами внутренней секреции (эндокринными железами) является главным интегрирующим и координирующим аппаратом, который, с одной стороны, обеспечивает целостность организма, с другой, — его поведение, адекватное внешнему окружению.
Анатомически нервная система расположена и устроена так, чтобы иметь прямой доступ и выxoд на внутренние органы, на внешнюю среду, соединять их, управлять органами движения.

1. История развития Нервной системы с древности до наших времен

1.1 История развития нервной системы в эпоху древней цивилизации

История изучения НС является частью общей истории анатомии, истоки которой прослеживаются еще в каменном веке (например, палеолитические рисунки с изображением мамонта, у которого в центре тела нарисовано сердце). В эпоху древних цивилизаций (Древний Китай, Древняя Индия, Древний Египет) начали проводиться целенаправленные наблюдения в анатомии человека. Однако такие исследования были еще очень редки, и недостаток знаний компенсировался отвлеченными умозаключениями.

В Европе начало изучения анатомии человека связано с Древней Грецией. Врач Алкмеон из Кротона еще в V в. до н.э. пришел к выводу, что для изучения анатомии необходимо вскрывать трупы людей. Он нашел нервы, которые связывают с мозгом ухо и глаз, и пришел к выводу, что мозг — это орган, вызывающий ощущения и мысли.

Начиная с этого времени и до изобретения микроскопа основным методом в анатомии становится метод рассечения, препарирования. Однако, как правило, вскрытия людей запрещались религиозными и гражданскими законами, что значительно тормозило развитие анатомии и медицины.

Основные исследования в Древней Греции:

Древнегреческий ученый Гиппократ (460-379 н.э.) первым предположил, что мозг является органом восприятия и души человека.

Аристотель (384-322 до н.э.) считал, что мозг является органом для охлаждения крови, а местом души является сердце.

Алкмеон Кратонский (VI век до н.э.) говорит о том, что мозг есть орган ощущения и мысли. Считал, что ощущение возникает благодаря особому строению периферических чувствительных аппаратов.

Пифагор (570-490 гг до н.э.) — основатель учения о бессмертии души, о её переселении из тела в тело. Он соотносил функцию разума с мозгом, а вместилищем души он считал сердце.

Герофил (335-280 гг до н.э.) и Эрасистрат (304-250 гг до н.э.) на основании вскрытия они начали дифференцировать нервы, ранее которые не отличали от связок и сухожилий. Также обнаружили различие между чувствительными и двигательными нервами

Величайший древнеримский врач Гален (II в.) писал свои сочинения, опираясь на исследования тела животных (свиней, собак, обезьян) и перенося полученные факты на человека, что приводило к ряду ошибок и неточностей. Тем неменее вклад Галена в анатомию трудно недооценить — он систематизировал знания по анатомии своего времени и дополнил их своими наблюдениями. В частности, он описал четверохолмие, блуждающий нерв, экспериментально доказал чувствительную и двигательную функции задних и передних корешков спинного мозга. Предположил, что большие полушария отвечают за восприятие, а мозжечок отвечает за движения. Мозг управляет движениями и ощущениями, благодаря 4 видам жидкости, которые циркулируют в желудочках мозга и попадают в полые нервы, идущие к мышцам и органам чувств. Гален считал, что мозг является органом души наряду с сердцем и печенью. Учение Галена было канонизировано, а изучение тела человека было строго запрещено как греховное занятие, что затормозило развитие анатомии вплоть до эпохи Возрождения.

1.2. История развития нервной системы в эпоху Возрождения и до наших дней

Основателем анатомии как науки считается Андреас Везалий (1514— 1564), который родился в Нидерландах, но работал в основном в Италии. Вскрывая трупы, Везалий усовершенствовал метод препарирования и получил богатейший материал по строению человеческого тела. В своих трудах он отметил около 200 ошибок, допущенных Галеном, и доказал, что анатомия человека не может развиваться без вскрытия трупов.

После работ Везалия анатомия стала развиваться более быстрыми темпами, кроме того, церковь уже не так жестко преследовала вскрытие трупов врачами и анатомами. В результате изучение анатомии стало неотъемлемой частью подготовки врачей во всех университетах Европы. С этого времени начинается все более детальное изучение строения человека, в том числе и его НС.

Нередко в названии структур присутствует имя их первооткрывателей, например:

сильвиев водопровод (мозговой водопровод, названный по имени французского врача Я. Сильвия, учителя Везалия),

евстахиева труба (слуховая труба, по имени итальянца Б. Евстахия, XVI в.),

ганглий Скарна (вестибулярный ганглий, открытый итальянцем А. Скарна, XVIII в.), пучок Вик д’Азира (сосцевидно-таламический пучок, названный по имени французского врача Ф. Вик д’Азира, XVIII в.), ядро Дейтерса (латеральное вестибулярное ядро, но имени немца О. Дейтерса, XIX в.),

клетки Беца (гигантские пирамидные нейроны коры больших полушарий и т.д., названные по имени киевского анатома В. А. Беца, XIX в.)

В этом же столетии французский ученый-энциклопедист Р. Декарт впервые сформулировал представления о рефлекторном принципе работы НС, что очень стимулировало ее дальнейшее изучение. Ученый и философ считал, что мозг управляет движениями с помощью рефлексов, а душа человека находится вне мозга и взаимодействует с мозгом через эпифиз.

В XIX веке впервые стали применять различные экспериментальные методы изучения мозга.

В данном столетии были сделаны три базовых открытия в понимании работы мозга:

• Нервы — это волокна, по которым растростроняются электрические сигналы.

• Специфические функции локализуются в разных участках мозга.

• Нейрон — основная функциональная единица мозга.

Итальянский учёный Луиджи Гальвани и немецкий биолог Эмиль Дюбуа-Реймон показали, что при воздействии на нервы электрическим током происходит сокращение мышцы, к которой подходит нерв. Было сделано заключение, что нервы — это провода, по которым распространяются электрические сигналы в мозг и из мозга.

Английский анатом и врач Чарльз Белл (1774-1842) и французский физиолог Франсуа Мажанди (1783-1855). экспериментально показали наличие анатомической основы рефлекса. Они утверждали, что внутри нервов существуют двигательные и чувствительные волокна, по которым сигналы распространяются только в одну сторону. По чувствительным волокнам сигнал распространяется от органов чувств к ЦНС, а по двигательным — из ЦНС к мышцам. Чувствительные и двигательные волокна разделяются на уровне корешков спинного мозга (чувствительные волокна идут в дорсальные корешки, двигательные волокна идут в вентральные корешки).

Мари-Жан-Пьер Флуранс (французский физиолог) использовал метод разрушения (экстирпации) различных участков мозга у животных для выяснения их функций. Флуранс доказал, что при нарушении мозжечка нарушается координация движений, а при разрушении различны участков больших полушарий нарушаются ощущения и восприятие.

Франц Галль - высказал предположение, что разные участки коры больших полушарий отвечают за разные психические функции, способности и личностные черты человека. Франц Галль создал учение «френологию», которое связывало личностные черты человека с особенностью строения черепа. Он предположил, что структура черепа соответствует структуре головного мозга, в частности коры больших полушарий. Если у человека развита какая-то способность, то на соответствующем участке находится выпуклость (шишка).

Труды Даггса (1771-1837) и Исмаэля Буйо (1796-1881) выполненные на основании медицинских наблюдений были посвящены предположениям о потере речи в результате локальных поражений мозга, но только в 1861 году Поль Брок выступил по этому вопросу на заседании Парижского антропологического общества. Он представил материал изучения двух больных с потерей речи, обратив внимание на то, что это связано с поражением нижней лобной извилины левого полушария. В 1874 году немецкий психиатр Карл Вернике описал клинический случай, когда больной мог говорить, но не понимал обращенную к нему речь. Постмортальное исследование мозга больного показало, что у него была разрушена височная область в левом полушарии мозга, которая была названая в дальнейшем зоной Вернике. Карл Вернике предположил, что этот участок мозга отвечает за понимание речи (импрессивную речь

Джон Хьюлингс Джексон — английский невролог (1835-1911). На основании динамического подхода обосновал теорию трехуровневой организации деятельности ЦНС. По его представлениям функция является результатом деятельности сложной вертикальной организации. Низший уровень представлен стволовыми отделами мозга, средний уровень — чувствительными и двигательными участками коры, высший уровень — его лобными отделами.

Шотландский невролог Давид Фериер показал, что удаление определенных участков коры приводит к параличу определенных групп мышц. Прогресс в изучении мозга был связан с анализом микростроения мозга. Для этого использовался метод окрашенных участков нервной ткани под микроскопом.

Английский анатом Аугуст фон Валлер разработал химический метод, позволивший выделять пучки отмирающих волокон. Окрашивание по этому методу показало, что длинные волокна, образующие периферические нервы — это отростки клеток, находящихся внутри головного и спинного мозга.

Корбиниан Бродман (1868-1918) — создал цитоархитектоническую карту коры головного мозга, основанную на гистологических исследованиях. Он выделил более 50 участков головного мозга, имеющих различное клеточное строение.

Но все эти открытия не доказывали того, что именно нейрон является основной единицей нервной ткани, и этому имелся ряд причин. Как мы уже знаем, нейроны крайне разнообразны по величине, форме, количеству и ветвлению отростков, которые при существующих в то время методах окраски были почти неразличимы. На срезах мозговой ткани нейроны упакованы очень плотно, они окружены многочисленными переплетающимися волокнами, и даже если бы эти волокна прокрашивались, их было бы невозможно различать. Поэтому одним из самых важных достижений нейроанатомии в XIX в. было изобретение в 1873 г. итальянским ученым К. Гольджи (1844—1926) метода окраски, при котором прокрашивался один из 70—100 нейронов. При окраске по Гольджи препарат сначала окрашивают двухромовокислым калием, а затем пропитывают раствором нитрата серебра. При хорошо сделанном окрашивании на препарате видны только несколько коричнево-черных нейронов на оранжевом фойе, причем каждый из этих нейронов прокрашен полностью со всеми своими отростками.Нейроны образуют единую сеть. Еще один метод окраски, который очень много дал для изучения нейрона, предложил немецкий гистолог и психиатр Ф. Ниссль (1860—1919). Это окраска основными красителями, чаще всего метиленовым синим. В отличие от метода Гольджи при окраске по Нисслю прокрашиваются все нейроны, но только — их тело без отростков. С помощью этого метода был открыт специфический для нейрона тигроид, или вещество Ниссля.

Новую страницу в изучении НС открыл великий испанский ученый, создатель нейронной теории и основоположник нейробиологии С. Рамон- и-Кахалъ (1852—1934). Он окончил в 1873 г. университет в Сарагосе, а в 1877 г., сдав экзамены в Мадриде, получил звание доктора медицины. В дальнейшем Рамон-и-Кахаль работал в Валенсии и Барселоне, а в 1892 г. стал профессором гистологии и паталогической анатомии в Мадриде. В 1906 г. Рамон-и-Кахалю совместно с Гольджи «В знак признания трудов о строении нервной системы» была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Рамон-и-Кахаль впервые посмотрел в микроскоп, когда готовился к экзамену по гистологии в Мадриде. Он был настолько ошеломлен увиденным, что начал изучать с помощью микроскопа строение различных тканей самостоятельно, поскольку в эти годы зарубежные исследования в Испании были малодоступны. Рамон-и-Кахаль обладал явным талантом художника, и публикации, сделанные им по результатам исследований, были чрезвычайно интересны еще и потому, что были прекрасно иллюстрированы.

Он последовательно изучал все ткани, поставив нервную ткань в самый конец ввиду ее сложности. В 1886 г. ему показали нейроны, окрашенные по Гольджи. Рамон-и-Кахаль был поражен отличием этого препарата нервной ткани от виденных им раньше нейронов. С этого времени он посвятил свою жизнь изучению НС. Он усовершенствовал метод окраски нейронов но Гольджи, а также разработал несколько собственных методов, дающих возможность более детально изучить особенности строения нервной ткани.

Рамон-и-Кахаль изучил и зарисовал нейроны практически всех структур головного мозга, а также сенсорных систем. Он дал гораздо более точные и детальные описания нейронов, чем это удавалось сделать до него, например, он первым описал шипики на дендритах. Свои исследования Рамон-и-Кахаль обобщил в монографии «Гистология нервной системы человека и позвоночных животных» (1904). Эта книга до сих пор является самым фундаментальным исследованием по нейроморфологии.

В XIX в. существовали две теории строения НС. Более признанная ретикулярная теория утверждала, что все нейроны соединены от аксона к дендриту в единую сеть, т.е. цитоплазма одного нейрона плавно переходит в цитоплазму другого (Гольджи был сторонником этой точки зрения). Другая теория — теория контакта, которую чаще называют нейронной теорией, постулировала, что нервная ткань состоит из отдельных нейронов, между которыми существуют границы.

Рамон-и-Кахаль обнаружил, что, хотя многие волокна тесно прилегают друг к другу, они не сливаются и образуют в месте контакта утолщение. Он не мог с помощью светового микроскопа рассмотреть синапс во всех деталях, но предположил его существование, укрепляя тем самым позиции нейронной теории. Эти представления повлияли на работу физиолога Ч. С. Шеррингтона, который в то время изучал рефлексы спиного мозга. Он увидел, что его данные можно объяснить с точки зрения передачи возбуждения через контакты между нейронами. В 1897 г. Шеррингтон назвал область контакта между нейронами синапсом.

Но и доказательством структурной обособленности нейрона не исчерпывается вклад Рамон-и-Кахаля в нейробиологию. Он сформулировал принцип динамической поляризации, по которому нервные клетки могут передавать нервный импульс только в одном направлении — от дендритов через тело клетки к аксону. Он смог проследить ход некоторых нервных волокон и доказать, что связи между нейронами не случайны, а специфичны. Он выдвинул ряд гипотез, которые в дальнейшем были подтверждены. Например, он предположил, что шипики не статичны и их количество меняется в зависимости от активности нейрона, что привело к формулированию гипотезы о пластичности нервной ткани. Он изучал нейрогенез, предположив в результате этих исследований, что аксон растет, ориентируясь на какие-то химические вещества, что также получило подтверждение (факторы роста нервов).

В XX в. нейронная теория получила множество подтверждений в ходе электронно-микроскопических и других исследований и стала пользоваться всеобщим признанием. Основным положением этой теории является то, что нейрон — это главная анатомо-функциональная единица нервной ткани.

В России изучение анатомии НС было особенно востребовано, так как именно здесь разрабатывались основные идеи нервизма, т.е. учения о ведущей роли НС в регуляции деятельности всего организма. Идеи нервизма были заложены еще И. М. Сеченовым, доказывавшим рефлекторный принцип работы головного и спинного мозга. Продолжил развитие этих идей невропатолог и психиатр В. М. Бехтерев (1857—1927), утверждавший, что ГМ принадлежит ведущая роль в регуляции функций организма. Законченный характер концепция нервизма приобрела благодаря работам лауреата Нобелевской премии И. П. Павлова (1849—1936), создавшего учение о высшей нервной деятельности. Используя открытый и доведенный до совершенства метод условных рефлексов, он детально исследовал физиологические закономерности деятельности коры больших полушарий. Большой вклад в идеи нервизма внес русский врач С. Я. Боткин (1832—1889), обнаруживший, что многие заболевания имеют нейрогенную природу.

Последняя треть XIX в. ознаменовалась зарождением в России новой тенденции в физиологии, в первую очередь в физиологии центральной нервной системы. Можно отметить труды Н. Е. Введенского (1852–1922) и А. А. Ухтомского (1875–1942). Введенский выдвинул новый взгляд на природу торможения нервных процессов и создал теорию парабиоза. Последний изучал свойства возбудимых тканей, координацию процессов в нервных центрах и ввел понятие доминанты как ведущего принципа координации функциональной активности центральной нервной системы.

Развитие нейроанатомии в XX в. было неразрывно связано с развитием нейрофизиологии. В связи с появлением новых методов исследования было сделано множество открытий, сопровождавшихся появлением новых концепций организации НС. Перечислим вкратце наиболее значимые и интересные из них.

Появление новых методов окраски нейронов стимулировало более тщательное изучение цитоархитектоники мозга, особенно коры больших полушарий. В 1909 г. была опубликована монография немецкого невролога К. Бродмана (1868—1918), в которой были представлены цитоархи- тектонические карты коры больших полушарий (52 поля по Бродману). В 1919—1920 гг. немецкие неврологи Оскар и Сесиль Фогг дополнили эти карты, описав 150 миелоархигектонических участков коры. В дальнейшем О. Фогт (1870—1959) был приглашен в Россию для организации лаборатории по изучению мозга В. И. Ленина. В 1928 г. эта лаборатория была преобразована в Государственный институт мозга, ставший одним из ведущих нейробиологических центров СССР. Одним из организаторов института был также советский невролог и нейроанатом И. II. Филимонов (1890—1966). Он стал в нашей стране одним из основоположников эволюционной нейроморфологии, выделив в коре больших полушарий палео-, архи- и неокортекс. И уже во второй половине XX в. американский ученый В. Маунткасл, опираясь на исследования Р. Лоренто де Но и Я. Сентаготаи, разработал концепцию модульной организации коры.

Так как изучение нейрофизиологических законов практически невозможно без знания анатомии, большой вклад в развитие нейроморфологии был сделан учеными-физиологами. В 1932 г. английские ученые Ч. С. Шеррингтон (1857—1952) и Э. Д. Эдриан (1889—1977) получили Нобелевскую премию «За открытия, касающиеся функций нейронов». Изучая рефлексы спинного мозга, Шеррингтон составил карты иннервации тела различными спинномозговыми корешками. При этом он установил, что мышцы имеют не только эфферентную, но и афферентную иннервацию. Исследования Шеррингтона позволили выявить ряд закономерностей в работе НС, в частности реципрокную иннервацию и реципрокное торможение мышц-антагонистов. Работы Эдриана были связаны с изучением адаптации рецепторов и способов кодирования сенсорной информации.

Через четыре года Нобелевской премии «За открытия, связанные с химической передачей нервных импульсов» были удостоены английский фармаколог и физиолог Г. X. Дейл (1875—1968) и немецко-американский фармаколог и физиолог О. Лёви (1873—1961). Хотя предположения о том, что синаптическая передача осуществляется с помощью химических веществ, высказывались еще в начале века, экспериментальных доказательств этому не было. Лёви придумал простой эксперимент, с несомненностью доказывавший регуляцию сердечной деятельности медиаторами, выделяющимися из окончаний волокон блуждающего и симпатического нервов. Дейл продемонстрировал синаптическую передачу с помощью аце- тилхолина в нервно-мышечном синапсе.

В 1944 г. Нобелевская премия «За открытия, имеющие отношение к высокодифференцированным функциям отдельных нервных волокон» была присуждена американским физиологам Дж. Эрлангеру (1874—1965) и Г. С. Гассеру (1888—1963). Эрлангер усовершенствовал способ регистрации нервных импульсов, соединив гальванометр с ламповым усилителем. Это дало возможность для изучения ПД. Достаточно большое усиление было достигнуто только в 1930-х гг., что позволило Эрлангеру со своим коллегой Гассером детально изучить электрическую активность нервов. В процессе исследований они подтвердили сделанное в 1906 г. предположение шведского физиолога Г. Готлина, что толстые волокна проводят импульсы быстрее, чем тонкие. Также они подробно изучили форму ПД, что способствовало в дальнейшем созданию теории нервного возбуждения А. Ходжкином, Дж. Экклсом и А. Хаксли. Нобелевская премия 1949 г. была поделена между двумя учеными, исследующими совершенно различные проблемы. Швейцарский физиолог В. Р. Хесс (1881 — 1973) изучал функции промежуточного мозга, раздражая электрическими импульсами его участки. Его книга «Функциональная организация промежуточного мозга» стала классическим трудом не только из-за содержащихся там сведений, но и как пример точности и основательности исследований, которые продемонстрировали ведущую роль гипоталамуса в регуляции вегетативных функций, а также роль таламуса и субталамуса — в координации моторных функций. Кроме того, Хесс выяснил, что раздражение определенных участков гипоталамуса вызывает страх, гнев, сон или расслабление, сексуальное возбуждение.

Португальский психиатр и нейрохирург Антониу Эгаш Мониш (1874—1955) стал известен, когда разработал метод церебральной ангиографии, позволяющий четко различать кровеносные сосуды на фоне окружающих тканей. Ангиография до сих пор остается широко распространенным диагностическим методом при таких нарушениях, как кровоизлияния, травмы и т.п. Но Нобелевскую премию Мониш получил «За открытие терапевтического воздействия лейкотомии при некоторых психических заболеваниях». Лейкотомия — это операция, заключающаяся в рассечении нервных волокон, проходящих под корой больших полушарий. Наиболее распространенный вариант этой операции — префронтальная лоботомия, или просто лоботомия, при которой перерезаются волокна, соединяющие таламус и лобную ассоциативную кору. Первая такая операция была проведена в 1936 г. В это время еще не существовало достаточно эффективных методов лечения психических заболеваний, и очень многие больные в течение всей жизни находились в психиатрических больницах. Лоботомия применялась при шизофрении и заболеваниях, сопровождающихся психомоторным возбуждением. Она часто снимала психическое напряжение пациента и делала его более управляемым, что позволяло содержать больного в домашних условиях. После Второй мировой войны лоботомию начали проводить во многих странах, в том числе и в СССР. Особенно большую популярность она приобрела в США благодаря усилиям американского невропатолога У. Фримена. Но постепенно начало накапливаться все больше данных о неблагоприятных последствиях лоботомии — апатии, безынициативности, нарушениях интеллекта, потере способности к целенаправленной деятельности и т.п. В конечном итоге во многих странах лоботомия была законодательно запрещена. Этому способствовало создание в 1950-х гг. антипсихотических препаратов — нейролептиков, применение которых давало сходный с лоботомией эффект, но уже без хирургического вмешательства.

Американский невролог Р. У. Сперри (1913—1994) получил в 1981 г. половину Нобелевской премии «За открытия, касающиеся функциональной специализации полушарий головного мозга». До исследований Сперри считалось, что комиссуральные связи в целом не влияют на работу ГМ. Сперри сначала изучал деятельность ГМ у животных после комиссуротомии, а затем начал сотрудничать с нейрохирургами, которые осуществляли перерезку мозолистого тела у больных с эпилепсией, чтобы воспрепятствовать распространению судорог с одной половины тела на другую. И наконец, Сперри со своими сотрудниками разработал принципиально новый способ тестирования испытуемых, который позволял оценивать мыслительные функции каждого полушария независимо друг от друга без оперативного вмешательства. Исследования Сперри внесли существенный вклад в понимание функциональной асимметрии правого и левого полушарий, привели к изменению подходов к изучению познавательных функций ГМ, а также нашли применение в диагностике и лечении нервных заболеваний.

Вторая половина премии была присуждена американским исследователям Д. X. Хьюбелу (1926—2013) и Т. Н. Визелю (род. 1924) «За открытия, касающиеся принципов переработки информации в нейронных структурах». Изучая зрительную сенсорную систему, они обнаружили в зрительной коре колонки ориентационной чувствительности и колонки глазо- доминантности, дав еще одно доказательство правильности концепции модульной организации коры больших полушарий. Исследования Хьюбела и Визеля имели не только большое значение для теоретической нейрофизиологии, но сыграли значительную роль в клинической офтальмологии.

Самые последние исследования но нейробиологии связаны с проектом «Коннектом человека», который был запущен в США в 2009 г.

Коннектом — это карта нервных связей всего организма (иногда этот термин применяют по отношению не ко всему организму, а только к его части). Соответственно, область исследований, занимающуюся картографированием и анализом нервных связей, называют коннектомикой. Термин «коннектом» был введен по аналогии с геномом — совокупностью наследственного материала организма. Пока что полный коннектом описан только для одного вида — круглого червя Caenorhabditis elegans (элегантная нематода), который является популярным модельным объектом во многих биологических экспериментах. НС этой нематоды содержит всего 302 нейрона, между которыми обнаружено около 7000 связей, причем работа над составлением ее коннектома заняла более 10 лет.

На формирование нервных связей влияют два основных фактора — генотип организма и влияние окружающей среды. За счет генотипа формируются связи, обеспечивающие врожденное поведение организма. В процессе обучения (влияние среды) связи между нейронами меняются, сами нейроны могут дегенерировать, и наоборот, могут образовываться новые нейроны, между которыми будут образовываться новые связи, т.е. в течение жизни постоянно идет процесс синаптогенеза. В НС человека почти 100 млрд нейронов, и, конечно, окружающая среда оказывает на его организм гораздо большее влияние, чем у нематоды. Понятно, что построение коннектома человека — это исключительно сложная задача. Тем не менее она имеет большое не только теоретическое, но и практическое значение, так как именно характер связей является одной из главных характеристик человеческой индивидуальности.

На проект «Коннектом человека», который реализуется объединением ученых нескольких университетов, выделено 30 млн долларов. Исследователи изучают мозг 1200 здоровых взрослых испытуемых не только в состоянии физиологического покоя, но и при различных функциональных нагрузках (например, решение арифметических задач). В проекте используется комбинация неинвазивных методов нейровизуализации, как анатомических, так и функциональных — МРТ, фМРТ и различных ее модификаций, ЭЭГ, МЭГ и др. Пока что проект ставит перед собой задачу отобразить коннектомы на макроуровне, т.е. на уровне не отдельных нейронов, а больших систем мозга, которые можно будет разделить на анатомически и функционально раздельные области. Успешное выполнение проекта «Коннектом человека» должно дать ценную информацию о мозговых связях, их индивидуальных отличиях, влиянии на поведение, а также поможет лучше понимать процессы развития и старения мозга, его функционирования в норме и патологии.

2. Эволюция нервной системы

Появление многоклеточных организмов явилось первичным стимулом для дифференциации систем связи, которые обеспечивают целостность реакций организма, взаимодействие между его тканями и органами. Это взаимодействие может осуществляться как гуморальным путем посредством поступления гормонов и продуктов метаболизма в кровь, лимфу и тканевую жидкость, так и за счет функции нервной системы, которая обеспечивает быструю передачу возбуждения, адресованного к вполне определенным мишеням.

2.1. Нервная система беспозвоночных животных

Нервная система как специализированная система интеграции на пути структурного и функционального развития проходит через несколько этапов, которые у первично- и вторичноротых животных могут характеризоваться чертами параллелизма и филогенетической пластичностью выбора.

Среди беспозвоночных наиболее примитивный тип нервной системы в виде диффузной нервной сети встречается у типа кишечнополостных. Их нервная сеть представляет собой скопление мультиполярных и биполярных нейронов, отростки которых могут перекрещиваться, прилегать друг к другу и лишены функциональной дифференциации на аксоны и дендриты. Диффузная нервная сеть не разделена на центральный и периферический отделы и может быть локализована в эктодерме и энтодерме.

Эпидермальные нервные сплетения, напоминающие нервные сети кишечнополостных, могут быть обнаружены и у более высоко организованных беспозвоночных (плоские и кольчатые черви), однако здесь они занимают соподчиненное положение по отношению к центральной нервной системе (ЦНС), которая выделяется как самостоятельный отдел.

В качестве примера такой централизации и концентрации нервных элементов можно привести ортогональную нервную систему плоских червей. Ортогон высших турбеллярий представляет собой упорядоченную структуру, которая состоит из ассоциативных и двигательных клеток, формирующих вместе несколько пар продольных тяжей, или стволов, соединенных большим числом поперечных и кольцевых комиссуральных стволов. Концентрация нервных элементов сопровождается их погружением в глубь тела.

Плоские черви являются билатерально симметричными животными с четко выраженной продольной осью тела. Движение у свободноживущих форм осуществляется преимущественно в сторону головного конца, где концентрируются рецепторы, сигнализирующие о приближении источника раздражения. К числу таких рецепторов турбеллярий относятся пигментные глазки, обонятельные ямки, статоцист, чувствительные клетки покровов, наличие которых способствует концентрации нервной ткани на переднем конце тела. Этот процесс приводит к формированию головного ганглия, который, по меткому выражению Ч. Шеррингтона, можно рассматривать как ганглиозную надстройку над системами рецепции на расстоянии.

Ганглионизация нервных элементов получает дальнейшее развитие у высших беспозвоночных, кольчатых червей, моллюсков и членистоногих. У большинства кольчатых червей брюшные стволы ганглионизированы таким образом, что в каждом сегменте тела формируется по одной паре ганглиев, соединенных коннективами с другой парой, расположенной в соседнем сегменте.

Ганглии одного сегмента у примитивных аннелид соединены между собой поперечными комиссурами, и это приводит к образованию лестничной нервной системы,. В более продвинутых отрядах кольчатых червей наблюдается тенденция к сближению брюшных стволов вплоть до полного слияния ганглиев правой и левой сторон и перехода от лестничной к цепочечной нервной системе. Идентичный, цепочечный тип строения нервной системы существует и у членистоногих с различной выраженностью концентрации нервных элементов, которая может осуществляться не только за счет слияния соседних ганглиев одного сегмента, но и при слиянии последовательных ганглиев различных сегментов.

Эволюция нервной системы беспозвоночных идет не только по пути концентрации нервных элементов, но и в направлении усложнения структурных взаимоотношений в пределах ганглиев. Не случайно в современной литературе отмечается тенденция сравнивать брюшную нервную цепочку со спинным мозгом позвоночных животных. Как и в спинном мозгу, в ганглиях обнаруживается поверхностное расположение проводящих путей, дифференциация нейропиля на моторную, чувствительную и ассоциативные области. Это сходство, являющееся примером параллелизма в эволюции тканевых структур, не исключает, однако, своеобразия анатомической организации. Так, например, расположение туловищного мозга кольчатых червей и членистоногих на брюшной стороне тела обусловило локализацию моторного нейропиля на дорсальной стороне ганглия, а не на вентральной, как это имеет место у позвоночных животных.

Процесс ганглионизации у беспозвоночных может привести к формированию нервной системы разбросанно-узлового типа, которая встречается у моллюсков. В пределах этого многочисленного типа имеются филогенетически примитивные формы с нервной системой, сопоставимой с ортогоном плоских червей (боконервные моллюски), и продвинутые классы (головоногие моллюски), у которых слившиеся ганглии формируют дифференцированный на отделы мозг.

Прогрессивное развитие мозга у головоногих моллюсков и насекомых создает предпосылку для возникновения своеобразной иерархии командных систем управления поведением. Низший уровень интеграции в сегментарных ганглиях насекомых и в подглоточной массе мозга моллюсков служит основой для автономной деятельности и координации элементарных двигательных актов. В то же время мозг представляет собой следующий, более высокий уровень интеграции, где могут осуществляться межанализаторный синтез и оценка биологической значимости информации. На основе этих процессов формируются нисходящие команды, обеспечивающие вариантность запуска нейронов сегментарных центров. Очевидно, взаимодействие двух уровней интеграции лежит в основе пластичности поведения высших беспозвоночных, включающего врожденные и приобретенные реакции.

В целом, говоря об эволюции нервной системы беспозвоночных, было бы упрощением представлять ее как линейный процесс. Факты, полученные в нейроонтогенетических исследованиях беспозвоночных, позволяют допустить множественное (полигенетическое) происхождение нервной ткани беспозвоночных. Следовательно, эволюция нервной системы беспозвоночных могла идти широким фронтом от нескольких источников с изначальным многообразием.

На ранних этапах филогенетического развития сформировался второй ствол эволюционного древа, который дал начало иглокожим и хордовым. Основным критерием для выделения типа хордовых является наличие хорды, глоточных жаберных щелей и дорсального нервного тяжа — нервной трубки, представляющей собой производное наружного зародышевого листка — эктодермы. Трубчатый тип нервной системы позвоночных по основным принципам организации отличен от ганглионарного или узлового типа нервной системы высших беспозвоночных.

2.2. Нервная система позвоночных животных

Нервная система позвоночных закладывается в виде сплошной нервной трубки, которая в процессе онто- и филогенеза дифференцируется на различные отделы и является также источником периферических симпатических и парасимпатических нервных узлов. У наиболее древних хордовых (бесчерепных) головной мозг отсутствует и нервная трубка представлена в малодифференцированном состоянии.

Согласно представлениям Л. А. Орбели, С. Херрика, А. И. Карамяна, этот критический этап развития центральной нервной системы обозначается как спинальный. Нервная трубка современного бесчерепного (ланцетника), как и спинной мозг более высоко организованных позвоночных, имеет метамерное строение и состоит из 62—64 сегментов, в центре которых проходит спинно-мозговой канал. От каждого сегмента отходят брюшные (двигательные) и спинные (чувствительные) корешки, которые не образуют смешанных нервов, а идут в виде отдельных стволов. В головных и хвостовых отделах нервной трубки локализованы гигантские клетки Родэ, толстые аксоны которых образуют проводниковый аппарат. С клетками Родэ связаны светочувствительные глазки Гесса, возбуждение которых вызывает отрицательный фототаксис.

В головной части нервной трубки ланцетника находятся крупные ганглиозные клетки Овсянникова, имеющие синаптические контакты с биполярными чувствительными клетками обонятельной ямки. В последнее время в головной части нервной трубки идентифицированы нейросекреторные клетки, напоминающие гипофизарную систему высших позвоночных. Однако анализ восприятия и простых форм обучения ланцетника показывает, что на данном этапе развития ЦНС функционирует по принципу эквипотенциальности, и утверждение о специфике головного отдела нервной трубки не имеет достаточных оснований.

В ходе дальнейшей эволюции наблюдается перемещение некоторых функций и систем интеграции из спинного мозга в головной — процесс энцефализации, который был рассмотрен на примере беспозвоночных животных. В период филогенетического развития от уровня бесчерепных до уровня круглоротых формируется головной мозг как надстройка над системами дистантной рецепции.

Исследование ЦНС современных круглоротых показывает, что их головной мозг в зачаточном состоянии содержит все основные структурные элементы. Развитие вестибулолатеральной системы, связанной с полукружными каналами и рецепторами боковой линии, возникновение ядер блуждающего нерва и дыхательного центра создают основу для формирования заднего мозга. Задний мозг миноги включает продолговатый мозг и мозжечок в виде небольших выпячиваний нервной трубки.

Развитие дистантной зрительной рецепции дает толчок к закладке среднего мозга. На дорсальной поверхности нервной трубки развивается зрительный рефлекторный центр — крыша среднего мозга, куда приходят волокна зрительного нерва. И наконец, развитие обонятельных рецепторов способствует формированию переднего или конечного мозга, к которому примыкает слаборазвитый промежуточный мозг.

Указанная выше направленность процесса энцефализации согласуется с ходом онтогенетического развития мозга у круглоротых. В процессе эмбриогенеза головные отделы нервной трубки дают начало трем мозговым пузырям. Из переднего пузыря формируется конечный и промежуточный мозг, средний пузырь дифференцируется в средний мозг, а из заднего пузыря образуются продолговатый мозг и мозжечок. Сходный план онтогенетического развития мозга сохраняется и у других классов позвоночных.

Нейрофизиологические исследования мозга круглоротых показывают, что его главный интегративный уровень сосредоточен в среднем и продолговатом мозгу, т. е. на данном этапе развития ЦНС доминирует бульбомезенцефальная система интеграции, пришедшая на смену спинальной.

Передний мозг круглоротых длительное время считали чисто обонятельным. Однако исследования недавнего времени показали, что обонятельные входы в передний мозг не являются единственными, а дополняются сенсорными входами других модальностей. Очевидно, уже на ранних этапах филогенеза позвоночных передний мозг начинает участвовать в переработке информации и управлении поведением.

Вместе с тем энцефализация как магистральное направление развития мозга не исключает эволюционных преобразований в спинном мозгу круглоротых. В отличие от бесчерепных нейроны кожной чувствительности выделяются из спинного мозга и концентрируются в спинно-мозговой ганглий. Наблюдается совершенствование проводниковой части спинного мозга. Проводящие волокна боковых столбов имеют контакты с мощной дендритной сетью мотонейронов. Формируются нисходящие связи головного мозга со спинным через мюллеровские волокна — гигантские аксоны клеток, лежащих в среднем и продолговатом мозгу.

Появление более сложных форм двигательного поведения у позвоночных сопряжено с совершенствованием организации спинного мозга. Так, например, переход от стереотипных ундулирующих движений круглоротых к локомоции с помощью плавников у хрящевых рыб (акулы, скаты) связан с разделением кожной и мышечно-суставной (проприоцептивной) чувствительности. В спинальных ганглиях появляются специализированные нейроны для выполнения этих функций.

В эфферентной части спинного мозга хрящевых рыб также наблюдаются прогрессивные преобразования. Укорачивается путь моторных аксонов внутри спинного мозга, происходит дальнейшая дифференциация его проводящих путей. Восходящие пути боковых столбов у хрящевых рыб доходят до продолговатого мозга и мозжечка. Вместе с тем восходящие пути задних столбов спинного мозга еще не дифференцированы и состоят из коротких звеньев.

Нисходящие пути спинного мозга у хрящевых рыб представлены развитым ретикулоспинальным трактом и путями, соединяющими вестибулолатеральную систему и мозжечок со спинным мозгом (вестибулоспинальный и церебеллоспинальный тракты).

Одновременно в продолговатом мозгу наблюдается усложнение системы ядер вестибулолатеральной зоны. Этот процесс сопряжен с дальнейшей дифференциацией органов боковой линии и с появлением в лабиринте третьего (наружного) полукружного канала в Дополнение к переднему и заднему.

Развитие общей двигательной координации у хрящевых рыб связано с интенсивным развитием мозжечка. Массивный мозжечок акулы имеет двусторонние связи со спинным, продолговатым мозгом и покрышкой среднего мозга. Функционально он разделяется на две части: старый мозжечок (архицеребеллум), связанный с вестибуло-латеральной системой, и древний мозжечок (палецоцеребеллум), включенный в систему анализа проприоцептивной чувствительности. Существенным моментом структурной организации мозжечка хрящевых рыб является его многослойность. В сером веществе мозжечка акулы идентифицированы молекулярный слой, слой клеток Пуркинье и зернистый слой.

Другой многослойной структурой стволовой части мозга хрящевых рыб является крыша среднего мозга, куда подходят афференты различных модальностей (зрительные, соматические). Сама морфологическая организация среднего мозга свидетельствует о его важной роли в интегративных процессах на данном уровне филогенетического развития.

В промежуточном мозгу хрящевых рыб происходит дифференциация гипоталамуса, который является наиболее древним образованием этой части мозга. Гипоталамус имеет связи с конечным мозгом. Сам конечный мозг разрастается и состоит из обонятельных луковиц и парных полушарий. В полушариях у акул находятся зачатки старой коры (архикортекса) и древней коры (палеокортекса).

Палеокортекс, тесно связанный с обонятельными луковицами, служит главным образом для восприятия обонятельных стимулов. Архикортекс, или гиппокампальная кора, предназначен для более сложной обработки обонятельной информации. Вместе с тем электрофизиологические исследования показали, что обонятельные проекции занимают только часть полушарий переднего мозга акул. Кроме обонятельной здесь обнаружено представительство зрительной и соматической сенсорных систем. Очевидно, старая и древняя кора может участвовать в регуляции поисковых, пищевых, половых и оборонительных рефлексов у хрящевых рыб, многие из которых являются активными хищниками.

Таким образом, у хрящевых рыб складываются основные черты ихтиопсидного типа организации мозга. Его отличительной чертой является присутствие надсегментарного аппарата интеграции, координирующего работу моторных центров и организующего поведение. Эти интегративные функции осуществляют средний мозг и мозжечок, что позволяет говорить о мезэнцвфалоцеребеллярной системе интеграции на данном этапе филогенетического развития нервной системы. Конечный мозг остется преимущественно обонятельным, хотя и участвует в регуляции функций нижележащих отделов.

Переход позвоночных от водного к наземному образу жизни связан с целым рядом перестроек в ЦНС. Так, например, у амфибий в спинном мозгу появляется два утолщения, соответствующие верхнему и нижнему поясам конечностей. В спинальных ганглиях вместо биполярных чувствительных нейронов сосредоточиваются униполярные с Т-образно ветвящимся отростком, обеспечивающим более высокую скорость проведения возбуждения без участия клеточного тела. На периферии в коже земноводных формируются специализированные рецепторы и рецепторные поля, обеспечивающие дискриминационную чувствительность.

В мозговом стволе также происходят структурные изменения в связи с перераспределением функциональной значимости различных отделов. В продолговатом мозгу наблюдаются редукция ядер боковой линии и формирование кохлеарного, слухового ядра, осуществляющего анализ информации от примитивного органа слуха.

По сравнению с рыбами у амфибий, имеющих довольно стереотипную локомоцию, наблюдается значительная редукция мозжечка. Средний мозг, так же как и у рыб, представляет собой многослойную структуру, в которой наряду с передним двухолмием — ведущим отделом интеграции зрительного анализатора — появляются дополнительные бугорки — предшественники задних холмов четверохолмия.

Наиболее существенные в эволюционном плане изменения происходят в промежуточном мозгу амфибий. Здесь обособляется зрительный бугор — таламус, появляются структурированные ядра (наружное коленчатое тело) и восходящие пути, связывающие зрительный бугор с корой (таламокортикальный тракт).

В полушариях переднего мозга происходит дальнейшая дифференциация старой и древней коры. В старой коре (архикортексе) обнаруживаются звездчатые и пирамидные клетки. В промежутке между старой и древней корой появляется полоска плаща, которая является предтечей новой коры (неокортекса).

В целом развитие переднего мозга создает предпосылки для перехода от свойственной рыбам мозжечково-мезэнцефальной системы интеграции к диэнцефалотелэнцефальной, где ведущим отделом становится передний мозг, а зрительный бугор промежуточного мозга превращается в коллектор всех афферентных сигналов. В полной мере эта система интеграции представлена в зауропсидном типе мозга у рептилий и знаменует собой следующий этап морфофункциональной эволюции мозга .

Развитие таламокортикальной системы связей у рептилий приводит к формированию новых проводящих путей, как бы подтягивающихся к филогенетически молодым формациям мозга.

В боковых столбах спинного мозга рептилий появляется восходящий спиноталамический тракт, который проводит к головному мозгу информацию о температурной и болевой чувствительности. Здесь же в боковых столбах формируется новый нисходящий тракт — руброспинальный (Монакова). Он связывает мотонейроны спинного мозга с красным ядром среднего мозга, которое включено в древнюю экстрапирамидную систему двигательной регуляции. Эта многозвенная система объединяет влияние переднего мозга, мозжечка, ретикулярной формации ствола, ядер вестибулярного комплекса и координирует двигательную активность.

У рептилий, как истинно наземных животных, возрастает роль зрительной и акустической информации, возникает необходимость сопоставления этой информации с обонятельной и вкусовой. В соответствии с этими биологическими изменениями в стволовой части мозга рептилий происходит целый ряд структурных изменений. В продолговатом мозгу дифференцируются слуховые ядра, помимо кохлеарного ядра появляется угловое, связанное со средним мозгом. В среднем мозгу двухолмие преобразуется в четверохолмие, в задних холмах которого локализованы акустические центры.

Наблюдается дальнейшая дифференциация связей крыши среднего мозга со зрительным бугром — таламусом, который является как бы преддверием перед входом в кору всех восходящих сенсорных путей. В самом таламусе происходит дальнейшее обособление ядерных структур и установление между ними специализированных связей.

Конечный мозг рептилий может иметь два типа организации:

кортикальный и стриатальный. Кортикальный тип организации, свойственный современным черепахам, характеризуется преимущественным развитием полушарий переднего мозга и параллельным 'развитием новых отделов мозжечка. В дальнейшем это направление в эволюции мозга сохраняется у млекопитающих.

Стриатальный тип организации, характерный для современных ящериц, отличается доминирующим развитием находящихся в глубине полушарий базальных ганглиев, в частности полосатого тела. По этому пути далее идет развитие головного мозга у птиц. Представляет интерес, что в полосатом теле у птиц имеются клеточные объединения или ассоциации нейронов (от трех до десяти), разделенные олигодендроглией. Нейроны таких ассоциаций получают одинаковую афферентацию, и это делает их сходными с нейронами, объединенными в вертикальные колонки в новой коре млекопитающих. В то же время в полосатом теле млекопитающих идентичные клеточные ассоциации не описаны. Очевидно, это является примером конвергентной эволюции, когда сходные образования развились независимо у различных животных.

У млекопитающих развитие переднего мозга сопровождалось бурным ростом новой коры, находящейся в тесной функциональной связи со зрительным бугром промежуточного мозга. В коре закладываются эфферентные пирамидные клетки, посылающие свои длинные аксоны к мотонейронам спинного мозга.

Таким образом, наряду с многозвенной экстрапирамидной системой появляются прямые пирамидные пути, которые обеспечивают непосредственный контроль над двигательными актами. Корковая регуляция моторики у млекопитающих приводит к развитию филогенетически наиболее молодой части мозжечка — передней части задних долей полушарий, или неоцеребеллума. Неоцеребеллум приобретает двусторонние связи с новой корой.

Рост новой коры у млекопитающих происходит настолько интенсивно, что старая и древняя кора оттесняется в медиальном направлении к мозговой перегородке. Бурный рост коры компенсируется формированием складчатости. У наиболее низко организованных однопроходных (утконос) на поверхности полушария закладываются первые две постоянные борозды, остальная же поверхность остается гладкой.

Как показали нейрофизиологические исследования, мозг однопроходных и сумчатых млекопитающих лишен еще соединяющего полушария мозолистого тела и характеризуется перекрытием сенсорных проекций в новой коре. Четкая локализация моторных, зрительных и слуховых проекций здесь отсутствует.

У плацентарных млекопитающих (насекомоядных и грызунов) отмечается развитие более четкой локализации проекционных зон в коре. Наряду с проекционными зонами в новой коре формируются ассоциативные зоны, однако границы первых и вторых могут перекрываться. Мозг насекомоядных и грызунов характеризуется наличием мозолистого тела и дальнейшим увеличением общей площади новой коры.

В процессе параллельно-адаптивной эволюции у хищных млекопитающих появляются теменные и лобные ассоциативные поля, ответственные за оценку биологически значимой информации, мотивацию поведения и программирование сложных поведенческих актов. Наблюдается дальнейшее развитие складчатости новой коры.

И наконец, приматы демонстрируют наиболее высокий уровень организации коры головного мозга. Кора приматов характеризуется шестислойностью, отсутствием перекрытия ассоциативных и проекционных зон. У приматов формируются связи между фронтальными и теменными ассоциативными полями и, таким образом, возникает целостная интегративная система больших полушарий.

В целом, прослеживая основные этапы эволюции мозга позвоночных, следует отметить, что его развитие не сводилось просто к линейному увеличению размеров. В различных эволюционных линиях позвоночных могли иметь место независимые процессы увеличения размеров и усложнения цитоархитектоники различных отделов мозга.

3. Значение нервной системы в организме человека.

Регуляция работы организма происходит рефлекторным путем при помощи нервной системы, воспринимающей и проводящей нервные импульсы. В процессе эволюции животного мира нервная система развивалась как орган, обеспечивающий наиболее совершенную форму приспособления к меняющимся условиям среды. Значение нервной системы сложно переоценить. Ее деятельность - один из важнейших компонентов гомеостаза. Через нервную систему замыкаются все рефлексы организма.

Нервная система, основными функциями которой является быстра, точная передача информации и его интеграция, обеспечивает взаимосвясь между органами и сисетемами органов, функционирования организма как единого целого, его взаимодействие с внешней средой.

обеспечивает связь организма с внешней средой, обусловливает адекватные поведенческие реакции на раздражители, адаптируя организм к изменениям условий.

С помощью нервной системы осуществляется прием и анализ разнообразных сигналов из окружающей среды и внутренних органов, формируются ответные реакции на эти сигналы.

С деятельностью высших отделов нервной системы связано осуществление психических функций - осознание сигналов окружающего мира, их запоминание, принятие решения и организация целенаправленного поведения, абстрактное мышление и речь.

Все эти сложные функции осуществляются огромным количеством нервных клеток-нейронов, объединенных в сложнейшие нейронные цепи и центры.

4. Современные проблемы и направления развития нервной системы

Нервная система человека состоит из двух важных частей – центральной и периферической. К центральной (ЦНС) относят головной и спинной мозг. К периферической (ПНС) – нервные волокна за пределами мозга, головного и спинного.

Слаженная работа разных отделов обеспечивает передачу сигналов, импульсов из всех клеточек тела в главный управляющий орган. При любых нарушениях, недостатке питания, хронических отравлениях, ежедневном стрессе, нервные ткани деградируют. Возникают различные заболевания нервной системы.

Любые патологии нервной системы проявляются в теле болезненными симптомами. Среди них – головная боль, нарушения сна. Возможны тики, сосудистые патологии, перепады давления. И почти всегда – беспричинная общая слабость.

Как определить, что заболевание имеет нервную природу? И что делать, чтобы предупредить неврологию – об этом в нашей статье.

Виды заболеваний нервной системы

Периферическая НС выполняет функцию связи. Волокна тянутся к каждому органу, ткани, клеточке в теле человека. Благодаря этим соединениям, мозг получает полную информацию о жизненных процессах. Это позволяет регулировать работу организма, вовремя реагировать на разрушающие факторы, поддерживать жизненно важные функции.

Поскольку нервными волокнами пронизано всё тело человека, заболевания НС могут выражаться в разных болевых симптомах. По локализации болезненных ощущений можно диагностировать то или другое поражение.

Врачи различают следующие группы заболеваний ЦНС и ПНС:

Сосудистые – их делят на хронические и острые. К хронической группе относят нарушения мозгового кровообращения, хроническая мозговая ишемия (её также называют энцефалопатией), сосудистый паркинсонизм. К острой – инсульты, ишемические атаки.

Инфекционные – это менингит (воспаление мозговой оболочки), энцефалит (воспаления мозгового вещества), миелит (воспаление спинного мозга).

Аутоиммунные – поражения нервной системы в результате неадекватной работы собственного иммунитета. Наиболее частое проявление – рассеянный склероз.

Нейродегенеративные – заболевания, которые сопровождаются отмиранием нервных клеток. Среди этой группы – болезни Паркинсона, Альцгеймера.

Травматические – повреждения головного или спинного мозга в результате травм.

Последствия заболеваний нервной системы

Последствия заболеваний ЦНС или ПНС – одни из самых тяжёлых. В результате нарушения сообщения между органами и мозгом или из-за патологии в работе главных управляющих органов (головного и спинного мозга) человек может быть парализован, потерять зрение, речь, память, привычки адекватного социального поведения или умереть. Какие осложнения могут возникать при различных поражениях нервной системы?

Последствия сосудистых болезней головного и спинного мозга

К сосудистым заболеваниям относят 40% неврологических патологий. Как правило, это хронические процессы, которые в крайних степенях развития становятся острыми, угрожающими жизни человека.

Наиболее распространённый результат хронической сосудистой патологии, которая поражает мозговые ткани – инсульт. Это острое состояние возникает в случае разрыва кровеносного капилляра, питающего мозг. Травматичность последствий зависит от размера возникшего кровоизлияния и сроков оказания человеку медицинской помощи. Часто во время инсульта происходит паралич (полный или частичный), потеря сознания, речи, возможна смерть.

Последствия инфекционных болезней ЦНС

Причиной инфекционных заболеваний нервной системы являются патогенные бактерии и вирусы. Наиболее известный пример инфекционного воспаления головного мозга – менингит. Известное воспалительное заболевание спинного мозга – полиомиелит.

Возможные последствий менингита:

Головные боли.

Возможен идиотизм и другие интеллектуальные нарушения.

Возможны слепота, глухота.

Возможны судороги.

Осложнения полиомиелита следующие:

Возможен паралич (временный или постоянный, на всю оставшуюся жизнь).

Возможна атрофия мышц.

Возможны нарушения дыхания.

Снижение мышечного тонуса.

Слабая переносимость нагрузок.

Слабая переносимость низких температур.

Последствия перенесённой инфекции индивидуальны. От головных болей, которые со временем ослабевают, до паралича и смерти. Уровень последствий определяется организмом, его реакцией на инфекцию, общим иммунитетом. В любом случае человек с крепким здоровьем переносит инфекционные заболевания ЦНС легче, без тяжёлых осложнений.

Последствия аутоиммунных заболеваний

Ярким примером аутоиммунного поражения нервной системы является рассеянный склероз. Его называют приговором и проклятием цивилизации. Количество пациентов с данным диагнозом ежегодно растёт.

Причин аутоиммунных процессов много – стресс, экологическое загрязнение, вредные привычки, хронический авитаминоз. Результат один – нарушение координации, потеря памяти, а также боли в теле, онемение конечностей, лицевой парез. Со временем – снижение интеллекта, неконтролируемые испражнения.

Последствия нейродегенеративных повреждений

Последствия отмирания нейронов посмотрим на примере двух заболеваний – Паркинсона и Альцгеймера.

При болезни Паркинсона развиваются:

Тремор конечностей.

Замедление движений.

Нарушение координации и равновесия.

Нарушение контроля за дефекацией и мочеиспусканием.

При болезни Альцгеймера:

Расстройство и потеря памяти, сначала кратковременной, после – длительной.

Нарушение ориентации.

Расстройство речи, утрата речевых навыков, сложности с общением.

Потеря мышечной массы и способности передвигаться.

Заболевания нервной системы приводят к серьёзным нарушениям. Лечить их сложно, проще – предупредить.

Профилактика заболеваний ЦНС

Последствия заболеваний нервной системы могут быть лёгкими и тяжёлыми. Большая часть тяжёлых осложнений формируется на фоне слабого иммунитета, хронического недостатка витаминов, минералов, ферментов. Отсюда вывод – для правильной профилактики нервных патологий, особенно в возрастной группе старше 50-ти, необходим ежедневный приём витаминно-минеральных комплексов.

5. Научные школы и центры, направленные на изучение нервной системы

Научно-исследовательский институт неврологии АМН СССР

В апреле 1945 г. за 1 месяц до окончания Великой Отечественной войны на базе клиники нервных болезней Всесоюзного института экспериментальной медицины им. А.М. Горького (ВИЭМ) был организован Научно-исследовательский институт неврологии АМН СССР.

Научный центр неврологии - крупнейшее в нашей стране научно-исследовательское и медицинское учреждение, занимающее уникальную нишу в области клинических и фундаментальных нейронаук. Благодаря своей многопрофильности, оснащенности и опыту взаимодействия самых разных специалистов – ученых, врачей и педагогов – Центр имеет все возможности для быстрого внедрения результатов экспериментальных исследований в практику, обеспечения высочайшего уровня неврологической помощи и учебного процесса. Обладая самой современной лечебно-диагностической и исследовательской базой, не уступающей крупнейшим зарубежным учреждениям аналогичного профиля. Научный центр неврологии все эти годы основное внимание уделяет созданию новых технологий диагностики, лечения, реабилитации и профилактики социально значимых заболеваний нервной системы, а также изучению важнейших фундаментальных проблем функционирования мозга в норме и при патологии.

Основные направления научной деятельности:

• сосудистые заболевания головного мозга

• демиелинизирующие заболевания нервной системы

• дегенеративные и наследственные заболевания нервной системы

• критические состояния в неврологии

• восстановительная неврология

• фундаментальные основы функционирования мозга в норме и при патологии, механизмы его пластичности и вариабельности

• исследования в области клеточных и нанотехнологий в клинической и экспериментальной неврологии

• заболевания периферической нервной системы

• эпилепсия

Центр обладает, не имеющим аналогов в нашей стране, исследовательским потенциалом – от высокоинформативной структурно-функциональной нейровизуализации до новейших клеточных и молекулярно-генетических технологий, от эндоскопической нейрохирургии до различных методов нейромодуляции, от наиболее совершенных роботизированных технологий нейрореабилитации до экспериментальной нейротрансплантации. Коллектив Научного центра неврологии уверенно смотрит в будущее, опираясь на школу и традиции, заложенные нашими великими учителями. Центр остается флагманом российской неврологии, настоящим "неврологическим домом" для врачей и ученых, достойно приумножающим славу отечественной медицины.

Основные научные достижения Научного центра неврологии

• В 1940-50-е годы разработана система мероприятий по борьбе с острыми эпидемическими энцефалитами и полиомиелитом. На основании этого в 1953 г. из состава Института выделился в качестве самостоятельного учреждения НИИ полиомиелита и вирусного энцефалита РАМН.

• Создано новое направление по исследованию патогенеза и разработке методов терапии критических состояний при различных заболеваниях нервной системы - нейрореаниматология, основоположником которой стала заслуженный деятель науки России профессор Л.М. Попова. Во главе с Л.М. Поповой сотрудники Института разработали первые отечественные аппараты для искусственной вентиляции легких.

• В 1964 г. проф. Р.А. Ткачевым создано отделение клинической нейрогенетики, которое до сих пор остается единственным в мире. Ученые Института заложили основу для создания банка данных, который является на сегодняшний момент одним из самых крупных в мире и активно используется при проведении сложнейших молекулярно-генетических исследований.

• Учеными Института создана концепция дисбаланса центральных нейротрансмиттеров и нейромодуляторов, нарушения рецепторно-лигандного равновесия.

• Результатом исследований ученых Института стала разработка системы поэтапной помощи больным инсультом на основе впервые созданного в стране регистра инсульта.

• Разработанная в Институте концепция начальных проявлений недостаточности кровоснабжения мозга дала возможность ученым реализовать программы профилактики острых нарушений мозгового кровообращения в металлургической промышленности.

• Патоморфологами Института впервые в мире разработана концепция пато- и морфогенеза гипертонической и атеросклеротической ангиоэнцефалопатий, был выделен и описан один из ее вариантов - гипертоническая лейкоэнцефалопатия.

• Результатом успешного взаимодействия неврологов и нейрохирургов явилась разработка показаний к оперативным вмешательствам при патологии магистральных артерий головы (каротидная эндартерэктомия, создание экстраинтракраниального анастомоза и др.)

• Усовершенствованы стереотаксические операции, начало которым положил профессор Э.И. Кандель, расширена сфера их применения. Впервые в мире был найден эффективный способ стереотаксического лечения эритромелалгии. Разработаны стереотаксические операции при различных экстрапирамидных синдромах, начат выпуск нейрохирургического комплекса, названного по имени его создателей "Аппарат Канделя-Переседова".

• В области "медленных" нейроинфекций разработан оригинальный тест для их ранней диагностики. Создана оригинальная концепция патогенеза бокового амиотрофического склероза и предложен новый биохимический тест для его диагностики. Начато исследование такой социально значимой проблемы, как прионные болезни. Проведен анализ клинических и патологоанатомических проявлений болезни Крейтцфельдта-Якоба и синдрома Герстманна-Штреусслера-Шейнкераза за последние 25 лет в Московском регионе.

• Важным событием в изучении клинических состояний в неврологии стало создание современных национальных критериев смерти мозга - состояния, характеризующегося полной и необратимой утратой всех функций головного мозга, включая его ствол, и приравненного к биологической смерти человека. Правильное и быстрое установление диагноза смерти мозга имеет важнейшее значение для развития многообещающего направления в медицине XXI века - трансплантологии.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской Академии Наук (ИМЧ РАН)

Институт Мозга Человека – одно из ведущих научных учреждений, ориентированных на изучение мозга человека с помощью самых современных методов исследования. Сотрудники института занимаются исследованием мозговых механизмов, обеспечивающих выполнение высших психических функций в норме, их «поломок», приводящих к развитию патологий, и созданием на этой основе высокотехнологичных методов диагностики и лечения.

Клиника ИМЧ РАН располагает новейшим оборудованием, которое позволяет правильно и своевременно поставить диагноз. Врачи клиники, обладая огромным опытом и специализированной подготовкой, оказывают стационарную и амбулаторную медицинскую помощь нейрохирургического, неврологического, наркологического и психиатрического профилей для взрослых и детей.

Основные достижения прошедших 30 лет: картирование на основе методов ПЭТ, фМРТ и ВП различных механизмов обеспечения речи – восприятие и анализ орфографических и синтактических характеристик, произвольный семантический анализ слов и фраз, непроизвольная синтаксическая обработка текста. Впервые на базе русского языка выявление доказательств существования единого мозгового механизма порождения регулярных и нерегулярных глаголов, что подтверждают гипотезу об универсальном характере активности в области Брока, отражающей общемозговые процессы регуляции поведения, не обязательно связанные именно с речью.

В исследованиях мозговой организации механизма детекции ошибок выявлено, что свойство детектировать ошибки, найденное ранее в исследованиях Н.П. Бехтеревой только в подкорковых структурах, свойственно также и активности нейронных популяций коры. Этот фундаментальный результат позволил раскрыть механизм эффективности психохирургических операций при трудно излечимых формах навязчивых состояний – хирургическое воздействие оказывается на область передней поясной извилины, которая является ключевой структурой мозговой системы детекции ошибок и которая при обсессивно-компульсивных расстройствах патологически изменена. Выявлена структурно-функциональная организация мозговой системы детекции ошибок при ее вовлечении в обеспечение сознательной лжи. Полученные данные углубляют представления о корково-подкорковой организации мозговых систем с разной степенью жесткости.

Впервые в мире обнаружено неизвестное ранее свойство спонтанной самоорганизации активации мозговых структур в состоянии спокойного бодрствования. Подтверждено существование объективных биоэлектрических коррелят, дифференцирующих процессы иконической и кратковременной памяти. Впервые экспериментально подтверждена гипотеза об отражении в поздних компонентах когнитивных вызванных потенциалов процессов сравнения с памятью, подавления действия и детекции конфликта, что является основой для определения биологических маркеров психических заболеваний.

Заключение
Список литературы

Анатомия человека //Под ред. М. Р. Сапина: В 2 Т. М. : Медицина, 1993. Т. 2. – С. 268 -478.

Дорогина, О. И. Нейрофизиология : учеб. пособие / О. И. Дорогина ; М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2019 — 100 с.

Моренков Е. Д. Морфология мозга человека. М. : Изд-во Моск. унта, 1978. – 194 с.

Фонсова Н. А. , Дубынин В. А. Функциональная анатомия нервной системы. Учебное пособие для вузов М. : Изд-во «Экзамен» , 2004. – 192 с.

Попова Н. П. , Якименко О. О. Анатомия центральной нервной системы: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. М. : Академический проект, 2006 – 112 с.

Н. Г. Андреева и др. Морфология нервной системы. Ленинград, изд. ЛГУ, 1985.

Н. Г. Андреева, Д. К. Обухов. Эволюционная морфология нервной системы позвоночных. Санкт-Петербург, изд. «Лань» , 1999.

С. В. Савельев. Сравнительная анатомия нервной системы позвоночных. М. , 2001.

Н. В. Крылова, И. А. Искренко. Мозг и проводящие пути. М. , изд. Российского университета дружбы народов, 1998

Дж. Шаде, Д. Форд. Основы неврологии. М. , Мир, 1976.

Ф. Блум, А. Лейзерсон, Л. Хофстедтер. Мозг, разум и поведение. М. , Мир, 1988.

Дж. Г. Николс, А. Р. Мартин, Б. Дж. Валлас, П. А. Фукс. От нейрона к мозгу. М. , Едиториал УРСС, 2003.

К. Смит. Биология сенсорных систем. М. , БИНОМ, 2005.

А. Ромер, Т. Парсонс. Анатомия позвоночных. Том 2. М. , Мир, 1992.

Е. К. Сепп. История развития нервной системы позвоночных. М. , Медгиз, 1959.