Частна физиология на цнс гръбначен мозък

ЦНС е изградена от нервни и глиални клетки. Нейните структури са специализирани да получават и анлизират информация чрез рецепторите за външната и вътрешната среда, да запазват обработената информация, да изпращат сигнализация към т.нар. ефекторни органи. ЦНС включва главният и гръбначният мозък. Те са изградени от сиво – съставено от телата и дендритите на невроните и бяло мозъчно вещество – съставено от аксоните им. Сивото мозъчно вещество представлява невронните тела и дендритите, обединени в различни структури – мрежи и ядра.

Гръбначният мозък е разположен в гръбначномозъчния канал. Представлява нервна връв с дължина около 45см. По цялата дължина на гръбначния мозък отпред и отзад се намират предна (по-дълбока) и задна (по-плитка) бразда, които го разделят на две симетрични половини. На всяка половина се намират по две слабоизразени бразди: предно-странична, от която излизат предните коренчета на гръбначномозъчните нерви /ГМН/ и задно-странична, в която влизат задните коренчета на ГМН. Гръбначният мозък има сегментен строеж, като от всеки сегмент излиза по една двойка гръбначномозъчни нерви. Общият брой сегменти е 31. Според местоположението си са: 8 шийни, 12 гръдни, 5 поясни, 5 кръстцови и 1 опашен.

Гръбначният мозък е изграден от бяло(бмв) и сиво мозъчно вещество(смв). Бмв е съставено от нервни влакна и се разполага периферно. Смв, съставено от телата на нервните клетки и дендритите им се намира в средата. При напречен срез на смв се вижда характерната му форма, наподобявоща пеперуда. СМВ има предни и задни рога, а в гръдните и първите поясни сегменти и странични рога. Двете половини на сивото мозъчно вещество са свързани чрез напречно разположено смв, в средата на което се намира централен канал.

В предните рога, клетките по функция са соматомоторни. В задните рога са свързочни. От двете страни на гръбначния мозък се намират спинални възли, които съдържат лъжливоеднополюсни нервни клетки. Аксоните на тези клетки образуват задните коренчета на гръбначномозъчните нерви. По функция лъжливоеднополюсните клетки са соматосетивни. В странините рога се разполагат средни по големина многополюсни клетки, които по функция са висцеромоторни. Техните аксони влизат в състава на предните коренчета на гръначномозъчните нерви и достигат симпатиковите възли. Клетките в страничните рога са център на симпатиковия дял на вегетативнаа нервна система.

Гръбначния мозък е обвит от три мозъчни обвивки – твърда, паяжиновидна и мека. Между тях се заграждат цепковидни пространства, изпълнени с мастна тъкан, кръвоносни съдове, лимфна и гръбначномозъчна течност. 

Главният мозък е изграден от 5 структури, функциониращи взаимозависимо. В посока от гръбначния мозък нагоре това са: продълговат мозък, Варолиев мост, малък мозък, среден мозък, междинен мозък и краен мозък. Главният мозък има същите обвивки като на гръбначния мозък. Средният мозък, мостът и продълговатият мозък се обединяват в т. нар. мозъчен ствол (според някои учени тук се включва и междинният мозък).

а) Четирихълмие. Представлява четириъгълна пластинка с 4 възвишения. Горните 2 са рефлексни центрове на зрението, а долните 2 на слуха. От хълмчетата започват снопчета, отиващи към междинния мозък; 

б) Покривът е разположен в средата. Тук с намират ядрата на ІІІ и ІV ЧН / черепни нерви /, парасимпатиковото ядро за акомодация на окото, червеното и черното чифтни ядра, които са част от екстрапирамидната система. През покрива минават възходящи и низходящи снопчета. По средата на покрива премнава водопровода на Силвий – канал, свързващ ІІІ с IV мозъчно стомахче; 

в) Мозъчни крачета. Те са две цилиндрични снопчета от низходящи пътища, свързващи мозъчната кора, моста, ядрата на ЧН, продълговатия и гръбначния мозък.

Междинният мозък се намира пред средния мозък, изцяло е покрит от двете полукълба на крайния мозък. Състои от две основни части: зрителни хълмове (таламус) и подхълмие (хипоталамус). Зрителният хълм е голямо чифтно образувание, с форма и големина на гълъбово яйце. Изградено е от сиво мозъчно вещество. Пластинки от бяло мозъчно вещество го разделят на три зони, в които има около 40 ядра – специфични и неспецифични.

Подхълмието е комплекс от образувания, разположени под таламуса. Включва:

а) две сисовидни телца – от сиво мозъчно вещество; те са подкоров обонятелен център;

б) сивата върга – пластинка от сиво мозъчно вещество с много ядра – рефлексни центрове на основните жизнени функции; надолу се продължава във фуниевидно образувание, за което се залавя хипофизата;

в) зрителното кръстовище – мястото, в което се кръстосват влакната на зрителния нерв.

Най-голямата и най-съществената структура на подкоровите сетивни системи е таламуса. В таламуса се събират всички сетивни пътища. През него преминават всички аферентни нервни пътища с изключение на обонятелните, които достигат до кората на главния мозък - КГМ. Таламусът събира информация за външната и вътрешната среда и я предава на КГМ.

Хипоталамусът управлява всички процеси, свързани с поддържане на хомеостазата - постоянство на вътрешната среда, като участва активно в регулацията на ендокринните жлези, но също така участва в регулацията на телесната температура, на

водно-солевия баланс, на половото съзряване, на цикъла сън-бодърстване. В хипоталамуса се намират центрове, регулиращи глада и ситостта.

Хипоталамусът осъществява тези разнообразни влияния, като влияе върху основната жлеза - хипофизата, контролирайки синтезата и секрецията наповечето й хормони, които пряко регулират поддържането на хомеостазата на организма.

Условните рефлекси / УР / са придобити, индивидуални и временни. Те са функция на мозъчната кора. 

Условия за възникване на УР:

- да има условен /индиферентен/ дразнител, който да съвпада за известно време с безусловно подкрепяне;

- двата дразнителя трябва да действат едновременно, но с прекъсвания;

- индиферентният дразнител да изпреварва безусловният /със секунди/ т.е. има сигнално значение;

- при изработване на УР мозъчната кора да е в бодро състояние;

- мозъчната кора да не бъде ангажирана със странични дразнители;

- условният дразнител трябва да действа с достатъчно голяма сила (надпрагова); - условният дразнител да е с по-малко биологично значение, отколкото

безусловния.

Видове условни рафлекси:

1.Според биологичното значение – хранителни, защитни, полови и др.

2. Според естеството на условния дразнител:

- естествени – изграждат се на базата на естествен условен дразнител (вид и миризма на храната, звуци и т.н.). Изработват се много бързо и остават трайно фиксирани още от момента на раждането;

Според вида на дразнителя рецепторите биват: фото-, фоно-, термо-, механорецептори и др.

Според вида на усещането рецепторите биват: зрителни, слухови, обонятелни и др.

Дразнителят деполяризира мембраната на рецепторите, при което в тях навлизат натриеви йони, отварят се потенциалзависими натриеви канали и в резултат на деполяризацията върху мембраната се генерира рецепторен потенциал - Ер, а не Ед.

Ер е подобен на локалния отговор т.е. не се подчинява на закона „за всичко или нищо” и следователно зависи от силата на дразнителя, не се разпространява и може да се сумира. Ер е много продължителен, не изчезва за милисекунди, а продължава минути, дори часове стига да действа дразнителя. Когато дразнителят е достатъчно силен т.е. прагов, то възникналият Ер ще може да предизвика възникване на Ед т.е. съществува критична стойност на Ер, при която възниква Ед в рецептора и в нервното влакно.Тази критична стойност на Ер съответства на праговата сила на дразнителя.

Анализаторът включва три части: периферна, проводяща и централна, които са структурно и функционално свързани.Това са периферно разположените рецептори, свързаните с тях сетивни неврони и разположените в главния мозък центрове - подкорови и корови, последните са най-важни, тъй като в тях се осъществява висш анализ и синтез на дразненията.

Зрителна сетивна система

4/5 от информацията се получава от зрителните рецептори. Окото съдържа два различни функционални апарата: 1. апарат на светлочувствителни клетки, чрез които се улавят светлинни дразнители, трансформира информацията за светлинни дразнители в потоци от от нервни импулси, които по зрителния нерв достигат до ЦНС; 2. оптичен апарат, чрез който светлинните лъчи се коригират по интензитет и фокусират върху светлочувствителните клетки, за да се получи ясен образ на предмета. Чрез оптичният апарат се формира образа на наблюдавания педмет. Състои се от роговица, леща , стъкловидно тяло, предна и задна очна камера. Лещата има най-съществено значение, има възможност да променя пречупващата си способност по отношение на светлинните лъчи, тъй като се намира в капсула, около която е разположен ресничест мускул. При съкращаване на този мускул, капсулата се „освобождава” и дебелината на лещата се увеличава т.е. нейната пречупваща способност нараства – при близко гледане, обратно при отпускане на мускула капсулата се събира, лещата се сплесква и пречупваща способност намалява - при далечно гледане. Този процес на изменение на пречупваща способност на лещата се нарича акомодация.

Образът се формира и чрез регулиране на интензитета на постъпващите в лещата лъчи, което става чрез зеницата, която също може да се променя. Зеничният отвор е ограничен от кръгов мускул, инервиран от парасимпатикови влакна и множество радиални мускулчета, инервирани от симпатикови влакна. Под действие на светлината се съкращава кръговият мускул и се отпускат радиалните мускулчета - зеницата се свива. При съкращаване на радиалните мускулчета, кръговият мускул е отпуснат - зеницата се разширява. Зеницата осигурява оптимален интензитет, за да може образът да се фокусира върху ретината.

Ретина - вътрешната обвивка на окото, в която се намират зрителните рецептори, нерви клетки, а в дъното й има пигментен слой, този тъмен пигмент улавя лъчите, след като преминат през светлочувствителните клетки, не им позволява да се разсейват. Зрителните рецептори са два вида: пръчици и колбички, които са изградени от: периферен сегмент, богат на силно сплеснати мембранни мехурчета, съдържащи светлочувствителен пигмент; вътрешен сегмент, в който се намират клетъчните органоиди; ядрен - в който се намира клетъчното ядро и завършва със синаптичен сегмент, който образува контакт с разклоненията на зрителния нерв. Пръчиците се възбуждат от различни интензитети на светлината, докато колбичките се възбуждат от светлинни лъчи с различна дължина на вълната. И при двата вида рецептори върху външният сегмент действат светлинните лъчи, като повлияват зрителният пигмент. Фотопигментът при пръчиците и колбичките съдържа белтък - опсин и нискомолекулно съединение, най-често алдехид - ретинал, производно на витамин А. Ретинал+опсин образува пигмента родопсин в пръчиците, който под действие на светлината се разпада. В колбичките пигментът е йодопсин. В резултат на това разпадане във външният сегмент, възниква Ер в мембраната на клетката, като Ер не е деполяризиращ, а хиперполяризиращ / за разлика от другите рецептори /.

При покой, на тъмно пропускливостта на мембраната за Na-йони е повишена и мембраната е деполяризирана т.е. няма Еп, а Ед; в синапсният контакт се отделя непрекъснато задръжен медиатор и по този начин по-нататък не текат импулси. Под въздейстие на светлината Na-пропускливост силно се понижава, пропускливостта за К-йони е висока и поради излизането на К- йони мембраната се хиперполяризира. От тази хиперполяризация спира отделянето на задръжния медиатор, именно хиперполяризацията на мембраната представлява Ер.

Колбички осигуряват цветното зрение, което е характерно само за приматите – от бозайниците; за птиците; за някои риби и за дневните насекоми. Според трикомпонентната теория на цветното зрение колбичките са 3 вида в зависимост от съдържанието на зрителния пигмент. Едни от тях са чувствителни към дължина на вълната 435 нм т.е. синьо, други са чувствителни към светлина с дължина на вълната 535 нм т.е. зелено и трети са чувствителни към светлина с дължина на вълната 620 нм т.е. червено.

Когато попадне светлина с дължина на вълната около 435 нм се възбуждат само тези клетки в обсега за синьо. Ако светлината е с дължина на вълната около 500 нм се получават три различни степени на възбуждане: най-високо - в зеления компонент; по-слабо - в синия и най-слабо в червения. От смесването се получава уникален цвят, уникален импулсен поток, който се насочва към ЦНС.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Фиг. 1 . Сагитален срез на главния мозък

Фиг. 2. Ядра на хипоталамуса

Фиг.3 . Функционални зони на кората на главния мозък

Фиг.4. ЕЕГ-вълни

Фиг.5. Рефлексни дъги на ниво гръбначен мозък

Табл. 1. Характеристика на соматичната и вегетативната нервна система

Фиг. 6. Акомодация

Фиг.7. Чувствителност на окото към светлината. Човешкото око възприема малка част от електромагнитния спектър – т. нар. видима светлина

Фиг8. Ход на светлинните лъчи в нормално око (а), в късогледо око без корекция (b) и в далекогледо око без корекция (c).