Der Aufbau des Nervensystems

Das Nervensystem erfüllt folgende Funktionen: Steuerung der Aktivität verschiedener Systeme und Apparate, aus denen der gesamte Organismus besteht, Koordination der darin ablaufenden Prozesse, Herstellung der Wechselwirkungen des Organismus mit der äußeren Umgebung. Der große Physiologe IP Pavlov schrieb: „Die Aktivität des Nervensystems zielt einerseits auf die Vereinigung und Integration der Arbeit aller Teile des Organismus, andererseits auf die Verbindung des Organismus mit der Umwelt, auf den Ausgleich des Organismussystems mit äußeren Bedingungen.“

Nerven durchdringen alle Organe und Gewebe, bilden zahlreiche Äste mit Rezeptor- (sensorischen) und Effektor- (motorischen, sekretorischen) Enden und sorgen zusammen mit den zentralen Abschnitten (Gehirn und Rückenmark) für die Verbindung aller Körperteile zu einem Ganzen. Das Nervensystem reguliert die Funktionen von Bewegung, Verdauung, Atmung, Ausscheidung, Blutkreislauf, Immun- (Schutz-) und Stoffwechselprozessen usw.

Die Aktivität des Nervensystems ist laut IM Sechenov reflexartiger Natur.

Ein Reflex (von lateinisch reflexus – reflektiert) ist eine Reaktion des Körpers auf einen bestimmten Reiz (äußere oder innere Einwirkung), die unter Beteiligung des Zentralnervensystems (ZNS) auftritt. Der menschliche Körper, der in seiner Umgebung lebt, interagiert mit ihr. Die Umwelt beeinflusst den Körper, und der Körper reagiert entsprechend auf diese Einflüsse. Auch die im Körper selbst ablaufenden Prozesse lösen eine Reaktion aus. Somit gewährleistet das Nervensystem die Verbindung und Einheit von Körper und Umwelt.

Die strukturelle und funktionelle Einheit des Nervensystems ist das Neuron (Nervenzelle, Neurozyten). Das Neuron besteht aus einem Körper und Fortsätzen. Die Fortsätze, die einen Nervenimpuls zum Körper der Nervenzelle leiten, heißen Dendriten. Vom Körper des Neurons wird der Nervenimpuls entlang eines Fortsatzes, Axon oder Neurit genannt, zu einer anderen Nervenzelle oder zum Arbeitsgewebe geleitet. Die Nervenzelle ist dynamisch polarisiert, d. h. sie kann einen Nervenimpuls nur in eine Richtung leiten – vom Dendriten durch den Zellkörper zum Axon (Neurit).

Neuronen im Nervensystem bilden bei Kontakt miteinander Ketten, entlang derer Nervenimpulse weitergeleitet (bewegt) werden. Die Übertragung eines Nervenimpulses von einem Neuron zum anderen erfolgt an den Kontaktpunkten und wird durch eine spezielle Formation, die sogenannten interneuronalen Synapsen, gewährleistet. Man unterscheidet zwischen axosomatischen Synapsen, bei denen die Axonenden eines Neurons Kontakt mit dem Körper des nächsten Neurons haben, und axodendritischen Synapsen, bei denen das Axon mit den Dendriten eines anderen Neurons in Kontakt kommt. Die Kontaktbeziehungen in einer Synapse können unter verschiedenen physiologischen Bedingungen entweder „geschaffen“ oder „zerstört“ werden, wodurch eine selektive Reaktion auf Reize gewährleistet wird. Darüber hinaus ermöglicht die Kontaktstruktur von Neuronenketten die Weiterleitung eines Nervenimpulses in eine bestimmte Richtung. Durch das Vorhandensein von Kontakten in einigen Synapsen und die Unterbrechung in anderen kann die Impulsweiterleitung gezielt erfolgen.

In der neuronalen Kette haben verschiedene Neuronen unterschiedliche Funktionen. In diesem Zusammenhang werden drei Haupttypen von Neuronen entsprechend ihrer morphofunktionellen Eigenschaften unterschieden.

Sensorische, Rezeptor- oder afferente (führende) Neuronen. Die Körper dieser Nervenzellen liegen immer außerhalb des Gehirns oder Rückenmarks – in den Knoten (Ganglien) des peripheren Nervensystems. Einer der Prozesse, der sich vom Körper der Nervenzelle aus erstreckt, verläuft in die Peripherie zu dem einen oder anderen Organ und endet dort in dem einen oder anderen sensorischen Ende – einem Rezeptor. Rezeptoren sind in der Lage, die Energie äußerer Einflüsse (Reizung) in einen Nervenimpuls umzuwandeln. Der zweite Prozess ist als Teil der hinteren Wurzeln der Spinalnerven oder der entsprechenden Hirnnerven auf das Zentralnervensystem, das Rückenmark oder den Hirnstamm gerichtet.

Je nach Lokalisation unterscheidet man folgende Rezeptortypen:

1. Exterozeptoren nehmen Reizungen aus der äußeren Umgebung wahr. Diese Rezeptoren befinden sich in den äußeren Hüllen des Körpers, in der Haut und den Schleimhäuten sowie in den Sinnesorganen.
2. Interozeptoren werden hauptsächlich durch Veränderungen der chemischen Zusammensetzung der inneren Körperumgebung und des Drucks in Geweben und Organen stimuliert;
3. Propriozeptoren nehmen Reizungen in Muskeln, Sehnen, Bändern, Faszien und Gelenkkapseln wahr.

IP Pavlov führte die Rezeption, also die Wahrnehmung der Reizung und den Beginn der Ausbreitung des Nervenimpulses entlang der Nervenleiter zu den Zentren, auf den Beginn des Analyseprozesses zurück.

Sperr-, Interkalar-, Assoziativ- oder Konduktorneuron. Dieses Neuron leitet die Erregung vom afferenten (sensorischen) Neuron an die efferenten Neuronen weiter. Der Kern des Prozesses besteht darin, das vom afferenten Neuron empfangene Signal an das efferente Neuron zur Ausführung in Form einer Antwort zu übertragen. IP Pavlov definierte diese Aktion als „Phänomen des neuronalen Verschlusses“. Sperr- (Interkalar-)Neuronen befinden sich im ZNS.

Effektor, efferentes (motorisches oder sekretorisches) Neuron. Die Körper dieser Neuronen befinden sich im Zentralnervensystem (oder an der Peripherie – in den sympathischen, parasympathischen Knoten des vegetativen Teils des Nervensystems). Die Axone (Neuriten) dieser Zellen setzen sich in Form von Nervenfasern zu den Arbeitsorganen (willkürlich – Skelett und unwillkürlich – glatte Muskulatur, Drüsen), Zellen und verschiedenen Geweben fort.

Nach diesen allgemeinen Bemerkungen wollen wir den Reflexbogen und den Reflexakt als Grundprinzip der Aktivität des Nervensystems genauer betrachten.

Ein Reflexbogen ist eine Kette von Nervenzellen, die afferente (sensorische) und Effektor-Neuronen (motorische oder sekretorische) umfasst, entlang derer sich ein Nervenimpuls von seinem Ursprungsort (vom Rezeptor) zum Arbeitsorgan (Effektor) bewegt. Die meisten Reflexe werden unter Beteiligung von Reflexbögen ausgeführt, die von Neuronen der unteren Teile des Zentralnervensystems gebildet werden – Neuronen des Rückenmarks und des Hirnstamms.

Der einfachste Reflexbogen besteht aus nur zwei Neuronen - einem afferenten und einem efferenten Effektor. Der Körper des ersten Neurons (Rezeptor, Afferenz) befindet sich, wie bereits erwähnt, außerhalb des ZNS. Normalerweise ist dies ein pseudounipolares (unipolares) Neuron, dessen Körper sich im Spinalganglion oder sensorischen Ganglion eines der Hirnnerven befindet. Der periphere Prozess dieser Zelle folgt als Teil der Spinalnerven oder Hirnnerven mit sensorischen Fasern und ihren Verzweigungen und endet in einem Rezeptor, der externe (aus der äußeren Umgebung) oder interne (in Organen, Geweben) Reizungen wahrnimmt. Diese Reizung im Nervenende wird in einen Nervenimpuls umgewandelt, der den Körper der Nervenzelle erreicht. Dann wird der Impuls entlang des Zentralfortsatzes (Axon) als Teil der Spinalnerven zum Rückenmark oder entlang der entsprechenden Hirnnerven zum Gehirn geleitet. In der grauen Substanz des Rückenmarks oder im motorischen Kern des Gehirns bildet dieser Prozess der Sinneszelle eine Synapse mit dem Körper des zweiten Neurons (efferent, Effektor). In der interneuronalen Synapse erfolgt mit Hilfe von Mediatoren die Übertragung der Nervenerregung vom sensorischen (afferenten) Neuron zum motorischen (efferenten) Neuron, dessen Prozess das Rückenmark als Teil der Vorderwurzeln der Spinalnerven oder motorischen Nervenfasern der Hirnnerven verlässt und zum Arbeitsorgan geleitet wird, wodurch eine Muskelkontraktion verursacht wird.

Ein Reflexbogen besteht in der Regel nicht aus zwei Neuronen, sondern ist viel komplexer. Zwischen zwei Neuronen – Rezeptorneuron (afferent) und Efferentneuron – befinden sich ein oder mehrere Verschlussneuronen (interkalär, konduktiv). In diesem Fall wird die Erregung des Rezeptorneurons entlang seines zentralen Prozesses nicht direkt an die Effektornervenzelle, sondern an ein oder mehrere Interkalneuronen weitergeleitet. Die Rolle der Interkalneuronen im Rückenmark übernehmen Zellen in der grauen Substanz der Hintersäulen. Einige dieser Zellen besitzen ein Axon (Neurit), das auf gleicher Höhe zu den motorischen Zellen der Vorderhörner des Rückenmarks gerichtet ist und den Reflexbogen in Höhe eines bestimmten Rückenmarkssegments schließt. Axone anderer Zellen im Rückenmark können sich vorläufig T-förmig in absteigende und aufsteigende Äste aufteilen, die zu den motorischen Nervenzellen der Vorderhörner benachbarter, höher oder tiefer liegender Segmente gerichtet sind. Entlang der Route kann jeder auf- oder absteigende Ast Kollateralen an die Motorzellen dieser und anderer benachbarter Rückenmarkssegmente abgeben. Dabei wird deutlich, dass Reizungen selbst kleinster Rezeptoren nicht nur auf die Nervenzellen eines bestimmten Rückenmarkssegments übertragen werden können, sondern sich auch auf die Zellen mehrerer benachbarter Segmente ausbreiten. Die Reaktion ist daher eine Kontraktion nicht nur eines Muskels oder gar einer Muskelgruppe, sondern mehrerer Muskelgruppen gleichzeitig. Als Reaktion auf eine Reizung kommt es somit zu einer komplexen Reflexbewegung. Dies ist eine der Reaktionen (Reflexe) des Körpers auf äußere oder innere Reizungen.

I.M. Sechenov vertrat in seinem Werk „Reflexe des Gehirns“ die Idee der Kausalität (Determinismus) und stellte fest, dass jedes Phänomen im Körper seine Ursache hat und die Reflexwirkung eine Reaktion auf diese Ursache ist. Diese Ideen wurden in den Werken von S.P. Botkin und I.P. Pavlov, den Begründern der Nervismuslehre, kreativ weiterentwickelt. I.P. Pavlovs großes Verdienst besteht darin, die Reflexlehre auf das gesamte Nervensystem, von den unteren bis zu den höchsten Abschnitten, auszudehnen und den Reflexcharakter aller Formen lebenswichtiger Aktivität des Körpers ausnahmslos experimentell nachzuweisen. Als unbedingter Reflex sollte nach I.P. Pavlov eine einfache Aktivitätsform des Nervensystems bezeichnet werden, die konstant, angeboren, artspezifisch und für die Bildung struktureller Voraussetzungen keine sozialen Bedingungen erforderlich sind.

Darüber hinaus gibt es im Laufe des Lebens temporäre Verbindungen zur Umwelt. Die Fähigkeit, temporäre Verbindungen aufzubauen, ermöglicht es dem Organismus, die unterschiedlichsten und komplexesten Beziehungen zur äußeren Umgebung aufzubauen. IP Pavlov nannte diese Form der Reflexaktivität bedingten Reflex (im Gegensatz zum unbedingten Reflex). Der Ort, an dem bedingte Reflexe geschlossen werden, ist die Großhirnrinde. Das Gehirn und seine Rinde bilden die Grundlage höherer Nervenaktivität.

PK Anokhin und seine Schule bestätigten experimentell die Existenz der sogenannten Rückkopplung des Arbeitsorgans mit den Nervenzentren – der „Feedback-Afferenzierung“. Sobald efferente Impulse aus den Zentren des Nervensystems die ausführenden Organe erreichen, wird in ihnen eine Reaktion (Bewegung oder Sekretion) ausgelöst. Dieser Arbeitseffekt reizt die Rezeptoren des ausführenden Organs. Die daraus resultierenden Impulse werden über die afferenten Bahnen in Form von Informationen über die Ausführung einer bestimmten Aktion des Organs zu einem bestimmten Zeitpunkt an die Zentren des Rückenmarks oder Gehirns zurückgesendet. Auf diese Weise ist es möglich, die Richtigkeit der Befehlsausführung mithilfe der von den Nervenzentren an die Arbeitsorgane kommenden Nervenimpulse und deren ständige Korrektur genau zu erfassen. Die Existenz einer wechselseitigen Signalübertragung entlang geschlossener kreisförmiger oder ringförmiger Reflexnervenketten der „Feedback-Afferenzierung“ ermöglicht eine ständige, kontinuierliche und von Moment zu Moment erfolgende Korrektur jeglicher Reaktionen des Organismus auf Veränderungen der inneren und äußeren Umweltbedingungen. Ohne Rückkopplungsmechanismen ist die Anpassung lebender Organismen an die Umwelt undenkbar. Daher wurde die alte Vorstellung, dass die Aktivität des Nervensystems auf einem „offenen“ (ungeschlossenen) Reflexbogen beruht, durch die Vorstellung einer geschlossenen, kreisförmigen Reflexkette ersetzt.

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