Entwicklung des Nervensystems

Jeder lebende Organismus, der sich in einem bestimmten Lebensraum befindet, interagiert ständig mit ihm. Von der äußeren Umgebung erhält der lebende Organismus die notwendige Nahrung für das Leben. In der externen Umgebung ist die Zuteilung von Substanzen, die für den Körper unnötig sind. Die äußere Umgebung wirkt sich günstig oder negativ auf den Körper aus. Der lebende Organismus reagiert auf diese Einflüsse und verändert die äußere Umgebung durch Veränderung seines inneren Zustands. Die Reaktion eines lebenden Organismus kann sich in Form von Wachstum, Stärkung oder Schwächung von Prozessen, Bewegungen oder Sekretionen manifestieren.

Die einfachsten einzelligen Organismen haben kein Nervensystem. All diese Reaktionen sind Manifestationen der Aktivität einer Zelle.

In mehrzelligen Organismen besteht das Nervensystem aus Zellen, die durch Prozesse miteinander verbunden sind, die in der Lage sind, Reizungen von allen Teilen der Körperoberfläche wahrzunehmen und Impulse an andere Zellen zu senden, die ihre Aktivität regulieren. Die Auswirkungen der Umgebung auf vielzellige Organismen werden von äußeren Ektodermzellen wahrgenommen. Solche Zellen spezialisieren sich auf die Wahrnehmung der Stimulation, die Umwandlung in bioelektrische Potentiale und die Erregung. Aus ektodermalen Zellen, die in die Tiefe des Körpers eintauchen, befindet sich ein primitiv angeordnetes Nervensystem aus vielzelligen Organismen. Dieses am einfachsten gebildete netzartige oder diffuse Nervensystem findet sich in Coelenteraten, z. B. In Hydra. Bei diesen Tieren werden zwei Arten von Zellen unterschieden. Einer von ihnen - die Rezeptorzellen - befindet sich zwischen den Zellen der Haut (Ektoderm). Andere - Effektorzellen sind in der Tiefe des Körpers, sind miteinander verbunden und mit Zellen, die eine Antwort liefern. Die Reizung irgendeines Teils der Körperoberfläche der Hydra führt zur Anregung tiefliegender Zellen, wodurch der lebende vielzellige Organismus motorische Aktivität entfaltet, Nahrung aufnimmt oder dem Feind entkommt.

Bei höher organisierten Tieren ist das Nervensystem durch die Konzentration von Nervenzellen gekennzeichnet, die Nervenzentren oder Nervenknoten (Ganglien) bilden, aus denen die Nervenstämme entweichen. In diesem Stadium der Entwicklung der Tierwelt erscheint eine Knotenform des Nervensystems. Bei Vertretern segmentierter Tiere (z. B. Bei Ringwürmern) befinden sich die Nervenknoten ventral des Verdauungstraktes und sind durch quer und längs verlaufende Nervenstämme verbunden. Von diesen Knoten gehen Nerven ab, deren Äste auch innerhalb dieses Segmentes enden. Segmental gelegene Ganglien dienen als Reflexzentren der entsprechenden Segmente des Tierkörpers. Longitudinale Nervenstränge verbinden Knoten verschiedener Segmente miteinander auf einer Körperhälfte und bilden zwei longitudinale Abdominalketten. Am Kopfende des Körpers, dorsal zum Pharynx, befindet sich ein Paar größerer nasopharyngealer Knoten, das mit dem peripheren Nervenring an das Knotenpaar der abdominalen Kette angeschlossen ist. Diese Knoten sind stärker entwickelt als andere und sind der Prototyp des Gehirns von Wirbeltieren. Eine solche segmentale Struktur des Nervensystems erlaubt, bei Reizung bestimmter Bereiche der Körperoberfläche des Tieres nicht alle Nervenzellen des Körpers in die Antwort einzubeziehen, sondern nur die Zellen dieses Segmentes zu verwenden.

Die nächste Stufe der Entwicklung des Nervensystems besteht darin, dass die Nervenzellen nicht länger in Form von separaten Knoten vorliegen, sondern ein längliches, durchgehendes Nervenkabel bilden, in dem sich eine Höhle befindet. In diesem Stadium wird das Nervensystem als das tubuläre Nervensystem bezeichnet. Die Struktur des Nervensystems in Form eines Neuralrohrs ist charakteristisch für alle Vertreter der Chordaten - von den am einfachsten angeordneten Schädeln bis zu Säugetieren und Menschen.

Entsprechend der Metamerie des Körpers der Chordaten besteht ein einziges tubuläres Nervensystem aus einer Reihe von identischen sich wiederholenden Strukturen oder Segmenten. Die Prozesse der Neuronen, die dieses Nervensegment bilden, verzweigen sich in der Regel in einem bestimmten Segment des Körpers, das diesem Segment und seiner Muskulatur entspricht.

Somit Verbesserung der Tierbewegungsformen (peristaltische Mode von mehrzelligen Protozoen Bewegung über Beine) hat zu der Notwendigkeit geführt, die die Struktur des Nervensystems zu verbessern. In Chordaten ist die Rumpfregion des Neuralrohrs das Rückenmark. Im Rückenmark und in dem Rumpfteil eines Gehirns in Chordaten in ventralen Regionen des Neuralrohrs located „Motor“ Zellen gebildet, Axone, die die vorderen ( „Motor“), Wurzeln und dorsal bilden - Nervenzellen, die in Kontakt Axone kommen „sensibel“ Zellen in den Wirbelsäulenknoten.

Am Kopfende des Neuralrohrs in Verbindung mit in den vorderen Teilen des Körpers zu entwickeln und erfaßt die Anwesenheit der Kiemenvorrichtung, die Anfangsabschnitte der Verdauungs- und Atmungssystem Segmentstruktur des Neuralrohrs und gelagert bei, jedoch erfahren signifikante Veränderungen. Diese Abteilungen sind der Embryo von Neuralrohr, aus dem das sich entwickelnde Gehirn. Eindickung anterioren Neuralrohr und seine Verlängerung Hohlraum - ist der Anfangsstadien des Gehirns Differenzierung. Solche Prozesse werden bereits in den Zyklostomen beobachtet. In den frühen Stadien der Embryonalentwicklung in fast allen Tieren kraniale Ende des Neuralrohrs kranial besteht aus drei primären Nervenblasen: rhombisch (rhombencephalon), die am nächsten zum Rückenmark befindet, sekundäre (Mesencephalon) und vorne (Prosencephalon). Gehirnentwicklung nimmt mit der Verbesserung des Rückenmarks in parallel. Die Entstehung neuer Zentren im Gehirn darstellt, als ob in einer untergeordneten Position Rückenmark Zentren existieren. In den Bereichen des Gehirns, die deuterencephalon (Rautenhirn) beziehen, ist die Entwicklung der Kernkiemennerven (X Paar - der Nervus vagus), gibt es Zentren, die die Prozesse der Atmung, Verdauung, Blutzirkulation regulieren. Ohne Zweifel ein Einfluss auf der Entwicklung des Rautenhirns erscheint, hat bereits in niedrigerer Fisch Rezeptoren Statik und Akustik (VIII Paar - N. Vestibulocochlearis). Daher ist die Entwicklung in diesem Stadium des Gehirns gegenüber den anderen Abteilungen vorherrschenden ist das hintere Gehirn (das Cerebellum und die Brücke des Gehirns). Die Entstehung und Verbesserung der Sehkraft und Gehör-Rezeptoren sind verantwortlich für die Entwicklung des Mittelhirns, der die Zentren verantwortlich für die visuelle und akustische Funktion legt. Alle diese Prozesse finden im Zusammenhang mit der Anpassungsfähigkeit des Tierorganismus an den aquatischen Lebensraum statt.

In Tieren in einem neuen Lebensraum - in der Luftumgebung gibt es eine weitere Umstrukturierung sowohl des Organismus als Ganzes als auch seines Nervensystems. Die Entwicklung des olfaktorischen Analysators verursacht weitere Umlagerung des vorderen Endes des Neuralrohrs (anterior zerebrale Blase, wo die Mitte gelegt, die Funktion olfaction regulieren), gibt es das sogenannte Riech Gehirn (Riechhirn).

Von den drei Primärblasen durch weitere Differenzierung der vorderen und Rautenhirns sind die folgenden 5 Divisionen (brain Vesikel): oblongata Telencephalon, Diencephalon, Mesencephalon, Rautenhirn und Medulla. Der zentrale Kanal des Rückenmarks am Kopfende des Neuralrohrs wird zu einem System miteinander verbundener Hohlräume, die Ventrikel des Gehirns genannt werden. Die weitere Entwicklung des Nervensystems ist mit einer fortschreitenden Entwicklung des Vorderhirns und der Entstehung neuer Nervenzentren verbunden. Diese Zentren nehmen in jeder folgenden Stufe eine Position ein, die näher am Kopfende liegt, und ihrem Einfluß auf die vorher existierenden Zentren untergeordnet sind.

Ältere Nervenzentren, in den frühen Phasen der Entwicklung gebildet wird, verschwinden nicht aber gespeichert werden, eine untergeordnete Position in Bezug auf neueres besetzen: So, zusammen mit einem ersten in den hindbrain Hörzentren (Kern) in den späteren Stadien der Hörzentren erscheinen im Durchschnitt und dann im letzten Gehirn. Amphibien im Vorderhirn bilden bereits ein Rudiment der zukünftigen Hemisphären, aber wie Reptilien gehören fast alle ihre Abteilungen zum Riechhirn. Im vorderen (letzten) Gehirn unterscheiden Amphibien, Reptilien und Vögel zwischen den subkortikalen Zentren (dem Kern des Striatums) und dem Kortex, der eine primitive Struktur besitzt. Die nachfolgende Entwicklung des Gehirns ist mit der Entstehung neuer Rezeptor- und Effektorzentren im Kortex verbunden, die Nervenzentren niedrigerer Ordnung (im Hirnstamm und im Rückenmark) unterordnen. Diese neuen Zentren koordinieren die Aktivitäten anderer Teile des Gehirns und integrieren das Nervensystem in ein strukturell funktionelles Ganzes. Dieser Vorgang wird als Funktion der Kortikalisierung bezeichnet. Erhöhte Entwicklung des Vorderhirns bei höheren Wirbeltieren (Säugetiere) führt zu der Tatsache, dass diese Abteilung über alle anderen herrscht, und deckt alle Abteilungen in Form eines Mantels oder der Hirnrinde. Alte Rinde (Palaeocortex) und dann die alte Rinde (archeocortex), werden durch die neuen Cortex (Neokortex) ersetzt Reptilien- dorsalen und dorsolateralen Oberfläche der Hemisphären einnimmt. Die alten Teilungen geschoben in die untere (ventralen) Oberfläche der Hemisphären und in der Tiefe, wie es war, aufrollen, schalten in den Hippocampus (Hippocampus) und den angrenzenden Teilen des Gehirns.

Gleichzeitig mit diesen Prozessen treten Differenzierung und Komplikation aller anderen Teile des Gehirns auf: Zwischen-, Mittel- und Hinterteil, Reorganisation sowohl der aufsteigenden (sensorischen, Rezeptor-) als auch der absteigenden (motorischen, effektorischen) Wege. So, in höheren Säugern erhöht die Masse der Pyramidenbahn Fasern, die die Zentren der Hirnrinde des Gehirns mit den Motorzellen des Vorderhorn des Rückenmarks und der motorischen Kernen des Stiels des Gehirns verbindet.

Die größte Entwicklung des Cortex der Hemisphären findet sich im Menschen, was durch seine Arbeitstätigkeit und die Entstehung von Sprache als Kommunikationsmittel zwischen Menschen erklärt wird. IPPavlov, der die Lehre vom zweiten Signalsystem, dem materiellen Substrat des letzteren, entwickelte, betrachtete einen komplexen Kortex der Gehirnhemisphären - einen neuen Kortex.

Die Entwicklung des Kleinhirns und des Rückenmarks ist eng mit der Veränderung der Bewegung des Tieres im Raum verbunden. Bei Reptilien, die keine Extremitäten haben und sich aufgrund von Bewegungen des Rumpfes bewegen, hat das Rückenmark keine Verdickung und besteht aus ungefähr gleichen Segmenten. Bei Tieren, die sich an den Gliedmaßen bewegen, kommt es im Rückenmark zu einer Verdickung, deren Entwicklungsgrad der funktionellen Bedeutung der Gliedmaßen entspricht. Wenn die Vordergliedmaßen stärker entwickelt sind, beispielsweise bei Vögeln, ist die zervikale Verdickung des Rückenmarks ausgeprägter. Im Kleinhirn haben die Vögel seitliche Vorsprünge - ein Patch ist der älteste Teil der Kleinhirnhemisphären. Die Hemisphären des Kleinhirns bilden sich, der Kleinhirnwurm erreicht einen hohen Entwicklungsgrad. Wenn die Funktionen der Hinterbeine dominieren, zum Beispiel bei Kängurus, dann ist die Lumbalverdickung ausgeprägter. Beim Menschen ist der Durchmesser der zervikalen Verdickung des Rückenmarks größer als der der Lendenwirbelsäule. Dies liegt daran, dass die Hand, die das Organ der Arbeit ist, in der Lage ist, komplexere und vielfältigere Bewegungen als die untere Extremität zu erzeugen.

Im Zusammenhang mit der Entwicklung höherer Kontrollzentren für die Aktivität des gesamten Organismus im Gehirn fällt das Rückenmark in eine untergeordnete Position. Es behält den älteren segmentierten Apparat seiner eigenen Verbindungen des Rückenmarks und entwickelt einen supra-segmentalen Apparat von bilateralen Beziehungen mit dem Gehirn. Die Entwicklung des Gehirns zeigte sich in der Verbesserung des Rezeptorapparats, der Verbesserung der Mechanismen der Anpassung des Organismus an die Umwelt durch Veränderung des Stoffwechsels, Kortikalisierung der Funktionen. Beim Menschen sind die Kleinhirnhemisphären aufgrund der Aufrichtigkeit und in Verbindung mit der Verbesserung der Bewegungen der oberen Extremitäten im Verlauf der Arbeitstätigkeit viel weiter entwickelt als bei Tieren.

Der Kortex der Großhirnhemisphären ist ein Satz kortikaler Enden aller Arten von Analysatoren und stellt ein materielles Substrat spezifisch visuellen Denkens dar (nach IP Pawlow, dem ersten Signalsystem der Realität). Die weitere Entwicklung des Gehirns in einer Person wird durch den bewussten Einsatz von Werkzeugen bestimmt, die es einer Person ermöglichen, sich nicht nur wie Tiere an sich ändernde Umweltbedingungen anzupassen, sondern auch die äußere Umgebung zu beeinflussen. Im Prozess der sozialen Arbeit entstand Sprache als notwendiges Mittel der Kommunikation zwischen Menschen. So hat eine Person die Fähigkeit, das Denken zu abstrahieren und hat ein System der Wahrnehmung des Wortes oder Signals gebildet, - das zweite Signalsystem, nach IP Pavlov, dessen materielles Substrat der neue Kortex des großen Gehirns ist.

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