La struttura del sistema nervoso

Il sistema nervoso svolge le seguenti funzioni: controllo dell'attività dei vari sistemi e apparati che compongono l'organismo integrale, coordinamento dei processi che vi si svolgono, definizione delle interrelazioni dell'organismo con l'ambiente esterno. Il grande fisiologo I.P. Pavlov scrisse: "L'attività del sistema nervoso è diretta, da un lato, all'unificazione e all'integrazione del lavoro di tutte le parti dell'organismo, dall'altro, alla connessione dell'organismo con l'ambiente, all'equilibrio del sistema dell'organismo con le condizioni esterne".

I nervi penetrano in tutti gli organi e i tessuti, formano numerose ramificazioni con terminazioni recettoriali (sensoriali) ed effettrici (motorie, secretorie) e, insieme alle sezioni centrali (cervello e midollo spinale), assicurano il collegamento di tutte le parti del corpo in un unico insieme. Il sistema nervoso regola le funzioni di movimento, digestione, respirazione, escrezione, circolazione sanguigna, processi immunitari (protettivi) e metabolici (metabolismo), ecc.

L'attività del sistema nervoso, secondo IM Sechenov, è di natura riflessa.

Un riflesso (dal latino reflexus - riflesso) è una risposta del corpo a uno stimolo particolare (impatto esterno o interno), che si verifica con la partecipazione del sistema nervoso centrale (SNC). Il corpo umano, vivendo nell'ambiente esterno che lo circonda, interagisce con esso. L'ambiente influenza il corpo e il corpo, a sua volta, reagisce di conseguenza a queste influenze. Anche i processi che si verificano nel corpo stesso causano una risposta. Pertanto, il sistema nervoso garantisce l'interconnessione e l'unità tra corpo e ambiente.

L'unità strutturale e funzionale del sistema nervoso è il neurone (cellula nervosa, neurocita). Il neurone è costituito da un corpo e da processi. I processi che conducono un impulso nervoso al corpo della cellula nervosa sono chiamati dendriti. Dal corpo del neurone, l'impulso nervoso viene diretto a un'altra cellula nervosa o al tessuto attivo lungo un processo chiamato assone o neurite. La cellula nervosa è polarizzata dinamicamente, ovvero è in grado di condurre un impulso nervoso in una sola direzione: dal dendrite, attraverso il corpo cellulare, fino all'assone (neurite).

I neuroni del sistema nervoso, quando entrano in contatto tra loro, formano catene lungo le quali vengono trasmessi (spostati) gli impulsi nervosi. La trasmissione di un impulso nervoso da un neurone all'altro avviene nei punti di contatto ed è assicurata da un tipo speciale di formazione chiamato sinapsi interneuronali. Si distingue tra sinapsi assosomatiche, quando le terminazioni dell'assone di un neurone formano contatti con il corpo del neurone successivo, e sinapsi assodendritiche, quando l'assone entra in contatto con i dendriti di un altro neurone. Il tipo di contatto delle relazioni in una sinapsi, in diverse condizioni fisiologiche, può ovviamente essere "creato" o "distrutto", garantendo una reazione selettiva a qualsiasi irritazione. Inoltre, la struttura di contatto delle catene neuronali crea la possibilità di condurre un impulso nervoso in una determinata direzione. A causa della presenza di contatti in alcune sinapsi e di disconnessione in altre, la conduzione di un impulso può avvenire intenzionalmente.

Nella catena neurale, i diversi neuroni svolgono funzioni diverse. A questo proposito, si distinguono tre tipi principali di neuroni in base alle loro caratteristiche morfofunzionali.

Neuroni sensoriali, recettoriali o afferenti (di trasporto). I corpi di queste cellule nervose si trovano sempre all'esterno dell'encefalo o del midollo spinale, nei nodi (gangli) del sistema nervoso periferico. Uno dei prolungamenti, che si estende dal corpo della cellula nervosa, si dirige verso la periferia, verso uno o un altro organo, e lì termina in una o un'altra terminazione sensoriale: un recettore. I recettori sono in grado di trasformare l'energia di un'influenza esterna (irritazione) in un impulso nervoso. Il secondo prolungamento è diretto al sistema nervoso centrale, al midollo spinale o al tronco encefalico, come parte delle radici posteriori dei nervi spinali o dei corrispondenti nervi cranici.

A seconda della loro posizione si distinguono i seguenti tipi di recettori:

1. Gli esterocettori percepiscono l'irritazione proveniente dall'ambiente esterno. Questi recettori sono localizzati nelle membrane esterne del corpo, nella pelle e nelle mucose, negli organi di senso;
2. gli interocettori sono stimolati principalmente dai cambiamenti nella composizione chimica dell'ambiente interno del corpo e dalla pressione nei tessuti e negli organi;
3. I propriocettori percepiscono l'irritazione nei muscoli, nei tendini, nei legamenti, nella fascia e nelle capsule articolari.

IP Pavlov attribuì la ricezione, cioè la percezione dell'irritazione e l'inizio della diffusione dell'impulso nervoso lungo i conduttori nervosi fino ai centri, all'inizio del processo di analisi.

Neurone di bloccaggio, intercalare, associativo o conduttore. Questo neurone trasmette l'eccitazione dal neurone afferente (sensoriale) ai neuroni efferenti. L'essenza del processo è trasmettere il segnale ricevuto dal neurone afferente al neurone efferente per l'esecuzione sotto forma di risposta. IP Pavlov ha definito questa azione come il "fenomeno di chiusura neurale". I neuroni di bloccaggio (intercalare) si trovano all'interno del sistema nervoso centrale.

Neurone effettore, efferente (motore o secretorio). I corpi di questi neuroni si trovano nel sistema nervoso centrale (o in periferia, nei nodi simpatici e parasimpatici della parte vegetativa del sistema nervoso). Gli assoni (neuriti) di queste cellule si estendono sotto forma di fibre nervose verso gli organi funzionali (volontari - scheletrici e involontari - muscoli lisci, ghiandole), cellule e vari tessuti.

Dopo queste osservazioni generali, consideriamo più in dettaglio l'arco riflesso e l'atto riflesso come principio fondamentale dell'attività del sistema nervoso.

Un arco riflesso è una catena di cellule nervose che include neuroni afferenti (sensoriali) ed effettori (motori o secretori), lungo la quale un impulso nervoso si muove dal suo punto di origine (dal recettore) all'organo attivo (effettore). La maggior parte dei riflessi si realizza con la partecipazione degli archi riflessi, formati da neuroni delle parti inferiori del sistema nervoso centrale: neuroni del midollo spinale e del tronco encefalico.

L'arco riflesso più semplice è costituito da soli due neuroni: afferente ed effettore (efferente). Il corpo del primo neurone (recettore, afferente), come già detto, si trova al di fuori del SNC. Solitamente si tratta di un neurone pseudounipolare (unipolare), il cui corpo si trova nel ganglio spinale o nel ganglio sensoriale di uno dei nervi cranici. Il prolungamento periferico di questa cellula si sviluppa come parte dei nervi spinali o dei nervi cranici con fibre sensoriali e le loro diramazioni e termina in un recettore che percepisce un'irritazione esterna (dall'ambiente esterno) o interna (in organi, tessuti). Questa irritazione nella terminazione nervosa viene trasformata in un impulso nervoso, che raggiunge il corpo della cellula nervosa. Quindi l'impulso lungo il prolungamento centrale (assone) come parte dei nervi spinali viene diretto al midollo spinale o lungo i corrispondenti nervi cranici, fino all'encefalo. Nella sostanza grigia del midollo spinale o nel nucleo motorio del cervello, questo processo della cellula sensoriale forma una sinapsi con il corpo del secondo neurone (efferente, effettore). Nella sinapsi interneuronale, con l'aiuto di mediatori, avviene la trasmissione dell'eccitazione nervosa dal neurone sensoriale (afferente) al neurone motorio (efferente), il cui processo esce dal midollo spinale come parte delle radici anteriori dei nervi spinali o delle fibre nervose motorie dei nervi cranici e viene diretto all'organo funzionale, causando la contrazione muscolare.

Di norma, un arco riflesso non è costituito da due neuroni, ma è molto più complesso. Tra due neuroni – recettore (afferente) ed efferente – si trovano uno o più neuroni di chiusura (intercalari, conduttivi). In questo caso, l'eccitazione del neurone recettore viene trasmessa lungo il suo processo centrale non direttamente alla cellula nervosa effettrice, ma a uno o più neuroni intercalari. Il ruolo dei neuroni intercalari nel midollo spinale è svolto da cellule situate nella sostanza grigia delle colonne posteriori. Alcune di queste cellule hanno un assone (neurite), che è diretto verso le cellule motorie delle corna anteriori del midollo spinale allo stesso livello e chiude l'arco riflesso a livello di un dato segmento del midollo spinale. Gli assoni di altre cellule del midollo spinale possono dividersi preliminarmente a forma di T in rami discendenti e ascendenti, che sono diretti alle cellule motorie delle corna anteriori dei segmenti adiacenti, superiori o inferiori. Lungo il percorso, ogni ramo ascendente o discendente può emettere collaterali verso le cellule motorie di questi e di altri segmenti adiacenti del midollo spinale. A questo proposito, diventa chiaro che l'irritazione anche di un numero minimo di recettori può essere trasmessa non solo alle cellule nervose di un determinato segmento del midollo spinale, ma anche diffondersi alle cellule di diversi segmenti adiacenti. Di conseguenza, la risposta è una contrazione non di un singolo muscolo o di un singolo gruppo di muscoli, ma di più gruppi contemporaneamente. Pertanto, in risposta all'irritazione, si verifica un movimento riflesso complesso. Questa è una delle reazioni del corpo (riflesso) in risposta a un'irritazione esterna o interna.

IM Sechenov, nella sua opera "Riflessi del cervello", ha avanzato l'idea di causalità (determinismo), osservando che ogni fenomeno corporeo ha una sua causa e che l'effetto riflesso è una risposta a questa causa. Queste idee sono state ulteriormente sviluppate creativamente nelle opere di S.P. Botkin e I.P. Pavlov, fondatori della dottrina del nervismo. Il grande merito di I.P. Pavlov è quello di aver esteso la dottrina del riflesso all'intero sistema nervoso, dalle sue sezioni inferiori a quelle superiori, e di aver dimostrato sperimentalmente la natura riflessa di tutte le forme di attività vitale del corpo, senza eccezioni. Secondo I.P. Pavlov, una forma semplice di attività del sistema nervoso, costante, innata, specie-specifica e per la formazione di prerequisiti strutturali non richiesti da condizioni sociali, dovrebbe essere definita riflesso incondizionato.

Inoltre, esistono connessioni temporanee con l'ambiente acquisite durante la vita di un individuo. La capacità di acquisire connessioni temporanee consente all'organismo di stabilire le relazioni più diverse e complesse con l'ambiente esterno. IP Pavlov chiamò questa forma di attività riflessa "riflesso condizionato" (in contrapposizione al riflesso incondizionato). Il luogo in cui i riflessi condizionati si chiudono è la corteccia cerebrale. Il cervello e la sua corteccia sono la base dell'attività nervosa superiore.

P.K. Anokhin e la sua scuola hanno confermato sperimentalmente l'esistenza del cosiddetto feedback dell'organo funzionale con i centri nervosi - "afferenza a feedback". Nel momento in cui gli impulsi efferenti provenienti dai centri del sistema nervoso raggiungono gli organi esecutivi, in questi si genera una reazione di risposta (movimento o secrezione). Questo effetto funzionale stimola i recettori dell'organo esecutivo. Gli impulsi risultanti da questi processi vengono rinviati lungo le vie afferenti ai centri del midollo spinale o del cervello sotto forma di informazioni sull'esecuzione di una determinata azione da parte dell'organo in un dato momento. In questo modo, è possibile registrare con precisione la correttezza dell'esecuzione dei comandi con l'aiuto degli impulsi nervosi che giungono agli organi funzionali dai centri nervosi e la loro costante correzione. L'esistenza di una segnalazione bidirezionale lungo le catene nervose riflesse circolari o ad anello chiuse della "afferenza a feedback" consente correzioni costanti, continue e istante per istante di qualsiasi reazione dell'organismo a qualsiasi cambiamento nelle condizioni dell'ambiente interno ed esterno. Senza meccanismi di feedback, l'adattamento degli organismi viventi all'ambiente è impensabile. Pertanto, le vecchie idee secondo cui la base dell'attività del sistema nervoso è un arco riflesso "aperto" (non chiuso) sono state sostituite dall'idea di una catena chiusa e circolare di riflessi.

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