Sviluppo del sistema nervoso

Ogni organismo vivente che si trova in un determinato habitat interagisce costantemente con esso. Dall'ambiente esterno, l'organismo vivente riceve il cibo necessario per la vita. Nell'ambiente esterno è l'allocazione di sostanze che non sono necessarie per il corpo. L'ambiente esterno ha un effetto favorevole o negativo sul corpo. L'organismo vivente reagisce a queste influenze e cambiamenti nell'ambiente esterno cambiando il suo stato interno. La reazione di un organismo vivente può manifestarsi sotto forma di crescita, rafforzamento o indebolimento di processi, movimenti o secrezioni.

Gli organismi unicellulari più semplici non hanno un sistema nervoso. Tutte queste reazioni sono manifestazioni dell'attività di una cellula.

Negli organismi multicellulari, il sistema nervoso è costituito da cellule che sono collegate l'una all'altra da processi in grado di percepire l'irritazione da qualsiasi parte della superficie corporea e l'invio di impulsi ad altre cellule, regolando la loro attività. Gli effetti degli organismi multicellulari ambientali sono percepiti da cellule ectodermiche esterne. Tali cellule sono specializzate nella percezione della stimolazione, nella sua trasformazione in potenziali bioelettrici e nella conduzione di eccitazione. Dalle cellule ectodermiche che si immergono nella profondità del corpo, c'è un sistema nervoso organizzato primitivo di organismi multicellulari. Questo è più facilmente formata reticolazione, o diffusa, il sistema nervoso è presente in celenterati, come idra. In questi animali si distinguono due tipi di cellule. Uno di loro - le cellule recettrici - si trova tra le cellule della pelle (ectoderma). Altri - le cellule effettrici sono nella profondità del corpo, sono collegate tra loro e con cellule che forniscono una risposta. L'irritazione di qualsiasi parte della superficie dell'idra del corpo porta all'eccitazione di cellule più profonde, in conseguenza delle quali l'organismo multicellulare vivente esibisce attività motoria, cattura cibo o fughe dal nemico.

Negli animali più altamente organizzati, il sistema nervoso è caratterizzato dalla concentrazione di cellule nervose che formano centri nervosi o nodi nervosi (gangli), con i tronchi nervosi che scappano da essi. In questa fase dello sviluppo del mondo animale, appare una forma nodale del sistema nervoso. In rappresentanti di animali segmentati (ad esempio, in vermi anellati), i nodi nervosi si trovano ventralmente del tubo digerente e sono uniti da tronchi nervosi trasversali e longitudinali. Da questi nodi partono i nervi, i cui rami finiscono anche all'interno di questo segmento. I gangli segmentati servono come centri di riflesso dei segmenti corrispondenti del corpo degli animali. I tronchi nervosi longitudinali collegano nodi di segmenti diversi tra loro su una metà del corpo e formano due catene addominali longitudinali. All'estremità cefalica del corpo, dorsale alla faringe, c'è una coppia di nodi nasofaringei più grandi che si collega alla coppia di nodi della catena addominale con l'anello del nervo periferico. Questi nodi sono più sviluppati di altri e sono il prototipo del cervello di animali vertebrati. Tale struttura segmentale del sistema nervoso consente, quando irrita alcune aree della superficie corporea dell'animale, di non coinvolgere tutte le cellule nervose del corpo nella risposta, ma di utilizzare solo le cellule di questo segmento.

Lo stadio successivo dello sviluppo del sistema nervoso è che le cellule nervose non sono più nella forma di nodi separati, ma formano un cordone nervoso allungato e continuo all'interno del quale è presente una cavità. In questa fase, il sistema nervoso è chiamato sistema nervoso tubulare. La struttura del sistema nervoso nella forma di un tubo neurale è caratteristica di tutti i rappresentanti dei cordati - dagli animali più semplici disposti da cranio a mammiferi e uomo.

In accordo con il metamerismo del corpo dei cordati, un singolo sistema nervoso tubolare consiste in una serie di strutture o segmenti ripetuti identici. I processi dei neuroni che compongono questo ramo del segmento nervoso, di regola, in un certo segmento del corpo corrispondente a questo segmento e alla sua muscolatura.

Pertanto, il miglioramento delle forme di movimento degli animali (dal metodo peristaltico nel più semplice multicellulare al movimento con l'aiuto degli arti) ha portato alla necessità di migliorare la struttura del sistema nervoso. Nei cordati, la regione del tronco del tubo neurale è il midollo spinale. Nel midollo spinale, e nella porzione tronco formata di un cervello in cordati nelle regioni ventrali del tubo neurale trova "motore" cellule, assoni che costituiscono la ( "motore") e radici dorsali anteriore - cellule nervose, che entrano in assoni fornitura "sensibili" cellule situate nei nodi spinali.

Alla estremità di testa del tubo neurale nello sviluppare nelle parti anteriori del corpo e rileva la presenza qui dell'apparato gill, sezioni iniziali del digerente e respiratorio struttura segmentale del tubo neurale e conservato a, tuttavia subire variazioni significative. Queste parti del tubo neurale sono il germe da cui si sviluppa il cervello. L'ispessimento delle sezioni anteriori del tubo neurale e l'espansione della sua cavità sono gli stadi iniziali della differenziazione del cervello. Tali processi sono già stati osservati nei ciclostomi. Nelle prime fasi dell'embriogenesi in quasi tutti gli animali craniale estremità cefalica del tubo neurale consiste di tre primari bolle nervose: rombico (rhombencephalon), che si trova più vicino al midollo spinale, secondario (mesencefalo) e anteriore (prosencefalo). Lo sviluppo del cervello avviene in parallelo con il miglioramento del midollo spinale. La comparsa di nuovi centri nel cervello mette i centri già esistenti del midollo spinale in una posizione subordinata. In quelle aree del cervello che riguardano deuterencephalon (losanga cervello), è lo sviluppo di nervo gill nucleare (coppia X - il nervo vago), ci sono centri che regolano i processi di respirazione, digestione, circolazione sanguigna. Un innegabile influenza sullo sviluppo del rombencefalo hanno già appare in basso recettori pesce statica e acustica (VIII coppia - nervose vestibolococleare). A questo proposito, in questa fase dello sviluppo del cervello, il cervello posteriore (il cervelletto e il ponte del cervello) è predominante rispetto alle altre divisioni. L'aspetto e il miglioramento dei recettori della vista e dell'udito determinano lo sviluppo del mesencefalo, dove vengono posti i centri responsabili delle funzioni visive e uditive. Tutti questi processi si verificano in relazione all'adattabilità dell'organismo animale all'habitat acquatico.

Negli animali in un nuovo habitat - nell'ambiente aereo c'è un'ulteriore ristrutturazione sia dell'organismo nel suo complesso che del suo sistema nervoso. Lo sviluppo di analizzatore olfattivo provoca ulteriore riarrangiamento della estremità anteriore del tubo neurale (anterior vescica cerebrale ove previsto centri che regolano la funzione olfatto), v'è il cosiddetto cervello olfattivo (rhinencephalon).

Dei tre bolle primari di ulteriore differenziazione del fronte e romboencefalo sono i seguenti 5 divisioni (vescicole cerebrali): telencefalo, diencefalo, mesencefalo, romboencefalo e midollo allungato. Il canale centrale del midollo spinale all'estremità della testa del tubo neurale diventa un sistema di cavità interconnesse, chiamate ventricoli del cervello. L'ulteriore sviluppo del sistema nervoso è associato allo sviluppo progressivo del proencefalo e all'emergenza di nuovi centri nervosi. Questi centri in ogni fase successiva occupano una posizione più vicina all'estremità della testa e subordinano alla loro influenza i centri preesistenti.

Centri nervosi più vecchi, formati nelle prime fasi di sviluppo, non scompaiono, ma vengono memorizzati, che occupa una posizione subordinata rispetto al più recente: Così, insieme con un primo nei centri uditivi romboencefalo (nuclei) nelle fasi successive dei centri uditivi appaiono, in media, e poi nel cervello finale. L'anfibia nel proencefalo sta già formando un rudimento dei futuri emisferi, tuttavia, come i rettili, quasi tutti i loro reparti appartengono al cervello olfattivo. Negli anfibi cerebrali anteriori (finali), i rettili e gli uccelli distinguono tra i centri subcorticali (il nucleo dello striato) e la corteccia, che ha una struttura primitiva. Lo sviluppo successivo del cervello è associato all'emergere di nuovi recettori e centri effettori nella corteccia, che subiscono i centri nervosi di ordine inferiore (nel tronco cerebrale e nel midollo spinale). Questi nuovi centri coordinano le attività di altre parti del cervello, integrando il sistema nervoso in un tutto funzionale strutturale. Questo processo è chiamato la funzione corticolizzazione. Lo sviluppo potenziato del cervello terminale negli animali vertebrati superiori (mammiferi) porta al fatto che questo dipartimento prevale su tutti gli altri e copre tutti i reparti sotto forma di un mantello, o corteccia cerebrale. Antica corteccia (paleocortex), e poi la vecchia corteccia (archeocortex), occupando dorsali rettile e di superficie dorso-laterale degli emisferi sono sostituite dalla nuova corteccia (neocorteccia). Le vecchie divisioni spinti nella superficie inferiore (ventrale) degli emisferi e in profondità, per così dire, arrotolare, girare nell'ippocampo (ippocampo) e le sue parti adiacenti del cervello.

Contemporaneamente a questi processi, si verificano differenziazione e complicazione di tutte le altre parti del cervello: intermedio, medio e posteriore, riorganizzazione di entrambi i percorsi ascendenti (sensoriali, recettori) e discendenti (motori, effettori). Così, nei mammiferi superiori, la massa di fibre delle vie piramidali che collegano i centri della corteccia degli emisferi cerebrali con le cellule motorie delle corna anteriori del midollo spinale e i nuclei motori delle sezioni staminali del cervello crescono.

Il più grande sviluppo della corteccia degli emisferi è nell'uomo, il che è spiegato dalla sua attività lavorativa e dall'emergere del linguaggio come mezzo di comunicazione tra le persone. IPPavlov, che ha creato la dottrina del secondo sistema di segnali, il substrato materiale di quest'ultimo considerato una corteccia complessa degli emisferi cerebrali - una nuova corteccia.

Lo sviluppo del cervelletto e del midollo spinale è strettamente correlato al cambiamento nel modo in cui l'animale si muove nello spazio. Così, nei rettili che non hanno estremità e si muovono a causa dei movimenti del tronco, il midollo spinale non ha ispessimento e si compone di segmenti approssimativamente uguali. Negli animali che si muovono per gli arti, l'ispessimento appare nel midollo spinale, il cui grado di sviluppo corrisponde al significato funzionale degli arti. Se gli arti anteriori sono più sviluppati, ad esempio negli uccelli, l'ispessimento cervicale del midollo spinale è più pronunciato. Nel cervelletto gli uccelli hanno protuberanze laterali: una toppa è la parte più antica degli emisferi cerebellari. Gli emisferi del cervelletto si stanno formando, il verme cerebellare raggiunge un alto grado di sviluppo. Se le funzioni degli arti posteriori sono predominanti, ad esempio nei canguri, allora l'ispessimento lombare è più pronunciato. Nell'uomo, il diametro dell'ispessimento cervicale del midollo spinale è maggiore di quello della colonna lombare. Questo perché la mano, che è l'organo del lavoro, è capace di produrre movimenti più complessi e diversi rispetto all'arto inferiore.

In connessione con lo sviluppo di centri superiori di controllo dell'attività di tutto l'organismo nel cervello, il midollo spinale cade in una posizione subordinata. Mantiene l'apparato segmentato più vecchio delle sue connessioni del midollo spinale e sviluppa un apparato sovra-segmentale di relazioni bilaterali con il cervello. Lo sviluppo del cervello si è manifestato nel miglioramento dell'apparato recettoriale, nel miglioramento dei meccanismi di adattamento dell'organismo all'ambiente, modificando il metabolismo, la corticolizzazione delle funzioni. Negli esseri umani, a causa della rettitudine e in connessione con il miglioramento dei movimenti degli arti superiori nel processo di attività lavorativa, gli emisferi cerebellari sono molto più sviluppati che negli animali.

La corteccia degli emisferi cerebrali è un insieme di fini corticali di tutti i tipi di analizzatori e rappresenta un substrato materiale di pensiero specificamente visivo (secondo IP Pavlov, il primo sistema di segnali della realtà). L'ulteriore sviluppo del cervello in una persona è determinato dal suo uso consapevole degli strumenti, che ha permesso a una persona non solo di adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali, come fanno gli animali, ma anche di influenzare l'ambiente esterno. Nel processo del lavoro sociale, la parola è sorta come mezzo di comunicazione necessario tra le persone. Quindi, una persona ha la capacità di pensare astratto e di formare un sistema di percezione della parola, o segnale, - il secondo sistema di segnali, secondo IP Pavlov, il cui substrato materiale è la nuova corteccia del cervello grande.

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