Основные направления эволюции нервной системы

Центральная нервная система

Нервная  система  хордовых  животных,  как  и  у  всех  многоклеточных, развивается  из  эктодермы.  

 

Функции нервной системы:

Объединяет все структуры организма в единое целое;

Регулирует работу всех органов и систем;

Осуществляет связь организма с внешней средой;

Обеспечивает существование человека как социального существа определяя его психическую деятельность.

 

Основные направления эволюции нервной системы

1. Дифференцировка нервной трубки на головной и спинной мозг.

2. Эволюция головного мозга:

- увеличение объёма и усложнение строения переднего мозга;

- появление коры переднего мозга и увеличение её поверхности за счет борозд и извилин;

- появление изгибов головного мозга.

3. Дифференцировка периферической нервной системы.

 

В начале эмбриогенеза нервная система формируется всегда в виде полосы утолщенной эктодермы на  спинной стороне зародыша, которая впячивается под

покровы и замыкается в трубку с полостью внутри — невроцель.

 

У  ланцетника  —  центральная  нервная  система,  состоящая  из  нервной  трубки, сохранила функции органа чувств: по всей нервной трубке расположены светочувствительные образования — глазки Гессе. Зачатки органов чувств  —  зрения,  обоняния  и  слуха  —  образуются  как выпячивания передней части нервной трубки.

У ланцетника замыкание трубки не  полное, поэтому она выглядит как желобок

Большинство  клеток  нервной  трубки  ланцетника  не  являются нервными, они выполняют опорные или рецепторные функции.

 

У  всех  позвоночных  центральная  нервная  система  является  производной нервной трубки, передний конец которой становится головным мозгом, а задний — спинным.  Образование  головного  мозга  называют   кефализацией.  

Головной мозг позвоночных первоначально закладывается в виде 3-х мозговых пузырей (переднего, среднего и заднего).За тем передний и задний пузыри делятсяи образуется 5 пузырей из которых формируется пять отделов головного мозга: передний, промежуточного, среднего, задний (мозжечок) и продолговатого. Внутри головного  и  спинного  мозга  расположена  общая  полость,  соответствующая невроцелю. В спинном мозге это спинномозговой канал, а в головном — желудочки мозга.

Ткань мозга состоит из серого вещества (скопления нервных клеток) и белого

(отростков нервных клеток).

Во всех отделах головного мозга различают мантию, располагающуюся над желудочками,   и  основание,  лежащее  под  ними.  

У рыб головной мозг невелик. Передний мозг не разделен на полушария. Крыша тонкая, состоит из эпителиальных клеток и не содержит нервной ткани. Основание переднего мозга -  полосатые  тела,  от  него  отходят небольшие  обонятельные  доли.  

Промежуточный мозг прикрыт сверху передним и средним мозгом, здесь расположены эпифиз и гипофиз, а так же гипоталамус - центральный орган эндокринной системы.

Средний мозг   - самый крупный отдел имеет 2 полушария и является главным интегрирующим и зрительным центром.

Задний  мозг  содержит хорошо развитый  мозжечок.

Продолговатый мозг содержит центры дыхания и кровообращения и  обеспечивает связь высших отделов головного мозга со спинным.

От головного мозга рыб отходит 10 пар черепно-мозговых нервов

Головной  мозг  в  котором  высшим  центром интеграции функций является средний мозг, называют ихтиопсидным.

У земноводных головной мозг ихтиопсидный. Однако в связи с переходом к жизни на суше отмечается ряд прогрессивных изменений: 1)Увеличение размеров переднего мозга и разделение его на полушария. 20) В крыше появляется нетвныя ткань (отростки нервных клеток - располагаются на поверхности, клетки в глубине). 3) хоршо развиты полосатые тела. Обонятельные доли резко отгшраничены от полушарий.

Промежуточный мозг представлен таламусом и гипоталамусом.

Средний мозг, как и у рыб, больших размеров, сохраняет функции высшего интегрирующего центра и центра зрения.

Мозжечок развит слабо в связи с примитивным характером движений.

Продолговатый мозг развит так же как иу рыб.

Изгибы мозга выражены слабо

Имеется 10 пар черепно-мозговых нервов

У пресмыкающихся Значительно сильнее чем у предидущих классов развит передний мозг, который становится самым крупным отделом. В нем особенно развиты полосатые тела. К ним переходят функции высшего интегративного центра. Головной  мозг, в котором ведущий отдел представлен полосатыми телами переднего мозга, называют зауропсидным. Полушария переднего мозга на боковых поверхностях имеют зачатки коры  очень примитивного строения, ее называют древней  —  archicortex.  

Средний  мозг  теряет  значение  ведущего  отдела,  и уменьшается в размерах.

  Мозжечок  сильно  развит  благодаря сложности  и  многообразию  движений  пресмыкающихся.

Продолговатый мозг образует резкий изгиб в вертикальнгой плоскости, который характерен для всех амниот.

От головного мозга рыб отходит 10 пар черепно-мозговых нервов

 

 

У млекопитающих — маммалийный тип мозга. Для него характерно сильное развитие переднего мозга за счет коры, которая становится интегрирующим центром мозга.

В ней  располагаются  высшие  центры  зрительного,  слухового,  осязательного, двигательного анализаторов, а также центры высшей нервной деятельности. Кора имеет  очень  сложное  строение  и  называется   новой  корой  —  neocortex. У низших млекопитающих кора гладкая, а у высших образует борозды и извилины. Полосатые тела переднего мозга значительно уменьшаются.

Промежуточный мозг, как и у других классов, включает гипоталамус, гипофиз и эпифиз и прикрыт передним мозгом.

Средний мозг уменьшается, его крыша имеет поперечную борозду,в результате чего образуетсячетверохолмие в виде четырех бугров. (Да верхних бугра – подкорковые центры зрения, 2 нижних – подкорковые центры слуха). Мозжечёк значительно увеличивается в размерах и дифференцируется на два полушария и среднюю часть – червь.

На нижней поверхности продолговатого мозга обособляются пирамиды и впереди их варолиев мост.

Имеется 3 изгиба мозга: 1) теменной – на уровне среднего мозга; 2) звтылочный – в области перехода продолговатого мозга в спинной; 3) мостовой - в области заднего мозга.

Имеется 12 пар черепно-мозговых нервов

 

Спинной мозг

Продолговатый мозг сзади продолжается в спинной мозг, который сохраняет внешне малодифференцированное строение нервной трубки.

Так, у рыб спинной мозг равномерно тянется вдоль всего тела. Начиная от земноводных происходит его укорочение сзади. У млекопитающих на заднем конце спинного мозга остается рудимент в виде конечной нити — filum terminale. Нервы, идущие к заднему концу тела, проходят по позвоночному каналу самостоятельно, образуя так называемый конский хвост — cauda equina.

Задний конец  спинного мозга  редуцируется, превращаясь в  терминальную нить. Позже скорости роста спинного мозга и позвоночника оказываются разными, и к моменту рождения конец спинного мозга оказывается на уровне третьего, а у взрослого человека — уже на уровне первого поясничного позвонка.

Внутреннее строение спинного мозга (как, разумеется, и головного) у позвоночных подвергается сложной дифференцировке.

Тела нервных клеток группируются вокруг невроцеля и образуют серое вещество спинного мозга, у высших позвоночных напоминающее на поперечном срезе фигуру бабочки. «Крылья бабочки» образуют так называемые спинные и брюшные рога серого вещества.

В спинных рогах располагаются нейроны, которые получают информацию от рецепторов, воспринимающих раздражения из внешней.

Ближе к основанию спинных рогов находятся висцеральные нейроны, получающие информацию от рецепторных клеток, которые находятся во внутренних органах.

Брюшные рога образованы телами соматических двигательных нейронов, контролирующих работу поперечнополосатой мускулатуры тела и конечностей.

Наконец, в средней части «бабочки» серого вещества (у млекопитающих здесь образуются набольшие боковые рога) расположены висцеральные двигательные нейроны, под контролем которых находится мускулатура внутренних органов (преимущественно гладкие мышечные волокна в стенках органов пищеварения, дыхания, выделения).

Вокруг «бабочки» серого вещества располагается белое вещество, образованное аксонами нервных клеток. Белый цвет этой области обусловлен миелинизированными оболочками аксонов. Здесь проходят проводящие пути, по которым информация передаётся внутри центральной нервной системы.

Пороки ЦНС.

Большинство пороков ЦНС не совместимы с жизнью.

агирия   (отсутствие  извилин)  

олигогирия   с   пахигирией (малое  количество  утолщенных  извилин)    

Нарушения  дифференцировки  коры, сопровождаются упрощением гистологического строения коры. У детей с такими пороками  выявляются  грубая  олигофрения  и  нарушение  многих  рефлексов. Большинство детей умирают в течение первого года жизни.

прозэнцефалия – аномалия переднего мозга,при которой полушария оказываются неразделенными, а кора — недоразвита. Этот порок формируется на 4-й неделе эмбриогенеза, в момент закладки переднего мозга. Как  и  предыдущий,  он  несовместим  с  жизнью.  Часто  встречается  у мертворожденных при различных хромосомных и генных синдромах.

рахисхиз,нли   платиневрию - порок  спинного  мозга,  связан с отсутствием  замыкания  нервной трубки.

 

Эндокринная система

 

Эндокринная  система  обеспечивает гуморальную  регуляцию функций  органов.  Эта  регуляция  осуществляется   гормонами   —   биологически активными  веществами  разной  химической  природы,  выделяемыми   железами внутренней  секреции.  

Действие  гормонов  строго  специфично:  разные  гормоны действуют  на  разные  органы,  вызывая  определенные  изменения  их функционирования.

Железы внутренней секреции не имеют протоков и выделяют гормоны непосредственно в кровь, что облегчает их транспорт к органам-мишеням. Клетки органов-мишеней на своих мембранах имеют специфические рецепторы, с которыми связываются гормоны, вызывая определенные изменения их метаболизма.

 Гуморальная  регуляция  эволюционно  возникла  значительно  раньше  нервной потому, что она более проста и не требует развития таких сложных структур, как нервная система.