§29. Нервова система людини. Спинний мозок

До змісту

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Якщо ми торкнемося гарячої поверхні або гострого предмета, то зреагуємо миттєво, навіть не встигнувши зрозуміти, що відбулося. Як вдається так працювати нашій нервовій системі? Чому нервові імпульси передаються настільки швидко й звідки організм знає, як реагувати?

Така миттєва реакція називається рефлексом. Наша нервова система працює так швидко, тому що сигнал про небезпеку (гаряча поверхня) йде не в головний мозок, а до спинного мозку, і звідти одразу ж повертається до м’язів руки. Це значно коротший шлях, тому ми відсмикуємо руку ще до того, як встигаємо відчути біль чи усвідомити, що сталося.

Нервові імпульси передаються з дуже великою швидкістю. А знає організм, як реагувати, бо це вроджений захисний механізм. Такі рефлекси передаються нам генетично і допомагають уникнути ушкоджень. Мозок отримує інформацію про подію, але вже після того, як наше тіло виконало рятівну дію.

Дослідження мікроскопічної будови нейрона та нервової тканини (за муляжами, моделями, препаратами, віртуально)

1. Розгляньте препарат нервової тканини. Зверніть увагу на зв’язки між нейронами.

Нейрони в нервовій тканині з’єднуються між собою, утворюючи складні мережі. Ці зв’язки, що називаються синапсами, дозволяють передавати інформацію від одного нейрона до іншого, забезпечуючи роботу нервової системи.

2. Опишіть будову нейрона, визначте функції його відростків.

Нейрон складається з тіла та відростків. Є два типи відростків: короткі, розгалужені дендрити, які сприймають інформацію, і один довгий аксон, що передає нервові імпульси від тіла нейрона до інших клітин.

3. Назвіть клітини нейроглії й опишіть їхні функції.

Клітини нейроглії оточують нейрони і виконують кілька важливих функцій: опорну (підтримують нейрони), трофічну (забезпечують живлення) та захисну (ізолюють та захищають нейрони).

Астроцити — забезпечують живлення нейронів.

Олігодендроцити (у головному та спинному мозку) та клітини Шванна (у периферичних нервах) — утворюють мієлінову оболонку аксонів.

Мікроглія — видаляє ушкоджені нейрони та інфекційні агенти.

4. Порівняйте нейрони й клітини нейроглії за кількістю та розміром.

Останні наукові дані спростовують популярний міф про те, що гліальних клітин у мозку вдесятеро більше, ніж нейронів. Насправді співвідношення близьке до 1:1: приблизно 86 мільярдів нейронів і 85 мільярдів гліальних клітин.

За розміром: Нейрогліальні клітини зазвичай менші за нейрони, тіла яких можуть досягати від 4 до 100 мікрометрів у діаметрі, тоді як гліальні клітини мають більш однорідні та менші розміри.

5. Зробіть висновки.

Робота нервової системи забезпечується властивостями нервової тканини (збудливістю і провідністю). Нейрони є основними клітинами, які передають нервові імпульси, а клітини нейроглії підтримують їхнє функціонування. Швидке поширення нервового імпульсу вздовж аксона відбувається завдяки електричному імпульсу, створеному рухом іонів, а також завдяки мієліновим оболонкам.

Дослідження мікроскопічної будови зрізу спинного мозку (за муляжами, моделями, препаратами, віртуально)

1. Розгляньте будову спинного мозку.

Спинний мозок є частиною центральної нервової системи (ЦНС), розташований у спинномозковому каналі хребта. Він проводить нервові сигнали між головним мозком та іншими частинами тіла, а також є центром здійснення багатьох рефлексів.

2. Знайдіть оболонки, центральний канал. Розгляньте розташування сірої та білої речовин.

На зображенні видно, що зовні спинний мозок оточений оболонкою. Всередині розташована сіра речовина, яка має форму метелика (на цьому зображенні видно її частину), а навколо неї — біла речовина.

3. Замалюйте побачене. Підпишіть позначені цифрами структури.

1 – оболонки спинного мозку

2 – біла речовина спинного мозку

3 – сіра речовина спинного мозку

4 – тіло нейрона (нейрони сірої речовини)

Відкритий мікрофон

У чому сенс того, що важливі рефлекси відбуваються на рівні спинного, а не головного мозку?

Тому що через спинний мозок сигнал проходить коротшим шляхом, і реакція (наприклад, відсмикування руки) відбувається набагато швидше, тож організм встигає себе захистити. Крім того, спинний мозок бере на себе «автоматичні» дії (ходьба, постава, прості захисні рухи), щоб не перевантажувати головний мозок і дати йому можливість займатися складнішими завданнями.

Запитання і завдання

1. Швидкість передачі сигналу аксонами досягає 100 м/с. Затримання сигналу на синапси — 1 мс. Розрахуйте, за який час відбувається ваш колінний рефлекс, якщо синапс між чутливим і руховим нейронами розташований на рівні попереку.

Приблизно вважають, що відстань від коліна до попереку дорівнює 1 м, тому нервовий імпульс проходить 2 м (туди й назад), отже час проведення: 2 м / 100 м/с= 0,02 с, додаємо затримку на синапсі 1 мс, отримуємо приблизно 21 мс (0,021 с).

2. Спинний мозок має шийне та поперекове стовщення. Чому в цих відділах спинний мозок має більший об’єм?

У шийному й поперековому відділах виходить багато нервів до рук і ніг, тому тут зосереджено більше тіл нейронів, що керують рухами кінцівок. Через велику кількість нейронів і нервових волокон ці ділянки мають більший об’єм, утворюючи стовщення.

3. Іноді колінний рефлекс відсутній або занадто сильний. Чому це може бути?

Якщо колінний рефлекс відсутній, це може означати пошкодження чутливих або рухових нейронів, спинномозкових нервів, м’язів чи відповідних сегментів спинного мозку. Якщо рефлекс надто сильний, то часто порушення низхідних гальмівних шляхів від головного мозку на спинний мозок, тому реакція стає різкішою й більшою за норму.

4. Розгляньте малюнок. Як розвивається патологічний стан? Які наслідки він має?

Спочатку міжхребцевий диск зміщується або руйнується, його частина випинається назад і стискає спинномозковий нерв або його корінець у ділянці хребта. Через це виникає запалення й подразнення нерва, що спричиняє сильний біль уздовж сідничного нерва, оніміння, ослаблення м’язів ноги й утруднення рухів.