Анализ и синтез конкретных, непосредственных раздражений, поступающих из внешней и внутренней среды, составляют функцию первой сигнальной системы, свойственной всем животным, в том числе и человеку. Но у человека имеется и вторая сигнальная система, осуществляемая словом, значение которой огромно, так как только эта система сделала человека человеком, сделала возможными речь, отвлечение от конкретного, обобщение и мышление.
Нервную деятельность, как безусловнорефлекторную, так и условнорефлекторную, характеризуют основные физиологические процессы возбуждение и торможение, причем и возбуждение, и торможение представляют собой, по И. П. Павлову, лишь разные стороны одного и того же процесса.
Большое значение имеет для клиники учение И. П. Павлова о типах высшей нервной деятельности. Основу классификации типов составляют три основных свойства нервной системы: сила основных процессов (процессов возбуждения и торможения), уравновешенность их между собой и их подвижность. По силе основных процессов животные делятся на сильных и слабых, сильные на уравновешенных и неуравновешенных, сильные уравновешенные на подвижных и инертных.
Сила определяется как способность нервных клеток сохранять нормальную работоспособность при интенсивно протекающих процессах; подвижность как способность быстрого перехода от одного процесса к другому; уравновешенность как одинаковая выраженность нервных процессов торможения и возбуждения.
В последующем к этим свойствам были добавлены динамичность (способность мозговых структур к быстрому ответу при формировании условных реакций), лабильность (скорость возникновения и окончания нервных процессов) и активированность (индивидуальный уровень активации процессов возбуждения и торможения). Свойства нервной системы в основном генетически детерминированы и определяют индивидуальные различия в поведении.
Распространение тормозного процесса в коре больших полушарий создает гипнотическое состояние, или сон. Различают два вида сна: сон активный и сон пассивный. Активный сон обусловливается активным процессом торможения, возникающим первично в коре больших полушарий и ограничивающимся корой или отдельными ее частями или же распространяющимся на подкорку и нижележащие центры. Пассивный сон обусловливается ослаблением притока импульсов к коре с периферии или их блокированием. Биологическое значение сна очень велико, поскольку он представляет собой охранительное торможение.
Структурные и функциональные основы мозговой деятельности
Современные гипотезы, касающихся этиологии и патогенеза психических расстройств, механизма действия лечебных средств, напрямую связаны со структурными и функциональными основами функционирования нервной системы. При этом важное значение придается особенностям развития мозга, нейрохимическим аспектам деятельности синапсов и рецепторов.
Важнейшие функции мозга, связанные с восприятием, переработкой и проведением информации, в соответствии с которой осуществляется взаимодействие организма с внешней средой, обеспечиваются около 10 млрд нервных клеток, определенным образом организованных, образующих специализированные структуры, для которых характерна высокая оперативность, специфичность и пластичность.
Важнейшие функции мозга, связанные с восприятием, переработкой и проведением информации, в соответствии с которой осуществляется взаимодействие организма с внешней средой, обеспечиваются около 10 млрд нервных клеток, определенным образом организованных, образующих специализированные структуры, для которых характерна высокая оперативность, специфичность и пластичность.
Основными структурными элементами нервной системы являются нервные клетки и их отростки. Кроме этих основных элементов, составляющих паренхиму нервной системы, ее образуют и элементы глии, которая частично образуется, как и нервные клетки, из эктодермы (эктоглия), а частично из мезодермы (мезоглия).
Глиальные клетки включают астроглию, олигодендроглию, микроглию. Функции микроглии мало изучены. Астроглия способствует нормальному функционированию нервных клеток, принимает участие в воспалительных процессах и ликвидации их последствий. Олигодендроглие отводится важная роль в миелинизации нервных волокон, регуляции водного обмена.
Желудочковые поверхности головного мозга покрыты эпендимными клетками, которые содержат многочисленные микроворсинки и реснички. Клетки эпендимы принимают участие в процессах ликворообмена.
Сосудистое сплетение мозга представлено «гроздьями» ворсинок, состоящих из капилляров, покрытых эпителиальными клетками. Их основная функция связана с обменом веществ между кровью и цереброспинальной жидкостью.
Опорную ткань мозга представляют также сосуды и соединительная ткань мезодермального происхождения, располагающиеся в веществе головного и спинного мозга и в периферических нервах, формирующие оболочки, окружающие спинной и головной мозг и фиксирующие их в позвоночном канале и в черепной коробке, а также соединительнотканные периневральные и эндоневральные образования периферических нервов.
В процессе эволюции центральной нервной системы позвоночных ведущим моментом является завоевание первенства конечным, или большим, мозгом, у низших позвоночных имеющим незначительные размеры, а у высших, в частности у приматов и особенно у человека, далеко превышающим все остальные отделы центральной нервной системы вместе взятые. В самом же большом мозге имеет место все большее развитие коры органа условнорефлекторной деятельности по сравнению с центральными узлами или ближайшей подкоркой органом высшей безусловяорефлекторной, или инстинктивной, деятельности. Завоевание в процессе эволюции первенства большим мозгом, а в пределах большого мозга его корой тесно связывается с соответствующими изменениями и в остальных отделах центральной нервной системы.
Верхним слоем полушарий головного мозга является кора головного мозга, содержащая нервные клетки, пучки афферентных и эфферентных нервных волокон. Филогенетически выделяют новую кору (неокортекс), старую (архикортекс), и древнюю (палеокортекс).
Развитие борозд, извилин, слоев, мозговых ядер происходит в результате целого ряда процессов: специфической клеточной миграции, специфического роста нервных отростков, участия «маркеров места» мозговых структур и т. д.
Области коры больших полушарий развиваются в последовательности, соответствующей порядку дифференцирования и усовершенствования органов чувств, обогащения рецепторов и прогрессирующего усовершенствования форм движения.
Долгое время существовали лишь два основных структурных уровня изучения организации мозга: клеточный (характеризующийся цито и миелоархитектоникой) и макроанатомический.
Макроанатомический уровень выделяет ядра большие обособленные группы клеток и слои в экранно организованных отделах нервной системы, а также тракты, соединительные пучки волокон. Гистологическое строение коры хорошо изучено и характеризуется наличием горизонтальных слоев, содержащих нервные клетки различного строения, размеров, формы.
В мозге высшего позвоночного насчитывается около 260 мозговых ядер и 80 трактов. Расшифровка топического представительства в различных ядрах и слоях мозга точек тела (сомы), полей сетчатки, звуковых тонов, различных запахов, обнаружение упорядоченных проекций неизвестной природы явились крупнейшим достижением последних лет. По классификации К. Бродмана в коре головного мозга выделяют 11 областей и 52 поля, в зависимости от особенностей цитоархитектоники.
В последние годы был выделен еще один структурный уровень организации мозга уровень модулей. Модуль является функциональной единицей, строительным блоком, регулярно повторяющейся структурой, объединяющей от десяти до тысячи нейронов, выполняющих определенную функцию, и имеющей в мозге различные пространственные формы (J. Szentagothai и соавт., 1981, J. Eccles, 1981). В «модули» выделяются отдельные функциональные группы нейронов, объединяющие от десяти до тысячи клеток и имеющие в мозге различные пространственные формы. Таким образом, функционально целостный модуль характеризует система соединений.
В последние годы был выделен еще один структурный уровень организации мозга уровень модулей. Модуль является функциональной единицей, строительным блоком, регулярно повторяющейся структурой, объединяющей от десяти до тысячи нейронов, выполняющих определенную функцию, и имеющей в мозге различные пространственные формы (J. Szentagothai и соавт., 1981, J. Eccles, 1981). В «модули» выделяются отдельные функциональные группы нейронов, объединяющие от десяти до тысячи клеток и имеющие в мозге различные пространственные формы. Таким образом, функционально целостный модуль характеризует система соединений.
По мнению Rockel A. et al. (1980), если условно выделить в коре цилиндр диаметром 30 мкм, проходящий через все слои коры и включающий 110 нейронов, то примерно он будет соответствовать 1 модулю.
Модульный уровень организации мозга обеспечивается процессами образования разных типов нервных клеток, клеточной дифференциацией и установлением внутри модуля синаптических связей; дегенерацией функционально «избыточных» нейронов, уменьшением количества синапсов в последующем развитии.
По функциональным особенностям в коре головного мозга можно выделить три типа областей. Сенсорные зоны обеспечивают прием и анализ афферентных сигналов, идущих от специфических ядер таламуса. Моторные зоны связаны внутрикорковыми связями с сенсорными областями. Выделяют также ассоциативные зоны, не имеющие прямых афферентных или эфферентных связей с периферией, но связанные с сенсорными и моторными зонами.
Нервная клетка нейрон является основной структурной единицей нервной системы. Нервные клетки отличаются чрезвычайным разнообразием и по своей величине, и по своей форме, и по характеру своих отростков. Нейроны динамически поляризованы: одни их отростки, аксоны, являются эфферентами, т. е. проводят возбуждение только в направлении от клетки, другие, дендриты, представляют собой афференты, т. е. проводят возбуждение только в направлении к клетке. Каждый нейрон обладает только одним аксоном. Количество же дендритов весьма различно у различных типов нейронов.