2. Центральная нервная система: спинной и головной мозг
Головной и спинной мозг образуют центральный процессор нервной системы, который с помощью чувствительных волокон получает информацию от органов чувств и рецепторов, фильтрует и анализирует ее, а затем по двигательным волокнам посылает команды, вызывающие соответствующую реакцию в мышцах и железах. Такая задача по анализу или обработке данных может быть относительно пропой для определенных функций спинного мозга, но головной мозг, как правило, выполняет очень сложный анализ, в котором участвуют тысячи различных нейронов.
Сам спинной мозг - это почти цилиндрический столб нервных тканей длиной около 40 см, расположенный внутри позвоночника человека между головным мозгом и нижним отделом спины. Он выполняет две важнейшие функции. Во-первых, он играет роль двустороннего проводящего пути между головным мозгом и ПНС. Это достигается с помощью сенсорных и моторных нейронов, их длинные пучки волокон отходят от разных участков головного мозга. Они тянутся на различные расстояния вдоль спинного мозга, а их окончания, наиболее удаленные от головного мозга, соприкасаются с волокнами или телами клеток сенсорных или моторных нейронов ПНС. Сигналы могут передаваться через промежутки - синапсы - между периферическими и спинномозговыми нейронами. Вторая функция спинного мозга связана с управлением простыми рефлекторными действиями. Эту задачу выполняют нейроны, чьи волокна тянутся на короткие расстояния вверх и вниз по спинному мозгу, а также промежуточные нейроны, передающие сигналы непосредственно между сенсорными и моторными нейронами.
Если, например, вы случайно коснулись рукой горячей плиты, болевые рецепторы кожи посылают сигналы по чувствительным волокнам и спинной мозг, Часть этих сигналов немедленно передается нейронами моторным нейронам, управляющим мышцами руки и кисти, и вы быстро, «автоматически» отдергиваете руку. Другие сигналы проходят вверх по спинному мозгу и передаются промежуточными нейронами моторным нейронам, управляющим мышцами шеи. В результате голова автоматически поворачивается в направлении источника боли. Далее сигналы поступают в головной мозг и вызывают осознанное ощущение жара и боли.
Мозг состоит из трех основных частей. Его ствол является продолжением спинного мозга и служит опорой большого мозгового свода - головного мозга, ответственного за большую часть сознательного мышления. Ниже располагается мозжечок. Хотя многие сенсорные и моторные нейроны, соответственно, оканчиваются и начинаются в головном мозге, большинство мозговых нейронов являются промежуточными, в чью задачу входит фильтрация, анализ и хранение информации.
Одной из важнейших функций головного мозга является запоминание информации, полученной от органов чувств. Впоследствии эту информацию можно вызвать и использовать при принятии решений. Например, запоминается болевое ощущение при касании горячей плиты, и позднее память будет влиять на решение, стоит ли касаться других плит.
За большинство осознанных действий отвечает верхняя часть, или кора головного мозга. Одни ее доли участвуют в восприятии информации, другие отвечают за речь и язык, а остальные служат началом двигательным проводящим путям и управляют движениями.
Между этими моторно-сенсорными и речевыми участками коры головного мозга находятся ассоциированные участки, состоящие из миллионов взаимосвязанных нейронов. Они связаны с рассуждениями, эмоциями и принятием решений. Мозжечок крепится к мозговому стволу сразу же под головным мозгом и в основном отвечает за двигательную деятельность. Он посылает сигналы, которые вызывают непроизвольные движения в мышцах, позволяющие сохранять позу и равновесие, и вместе с Двигательными участками головного мозга обеспечивает координацию телодвижений.
Сам ствол мозга состоит из ряда различных структур, выполняющих разные задачи, и важнейшими среди них являются "центры", контролирующие работу легких, сердца и кровеносных сосудов. Здесь же контролируются такие функции как моргание и рвота. Другие структуры играют роль ретрансляционных станций, передавая сигналы от спинного мозга или черепно-мозговых нервов.
Несмотря на то, что гипоталамус является одним из самых малых элементов ствола головного мозга, он контролирует химический, гормональный и температурный баланс организма.