Центральная нервная система - Central nervous system
Центральная нервная система | |
---|---|
Схематическая диаграмма, показывающая центральную нервную систему желтым цветом, периферическую - оранжевым | |
Подробности | |
Лимфа | 224 |
Идентификаторы | |
латинский | Systema nervosum centrale pars centralis systematis nervosi[1] |
Акроним (ы) | ЦНС |
MeSH | D002490 |
TA98 | A14.1.00.001 |
TA2 | 5364 |
FMA | 55675 |
Анатомическая терминология |
В Центральная нервная система (ЦНС) является частью нервная система состоящий в основном из мозг и спинной мозг. ЦНС названа так потому, что она объединяет полученную информацию, координирует и влияет на деятельность всех частей тела человека. двусторонне симметричные животные - т.е. все многоклеточные животные, кроме губки и радиально-симметричные животные Такие как медуза - и он содержит большую часть нервной системы. ЦНС также включает сетчатка[2] и Зрительный нерв (черепно-мозговой нерв II),[3][4] так же хорошо как обонятельные нервы (черепной нерв I) и обонятельный эпителий[5] как части ЦНС, синапсирующие непосредственно с тканями мозга без промежуточных ганглии. Таким образом, обонятельный эпителий является единственной центральной нервной тканью, находящейся в прямом контакте с окружающей средой, которая открывается для терапевтический лечения.[5] ЦНС содержится в спинная полость тела, с мозг размещенный в полость черепа и спинной мозг в спинномозговой канал. У позвоночных мозг защищен череп, а спинной мозг защищен позвонки.[6] Головной и спинной мозг заключены в мозговые оболочки.[6] Внутри ЦНС межнейронное пространство заполнено большим количеством поддерживающих не нервных клеток, называемых нейроглией или глия от греческого «клей».[7]
Структура
ЦНС состоит из двух основных структур: мозг и спинной мозг. Мозг заключен в череп и защищен черепной коробкой.[8] Спинной мозг переходит в мозг и лежит каудально в мозг.[9] Он защищен позвонки.[8] Спинной мозг идет от основания черепа, продолжается через[8] или начиная ниже[10] то большое затылочное отверстие,[8] и заканчивается примерно на уровне первого или второго поясничный позвонок,[9][10] занимая верхние секции позвоночный канал.[4]
Белое и серое вещество
Микроскопически есть различия между нейронами и тканями ЦНС и периферическая нервная система (ПНС). [11] ЦНС состоит из белый и серое вещество.[9] Это также можно увидеть макроскопически на ткани мозга. Белое вещество состоит из аксоны и олигодендроциты, а серое вещество состоит из нейроны и немиелинизированные волокна. Обе ткани включают ряд глиальный клетки (хотя в белом веществе их больше), которые часто называют опорными клетками ЦНС. Различные формы глиальных клеток выполняют разные функции, некоторые из них действуют почти как каркас для нейробласты лазить во время нейрогенез Такие как бергманн глия, а другие, такие как микроглия являются специализированной формой макрофаг, участвующие в иммунная система мозга, а также очищение различных метаболиты от ткани мозга.[4] Астроциты может участвовать как в клиренсе метаболитов, так и в транспортировке топлива и различных полезных веществ к нейронам из капилляры мозга. При повреждении ЦНС астроциты разрастаются, вызывая глиоз, форма нейрональной рубцовой ткани, в которой отсутствуют функциональные нейроны.[4]
Мозг (головной мозг а также средний мозг и задний мозг ) состоит из кора, состоящий из тел нейронов, составляющих серое вещество, в то время как внутри есть больше белого вещества, которое формирует трактаты и комиссур. Помимо серого вещества коры есть еще подкорковое серое вещество составляя большое количество разных ядра.[9]
Спинной мозг
От спинного мозга и к нему расположены выступы периферической нервной системы в виде позвоночник нервы (иногда сегментарные нервы[8]). Нервы соединяют спинной мозг с кожей, суставами, мышцами и т. Д. И обеспечивают передачу эфферент мотор, а также афферентные сенсорные сигналы и стимулы.[9] Это позволяет выполнять произвольные и непроизвольные движения мышц, а также воспринимать органы чувств. Всего 31 спинномозговый нерв выступает из ствола головного мозга.[9] некоторые образующие сплетения по мере их разветвления, такие как плечевое сплетение, крестцовое сплетение и Т. Д.[8] Каждый спинномозговой нерв будет нести как сенсорные, так и моторные сигналы, но нервные синапсы в разных областях спинного мозга, от периферии до сенсорных ретрансляционных нейронов, которые передают информацию в ЦНС, или от ЦНС к моторным нейронам, которые передают информацию. из.[9]
Спинной мозг передает информацию в головной мозг через спинномозговые пути через «последний общий путь».[9] к таламус и в конечном итоге к коре головного мозга.
Схематическое изображение, показывающее расположение нескольких участков спинного мозга.
Рефлексы также могут возникать без задействования более одного нейрона ЦНС, как в приведенном ниже примере короткого рефлекса.
Черепные нервы
Помимо спинного мозга, существуют также периферические нервы ПНС, которые синапсируются через посредников или ганглии непосредственно на ЦНС. Эти 12 нервов находятся в области головы и шеи и называются черепные нервы. Черепные нервы передают информацию в ЦНС к лицу и от лица, а также к определенным мышцам (таким как трапециевидная мышца, который иннервируется добавочные нервы[8] а также некоторые шейные спинномозговые нервы ).[8]
Две пары черепных нервов; то обонятельные нервы и зрительные нервы[2] часто считаются структурами ЦНС. Это связано с тем, что они сначала синапсируются не в периферических ганглиях, а непосредственно в нейронах ЦНС. Обонятельный эпителий важен тем, что он состоит из ткани ЦНС, находящейся в прямом контакте с окружающей средой, что позволяет вводить некоторые фармацевтические препараты и лекарства.[5]
Мозг
Рострально спинного мозга лежит головной мозг.[9] Мозг составляет самую большую часть ЦНС. Когда говорят о нервной системе в целом, это часто является основной структурой. Мозг - это основная функциональная единица ЦНС. В то время как спинной мозг обладает определенной способностью к обработке, такой как способность спинномозговое движение и может обрабатывать рефлексы, мозг является основным процессором нервной системы.[12][13][нужна цитата ]
Мозговой ствол
Ствол мозга состоит из мозговое вещество, то мосты и средний мозг. Мозговое вещество можно назвать продолжением спинного мозга, которые имеют схожую организацию и функциональные свойства.[9] Здесь проходят пути, идущие от спинного мозга к головному.[9]
Регуляторные функции ядер мозгового вещества включают контроль артериальное давление и дыхание. Другие ядра участвуют в баланс, вкус, слушание, и контроль мышц лицо и шея.[9]
Следующая структура, ростральная по отношению к мозговому веществу, - это мост, лежащий на вентрально-передней стороне ствола мозга. Ядра в мосту включают: понтинные ядра которые работают с мозжечок и передавать информацию между мозжечком и кора головного мозга.[9]В заднем дорсальном мосту находятся ядра, которые участвуют в функциях дыхания, сна и вкуса.[9]
Средний мозг, или мезэнцефалон, расположен выше и рострально по отношению к мосту. Он включает ядра, соединяющие различные части двигательной системы, включая мозжечок, базальный ганглий и оба полушария головного мозга, среди прочего. Кроме того, в среднем мозге расположены части зрительной и слуховой систем, включая управление автоматическими движениями глаз.[9]
Ствол мозга в целом обеспечивает вход и выход в мозг для ряда путей моторного и вегетативного контроля лица и шеи через черепные нервы.[9] Вегетативный контроль над органами осуществляется через десятый черепно-мозговой нерв.[4] Большая часть ствола мозга участвует в таком автономном управлении телом. Такие функции могут включать сердце, кровеносный сосуд, и зрачки, среди прочего.[9]
Ствол мозга также содержит ретикулярная формация, группа ядер, участвующих в обоих возбуждение и бдительность.[9]
Мозжечок
Мозжечок лежит за мостом. Мозжечок состоит из нескольких разделяющих щелей и долей. В его функцию входит контроль позы и координация движений частей тела, включая глаза и голову, а также конечностей. Кроме того, он участвует в движении, которое было изучено и усовершенствовано на практике, и он будет адаптироваться к новым выученным движениям.[9]Несмотря на свою предыдущую классификацию как двигательную структуру, мозжечок также отображает связи с областями коры головного мозга, участвующими в речи и речи. познание. Эти связи были продемонстрированы с помощью медицинская визуализация методы, такие как функциональная МРТ и Позитронно-эмиссионная томография.[9]
Тело мозжечка содержит больше нейронов, чем любая другая структура мозга, включая более крупную. головной мозг, но также более широко изучен, чем другие структуры мозга, поскольку включает меньше типов различных нейронов.[9] Он обрабатывает и обрабатывает сенсорные стимулы, моторную информацию, а также информацию о балансе от вестибулярный орган.[9]
Промежуточный мозг
Следует отметить две структуры промежуточного мозга - таламус и гипоталамус. Таламус действует как связующее звено между входящими путями от периферической нервной системы, а также зрительным нервом (хотя он не получает входной сигнал от обонятельного нерва) с полушариями головного мозга. Раньше она считалась только «ретрансляционной станцией», но занимается сортировкой информации, которая достигнет полушарий головного мозга (неокортекс ).[9]
Помимо своей функции сортировки информации с периферии, таламус также соединяет мозжечок и базальные ганглии с головным мозгом. Как и в вышеупомянутой ретикулярной системе, таламус участвует в бодрствовании и сознании, как будто SCN.[9]
Гипоталамус выполняет функции ряда примитивных эмоций или чувств, таких как голод, жажда и материнская связь. Частично это регулируется контролем секреции гормоны от гипофиз. Кроме того, гипоталамус играет роль в мотивация и многие другие типы поведения человека.[9]
Головной мозг
Головной мозг полушарий головного мозга составляет самую большую визуальную часть человеческого мозга. Различные структуры объединяются, чтобы сформировать полушария головного мозга, в том числе: кору, базальные ганглии, миндалину и гиппокамп. Полушария вместе контролируют большую часть функций человеческого мозга, таких как эмоции, память, восприятие и двигательные функции. Помимо этого, полушария головного мозга отвечают за когнитивные способности мозга.[9]
Соединяет каждое из полушарий мозолистое тело а также несколько дополнительных комиссур.[9]Одной из наиболее важных частей полушарий головного мозга является кора, состоящая из серого вещества, покрывающего поверхность мозга. Функционально кора головного мозга участвует в планировании и выполнении повседневных задач.[9]
Гиппокамп участвует в хранении воспоминаний, миндалина играет роль в восприятии и передаче эмоций, а базальные ганглии играют важную роль в координации произвольных движений.[9]
Отличие от периферической нервной системы
Это отличает ЦНС от ПНС, которая состоит из нейронов, аксонов и Шванновские клетки. Олигодендроциты и шванновские клетки имеют сходные функции в ЦНС и ПНС соответственно. Оба действуют, чтобы добавить миелин оболочки к аксонам, которая действует как форма изоляции, позволяющая лучше и быстрее распространять электрические сигналы по нервам. Аксоны в ЦНС часто очень короткие, всего несколько миллиметров, и не нуждаются в такой же степени изоляции, как периферические нервы. Некоторые периферические нервы могут быть более 1 метра в длину, например, нервы до большого пальца ноги. Чтобы сигналы двигались с достаточной скоростью, необходима миелинизация.
Способ, которым клетки Шванна и олигодендроциты миелинизируют нервы, различаются. Клетка Шванна обычно миелинизирует единственный аксон, полностью его окружая. Иногда они могут миелинизировать многие аксоны, особенно в областях коротких аксонов.[8] Олигодендроциты обычно миелинизируют несколько аксонов. Они делают это, рассылая тонкие проекции своих клеточная мембрана, которые охватывают аксон.
Разработка
Во время раннего развития эмбриона позвоночных продольный канавка на нервная пластинка постепенно углубляется, и гребни по обе стороны от канавки ( нервные складки ) становятся приподнятыми и в конечном итоге встречаются, превращая канавку в закрытую трубку, называемую нервная трубка.[14] Формирование нервной трубки называется нейруляция. На этом этапе стенки нервной трубки содержат разрастающиеся нервные стволовые клетки в регионе, называемом желудочковая зона. Нервные стволовые клетки, в основном радиальные глиальные клетки, умножить и сгенерировать нейроны через процесс нейрогенез, образующий зачаток ЦНС.[15]
В нервная трубка рождает оба мозг и спинной мозг. Передняя (или «ростральная») часть нервной трубки изначально разделяется на три головных мозга. пузырьки (карманы): передний мозг впереди средний мозг, а между средним и спинным мозгом ромбовидный мозг. (К шести неделям у человеческого эмбриона) передний мозг делится дальше на конечный мозг и промежуточный мозг; и ромбовидный мозг делится на мозговой мозг и продолговатый мозг. Спинной мозг происходит от задней или «каудальной» части нервной трубки.
По мере роста позвоночного эти пузырьки еще больше дифференцируются. Конечный мозг различается, среди прочего, на полосатое тело, то гиппокамп и неокортекс, а его полость становится первый и второй желудочки. Разработки промежуточного мозга включают субталамус, гипоталамус, таламус и эпиталамус, а его полость образует третий желудочек. В тектум, претектум, ножка головного мозга и другие структуры развиваются из среднего мозга, а его полость перерастает в мезэнцефалический проток (церебральный акведук). Передний мозг становится, среди прочего, мосты и мозжечок, продолговатый мозг образует продолговатый мозг, а их полости развиваются в четвертый желудочек.[9]
Диаграмма, изображающая основные подразделения мозга эмбриональных позвоночных, формирующиеся позже передний мозг, средний мозг и задний мозг.
Развитие нервной трубки
Эволюция
Планария
Планарии, члены филума Платигельминты (плоские черви), имеют простейшее и четко очерченное разделение нервной системы на ЦНС и ПНС.[16][17]Их примитивный мозг, состоящий из двух сросшихся передних ганглиев и продольных нервных тяжей, формирует ЦНС; боковые выступающие нервы образуют ПНС. Молекулярное исследование показало, что более 95% из 116 генов, задействованных в нервной системе планарий, включая гены, связанные с ЦНС, также существуют у людей.[18] Как и у планарий, у позвоночных есть отдельные ЦНС и ПНС, хотя и более сложные, чем у планарий.
Членистоногие
В членистоногие, то брюшной нервный тяж, то подэзофагеальные ганглии и надэзофагеальные ганглии обычно рассматриваются как составляющие ЦНС. Членистоногие, в отличие от позвоночных, обладают тормозным двигательные нейроны из-за их небольшого размера. [19]
Хордовые
ЦНС хордовые отличается от других животных тем, что располагается на дорсальной части тела, над кишечником и нотохорда /позвоночник.[20] Основной паттерн ЦНС очень консервативен у разных видов позвоночные и в процессе эволюции. Основная тенденция, которую можно наблюдать, - это прогрессивная телэнцефализация: конечный мозг рептилий - это лишь приложение к большому обонятельная луковица, а у млекопитающих он составляет большую часть объема ЦНС. В человеческом мозгу конечный мозг покрывает большую часть промежуточный мозг и средний мозг. Действительно, аллометрический изучение размера мозга у разных видов показывает поразительную преемственность от крыс до китов и позволяет нам дополнить знания об эволюции ЦНС, полученные с помощью черепные эндокасты.
Млекопитающие
Млекопитающие - которые появляются в летописи окаменелостей после первых рыб, земноводных и рептилий - единственные позвоночные, которые обладают эволюционно недавней, самой удаленной частью кора головного мозга известный как неокортекс.[21]Неокортекс монотремы (утконосый утконос и несколько видов колючие муравьеды ) и из сумчатые (Такие как кенгуру, коалы, опоссумы, вомбаты, и Тасманские дьяволы ) без извилин - извилины и борозды - обнаруживается в неокортексе большинства плацентарные млекопитающие (евтерийцы ).[22]У плацентарных млекопитающих размер и сложность неокортекса со временем увеличивались. Площадь неокортекса мышей составляет лишь около 1/100 площади у обезьян, а у обезьян - только около 1/10 площади человека.[21] Кроме того, у крыс нет извилин в неокортексе (возможно, также потому, что крысы - мелкие млекопитающие), тогда как у кошек извилины умеренная, а у людей извилины довольно обширны.[21] Крайняя извилистость неокортекса обнаруживается в дельфины, возможно, связанные с их сложным эхолокация.
Клиническое значение
Болезни
Есть много заболеваний и состояний ЦНС, в том числе: инфекции Такие как энцефалит и полиомиелит, раннее начало неврологические расстройства включая СДВГ и аутизм, с поздним началом нейродегенеративные заболевания Такие как Болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, и эссенциальный тремор, аутоиммунный и воспалительные заболевания, такие как рассеянный склероз и острый диссеминированный энцефаломиелит, генетические нарушения, такие как Болезнь Краббе и болезнь Хантингтона, а также боковой амиотрофический склероз и адренолейкодистрофия. Наконец, рак центральной нервной системы может вызвать тяжелое заболевание и, если злокачественный, могут иметь очень высокий уровень смертности. Симптомы зависят от размера, скорости роста, местоположения и злокачественности опухолей и могут включать нарушения моторного контроля, потерю слуха, головные боли и изменения когнитивных способностей и вегетативного функционирования.
Специальность профессиональные организации рекомендуют проводить неврологическую визуализацию мозга только для ответа на конкретный клинический вопрос, а не в качестве обычного скрининга.[23]
Рекомендации
- ^ Медицинский словарь Farlex Partner, Farlex 2012.
- ^ а б Purves, Дейл (2000). Неврология, второе издание. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. ISBN 9780878937424. В архиве из оригинала 11 марта 2014 г.
- ^ «Медицинские предметные рубрики (MeSH): Зрительный нерв». Национальная медицинская библиотека. В архиве из оригинала 2 октября 2013 г.. Получено 28 сентября 2013.
- ^ а б c d е Эстомих Мтуи, М.Дж. Турлаф Фицджеральд, Грегори Грюнер (2012). Клиническая нейроанатомия и нейробиология (6-е изд.). Эдинбург: Сондерс. п. 38. ISBN 978-0-7020-3738-2.
- ^ а б c Гизурарсон С (2012). «Анатомические и гистологические ] = факторы, влияющие на интраназальную доставку лекарств и вакцины». Текущая доставка лекарств. 9 (6): 566–582. Дои:10.2174/156720112803529828. ЧВК 3480721. PMID 22788696.
- ^ а б Матон, Антея; Жан Хопкинс; Чарльз Уильям Маклафлин; Сьюзан Джонсон; Марианна Куон Уорнер; Дэвид ЛаХарт; Джилл Д. Райт (1993). Биология человека и здоровье. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси, США: Прентис Холл. стр.132–144. ISBN 0-13-981176-1.
- ^ Kettenmann, H .; Faissner, A .; Троттер, Дж. (1996). «Взаимодействие нейронов и глии в гомеостазе и дегенерации». Комплексная физиология человека. С. 533–543. Дои:10.1007/978-3-642-60946-6_27. ISBN 978-3-642-64619-5.
- ^ а б c d е ж грамм час я Артур Ф. Далли, Кейт Л. Мур, Энн М.Р. Агур (2010). Клинически ориентированная анатомия (6-е изд., [Международное изд.]. Ред.). Филадельфия [и др.]: Lippincott Williams & Wilkins, Wolters Kluwer. С. 48–55, 464, 700, 822, 824, 1075. ISBN 978-1-60547-652-0.
- ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс y z аа ab ac объявление Кандел Э. Р., Шварц Дж. Х. (2012). Принципы нейронауки (5. изд.). Эпплтон и Ланге: Макгроу Хилл. С. 338–343. ISBN 978-0-07-139011-8.
- ^ а б Huijzen, R. Nieuwenhuys, J. Voogd, C. van (2007). Центральная нервная система человека (4-е изд.). Берлин: Springer. п. 3. ISBN 978-3-540-34686-9.
- ^ Миллер А.Д., Захари Дж.Ф. (10 мая 2020 г.). «Нервная система1». Нервная система. Патологические основы ветеринарных заболеваний. С. 805–907. e1. Дои:10.1016 / B978-0-323-35775-3.00014-X. ISBN 9780323357753. ЧВК 7158194.
- ^ Тау Л., Редди В., Сингх П. (январь 2020 г.). «Анатомия, центральная нервная система». StatPearls. PMID 31194336. Получено 13 мая 2020. Цитировать журнал требует
| журнал =
(помощь) - ^ «Головной и спинной мозг - Канадское онкологическое общество». www.cancer.ca. Получено 19 марта 2019.
- ^ Гилберт, Скотт Ф .; Колледж, Суортмор; Хельсинкский университет (2014 г.). Биология развития (Десятое изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer. ISBN 978-0878939787.
- ^ Ракич, П. (октябрь 2009 г.). «Эволюция неокортекса: взгляд из биологии развития». Обзоры природы. Неврология. 10 (10): 724–35. Дои:10.1038 / nrn2719. ЧВК 2913577. PMID 19763105.
- ^ Hickman, Jr., Cleveland P .; Ларри С. Робертс; Сьюзен Л. Кин; Аллан Ларсон; Хелен Л'Ансон; Дэвид Дж. Эйзенхур (2008). Комплексные принципы зоологии: четырнадцатое издание. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Высшее образование Макгроу-Хилл. п. 733. ISBN 978-0-07-297004-3.
- ^ Кэмпбелл, Нил А .; Джейн Б. Рис; Лиза А. Урри; Майкл Л. Кейн; Стивен А. Вассерман; Петр В. Минорский; Роберт Б. Джексон (2008). Биология: восьмое издание. Сан-Франциско, Калифорния, США: Пирсон / Бенджамин Каммингс. п. 1065. ISBN 978-0-8053-6844-4.
- ^ Минета К., Накадзава М., Себрия Ф, Икео К., Агата К., Годжобори Т. (2003). «Происхождение и эволюционный процесс ЦНС выяснены сравнительным анализом геномики планарий EST». PNAS. 100 (13): 7666–7671. Bibcode:2003ПНАС..100.7666М. Дои:10.1073 / pnas.1332513100. ЧВК 164645. PMID 12802012.
- ^ Вольф, Харальд (2 февраля 2014 г.). «Тормозящие мотонейроны в моторном управлении членистоногих: организация, функция, эволюция». Журнал сравнительной физиологии А. Springer. 200 (8): 693–710. Дои:10.1007 / s00359-014-0922-2. ISSN 1432-1351. ЧВК 4108845. PMID 24965579. Получено 28 августа 2020.
- ^ Ромер, А. (1949): Тело позвоночного. W.B. Сондерс, Филадельфия. (2-е изд. 1955; 3-е изд. 1962; 4-е изд. 1970)
- ^ а б c Медведь, Марк Ф .; Барри В. Коннорс; Майкл А. Парадизо (2007). Неврология: исследование мозга: третье издание. Филадельфия, Пенсильвания, США: Lippincott Williams & Wilkins. С. 196–199. ISBN 978-0-7817-6003-4.
- ^ Кент, Джордж С .; Роберт К. Карр (2001). Сравнительная анатомия позвоночных: девятое издание. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Высшее образование Макгроу-Хилл. п. 409. ISBN 0-07-303869-5.
- ^ Американский колледж радиологии; Американское общество нейрорадиологов (2010). «Практическое руководство ACR-ASNR по выполнению компьютерной томографии (КТ) головного мозга». Агентство медицинских исследований и качества. Рестон, штат Вирджиния, США: Американский колледж радиологии. Архивировано из оригинал 15 сентября 2012 г.. Получено 9 сентября 2012.
внешняя ссылка
- Обзор центральной нервной системы, Неврология онлайн (Электронный учебник неврологии)
- Цитоархитектурные атласы мозга приматов высокого разрешения
- Объяснение нервной системы человека.
- В Кафедра неврологии в Викиверситет
- Гистология центральной нервной системы