Сравнение нервной системы человека и животных: ключевые аспекты

Строение и функции центральной нервной системы

Нервная система представляет собой сложную и высокоорганизованную структуру, которая объединяет двигательные функции, чувствительность и работу регулирующих систем, таких как иммунная и эндокринная.

В состав нервной системы входят центральная нервная система (ЦНС) и периферическая нервная система (ПНС). ЦНС взаимодействует с ПНС, обеспечивая связь со всеми органами организма, включая нервные волокна, которые отходят от позвонков. ПНС, в свою очередь, делится на вегетативную, соматическую и, по некоторым данным, сенсорную системы.

Врачи отмечают, что нервная система человека и животных имеет как сходства, так и различия, которые определяют поведение и адаптацию к окружающей среде. У человека нервная система более сложная и развита, что позволяет осуществлять высокие когнитивные функции, такие как речь, мышление и планирование. В то же время, у многих животных нервная система адаптирована к их специфическим условиям жизни. Например, у некоторых млекопитающих и птиц наблюдается высокая степень социального взаимодействия, что требует развитой нервной системы для коммуникации и совместной охоты. Врачи подчеркивают, что изучение этих различий помогает лучше понять эволюцию и функционирование нервной системы в целом, а также может способствовать разработке новых методов лечения неврологических заболеваний у людей и животных.

Эволюция нервной системы | Биология ЕГЭ

Структура центральной нервной системы у животных

Изучим ключевые органы, которые составляют центральную нервную систему как у животных, так и у человека.

Структуры ЦНС всех позвоночных животных включают взаимосвязанные головной и спинной мозг, которые выполняют следующие функции:

• Головной мозг отвечает за прием и обработку сигналов, поступающих от внешних источников, а также за передачу командных нервных импульсов к различным органам.
• Спинной мозг служит проводником для этих сигналов.

Эта функция осуществляется благодаря сложной нейронной структуре мозгового вещества. Нейрон представляет собой основную единицу ЦНС, являясь нервной клеткой с электрическим потенциалом, которая обрабатывает сигналы, передаваемые ионами.

Такое устройство ЦНС характерно для всех позвоночных. Нервная система более примитивных организмов (таких как полипы, медузы, черви, членистоногие и моллюски) имеет другие типы систем — диффузную, стволовую или ганглионарную (узловую).

Функции ЦНС

Основные функции центральной нервной системы (ЦНС) заключаются в рефлекторной деятельности.

Благодаря как простым, так и сложным рефлексам, ЦНС выполняет следующие задачи:

• контролирует все движения мышц опорно-двигательного аппарата;
• обеспечивает функционирование всех шести органов чувств (зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса и вестибулярного аппарата);
• регулирует работу желез внутренней секреции (таких как слюнные, поджелудочная, щитовидная и другие) через взаимодействие с вегетативной системой.

Сравнение нервной системы человека и животных вызывает множество обсуждений в научных и общественных кругах. Многие исследователи отмечают, что хотя у человека и животных есть общие черты, такие как наличие нейронов и синапсов, структура и функциональные особенности значительно различаются. Например, человеческий мозг обладает высокой степенью развития коры, отвечающей за сложные когнитивные функции, такие как речь и абстрактное мышление. В то же время, у некоторых животных, таких как дельфины и воробьи, наблюдаются уникальные адаптации, позволяющие им эффективно взаимодействовать с окружающей средой.

Некоторые люди считают, что изучение нервной системы животных может помочь в понимании человеческих заболеваний, таких как Альцгеймер или депрессия. Другие же подчеркивают этические аспекты, связанные с экспериментами на животных, и призывают к более гуманному подходу. В конечном итоге, сравнение нервных систем открывает новые горизонты для науки, позволяя глубже понять как эволюцию, так и разнообразие жизни на Земле.

Типы нервной системы животных. 7 класс.

Клеточное строение ЦНС

В центральной нервной системе присутствуют клетки как белого, так и серого вещества.

Серое вещество является основным элементом ЦНС. В его состав входят:

• тела нейронов;
• дендриты (короткие отростки нейронов);
• аксоны (длинные отростки, которые ведут от нейронов к иннервируемым органам);
• отростки астроцитов — делящихся клеток, которые играют важную роль в химических и биологических процессах в нервных клетках и межклеточном пространстве.

В белом веществе располагаются исключительно аксоны, покрытые миелиновой оболочкой, нейронов в этом веществе нет.

Строение головного мозга человека и животных

Давайте рассмотрим анатомические особенности мозга человека и позвоночных животных. Первое, что бросается в глаза, — это различие в размерах.

Объем головного мозга взрослого человека составляет около 1500 см³, в то время как у орангутанга он равен примерно 400 см³, несмотря на то, что орангутанг по размеру превосходит человека.

Также различаются размеры и форма отдельных участков мозга, а также их развитие у животных и людей.

Тем не менее, общая структура мозга у всех высших существ остается схожей. Анатомически мозг человека и животных имеет много общего.

Исключение составляют мозолистое тело, которое соединяет полушария: оно присутствует не у всех позвоночных, а только у млекопитающих.

Нервная система за 10 минут

Мозговые оболочки

Мозг защищен надежным каркасом — черепом, и окружен тремя оболочками:

Наружной твердой (надкостницей) и внутренними — паутинной и мягкой оболочками.

Между паутинной и мягкой оболочками располагается субарахноидальное пространство, заполненное серозной жидкостью. Мягкая сосудистая оболочка плотно прилегает к мозгу, проникая в его борозды и обеспечивая его питательными веществами.

Паутинная оболочка не соприкасается с бороздами, что приводит к образованию под ней полостей с ликвором (цистерн). Эти цистерны питают паутинную оболочку и соединяются с бороздами и ножками, а также с нижним четвертым желудочком. В центре мозга находятся четыре взаимосвязанные полости — желудочки. Их основная функция заключается в обеспечении правильного обмена спинномозговой жидкости и регулировании внутричерепного давления.

Отделы головного мозга

В головном мозге выделяют пять ключевых отделов:

• продолговатый мозг, задний мозг, средний мозг, промежуточный мозг и два больших полушария.

Продолговатый мозг

Спинной мозг продолжается и обладает аналогичными бороздами. Его верхняя граница проходит через варолиев мост. Структурно это белое вещество, в котором расположены отдельные ядра серого вещества, от которых начинаются 9-я — 12-я пары черепных нервов. Он отвечает за функционирование органов грудной полости и внутренних желез, включая процессы слюноотделения и слезотечения.

Задний мозг

Состоит из мозжечка и варолиева моста:

• Мозжечок располагается позади продолговатого мозга и моста, находясь в ямке внутри черепа. Он состоит из двух полушарий, соединенных червеобразной структурой, и трех пар ножек, которые соединяют его с мостом и стволом мозга.
• Варолиев мост имеет форму валика и расположен выше продолговатого мозга. Внутри него проходит борозда, по которой проходит позвоночная артерия.

Внутри мозжечка находится белое вещество, пронизанное разветвлениями серого, а снаружи располагается кора, состоящая из серого вещества.

Мост состоит из волокон белого вещества с значительным количеством серого вещества.

Функции мозжечка

Мозжечок обрабатывает всю информацию, поступающую из спинного мозга, как двигательного, так и сенсорного характера. На основе этой информации он координирует и корректирует движения, а также регулирует мышечный тонус.

У птиц мозжечок занимает наибольшую долю по сравнению с общими размерами мозга, что связано с их высокоразвитыми вестибулярными системами и способностью выполнять сложные трехмерные движения.

Основное отличие человеческого мозжечка от мозжечка животных заключается в наличии двух полушарий, что дает возможность участвовать в более сложных процессах высшей нервной деятельности, таких как мышление, запоминание и накопление опыта.

Средний мозг

Располагается перед варолиевым мостом. Состав:

• крыша, состоящая из четырех бугорков;
• срединная покрышка;
• Сильвиев водопровод, который соединяет третий и четвертый желудочки мозга;
• ножки, которые связывают продолговатый мозг и варолиев мост с передними полушариями мозга.

Структура:

• серое вещество образует стенки Сильвиева водопровода;
• в срединной покрышке располагаются красные ядра, ядра черепных нервов и черное вещество;
• ножки состоят из белого вещества;

Функции:

• Верхние два бугорка крыши участвуют в анализе сигналов, поступающих от нейронов в ответ на световые раздражители.
• Нижние два бугорка помогают ориентироваться на звуковые раздражители.

Промежуточный мозг (диэнцефалон)

Располагается над крышей среднего мозга, под мозолистым телом. Делится на две основные области: таламическую (включающую эпиталамус, таламус и субталамус) и гипоталамическую (состоящую из гипоталамуса и задней части гипофиза).

По своей структуре представляет собой белое вещество с элементами серого.

Основные функции:

• передача информации от зрительного нерва;
• регулирование работы вегетативной системы, желез внутренней секреции и внутренних органов.

Полушария мозга

Состав мозга включает в себя:

• полушария;
• кору головного мозга;
• обонятельный мозг;
• базальные ганглии (системы нервных волокон);
• боковые желудочки.

Каждое полушарие делится на четыре основные доли:

• лобную, теменную, затылочную и височную.

Полушария соединяет мозолистое тело, уникальное для млекопитающих, расположенное в продольной борозде между ними. Полушария разделены на участки с помощью борозд:

• латеральная (боковая) борозда, отделяющая теменную и лобную доли от височной, является самой глубокой;
• центральная Роландова борозда разделяет оба полушария по верхнему краю от теменной доли;
• теменно-затылочная борозда отделяет теменную и затылочную доли полушарий на средней поверхности.

Внутри полушарий находится серое вещество, покрытое белым, а сверху располагается серая кора головного мозга, содержащая около 15 миллиардов клеток, каждая из которых формирует до 10 000 новых клеточных связей. Кора занимает 44% от общего объема полушарий.

Основные процессы интеллектуальной деятельности, такие как абстрактное, логическое и ассоциативное мышление, происходят в больших полушариях, в первую очередь в коре. Полушария обрабатывают всю информацию, поступающую от зрительных, слуховых, обонятельных, осязательных и других нервов.

Считается, что мозолистое тело полушарий играет важную роль в интуитивном мышлении. Исследования показывают, что у женщин интуиция может быть более развита, поскольку мозолистое тело у них шире, чем у мужчин.

Спинной мозг ЦНС

Спинной мозг располагается в позвоночном канале и представляет собой белый «кабель» с двумя бороздками на передней и задней сторонах. Он простирается от первого шейного до первого-второго поясничного позвонка. Как и головной мозг, спинной мозг окружен тремя оболочками и состоит из внутреннего серого вещества, которое на срезе напоминает крылья бабочки, и наружного белого вещества.

Функции спинного мозга делятся на рефлекторные и проводниковые:

Рефлекторная функция обеспечивается благодаря:

• эфферентным (двигательным) и афферентным (чувствительным) клеткам серого вещества, расположенным в передних и задних рогах соответственно;
• спинномозжечковому пути, находящемуся в боковых рогах спинного мозга.

Проводниковая функция осуществляется благодаря трем проводящим путям, сформированным аксонами белого вещества:

• восходящему афферентному пути;
• нисходящему эфферентному пути;
• ассоциативному пути.

Зависит ли размер мозга от ума

Патологоанатомические исследования некоторых выдающихся личностей, покинувших этот мир, выявили, что у них был более крупный мозг. Тем не менее, научные данные опровергли прямую зависимость между объемом мозга и уровнем интеллекта. Люди с небольшими размерами мозга также достигали значительных успехов и демонстрировали высокий уровень умственных способностей: например, мозг французского писателя Анатоля Франса имел объем всего около 1000 см³. В то же время самый большой мозг, известный науке (почти 3000 см³), принадлежал человеку, страдавшему от идиотизма.

ЦНС одинакова, интеллект разный

Мы пришли к выводу, что центральная нервная система как у высокоразвитых животных, так и у людей устроена схожим образом и функционирует по аналогичным принципам. В ней присутствуют одинаковые отделы и элементы. У животных также имеются мозжечок, кора головного мозга и ассоциативные проводниковые пути. Тем не менее, человек остается самым умным существом на планете.

Множество исследователей полагают, что уникальность человеческого разума обусловлена модульной структурой коры полушарий и мозжечка, что позволяет формировать сложные пирамидные пути. Некоторые модули отвечают за возбуждение, в то время как другие — за торможение.

Кора мозга условно делится на сенсорные, моторные и ассоциативные зоны. В человеческом мозге ассоциативная зона, предположительно отвечающая за обработку информации, анализ и осмысленное поведение, занимает значительно больше места, чем у животных — она составляет три четверти всей коры.

Эмоциональность и способность человека действовать, несмотря на страх, объясняются работой цингулярной коры (поясной глубокой извилины, расположенной в центре головного мозга). Развитие и нормальное функционирование этой области также влияют на когнитивные способности человека: его гибкость, стремление к адаптации, сотрудничеству и умение жить в обществе.

Тем не менее, точного ответа на вопрос, почему человек мыслит иначе, чем самое умное животное, пока не существует. Наш Создатель и центральная нервная система все еще хранят множество тайн.

Вопрос-ответ

В чем разница между нервной системой человека и животных?

Нейроны человека обладают более сложной структурой, чем нейроны других животных. Например, нейронные отростки (дендриты) у человека имеют гораздо больше точек разветвления, ветвей и шипиков. Сложность структуры нервной системы, как на макро-, так и на микроуровне, обуславливает сложное поведение.

Чем отличается высшая нервная деятельность человека от животных?

Основное отличие высшей нервной деятельности человека от высшей нервной деятельности состоит в том, что человек обладает речью. У него выработались рефлексы, с помощью которых осуществляется эта функция: произнесение, написание, чтение.

У какого животного нет нервной системы?

Некоторые древние животные, которые не имели нервной системы: губки и водоросли. У них нервная система отсутствует или представлена лишь простыми нервными сетями, позволяющими реагировать на внешние раздражители.

У какого животного есть нервная система, но нет мозга?

Пошаговый ответ: У гидры анатомически одна из самых простых нервных систем, которая представляет собой нервную сеть, образованную нервными клетками, присутствующими в эпидермисе гидры, без каких-либо признаков мозга.

Советы

СОВЕТ №1

Изучайте анатомию и физиологию нервной системы различных животных, чтобы лучше понять, как эволюция повлияла на развитие нервных структур. Это поможет вам увидеть, какие адаптации существуют у разных видов в зависимости от их образа жизни.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на поведенческие реакции животных в ответ на внешние раздражители. Сравнение этих реакций с человеческими может дать вам представление о том, как нервная система управляет поведением и эмоциями.

СОВЕТ №3

Изучите примеры нейропластичности как у человека, так и у животных. Это поможет вам понять, как нервная система адаптируется к изменениям и травмам, а также какие механизмы восстановления существуют в разных видах.

СОВЕТ №4

Не забывайте о роли окружающей среды в формировании нервной системы. Исследуйте, как различные условия жизни влияют на развитие и функционирование нервной системы у животных и человека.