Орталық жүйке жүйесі: ми мен жұлынның құрылысы, қалай жұмыс істейтіні, және омыртқалы жануарлардағы ерекшеліктері. Неврология, анатомия туралы мағлұмат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ми және жұлын
Brain and spinal cord
Орталық жүйке жүйесі (ОЖЖ) – ми мен жұлын, торлы қабық және көру жүйкесі, иіс сезу жүйкесі мен эпителийден тұратын жүйке жүйесінің бөлігі. ОЖЖ осылай аталуының себебі – ми алынған ақпаратты біріктіріп, екі жақты симметриялы және үш қабатты жануарлардың барлық дене бөліктерінің қызметін үйлестіріп, оларға әсер етеді, яғни губкалар мен екі қабатты жануарлардан басқа барлық көпжасушалы жануарлар. Бұл – дененің бас (мұрын) және құйрық бағытында орналасқан жүйке тінінен құралған құрылым, ал басында үлкен бөлім болуы мүмкін, ол – ми. Шынайы ми тек бунақденелілер, головоноги моллюскалар және омыртқалы жануарларда ғана бар, бірақ онихофораларда, гастроподтарда және ланцеттерде оның алдынан құрылымдар кездеседі. Осы мақалада тек омыртқалы жануарлардың орталық жүйке жүйесі қарастырылады, ол басқа жануарлардан түбірлі ерекшеленеді.
The central nervous system (CNS) is the part of the nervous system consisting of the brain and spinal cord, the retina and optic nerve, and the olfactory nerve and epithelia. The CNS is so named because the brain integrates the received information and coordinates and influences the activity of all parts of the bodies of bilaterally symmetric and triploblastic animals—that is, all multicellular animals except sponges and diploblasts. It is a structure composed of nervous tissue positioned along the rostral (nose end) to caudal (tail end) axis of the body and may have an enlarged section at the rostral end which is a brain. Only arthropods, cephalopods and vertebrates have a true brain, though precursor structures exist in onychophorans, gastropods and lancelets. The rest of this article exclusively discusses the vertebrate central nervous system, which is radically distinct from all other animals.
Шолу
Омыртқалы жануарларда ми мен жұлын екеуі де ми қабықшаларының ішінде орналасқан. Ми қабықшалары қанда еріген химиялық заттарға тосқауыл қойып, миды тағамда жиі кездесетін нейротоксиндерден қорғайды. Ми қабықшаларының ішінде ми мен жұлын ми-жұлын сұйықтығымен шайылады, ол барлық екі жақты симметриялы жануарлардың жасушаларынан тыс таралған дене сұйықтығын алмастырады. Омыртқалы жануарларда ОЖЖ (орталық жүйке жүйесі) дене қуысының дорсальды бөлігінде орналасады, ал ми бас сүйегінің ішіндегі бас сүйек қуысында орналасқан. Жұлын омыртқалардың омыртқа арнасында орналасқан. Омыртқалы жануарларда ОЖЖ-ға торлы қабықша мен көру жүйкесі (II бас сүйек жүйкесі) де кіреді. ОЖЖ-ның құрамы ретінде олар аралық ганглияларсыз тікелей ми нейрондарымен байланысады. Иіс сезу эпителийі – ми қабықшаларынан тыс, тікелей қоршаған ортамен байланысатын жалғыз орталық жүйке тіні, бұл ми қабықшаларының кедергісін бұзуға келмейтін терапиялық заттарға арналған жол ашады. Омыртқа арнасының жоғарғы бөліктерін алып жатыр.
In vertebrates, the brain and spinal cord are both enclosed in the meninges. The meninges provide a barrier to chemicals dissolved in the blood, protecting the brain from most neurotoxins commonly found in food. Within the meninges the brain and spinal cord are bathed in cerebral spinal fluid which replaces the body fluid found outside the cells of all bilateral animals. In vertebrates, the CNS is contained within the dorsal body cavity, while the brain is housed in the cranial cavity within the skull. The spinal cord is housed in the spinal canal within the vertebrae. In vertebrates, the CNS also includes the retina and the optic nerve (cranial nerve II), As parts of the CNS, they connect directly to brain neurons without intermediate ganglia. The olfactory epithelium is the only central nervous tissue outside the meninges in direct contact with the environment, which opens up a pathway for therapeutic agents which cannot otherwise cross the meninges barrier. occupying the upper sections of the vertebral canal.
Ақ және сұр зат
Микроскопиялық деңгейде орталық нерв жүйесі (ОНЖ) мен шеткі нерв жүйесінің (ШНЖ) нейрондары мен тіндері арасында айырмашылықтар бар. ОНЖ ақ және сұр заттан құралған.
Microscopically, there are differences between the neurons and tissue of the CNS and the peripheral nervous system (PNS). The CNS is composed of white and gray matter.
Ми дің тұқымы
Ми сабасынан мидың жоғарғы бөлігі, мидың көпіршігі және ортаңғы ми құралады. Медулланы жұлынның жалғасы ретінде қарастыруға болады, олардың екеуі де ұқсас құрылымдық және функционалдық қасиеттерге ие. Олигодендроциттер көбінесе бірнеше аксондарды миелиндейді. Олар мұны жасушалық мембранасының жіңішке өскіндерін жіберіп, аксонды орап, жауып тұру арқылы іске асырады.
The brainstem consists of the medulla, the pons and the midbrain. The medulla can be referred to as an extension of the spinal cord, which both have similar organization and functional properties. Oligodendrocytes usually myelinate several axons. They do this by sending out thin projections of their cell membrane, which envelop and enclose the axon.
Даму
Омыртқалылардың эмбрионының ерте даму кезінде жүйке тақтасындағы бойлық ойыс біртіндеп тереңдейді, ал ойыстың екі жағындағы қырлар (жүйке бүктемелері) көтеріліп, ақырында кездесіп, ойысты жабық түтікке – жүйке түтігіне айналдырады. Жүйке түтігінің қалыптасуы нейруляция деп аталады. Осы кезеңде жүйке түтігінің қабырғаларында тез көбейетін жүйкелік бастама жасушалары орналасқан. Жүйкелік бастама жасушалары, негізінен радиалды глиальды жасушалар, нейрогенез процесі арқылы көбейіп, нейрондарды жасайды, бұл орталық нерв жүйесінің бастамасын құрайды. Жүйке түтігінен ми мен жұлын пайда болады. Жүйке түтігінің алдыңғы (немесе “ростральді”) бөлігі бастапқыда үш ми көпіршігіне (қалталарға) бөлінеді: алдыңғы жақтағы просенцефалон, мезенцефалон және мезенцефалон мен жұлын арасындағы ромбенцефалон. (Адам эмбрионында алты аптада) просенцефалон одан әрі теленцефалонға және диэнцефалонға бөлінеді; ал ромбенцефалон метенцефалонға және миеленцефалонға бөлінеді. Жұлын жүйке түтігінің артқы немесе “каудальді” бөлігінен пайда болады. Омыртқалы жануар өскен сайын бұл көпіршіктер одан әрі дифференциалданады. Теленцефалон, басқа нәрселермен қатар, стриатумға, гиппокампқа және неокортекске дифференциалданады, ал оның қуысы бірінші және екінші қарыншаларға айналады. Диэнцефалонның құрамына субталамус, гипоталамус, таламус және эпиталамус кіреді, ал оның қуысы үшінші қарыншаны құрайды. Тектум, претектум, ми сабағы және басқа құрылымдар мезенцефалоннан дамиды, ал оның қуысы мезенцефальдық каналға (ми су құбырына) өседі. Метеценцефалон, басқа нәрселермен қатар, көпірше мен мишаға айналады, миеленцефалон ұзыншақ миды құрайды, ал олардың қуыстары төртінші қарыншаға айналады. Олардың бастапқы миы, екі біріккен алдыңғы ганглиядан және бойлық жүйке талшықтарынан тұрады, бұл орталық нерв жүйесін құрайды. Омыртқалы жануарлар сияқты, олардың да ерекше ОЖЖ және ШЖЖ жүйесі бар. ОЖЖ-дан жанына қарай проекцияланатын жүйкелер ШЖЖ-ны құрайды. Молекулалық зерттеулер планарлардың нерв жүйесіне қатысты 116 геннің 95%-дан астамы, соның ішінде орталық нерв жүйесіне қатысты гендер, адамда да бар екенін көрсетті.
During early development of the vertebrate embryo, a longitudinal groove on the neural plate gradually deepens and the ridges on either side of the groove (the neural folds) become elevated, and ultimately meet, transforming the groove into a closed tube called the neural tube. The formation of the neural tube is called neurulation. At this stage, the walls of the neural tube contain proliferating neural stem cells in a region called the ventricular zone. The neural stem cells, principally radial glial cells, multiply and generate neurons through the process of neurogenesis, forming the rudiment of the CNS. The neural tube gives rise to both brain and spinal cord. The anterior (or 'rostral') portion of the neural tube initially differentiates into three brain vesicles (pockets): the prosencephalon at the front, the mesencephalon, and, between the mesencephalon and the spinal cord, the rhombencephalon. (By six weeks in the human embryo) the prosencephalon then divides further into the telencephalon and diencephalon; and the rhombencephalon divides into the metencephalon and myelencephalon. The spinal cord is derived from the posterior or 'caudal' portion of the neural tube. As a vertebrate grows, these vesicles differentiate further still. The telencephalon differentiates into, among other things, the striatum, the hippocampus and the neocortex, and its cavity becomes the first and second ventricles. Diencephalon elaborations include the subthalamus, hypothalamus, thalamus and epithalamus, and its cavity forms the third ventricle. The tectum, pretectum, cerebral peduncle and other structures develop out of the mesencephalon, and its cavity grows into the mesencephalic duct (cerebral aqueduct). The metencephalon becomes, among other things, the pons and the cerebellum, the myelencephalon forms the medulla oblongata, and their cavities develop into the fourth ventricle. Their primitive brains, consisting of two fused anterior ganglia, and longitudinal nerve cords form the CNS. Like vertebrates, have a distinct CNS and PNS. The nerves projecting laterally from the CNS form their PNS. A molecular study found that more than 95% of the 116 genes involved in the nervous system of planarians, which includes genes related to the CNS, also exist in humans.
Артроподалар
Бунақденелілерде құрсақ жүйке бағанасы, өңеш асты ганглиялары және өңеш үсті ганглиялары әдетте ОЖЖ құрамында болады. Бунақденелілер, омыртқалылар сияқты емес, кішкентай өлшемдеріне байланысты тежегіш моторлық нейрондарға ие.
In arthropods, the ventral nerve cord, the subesophageal ganglia and the supraesophageal ganglia are usually seen as making up the CNS. Arthropoda, unlike vertebrates, have inhibitory motor neurons due to their small size.
Хордаттар
Қылқанды жануарлардың орталық нерв жүйесі (ОНЖ) басқа жануарлардан денеде арқалық орналасуымен ерекшеленеді – ішек пен нотокорд/омыртқаның үстінде. ОНЖ-ның негізгі құрылымы омыртқалы жануарлардың әртүрлі түрлерінде және эволюция барысында сақталған. Көрінетін басты тенденция – прогрессивті телеэнцефализация: рептилиялардың телеэнцефалоны үлкен иіс сезу шаршысының ғана қосымшасы, ал сүтқоректілерде ОНЖ көлемінің басым бөлігін құрайды. Адам миында телеэнцефалон диэнцефалонның көп бөлігін және мезенцефалонның барлығын жабады. Дейін, түрлі түрлердің ми өлшемінің аллометриялық зерттеулері егеуқырлардан киттерге дейін керемет үзіліссіздікті көрсетеді және ОНЖ эволюциясы туралы білімді, бас сүйегінің эндокасттары арқылы алынған деректермен толықтыруға мүмкіндік береді.
The CNS of chordates differs from that of other animals in being placed dorsally in the body, above the gut and notochord/spine. The basic pattern of the CNS is highly conserved throughout the different species of vertebrates and during evolution. The major trend that can be observed is towards a progressive telencephalisation: the telencephalon of reptiles is only an appendix to the large olfactory bulb, while in mammals it makes up most of the volume of the CNS. In the human brain, the telencephalon covers most of the diencephalon and the entire mesencephalon. Indeed, the allometric study of brain size among different species shows a striking continuity from rats to whales, and allows us to complete the knowledge about the evolution of the CNS obtained through cranial endocasts.
Сүтқоректілер
Сүтқоректілер – алғашқы балықтар, қосмекенділер және бауырымен жорғалаушылардан кейін пайда болған – ми қабығының эволюциялық жағынан жаңа, сыртқы бөлігіне (ольфакторлық түйінді есептемегенде, телеэнцефалонның негізгі бөлігі) ие болған жалғыз омыртқалы жануарлар. Бұл ми бөлігі сүтқоректілерде жоғары ойлауға және барлық сезімдерді сезімдік қабықта (иіс сезімі бұрын тек оның шамшасымен, ал иіссіз сезімдер тек тектімен өңделген) одан әрі өңдеуге қатысады. Монотремалардың (қазтұмсықты платипус және тікенді қарақұйрықтардың бірнеше түрі) және қапшықты сүтқоректілердің (кенгуру, коала, опоссум, вомбат және Тасмания шайтаны сияқты) неокортексінде плаценталы сүтқоректілерде (эутериандар) кездесетін гирлер мен ойыстар (сулькус) жоқ. Плаценталы сүтқоректілер арасында неокортекстің көлемі мен күрделілігі уақыт өте келе артты. Тышқанның неокортексінің ауданы маймылдардыкінен 1/100-ге дейін, ал маймылдардың ауданы адамдыкінен 1/10-ға дейін шамалы.
Mammals – which appear in the fossil record after the first fishes, amphibians, and reptiles – are the only vertebrates to possess the evolutionarily recent, outermost part of the cerebral cortex (main part of the telencephalon excluding olfactory bulb) known as the neocortex. This part of the brain is, in mammals, involved in higher thinking and further processing of all senses in the sensory cortices (processing for smell was previously only done by its bulb while those for non smell senses were only done by the tectum). The neocortex of monotremes (the duck billed platypus and several species of spiny anteaters) and of marsupials (such as kangaroos, koalas, opossums, wombats, and Tasmanian devils) lack the convolutions – gyri and sulci – found in the neocortex of most placental mammals (eutherians). Within placental mammals, the size and complexity of the neocortex increased over time. The area of the neocortex of mice is only about 1/100 that of monkeys, and that of monkeys is only about 1/10 that of humans.