En évolution système nerveux a connu plusieurs étapes de développement, qui sont devenues des tournants dans l'organisation qualité de ses activités. Ces étapes diffèrent par le nombre et les types de formations neuronales, de synapses, les signes de leur spécialisation fonctionnelle et par la formation de groupes de neurones interconnectés par des fonctions communes. Il y a trois étapes principales organisation structurelle système nerveux : diffus, nodulaire, tubulaire.

Diffuser Le système nerveux est le plus ancien, trouvé chez les coelentérés (hydre). Un tel système nerveux se caractérise par une multiplicité de connexions entre éléments voisins, ce qui permet à l'excitation de se propager librement dans toutes les directions dans tout le réseau nerveux.

Ce type de système nerveux offre une grande interchangeabilité et donc une plus grande fiabilité de fonctionnement, mais ces réactions sont imprécises et vagues.

Nodal le type de système nerveux est typique des vers, des mollusques et des crustacés.

Elle se caractérise par le fait que les connexions des cellules nerveuses sont organisées d'une certaine manière, l'excitation emprunte des chemins strictement définis. Cette organisation du système nerveux s’avère plus vulnérable. Les dommages causés à un nœud provoquent un dysfonctionnement de l'ensemble de l'organisme, mais ses qualités sont plus rapides et plus précises.

Tubulaire Le système nerveux est caractéristique des accords, il comprend des caractéristiques de types diffus et nodulaires. Le système nerveux des animaux supérieurs a pris le meilleur : grande fiabilité de type diffus, précision, localisation, rapidité d'organisation des réactions de type nodal.

Le rôle prépondérant du système nerveux

Au premier stade du développement du monde des êtres vivants, l'interaction entre les organismes les plus simples s'effectuait à travers le milieu aquatique de l'océan primitif, dans lequel pénétraient les substances chimiques libérées par eux. La première forme d'interaction la plus ancienne entre les cellules d'un organisme multicellulaire est l'interaction chimique via des produits métaboliques pénétrant dans les fluides corporels. Ces produits métaboliques, ou métabolites, sont les produits de dégradation des protéines, du dioxyde de carbone, etc. Il s'agit de la transmission humorale d'influences, du mécanisme humoral de corrélation ou de connexions entre organes.

La connexion humorale se caractérise par les caractéristiques suivantes :

• absence d'adresse exacte à laquelle est envoyée une substance chimique entrant dans le sang ou d'autres fluides corporels ;
• le produit chimique se propage lentement ;
• le produit chimique agit en quantités infimes et est généralement rapidement décomposé ou éliminé du corps.

Les liens humoraux sont communs aux mondes animal et végétal. À un certain stade de développement du monde animal, en relation avec l'apparition du système nerveux, une nouvelle forme nerveuse de connexions et de régulation se forme, qui distingue qualitativement le monde animal du monde végétal. Plus le développement de l’organisme d’un animal est élevé, plus le rôle joué par l’interaction des organes à travers le système nerveux, appelé réflexe, est important. Chez les organismes vivants supérieurs, le système nerveux régule les connexions humorales. Contrairement à la connexion humorale, la connexion nerveuse a une direction précise vers un organe spécifique et même un groupe de cellules ; la communication est effectuée des centaines de fois avec vitesse plus élevée que la vitesse de propagation substances chimiques. Le passage d'une connexion humorale à une connexion nerveuse ne s'est pas accompagné de la destruction de la connexion humorale entre les cellules du corps, mais de la subordination des connexions nerveuses et de l'émergence de connexions neurohumorales.

Au stade suivant du développement des êtres vivants, des organes spéciaux apparaissent - des glandes dans lesquelles sont produites des hormones, formées à partir de substances alimentaires entrant dans le corps. La fonction principale du système nerveux est à la fois de réguler l'activité des organes individuels entre eux et dans l'interaction du corps dans son ensemble avec son environnement extérieur. Tout impact environnement externe sur le corps apparaît avant tout sur les récepteurs (organes sensoriels) et s'effectue par le biais de changements provoqués par l'environnement extérieur et le système nerveux. À mesure que le système nerveux se développe, sa partie la plus élevée, les hémisphères cérébraux, devient « le gestionnaire et le distributeur de toutes les activités du corps ».

Structure du système nerveux

Le système nerveux est formé de tissu nerveux constitué de énorme montant neurones- une cellule nerveuse avec des processus.

Le système nerveux est classiquement divisé en central et périphérique.

système nerveux central comprend le cerveau et la moelle épinière, et système nerveux périphérique- les nerfs qui en partent.

Le cerveau et la moelle épinière sont un ensemble de neurones. Dans une coupe transversale du cerveau, blanc et matière grise. La matière grise est constituée de cellules nerveuses et la substance blanche est constituée de fibres nerveuses, qui sont des processus des cellules nerveuses. Dans différentes parties du système nerveux central, la localisation de la matière blanche et grise est différente. Dans la moelle épinière, la matière grise est à l'intérieur et la substance blanche à l'extérieur, mais dans le cerveau (hémisphères cérébraux, cervelet), au contraire, la matière grise est à l'extérieur, la matière blanche est à l'intérieur. Dans diverses parties du cerveau, il existe des amas distincts de cellules nerveuses (matière grise) situées à l'intérieur de la substance blanche - graines. Des amas de cellules nerveuses sont également situés en dehors du système nerveux central. Ils s'appellent nœuds et appartiennent au système nerveux périphérique.

Activité réflexe du système nerveux

La principale forme d'activité du système nerveux est le réflexe. Réflexe- la réaction de l'organisme aux changements de l'environnement interne ou externe, réalisée avec la participation du système nerveux central en réponse à une irritation des récepteurs.

Avec toute irritation, l'excitation des récepteurs est transmise le long des fibres nerveuses centripètes au système nerveux central, d'où, à travers l'interneurone le long des fibres centrifuges, elle se dirige vers la périphérie vers l'un ou l'autre organe dont l'activité change. L'ensemble de ce chemin à travers le système nerveux central jusqu'à l'organe de travail est appelé arc réflexe généralement formé de trois neurones : sensoriel, intercalaire et moteur. Un réflexe est un acte complexe, dans la mise en œuvre duquel une quantité importante de grande quantité neurones. L'excitation, pénétrant dans le système nerveux central, se propage à de nombreuses parties de la moelle épinière et atteint le cerveau. Grâce à l’interaction de nombreux neurones, le corps réagit à l’irritation.

Moelle épinière

Moelle épinière- un cordon d'environ 45 cm de long et 1 cm de diamètre, situé dans le canal rachidien, recouvert de trois méninges : dure-mère, arachnoïdienne et molle (vasculaire).

Moelle épinière est situé dans le canal rachidien et est une moelle qui en haut passe dans la moelle oblongate et en bas se termine au niveau de la deuxième vertèbre lombaire. La moelle épinière est constituée de matière grise contenant des cellules nerveuses et de matière blanche constituée de fibres nerveuses. La matière grise est située à l’intérieur de la moelle épinière et est entourée de tous côtés par la matière blanche.

En coupe transversale, la matière grise ressemble à la lettre H. Elle distingue les cornes antérieure et postérieure, ainsi que la barre transversale de connexion, au centre de laquelle se trouve un canal étroit de la moelle épinière contenant du liquide céphalo-rachidien. Dans la région thoracique se trouvent des cornes latérales. Ils contiennent les corps des neurones qui innervent les organes internes. La substance blanche de la moelle épinière est formée par des processus nerveux. Les processus courts relient des sections de la moelle épinière et les longs constituent l'appareil conducteur des connexions bilatérales avec le cerveau.

La moelle épinière présente deux épaississements - cervical et lombaire, à partir desquels les nerfs s'étendent jusqu'aux membres supérieurs et inférieurs. 31 paires de nerfs spinaux proviennent de la moelle épinière. Chaque nerf part de la moelle épinière avec deux racines - antérieure et postérieure. Racines postérieures - sensible sont constitués de processus de neurones centripètes. Leurs corps sont situés dans les ganglions spinaux. Racines antérieures - moteur- sont des processus de neurones centrifuges situés dans la matière grise de la moelle épinière. À la suite de la fusion des racines antérieures et postérieures, un nerf spinal mixte se forme. La moelle épinière contient des centres qui régulent les actes réflexes les plus simples. Les principales fonctions de la moelle épinière sont l'activité réflexe et la conduction de l'excitation.

La moelle épinière humaine contient des centres réflexes pour les muscles des membres supérieurs et inférieurs, la transpiration et la miction. La fonction de l'excitation est que les impulsions du cerveau vers toutes les zones du corps et inversement passent par la moelle épinière. Les impulsions centrifuges des organes (peau, muscles) sont transmises par des voies ascendantes jusqu'au cerveau. Par des voies descendantes, les impulsions centrifuges sont transmises du cerveau à la moelle épinière, puis à la périphérie, aux organes. Lorsque les voies sont endommagées, il y a une perte de sensibilité dans diverses parties du corps, une violation des contractions musculaires volontaires et de la capacité de mouvement.

Evolution du cerveau des vertébrés

La formation du système nerveux central sous la forme d'un tube neural apparaît pour la première fois dans les accords. U accords inférieurs le tube neural persiste toute la vie, plus haut- vertébrés - au stade embryonnaire, une plaque neurale se forme sur la face dorsale, qui s'enfonce sous la peau et se replie en un tube. Au stade embryonnaire du développement, le tube neural forme trois renflements dans la partie antérieure - trois vésicules cérébrales, à partir desquelles se développent des parties du cerveau : la vésicule antérieure donne avant et diencéphale, la vésicule moyenne devient le mésencéphale, la vésicule postérieure forme le cervelet et la moelle allongée. Ces cinq régions cérébrales sont caractéristiques de tous les vertébrés.

Pour vertébrés inférieurs- poissons et amphibiens - caractérisés par une prédominance du mésencéphale sur les autres parties. U amphibiens Le cerveau antérieur s'agrandit quelque peu et une fine couche de cellules nerveuses se forme dans le toit des hémisphères - la voûte médullaire primaire, l'ancien cortex. U reptiles Le cerveau antérieur augmente considérablement en raison de l'accumulation de cellules nerveuses. La majeure partie du toit des hémisphères est occupée par l’ancien cortex. Pour la première fois chez les reptiles, le rudiment d'un nouveau cortex apparaît. Les hémisphères du cerveau antérieur se glissent sur d'autres parties, ce qui entraîne la formation d'un pli dans la région du diencéphale. À partir des anciens reptiles, les hémisphères cérébraux sont devenus la plus grande partie du cerveau.

Dans la structure du cerveau oiseaux et reptiles beaucoup en commun. Sur le toit du cerveau se trouve le cortex primaire, le mésencéphale est bien développé. Cependant, chez les oiseaux, par rapport aux reptiles, la masse cérébrale totale et la taille relative du cerveau antérieur augmentent. Le cervelet est grand et possède une structure pliée. U mammifères le cerveau antérieur atteint sa plus grande taille et sa plus grande complexité. La majeure partie de la matière cérébrale est constituée du néocortex, qui sert de centre aux fonctions supérieures. activité nerveuse. Les parties intermédiaire et médiane du cerveau des mammifères sont petites. Les hémisphères en expansion du cerveau antérieur les recouvrent et les écrasent sous eux. Certains mammifères ont un cerveau lisse, sans sillons ni circonvolutions, mais la plupart des mammifères ont des sillons et des circonvolutions dans le cortex cérébral. L'apparition de sillons et de circonvolutions est due à la croissance du cerveau avec des dimensions limitées du crâne. La croissance ultérieure du cortex conduit à l'apparition de plis sous forme de rainures et de circonvolutions.

Cerveau

Si la moelle épinière de tous les vertébrés est développée plus ou moins de la même manière, le cerveau diffère considérablement en taille et en complexité de structure selon les animaux. Le cerveau antérieur subit des changements particulièrement dramatiques au cours de l'évolution. Chez les vertébrés inférieurs, le cerveau antérieur est peu développé. Chez les poissons, il est représenté par les lobes olfactifs et les noyaux de matière grise situés dans l'épaisseur du cerveau. Le développement intensif du cerveau antérieur est associé à l’émergence des animaux sur terre. Il se différencie en le diencéphale et deux hémisphères symétriques, appelés télencéphale. La matière grise à la surface du cerveau antérieur (cortex) apparaît d’abord chez les reptiles, puis se développe davantage chez les oiseaux et surtout chez les mammifères. Les hémisphères du cerveau antérieur vraiment grands ne se trouvent que chez les oiseaux et les mammifères. Chez ces derniers, ils couvrent presque toutes les autres parties du cerveau.

Le cerveau est situé dans la cavité crânienne. Il comprend le tronc cérébral et le télencéphale (cortex cérébral).

Tronc cérébral comprend le bulbe rachidien, le pont, le mésencéphale et le diencéphale.

Moelle est une continuation directe de la moelle épinière et, en se dilatant, passe dans le cerveau postérieur. Il conserve essentiellement la forme et la structure de la moelle épinière. Dans l'épaisseur de la moelle allongée se trouvent des accumulations de matière grise - les noyaux des nerfs crâniens. L'essieu arrière comprend cervelet et pont. Le cervelet est situé au-dessus de la moelle allongée et possède une structure complexe. À la surface des hémisphères cérébelleux, la matière grise forme le cortex et à l'intérieur du cervelet ses noyaux. Comme la moelle épinière allongée, elle remplit deux fonctions : réflexe et conductrice. Cependant, les réflexes du bulbe rachidien sont plus complexes. Cela se reflète dans son importance dans la régulation de l’activité cardiaque, de l’état des vaisseaux sanguins, de la respiration et de la transpiration. Les centres de toutes ces fonctions sont situés dans la moelle oblongate. Voici les centres de mastication, de succion, de déglutition, de salive et de suc gastrique. Malgré sa petite taille (2,5 à 3 cm), la moelle allongée est une partie vitale du système nerveux central. Des dommages peuvent entraîner la mort en raison de l'arrêt de la respiration et de l'activité cardiaque. La fonction conductrice de la moelle allongée et du pont est de transmettre les impulsions de la moelle épinière au cerveau et inversement.

DANS mésencéphale se trouvent les centres primaires (sous-corticaux) de la vision et de l'audition, qui effectuent des réactions d'orientation réflexives à la stimulation lumineuse et sonore. Ces réactions s'expriment par divers mouvements du torse, de la tête et des yeux vers les stimuli. Le mésencéphale est constitué des pédoncules cérébraux et du quadrijumeau. Le mésencéphale régule et distribue le tonus (tension) des muscles squelettiques.

Diencéphale se compose de deux départements - thalamus et hypothalamus, dont chacun est constitué d'un grand nombre de noyaux du thalamus visuel et de la région sous-thalamique. Grâce au thalamus visuel, les impulsions centripètes sont transmises au cortex cérébral depuis tous les récepteurs du corps. Pas une seule impulsion centripète, d'où qu'elle vienne, ne peut passer au cortex, en contournant les buttes visuelles. Ainsi, à travers le diencéphale, tous les récepteurs communiquent avec le cortex cérébral. Dans la région subtuberculeuse se trouvent des centres qui influencent le métabolisme, la thermorégulation et les glandes endocrines.

Cervelet situé derrière la moelle oblongate. Il est constitué de matière grise et blanche. Cependant, contrairement à la moelle épinière et au tronc cérébral, la matière grise – le cortex – est située à la surface du cervelet, et la substance blanche est située à l’intérieur, sous le cortex. Le cervelet coordonne les mouvements, les rend clairs et fluides, joue un rôle important dans le maintien de l'équilibre du corps dans l'espace et influence également le tonus musculaire. Lorsque le cervelet est endommagé, une personne subit une diminution du tonus musculaire, des troubles du mouvement et des changements dans la démarche, un ralentissement de la parole, etc. Cependant, après un certain temps, le mouvement et le tonus musculaire sont restaurés grâce au fait que les parties intactes du système nerveux central reprennent les fonctions du cervelet.

Grands hémisphères- la partie la plus grande et la plus développée du cerveau. Chez l’humain, ils constituent la majeure partie du cerveau et sont recouverts de cortex sur toute leur surface. La matière grise recouvre l'extérieur des hémisphères et forme le cortex cérébral. Le cortex cérébral humain a une épaisseur de 2 à 4 mm et est composé de 6 à 8 couches formées de 14 à 16 milliards de cellules, de forme, de taille et de fonctions différentes. Sous le cortex se trouve une substance blanche. Il se compose de fibres nerveuses reliant le cortex aux parties inférieures du système nerveux central et les lobes individuels des hémisphères entre eux.

Le cortex cérébral présente des circonvolutions séparées par des sillons qui augmentent considérablement sa surface. Les trois sillons les plus profonds divisent les hémisphères en lobes. Chaque hémisphère comporte quatre lobes : frontal, pariétal, temporal, occipital. L'excitation de différents récepteurs pénètre dans les zones perceptives correspondantes du cortex, appelées zones, et de là, ils sont transmis à un organe spécifique, le poussant à agir. Les zones suivantes se distinguent dans le cortex. Zone auditive situé dans le lobe temporal, reçoit les impulsions des récepteurs auditifs.

Zone visuelle se situe dans la région occipitale. Les impulsions des récepteurs oculaires arrivent ici.

Zone olfactive situé sur la surface interne du lobe temporal et est associé aux récepteurs de la cavité nasale.

Moteur sensoriel la zone est située dans les lobes frontaux et pariétaux. Cette zone contient les principaux centres de mouvement des jambes, du torse, des bras, du cou, de la langue et des lèvres. C’est aussi là que réside le centre du discours.

Les hémisphères cérébraux constituent la division la plus élevée du système nerveux central, contrôlant le fonctionnement de tous les organes chez les mammifères. L'importance des hémisphères cérébraux chez l'homme réside également dans le fait qu'ils représentent la base matérielle activité mentale. I.P. Pavlov a montré que l'activité mentale repose sur des processus physiologiques se produisant dans le cortex cérébral. La pensée est associée à l’activité de l’ensemble du cortex cérébral, et pas seulement à la fonction de ses différentes zones.

Département du cerveau	Les fonctions
Moelle	Conducteur	Connexion entre la colonne vertébrale et les parties sus-jacentes du cerveau.
	Réflexe	Régulation de l'activité des systèmes respiratoire, cardiovasculaire, digestif : réflexes alimentaires, réflexes de salivation et de déglutition ; réflexes protecteurs : éternuements, clignements des yeux, toux, vomissements.
Pons	Conducteur	Relie les hémisphères cérébelleux entre eux et au cortex cérébral.
Cervelet	Coordination	Coordination mouvements volontaires et maintenir la position du corps dans l’espace. Régulation du tonus et de l'équilibre musculaire
Mésencéphale	Conducteur	Réflexes approximatifs aux stimuli visuels et sonores ( tourne la tête et le corps).
	Réflexe	Régulation du tonus musculaire et de la posture du corps ; coordination d'actes moteurs complexes ( mouvements des doigts et des mains) etc.
Diencéphale	thalamus collecte et évaluation des informations provenant des sens, transmission des informations les plus importantes au cortex cérébral ; régulation du comportement émotionnel, sensations douloureuses. hypothalamus contrôle le fonctionnement des glandes endocrines, du système cardiovasculaire, du métabolisme ( soif, faim), la température corporelle, le sommeil et l'éveil ; confère un comportement coloration émotionnelle (peur, rage, plaisir, insatisfaction)

Cortex cérébral

Surface cortex cérébral chez l'homme, elle est d'environ 1 500 cm 2, ce qui est plusieurs fois supérieur à la surface interne du crâne. Cette grande surface du cortex s'est formée en raison du développement d'un grand nombre de sillons et de circonvolutions, de sorte que la majeure partie du cortex (environ 70 %) est concentrée dans les sillons. Les plus grands sillons des hémisphères cérébraux sont central, qui traverse les deux hémisphères, et temporel, séparant le lobe temporal du reste. Le cortex cérébral, malgré sa faible épaisseur (1,5 à 3 mm), possède une structure très complexe. Il comporte six couches principales qui diffèrent par la structure, la forme et la taille des neurones et des connexions. Le cortex contient les centres de tous les systèmes sensoriels (récepteurs), représentants de tous les organes et parties du corps. À cet égard, les influx nerveux centripètes de tous les organes internes ou parties du corps se rapprochent du cortex et celui-ci peut contrôler leur travail. À travers le cortex cérébral, les réflexes conditionnés sont fermés, à travers lesquels le corps s'adapte constamment, tout au long de la vie, aux conditions changeantes de l'existence et à l'environnement.

La vie est apparue sur Terre il y a des milliards d’années, dans les océans chauds de la planète. Ensuite, des conditions ont été créées dans lesquelles les substances inorganiques se sont transformées en protoplasme organique, puis en vivant - une substance capable de réagir (répondre) aux stimuli externes à peu près de la même manière qu'une amibe ou un cilié. Ce n’est que plus tard que des créatures unicellulaires comme les amibes et les ciliés ont émergé de ces morceaux informes de matière vivante. Certains d'entre eux, en se divisant, ne se sont pas dispersés dans des directions différentes, mais sont restés ensemble et ont formé une colonie de cellules étroitement adjacentes les unes aux autres.

Mais des millions d’années se sont écoulées et des changements étonnants se sont produits dans la colonie de cellules. Les cellules qui faisaient partie de la colonie se sont spécialisées. Certains d’entre eux ont acquis la capacité de se contracter, d’autres ont acquis des dispositifs de protection et d’autres encore sont devenus particulièrement sensibles aux irritations extérieures. Ils sont tombés sur la colonie de différents côtés rayons de soleil, des animaux unicellulaires attaqués, elle fut lavée par des courants de liquide de différentes températures. Sous l'influence de ces nombreux stimuli, le protoplasme de certaines cellules de la colonie a modifié sa structure. Elle est devenue capable de percevoir des signaux de danger ou de conditions favorables et de les transmettre aux autres cellules de la colonie.

1 - une colonie de cellules Volvox n'a pas de système nerveux ; 2 - l'hydre et son système nerveux ; h - le ver de terre et son système nerveux ; 4 - l'homme et son système nerveux.

Ces cellules, qui perçoivent les stimuli de l’environnement extérieur et y répondent, formaient initialement un réseau. Il semblait être dispersé dans tout le corps de la colonie, de sorte que chaque partie de celle-ci recevait en temps opportun les signaux de l'environnement extérieur. Contrairement à d’autres, ces cellules ont acquis de longs processus à l’aide desquels les signaux de l’environnement extérieur sont transmis sur des distances relativement longues : par exemple, d’un bout à l’autre du corps de l’animal. Une telle colonie de cellules, qui a déjà commencé à se transformer en un seul organisme, peut être vue dans la même goutte d'eau d'un étang. Cette hydre est un petit animal, à peine visible à l'œil nu. Le corps entier de l'hydre est précisément mêlé aux processus cellulaires décrits ci-dessus. Ils perçoivent les irritations du milieu extérieur, les transmettent par leurs processus aux cellules ou aux muscles urticants et forcent l'hydre soit à libérer des fils protecteurs, soit à se contracter. Ce système de cellules, qui assure des fonctions de garde et de coordination, est appelé système nerveux. Un animal doté d'un système nerveux a acquis d'énormes avantages par rapport à une colonie de cellules.

Mais l'hydre a encore le stade de développement le plus bas du système nerveux. Par la suite, les cellules nerveuses, qui se trouvaient initialement dans les parties externes du corps, ont commencé à s'enfoncer profondément dans le corps, à s'accumuler et à former des nodules. Des dispositifs spéciaux sont apparus - les organes des sens. Ils ont commencé à percevoir des irritations extérieures et à les transmettre ensuite aux fibres des cellules nerveuses. Les cellules nerveuses elles-mêmes ont commencé à traiter ces stimuli et à les transmettre à d'autres organes du corps.

Vous avez probablement vu un ver de terre. Son corps est divisé en de nombreux segments, ou segments. Si vous ouvrez un ver, vous pouvez voir qu'un mince fil s'étend le long de son corps - un tronc nerveux, et dans chaque segment de ce fil il y a un épaississement ou un nodule. Les nodules sont des amas de corps de cellules nerveuses et le fil lui-même est constitué des processus de ces cellules.

Ce type de système nerveux est appelé nodal. Il est plus parfait que celui en maille, inhérent à l'hydre. Tous les animaux qui n'ont pas de squelette ont un système nerveux nodal : mollusques, insectes, vers et quelques autres. Il n’intègre pas encore pleinement le travail des différentes parties du corps de l’animal. Si un ver est coupé en deux parties ou plus, chaque partie de son corps vivra de manière complètement indépendante et sera restaurée en un ver entier. Même chez les invertébrés (insectes) les plus développés, les segments du corps peuvent vivre longtemps, malgré de graves dommages à l'intégrité du système nerveux. Une mouche, par exemple, peut courir longtemps même avec la tête arrachée.

La prochaine étape du développement du système nerveux est le système nerveux des vertébrés. Sa structure est différente. Les cellules nerveuses de ce système forment un tube qui parcourt tout le corps et est généralement enfermé dans une puissante gaine constituée de la colonne vertébrale et du crâne. Chez les vertébrés, le corps est également divisé en sections - segments. Mais ces segments ne sont pas isolés les uns des autres, comme chez les vers et les insectes, mais sont étroitement interconnectés et font partie d’un seul organisme. Le système nerveux relie les différentes parties du corps d'un animal vertébré et coordonne leur travail.

Le système nerveux central des vertébrés est divisé en deux parties : la moelle épinière et le cerveau. La moelle épinière est beaucoup plus ancienne que le cerveau.

Un animal a survécu jusqu'à ce jour, chez lequel la moelle épinière est assez bien développée et le cerveau est presque sous-développé. C'est une lancette. Au lieu d'un cerveau, il n'y a qu'un léger épaississement à l'extrémité antérieure du tube neural.

Des millions d’années se sont écoulées avant que les poissons, animaux dotés d’un système nerveux plus avancé, n’évoluent à partir de créatures comme la lancette.

Le cerveau et ses « instruments » de perception externes - les organes des sens - ont commencé à se développer particulièrement fortement avec l'émergence d'anciens amphibiens sur terre. Nouvelle façon l'habitat a provoqué une restructuration de l'ensemble de l'organisme des animaux. Le système nerveux a également été restructuré et le cerveau a commencé à croître et à se développer particulièrement rapidement.

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3. DÉVELOPPEMENT DU SYSTÈME NERVEUX EN PHYLOGÉNÈSE

Les animaux invertébrés se caractérisent par la présence de plusieurs sources d'origine de cellules nerveuses. Chez un même type d’animal, les cellules nerveuses peuvent provenir simultanément et indépendamment de trois couches germinales différentes.

La polygenèse des cellules nerveuses des invertébrés est à la base de la diversité des mécanismes médiateurs de leur système nerveux.

animaux coelentérés. Les coelentérés sont des animaux à deux couches. Leur corps est un sac creux dont la cavité interne est la cavité digestive. Le système nerveux des coelentérés appartient au type diffus. Chaque cellule nerveuse qu'il contient est reliée par de longs processus à plusieurs cellules voisines, formant un réseau nerveux. Les cellules nerveuses des coelentérés n'ont pas de processus polarisés spécialisés. Leurs processus conduisent l'excitation dans n'importe quelle direction et ne forment pas de longs chemins. Les contacts entre les cellules nerveuses du système nerveux diffus sont de plusieurs types. Exister contact plasmaanastomoses). Apparaître et contacts à fente entre les processus des cellules nerveuses, semblables aux synapses. De plus, parmi eux, il existe des contacts dans lesquels des vésicules synaptiques sont situées des deux côtés du contact - ce qu'on appelle synapses symétriques, et voici synapses asymétriques :

1 - ouverture de la bouche ; 2 - tentacule; 3 - semelle

1 - nœud nerveux ; 2 - pharynx; 3 - tronc longitudinal abdominal ; 4 - tronc nerveux latéral

La prochaine étape du développement des invertébrés est l'apparition d'animaux à trois couches - vers plats. Comme les coelentérés, ils possèdent une cavité intestinale qui communique avec le milieu extérieur par la bouche. Cependant, ils ont une troisième couche germinale - le mésoderme et un type de symétrie bilatérale. Le système nerveux des vers plats inférieurs appartient au type diffus. Cependant, plusieurs troncs nerveux sont déjà isolés du réseau diffus (Fig. 9 , 3 , 4 ).

4 , 5 6 orthogonal

3 ). Dans les cellules cérébrales

1 - excroissance tentaculaire ; 2 - nerf innervant l'excroissance ; 3 - ganglion cérébral ; 4 - tronc nerveux longitudinal latéral ; 5 - tronc nerveux longitudinal abdominal; 6 - commissure

ganglion, de longs processus apparaissent qui pénètrent dans les troncs longitudinaux de l'orthogone (Fig. 10, 4 , 5 ).

La prochaine étape du développement des animaux invertébrés est l'apparition d'animaux segmentés - annélides. ganglion - neuropile - entrelacement des processus des cellules nerveuses et des cellules gliales. Le ganglion est situé sur la face ventrale du segment sous le tube intestinal. Il envoie ses fibres sensorielles et motrices vers son segment et vers deux segments voisins. Ainsi, chaque ganglion possède trois paires de nerfs latéraux dont chacun est mixte et innerve son propre segment. Les fibres sensorielles provenant de la périphérie pénètrent dans le ganglion par les racines nerveuses ventrales. Les fibres motrices sortent du ganglion le long des racines nerveuses dorsales. En conséquence, les neurones sensoriels sont situés dans la partie ventrale du ganglion et les motoneurones sont situés dans la partie dorsale. De plus, le ganglion contient de petites cellules qui innervent les organes internes (éléments végétatifs) ; elles sont situées latéralement - entre les neurones sensoriels et moteurs. Parmi les neurones des zones sensibles, motrices ou associatives des ganglions des annélides, aucun regroupement d'éléments n'a été retrouvé ; les neurones sont répartis de manière diffuse, c'est-à-dire ne forment pas de centres.

Les ganglions des annélides sont reliés les uns aux autres en une chaîne. Chaque ganglion suivant est connecté au précédent via

1 - ganglion nerveux suprapharyngé;

2 - ganglion nerveux sous-pharyngé;

3 - ganglion fusionné complexe du segment thoracique ; 4 - ganglion abdominal ; 5 - nerf périphérique ; 6 - connexion

troncs nerveux, appelés connecteurs.

arthropodes, c'est à dire. construit comme un cordon nerveux ventral, mais peut atteindre haut niveau développement (Fig. 11). Il comprend un ganglion suprapharyngé considérablement développé, qui remplit la fonction

1 - corps de champignon ; 2 - protocérébrum; 3 - lame visuelle ; 4 - deutocérébral ; 5 - tritocérébrum

tion du cerveau, le ganglion sous-pharyngé, qui contrôle les organes de l'appareil buccal, et les ganglions segmentaires de la corde nerveuse ventrale. Les ganglions de la moelle nerveuse ventrale peuvent fusionner les uns avec les autres, formant des masses ganglionnaires complexes.

Cerveau les arthropodes se composent de trois sections : antérieure - protocérébrum, moyenne - deutocérébral et arrière - tritocérébrum.

cellules neurosécrétoires.

Au cours du processus d'évolution, les cellules neurosécrétoires bipolaires initialement localisées de manière diffuse ont perçu des signaux soit par des processus, soit par toute la surface de la cellule, puis des centres neurosécrétoires, des voies neurosécrétoires et des zones de contact neurosécrétoires se sont formés. Par la suite, une spécialisation des centres nerveux s'est produite, le degré de fiabilité de la relation entre les deux principaux systèmes de régulation (nerveux et humoral) a augmenté et une étape fondamentalement nouvelle de régulation s'est formée - la subordination des glandes endocrines périphériques aux centres neurosécrétoires.

1 - commissure cérébrale ; 2 - ganglions cérébraux; 3 - ganglions pédieux; 4 - conjonctif ; 5 - ganglions viscéraux

Système nerveux fruits de mer a aussi structure ganglionnaire(Fig. 13). Chez les représentants les plus simples du type, il se compose de plusieurs paires de ganglions. Chaque paire de ganglions contrôle un groupe spécifique d'organes : la jambe, les organes viscéraux, les poumons, etc. - et est situé à côté ou à l'intérieur des organes innervés. Les ganglions du même nom sont reliés deux à deux par des commissures. De plus, chaque ganglion est relié par de longs connecteurs au complexe ganglionnaire cérébral.

Chez les mollusques plus organisés (céphalopodes), le système nerveux est transformé (Fig. 14). Ses ganglions fusionnent et forment une masse péripharyngée commune - cerveau.

Evolution du système nerveux.

3.1. Origine et fonctions du système nerveux.

Le système nerveux de tous les animaux est d'origine ectodermique. Il remplit les fonctions suivantes :

Communication de l'organisme avec l'environnement (perception, transmission de l'irritation et réponse à l'irritation) ;

La connexion de tous les organes et systèmes organiques en un seul tout ;

Le système nerveux est à la base de la formation d'une activité nerveuse supérieure.

3.2. Evolution du système nerveux chez les animaux invertébrés.

Le système nerveux est apparu pour la première fois chez les coelentérés et a type diffus ou réticulaire système nerveux, c'est-à-dire Le système nerveux est un réseau de cellules nerveuses réparties dans tout le corps et interconnectées par de fins processus. Il a une structure typique chez l'hydre, mais déjà chez les méduses et les polypes, des amas de cellules nerveuses apparaissent à certains endroits (près de la bouche, le long des bords du parapluie), ces amas de cellules nerveuses sont les précurseurs des organes sensoriels.

De plus, l'évolution du système nerveux suit le chemin de la concentration des cellules nerveuses à certains endroits du corps, c'est-à-dire le long du chemin de formation des ganglions nerveux (ganglions). Ces nœuds apparaissent principalement là où se trouvent les cellules qui perçoivent l’irritation de l’environnement. Ainsi, avec la symétrie radiale, un type radial de système nerveux apparaît, et avec la symétrie bilatérale, la concentration des ganglions nerveux se produit à l'extrémité antérieure du corps. Des troncs nerveux appariés s'étendant le long du corps s'étendent à partir des nœuds de la tête. Ce type de système nerveux est appelé tige ganglionnaire.

Ce type de système nerveux a une structure typique chez les vers plats, c'est-à-dire à l'extrémité antérieure du corps se trouvent des ganglions appariés, à partir desquels les fibres nerveuses et les organes sensoriels s'étendent vers l'avant, ainsi que des troncs nerveux qui courent le long du corps.

Chez les vers ronds, les ganglions céphaliques fusionnent dans un anneau nerveux péripharyngé, à partir duquel les troncs nerveux s'étendent également le long du corps.

Chez les annélides, une chaîne nerveuse se forme, c'est-à-dire Des nœuds nerveux appariés indépendants sont formés dans chaque segment. Tous sont reliés par des brins longitudinaux et transversaux. En conséquence, le système nerveux acquiert une structure en forme d’échelle. Souvent, les deux chaînes se rapprochent et se connectent le long de la partie médiane du corps en une chaîne nerveuse abdominale non appariée.

Les arthropodes ont le même type de système nerveux, mais le nombre de ganglions nerveux diminue et leur taille augmente, notamment au niveau de la tête ou du céphalothorax, c'est-à-dire le processus de céphalisation est en cours.

Chez les mollusques, le système nerveux est représenté par des nœuds situés dans différentes parties du corps, reliés entre eux par des cordons et des nerfs partant des nœuds. Les gastéropodes ont des nœuds pédieux, cérébraux et pleuro-viscéraux ; chez les bivalves – pédale et pleuro-viscérale ; chez les céphalopodes - ganglions nerveux pleuro-viscéraux et cérébraux. Autour du pharynx des céphalopodes, il y a une accumulation de Tissu nerveux.

3.3. Evolution du système nerveux chez les accords.

Le système nerveux des accords est représenté par le tube neural, qui se différencie en cerveau et en moelle épinière.

Dans les accords inférieurs, le tube neural a l'apparence d'un tube creux (neurocèle) avec des nerfs s'étendant à partir du tube. Dans la lancette, une petite expansion se forme dans la section de la tête - le rudiment du cerveau. Cette expansion s'appelle le ventricule.

Dans les accords supérieurs, trois renflements se forment à l'extrémité antérieure du tube neural : vésicules antérieure, moyenne et postérieure. À partir de la première vésicule cérébrale, le cerveau antérieur et le diencéphale sont ensuite formés, à partir de la vésicule cérébrale moyenne - le mésencéphale, à partir de la partie postérieure - le cervelet et la moelle allongée, qui passe dans la moelle épinière.

Dans toutes les classes d'animaux vertébrés, le cerveau est constitué de 5 sections (antérieure, intermédiaire, moyenne, postérieure et médulla), mais le degré de leur développement n'est pas le même chez les animaux de différentes classes.

Ainsi, chez les cyclostomes, toutes les parties du cerveau sont situées les unes après les autres dans un plan horizontal. La moelle oblongue passe directement dans la moelle épinière avec le canal central du ragondin.

Chez les poissons, le cerveau est plus différencié que celui des cyclostomes. Le volume du cerveau antérieur est augmenté, en particulier chez les poissons-poumons, mais le cerveau antérieur n'est pas encore divisé en hémisphères et sert fonctionnellement de centre olfactif le plus élevé. Le toit du cerveau antérieur est mince, il est constitué uniquement de cellules épithéliales et ne contient pas de tissu nerveux. Dans le diencéphale, auquel sont reliées les glandes pinéale et pituitaire, se trouve l'hypothalamus, qui est le centre du système endocrinien. Le mésencéphale est le plus développé chez les poissons. Les lobes optiques y sont bien exprimés. Dans la région du mésencéphale, il existe une courbure caractéristique de tous les vertébrés supérieurs. De plus, le mésencéphale est un centre d’analyse. Le cervelet, qui fait partie du cerveau postérieur, est bien développé en raison de la complexité des mouvements des poissons. Il représente le centre de coordination du mouvement, sa taille varie en fonction de l'activité de mouvement différents types poisson La moelle allongée assure la communication entre les parties supérieures du cerveau et la moelle épinière et contient les centres de respiration et de circulation.

10 paires de nerfs crâniens émergent du cerveau du poisson.

Ce type de cerveau, dans lequel le centre d’intégration le plus élevé est le mésencéphale, est appelé ichtyopside.

Chez les amphibiens, le système nerveux a une structure similaire à celle du système nerveux des poissons-poumons, mais diffère développement significatif et séparation complète des hémisphères allongés appariés, ainsi qu'un faible développement du cervelet, dû à la faible mobilité des amphibiens et à la monotonie de leurs mouvements. Mais les amphibiens ont développé un toit pour le cerveau antérieur, appelé voûte médullaire primaire – archipallium. Le nombre de nerfs crâniens, comme chez les poissons, est de dix. Et le type de cerveau est le même, c'est-à-dire ichtyopside.

Ainsi, tous les anamnias (cyclostomes, poissons et amphibiens) ont un cerveau de type ichtyopside.

Dans la structure du cerveau des reptiles appartenant aux vertébrés supérieurs, c'est-à-dire pour les amniotes, les caractéristiques d'une organisation progressiste sont clairement exprimées. Les hémisphères du cerveau antérieur ont une prédominance significative sur les autres parties du cerveau. À leur base se trouvent de grandes accumulations de cellules nerveuses - le striatum. Des îlots de l'ancien cortex, l'archicortex, apparaissent sur les côtés latéral et médial de chaque hémisphère. La taille du mésencéphale est réduite et il perd son importance en tant que centre principal. La partie inférieure du cerveau antérieur devient le centre d'analyse, c'est-à-dire corps rayés. Ce type de cerveau est appelé sauropside ou striatal. La taille du cervelet augmente en raison de la variété des mouvements des reptiles. La moelle oblongue forme une courbure prononcée, caractéristique de tous les amniotes. Il y a 12 paires de nerfs crâniens qui quittent le cerveau.

Le même type de cerveau est caractéristique des oiseaux, mais avec certaines caractéristiques. Les hémisphères du cerveau antérieur sont relativement grands. Les lobes olfactifs chez les oiseaux sont peu développés, ce qui indique le rôle de l'odorat dans la vie des oiseaux. En revanche, le mésencéphale est représenté par de gros lobes optiques. Le cervelet est bien développé, 12 paires de nerfs émergent du cerveau.

Le cerveau des mammifères atteint son développement maximum. Les hémisphères sont si grands qu’ils recouvrent le mésencéphale et le cervelet. Le cortex cérébral est particulièrement développé, sa superficie est augmentée en raison des circonvolutions et des sillons. Le cortex a une structure très complexe et est appelé le nouveau cortex – néocortex. Une voûte médullaire secondaire, le néopallium, apparaît. Les grands lobes olfactifs sont situés devant les hémisphères. Le diencéphale, comme les autres classes, comprend la glande pinéale, l'hypophyse et l'hypothalamus. Le mésencéphale est relativement petit, il se compose de quatre tubercules - le quadrijumeau. Le cortex antérieur est relié à l'analyseur visuel, le postérieur à l'auditif. Avec le cerveau antérieur, le cervelet progresse considérablement. Il y a 12 paires de nerfs crâniens qui quittent le cerveau. Le centre d'analyse est le cortex cérébral. Ce type de cerveau est appelé mammaire.

3.4. Anomalies et malformations du système nerveux chez l'homme.

1. Acéphalie- absence du cerveau, de la voûte, du crâne et du squelette facial ; ce trouble est associé à un sous-développement du tube neural antérieur et est associé à des défauts de la moelle épinière, des os et des organes internes.

2. Anencéphalie- absence des hémisphères cérébraux et du toit du crâne avec sous-développement du tronc cérébral et associée à d'autres défauts de développement. Cette pathologie est provoquée par une non-fermeture (dysraphisme) de la tête du tube neural. Dans ce cas, les os du toit du crâne ne se développent pas et les os de la base du crâne présentent diverses anomalies. L'anencéphalie est incompatible avec la vie, sa fréquence moyenne est de 1/1 500 et est plus fréquente chez les fœtus féminins.

3. Atéléncéphalie– arrêt du développement (hétérochronie) de la partie antérieure du tube neural au stade de trois vésicules. En conséquence, les hémisphères cérébraux et les noyaux sous-corticaux ne se forment pas.

4. Prosencéphalie– le télencéphale est divisé par un sillon longitudinal, mais en profondeur les deux hémisphères restent reliés entre eux.

5. Holoprosencéphalie– le télencéphale n'est pas divisé en hémisphères et présente l'aspect d'un hémisphère comportant une seule cavité (ventricule).

6. Prosencéphalie alobaire– la division du télencéphale se fait uniquement dans la partie postérieure et les lobes frontaux restent indivis.

7. Aplasie ou hypoplasie du corps calleux– absence totale ou partielle d’une commissure complexe du cerveau, c’est-à-dire corps calleux.

8. Hydroencéphalie- atrophie des hémisphères cérébraux associée à une hydrocéphalie.

9. Agiriya- absence totale de sillons et de circonvolutions (cerveau lisse) des hémisphères cérébraux.

10. Microgyrie- réduction du nombre et du volume des sillons.

11. Hydrocéphalie congénitale- obstruction d'une partie du système ventriculaire du cerveau et de ses sorties, elle est provoquée par un trouble primaire du développement du système nerveux.

12. Spina-bifida- un défaut de fermeture et de séparation du tube neural spinal de l'ectoderme cutané. Parfois, cette anomalie s'accompagne d'une diplomélie, dans laquelle la moelle épinière est divisée sur une certaine longueur en deux parties, chacune avec son propre renfoncement central.

13. Iniencéphalie- une anomalie rare, incompatible avec la vie, survient plus souvent chez les fœtus féminins. Il s’agit d’une anomalie grossière de l’arrière de la tête et du cerveau. La tête est tournée de manière à ce que le visage soit tourné vers le haut. Dorsalement, le cuir chevelu continue dans la peau de la région lombo-dorsale ou sacrée.

Système nerveux

Le système nerveux perçoit les stimuli externes et internes, analyse et traite les informations entrantes, stocke les traces de l'activité passée (traces de mémoire) et régule et coordonne en conséquence les fonctions corporelles.

L'activité du système nerveux repose sur un réflexe associé à la propagation de l'excitation le long des arcs réflexes et au processus d'inhibition. Le système nerveux est constitué principalement de tissu nerveux dont l’unité structurelle et fonctionnelle de base est le neurone. Au cours de l’évolution des animaux, il y a eu une complication progressive du système nerveux et en même temps leur comportement est devenu plus complexe.

Il existe plusieurs étapes dans le développement du système nerveux.

Les protozoaires n'ont pas de système nerveux, mais certains ciliés ont un appareil fibrillaire excitable intracellulaire. Au fur et à mesure que les organismes multicellulaires se développent, des tissus spécialisés se forment, capables de reproduire des réactions actives, c'est-à-dire une excitation. Le système nerveux réticulaire ou diffus apparaît d'abord chez les coelentérés (polypes hydroïdes). Il est formé de processus de neurones distribués de manière diffuse dans tout le corps sous la forme d'un réseau. Le système nerveux diffus conduit rapidement l'excitation du point d'irritation dans toutes les directions, ce qui lui confère des propriétés intégratives.

Le système nerveux diffus se caractérise également par des signes mineurs de centralisation (chez Hydra, les éléments nerveux sont compactés au niveau de la plante du pied et du pôle buccal). La complication du système nerveux s'est déroulée parallèlement au développement des organes du mouvement et s'est exprimée principalement par l'isolement des neurones du réseau diffus, leur immersion profonde dans le corps et la formation d'amas. Ainsi, chez les coelentérés libres (méduses), les neurones s'accumulent dans les ganglions, formant un système nerveux nodulaire diffus. La formation de ce type de système nerveux est tout d'abord associée au développement de récepteurs spéciaux à la surface du corps, capables de répondre sélectivement aux influences mécaniques, chimiques et lumineuses. Parallèlement, le nombre de neurones et la variété de leurs types augmentent progressivement et des névrogles se forment. Des neurones bipolaires apparaissent, dotés de dendrites et d'axones. La conduction de l’excitation devient dirigée. Les structures nerveuses se différencient également, dans lesquelles les signaux correspondants sont transmis à d’autres cellules qui contrôlent les réponses du corps. Ainsi, certaines cellules se spécialisent dans la réception, d’autres dans la conduction et d’autres encore dans la contraction. Une complexité évolutive supplémentaire du système nerveux est associée à la centralisation et au développement d'un type d'organisation nodal (arthropodes, annélides, mollusques). Les neurones sont concentrés dans les ganglions nerveux (ganglions), reliés entre eux par des fibres nerveuses, ainsi qu'aux récepteurs et organes exécutifs (muscles, glandes).

La différenciation des systèmes digestif, reproducteur, circulatoire et autres s'est accompagnée d'une amélioration de l'interaction entre eux à l'aide du système nerveux. Il existe une complication importante et l'émergence de nombreuses formations nerveuses centrales dépendantes les unes des autres. Les ganglions parathyroïdiens et les nerfs qui contrôlent les mouvements d'alimentation et de fouille se développent sous des formes phylogénétiquement supérieures en récepteurs qui perçoivent la lumière, le son et l'odeur ; les organes des sens apparaissent. Étant donné que les principaux organes récepteurs sont situés à l'extrémité de la tête du corps, les ganglions correspondants dans la partie de la tête du corps se développent plus fortement, subordonnent les activités des autres et forment le cerveau. Les arthropodes et les annélides ont une chaîne neuronale bien développée. La formation du comportement adaptatif d'un organisme se manifeste le plus clairement au plus haut niveau d'évolution - chez les vertébrés - et est associée à la complication de la structure du système nerveux et à l'amélioration de l'interaction de l'organisme avec l'environnement extérieur. Certaines parties du système nerveux présentent une tendance à une croissance accrue de la phylogénie, tandis que d’autres restent sous-développées. Chez les poissons, le cerveau antérieur est peu différencié, mais le cerveau postérieur, le cerveau moyen et le cervelet sont bien développés. Chez les amphibiens et les reptiles, le diencéphale et deux hémisphères avec le cortex cérébral primaire sont séparés du cerveau antérieur.

Le système nerveux atteint son plus haut développement chez les mammifères, en particulier chez l'homme, principalement en raison de l'augmentation et de la complexité de la structure du cortex cérébral. Le développement et la différenciation des structures du système nerveux chez les animaux supérieurs ont conduit à sa division en central et périphérique.

Système nerveux

Étapes de développement du système nerveux

Au cours de l'évolution, le système nerveux a connu plusieurs étapes de développement, qui sont devenues des tournants dans l'organisation qualitative de ses activités. Ces étapes diffèrent par le nombre et les types de formations neuronales, de synapses, les signes de leur spécialisation fonctionnelle et par la formation de groupes de neurones interconnectés par des fonctions communes. Il existe trois étapes principales dans l'organisation structurelle du système nerveux : diffuse, nodulaire, tubulaire.

Le système nerveux diffus est le plus ancien, trouvé chez les coelentérés (hydre). Un tel système nerveux se caractérise par une multiplicité de connexions entre éléments voisins, ce qui permet à l'excitation de se propager librement dans toutes les directions dans tout le réseau nerveux.

Ce type de système nerveux offre une grande interchangeabilité et donc une plus grande fiabilité de fonctionnement, mais ces réactions sont imprécises et vagues.

Le type nodal du système nerveux est typique des vers, des mollusques et des crustacés.

Elle se caractérise par le fait que les connexions des cellules nerveuses sont organisées d'une certaine manière, l'excitation emprunte des chemins strictement définis. Cette organisation du système nerveux s’avère plus vulnérable. Les dommages causés à un nœud provoquent un dysfonctionnement de l'ensemble de l'organisme, mais ses qualités sont plus rapides et plus précises.

Le système nerveux tubulaire est caractéristique des cordés ; il comprend des caractéristiques des types diffus et nodulaire. Le système nerveux des animaux supérieurs a pris le meilleur : grande fiabilité de type diffus, précision, localisation, rapidité d'organisation des réactions de type nodal.

Le rôle prépondérant du système nerveux

Au premier stade du développement du monde des êtres vivants, l'interaction entre les organismes les plus simples s'effectuait à travers le milieu aquatique de l'océan primitif, dans lequel pénétraient les substances chimiques libérées par eux. La première forme d'interaction la plus ancienne entre les cellules d'un organisme multicellulaire est l'interaction chimique via des produits métaboliques pénétrant dans les fluides corporels. Ces produits métaboliques, ou métabolites, sont les produits de dégradation des protéines, du dioxyde de carbone, etc. Il s'agit de la transmission humorale d'influences, du mécanisme humoral de corrélation ou de connexions entre organes.

La connexion humorale se caractérise par les caractéristiques suivantes :

• absence d'adresse exacte à laquelle est envoyée une substance chimique entrant dans le sang ou d'autres fluides corporels ;
• le produit chimique se propage lentement ;
• le produit chimique agit en quantités infimes et est généralement rapidement décomposé ou éliminé du corps.

Les liens humoraux sont communs aux mondes animal et végétal. À un certain stade de développement du monde animal, en relation avec l'apparition du système nerveux, une nouvelle forme nerveuse de connexions et de régulation se forme, qui distingue qualitativement le monde animal du monde végétal. Plus le développement de l’organisme d’un animal est élevé, plus le rôle joué par l’interaction des organes à travers le système nerveux, appelé réflexe, est important. Chez les organismes vivants supérieurs, le système nerveux régule les connexions humorales. Contrairement à la connexion humorale, la connexion nerveuse a une direction précise vers un organe spécifique et même un groupe de cellules ; la communication s'effectue des centaines de fois plus rapidement que la vitesse de distribution des produits chimiques. Le passage d'une connexion humorale à une connexion nerveuse ne s'est pas accompagné de la destruction de la connexion humorale entre les cellules du corps, mais de la subordination des connexions nerveuses et de l'émergence de connexions neurohumorales.

Au stade suivant du développement des êtres vivants, des organes spéciaux apparaissent - des glandes dans lesquelles sont produites des hormones, formées à partir de substances alimentaires entrant dans le corps. La fonction principale du système nerveux est à la fois de réguler l'activité des organes individuels entre eux et dans l'interaction du corps dans son ensemble avec son environnement extérieur. Tout impact de l'environnement extérieur sur le corps apparaît avant tout sur les récepteurs (organes sensoriels) et s'effectue par le biais de changements provoqués par l'environnement extérieur et le système nerveux. Au fur et à mesure que le système nerveux se développe, sa partie la plus élevée - les hémisphères cérébraux - devient « le gestionnaire et le distributeur de toutes les activités du corps ».

Structure du système nerveux

Le système nerveux est formé de tissu nerveux, constitué d'un grand nombre de neurones - une cellule nerveuse avec des processus.

Le système nerveux est classiquement divisé en central et périphérique.

Le système nerveux central comprend le cerveau et la moelle épinière, et le système nerveux périphérique comprend les nerfs qui en découlent.

Le cerveau et la moelle épinière sont un ensemble de neurones. Dans une coupe transversale du cerveau, on distingue la matière blanche et la matière grise. La matière grise est constituée de cellules nerveuses et la substance blanche est constituée de fibres nerveuses, qui sont des processus des cellules nerveuses. Dans différentes parties du système nerveux central, la localisation de la matière blanche et grise est différente. Dans la moelle épinière, la matière grise est à l'intérieur et la substance blanche à l'extérieur, mais dans le cerveau (hémisphères cérébraux, cervelet), au contraire, la matière grise est à l'extérieur, la matière blanche est à l'intérieur. Dans diverses parties du cerveau, il existe des amas distincts de cellules nerveuses (matière grise) situées à l’intérieur de la substance blanche – les noyaux. Des amas de cellules nerveuses sont également situés en dehors du système nerveux central. Ils sont appelés nœuds et appartiennent au système nerveux périphérique.

Activité réflexe du système nerveux

La principale forme d'activité du système nerveux est le réflexe. Le réflexe est la réaction du corps aux changements de l'environnement interne ou externe, réalisée avec la participation du système nerveux central en réponse à une irritation des récepteurs.

Avec toute irritation, l'excitation des récepteurs est transmise le long des fibres nerveuses centripètes au système nerveux central, d'où, à travers l'interneurone le long des fibres centrifuges, elle se dirige vers la périphérie vers l'un ou l'autre organe dont l'activité change. L'ensemble de ce chemin à travers le système nerveux central jusqu'à l'organe de travail, appelé arc réflexe, est généralement formé de trois neurones : sensoriel, intercalaire et moteur. Un réflexe est un acte complexe auquel participent un nombre beaucoup plus important de neurones. L'excitation, pénétrant dans le système nerveux central, se propage à de nombreuses parties de la moelle épinière et atteint le cerveau. Grâce à l’interaction de nombreux neurones, le corps réagit à l’irritation.

Moelle épinière

La moelle épinière est une moelle d'environ 45 cm de long et 1 cm de diamètre, située dans le canal rachidien, recouverte de trois méninges : dure-mère, arachnoïdienne et molle (vasculaire).

La moelle épinière est située dans le canal rachidien et est une moelle qui passe en haut dans la moelle oblongate et en bas se termine au niveau de la deuxième vertèbre lombaire. La moelle épinière est constituée de matière grise contenant des cellules nerveuses et de matière blanche constituée de fibres nerveuses. La matière grise est située à l’intérieur de la moelle épinière et est entourée de tous côtés par la matière blanche.

En coupe transversale, la matière grise ressemble à la lettre H. Elle distingue les cornes antérieure et postérieure, ainsi que la barre transversale de connexion, au centre de laquelle se trouve un canal étroit de la moelle épinière contenant du liquide céphalo-rachidien. Dans la région thoracique se trouvent des cornes latérales. Ils contiennent les corps des neurones qui innervent les organes internes. La substance blanche de la moelle épinière est formée par des processus nerveux. Les processus courts relient des sections de la moelle épinière et les longs constituent l'appareil conducteur des connexions bilatérales avec le cerveau.

La moelle épinière présente deux épaississements - cervical et lombaire, à partir desquels les nerfs s'étendent jusqu'aux membres supérieurs et inférieurs. 31 paires de nerfs spinaux proviennent de la moelle épinière. Chaque nerf part de la moelle épinière avec deux racines - antérieure et postérieure. Les racines dorsales sont sensibles et constituées de processus de neurones centripètes. Leurs corps sont situés dans les ganglions spinaux. Les racines antérieures – motrices – sont des processus de neurones centrifuges situés dans la matière grise de la moelle épinière. À la suite de la fusion des racines antérieures et postérieures, un nerf spinal mixte se forme. La moelle épinière contient des centres qui régulent les actes réflexes les plus simples. Les principales fonctions de la moelle épinière sont l'activité réflexe et la conduction de l'excitation.

La moelle épinière humaine contient des centres réflexes pour les muscles des membres supérieurs et inférieurs, la transpiration et la miction. La fonction de l'excitation est que les impulsions du cerveau vers toutes les zones du corps et inversement passent par la moelle épinière. Les impulsions centrifuges des organes (peau, muscles) sont transmises par des voies ascendantes jusqu'au cerveau. Par des voies descendantes, les impulsions centrifuges sont transmises du cerveau à la moelle épinière, puis à la périphérie, aux organes. Lorsque les voies sont endommagées, il y a une perte de sensibilité dans diverses parties du corps, une violation des contractions musculaires volontaires et de la capacité de mouvement.

Evolution du cerveau des vertébrés

La formation du système nerveux central sous la forme d'un tube neural apparaît pour la première fois dans les accords. Chez les cordés inférieurs, le tube neural reste tout au long de la vie ; chez les vertébrés supérieurs, au stade embryonnaire, une plaque neurale se forme sur la face dorsale, qui est immergée sous la peau et pliée en tube. Au stade embryonnaire du développement, le tube neural forme trois renflements dans la partie antérieure - trois vésicules cérébrales, à partir desquelles se développent des parties du cerveau : la vésicule antérieure donne naissance au cerveau antérieur et au diencéphale, la vésicule moyenne se transforme en mésencéphale, le la vésicule postérieure forme le cervelet et la moelle allongée. Ces cinq régions cérébrales sont caractéristiques de tous les vertébrés.

Les vertébrés inférieurs - poissons et amphibiens - se caractérisent par une prédominance du mésencéphale sur les autres parties. Chez les amphibiens, le cerveau antérieur s'agrandit quelque peu et une fine couche de cellules nerveuses se forme dans le toit des hémisphères - la voûte médullaire primaire, l'ancien cortex. Chez les reptiles, le cerveau antérieur augmente considérablement en raison de l'accumulation de cellules nerveuses. La majeure partie du toit des hémisphères est occupée par l’ancien cortex. Pour la première fois chez les reptiles, le rudiment d'un nouveau cortex apparaît. Les hémisphères du cerveau antérieur se glissent sur d'autres parties, ce qui entraîne la formation d'un pli dans la région du diencéphale. À partir des anciens reptiles, les hémisphères cérébraux sont devenus la plus grande partie du cerveau.

La structure du cerveau des oiseaux et des reptiles a de nombreux points communs. Sur le toit du cerveau se trouve le cortex primaire, le mésencéphale est bien développé. Cependant, chez les oiseaux, par rapport aux reptiles, la masse cérébrale totale et la taille relative du cerveau antérieur augmentent. Le cervelet est grand et possède une structure pliée. Chez les mammifères, le cerveau antérieur atteint sa plus grande taille et sa plus grande complexité. La majeure partie de la matière cérébrale est constituée du néocortex, qui sert de centre d’activité nerveuse supérieure. Les parties intermédiaire et médiane du cerveau des mammifères sont petites. Les hémisphères en expansion du cerveau antérieur les recouvrent et les écrasent sous eux. Certains mammifères ont un cerveau lisse, sans sillons ni circonvolutions, mais la plupart des mammifères ont des sillons et des circonvolutions dans le cortex cérébral. L'apparition de sillons et de circonvolutions est due à la croissance du cerveau avec des dimensions limitées du crâne. La croissance ultérieure du cortex conduit à l'apparition de plis sous forme de rainures et de circonvolutions.

Cerveau

Si la moelle épinière de tous les vertébrés est développée plus ou moins de la même manière, le cerveau diffère considérablement en taille et en complexité de structure selon les animaux. Le cerveau antérieur subit des changements particulièrement dramatiques au cours de l'évolution. Chez les vertébrés inférieurs, le cerveau antérieur est peu développé. Chez les poissons, il est représenté par les lobes olfactifs et les noyaux de matière grise situés dans l'épaisseur du cerveau. Le développement intensif du cerveau antérieur est associé à l’émergence des animaux sur terre. Il se différencie en le diencéphale et en deux hémisphères symétriques, appelés télencéphale. La matière grise à la surface du cerveau antérieur (cortex) apparaît d’abord chez les reptiles, puis se développe davantage chez les oiseaux et surtout chez les mammifères. Les hémisphères du cerveau antérieur vraiment grands ne se trouvent que chez les oiseaux et les mammifères. Chez ces derniers, ils couvrent presque toutes les autres parties du cerveau.

Le cerveau est situé dans la cavité crânienne. Il comprend le tronc cérébral et le télencéphale (cortex cérébral).

Le tronc cérébral comprend le bulbe rachidien, le pont, le mésencéphale et le diencéphale.

La moelle allongée est une continuation directe de la moelle épinière et, en se dilatant, passe dans le cerveau postérieur. Il conserve essentiellement la forme et la structure de la moelle épinière. Dans l'épaisseur de la moelle allongée se trouvent des accumulations de matière grise - les noyaux des nerfs crâniens. Le pont postérieur comprend le cervelet et le pont. Le cervelet est situé au-dessus de la moelle allongée et possède une structure complexe. À la surface des hémisphères cérébelleux, la matière grise forme le cortex et à l'intérieur du cervelet ses noyaux. Comme la moelle épinière allongée, elle remplit deux fonctions : réflexe et conductrice. Cependant, les réflexes du bulbe rachidien sont plus complexes. Cela se reflète dans son importance dans la régulation de l’activité cardiaque, de l’état des vaisseaux sanguins, de la respiration et de la transpiration. Les centres de toutes ces fonctions sont situés dans la moelle oblongate. Voici les centres de mastication, de succion, de déglutition, de salive et de suc gastrique. Malgré sa petite taille (2,5 à 3 cm), la moelle allongée est une partie vitale du système nerveux central. Des dommages peuvent entraîner la mort en raison de l'arrêt de la respiration et de l'activité cardiaque. La fonction conductrice de la moelle allongée et du pont est de transmettre les impulsions de la moelle épinière au cerveau et inversement.

Dans le mésencéphale se trouvent les centres primaires (sous-corticaux) de la vision et de l'audition, qui effectuent des réactions d'orientation réflexives aux stimuli lumineux et sonores. Ces réactions s'expriment par divers mouvements du torse, de la tête et des yeux vers les stimuli. Le mésencéphale est constitué des pédoncules cérébraux et du quadrijumeau. Le mésencéphale régule et distribue le tonus (tension) des muscles squelettiques.

Le diencéphale se compose de deux sections - le thalamus et l'hypothalamus, chacune étant constituée d'un grand nombre de noyaux du thalamus visuel et de la région sous-thalamique. Grâce au thalamus visuel, les impulsions centripètes sont transmises au cortex cérébral depuis tous les récepteurs du corps. Pas une seule impulsion centripète, d'où qu'elle vienne, ne peut passer au cortex, en contournant les buttes visuelles. Ainsi, à travers le diencéphale, tous les récepteurs communiquent avec le cortex cérébral. Dans la région subtuberculeuse se trouvent des centres qui influencent le métabolisme, la thermorégulation et les glandes endocrines.

Le cervelet est situé derrière la moelle allongée. Il est constitué de matière grise et blanche. Cependant, contrairement à la moelle épinière et au tronc cérébral, la matière grise – le cortex – est située à la surface du cervelet, et la substance blanche est située à l’intérieur, sous le cortex. Le cervelet coordonne les mouvements, les rend clairs et fluides, joue un rôle important dans le maintien de l'équilibre du corps dans l'espace et influence également le tonus musculaire. Lorsque le cervelet est endommagé, une personne subit une diminution du tonus musculaire, des troubles du mouvement et des changements dans la démarche, un ralentissement de la parole, etc. Cependant, après un certain temps, le mouvement et le tonus musculaire sont restaurés grâce au fait que les parties intactes du système nerveux central reprennent les fonctions du cervelet.

Les hémisphères cérébraux constituent la partie la plus grande et la plus développée du cerveau. Chez l’humain, ils constituent la majeure partie du cerveau et sont recouverts de cortex sur toute leur surface. La matière grise recouvre l'extérieur des hémisphères et forme le cortex cérébral. Le cortex cérébral humain a une épaisseur de 2 à 4 mm et est composé de 6 à 8 couches formées de 14 à 16 milliards de cellules, de forme, de taille et de fonctions différentes. Sous le cortex se trouve une substance blanche. Il se compose de fibres nerveuses reliant le cortex aux parties inférieures du système nerveux central et les lobes individuels des hémisphères entre eux.

Le cortex cérébral présente des circonvolutions séparées par des sillons qui augmentent considérablement sa surface. Les trois sillons les plus profonds divisent les hémisphères en lobes. Dans chaque hémisphère, il y a quatre lobes : frontal, pariétal, temporal, occipital. L'excitation de différents récepteurs pénètre dans les zones réceptrices correspondantes du cortex, appelées zones, et de là, elles sont transmises à un organe spécifique, le poussant à agir. Les zones suivantes se distinguent dans le cortex. La zone auditive est située dans le lobe temporal et reçoit les impulsions des récepteurs auditifs.

La zone visuelle se situe dans la région occipitale. Les impulsions des récepteurs oculaires arrivent ici.

La zone olfactive est située sur la surface interne du lobe temporal et est reliée aux récepteurs de la cavité nasale.

La zone sensori-motrice est située dans les lobes frontal et pariétal. Cette zone contient les principaux centres de mouvement des jambes, du torse, des bras, du cou, de la langue et des lèvres. C’est aussi là que réside le centre du discours.

Les hémisphères cérébraux constituent la division la plus élevée du système nerveux central, contrôlant le fonctionnement de tous les organes chez les mammifères. L'importance des hémisphères cérébraux chez l'homme réside également dans le fait qu'ils représentent la base matérielle de l'activité mentale. I.P. Pavlov a montré que l'activité mentale repose sur des processus physiologiques se produisant dans le cortex cérébral. La pensée est associée à l’activité de l’ensemble du cortex cérébral, et pas seulement à la fonction de ses différentes zones.

Système nerveux. Comme on le sait, le système nerveux apparaît pour la première fois chez les invertébrés multicellulaires inférieurs ;

Comme on le sait, le système nerveux apparaît pour la première fois chez les invertébrés multicellulaires inférieurs. L'émergence du système nerveux constitue une étape majeure dans l'évolution du monde animal et, à cet égard, même les invertébrés multicellulaires primitifs sont qualitativement différents des protozoaires. Un point important ici est la forte accélération de la conduction d'excitation dans le tissu nerveux : dans l'uprotoplasme, la vitesse de conduction d'excitation ne dépasse pas 1 à 2 microns par seconde, mais même dans le système nerveux le plus primitif, constitué de cellules nerveuses, elle est de 0,5 mètres par seconde !

Le système nerveux existe dans les organismes multicellulaires inférieurs sous des formes très diverses : réticulé (par exemple chez l'hydre), annulaire (méduse), radial (étoile de mer) et bilatéral. La forme bilatérale n'est représentée chez les vers plats inférieurs (intestinaux) et les mollusques primitifs (chiton) que par un réseau situé près de la surface du corps, mais plusieurs cordons longitudinaux se distinguent par un développement plus puissant. Au fur et à mesure que le système nerveux se développe, il s'enfonce sous le tissu musculaire et les cordons longitudinaux deviennent plus prononcés, notamment sur la face ventrale du corps. Dans le même temps, l'extrémité antérieure du corps devient de plus en plus importante, la tête apparaît (processus de céphalisation) et avec elle le cerveau - l'accumulation et le compactage des éléments nerveux à l'extrémité antérieure. Enfin, chez les vers supérieurs, le système nerveux central acquiert déjà pleinement la structure typique de « l'échelle nerveuse », dans laquelle le cerveau est situé au-dessus du tube digestif et est relié par deux commissures symétriques (« anneau périopharyngé ») aux ganglions sous-pharyngés. situé du côté abdominal puis avec des troncs nerveux abdominaux appariés. Les éléments essentiels ici sont les ganglions, c'est pourquoi on parle aussi de système nerveux ganglionnaire, ou « escalier ganglionnaire ». Chez certains représentants de ce groupe d'animaux (par exemple, les sangsues), les troncs nerveux se rapprochent si étroitement qu'une « chaîne nerveuse » est obtenue.

De puissantes fibres conductrices partent des ganglions, qui constituent les troncs nerveux. Dans les fibres géantes, l'influx nerveux s'effectue beaucoup plus rapidement en raison de leur grand diamètre et du petit nombre de connexions synaptiques (lieux de contact entre les axones de certaines cellules nerveuses et les dendrites et corps cellulaires d'autres cellules). Quant aux ganglions céphaliques, c'est-à-dire cerveau, ils sont alors plus développés chez les animaux plus actifs, qui possèdent également les systèmes récepteurs les plus développés.

L'origine et l'évolution du système nerveux sont déterminées par la nécessité de coordonner les unités fonctionnelles de différentes qualités d'un organisme multicellulaire, d'harmoniser les processus se produisant dans Différents composants il lors de l'interaction avec l'environnement extérieur, assurant l'activité d'un organisme complexe en tant que système intégré unique. Seul un centre de coordination et d'organisation, tel que le système nerveux central, peut assurer la flexibilité et la variabilité de la réponse du corps dans une organisation multicellulaire.

Le processus de céphalisapie était également d'une grande importance à cet égard, c'est-à-dire séparation de la tête de l’organisme et apparition associée du cerveau. Ce n'est qu'en présence d'un cerveau qu'un « codage » véritablement centralisé des signaux provenant de la périphérie et la formation de « programmes » intégraux de comportement inné sont possibles, sans parler d'un degré élevé de coordination de toutes les activités externes de l'animal.

Bien entendu, le niveau développement mental ne dépend pas seulement de la structure du système nerveux. Par exemple, les rotifères, étroitement apparentés aux annélides, possèdent également, comme eux, un système nerveux et un cerveau bilatéraux, ainsi que des nerfs sensoriels et moteurs spécialisés. Cependant, ne différant que peu des ciliés par leur taille, leur apparence et leur mode de vie, les rotifères sont également très similaires à ces derniers en termes de comportement et ne présentent pas de caractéristiques plus élevées. capacités psychiques que les ciliés. Cela montre encore une fois que le facteur déterminant du développement de l'activité mentale n'est pas la structure générale, mais les conditions de vie spécifiques de l'animal, la nature de ses relations et interactions avec l'environnement. Dans le même temps, cet exemple démontre une fois de plus avec quelle prudence il faut aborder l'évaluation des caractères « supérieurs » et « inférieurs » lorsqu'on compare des organismes occupant des positions phylogénétiques différentes, en particulier lorsqu'on compare des protozoaires et des invertébrés multicellulaires.

Système nerveux des invertébrés

Les animaux invertébrés se caractérisent par la présence de plusieurs sources d'origine de cellules nerveuses. Chez un même type d’animal, les cellules nerveuses peuvent provenir simultanément et indépendamment de trois couches germinales différentes. La polygenèse des cellules nerveuses des invertébrés est à la base de la diversité des mécanismes médiateurs de leur système nerveux.

Le système nerveux apparaît pour la première fois animaux coelentérés. Les coelentérés sont des animaux à deux couches. Leur corps est un sac creux dont la cavité interne est la cavité digestive. Le système nerveux des coelentérés appartient au type diffus. Chaque cellule nerveuse qu'il contient est reliée par de longs processus à plusieurs cellules voisines, formant un réseau nerveux. Les cellules nerveuses des coelentérés n'ont pas de processus polarisés spécialisés. Leurs processus conduisent l'excitation dans n'importe quelle direction et ne forment pas de longs chemins. Les contacts entre les cellules nerveuses du système nerveux diffus sont de plusieurs types. Exister contact plasma, assurant la continuité du réseau ( anastomoses). Apparaître et contacts à fente entre les processus des cellules nerveuses, semblables aux synapses. De plus, parmi eux, il existe des contacts dans lesquels des vésicules synaptiques sont situées des deux côtés du contact - ce qu'on appelle synapses symétriques, et voici synapses asymétriques : chez eux, les vésicules ne sont situées que d'un côté de la fente.

Les cellules nerveuses d'un animal coelentéré typique, l'Hydre, sont réparties uniformément sur la surface du corps, formant des amas au niveau de la bouche et de la sole (Fig. 8). Le réseau nerveux diffus conduit l'excitation dans toutes les directions. Dans ce cas, la vague d’excitation propagée s’accompagne d’une vague de contraction musculaire.

Riz. 8. Schéma de la structure du système nerveux diffus d'un animal coelentéré :

1 – ouverture orale ; 2 – tentacule ; 3 – semelle

Riz. 9. Schéma de la structure du système nerveux à tige diffuse des turbellaria :

1 – nœud nerveux ; 2 – pharynx ; 3 – tronc longitudinal abdominal ; 4 – tronc nerveux latéral

La prochaine étape du développement des invertébrés est l'apparition d'animaux à trois couches - vers plats. Comme les coelentérés, ils possèdent une cavité intestinale qui communique avec le milieu extérieur par la bouche. Cependant, ils ont une troisième couche germinale - le mésoderme et un type de symétrie bilatérale. Le système nerveux des vers plats inférieurs appartient au type diffus. Cependant, plusieurs troncs nerveux sont déjà isolés du réseau diffus (Fig. 9 , 3 , 4 ).

Chez les vers plats libres, l'appareil nerveux acquiert des caractéristiques de centralisation. Les éléments nerveux sont rassemblés dans plusieurs troncs longitudinaux (Fig. 10, 4 , 5 ) (les animaux les plus organisés sont caractérisés par la présence de deux troncs), qui sont reliés entre eux par des fibres transversales (commissures) (Fig. 10, 6 ). Un système nerveux ainsi ordonné est appelé orthogonal Les troncs orthogonaux sont un ensemble de cellules nerveuses et de leurs processus (Fig. 10).

Parallèlement à la symétrie bilatérale, les vers plats développent l'extrémité antérieure du corps, sur laquelle se concentrent les organes sensoriels (statocystes, « yeux », fosses olfactives, tentacules). Suite à cela, une accumulation de tissu nerveux apparaît à l'extrémité antérieure du corps, à partir de laquelle se forme le cerveau ou ganglion cérébral (Fig. 10, 3 ). Les cellules du ganglion cérébral développent de longs processus qui pénètrent dans les troncs longitudinaux de l'orthogone (Fig. 10, 4 , 5 ).

Riz. 10. Schéma de la structure du système nerveux orthogonal du ver cilié (extrémité antérieure) :

1 – excroissance tentaculaire ; 2 – nerf innervant l’excroissance ; 3 – ganglion cérébral ; 4 – tronc nerveux longitudinal latéral ; 5 – tronc nerveux longitudinal abdominal ; 6 – commissure

Ainsi, l'orthogone représente le premier pas vers la centralisation de l'appareil nerveux et sa céphalisation (l'apparition du cerveau). La centralisation et la céphalisation sont le résultat du développement de structures sensorielles (sensibles).

La prochaine étape du développement des animaux invertébrés est l'apparition d'animaux segmentés - annélides. Leur corps est métamérique, c'est-à-dire se compose de segments. La base structurelle du système nerveux des annélides est ganglion – un groupe apparié de cellules nerveuses situées une dans chaque segment. Les cellules nerveuses du ganglion sont situées le long de la périphérie. Sa partie centrale est occupée neuropile – entrelacement des processus des cellules nerveuses et des cellules gliales. Le ganglion est situé sur la face ventrale du segment sous le tube intestinal. Il envoie ses fibres sensorielles et motrices vers son segment et vers deux segments voisins. Ainsi, chaque ganglion possède trois paires de nerfs latéraux dont chacun est mixte et innerve son propre segment. Les fibres sensorielles provenant de la périphérie pénètrent dans le ganglion par les racines nerveuses ventrales. Les fibres motrices sortent du ganglion le long des racines nerveuses dorsales. En conséquence, les neurones sensoriels sont situés dans la partie ventrale du ganglion et les motoneurones sont situés dans la partie dorsale. De plus, le ganglion contient de petites cellules qui innervent les organes internes (éléments végétatifs) ; elles sont situées latéralement - entre les neurones sensoriels et moteurs. Parmi les neurones des zones sensibles, motrices ou associatives des ganglions des annélides, aucun regroupement d'éléments n'a été retrouvé ; les neurones sont répartis de manière diffuse, c'est-à-dire ne forment pas de centres.

Les ganglions des annélides sont reliés les uns aux autres en une chaîne. Chaque ganglion suivant est connecté au précédent à l'aide de troncs nerveux appelés connecteurs.À l'extrémité antérieure du corps des annélides, deux ganglions fusionnés forment un grand ganglion sous-pharyngé. Les connecteurs du ganglion sous-pharyngé, contournant le pharynx, se jettent dans le ganglion suprapharyngé, qui est la partie la plus rostrale (antérieure) du système nerveux. Le ganglion suprapharyngé est constitué uniquement de neurones sensoriels et associatifs. Aucun élément moteur n’y a été trouvé. Ainsi, le ganglion supra-pharyngé des annélides est le centre associatif le plus élevé ; il exerce un contrôle sur le ganglion sous-pharyngé. Le ganglion sous-pharyngé contrôle les nœuds sous-jacents ; il a des connexions avec deux ou trois ganglions ultérieurs, tandis que les ganglions restants de la chaîne nerveuse ventrale ne forment pas de connexions plus longues qu'avec le ganglion voisin.

Dans la série phylogénétique des annélides, il existe des groupes dotés d'organes sensoriels bien développés (polychètes). Chez ces animaux, trois sections sont séparées dans le ganglion suprapharyngé. La partie antérieure innerve les tentacules, la partie médiane innerve les yeux et les antennes. Enfin, la partie arrière se développe en lien avec l'amélioration des sens chimiques.

Le système nerveux a une structure similaire arthropodes, c'est à dire. construit selon le type de chaîne nerveuse abdominale, mais peut atteindre un niveau de développement élevé (Fig. 11). Il comprend un ganglion suprapharyngé considérablement développé, qui remplit la fonction du cerveau, un ganglion sous-pharyngé, qui contrôle les organes de l'appareil buccal, et des ganglions segmentaires de la chaîne nerveuse ventrale. Les ganglions de la moelle nerveuse ventrale peuvent fusionner les uns avec les autres, formant des masses ganglionnaires complexes.

Riz. 12. Schéma de la structure du cerveau d'un insecte (abeille). La moitié gauche est sa coupe transversale :

1 – corps de champignon ; 2 – protocérébrum ; 3 – lobe visuel ; 4 – deutocérébral ; 5 – tritocérébral

Cerveau les arthropodes se composent de trois sections : antérieure - protocérébrum, moyenne - deutocérébral et arrière - tritocérébrum. Le cerveau des insectes a une structure complexe. Les centres associatifs des insectes particulièrement importants sont les corps de champignons situés à la surface du protocérébrum, et plus l'espèce se caractérise par un comportement complexe, plus ses corps de champignons sont développés. Par conséquent, les corps des champignons atteignent leur plus grand développement chez les insectes sociaux (Fig. 12).

Dans presque toutes les parties du système nerveux des arthropodes, il y a cellules neurosécrétoires. Les neurosecrets jouent un rôle régulateur important dans les processus hormonaux des arthropodes.

Au cours du processus d'évolution, les cellules neurosécrétoires bipolaires initialement localisées de manière diffuse ont perçu des signaux soit par des processus, soit par toute la surface de la cellule, puis des centres neurosécrétoires, des voies neurosécrétoires et des zones de contact neurosécrétoires se sont formés. Par la suite, une spécialisation des centres nerveux s'est produite, le degré de fiabilité de la relation entre les deux principaux systèmes de régulation (nerveux et humoral) a augmenté et une étape fondamentalement nouvelle de régulation s'est formée - la subordination aux centres neurosécrétoires des glandes endocrines périphériques.

Système nerveux fruits de mer a aussi structure ganglionnaire(Fig. 13). Chez les représentants les plus simples du type, il se compose de plusieurs paires de ganglions. Chaque paire de ganglions contrôle un groupe spécifique d'organes : la jambe, les organes viscéraux, les poumons, etc. – et est situé à côté ou à l’intérieur des organes innervés. Les ganglions du même nom sont reliés deux à deux par des commissures. De plus, chaque ganglion est relié par de longs connecteurs au complexe ganglionnaire cérébral.

Riz. 13. Schéma de la structure du système nerveux ganglionnaire du mollusque élasmobranche (édenté) :

1 – commissure cérébrale ; 2 – ganglions cérébraux ; 3 – ganglions pédieux ; 4 – conjonctif ; 5 – ganglions viscéraux

Chez les mollusques plus organisés (céphalopodes), le système nerveux est transformé (Fig. 14). Ses ganglions fusionnent et forment une masse péripharyngée commune - cerveau. Deux gros nerfs palléaux naissent de la partie postérieure du cerveau et forment deux grands ganglions étoilés. Ainsi, les céphalopodes présentent un degré élevé de céphalisation.

3.1. Origine et fonctions du système nerveux.

Le système nerveux de tous les animaux est d'origine ectodermique. Il remplit les fonctions suivantes :

Communication de l'organisme avec l'environnement (perception, transmission de l'irritation et réponse à l'irritation) ;

La connexion de tous les organes et systèmes organiques en un seul tout ;

Le système nerveux est à la base de la formation d'une activité nerveuse supérieure.

3.2. Evolution du système nerveux chez les animaux invertébrés.

Le système nerveux est apparu pour la première fois chez les coelentérés et a type diffus ou réticulaire système nerveux, c'est-à-dire Le système nerveux est un réseau de cellules nerveuses réparties dans tout le corps et interconnectées par de fins processus. Il a une structure typique chez l'hydre, mais déjà chez les méduses et les polypes, des amas de cellules nerveuses apparaissent à certains endroits (près de la bouche, le long des bords du parapluie), ces amas de cellules nerveuses sont les précurseurs des organes sensoriels.

De plus, l'évolution du système nerveux suit le chemin de la concentration des cellules nerveuses à certains endroits du corps, c'est-à-dire le long du chemin de formation des ganglions nerveux (ganglions). Ces nœuds apparaissent principalement là où se trouvent les cellules qui perçoivent l’irritation de l’environnement. Ainsi, avec la symétrie radiale, un type radial de système nerveux apparaît, et avec la symétrie bilatérale, la concentration des ganglions nerveux se produit à l'extrémité antérieure du corps. Des troncs nerveux appariés s'étendant le long du corps s'étendent à partir des nœuds de la tête. Ce type de système nerveux est appelé tige ganglionnaire.

Ce type de système nerveux a une structure typique chez les vers plats, c'est-à-dire à l'extrémité antérieure du corps se trouvent des ganglions appariés, à partir desquels les fibres nerveuses et les organes sensoriels s'étendent vers l'avant, ainsi que des troncs nerveux qui courent le long du corps.

Chez les vers ronds, les ganglions céphaliques fusionnent dans un anneau nerveux péripharyngé, à partir duquel les troncs nerveux s'étendent également le long du corps.

Chez les annélides, une chaîne nerveuse se forme, c'est-à-dire Des nœuds nerveux appariés indépendants sont formés dans chaque segment. Tous sont reliés par des brins longitudinaux et transversaux. En conséquence, le système nerveux acquiert une structure en forme d’échelle. Souvent, les deux chaînes se rapprochent et se connectent le long de la partie médiane du corps en une chaîne nerveuse abdominale non appariée.

Les arthropodes ont le même type de système nerveux, mais le nombre de ganglions nerveux diminue et leur taille augmente, notamment au niveau de la tête ou du céphalothorax, c'est-à-dire le processus de céphalisation est en cours.

Chez les mollusques, le système nerveux est représenté par des nœuds situés dans différentes parties du corps, reliés entre eux par des cordons et des nerfs partant des nœuds. Les gastéropodes ont des nœuds pédieux, cérébraux et pleuro-viscéraux ; chez les bivalves – pédale et pleuro-viscérale ; chez les céphalopodes - ganglions nerveux pleuro-viscéraux et cérébraux. Une accumulation de tissu nerveux est observée autour du pharynx des céphalopodes.

3.3. Evolution du système nerveux chez les accords.

Le système nerveux des accords est représenté par le tube neural, qui se différencie en cerveau et en moelle épinière.

Dans les accords inférieurs, le tube neural a l'apparence d'un tube creux (neurocèle) avec des nerfs s'étendant à partir du tube. Dans la lancette, une petite expansion se forme dans la section de la tête - le rudiment du cerveau. Cette expansion s'appelle le ventricule.

Dans les accords supérieurs, trois renflements se forment à l'extrémité antérieure du tube neural : vésicules antérieure, moyenne et postérieure. À partir de la première vésicule cérébrale, le cerveau antérieur et le diencéphale sont ensuite formés, à partir de la vésicule cérébrale moyenne - le mésencéphale, à partir de la partie postérieure - le cervelet et la moelle allongée, qui passe dans la moelle épinière.

Dans toutes les classes d'animaux vertébrés, le cerveau est constitué de 5 sections (antérieure, intermédiaire, moyenne, postérieure et médulla), mais le degré de leur développement n'est pas le même chez les animaux de différentes classes.

Ainsi, chez les cyclostomes, toutes les parties du cerveau sont situées les unes après les autres dans un plan horizontal. La moelle oblongue passe directement dans la moelle épinière avec le canal central du ragondin.

Chez les poissons, le cerveau est plus différencié que celui des cyclostomes. Le volume du cerveau antérieur est augmenté, en particulier chez les poissons-poumons, mais le cerveau antérieur n'est pas encore divisé en hémisphères et sert fonctionnellement de centre olfactif le plus élevé. Le toit du cerveau antérieur est mince, il est constitué uniquement de cellules épithéliales et ne contient pas de tissu nerveux. Dans le diencéphale, auquel sont reliées les glandes pinéale et pituitaire, se trouve l'hypothalamus, qui est le centre du système endocrinien. Le mésencéphale est le plus développé chez les poissons. Les lobes optiques y sont bien exprimés. Dans la région du mésencéphale, il existe une courbure caractéristique de tous les vertébrés supérieurs. De plus, le mésencéphale est un centre d’analyse. Le cervelet, qui fait partie du cerveau postérieur, est bien développé en raison de la complexité des mouvements des poissons. Il représente le centre de coordination des mouvements, sa taille varie en fonction de l'activité de déplacement des différentes espèces de poissons. La moelle allongée assure la communication entre les parties supérieures du cerveau et la moelle épinière et contient les centres de respiration et de circulation.

10 paires de nerfs crâniens émergent du cerveau du poisson.

Ce type de cerveau, dans lequel le centre d’intégration le plus élevé est le mésencéphale, est appelé ichtyopside.

Chez les amphibiens, le système nerveux dans sa structure est proche du système nerveux des poumons, mais se distingue par un développement important et une séparation complète des hémisphères allongés appariés, ainsi qu'un faible développement du cervelet, qui est dû à la faible mobilité des amphibiens. et la monotonie de leurs mouvements. Mais les amphibiens ont développé un toit pour le cerveau antérieur, appelé voûte médullaire primaire – archipallium. Le nombre de nerfs crâniens, comme chez les poissons, est de dix. Et le type de cerveau est le même, c'est-à-dire ichtyopside.

Ainsi, tous les anamnias (cyclostomes, poissons et amphibiens) ont un cerveau de type ichtyopside.

Dans la structure du cerveau des reptiles appartenant aux vertébrés supérieurs, c'est-à-dire pour les amniotes, les caractéristiques d'une organisation progressiste sont clairement exprimées. Les hémisphères du cerveau antérieur ont une prédominance significative sur les autres parties du cerveau. À leur base se trouvent de grandes accumulations de cellules nerveuses - le striatum. Des îlots de l'ancien cortex, l'archicortex, apparaissent sur les côtés latéral et médial de chaque hémisphère. La taille du mésencéphale est réduite et il perd son importance en tant que centre principal. La partie inférieure du cerveau antérieur devient le centre d'analyse, c'est-à-dire corps rayés. Ce type de cerveau est appelé sauropside ou striatal. La taille du cervelet augmente en raison de la variété des mouvements des reptiles. La moelle oblongue forme une courbure prononcée, caractéristique de tous les amniotes. Il y a 12 paires de nerfs crâniens qui quittent le cerveau.

Le même type de cerveau est caractéristique des oiseaux, mais avec certaines caractéristiques. Les hémisphères du cerveau antérieur sont relativement grands. Les lobes olfactifs chez les oiseaux sont peu développés, ce qui indique le rôle de l'odorat dans la vie des oiseaux. En revanche, le mésencéphale est représenté par de gros lobes optiques. Le cervelet est bien développé, 12 paires de nerfs émergent du cerveau.

Le cerveau des mammifères atteint son développement maximum. Les hémisphères sont si grands qu’ils recouvrent le mésencéphale et le cervelet. Le cortex cérébral est particulièrement développé, sa superficie est augmentée en raison des circonvolutions et des sillons. Le cortex a une structure très complexe et est appelé le nouveau cortex – néocortex. Une voûte médullaire secondaire, le néopallium, apparaît. Les grands lobes olfactifs sont situés devant les hémisphères. Le diencéphale, comme les autres classes, comprend la glande pinéale, l'hypophyse et l'hypothalamus. Le mésencéphale est relativement petit, il se compose de quatre tubercules - le quadrijumeau. Le cortex antérieur est relié à l'analyseur visuel, le postérieur à l'auditif. Avec le cerveau antérieur, le cervelet progresse considérablement. Il y a 12 paires de nerfs crâniens qui quittent le cerveau. Le centre d'analyse est le cortex cérébral. Ce type de cerveau est appelé mammaire.

3.4. Anomalies et malformations du système nerveux chez l'homme.

1. Acéphalie- absence du cerveau, de la voûte, du crâne et du squelette facial ; ce trouble est associé à un sous-développement du tube neural antérieur et est associé à des défauts de la moelle épinière, des os et des organes internes.

2. Anencéphalie- absence des hémisphères cérébraux et du toit du crâne avec sous-développement du tronc cérébral et associée à d'autres défauts de développement. Cette pathologie est provoquée par une non-fermeture (dysraphisme) de la tête du tube neural. Dans ce cas, les os du toit du crâne ne se développent pas et les os de la base du crâne présentent diverses anomalies. L'anencéphalie est incompatible avec la vie, sa fréquence moyenne est de 1/1 500 et est plus fréquente chez les fœtus féminins.

3. Atéléncéphalie– arrêt du développement (hétérochronie) de la partie antérieure du tube neural au stade de trois vésicules. En conséquence, les hémisphères cérébraux et les noyaux sous-corticaux ne se forment pas.

4. Prosencéphalie– le télencéphale est divisé par un sillon longitudinal, mais en profondeur les deux hémisphères restent reliés entre eux.

5. Holoprosencéphalie– le télencéphale n'est pas divisé en hémisphères et présente l'aspect d'un hémisphère comportant une seule cavité (ventricule).

6. Prosencéphalie alobaire– la division du télencéphale se fait uniquement dans la partie postérieure et les lobes frontaux restent indivis.

7. Aplasie ou hypoplasie du corps calleux– absence totale ou partielle d’une commissure complexe du cerveau, c’est-à-dire corps calleux.

8. Hydroencéphalie- atrophie des hémisphères cérébraux associée à une hydrocéphalie.

9. Agiriya- absence totale de sillons et de circonvolutions (cerveau lisse) des hémisphères cérébraux.

10. Microgyrie- réduction du nombre et du volume des sillons.

11. Hydrocéphalie congénitale- obstruction d'une partie du système ventriculaire du cerveau et de ses sorties, elle est provoquée par un trouble primaire du développement du système nerveux.

12. Spina-bifida- un défaut de fermeture et de séparation du tube neural spinal de l'ectoderme cutané. Parfois, cette anomalie s'accompagne d'une diplomélie, dans laquelle la moelle épinière est divisée sur une certaine longueur en deux parties, chacune avec son propre renfoncement central.

13. Iniencéphalie- une anomalie rare, incompatible avec la vie, survient plus souvent chez les fœtus féminins. Il s’agit d’une anomalie grossière de l’arrière de la tête et du cerveau. La tête est tournée de manière à ce que le visage soit tourné vers le haut. Dorsalement, le cuir chevelu continue dans la peau de la région lombo-dorsale ou sacrée.

6.Fonction du système nerveux- apporter une réponse du corps en réponse à l'influence de l'environnement extérieur sous la forme d'un réflexe.

D'abord diffuser le système nerveux apparaît dans le type Coelentérés. Il est représenté par des cellules nerveuses de la couche externe du corps, situées dans tout le corps et interconnectées par des processus.

Le développement ultérieur du système nerveux était associé au passage de la symétrie radiale à la symétrie bilatérale et consistait en la concentration de cellules nerveuses dans différentes parties du corps.

Système nerveux sévère chez les vers plats, il est représenté par des ganglions nerveux de la tête appariés et des cordons nerveux qui en partent. Chez les vers ronds, un anneau nerveux péripharyngé avec des ganglions sous-pharyngés et suprapharyngés et des cordons appariés qui en partent apparaît déjà.

Cordon nerveux ventral chez les annélides, il est formé d'un ganglion nerveux dans la section de la tête et de deux cordons nerveux qui en partent, s'étendant le long de la face ventrale. Dans chaque segment, des ganglions nerveux appariés sont situés sur les cordons nerveux. Chez les arthropodes, on observe un élargissement supplémentaire des ganglions nerveux dans la région de la tête (céphalisation) et une fusion des ganglions nerveux lorsque les segments fusionnent.

Système nerveux nodulaire dispersé chez les mollusques, il est représenté par trois ou cinq paires de ganglions nerveux situés dans différentes parties du corps et reliés par des cordons.

Tube neural- un type de système nerveux caractéristique des accords. Dans les sans crâne (classe Lancelets) Le système nerveux central est représenté par un tube qui conserve les fonctions de l'organe sensoriel, car il contient des cellules sensibles à la lumière (yeux de Hesse). À l’intérieur du tube neural se trouve une cavité – le neurocèle. Dans la partie antérieure du tube se trouve une extension (le rudiment du cerveau) et sa cavité est analogue au ventricule du cerveau. Le système nerveux périphérique est formé par les nerfs partants.

Chez les vertébrés Au cours de l'ontogenèse, trois vésicules cérébrales se forment. À partir de la vessie antérieure, le cerveau antérieur et le diencéphale se développent, la vessie moyenne se développe en mésencéphale et la vessie postérieure forme le cervelet et la moelle allongée. Le système nerveux central est représenté par la tête et moelle épinière. Il existe une différenciation entre la matière grise et la matière blanche.

Dans les cyclostomes le cerveau est peu développé, ses cinq parties sont situées dans le même plan. Le système nerveux périphérique est représenté par 10 paires de nerfs crâniens et de nerfs spinaux.

Dans le poisson une différenciation du cerveau se produit. Le cerveau antérieur est peu développé, mais les lobes optiques du mésencéphale et du cervelet sont bien développés. Il y a une courbure dans le mésencéphale, 10 paires de nerfs crâniens.

Chez les amphibiens Le cerveau antérieur est bien développé et est divisé en deux hémisphères. De la matière grise apparaît, formant la voûte médullaire primaire. Il y a 10 paires de nerfs crâniens. Le système nerveux sympathique et les organes sensoriels sont bien développés.

Chez les reptiles Il y a un développement progressif de certaines parties du cerveau, un élargissement des hémisphères et de la voûte médullaire, et la formation d'une voûte médullaire secondaire. Les rudiments du cortex apparaissent à la surface des hémisphères, le cervelet s'agrandit et il y a une courbure dans la moelle allongée et le mésencéphale. Pour la première fois, 12 paires de nerfs crâniens émergent du cerveau.

Chez les oiseaux L'élargissement des hémisphères et des lobes optiques se poursuit, tout comme le développement du cervelet et du cortex cérébral. Ils possèdent 12 paires de nerfs crâniens.