Budowa i działanie układu nerwowego PDF

# Budowa i działanie układu nerwowego ## Zwróć uwagę na: - budowę i funkcje układu nerwowego - budowę i funkcje neuronów - związek między budową neuronów, a przewodzeniem impulsu nerwowego - sposoby połączeń między neuronami - działanie synaps i przykłady neuroprzekaźników ## Czy zastanawiało Cię...

# Budowa i działanie układu nerwowego ## Zwróć uwagę na: - budowę i funkcje układu nerwowego - budowę i funkcje neuronów - związek między budową neuronów, a przewodzeniem impulsu nerwowego - sposoby połączeń między neuronami - działanie synaps i przykłady neuroprzekaźników ## Czy zastanawiało Cię kiedyś, jak działa nasza pamięć lub w jaki sposób odbieramy i przetwarzamy informacje ze świata zewnętrznego? Odpowiedzi na te pytania możemy poznać, analizując pracę układu nerwowego. Aby zrozumieć, w jaki sposób funkcjonuje ten układ, należy najpierw poznać jego budowę oraz przyjrzeć się działaniu jego najmniejszej funkcjonalnej jednostki, czyli komórki nerwowej. ## Funkcje układu nerwowego Układ nerwowy koordynuje pracę pozostałych układów narządów. Wraz z układem hormonalnym jest też odpowiedzialny za utrzymanie stanu równowagi organizmu, czyli homeostazy. Główne funkcje układu nerwowego przedstawiliśmy w poniższej tabeli. | Funkcje układu nerwowego | | |----------------------------|--------------| | Odbiór i analiza bodźców pochodzących ze środowiska zewnętrznego i z wnętrza ciała | | | Reakcja na bodźce | | | Regulowanie i koordynowanie pracy innych układów | | | Sterowanie wyższymi czynnościami nerwowymi, takimi jak pamięć, inteligencja i emocje | | ## Jak jest zbudowany układ nerwowy? Układ nerwowy jest zbudowany z dwóch części: ośrodkowego układu nerwowego i obwodowego układu nerwowego. W skład ośrodkowego układu nerwowego wchodzą mózgowie i rdzeń kręgowy. Obwodowy układ nerwowy tworzą nerwy odchodzące od mózgowia i rdzenia kręgowego. ## Przykłady działania neuroprzekaźników Jak już wiesz, neuroprzekaźniki mogą wywoływać różne efekty w zależności od tego, jakie struktury są przez nie hamowane lub pobudzane. Poniżej przedstawiliśmy przykłady działania wybranych neuroprzekaźników. | Neuroprzekaźniki | Działanie | |---|---| | GABA | GABA (kwas gamma-aminomasłowy) wraz z serotoniną zapewnia odpowiednią jakość i długość snu. Odgrywa też istotną rolę w procesach poznawczych, ponieważ dzięki temu neuroprzekaźnikowi potrafimy skupić na czymś uwagę. | | Dopamina | Dopamina odpowiada m.in. za emocje i odczuwanie przyjemności. Ma też duże znaczenie dla wykonywania ruchów. Jej niedobór prowadzi do wystąpienia choroby Parkinsona. | | Adrenalina | Adrenalina odgrywa decydującą rolę w reakcji na stres. Mobilizuje organizm do działania m.in. przez przyspieszenie pracy serca, podniesienie ciśnienia krwi i rozszerzenie oskrzeli. | | Serotonina | Serotonina jest często nazywana hormonem szczęścia. Odpowiada za regulację snu, apetytu, temperatury ciała i ciśnienia krwi. Jej niski poziom może powodować agresję, zmęczenie i spadki nastroju. | ## Z jakich komórek jest zbudowany układ nerwowy? Układ nerwowy człowieka składa się z ok. 100 mld neuronów, które odpowiadają za odbieranie i przekazywanie informacji w postaci impulsów nerwowych. W układzie nerwowym występują również komórki glejowe, których zadaniem jest ochrona i odżywianie komórek nerwowych. ### Budowa neuronu: - **Osłonka mielinowa** - osłonka pokrywająca aksony większości neuronów. Pełni ona podobną funkcję jak gumowa izolacja kablu elektrycznego. Dzięki osłonce akson przesyła impuls szybciej. - **Ciało komórki nerwowej** - część neuronu otaczająca jądro komórkowe. Znajdują się w niej takie same organelle, jak w większości komórek ciała. - **Akson** - pojedyncza, długa wypustka odprowadzająca impuls nerwowy z ciała neuronu. Impuls nerwowy przemieszcza się zwykle od dendrytów przez ciało komórki do zakończenia aksonu. - **Dendryty** - wypustki doprowadzające impulsy nerwowe do ciała komórki. ## Rodzaje neuronów: - **Neurony czuciowe** - przewodzą impulsy nerwowe od receptorów (np. receptora dotyku w skórze) do ośrodkowego układu nerwowego. - **Neurony ruchowe** - przewodzą impulsy nerwowe z ośrodkowego układu nerwowego do odpowiednich narządów, np. mięśni. - **Neurony pośredniczące** - przewodzą implsuy nerwowe pomiędzy neuronami czuciowymi a neuronami ruchowymi. ## Jak neurony przekazują sobie impuls nerwowy? Neurony nie stykają się ze sobą, chociaż nie są ze sobą bezpośrednio połączone. W jaki sposób więc przekazują sobie impulsy nerwowe? Neuronsy przekazują sobie impulsy nerwowe za pomocą synaps, czyli specjalnych połączeń. Synapsy zwykle występują między zakończeniem aksonu jednego neuronu a dendrytem kolejnego. Synapsy mogą też występować między zakończeniem aksonu a komórką mięśniową lub komórką gruczołową. W ten sposób neurony przekazują tym komórkom informacje, które pobudzają je do skurczu lub wydzielania hormonów. Przewodzenie impulsów zachodzi głównie za pomocą synaps chemicznych. W synapsach tych pomiędzy zakończeniem aksonu neuronu a błoną komórkową drugiej komórki występuje niewielka szczelina. Do szczeliny tej z aksonu komórki pobudzonej przedostają się neuroprzekaźniki. ### Budowa i działanie układu nerwowego w skrócie - Układ nerwowy człowieka składa się z ośrodkowego układu nerwowego, w którego skład wchodzą mózgowie i rdzeń kręgowy. - obwodowego układu nerwowego, zbudowanego z nerwów odchodzących od mózgowia i rdzenia kręgowego. - Funkcje układu nerwowego: odbieranie i analizowanie bodźców płynących ze środowiska zewnętrznego i wnętrza ciała, regulowanie i koordynowanie pracy innych układów, reagowanie na bodźce, sterowanie wyższymi czynnościami nerwowymi (np. pamięcią i emocjami). - Układ nerwowy jest zbudowany z komórek nerwowych - neuronów, których zadaniem jest przewodzenie impulsów nerwowych, oraz komórek glejowych, które odżywiają i ochraniają komórki nerwowe. - Neuron jest zbudowany z ciała komórki nerwowej, dendrytów - krótkich wypustek doprowadzających impulsy nerwowe do ciała komórki oraz aksonu - długiej, pojedynczej wypustki odprowadzające impulsy z ciała neuronu. - Przewodzenie impulsów nerwowych: - W stanie spoczynku błona neuronu jest spolaryzowana dzięki nierównomiernemu rozkładowi ładunków elektrycznych po obu jej stronach. Różnica potencjałów pomiędzy obiema stronami błony to potencjał spoczynkowy. - Odbiór bodźca sprawia, że błona neuronu staje się przepuszczalna dla jonów. Prowadzi to do zmiany rozkładu jonów - depolaryzacji. Dochodzi wtedy do powstania potencjału czynnościowego - wytworzenia impulsu nerwowego. - Przewodzenie impulsu polega na przemieszczaniu się fal depolaryzacji. Powrót do pierwotnej polaryzacji nazywany repolaryzacją. - Komórki nerwowe łączą się ze sobą za pomocą synaps. W synapsach chemicznych informacja jest przekazywana za pomocą neuroprzekaźników. Wyróżniamy: - neuroprzekaźniki pobudzające, takie jak serotonina, dopamina i adrenalina, - neuroprzekaźniki hamujące, np. GABA. ## Mechanizm przewodzenia impulsu nerwowego Impulsy nerwowe to impulsy elektryczne, które są przewodzone wzdłuż komórek nerwowych dzięki zjawiskom elektrochemicznym zachodzącym w błonie neuronu. ### W skrócie: - Stan spoczynku błony neuronu: w stanie spoczynku wewnątrz neuronu znajduje się więcej jonów ujemnych niż dodatnich, a w płynie pozakomórkowym więcej jonów dodatnich niż ujemnych. - Odbiór bodźca: odbiór bodźca sprawia, że neuron przechodzi w stan pobudzenia. Jest on spowodowany masowym przepływem jonów dodatnich z płynu pozakomórkowego do wnętrza neuronu i chwilową zmianą proporcji ładunków między dwoma środowiskami, nazywaną depolaryzacją. Dochodzi wtedy do krótkotrwałej zmiany potencjału komórki i wytworzenia impulsu nerwowego. - Przewodzenie impulsu: fale depolaryzacji, czyli impuls nerwowy, przemieszcza się wzdłuż neuronu. Jednocześnie poprzednie odcinki neuronu przechodzą w stan spoczynku dzięki repolaryzacji. - Uzasadnij, że budowa neuronu jest związana z funkcją przewodzenia impulsu nerwowego. - Wyjaśnij, w jaki sposób jest przekazywana informacja między neuronami w synapsie chemicznej - Wymień dwa neuroprzekaźniki podaj ich funkcje. - Opisz mechanizm przewodzenia impulsu nerwowego. - Podaj funkcje komórek glejowych. # Ośrodkowy układ nerwowy ## Zwróć uwagę na: - Budowę ośrodkowego układu nerwowego - Budowe i funkcje mózgowia - Budowę i funkcje rdzenia kręgowego Ośrodkowy układ nerwowy odbiera i analizuje informacje o pracy wszystkich narządów oraz podejmuje decyzje o sposobach reakcji na bodźce odbierane przez organizm. Można go więc porównać do zarządu firmy, który wydaje polecenia podwładnym, koordynuje ich pracę oraz podejmuje najważniejsze decyzje. ## Budowa ośrodkowego układu nerwowego ### Ośrodkowy układ nerwowy - mózgowie - mózg - pień mózgu - móżdżek - rdzeń kręgowy ## Mózgowie - nadrzędna część układu nerwowego Mózgowie steruje pracą całego organizmu. Poniżej przedstawiliśmy zadania, które wykonują poszczególne jego części. - Pień mózgu, którego częścią jest rdzeń przedłużony, odpowiada za podstawowe funkcje życiowe człowieka, takie jak: oddychanie, praca serca, regulacja ciśnienia krwi i temperatury ciała. Tutaj znajdują się ośrodki odpowiedzialne za czynności odruchowe, takie jak: kichanie, kaszel, połykanie, wymioty i pocieranie oczu. - Mózg: jest odpowiedzialny za integrację i przetwarzanie informacji oraz zarządzanie pracą poszczególnych części ciała. Odpowiada również za wyższe czynności układu nerwowego, takie jak zapamiętywanie, analizowanie informacji czy uczenie się. - Móżdżek: uczestniczy w koordynacji ruchowej organizmu. ## Budowa mózgu Mózg jest zbudowany z dwóch półkul. Ich powierzchnia, nazywana korą mózgową, jest silnie pofaldowana i tworzy liczne bruzdy. Największe bruzdy dzielą mózg na płaty. Każda półkula ma cztery płaty: czołowy, skroniowy, ciemieniowy i potyliczny. W płatach znajdują się ośrodki wyspecjalizowane w pełnieniu określonych funkcji. Z zewnątrz mózg jest chroniony przez kości czaski i błony łącznotkankowe, tzw. opony mózgowe. - W płacie czołowym znajdują się ośrodki kontrolujące pracę mięśni szkieletowych oraz ośrodki ruchowe mowy. Odpowiada on także m.in. za analizę i kontrolę emocji, - w płacie ciemieniowym znajdują się ośrodki, które odbierają informacje z receptorów dotyku, ucisku, ruchu, drgania, temperatury i bólu rozmieszczonych w całym ciele. - Płat skroniowy jest odpowiedzialny za przetwarzanie informacji słuchowych. - W płacie potylicznym znajdują się ośrodki wzroku. ## Czy mózg jest zbudowany z szarych komórek? Mózg jest zbudowany z miliardów komórek nerwowych, które nie różnią się kolorem od pozostałych neuronów w naszym ciele. Określenie szare komórki najprawdopodobniej pochodzi od ułożenia neuronów w mózgu - ciała neuronów znajdują się po zewnętrznej stronie mózgu, a aksony są skupione wewnątrz, co stwarza obraz pęczka włókien nerwowych. W przekroju tworzą się zmienne się w ten sposób warstwy o różnym odcieniu. Zewnętrzna warstwa zbudowana z ciał komórek jest ciemniejsza od warstwy wewnętrznej. Nazywana jest istotą szarą. Pod nią znajduje się istota biała, którą tworzą włókna nerwowe ## Rdzeń kręgowy Rdzeń kręgowy znajduje się w kanale kręgowym kręgosłupa i ma kształt nieco spłaszczonego walca. Łączy się z mózgiem za pomocą pnia mózgu. Do głównych funkcji rdzenia kręgowego należą: - kontrola reakcji odruchowych zachodzących bez udziału naszej woli, np. odruchu kolanowego, - zapewnienie komunikacji między mózgowiem a obwodowym układem nerwowym. ### Budowa rdzenia kręgowego: - Nerwy rdzeniowe - Istota szara - Kanał środkowy ### W skrócie: - Do ośrodkowego układu nerwowego należą mózgowie i rdzeń kręgowy. - Mózgowie jest zbudowane z: - pnia mózgu, który jest odpowiedzialny za podstawowe funkcje życiowe, takie jak oddychanie, praca serca, regulacja ciśnienia krwi i temperatury ciała, - móżdżku uczestniczącego w koordynacji ruchowej organizmu, - mózgu, w którym zachodzi przetwarzanie informacji docierających tam z całego ciała i podejmowanie decyzji o odpowiednich reakcjach. - Rdzeń kręgowy znajduje się w kanale kręgowym kręgosłupa. Odpowiada on za kontrolę reakcji odruchowych oraz umożliwia komunikację między mózgowiem a obwodowym układem nerwowym. # Obwodowy układ nerwowy ## Zwróć uwagę na: - Budowę i funkcje obwodowego układu nerwowego - Zasady działania łuku odruchowego - Odruchy bezwarunkowe i warunkowe - Rolę odruchów warunkowych w procesie uczenia się. Wiesz już, że ośrodkowy układ nerwowy funkjonuje podobnie jak zarząd w firmie, czyli zawiaduje pracą całego organizmu. Aby mógł spełniać swoją funkcję, musi być zapewniona komunikacja między nim a poszczególnymi narządami naszego ciała. Zadanie to wykonuje obwodowy układ nerwowy. ## Budowa obwodowego układu nerwowego Obwodowy układ nerwowy jest zbudowany z nerwów. Są to pęczki włókien nerwowych ( aksonów lub dendrytów), które są chronione tkanką łączną. Nerwy biorą początek ze struktur ośrodkowego układu nerwowego. W zależności od tego, czy odchodzą od mózgowia, czy od rdzenia kręgowego, wyróżniamy kolejno: nerwy czaszkowe i nerwy rdzeniowe. ## Budowa nerwu Nerw to wiązka aksonów, dendrytów lub obu tych wypustek, przebiegająca poza ośrodkowym układem nerwowym. - Osłonka mielinowa - Akson - Zyla ## Funkcje obwodowego układu nerwowego Do głównych zadań obwodowego układu nerwowego należą: - przekazywanie informacji o bodźcu od receptorów, które odebrały bodziec, do ośrodkowego układu nerwowego. - przekazywanie informacji o reakcji na bodziec od ośrodkowego układu nerwowego do narządów wykonawczych. ## Czym są odruchy? Odruchy to reakcje organizmu, które zachodzą z udziałem obwodowego i ośrodkovego układu nerwowego, lecz bez udziału świadomości. Odruchy zachodzą bardzo szybko, gdyż droga, którą przebiega impuls nerwowy, jest dużo krótsza niż w przypadku reakcji świadomych. Dzięki nim możemy min. szybko odsunąć rękę od źródła wysokiej temperatury, uczestniczą także w wykonywaniu odruchów. ## Czym jest łuk odruchowy? Łuk odruchowy to droga, którą pokonuje impuls nerwowy od receptora do efektora. Obejmuje ona receptor. elementy obwodowego i ośrodkowego układu nerwowego oraz efektor, np. mięsień lub gruczoł. - **Receptor** - odbiera bodziec, np. receptor termiczny w skórze. - **Neuron czuciowy** - przewodzi impuls nerwowy z receptora do ośrodkowego układu nerwowego. - **Neuron pośredniczący** - znajduje się w rdzeniu kręgowym, przekazuje informację z neuronu czuciowego do neuronu ruchowego. - **Neuron ruchowy** - przewodzi impuls nerwowy od  ośrodkowego układu nerwowego do efektora. - **Efektor** ## Przebieg reakcji odruchowej 1. Receptor termiczny zlokalizowany w skórze palca odbiera bodziec w postaci wysokiej temperatury. 2. Informacja o zadziałaniu bodźca zostaje przekazana w postaci impulsu nerwowego przez neuron czuciowy do oiśrodkowego układu nerwowego 3. Obwodowy układ nerwowy 4. Neuron pośredniczący przekazuje impuls nerwowy do neuronu ruchowego. 5. Neuron ruchowy pobudza efektor - mięsień dwugłowy ramienia - do wykonania reakcji, czyli do skurczu. 6. Mięsień kurczy się, co powoduje ruch ręki, czyli odsuninęcie ręki od źródła wysokiej temperatury. ## Rodzaje odruchów Możemy podzielić odruchy na odruchy bezwarunkowe i odruchy warunkowe. ### Odruchy bezwarunkowe - Odruchy bezwarunkowe to reakcje wrodzone, które nie podlegają działaniu naszej woli ani modyfikacjom. - Występują u wszystkich przedstawicieli gatunku. - Odruchy takie działają automatycznie, bez udziału kory mózgu. W powstawaniu tych odruchów uczestniczą rdzeń kręgowy oraz inne ośrodki mózgowia. - Funkcją odruchów bezwarunkowych jest zachowanie podstawowych procesów życiowych oraz ochrona naszego zdrowia i życia. - Do odruchów bezwarunkowych należą m.in.: reakcja źrenicy na ilość wpadającego przez nią światła, kichanie, kaszel, odruch wymiotny, odruch ssania oraz wydzielanie śliny w wyniku obecności pokarmu w jamie ustnej. ### Odruchy warunkowe - Odruchy warunkowe mają charakter nabyty, uczony przy zaangażowaniu w ten proces ośrodków występujących w korze mózgu. - Nie są one dziedziczone i mogą podlegać zmianom. - Do odruchów tych zaliczamy m.in. złożone czynności, takie jak  jazda na rowerze czy prowadzenie samochodu. - Odruchy te nabywamy przez całe nasze życie. Ułatwiają nam one adaptację do warunków środowiska. ## Wyrób sobie odruch… uczenia się Odruchy mogą nam pomóc w nauce tylko niektórych umiejętności, takich jak jazda na rowerze czy gra na pianinie. Możemy też wyrobić w sobie odruch uczenia się, np. dzięki odrabianiu lekcji zawsze o określonej godzinie. ### Jak się uczyć? - Posługuj się wszystkimi swoimi zmysłami- dzięki temu osiągniesz lepsze rezultaty. - Wysypiaj się- mózg podczas snu utrwala nowe informacje. - Stosuj mnemotachniki - Rób częste powtórki i przerwy w nauce, dziel materiał na mniejsze partie - sprzyja to trwalszemu zapamiętywaniu. - Buduj pozytywne konteksty dla zapamiętywanych treści - Postaw na aktywność ### W skrócie: - Obwodowy układ nerwowy składa się z nerwów czaszkowych i nerwów rdzeniowych. - Odruch to automatyczna reakcja na bodziec, zachodząca bez udziału świadomości za pośrednictwem obwodowego i ośrodkowego układu nerwowego. - Łuk odruchowy to droga, którą impuls nerwowy przemierza od receptora do efektora, przez ośrodek nerwowy w ośrodkowym układzie nerwowym. - Odruchy bezwarunkowe są reakcjami wrodzonymi, niezmiennymi w ciągu życia, takimi samymi u wszystkich przedstawicieli gatunku. Zachodzą bez pośrednictwa kory mózgu. - Odruchy warunkowe są reakcjami nabytymi. Mogą zanikać lub być modyfikowane. Zachodzą za pośrednictwem kory mózgu. Ich zestaw jest indywidualny dla każdego osobnika.