Siapa yang pertama kali mengembangkan sel saraf? Perkembangan sistem saraf pusat dalam filo- dan entogenesis

Seperti diketahui, sistem saraf pertama kali muncul pada invertebrata multiseluler tingkat rendah. Munculnya sistem saraf merupakan tonggak utama dalam evolusi dunia hewan, dan dalam hal ini bahkan invertebrata multiseluler primitif pun secara kualitatif berbeda dari protozoa. Poin penting di sini adalah percepatan tajam konduksi eksitasi di jaringan saraf: di uprotoplasma, kecepatan konduksi eksitasi tidak melebihi 1-2 mikron per detik, tetapi bahkan dalam sistem saraf paling primitif, yang terdiri dari sel-sel saraf, adalah 0,5 meter per detik!

Sistem saraf terdapat pada organisme multiseluler tingkat rendah dalam bentuk yang sangat beragam: retikulat (misalnya pada hydra), cincin (ubur-ubur), radial (bintang laut) dan bilateral. Bentuk bilateral diwakili pada cacing pipih bagian bawah (usus) dan moluska primitif (chiton) hanya dengan jaringan yang terletak di dekat permukaan tubuh, tetapi beberapa tali memanjang dibedakan oleh perkembangan yang lebih kuat. Ketika sistem saraf berkembang secara progresif, ia tenggelam di bawah jaringan otot, dan tali memanjang menjadi lebih jelas, terutama di sisi ventral tubuh. Pada saat yang sama, ujung anterior tubuh menjadi semakin penting, kepala muncul (proses sefalisasi), dan dengan itu otak - akumulasi dan pemadatan elemen saraf di ujung anterior. Akhirnya, pada cacing tingkat tinggi, sistem saraf pusat sudah sepenuhnya memperoleh struktur khas “tangga saraf”, di mana otak terletak di atas saluran pencernaan dan dihubungkan oleh dua komisura simetris (“cincin periofaring”) dengan ganglia subfaring. terletak di sisi perut dan kemudian dengan batang saraf perut berpasangan. Elemen penting di sini adalah ganglia, itulah sebabnya mereka juga berbicara tentang sistem saraf ganglionik, atau “tangga ganglionik”. Pada beberapa perwakilan kelompok hewan ini (misalnya lintah), batang saraf menyatu begitu dekat sehingga diperoleh “rantai saraf”.

Serabut konduktif yang kuat berangkat dari ganglia, yang membentuk batang saraf. Dalam serat raksasa, impuls saraf dilakukan lebih cepat karena diameternya yang besar dan sejumlah kecil koneksi sinaptik (tempat kontak antara akson beberapa sel saraf dan dendrit serta badan sel sel lain). Adapun ganglia cephalic, yaitu. otak, kemudian mereka lebih berkembang pada hewan yang lebih aktif, yang juga memiliki sistem reseptor paling berkembang.

Asal usul dan evolusi sistem saraf ditentukan oleh kebutuhan untuk mengoordinasikan unit fungsional kualitas yang berbeda dari organisme multiseluler, menyelaraskan proses yang terjadi di berbagai bagiannya ketika berinteraksi dengan lingkungan eksternal, dan memastikan aktivitas organisme kompleks sebagai suatu sistem integral tunggal. Hanya pusat koordinasi dan pengorganisasian, seperti sistem saraf pusat, yang dapat memberikan fleksibilitas dan variabilitas respon tubuh dalam organisasi multiseluler.

Proses cephalisapia juga sangat penting dalam hal ini, yaitu. pemisahan ujung kepala organisme dan penampilan otak yang terkait. Hanya dengan adanya otak, “pengkodean” sinyal yang benar-benar terpusat yang datang dari pinggiran dan pembentukan “program” integral dari perilaku bawaan dapat dilakukan, belum lagi koordinasi tingkat tinggi dari semua aktivitas eksternal hewan.

Tentu saja, tingkat perkembangan mental tidak hanya bergantung pada struktur sistem saraf. Misalnya, rotifera, yang berkerabat dekat dengan Annelida, juga memiliki, seperti mereka, sistem saraf dan otak bilateral, serta saraf sensorik dan motorik khusus. Namun, sedikit berbeda dari ciliata dalam ukuran, penampilan dan gaya hidup, rotifera sangat mirip dengan perilakunya dan tidak menunjukkan kemampuan mental yang lebih tinggi daripada ciliata. Hal ini sekali lagi menunjukkan bahwa faktor utama dalam perkembangan aktivitas mental bukanlah struktur umum, tetapi kondisi kehidupan spesifik hewan, sifat hubungan dan interaksinya dengan lingkungan. Pada saat yang sama, contoh ini sekali lagi menunjukkan betapa hati-hatinya seseorang harus mendekati penilaian karakter “lebih tinggi” dan “lebih rendah” ketika membandingkan organisme yang menempati posisi filogenetik berbeda, khususnya ketika membandingkan protozoa dan invertebrata multiseluler.

Dalam evolusinya, sistem saraf telah mengalami beberapa tahap perkembangan yang menjadi titik balik dalam organisasi kualitatif aktivitasnya. Tahapan-tahapan ini berbeda dalam jumlah dan jenis formasi saraf, sinapsis, tanda-tanda spesialisasi fungsionalnya, dan dalam pembentukan kelompok neuron yang saling berhubungan berdasarkan fungsi yang sama. Ada tiga tahap utama organisasi struktural sistem saraf: difus, nodular, tubular.

Membaur Sistem saraf yang paling kuno, terdapat pada coelenterates (hydra). Sistem saraf seperti itu dicirikan oleh banyaknya koneksi antara elemen-elemen yang berdekatan, yang memungkinkan eksitasi menyebar dengan bebas ke seluruh jaringan saraf ke segala arah.

Jenis sistem saraf ini memberikan pertukaran yang luas dan dengan demikian keandalan fungsi yang lebih besar, namun reaksi ini tidak tepat dan tidak jelas.

Sentral jenis sistem saraf yang khas pada cacing, moluska, dan krustasea.

Hal ini ditandai dengan fakta bahwa koneksi sel-sel saraf diatur dengan cara tertentu, eksitasi melewati jalur yang ditentukan secara ketat. Organisasi sistem saraf ini ternyata lebih rentan. Kerusakan pada satu node menyebabkan disfungsi seluruh organisme secara keseluruhan, namun kualitasnya lebih cepat dan akurat.

Berbentuk tabung Sistem saraf merupakan ciri khas chordata; sistem ini mencakup ciri-ciri tipe difus dan nodular. Sistem saraf hewan tingkat tinggi mengambil yang terbaik: keandalan tinggi dari tipe difus, akurasi, lokalitas, kecepatan pengorganisasian reaksi tipe nodal.

Peran utama sistem saraf

Pada tahap pertama perkembangan dunia makhluk hidup, interaksi antara organisme paling sederhana dilakukan melalui lingkungan perairan lautan primitif, tempat masuknya zat-zat kimia yang dilepaskannya. Bentuk interaksi tertua pertama antara sel-sel organisme multiseluler adalah interaksi kimia melalui produk metabolisme yang masuk ke dalam cairan tubuh. Produk metabolisme, atau metabolit, adalah produk pemecahan protein, karbon dioksida, dll. Ini adalah transmisi pengaruh humoral, mekanisme korelasi humoral, atau hubungan antar organ.

Hubungan humoral dicirikan oleh ciri-ciri berikut:

kurangnya alamat pasti tujuan pengiriman zat kimia yang masuk ke dalam darah atau cairan tubuh lainnya;
bahan kimia tersebut menyebar secara perlahan;
bahan kimia tersebut bekerja dalam jumlah kecil dan biasanya dengan cepat dipecah atau dihilangkan dari tubuh.

Hubungan humoral adalah hal yang umum di dunia hewan dan tumbuhan. Pada tahap tertentu dalam perkembangan dunia hewan, sehubungan dengan munculnya sistem saraf, terbentuklah suatu bentuk koneksi dan regulasi saraf baru, yang secara kualitatif membedakan dunia hewan dari dunia tumbuhan. Semakin tinggi perkembangan suatu organisme hewan, semakin besar pula peran interaksi organ-organ melalui sistem saraf yang disebut refleks. Pada organisme hidup tingkat tinggi, sistem saraf mengatur hubungan humoral. Berbeda dengan hubungan humoral, hubungan saraf memiliki arah yang tepat ke organ tertentu dan bahkan sekelompok sel; komunikasi dilakukan ratusan kali lebih cepat dibandingkan kecepatan pendistribusian bahan kimia. Peralihan dari hubungan humoral ke hubungan saraf tidak disertai dengan rusaknya hubungan humoral antar sel-sel tubuh, tetapi dengan subordinasi hubungan saraf dan munculnya hubungan neurohumoral.

Pada tahap perkembangan makhluk hidup selanjutnya, muncul organ khusus - kelenjar, tempat hormon diproduksi, terbentuk dari zat makanan yang masuk ke dalam tubuh. Fungsi utama sistem saraf adalah mengatur aktivitas masing-masing organ satu sama lain, dan berinteraksi dengan tubuh secara keseluruhan dengan lingkungan luarnya. Setiap dampak lingkungan luar terhadap tubuh muncul, pertama-tama, pada reseptor (organ indera) dan dilakukan melalui perubahan yang disebabkan oleh lingkungan luar dan sistem saraf. Seraya sistem saraf berkembang, bagian tertingginya—belahan otak—menjadi “pengelola dan penyalur seluruh aktivitas tubuh”.

Struktur sistem saraf

Sistem saraf dibentuk oleh jaringan saraf yang jumlahnya sangat banyak neuron- sel saraf dengan proses.

Sistem saraf secara kondisional dibagi menjadi pusat dan perifer.

sistem syaraf pusat termasuk otak dan sumsum tulang belakang, dan sistem saraf perifer- saraf memanjang dari mereka.

Otak dan sumsum tulang belakang adalah kumpulan neuron. Pada penampang otak, materi putih dan abu-abu dibedakan. Materi abu-abu terdiri dari sel-sel saraf, dan materi putih terdiri dari serabut saraf, yang merupakan proses sel saraf. Di berbagai bagian sistem saraf pusat, lokasi materi putih dan abu-abu berbeda. Di sumsum tulang belakang, materi abu-abu terletak di dalam, dan materi putih di luar, tetapi di otak (belahan otak, otak kecil), sebaliknya, materi abu-abu di luar, materi putih di dalam. Di berbagai bagian otak terdapat kelompok sel saraf terpisah (materi abu-abu) yang terletak di dalam materi putih - kernel. Kelompok sel saraf juga terletak di luar sistem saraf pusat. Mereka dipanggil node dan termasuk dalam sistem saraf tepi.

Aktivitas refleks sistem saraf

Bentuk utama aktivitas sistem saraf adalah refleks. Refleks- reaksi tubuh terhadap perubahan lingkungan internal atau eksternal, dilakukan dengan partisipasi sistem saraf pusat sebagai respons terhadap iritasi reseptor.

Dengan iritasi apa pun, eksitasi dari reseptor ditransmisikan sepanjang serabut saraf sentripetal ke sistem saraf pusat, dari mana, melalui interneuron sepanjang serat sentrifugal, ia berpindah ke pinggiran ke organ tertentu, yang aktivitasnya berubah. Seluruh jalur melalui sistem saraf pusat menuju organ kerja disebut busur refleks biasanya dibentuk oleh tiga neuron: sensorik, interkalar dan motorik. Refleks adalah tindakan kompleks yang melibatkan lebih banyak neuron. Eksitasi, memasuki sistem saraf pusat, menyebar ke banyak bagian sumsum tulang belakang dan mencapai otak. Akibat interaksi banyak neuron, tubuh bereaksi terhadap iritasi.

Sumsum tulang belakang

Sumsum tulang belakang- tali pusat dengan panjang sekitar 45 cm, diameter 1 cm, terletak di saluran tulang belakang, ditutupi dengan tiga meningen: dura, arachnoid dan lunak (pembuluh darah).

Sumsum tulang belakang Terletak di kanal tulang belakang dan merupakan tali pusat yang di bagian atas masuk ke medula oblongata dan di bagian bawah berakhir setinggi vertebra lumbalis kedua. Sumsum tulang belakang terdiri dari materi abu-abu yang mengandung sel-sel saraf dan materi putih yang terdiri dari serabut saraf. Materi abu-abu terletak di dalam sumsum tulang belakang dan dikelilingi oleh materi putih di semua sisi.

Pada penampang materi abu-abu menyerupai huruf H. Ini membedakan tanduk anterior dan posterior, serta palang penghubung, di tengahnya terdapat saluran sempit sumsum tulang belakang yang berisi cairan serebrospinal. Di daerah dada terdapat tanduk lateral. Mereka berisi badan neuron yang mempersarafi organ dalam. Materi putih sumsum tulang belakang dibentuk oleh proses saraf. Proses pendek menghubungkan bagian sumsum tulang belakang, dan proses panjang membentuk alat konduktif hubungan bilateral dengan otak.

Sumsum tulang belakang memiliki dua penebalan - serviks dan pinggang, dari mana saraf meluas ke ekstremitas atas dan bawah. 31 pasang saraf tulang belakang muncul dari sumsum tulang belakang. Setiap saraf dimulai dari sumsum tulang belakang dengan dua akar - anterior dan posterior. Akar belakang - peka terdiri dari proses neuron sentripetal. Tubuh mereka terletak di ganglia tulang belakang. Akar anterior - motor- adalah proses neuron sentrifugal yang terletak di materi abu-abu sumsum tulang belakang. Sebagai hasil perpaduan akar anterior dan posterior, terbentuklah saraf tulang belakang campuran. Sumsum tulang belakang berisi pusat-pusat yang mengatur tindakan refleks paling sederhana. Fungsi utama sumsum tulang belakang adalah aktivitas refleks dan konduksi eksitasi.

Sumsum tulang belakang manusia mengandung pusat refleks untuk otot-otot ekstremitas atas dan bawah, berkeringat dan buang air kecil. Fungsi eksitasi adalah impuls dari otak ke seluruh area tubuh dan punggung melewati sumsum tulang belakang. Impuls sentrifugal dari organ (kulit, otot) disalurkan melalui jalur menaik ke otak. Sepanjang jalur menurun, impuls sentrifugal disalurkan dari otak ke sumsum tulang belakang, lalu ke perifer, ke organ. Ketika jalur tersebut rusak, terjadi hilangnya kepekaan di berbagai bagian tubuh, pelanggaran kontraksi otot sukarela dan kemampuan bergerak.

Evolusi otak vertebrata

Pembentukan sistem saraf pusat berupa tabung saraf pertama kali muncul pada chordata. kamu chordata yang lebih rendah tabung saraf bertahan sepanjang hidup, lebih tinggi- vertebrata - pada tahap embrio, pelat saraf terbentuk di sisi punggung, yang tenggelam di bawah kulit dan terlipat menjadi tabung. Pada tahap perkembangan embrio, tabung saraf membentuk tiga pembengkakan di bagian anterior - tiga vesikel otak, dari mana bagian otak berkembang: vesikel anterior memberi otak depan dan diensefalon, vesikel tengah berubah menjadi otak tengah, vesikel posterior membentuk otak kecil dan medula oblongata. Kelima wilayah otak ini merupakan ciri khas semua vertebrata.

Untuk vertebrata tingkat rendah- ikan dan amfibi - ditandai dengan dominasi otak tengah dibandingkan bagian lain. kamu amfibi Otak depan agak membesar dan lapisan tipis sel saraf terbentuk di atap belahan otak - kubah medula primer, korteks kuno. kamu reptil Otak depan meningkat secara signifikan karena akumulasi sel-sel saraf. Sebagian besar atap belahan bumi ditempati oleh korteks purba. Untuk pertama kalinya pada reptil, dasar korteks baru muncul. Belahan otak depan menjalar ke bagian lain, akibatnya terbentuk tikungan di daerah diencephalon. Dimulai pada reptil purba, belahan otak menjadi bagian terbesar dari otak.

Dalam struktur otak burung dan reptil banyak kesamaan. Di atap otak terdapat korteks primer, otak tengah berkembang dengan baik. Namun, pada burung, dibandingkan reptil, massa otak total dan ukuran relatif otak depan meningkat. Otak kecil berukuran besar dan memiliki struktur terlipat. kamu mamalia otak depan mencapai ukuran dan kompleksitas terbesarnya. Sebagian besar materi otak terdiri dari neokorteks, yang berfungsi sebagai pusat aktivitas saraf yang lebih tinggi. Bagian tengah dan tengah otak mamalia berukuran kecil. Belahan otak depan yang membesar menutupi dan menghancurkannya. Beberapa mamalia memiliki otak halus tanpa lekukan atau lekukan, tetapi sebagian besar mamalia memiliki lekukan dan lekukan di korteks serebral. Munculnya alur dan konvolusi terjadi akibat pertumbuhan otak dengan dimensi tengkorak yang terbatas. Pertumbuhan lebih lanjut dari korteks menyebabkan munculnya lipatan dalam bentuk alur dan lilitan.

Otak

Jika sumsum tulang belakang pada semua vertebrata berkembang kurang lebih sama, maka otak berbeda secara signifikan dalam ukuran dan kompleksitas struktur pada hewan yang berbeda. Otak depan mengalami perubahan yang sangat dramatis selama evolusi. Pada vertebrata tingkat rendah, otak depan kurang berkembang. Pada ikan, itu diwakili oleh lobus penciuman dan inti materi abu-abu di ketebalan otak. Perkembangan otak depan yang intensif dikaitkan dengan kemunculan hewan di darat. Ini berdiferensiasi menjadi diencephalon dan dua belahan simetris, yang disebut telencephalon. Materi abu-abu di permukaan otak depan (korteks) pertama kali muncul pada reptil, berkembang lebih lanjut pada burung dan khususnya pada mamalia. Belahan otak depan menjadi sangat besar hanya pada burung dan mamalia. Yang terakhir, mereka menutupi hampir seluruh bagian otak lainnya.

Otak terletak di rongga tengkorak. Ini termasuk batang otak dan telencephalon (korteks serebral).

Batang otak terdiri dari medula oblongata, pons, otak tengah, dan diensefalon.

Sumsum belakang merupakan kelanjutan langsung dari sumsum tulang belakang dan, berkembang, masuk ke otak belakang. Ini pada dasarnya mempertahankan bentuk dan struktur sumsum tulang belakang. Dalam ketebalan medula oblongata terdapat akumulasi materi abu-abu - inti saraf kranial. Poros belakang termasuk otak kecil dan pons. Otak kecil terletak di atas medula oblongata dan memiliki struktur yang kompleks. Di permukaan belahan otak kecil, materi abu-abu membentuk korteks, dan di dalam otak kecil - intinya. Seperti medula oblongata tulang belakang, ia melakukan dua fungsi: refleks dan konduktif. Namun, refleks medula oblongata lebih kompleks. Hal ini tercermin dari pentingnya pengaturan aktivitas jantung, kondisi pembuluh darah, pernapasan, dan keringat. Pusat dari semua fungsi ini terletak di medula oblongata. Berikut adalah pusat mengunyah, menghisap, menelan, air liur dan cairan lambung. Meskipun ukurannya kecil (2,5–3 cm), medula oblongata merupakan bagian penting dari sistem saraf pusat. Kerusakannya dapat menyebabkan kematian akibat terhentinya pernafasan dan aktivitas jantung. Fungsi konduktif medula oblongata dan pons adalah untuk mengirimkan impuls dari sumsum tulang belakang ke otak dan punggung.

DI DALAM otak tengah pusat penglihatan dan pendengaran utama (subkortikal) berada, yang melakukan reaksi orientasi refleksif terhadap rangsangan cahaya dan suara. Reaksi-reaksi tersebut diekspresikan dalam berbagai gerakan batang tubuh, kepala dan mata terhadap rangsangan. Otak tengah terdiri dari tangkai serebral dan quadrigeminalis. Otak tengah mengatur dan mendistribusikan nada (ketegangan) otot rangka.

Diensefalon terdiri dari dua departemen - talamus dan hipotalamus, yang masing-masing terdiri dari sejumlah besar inti daerah talamus visual dan subtalamus. Melalui thalamus visual, impuls sentripetal ditransmisikan ke korteks serebral dari seluruh reseptor tubuh. Tidak ada satu pun impuls sentripetal, dari mana pun asalnya, yang dapat melewati korteks, melewati bukit visual. Jadi, melalui diencephalon, semua reseptor berkomunikasi dengan korteks serebral. Di daerah subtuberkulosis terdapat pusat yang mempengaruhi metabolisme, termoregulasi dan kelenjar endokrin.

Otak kecil terletak di belakang medula oblongata. Terdiri dari materi abu-abu dan putih. Namun, tidak seperti sumsum tulang belakang dan batang otak, materi abu-abu - korteks - terletak di permukaan otak kecil, dan materi putih terletak di dalam, di bawah korteks. Otak kecil mengoordinasikan gerakan, menjadikannya jelas dan halus, berperan penting dalam menjaga keseimbangan tubuh dalam ruang, dan juga mempengaruhi tonus otot. Ketika otak kecil rusak, seseorang mengalami penurunan tonus otot, gangguan gerak dan perubahan gaya berjalan, bicara melambat, dll. Namun, setelah beberapa waktu, gerakan dan tonus otot pulih karena fakta bahwa bagian sistem saraf pusat yang utuh mengambil alih fungsi otak kecil.

Belahan otak besar- bagian otak terbesar dan paling berkembang. Pada manusia, mereka membentuk sebagian besar otak dan ditutupi dengan korteks di seluruh permukaannya. Materi abu-abu menutupi bagian luar belahan otak dan membentuk korteks serebral. Korteks serebral manusia memiliki ketebalan 2 hingga 4 mm dan terdiri dari 6–8 lapisan yang dibentuk oleh 14–16 miliar sel, berbeda bentuk, ukuran dan fungsinya. Di bawah korteks terdapat zat putih. Ini terdiri dari serabut saraf yang menghubungkan korteks dengan bagian bawah sistem saraf pusat dan masing-masing lobus belahan otak.

Korteks serebral memiliki lilitan yang dipisahkan oleh alur, yang secara signifikan meningkatkan permukaannya. Tiga alur terdalam membagi belahan menjadi lobus. Setiap belahan bumi memiliki empat lobus: frontal, parietal, temporal, oksipital. Eksitasi reseptor yang berbeda memasuki area persepsi yang sesuai di korteks, yang disebut zona, dan dari sini mereka ditransmisikan ke organ tertentu, mendorongnya untuk bertindak. Zona berikut dibedakan di korteks. Zona pendengaran terletak di lobus temporal, menerima impuls dari reseptor pendengaran.

Daerah visual terletak di daerah oksipital. Impuls dari reseptor mata tiba di sini.

Zona penciuman terletak di permukaan bagian dalam lobus temporal dan berhubungan dengan reseptor di rongga hidung.

Sensorik-motorik zona ini terletak di lobus frontal dan parietal. Zona ini berisi pusat-pusat utama pergerakan kaki, batang tubuh, lengan, leher, lidah dan bibir. Di sinilah letak pusat pembicaraan.

Belahan otak adalah divisi tertinggi dari sistem saraf pusat, yang mengontrol fungsi semua organ mamalia. Pentingnya belahan otak pada manusia juga terletak pada kenyataan bahwa belahan otak mewakili dasar material aktivitas mental. I.P. Pavlov menunjukkan bahwa aktivitas mental didasarkan pada proses fisiologis yang terjadi di korteks serebral. Berpikir dikaitkan dengan aktivitas seluruh korteks serebral, dan bukan hanya dengan fungsi masing-masing area.

Departemen otak	Fungsi
Sumsum belakang	Konduktor	Koneksi antara tulang belakang dan bagian otak di atasnya.
Sumsum belakang	Refleks	Pengaturan aktivitas sistem pernapasan, kardiovaskular, pencernaan: refleks makanan, refleks air liur dan menelan; refleks pelindung: bersin, berkedip, batuk, muntah.
pons	Konduktor	Menghubungkan belahan otak kecil satu sama lain dan ke korteks serebral.
Otak kecil	Koordinasi	Koordinasi gerakan sukarela dan menjaga posisi tubuh dalam ruang. Pengaturan tonus dan keseimbangan otot
Otak tengah	Konduktor	Perkiraan refleks terhadap rangsangan visual dan suara ( memutar kepala dan badan).
Otak tengah	Refleks	Pengaturan tonus otot dan postur tubuh; koordinasi tindakan motorik yang kompleks ( gerakan jari dan tangan) dll.
Diensefalon	talamus pengumpulan dan evaluasi informasi yang masuk dari indera, transmisi informasi terpenting ke korteks serebral; pengaturan perilaku emosional, sensasi nyeri. hipotalamus mengontrol fungsi kelenjar endokrin, sistem kardiovaskular, metabolisme ( haus, lapar), suhu tubuh, tidur dan terjaga; memberi perilaku konotasi emosional ( ketakutan, kemarahan, kesenangan, ketidakpuasan)

Korteks serebral

Permukaan korteks serebral pada manusia ukurannya sekitar 1500 cm 2, jauh lebih besar dari permukaan bagian dalam tengkorak. Permukaan korteks yang besar ini terbentuk karena perkembangan sejumlah besar alur dan lilitan, akibatnya sebagian besar korteks (sekitar 70%) terkonsentrasi di alur tersebut. Alur terbesar di belahan otak adalah pusat, yang melintasi kedua belahan bumi, dan sementara, memisahkan lobus temporal dari yang lain. Korteks serebral, meskipun ketebalannya kecil (1,5–3 mm), memiliki struktur yang sangat kompleks. Ia memiliki enam lapisan utama, yang berbeda dalam struktur, bentuk dan ukuran neuron dan koneksi. Korteks berisi pusat semua sistem sensorik (reseptor), perwakilan semua organ dan bagian tubuh. Dalam hal ini, impuls saraf sentripetal dari seluruh organ dalam atau bagian tubuh mendekati korteks, dan dapat mengontrol kerjanya. Refleks-refleks terkondisi ditutup melalui korteks serebral, yang melaluinya tubuh secara konstan, sepanjang hidup, beradaptasi dengan sangat akurat terhadap perubahan kondisi keberadaan, terhadap lingkungan.

6.Fungsi sistem saraf- memberikan respon tubuh sebagai respon terhadap pengaruh lingkungan luar berupa refleks.

Pertama membaur sistem saraf muncul pada tipe Coelenterata. Ini diwakili oleh sel-sel saraf dari lapisan luar tubuh, yang terletak di seluruh tubuh dan saling berhubungan melalui proses.

Perkembangan lebih lanjut dari sistem saraf dikaitkan dengan transisi dari simetri radial ke bilateral dan terdiri dari konsentrasi sel saraf di berbagai bagian tubuh.

Sistem saraf yang parah pada cacing pipih diwakili oleh ganglia saraf kepala berpasangan dan tali saraf yang memanjang darinya. Pada cacing gelang, cincin saraf peripharyngeal dengan ganglia subpharyngeal dan suprapharyngeal serta tali berpasangan yang memanjang darinya sudah muncul.

Tali saraf ventral pada Annelida dibentuk oleh ganglion saraf di bagian kepala dan dua tali saraf memanjang darinya, membentang di sepanjang sisi perut. Di setiap segmen, ganglia saraf berpasangan terletak di tali saraf. Pada arthropoda, ada peningkatan lebih lanjut dari ganglia saraf di daerah kepala (sefalisasi) dan fusi ganglia saraf ketika segmen bergabung.

Sistem saraf nodular yang tersebar pada moluska diwakili oleh tiga atau lima pasang ganglia saraf yang terletak di berbagai bagian tubuh dan dihubungkan dengan tali.

Tabung saraf- sejenis karakteristik sistem saraf chordata. Di tanpa tengkorak (kelas Lancelet) Sistem saraf pusat diwakili oleh sebuah tabung yang mempertahankan fungsi organ indera, karena mengandung sel peka cahaya (mata Hesse). Di dalam tabung saraf ada rongga - neurocoel. Pada bagian depan tabung terdapat perpanjangan (dasar otak), dan rongganya dianalogikan dengan ventrikel otak. Sistem saraf tepi dibentuk oleh saraf yang berangkat.

Pada vertebrata Selama entogenesis, tiga vesikel otak terbentuk. Dari kandung kemih anterior berkembang otak depan dan diensefalon, kandung kemih tengah berkembang menjadi otak tengah, dan kandung kemih posterior membentuk otak kecil dan medula oblongata. Sistem saraf pusat diwakili oleh otak dan sumsum tulang belakang. Ada diferensiasi materi abu-abu dan putih.

Dalam siklostom otak kurang berkembang, kelima bagiannya terletak pada bidang yang sama. Sistem saraf tepi diwakili oleh 10 pasang saraf kranial dan saraf tulang belakang.

Pada ikan diferensiasi otak terjadi. Otak depan kurang berkembang, namun lobus optik otak tengah dan otak kecil berkembang dengan baik. Terdapat tikungan di otak tengah, 10 pasang saraf kranial.

Pada amfibi Otak depan berkembang dengan baik, yang terbagi menjadi dua belahan. Materi abu-abu muncul, membentuk kubah medula primer. Saraf kranial berjumlah 10 pasang. Sistem saraf simpatik dan organ sensorik berkembang dengan baik.

Pada reptil Terjadi perkembangan progresif pada bagian-bagian otak, pembesaran belahan otak dan kubah serebral, serta pembentukan kubah serebral sekunder. Dasar korteks muncul di permukaan hemisfer, otak kecil membesar, dan terdapat lengkungan pada medula oblongata dan otak tengah. Untuk pertama kalinya, 12 pasang saraf kranial muncul dari otak.

Pada burung Pembesaran belahan otak dan lobus optik terus berlanjut, begitu pula perkembangan otak kecil dan korteks serebral. Mereka memiliki 12 pasang saraf kranial.

3.1. Asal dan fungsi sistem saraf.

Sistem saraf pada semua hewan berasal dari ektodermal. Ia melakukan fungsi-fungsi berikut:

Komunikasi organisme dengan lingkungan (persepsi, penularan iritasi dan respon terhadap iritasi);

Keterhubungan seluruh organ dan sistem organ menjadi satu kesatuan;

Sistem saraf mendasari terbentuknya aktivitas saraf yang lebih tinggi.

3.2. Evolusi sistem saraf pada hewan invertebrata.

Sistem saraf pertama kali muncul pada coelenterates dan telah tipe difus atau retikuler sistem saraf, yaitu Sistem saraf adalah jaringan sel-sel saraf yang tersebar di seluruh tubuh dan saling berhubungan melalui proses halus. Strukturnya khas pada hydra, tetapi sudah pada ubur-ubur dan polip, gugusan sel saraf muncul di tempat tertentu (dekat mulut, di sepanjang tepi payung), gugusan sel saraf ini merupakan cikal bakal organ indera.

Selanjutnya, evolusi sistem saraf mengikuti jalur konsentrasi sel-sel saraf di tempat-tempat tertentu di tubuh, yaitu. sepanjang jalur pembentukan simpul saraf (ganglia). Node-node ini terutama muncul di tempat sel-sel yang merasakan iritasi dari lingkungan berada. Jadi, dengan simetri radial, sistem saraf tipe radial muncul, dan dengan simetri bilateral, konsentrasi ganglia saraf terjadi di ujung anterior tubuh. Batang saraf berpasangan yang memanjang di sepanjang tubuh memanjang dari simpul kepala. Sistem saraf jenis ini disebut batang ganglionik.

Sistem saraf jenis ini memiliki struktur yang khas pada cacing pipih, yaitu. di ujung anterior tubuh terdapat ganglia berpasangan, dari mana serabut saraf dan organ sensorik memanjang ke depan, dan batang saraf membentang di sepanjang tubuh.

Pada cacing gelang, ganglia sefalik bergabung menjadi cincin saraf perifaring, dari mana batang saraf juga memanjang ke seluruh tubuh.

Pada Annelida, rantai saraf terbentuk, mis. Node saraf berpasangan independen terbentuk di setiap segmen. Semuanya dihubungkan oleh untaian memanjang dan melintang. Akibatnya, sistem saraf memperoleh struktur seperti tangga. Seringkali kedua rantai saling mendekat, menghubungkan sepanjang bagian tengah tubuh menjadi rantai saraf perut yang tidak berpasangan.

Arthropoda memiliki jenis sistem saraf yang sama, tetapi jumlah ganglia saraf berkurang dan ukurannya bertambah, terutama di kepala atau sefalotoraks, yaitu. proses sefalisasi sedang berlangsung.

Pada moluska, sistem saraf diwakili oleh simpul-simpul di berbagai bagian tubuh, dihubungkan satu sama lain melalui tali dan saraf yang memanjang dari simpul tersebut. Gastropoda memiliki nodus pedal, serebral, dan pleura-visceral; di bivalvia – pedal dan pleura-visceral; pada cephalopoda - ganglia saraf pleura-visceral dan serebral. Akumulasi jaringan saraf diamati di sekitar faring cephalopoda.

3.3. Evolusi sistem saraf pada chordata.

Sistem saraf chordata diwakili oleh tabung saraf, yang berdiferensiasi menjadi otak dan sumsum tulang belakang.

Pada chordata bawah, tabung saraf tampak seperti tabung berongga (neurocoel) dengan saraf yang memanjang dari tabung tersebut. Di lancelet, ekspansi kecil terbentuk di bagian kepala - dasar otak. Perluasan ini disebut ventrikel.

Pada chordata tingkat tinggi, tiga pembengkakan terbentuk di ujung anterior tabung saraf: vesikel anterior, tengah, dan posterior. Dari vesikel serebral pertama, otak depan dan diencephalon kemudian terbentuk, dari vesikel serebral tengah - mesencephalon, dari posterior - otak kecil dan medula oblongata, yang masuk ke sumsum tulang belakang.

Pada semua kelas hewan vertebrata, otak terdiri dari 5 bagian (anterior, intermediet, tengah, posterior, dan medula), namun derajat perkembangannya tidak sama pada hewan dari kelas yang berbeda.

Jadi, pada siklostom, seluruh bagian otak terletak satu demi satu pada bidang horizontal. Medula oblongata langsung masuk ke sumsum tulang belakang dengan kanal sentral di nutria.

Pada ikan, otak lebih terdiferensiasi dibandingkan dengan siklostom. Volume otak depan meningkat, terutama pada ikan paru-paru, namun otak depan belum terbagi menjadi belahan dan secara fungsional berfungsi sebagai pusat penciuman tertinggi. Atap otak depan tipis, hanya terdiri dari sel epitel dan tidak mengandung jaringan saraf. Di diensefalon, yang menghubungkan kelenjar pineal dan kelenjar pituitari, terdapat hipotalamus, yang merupakan pusat sistem endokrin. Yang paling berkembang pada ikan adalah otak tengah. Lobus optik terekspresikan dengan baik di dalamnya. Di wilayah otak tengah terdapat lekukan yang merupakan ciri khas semua vertebrata tingkat tinggi. Selain itu, otak tengah merupakan pusat analisis. Otak kecil, yang merupakan bagian dari otak belakang, berkembang dengan baik karena rumitnya pergerakan pada ikan. Merupakan pusat koordinasi gerak, ukurannya bervariasi tergantung aktivitas pergerakan berbagai spesies ikan. Medula oblongata menyediakan komunikasi antara bagian otak yang lebih tinggi dan sumsum tulang belakang dan berisi pusat pernapasan dan sirkulasi.

10 pasang saraf kranial muncul dari otak ikan.

Jenis otak ini, yang pusat integrasi tertingginya adalah otak tengah, disebut ichthyopsid.

Pada amfibi, sistem saraf dalam strukturnya mirip dengan sistem saraf ikan paru-paru, tetapi dibedakan oleh perkembangan yang signifikan dan pemisahan lengkap belahan memanjang berpasangan, serta perkembangan otak kecil yang lemah, yang disebabkan oleh rendahnya mobilitas amfibi. dan monotonnya gerakan mereka. Tetapi amfibi mengembangkan atap untuk otak depan, yang disebut kubah medula primer - archipallium. Jumlah saraf kranial, seperti pada ikan, adalah sepuluh. Dan jenis otaknya sama yaitu. ichthyopsid.

Jadi, semua anamnia (siklostom, ikan, dan amfibi) memiliki tipe otak ichthyopsid.

Pada struktur otak reptil yang termasuk dalam vertebrata tingkat tinggi, yaitu. bagi amniota, ciri-ciri organisasi progresif diungkapkan dengan jelas. Belahan otak depan memiliki dominasi yang signifikan dibandingkan bagian otak lainnya. Di dasarnya terdapat akumulasi besar sel saraf - striatum. Pulau-pulau korteks lama, archicortex, muncul di sisi lateral dan medial setiap belahan bumi. Ukuran otak tengah mengecil dan kehilangan arti pentingnya sebagai pusat penggerak. Bagian bawah otak depan menjadi pusat analisis, yaitu. tubuh bergaris. Jenis otak ini disebut sauropsid atau striatal. Otak kecil bertambah besar karena variasi gerakan reptil. Medula oblongata membentuk tikungan tajam, ciri khas semua amniota. Ada 12 pasang saraf kranial yang keluar dari otak.

Jenis otak yang sama merupakan ciri khas burung, tetapi dengan beberapa ciri. Belahan otak depan relatif besar. Lobus penciuman pada burung kurang berkembang, yang menunjukkan peran penciuman dalam kehidupan burung. Sebaliknya, otak tengah diwakili oleh lobus optik yang besar. Otak kecil berkembang dengan baik, 12 pasang saraf muncul dari otak.

Otak pada mamalia mencapai perkembangan maksimalnya. Belahannya sangat besar sehingga menutupi otak tengah dan otak kecil. Korteks serebral berkembang secara khusus, luasnya meningkat karena lilitan dan alur. Korteks memiliki struktur yang sangat kompleks dan disebut korteks baru - neokorteks. Kubah medula sekunder, neopallium, muncul. Lobus penciuman besar terletak di depan belahan otak. Diencephalon, seperti kelas lainnya, meliputi kelenjar pineal, kelenjar pituitari, dan hipotalamus. Otak tengah relatif kecil, terdiri dari empat tuberkel - segi empat. Korteks anterior terhubung dengan penganalisa visual, bagian posterior dengan penganalisis pendengaran. Seiring dengan otak depan, otak kecil mengalami kemajuan pesat. Ada 12 pasang saraf kranial yang keluar dari otak. Pusat analisisnya adalah korteks serebral. Jenis otak ini disebut mammae.

3.4. Anomali dan malformasi sistem saraf pada manusia.

1. acephaly- tidak adanya otak, kubah, tengkorak dan kerangka wajah; kelainan ini berhubungan dengan keterbelakangan tabung saraf anterior dan dikombinasikan dengan cacat pada sumsum tulang belakang, tulang, dan organ dalam.

2. Anensefali- tidak adanya belahan otak dan atap tengkorak dengan keterbelakangan batang otak dan dikombinasikan dengan cacat perkembangan lainnya. Patologi ini disebabkan oleh tidak tertutupnya (disraphism) kepala tabung saraf. Dalam hal ini, tulang atap tengkorak tidak berkembang, dan tulang pangkal tengkorak menunjukkan berbagai anomali. Anencephaly tidak sesuai dengan kehidupan, frekuensi rata-rata 1/1500, dan lebih sering terjadi pada janin perempuan.

3. Atelencephaly– terhentinya perkembangan (heterokroni) bagian anterior tabung saraf pada tahap tiga vesikel. Akibatnya belahan otak dan inti subkortikal tidak terbentuk.

4. Prosencephaly– telencephalon dipisahkan oleh alur memanjang, tetapi secara mendalam kedua belahan otak tetap terhubung satu sama lain.

5. Holoprosencephaly– telencephalon tidak terbagi menjadi belahan dan tampak seperti belahan dengan rongga tunggal (ventrikel).

6. Prosencephaly alobar– pembelahan telencephalon hanya di bagian posterior, dan lobus frontal tetap tidak terbagi.

7. Aplasia atau hipoplasia corpus callosum– tidak adanya komisura kompleks otak seluruhnya atau sebagian, mis. Corpus callosum.

8. Hidroensefalus- atrofi belahan otak dalam kombinasi dengan hidrosefalus.

9. Agiriya- tidak adanya alur dan konvolusi (otak halus) pada belahan otak.

10. Mikrogyria- pengurangan jumlah dan volume alur.

11. Hidrosefalus bawaan- Tersumbatnya sebagian sistem ventrikel otak dan keluarannya, hal ini disebabkan oleh kelainan primer pada perkembangan sistem saraf.

12. Spina bifida- cacat pada penutupan dan pemisahan tabung saraf tulang belakang dari ektoderm kulit. Kadang-kadang anomali ini disertai dengan diplomyelia, di mana sumsum tulang belakang terbagi sepanjang tertentu menjadi dua bagian, masing-masing memiliki relung sentralnya sendiri.

13. Iniensefalus- anomali langka yang tidak sesuai dengan kehidupan, lebih sering terjadi pada janin wanita. Ini adalah kelainan besar pada bagian belakang kepala dan otak. Kepala diputar sehingga wajah menghadap ke atas. Di bagian punggung, kulit kepala berlanjut ke kulit daerah lumbodorsal atau sakral.

Sistem saraf pada semua hewan berasal dari ektodermal. Ia melakukan fungsi-fungsi berikut: hubungan organisme dengan lingkungan (persepsi, penularan iritasi dan respon terhadap iritasi); keterhubungan seluruh organ dan sistem organ menjadi satu kesatuan; Sistem saraf mendasari terbentuknya aktivitas saraf yang lebih tinggi.

Evolusi sistem saraf pada hewan invertebrata. Sistem saraf pertama kali muncul pada coelenterates dan telah tipe difus atau retikuler sistem saraf, yaitu Sistem saraf adalah jaringan sel-sel saraf yang tersebar di seluruh tubuh dan saling berhubungan melalui proses halus. Strukturnya khas pada hydra, tetapi sudah pada ubur-ubur dan polip, gugusan sel saraf muncul di tempat tertentu (dekat mulut, di sepanjang tepi payung), gugusan sel saraf ini merupakan cikal bakal organ indera. Selanjutnya, evolusi sistem saraf mengikuti jalur konsentrasi sel-sel saraf di tempat-tempat tertentu di tubuh, yaitu. sepanjang jalur pembentukan simpul saraf (ganglia). Node-node ini terutama muncul di tempat sel-sel yang merasakan iritasi dari lingkungan berada. Jadi, dengan simetri radial, sistem saraf tipe radial muncul, dan dengan simetri bilateral, konsentrasi ganglia saraf terjadi di ujung anterior tubuh. Batang saraf berpasangan yang memanjang di sepanjang tubuh memanjang dari simpul kepala. Sistem saraf seperti ini disebut batang ganglion.