Членистоногие
Другая сложная компартментализированная нервная система встречается у членистоногих. Мозг членистоногих состоит из трех основных областей:протоцеребрум, deutocerebrum и tritocerebrum. Передний протоцеребрум, который принимает нервы глаз и других органов, содержит центры, илинейропилы , такие как зрительные центры и тела, известные как педункулатные тела. Нейропилы функционируют как интегративные системы для передних органов чувств, особенно глаз, и контролируют движения; они также являются центрами инициации сложного поведения. Дейтоцеребрум содержит центры ассоциации первых антенн. Задний тритоцеребрум содержит ассоциативные нейропили для вторых антенн (ракообразных) и дает начало нервам, которые иннервируют ротовой аппарат и передний пищеварительный канал. Последние составляют стоматогастральную систему, которая регулирует прием пищи и движения кишечника, необходимые для пищеварения. Эта система имеет сходство с вегетативной системой позвоночных .
нервная система членистоногих У членистоногих, таких как кузнечик, мозг разделен на специализированные области, включая протоцеребрум (управление зрением) и дейтоцеребрум (обработка сигналов антенны). Стоматогастральная система регулирует пищеварение.
В вентральный нервный тяж, соединенный с мозгом околопищеводными связками, состоит из двойного ряда ганглиев, соединенных в продольном направлении соединительными элементами, а в поперечном — комиссурами. Различные группы членистоногих демонстрируют разную степень слияния ганглиев. У насекомых первый ганглий, подэзофагеальный, образуется путем слияния трех пар ганглиев; он посылает нервы в ротовой аппарат и слюнные железы. Сегментарные ганглии в грудной клетке и брюшной полости снабжают нервы придатков, спинных мышц, органов чувств и сердца . У насекомых 3 пары грудных ганглиев и до 10 брюшных ганглиев.
Наиболее распространенными сенсорными рецепторами у членистоногих являются кутикулярные волосы, многие из которых являются механорецепторами, чувствительными к прикосновению , вибрации, водным потокам или звуковым волнам; некоторые волосы являются хеморецепторами, которые обнаруживают запахи или химические вещества в воде. Волосы, расположенные рядом с суставами, стимулируются движениями тела и, таким образом, дают представление о положении сустава или придатка во время передвижения или полета. Многие сенсорные клетки и органы сосредоточены в антеннах, и статоциста находится в основании каждой антенны.
У пауков несколько пар простых глаз с чашевидными сетчатками. Однако у ракообразных и насекомых есть пара хорошо развитых сложных глаз, каждый из которых состоит из большого количества зрительных единиц, называемых омматидиями. Каждый ommatidium содержит от шести до восьми сенсорных рецепторов, расположенных под роговицей и преломляющим конусом, и окружен пигментными клетками, которые регулируют интенсивность света. Каждый омматидий может действовать как отдельный глаз и реагировать на собственное поле зрения. Такое расположение кажется особенно подходящим для обнаружения движения в широком поле зрения.
Несмотря на небольшой размер насекомых, некоторые из их нервных клеток и аксонов больше в диаметре, чем любыенейрон в нервной системе человека . Количество нейронов насекомых относительно невелико, поэтому каждый нейрон должен быть способен обрабатывать максимальное количество информации. Маневр поведение требует механизмов такого рода, на примере прыжков мышцы на кузнечика , который поставляется лишь несколько моторных аксонов, в то время как эти мышцы человека , необходимого для подобных целей есть десятки тысяч аксонов. Другим примером является ухо Асовка . Каждое ухо по сутибарабанная перепонка, образующая внешнюю стенку заполненной воздухом полости грудной клетки. Нить из пяти тканей,акустическая сенсилла проходит от центра барабанной перепонки через барабанную полость к ближайшей опоре скелета. Эта сенсилла имеет два акустических сенсорных рецептора, называемыхЯчейки. От центрального конца каждой А-клетки аксон проходит внутри сенсиллы к скелетной опоре, а затем по барабанному нерву к грудным ганглиям бабочки.
Клетки A кодируют интенсивность ультразвука частотой, с которой они запускают потенциалы действия. Каждое ухо способно по-разному реагировать на разные стимулы, поэтому различия между двумя ушами в продолжительности потенциалов действия и времени отклика могут позволить бинауральное обнаружение источника звука. Импульсы передаются к птероторакальному ганглию, где они должны воздействовать на мышцы, используемые для защиты от хищников. Важным моментом здесь является то, что две ячейки A предоставляют достаточно информации, чтобы бабочка могла вести себя уклончиво.
Ясно, что для быстрого отклика требуется простота нейронной схемы; Хотя некоторая информация может быть принесена в жертву, побег не будет нарушен. Фактически, быстрое уклонение от хищников, вероятно, повлияло на эволюцию гигантских волоконных систем червей и кальмаров, а также ракообразных и насекомых. Эти гигантские волокна проводят импульсы с гораздо более высокой скоростью проведения, чем меньшие аксоны, в то время как способность обрабатывать информацию многих маленьких аксонов, действующих вместе, намного выше, чем у гигантских аксонов. В этих условиях ясно, что в нервной системе беспозвоночных различные системы развивались в ответ на различные стимулы в окружающей среде, на которые организм должен был реагировать — одна отвечает за выживание, а другая — за информацию.
Нейросекреторные клетки , которые были идентифицированы во всех основныхгруппы беспозвоночных достигают высшей степени развития у членистоногих. Основная система насекомых состоит из нейросекреторных клеток протоцеребрума головного мозга. Аксоны этих клеток образуют нервы, которые иннервируют структуры, называемые сердечными телами, расположенные сразу за мозгом. Аcorpus cardiacum — это орган, в котором нейросекреторные продукты хранятся в нервных окончаниях для последующего попадания в сосудистую систему .
Нейросекреторные клетки протоцеребрума производят гормон, называемый экдизиотропин , или гормон головного мозга. Сенсорные нервные импульсы, достигающие головного мозга, регулируют выброс гормона из нервных окончаний в кровь в пределах сердечного тела. Затем гормон стимулирует не нервную эндокринную железу,Экдизиальная железа , расположенная в грудной клетке. Экдизиальные железы, в свою очередь, выделяют гормон.экдизон , который вызывает линьку во время развития личинок, а также стимулирует дифференцировку во взрослые ткани. Другой гормон, однако,ювенильный гормон , сохраняет ткани в ювенильной или личиночной форме. Этот гормон выделяетсяcorpora allata , еще одна пара ненейральных эндокринных желез, расположенных за сердечными телами. Следовательно, последовательные стадии развития насекомых определяются различными уровнями экдизона и ювенильного гормона.
В позвоночная система
Нервная система позвоночных имеет два основных отдела:центральная нервная система , состоящая из головного и спинного мозга , ипериферическая нервная система , которая у человека включает 12 пар черепных нервов , 31 пару спинномозговых нервов и вегетативную , или непроизвольную, нервную систему.
Анатомические структуры, такие как нервная система, описаны в соответствии с их положением. У четвероногих животных верхняя (задняя) поверхность называется дорсальной, а нижняя (брюшная) — вентральной. Термины передний , черепной , головной и ростральный относятся к головному концу тела, заднему и каудальному от хвостового конца. У людей, поскольку они стоят прямо, ситуация более сложная: дорсальная часть становится эквивалентной задней, а вентральная — передней; краниальный часто называют верхним, а каудальный — нижним. Объекты около средней плоскости тела являются медиальными, а те, что дальше, — латеральными. Проксимальныйотносится к структурам , ближайшей к центральной массе структуры и дистальнее на них вдали от него. Что касается другой структуры, если она расположена на той же стороне тела, она называется ипсилатеральной; если он на противоположной стороне, он контралатеральный.
Нейроны часто собираются в локализованные массы. В периферической нервной системе эти скопления называются ганглиями; в центральной нервной системе их называют ядрами. Участки центральной нервной системы, в которых преобладают немиелинизированные нейроны и нейроглия , называютсясерое вещество ; области, в которых доминируют миелинизированные нейроны, называютсябелое вещество .Эфферентные , или двигательные, нервные волокна несут импульсы от центральной нервной системы;афферентные , или сенсорные, волокна переносят импульсы в центральную нервную систему. Висцеральные волокна иннервируют внутренние органы, такие как сердце и кишечник, а соматические волокна иннервируют структуры стенок тела, такие как кожа и мышцы . В центральной нервной системе нервные волокна организованы в пучки, называемыетракты , или пучки. Восходящие тракты переносят импульсы по спинному мозгу к головному мозгу, а нисходящие тракты несут их от головного мозга или более высоких областей спинного мозга к более низким. Урочища часто называют в соответствии с их происхождением и окончанием; например, кортико -кишечный тракт состоит из волокон , идущих от коры головного мозга в мозг спинного мозга.
Первобытное состояние
Позвоночные животные составляют развитое подразделение типа Chordata. Всехордовые в какой-то момент в своей жизни имеют стержневидный стержень, называемыйхорда проходит по длине тела. Нижние хордовые (желудевые черви, оболочники и амфиоксус ), у которых отсутствует позвоночный столб , иллюстрируют самые примитивные особенности хордовой нервной системы. У этих животных нервный шнур представляет собой довольно однородную дорсально расположенную трубку с полой полостью, которая примерно соответствуетспинной мозг позвоночных, что позволяет предположить, что спинной мозг является наиболее примитивным компонентом центральной нервной системы.
В amphioxus и у низших позвоночных, таких каку миног сенсорные волокна и моторные волокна покидают спинной мозг в дорсальных и вентральных корнях, чтобы снабжать соседние сегменты тела, называемыемиотомы . Дорсальный и вентральный корешки остаются отдельными нервами и возникают в разных местах вдоль спинного мозга. У низших рыб еще есть чередование спинных и брюшных корешков, но корешки объединяются в один спинномозговой нерв . У высших позвоночных два корешка соединяются в один спинномозговой нерв и оставляют спинной мозг на одном уровне, один над другим. Каждый спинномозговой нерв снабжает отдельный миотом. Когда придатки (плавники, крылья, руки и ноги) развиваются из нескольких миотомов, нервы продолжают снабжать свои первоначальные сегменты, а ветви спинномозговых нервов переплетаются, образуя сплетения.
Мозг позвоночных развивается за счет скопления нервных клеток в головном конце нервного шнура. Сначала это диффузное скопление нервных клеток регулировало рефлекторную активность спинномозговых мотонейронов. Эти клетки сравнимы с ретикулярной формацией, занимающей ствол мозга высших позвоночных. Таким образом, ствол мозга — самая старая часть мозга.
