Pag-unlad ng nervous system

Anumang buhay na organismo sa isang tiyak na kapaligiran ay patuloy na nakikipag-ugnayan dito. Mula sa panlabas na kapaligiran, ang isang buhay na organismo ay tumatanggap ng mga produktong pagkain na kinakailangan para sa buhay. Ang mga hindi kinakailangang sangkap para sa organismo ay inilabas sa panlabas na kapaligiran. Ang panlabas na kapaligiran ay may paborable o hindi kanais-nais na epekto sa organismo. Ang buhay na organismo ay tumutugon sa mga epekto at pagbabagong ito sa panlabas na kapaligiran sa pamamagitan ng pagbabago ng panloob na estado nito. Ang reaksyon ng isang buhay na organismo ay maaaring magpakita mismo sa anyo ng paglaki, pagpapalakas o pagpapahina ng mga proseso, paggalaw o pagtatago.

Ang pinakasimpleng single-celled na organismo ay walang nervous system. Ang lahat ng mga reaksyon na nabanggit sa kanila ay mga pagpapakita ng aktibidad ng isang cell.

Sa mga multicellular na organismo, ang sistema ng nerbiyos ay binubuo ng mga cell na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga proseso na may kakayahang makita ang pangangati mula sa anumang bahagi ng ibabaw ng katawan at magpadala ng mga impulses sa ibang mga selula, na kinokontrol ang kanilang aktibidad. Nakikita ng mga multicellular organism ang mga epekto ng panlabas na kapaligiran na may mga panlabas na ectodermal cells. Ang ganitong mga cell ay dalubhasa sa perceiving irritation, transforming ito sa bioelectric potentials at pagsasagawa ng excitation. Mula sa mga selulang ectodermal na nahuhulog sa kalaliman ng katawan, lumitaw ang isang primitively structured nervous system ng mga multicellular organism. Ang ganitong pinakasimpleng nabuo na reticular, o nagkakalat, na sistema ng nerbiyos ay matatagpuan sa mga coelenterates, halimbawa, sa hydra. Ang mga hayop na ito ay may dalawang uri ng mga selula. Ang isa sa kanila - mga selula ng receptor - ay matatagpuan sa pagitan ng mga selula ng balat (ectoderm). Ang iba pang - effector cells ay matatagpuan sa malalim na bahagi ng katawan, konektado sa isa't isa at sa mga cell na nagbibigay ng tugon. Ang pangangati ng anumang bahagi ng ibabaw ng katawan ng hydra ay humahantong sa paggulo ng mas malalim na mga selula, bilang isang resulta kung saan ang buhay na multicellular na organismo ay nagpapakita ng aktibidad ng motor, kumukuha ng pagkain o makatakas mula sa kaaway.

Sa mas organisadong mga hayop, ang sistema ng nerbiyos ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang konsentrasyon ng mga selula ng nerbiyos na bumubuo ng mga sentro ng nerbiyos, o mga nerve node (ganglia), na may mga nerve trunks na umaabot mula sa kanila. Sa yugtong ito ng pag-unlad ng hayop, lumitaw ang isang nodular form ng nervous system. Sa mga kinatawan ng mga naka-segment na hayop (halimbawa, sa mga annelids), ang mga nerve node ay matatagpuan sa ventral sa digestive tube at konektado sa pamamagitan ng transverse at longitudinal nerve trunks. Ang mga nerbiyos ay umaabot mula sa mga node na ito, ang mga sanga nito ay nagtatapos din sa loob ng ibinigay na segment. Ang ganglia na may segment na matatagpuan ay nagsisilbing reflex center para sa kaukulang mga segment ng katawan ng hayop. Ang mga longitudinal nerve trunks ay nag-uugnay sa mga node ng iba't ibang mga segment sa isang kalahati ng katawan sa bawat isa at bumubuo ng dalawang longitudinal na kadena ng tiyan. Sa cephalic na dulo ng katawan, dorsal sa pharynx, mayroong isang pares ng mas malaking supraesophageal node, na konektado sa pamamagitan ng isang peripharyngeal ring ng mga nerbiyos sa isang pares ng mga node ng kadena ng tiyan. Ang mga node na ito ay mas binuo kaysa sa iba at ang prototype ng utak ng mga vertebrates. Ang segmental na istraktura ng sistema ng nerbiyos ay nagbibigay-daan, kapag nanggagalit ang ilang bahagi ng ibabaw ng katawan ng hayop, na hindi isali ang lahat ng mga nerve cell ng katawan sa tugon, ngunit gamitin lamang ang mga cell ng isang partikular na segment.

Ang susunod na yugto ng pag-unlad ng sistema ng nerbiyos ay ang mga selula ng nerbiyos ay hindi na nakaayos sa magkahiwalay na mga node, ngunit bumubuo ng isang pinahabang tuloy-tuloy na nerve cord, sa loob kung saan mayroong isang lukab. Sa yugtong ito, ang nervous system ay tinatawag na tubular nervous system. Ang istraktura ng sistema ng nerbiyos sa anyo ng isang neural tube ay katangian ng lahat ng mga kinatawan ng chordates - mula sa pinakasimpleng nakabalangkas na mga hayop na walang bungo hanggang sa mga mammal at tao.

Alinsunod sa metameric na katangian ng katawan ng mga chordate na hayop, ang isang tubular nervous system ay binubuo ng isang bilang ng mga katulad na paulit-ulit na istruktura, o mga segment. Ang mga proseso ng mga neuron na bumubuo sa isang partikular na nerve segment ay sumasanga, bilang panuntunan, sa isang partikular na lugar ng katawan at ang kalamnan nito na tumutugma sa ibinigay na segment.

Kaya, ang pagpapabuti ng mga pattern ng paggalaw ng hayop (mula sa peristaltic na pamamaraan sa pinakasimpleng multicellular na organismo hanggang sa paggalaw gamit ang mga limbs) ay humantong sa pangangailangan na mapabuti ang istraktura ng nervous system. Sa chordates, ang trunk section ng neural tube ay ang spinal cord. Sa spinal cord at sa trunk section ng pagbuo ng utak sa mga chordates, sa ventral section ng neural tube mayroong mga "motor" na mga cell, ang mga axon na bumubuo sa anterior ("motor") na mga ugat, at sa dorsal section - nerve cells, kung saan ang mga axon ng "sensory" na mga cell na matatagpuan sa spinal ganglia ay nakikipag-usap.

Sa dulo ng ulo ng neural tube, dahil sa pagbuo ng mga organo ng pandama sa mga nauunang seksyon ng katawan at ang pagkakaroon ng gill apparatus, ang mga paunang seksyon ng digestive at respiratory system, ang segmental na istraktura ng neural tube, bagaman napanatili, ay sumasailalim sa mga makabuluhang pagbabago. Ang mga seksyong ito ng neural tube ay ang simula kung saan nabuo ang utak. Ang pampalapot ng mga nauunang seksyon ng neural tube at pagpapalawak ng lukab nito ay ang mga unang yugto ng pagkita ng kaibahan ng utak. Ang ganitong mga proseso ay sinusunod na sa mga cyclostomes. Sa mga unang yugto ng embryogenesis, sa halos lahat ng cranial na hayop, ang dulo ng ulo ng neural tube ay binubuo ng tatlong pangunahing neural vesicle: ang rhomboid (rhombencephalon), na matatagpuan pinakamalapit sa spinal cord, ang gitna (mesencephalon) at ang anterior (prosencephalon). Ang pag-unlad ng utak ay nangyayari kasabay ng pagpapabuti ng spinal cord. Ang hitsura ng mga bagong sentro sa utak ay naglalagay ng mga umiiral na sentro ng spinal cord sa isang subordinate na posisyon. Sa mga bahagi ng utak na kabilang sa hindbrain vesicle (rhombencephalon), ang pagbuo ng nuclei ng gill nerves (ang ika-10 pares - ang vagus nerve) ay nangyayari, at ang mga sentro ay bumangon na kumokontrol sa mga proseso ng paghinga, panunaw, at sirkulasyon ng dugo. Ang pag-unlad ng hindbrain ay walang alinlangan na naiimpluwensyahan ng mga static at acoustic receptor na lumilitaw na sa mas mababang isda (ang ika-8 na pares - ang vestibulocochlear nerve). Sa bagay na ito, sa yugtong ito ng pag-unlad ng utak, ang hindbrain (ang cerebellum at ang pons) ay nangingibabaw sa iba pang mga bahagi. Ang hitsura at pagpapabuti ng mga receptor ng paningin at pandinig ay tumutukoy sa pag-unlad ng midbrain, kung saan inilalagay ang mga sentro na responsable para sa visual at auditory function. Ang lahat ng mga prosesong ito ay nangyayari na may kaugnayan sa kakayahang umangkop ng organismo ng hayop sa kapaligiran ng tubig.

Sa mga hayop sa isang bagong tirahan - sa kapaligiran ng hangin, ang karagdagang muling pagsasaayos ng parehong organismo sa kabuuan at ang sistema ng nerbiyos nito ay nangyayari. Ang pag-unlad ng olfactory analyzer ay nagiging sanhi ng karagdagang muling pagsasaayos ng anterior end ng neural tube (ang anterior cerebral vesicle, kung saan ang mga sentro na kumokontrol sa olfactory function ay inilatag), ang tinatawag na olfactory brain (rhinencephalon) ay lilitaw.

Mula sa tatlong pangunahing vesicle, dahil sa karagdagang pagkakaiba ng forebrain at rhombencephalon, ang sumusunod na 5 seksyon (cerebral vesicle) ay nakikilala: ang forebrain, ang diencephalon, ang midbrain, ang hindbrain, at ang medulla oblongata. Ang gitnang kanal ng spinal cord sa dulo ng ulo ng neural tube ay nagiging isang sistema ng pakikipag-usap ng mga cavity, na tinatawag na ventricles ng utak. Ang karagdagang pag-unlad ng sistema ng nerbiyos ay nauugnay sa progresibong pag-unlad ng forebrain at ang paglitaw ng mga bagong nerve center. Sa bawat kasunod na yugto, ang mga sentrong ito ay sumasakop sa isang posisyon na lalong malapit sa dulo ng ulo at nagpapasakop sa mga dating umiiral na mga sentro sa kanilang impluwensya.

Ang mga mas lumang nerve center na nabuo sa mga unang yugto ng pag-unlad ay hindi nawawala, ngunit napanatili, na sumasakop sa isang subordinate na posisyon na may kaugnayan sa mga mas bago: Kaya, kasama ang mga auditory center (nuclei) na unang lumitaw sa hindbrain, sa mga susunod na yugto ang mga auditory center ay lilitaw sa gitna at pagkatapos ay sa telencephalon. Sa mga amphibian, ang mga rudiment ng hinaharap na hemispheres ay nabuo na sa forebrain, gayunpaman, tulad ng sa mga reptilya, halos lahat ng kanilang mga seksyon ay nabibilang sa olfactory brain. Sa forebrain (telencephalon) ng mga amphibian, reptile at ibon, ang mga subcortical center (nuclei ng striatum) at ang cortex, na may primitive na istraktura, ay nakikilala. Ang kasunod na pag-unlad ng utak ay nauugnay sa paglitaw ng mga bagong receptor at effector center sa cortex, na sumasakop sa lower-order nerve centers (sa stem na bahagi ng utak at spinal cord). Ang mga bagong sentrong ito ay nag-uugnay sa aktibidad ng iba pang bahagi ng utak, na pinag-iisa ang sistema ng nerbiyos sa isang structural functional whole. Ang prosesong ito ay tinatawag na corticolization ng mga function. Ang intensive development ng end brain sa mas matataas na vertebrates (mammals) ay humahantong sa seksyong ito na nangingibabaw sa lahat ng iba pa at sumasaklaw sa lahat ng mga seksyon sa anyo ng isang balabal, o cerebral cortex. Ang sinaunang cortex (paleocortex), at pagkatapos ay ang lumang cortex (archeocortex), na sumasakop sa dorsal at dorsolateral na ibabaw ng hemispheres sa mga reptilya, ay pinalitan ng isang bagong cortex (neocortex). Ang mga lumang seksyon ay itinutulak sa mas mababang (ventral) na ibabaw ng hemispheres at sa lalim, na parang kulutin, na nagiging hippocampus (sungay ni Ammon) at ang mga katabing seksyon ng utak.

Kasabay ng mga prosesong ito, nangyayari ang pagkakaiba-iba at komplikasyon ng lahat ng iba pang bahagi ng utak: intermediate, gitna at posterior, muling pagsasaayos ng parehong pataas (sensory, receptor) at pababang (motor, effector) na mga landas. Kaya, sa mas mataas na mga mammal, ang masa ng mga hibla ng mga pyramidal na landas ay tumataas, na nagkokonekta sa mga sentro ng cerebral cortex sa mga selula ng motor ng mga anterior na sungay ng spinal cord at ang motor nuclei ng brainstem.

Ang cortex ng hemispheres ay umabot sa pinakamalaking pag-unlad nito sa mga tao, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng kanilang aktibidad sa trabaho at ang paglitaw ng pagsasalita bilang isang paraan ng komunikasyon sa pagitan ng mga tao. Si IP Pavlov, na lumikha ng doktrina ng pangalawang sistema ng signal, ay isinasaalang-alang ang kumplikadong nakabalangkas na cortex ng cerebral hemispheres - ang bagong cortex - upang maging materyal na substrate ng huli.

Ang pagbuo ng cerebellum at spinal cord ay malapit na nauugnay sa pagbabago sa paraan ng paggalaw ng hayop sa kalawakan. Kaya, sa mga reptilya na walang mga paa at gumagalaw sa pamamagitan ng paggalaw ng katawan, ang spinal cord ay walang mga pampalapot at binubuo ng humigit-kumulang pantay na laki ng mga segment. Sa mga hayop na gumagalaw sa pamamagitan ng mga limbs, lumilitaw ang mga pampalapot sa spinal cord, ang antas ng pag-unlad nito ay tumutugma sa functional na kahalagahan ng mga limbs. Kung ang mga forelimbs ay mas binuo, halimbawa sa mga ibon, kung gayon ang cervical thickening ng spinal cord ay mas malinaw. Sa mga ibon, ang cerebellum ay may mga lateral protrusions - ang flocculus - ang pinaka sinaunang bahagi ng cerebellar hemispheres. Ang cerebellar hemispheres ay nabuo, at ang cerebellar vermis ay umabot sa isang mataas na antas ng pag-unlad. Kung ang mga pag-andar ng mga hind limbs ay nangingibabaw, halimbawa sa mga kangaroo, kung gayon ang pampalapot ng lumbar ay mas malinaw. Sa mga tao, ang diameter ng cervical thickening ng spinal cord ay mas malaki kaysa sa lumbar one. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang kamay, na siyang organ ng paggawa, ay may kakayahang gumawa ng mas kumplikado at iba't ibang mga paggalaw kaysa sa mas mababang paa.

Kaugnay ng pag-unlad ng mas mataas na mga sentro ng kontrol para sa aktibidad ng buong organismo sa utak, ang spinal cord ay nahuhulog sa isang subordinate na posisyon. Pinapanatili nito ang mas lumang segmental apparatus ng sariling mga koneksyon ng spinal cord at bumuo ng suprasegmental apparatus ng bilateral na koneksyon sa utak. Ang pag-unlad ng utak ay nagpakita mismo sa pagpapabuti ng receptor apparatus, ang pagpapabuti ng mga mekanismo ng pagbagay ng organismo sa kapaligiran sa pamamagitan ng pagbabago ng metabolismo, corticolization ng mga function. Sa mga tao, dahil sa tuwid na pustura at may kaugnayan sa pagpapabuti ng mga paggalaw ng itaas na mga paa sa proseso ng aktibidad ng paggawa, ang cerebellar hemispheres ay higit na binuo kaysa sa mga hayop.

Ang cerebral cortex ay isang koleksyon ng mga cortical na dulo ng lahat ng uri ng analyzers at ang materyal na substrate ng partikular na visual na pag-iisip (ayon sa IP Pavlov, ang unang signal system ng katotohanan). Ang karagdagang pag-unlad ng utak sa mga tao ay natutukoy sa pamamagitan ng kanilang malay-tao na paggamit ng mga tool, na nagpapahintulot sa mga tao na hindi lamang umangkop sa pagbabago ng mga kondisyon sa kapaligiran, tulad ng ginagawa ng mga hayop, ngunit din upang maimpluwensyahan ang panlabas na kapaligiran mismo. Sa proseso ng panlipunang paggawa, ang pagsasalita ay lumitaw bilang isang kinakailangang paraan ng komunikasyon sa pagitan ng mga tao. Kaya, ang mga tao ay nakakuha ng kakayahang mag-isip nang abstract at isang sistema para sa pagdama ng isang salita, o signal, ay nabuo - ang pangalawang sistema ng signal, ayon kay IP Pavlov, ang materyal na substrate kung saan ay ang bagong cerebral cortex.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]