Από τότε που η εξέλιξη έδωσε στη ζωή στη Γη ένα νευρικό σύστημα διάχυτου τύπου, έχουν περάσει πολλά ακόμη στάδια ανάπτυξης, τα οποία έχουν γίνει σημεία καμπής στη δραστηριότητα των ζωντανών οργανισμών. Αυτά τα στάδια διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τους τύπους και τον αριθμό των νευρωνικών σχηματισμών, στις συνάψεις, ως προς τη λειτουργική εξειδίκευση, σε ομαδοποιήσεις νευρώνων και ως προς την κοινότητα των λειτουργιών τους. Υπάρχουν τέσσερα κύρια στάδια - έτσι σχηματίστηκε το νευρικό σύστημα του διάχυτου τύπου, στέλεχος, κομβικό και σωληνωτό.
Χαρακτηριστικό
Από τα πιο αρχαία - του διάχυτου τύπου νευρικό σύστημα. Υπάρχει σε τέτοιους ζωντανούς οργανισμούς όπως η ύδρα (συνεντερικά - μέδουσες, για παράδειγμα). Αυτός ο τύπος νευρικού συστήματος μπορεί να χαρακτηριστεί από μια πληθώρα συνδέσεων σε γειτονικά στοιχεία, και αυτό επιτρέπει οποιαδήποτεΗ διέγερση είναι αρκετά ελεύθερη να εξαπλωθεί προς όλες τις κατευθύνσεις κατά μήκος του νευρικού δικτύου. Το νευρικό σύστημα διάχυτου τύπου παρέχει επίσης εναλλαξιμότητα, η οποία δίνει πολύ πιο αξιόπιστες λειτουργίες, αλλά όλες αυτές οι αντιδράσεις είναι ανακριβείς, ασαφείς.
Το οζώδες νευρικό σύστημα είναι χαρακτηριστικό για τα καρκινοειδή, τα μαλάκια και τα σκουλήκια. Αυτός ο τύπος χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι η διέγερση μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με σαφώς και αυστηρά καθορισμένους τρόπους, αφού έχουν διαφορετικά οργανωμένες συνδέσεις νευρικών κυττάρων. Αυτό είναι ένα πολύ πιο ευάλωτο νευρικό σύστημα. Εάν ένας κόμβος καταστραφεί, οι λειτουργίες του σώματος διαταράσσονται πλήρως. Ωστόσο, ο κομβικός τύπος του νευρικού συστήματος είναι πιο ακριβής και ταχύτερος στις ιδιότητές του. Εάν ο διάχυτος τύπος του νευρικού συστήματος είναι χαρακτηριστικός των συνεντερικών, τότε οι χορδές έχουν ένα σωληνοειδές νευρικό σύστημα, όπου περιλαμβάνονται χαρακτηριστικά τόσο του κομβικού όσο και του διάχυτου τύπου. Τα ανώτερα ζώα πήραν ό,τι καλύτερο από την εξέλιξη - τόσο αξιοπιστία όσο και ακρίβεια, τοποθεσία και ταχύτητα αντιδράσεων.
Πώς ήταν
Ο διάχυτος τύπος του νευρικού συστήματος είναι χαρακτηριστικός των αρχικών σταδίων της ανάπτυξης του κόσμου μας, όταν η αλληλεπίδραση των ζωντανών όντων - των απλούστερων οργανισμών - πραγματοποιήθηκε στο υδάτινο περιβάλλον του πρωτόγονου ωκεανού. Τα πρωτόζωα εκκρίνουν ορισμένες χημικές ουσίες που διαλύονται στο νερό και έτσι οι πρώτοι εκπρόσωποι της ζωής στον πλανήτη έλαβαν μεταβολικά προϊόντα μαζί με το υγρό.
Η παλαιότερη μορφή τέτοιας αλληλεπίδρασης εμφανίστηκε μεταξύ μεμονωμένων κυττάρων πολυκύτταρων οργανισμών μέσω χημικών αντιδράσεων. Πρόκειται για προϊόντα μεταβολισμού - μεταβολίτες, εμφανίζονται ότανοι πρωτεΐνες, το ανθρακικό οξύ και τα παρόμοια διασπώνται και είναι μια χυμική μετάδοση επιρροών, ένας χυμικός μηχανισμός συσχέτισης, δηλαδή συνδέσεις μεταξύ διαφορετικών οργάνων. Η χυμική σύνδεση μπορεί επίσης εν μέρει να χρησιμεύσει ως χαρακτηριστικό του διάχυτου τύπου του νευρικού συστήματος.
Λειτουργίες
Ο διάχυτος τύπος του νευρικού συστήματος είναι χαρακτηριστικός των οργανισμών στους οποίους είναι ήδη γνωστό πού ακριβώς κατευθύνεται αυτή ή εκείνη η χημική ουσία που προέρχεται από το υγρό. Προηγουμένως, εξαπλώθηκε αργά, δρούσε σε μικρές ποσότητες και είτε καταστρέφονταν γρήγορα είτε απεκκρίνονταν από το σώμα ακόμα πιο γρήγορα. Εδώ πρέπει να σημειωθεί ότι οι χυμικές συνδέσεις ήταν ίδιες τόσο για τα φυτά όσο και για τα ζώα. Όταν οι πολυκύτταροι οργανισμοί ανέπτυξαν ένα διάχυτου τύπου νευρικό σύστημα (συνολικά, για παράδειγμα) σε ένα ορισμένο στάδιο στην ανάπτυξη του ζωντανού κόσμου, ήταν ήδη μια νέα μορφή ρύθμισης και επικοινωνίας, που διακρίνοντας ποιοτικά τον κόσμο των φυτών από τον κόσμο των ζώων.
Και περαιτέρω με τον καιρό - όσο υψηλότερη γινόταν η ανάπτυξη του οργανισμού του ζώου, τόσο περισσότερο αλληλεπιδρούσαν τα όργανα (αντανακλαστική αλληλεπίδραση). Πρώτον, οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν ένα νευρικό σύστημα διάχυτου τύπου και, στη συνέχεια, στη διαδικασία της εξέλιξης, έχουν ήδη ένα νευρικό σύστημα που ρυθμίζει τις χυμικές συνδέσεις. Μια σύνδεση νεύρων, σε αντίθεση με τη χυμική, κατευθύνεται πάντα με ακρίβεια όχι μόνο στο επιθυμητό όργανο, αλλά και σε μια συγκεκριμένη ομάδα κυττάρων· οι συνδέσεις συμβαίνουν εκατοντάδες φορές πιο γρήγορα από τους πρώτους ζωντανούς οργανισμούς που διένειμαν χημικές ουσίες. Η χυμική σύνδεση με τη μετάβαση στο νευρικό δεν εξαφανίστηκε, υπάκουσε καιως εκ τούτου, προέκυψαν νευροχυμικές συνδέσεις.
Επόμενο βήμα
Από τον διάχυτο τύπο του νευρικού συστήματος (που υπάρχει στις εντερικές κοιλότητες), τα ζωντανά όντα έφυγαν, έχοντας λάβει ειδικούς αδένες, όργανα που παράγουν ορμόνες που σχηματίζονται από θρεπτικά συστατικά που εισέρχονται στο σώμα. Οι κύριες λειτουργίες του νευρικού συστήματος είναι η ρύθμιση της δραστηριότητας όλων των οργάνων μεταξύ τους και η αλληλεπίδραση ολόκληρου του οργανισμού ως συνόλου με το εξωτερικό περιβάλλον.
Το περιβάλλον ασκεί οποιαδήποτε εξωτερική επίδραση κυρίως στα αισθητήρια όργανα (υποδοχείς), μέσω αλλαγών που συμβαίνουν τόσο στο εξωτερικό περιβάλλον όσο και στο νευρικό σύστημα.
Ο χρόνος πέρασε, το νευρικό σύστημα αναπτύχθηκε και με την πάροδο του χρόνου σχηματίστηκε το ανώτερο τμήμα του - ο εγκέφαλος, τα εγκεφαλικά ημισφαίρια. Άρχισαν να διαχειρίζονται και να διανέμουν όλες τις δραστηριότητες του σώματος.
Flatworms
Το νευρικό σύστημα σχηματίζεται από νευρικό ιστό, που αποτελείται από έναν απίστευτο αριθμό νευρώνων. Πρόκειται για κύτταρα με διεργασίες που διαβάζουν τόσο χημικές όσο και ηλεκτρικές πληροφορίες, δηλαδή σήματα. Για παράδειγμα, το νευρικό σύστημα των επίπεδων σκουληκιών δεν ανήκει πλέον στον διάχυτο τύπο, είναι ο τύπος του νευρικού συστήματος του κόμβου και του στελέχους.
Συσσωρεύσεις νευρικών κυττάρων σε αυτά είναι ζευγαρωμένοι κόμβοι κεφαλής με κορμούς και πολυάριθμους κλάδους που εκτείνονται σε όλα τα όργανα και τα συστήματα. Αυτό σημαίνει ότι το νευρικό σύστημα μιας πλανάριας δεν είναι διάχυτου τύπου (πρόκειται για ένα επίπεδο σκουλήκι, ένα αρπακτικό που τρώει μικρά καρκινοειδή, σαλιγκάρια). Σε κατώτερες μορφές επίπεδων σκουληκιών,υπάρχει δικτυωτό νευρικό σύστημα, αλλά γενικά δεν ανήκουν πλέον στον διάχυτο τύπο.
Annelled worms
Τα annelids έχουν επίσης ένα μη διάχυτο νευρικό σύστημα, είναι πολύ καλύτερα οργανωμένο σε αυτά: δεν έχουν νευρικό πλέγμα που μπορεί να παρατηρηθεί στα μαλάκια. Έχουν μια κεντρική νευρική συσκευή, η οποία αποτελείται από έναν εγκέφαλο (υπεργλωττιδικό γάγγλιο), περιφαρυγγικούς συνδετικούς συνδέσμους και ένα ζεύγος νευρικών κορμών που βρίσκονται κάτω από το έντερο και συνδέονται με εγκάρσιες αρθρώσεις.
Τα περισσότερα annelids έχουν εντελώς γαγγλιονισμένους νευρικούς κορμούς, όταν κάθε τμήμα έχει ένα ζευγάρι γάγγλια που νευρώνει το δικό του τμήμα του σώματος. Τα πρωτόγονα annelids ζουν με νευρικούς κορμούς σε μεγάλη απόσταση στο κάτω μέρος της κοιλιάς, συνδεδεμένοι με μακριές κοιλότητες. Μπορείτε να ονομάσετε αυτή τη δομή του νευρικού συστήματος σκάλα. Οι άκρως οργανωμένοι εκπρόσωποι έχουν βράχυνση των επιτροπών και σύγκλιση των κορμών σχεδόν μέχρι το σημείο συμβολής. Ονομάζεται επίσης κύκλωμα κοιλιακού νεύρου. Πολύ απλούστεροι ζωντανοί οργανισμοί έχουν νευρικό σύστημα διάχυτου τύπου.
Cnidarians
Το απλούστερο διάχυτο νευρικό σύστημα στους cnidarians είναι το πλέγμα, με τη μορφή ενός πλέγματος που αποτελείται από πολυπολικούς ή διπολικούς νευρώνες. Τα υδροειδή το έχουν στην κορυφή του μεσογλαίου, στο εξώδερμα, ενώ οι πολύποδες των κοραλλιών και οι σκυφοειδείς μέδουσες το έχουν στο ενδόδερμα.
Ένα χαρακτηριστικό ενός τέτοιου συστήματος είναι ότι η δραστηριότητα μπορεί να εξαπλωθεί προς οποιαδήποτε κατεύθυνση και από οποιαδήποτε απολύτωςδιεγερμένο σημείο. Αυτός ο τύπος νευρικού συστήματος θεωρείται πρωτόγονος, αλλά τρώει, κολυμπά και κατά τα άλλα ένας τέτοιος οργανισμός δεν λειτουργεί πολύ απλά. Αξίζει να παρακολουθήσετε πώς κινούνται οι θαλάσσιες ανεμώνες πάνω στα κοχύλια μαλακίων.
Μέδουσες, θαλάσσιες ανεμώνες και άλλα
Εκτός από το νευρικό δίκτυο, οι μέδουσες και οι θαλάσσιες ανεμώνες έχουν ένα σύστημα μακριών διπολικών νευρώνων που σχηματίζουν αλυσίδες, επομένως έχουν την ικανότητα να μεταδίδουν παλμούς πιο γρήγορα χωρίς εξασθένηση σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτό είναι που τους επιτρέπει να έχουν μια καλή συνολική απόκριση σε όλα τα είδη ερεθισμάτων. Άλλες ομάδες ασπόνδυλων μπορεί να έχουν τόσο νευρικά δίκτυα όσο και νευρικούς κορμούς, που σημειώνονται σε διάφορα μέρη του σώματος: κάτω από το δέρμα, στα έντερα, στο φάρυγγα, στα μαλάκια - στο πόδι, στα εχινόδερμα - στις ακτίνες.
Ωστόσο, ήδη στους cnidarians, υπάρχει μια τάση κατά την οποία οι νευρώνες συγκεντρώνονται στον στοματικό δίσκο ή στο πέλμα, όπως στους πολύποδες. Κατά μήκος της άκρης της ομπρέλας, οι μέδουσες έχουν νευρικές απολήξεις και σε ορισμένα σημεία - πάχυνση στον δακτύλιο - νευρικά κύτταρα σε μεγάλες ομάδες (γάγγλια). Τα περιθωριακά γάγγλια στις ομπρέλες των μεδουσών είναι το πρώτο βήμα για την εμφάνιση ενός κεντρικού νευρικού συστήματος.
Reflex
Η κύρια μορφή νευρικής δραστηριότητας είναι ένα αντανακλαστικό, η αντίδραση του σώματος σε ένα σήμα για μια αλλαγή στο εξωτερικό ή εσωτερικό περιβάλλον, το οποίο πραγματοποιείται με τη συμμετοχή του νευρικού συστήματος, ανταποκρινόμενο σε ερεθισμό του υποδοχείς. Οποιοσδήποτε ερεθισμός με διέγερση των υποδοχέων περνά κατά μήκος των κεντρομόλοτων ινών στο κεντρικό νευρικό σύστημα, και στη συνέχεια μέσω του μεσοκυττάριου νευρώνα -πίσω στην περιφέρεια ήδη κατά μήκος των φυγόκεντρων ινών, φτάνοντας ακριβώς σε ένα ή άλλο όργανο του οποίου η δραστηριότητα έχει αλλάξει.
Αυτή η διαδρομή - μέσω του κέντρου προς το σώμα εργασίας - ονομάζεται αντανακλαστικό τόξο και σχηματίζεται από τρεις νευρώνες. Πρώτα δουλεύει το ευαίσθητο, μετά το ενδιάμεσο και τέλος το κινητικό. Ένα αντανακλαστικό είναι μια αρκετά περίπλοκη πράξη, δεν θα λειτουργήσει χωρίς τη συμμετοχή μεγάλου αριθμού νευρώνων. Αλλά ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας αλληλεπίδρασης, μπορεί να εμφανιστεί μια απόκριση, το σώμα θα ανταποκριθεί στον ερεθισμό. Οι μέδουσες, για παράδειγμα, καίγονται, μερικές φορές αντιμετωπίζονται με θανατηφόρο δηλητήριο.
Το πρώτο στάδιο ανάπτυξης του νευρικού συστήματος
Τα πρωτόζωα δεν έχουν νευρικό σύστημα, αλλά ακόμη και μερικά βλεφαροειδή έχουν ινώδη ενδοκυτταρική διεγερτική συσκευή. Στη διαδικασία της ανάπτυξης, οι πολυκύτταροι οργανισμοί σχημάτισαν έναν ειδικό ιστό που ήταν σε θέση να αναπαράγει ενεργές αντιδράσεις, δηλαδή να διεγείρεται. Το σύστημα που μοιάζει με δίκτυο (διάχυτο) επέλεξε τους υδροειδείς πολύποδες ως πρώτους θαλάμους. Ήταν αυτοί που οπλίστηκαν με διεργασίες νευρώνων, τοποθετώντας τους διάχυτα (δίκτυα) σε όλο το σώμα.
Ένα τέτοιο νευρικό σύστημα μεταφέρει ένα σήμα διέγερσης πολύ γρήγορα από το σημείο όπου λαμβάνεται ο ερεθισμός και αυτό το σήμα ορμάει προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό προσδίδει στο νευρικό σύστημα ενσωματωτικές ιδιότητες, αν και κανένα τμήμα του σώματος, λαμβανόμενο ξεχωριστά, δεν έχει τέτοιο χαρακτηριστικό.
Centralization
Συγκεντροποίηση σε μικρό βαθμόέχει ήδη σημειωθεί στο διάχυτο νευρικό σύστημα. Η Ύδρα αποκτά πάχυνση νεύρων στις περιοχές του στοματικού πόλου και του πέλματος, για παράδειγμα. Αυτή η επιπλοκή εμφανίστηκε παράλληλα με την ανάπτυξη των οργάνων κίνησης και εκφράστηκε στην απομόνωση των νευρώνων, όταν πήγαν από το διάχυτο δίκτυο στα βάθη του σώματος και σχημάτισαν εκεί συστάδες.
Για παράδειγμα, στα συνεντερικά, ελεύθερα ζωντανά (μέδουσες), οι νευρώνες συσσωρεύονται στο γάγγλιο, σχηματίζοντας έτσι ένα διάχυτο-οζώδες νευρικό σύστημα. Αυτός ο τύπος προέκυψε κυρίως λόγω του γεγονότος ότι ειδικοί υποδοχείς αναπτύχθηκαν ακριβώς στην επιφάνεια του σώματος, οι οποίοι ήταν σε θέση να ανταποκρίνονται επιλεκτικά στο φως, χημικές ή μηχανικές επιδράσεις.
Νευρογλοία
Οι ζωντανοί οργανισμοί, μαζί με τα παραπάνω, στη διαδικασία της εξέλιξης αυξάνουν τόσο τον αριθμό των νευρώνων όσο και την ποικιλομορφία τους. Έτσι, σχηματίστηκαν νευρογλοίες. Οι νευρώνες εμφανίστηκαν επίσης διπολικοί, έχοντας άξονες και δενδρίτες. Σταδιακά, οι οργανισμοί έχουν την ευκαιρία να πραγματοποιήσουν διέγερση με κατευθυνόμενο τρόπο. Οι νευρικές δομές διαφοροποιούνται επίσης, τα σήματα μεταδίδονται στα κύτταρα που ελέγχουν τις αποκρίσεις.
Έτσι προχώρησε σκόπιμα η ανάπτυξη του νευρικού συστήματος: ορισμένα κύτταρα ειδικεύονταν στη λήψη, άλλα στη μετάδοση σήματος και άλλα στην αμοιβαία συστολή. Ακολούθησε εξελικτική επιπλοκή, συγκεντρωτισμός και ανάπτυξη ενός κομβικού συστήματος. Εμφανίζονται ανελίδια, αρθρόποδα και μαλάκια. Τώρα οι νευρώνες είναι συγκεντρωμένοι στα γάγγλια (νευρικοί κόμβοι), τα οποία συνδέονται στενά με νευρικές ίνεςμεταξύ τους με υποδοχείς και όργανα εκτέλεσης (αδένες, μύες).
Διαφοροποίηση
Στη συνέχεια, η δραστηριότητα του σώματος χωρίζεται σε συστατικά: το πεπτικό, το αναπαραγωγικό, το κυκλοφορικό και άλλα συστήματα είναι απομονωμένα, αλλά η μεταξύ τους αλληλεπίδραση είναι απαραίτητη και αυτή τη λειτουργία ανέλαβε το νευρικό σύστημα. Οι σχηματισμοί του κεντρικού νευρικού συστήματος έχουν γίνει πολύ πιο περίπλοκοι, έχουν προκύψει πολλοί νέοι, πλέον εντελώς εξαρτημένοι ο ένας από τον άλλο.
Τα περιμετρικά νεύρα και τα γάγγλια, που ελέγχουν τη διατροφή και την κίνηση, εξελίχθηκαν σε υποδοχείς σε φυλογονικά υψηλότερες μορφές και τώρα άρχισαν να αντιλαμβάνονται την όσφρηση, τον ήχο, το φως και τα αισθητήρια όργανα. Δεδομένου ότι οι κύριοι υποδοχείς βρίσκονταν στο άκρο της κεφαλής, τα γάγγλια σε αυτό το μέρος του σώματος αναπτύχθηκαν πιο έντονα, υποτάσσοντας τελικά τη δραστηριότητα όλων των άλλων. Τότε ήταν που σχηματίστηκε ο εγκέφαλος. Για παράδειγμα, στα annelids και τα αρθρόποδα, η νευρική αλυσίδα έχει ήδη αναπτυχθεί πολύ καλά.
