Так как головной и спинной мозг – жизненно важные и чувствительные органы, они надежно защищены от повреждений. Во-первых, череп и позвоночник окружают соответственно головной и спинной мозг прочной костной тканью. Во-вторых, мозг покрыт плотной внешней оболочкой, состоящей из трех слоев. Эти слои защищают и помогают питать нервную ткань (нейроны) головного и спинного мозга. В-третьих, прозрачная жидкость, называемая цереброспинальной, или спинномозговой, циркулирует вокруг и внутри головного и спинного мозга, создавая жидкую прокладку, которая поддерживает эти органы и смягчает удары.

Спинномозговая жидкость образуется в полостях мозга, называемых желудочками. Желудочки выстланы кровеносными сосудами; жидкость и другие элементы крови фильтруются в желудочки, образуя спинномозговую жидкость. Возникнув в желудочках, спинномозговая жидкость циркулирует до тех пор, пока снова не впитается в кровь.

Четыре крупные артерии питают нервные клетки мозга. У основания головного мозга они соединяются в круг. По разным частям мозга кровь распределяется через ответвляющиеся мелкие артерии. Эта система, известная как виллизиев круг (артериальный круг большого мозга), представляет собой еще один защитный механизм: если один из четырех главных сосудов будет блокирован, распределение крови будет продолжаться по ветвящимся артериям, тем самым уменьшая число поврежденных и разрушенных нейронов.

Выстилка кровеносных сосудов, проходящих через мозг, способна поглощать бактерии и химические токсины, не давая им проникнуть в спинномозговую жидкость и в ткани мозга.

Головной мозг состоит из отделов; каждый отдел отвечает за специфическую функцию. Три главные части головного мозга – передний мозг (большие полушария), мозжечок и ствол мозга.

Головной мозг разделен на правую и левую половины, или полушария. Внешняя область мозга – это бугорчатая серая масса нейронов, называемая корой мозга и ответственная за такие сложные функции, как память, сознание, интеллект, мыслительные процессы и сенсорное восприятие. Каждое полушарие разделяется на четыре основные доли, каждая из которых отвечает за конкретные функции.

Мозжечок расположен ниже полушарий, в задней части головного мозга. Он также состоит из правого и левого полушарий. Мозжечок координирует мышечные движения и равновесие, а также получает сенсорные импульсы от слуховых, зрительных и тактильных рецепторов.

Ствол мозга соединяет головной мозг со стволом спинного мозга. Черепные нервы, проводящие сенсорные и двигательные импульсы, начинаются в стволе мозга. К стволу мозга относятся таламус, гипоталамус, варолиев мост и продолговатый мозг. Эти структуры регулируют многие автоматические функции организма, включая ритм сердца и дыхания, температуру тела, кровяное давление, основные рефлексы, некоторые эмоциональные реакции, а также контролируют выделение гормонов.

Строение головного мозга

Доли полушарий головного мозга и их функции

Периферическая нервная система

Спинной мозг состоит из собственных нейронов, которые передают сенсорные и двигательные импульсы. Кроме того, в нем располагаются покрытые миолиновой оболочкой аксоны, которые отвечают за передачу сигналов в обоих направлениях между тканями и головным мозгом.

Периферическая нервная система включает 12 пар черепных нервов, которые входят в мозг и выходят из него и связаны с областями головы, лица и шеи, и 31 пару спинномозговых нервов, которые входят и выходят через отверстия между позвонками. Эти нервы проводят сенсорные и двигательные импульсы в обоих направлениях между головным мозгом и тканями и органами.

В периферической нервной системе есть отделы, которые могут контролироваться сознанием, и отделы, которые сознанием не контролируются. Первые позволяют чувствовать, например, зуд в ногах посредством импульсов, которые идут от ног через спинномозговой канал в головной мозг, где этот импульс анализируется и квалифицируется как зуд. Затем головной мозг посылает импульс через спинной мозг к мышцам рук, побуждая их делать почесывающие движения.

Не контролируемые сознанием отделы регулируют бессознательные движения, например изменения сердечного ритма, частоту дыхания, деятельность желез, потоотделение. Импульсы этих отделов перерабатываются главным образом в стволе мозга, без осмысления. Например, информация о перегревании тела посылается от спинного мозга в ствол мозга, который отдает команды потовым железам выделять пот для охлаждения тела.

Все еще не до конца ясно, как нервная система справляется с контролированием всех реакций организма и как она обеспечивает мышление и эмоции. Но хотя эта сложная и мощная система способна делать больше, чем в сумме ее части, она очень хрупкая. Однажды поврежденный или разрушенный нейрон, как правило, не восстанавливается. Если повреждение слабое, другой нейрон берет на себя функции поврежденного, но в большинстве случаев разрушение становится необратимым.

Основную массу тела человека, около 75 % общего веса, составляет опорно-двигательный аппарат, в который входят мышцы, кости, суставы, сухожилия, связки и хрящи. Опорно-двигательный аппарат придает телу человека определенную форму, благодаря ему он может стоять прямо и передвигаться.

Некоторые мышцы и кости человека

Костный скелет – часть опорно-двигательного аппарата – является остовом для различных органов и тканей, он защищает от повреждений такие жизненно важные органы, как головной и спинной мозг, сердце и легкие. В костях накапливаются необходимые организму минеральные вещества: кальций и фосфор. Кости содержат костный мозг, в котором образуются все клетки крови – эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки.

К костям прикрепляются мышцы, которые за счет сокращения и расслабления волокон делают возможными движения различных частей тела. Ряд мышц расположен внутри органов и не связан с костями. При сокращении этих мышц осуществляется работа основных внутренних органов и обеспечиваются жизненно важные процессы в организме: перекачивание крови из сердца в кровеносные сосуды, прохождение пищи через желудочно-кишечный тракт и др. Благодаря сокращению мышц выделяется тепло и поддерживается нормальная температура тела.

Скелет человека состоит из 206 костей. Процессы образования молодой костной ткани и рассасывания старой продолжаются в течение всей жизни человека, хотя с возрастом скорость первого снижается. Рост костей обычно завершается в позднем периоде юношеского возраста или в молодом возрасте. В позднем периоде среднего возраста кости утрачивают прежнюю прочность, потому что к этому времени процесс рассасывания старой ткани происходит быстрее, чем образование новой.

Внутри костной ткани проходят кровеносные сосуды и нервы. Кровеносные сосуды доставляют кислород и питательные вещества костным клеткам. Нервы обеспечивают связь клеток с головным мозгом, участвуя таким образом в восприятии боли и передаче импульсов в центральную нервную систему.

Основным неорганическим веществом кости является кальций. Кроме него, в состав плотного слоя входят и другие минеральные вещества: фосфор, магний и фтор. В случае необходимости эти элементы могут поступать в кровеносное русло. Так, например, при уменьшении содержания кальция в крови и нарушении равновесия химических процессов происходит высвобождение этого вещества из костей и восполнение его дефицита в крови.