Анатомия и физиология ЦНС и сенсорных систем Ж. Профильная школа 2005, № 5 (10-11 классы)О.В. Петунии,доцент кафедры естественно-научных дисциплинКузбасского регионального института ПКиПРО,учитель биологии школы № 32, к.п.н., г. Прокопьевск Кемеровская обл. Программа элективного курса «Анатомия и физиология центральной нервной системы и сенсорных систем» предназначена для изучения в 10-11-х классах естественно-научного профиля, специализированных на изучении биологических и химических дисциплин, и рассчитана на 2 ч занятий в неделю в течение одного полугодия или по 1 ч в течение года (всего - 34 ч).^ Цель курса: углубленно изучить вопросы строения и функционирования центральной нервной системы и сенсорных систем.Основные задачи курса: • изучить особенности строения и функций нервной ткани, нервных волокон, нервов, спинного и головного мозга и органов чувств организма человека; • рассмотреть общие принципы управления процессами жизнедеятельности организма человека и роль ЦНС в регуляции, инициации и координации функций; • развивать творческие способности обучающихся в процессе проведения самонаблюдений, выполнения лабораторных работ, написания и защиты рефератов; • способствовать определению и закреплению профориентационных устремлений школьников, направленных на освоение в дальнейшем биологических медицинских специальностей. Последовательность разделов и тем программы обусловлена логикой развития основных анатомических и физиологических знаний о ЦНС и сенсорных системах и связана с переходом от общих вопросов к частным.В программе приводится примерное распределение материала по разделам и темам (в часах). В конце изучения каждого раздела рекомендуется провести зачет и письменную контрольную работу. По завершении изучения курса возможно проведение зачета или итогового тестирования. Содержание программы 1. Общая анатомия и физиология ЦНС Предмет и задачи курса «Анатомия и физиология ЦНС и сенсорных систем». Нервная ткань. Нейроны и их строение. Тело нейрона (ядро, цитоплазма, нейро-фибриллы) и его отростки (аксоны и дендри-ты). Функции аксонов (отведение нервных импульсов от тела нейрона) и дендритов (восприятие раздражения и проведение нервных импульсов к телу нейрона). Классификация нейронов по количеству отростков (униполярные, биполярные и мультиполярные) и по выполняемым функциям (чувствительные, или аффекторные; ассоциативные, или вставочные; двигательные, или эффектор-ные). Нейросекреторные клетки, особенности их строения и значение. Нейроглия и ее функциональная значимость. Особенности и значение шванновских клеток, олигодендроглии, микроглии и гли~ альных макрофагов. Нервные волокна и нервы. Нервные волокна, их типы (миелиновые и безмиелиновые), строение и значение. Дегенерация и регенерация нервных волокон. Нервы, их строение, значение и классификация (центростремительные, центробежные и смешанные). Нервные окончания и их деление на группы по функциональному признаку (эффекторы, рецепторы и концевые аппараты). Двигательные и секреторные эффекторные нервные окончания и их роль. Рецепторы, их значение и классификация по специфичности воспринимаемого раздражения (механорецеп-торы, барорецепторы, хеморецепторы, фоторецепторы, терморецепторы и др.), по особенностям строения (свободные и несвободные окончания), по месту воспринимаемого стимула (экстерорецепторы и интеро-рецепторы).Синапсы, их классификация (аксосомати-ческие, аксодендрические, аксоаксональные, электрические, химические) и значение. Медиаторы синаптической передачи и их типы (ацетилхолин, катехоламины, аминокислоты и пептиды). Возбуждение и торможение в ЦНС. Тормозные синапсы. Возбудимые ткани (нервная, секреторная и мышечная), их свойства и функции. Источники электричества в живых тканях. Биоэлектрические явления при возбуждении клетки. Мембранный потенциал покоя. Деполяризация. Мембранный потенциал действия и его функциональное значение. Закон «все или ничего». Инактивация. Рефрактерность и ее продолжительность. Лабильность. Реполяризация и ее роль. Проводимость нервной ткани. Рефлекс и рефлекторная дуга. Состав рефлекторной дуги (афферентная, центральная и эфферентная части). Количество нейронов, участвующих в образовании рефлекторной дуги. Обратная связь. Рефлекторное кольцо. Принципы рефлекторной деятельности по И.П. Павлову {детерминизма, анализа и синтеза, структурности). Понятие нервного центра. Классификация рефлексов (по биологическому значению, по роду рецепторов, по характеру ответной реакции, по продолжительности, по сложности и др.). Процессы управления в живых системах. Управление, его способы (регуляция, инициация и координация) и их характеристика. Средства управления (биологически активные вещества (БАВ), эндокринные железы, ЦНС, управляемые органы и системы). Нервная регуляция функций организма человека и ее характерные черты (вторичность в ходе эволюции, большая точность, быстрота и др.).Демонстрация. Портреты выдающихся анатомов и физиологов. Таблицы и рисунки, иллюстрирующие методы анатомии и физиологии ЦНС. Таблицы, рисунки, схемы и микропрепараты, иллюстрирующие строение нервной ткани, нервных клеток, нервных волокон, нервов, нервных окончаний, синапсов, рефлекторных дуг.Лабораторная работа № 1. Микроскопи-рование нервной ткани.Лабораторная работа № 2. Наблюдение безусловных рефлексов человека и построение рефлекторных дуг. 2. Частная анатомия и физиология ЦНС Спинной мозг человека. Общие сведения о спинном мозге (местонахождение в организме, размеры, границы, оболочки и др.). Серое и белое вещество спинного мозга. Центральный канал. Образование и значение ликвора. Передние, задние и боковые рога серого вещества. Передние и задние корешки спинномозговых нервов. Сегменты спинного мозга. Канатики белого вещества. Три типа проводящих пучков спинного мозга (короткие, восходящие и нисходящие). Рефлекторная (двигательные центры скелетной мускулатуры, центры вегетативной нервной системы) и проводниковая функции спинного мозга и их значение. Повреждения спинного мозга. Спинальный шок и его последствия. Головной мозг человека. Общие сведения о головном мозге (местонахождение в организме, масса, оболочки, подходы к делению на отделы, желудочки мозга и др.). Строение (размеры, границы, серое и белое вещество) и функции (рефлекторная и проводниковая) продолговатого мозга. Варолиев мост и его значение (двигательная, чувствительная и вегетативная иннервация органов головы). Мозжечок и его строение (червь, правое и левое полушария, ножки мозжечка, кора мозжечка и др.). Функции мозжечка и их изменения, наступающие при повреждениях мозжечка (атония, астазия, астения, атаксия). Строение и функции среднего мозга (ножки мозга и четверохолмия, черное вещество, красные ядра и др.). Промежуточный мозг. Строение и функции таламуса, метаталаму-са, эпиталамуса, гипоталамуса. Гипоталамо-гипофизарное взаимодействие и его роль в обеспечении связи между нервной и эндокринной системами. Ретикулярная формация как активизирующая кору система. Специфический и неспецифический пути импульсов, поступающих в кору больших полушарий. Лимбическая система как анатомическое эмоциональное кольцо. Функциональное значение лимбической системы. Строение и функции большого (конечного) мозга. Общие сведения о большом мозге (правое и левое полушария, мозолистое тело, передняя, задняя спайки и спайка свода, кора больших полушарий, базальные ядра). Полюса полушарий большого мозга (лобный и затылочный). Деление полушарий на доли (лобная, теменная, височная, затылочная и островковая) и борозды, их разделяющие. Развитие больших полушарий у зародыша и ребенка. Строение коры большого мозга. Пирамидальные и звездчатые нейроны коры. Слои нейронов в коре полушарий большого мозга (зональный, внешний зернистый, внутренний зернистый). Новая кора (неокортекс), старая кора (архекортекс) и древняя кора (па-леокортекс) и их значение. Базальные ядра больших полушарий (хвостатое, чечевице-образное тела и ограда) и их значение. Белое вещество и группы проводящих путей полушарий (ассоциативные, комиссурные, проекционные) и их функции. Функциональные зоны коры (сенсорные, ассоциативные и моторные) и их роль. Локализация функций в коре больших полушарий. Функциональная асимметрия полушарий.Демонстрация. Таблицы, рисунки, модели, муляжи, пластинчатые препараты, иллюстрирующие строение спинного и головного мозга человека и их отделов.Лабораторная работа № 3. Изучение строения головного мозга человека.Лабораторная работа № 4. Изучение безусловных рефлексов продолговатого, среднего, промежуточного мозга и мозжечка. 3. Анатомия и физиология периферической нервной системы Периферическая нервная система и структуры, ее образующие (нервные узлы, нервы, нервные окончания). Закономерности строения периферической нервной системы (парность нервов и их расхождение из ЦНС пучками; кратчайший путь нервов к органам; сегментарная иннервация мышц и кожи и др.). Периферические отделы соматической и вегетативной (автономной) нервной системы и их значение. Спинномозговые нервы, их вентральный и дорсальный корешки, ветви (передняя, задняя, соединительная, оболочечная) и общее количество (8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый). Сплетения спинномозговых нервов (шейное, плечевое, поясничное и крестцовое), их состав и значение. Черепные нервы, их количество (12 пар), деление на двигательные, чувствительные и смешанные. Характер и зоны иннервации обонятельных, зрительных, глазодвигатель- ных, блоковых, тройничных, двигательных, лицевых и других черепных нервов. Особенности автономной (вегетативной) нервной системы (иннервирует внутренние органы; возбуждение на пути к органам про- ходит через два расположенных друг за другом нейрона; небольшая скорость проведения возбуждения; выход нервов из ЦНС пуч-ками и др.)- Влияния вегетативной нервной системы на работу органов (пусковое, кор- ригирующее и адаптационно-трофическое). Части вегетативной нервной системы. Симпатическая часть и ее центральный и периферический отделы. Околопозвоночные и предпозвоночные симпатические нервные стволы. Симпатические сплетения. Солнечное (чревное) сплетение и его значение. Симпатические нервные волокна. Значение симпатической части вегетативной нервной системы. Медиаторы окончаний симпатических нервных волокон. Центральный и периферический отделы парасимпатической части вегетативной нервной системы. Значение парасимпатической части. Медиаторы, образующиеся в окончаниях парасимпатических нервов. Двойная иннервация органов и ее значение. Эффекты симпатической и парасимпатической систем в организме человека. Демонстрация. Таблицы, рисунки, модели, иллюстрирующие строение периферической нервной системы, спинномозговых и черепных нервов, особенности строения и функций автономной (вегетативной) нервной системы. 4. Анатомия и физиология сенсорных систем Понятия органов чувств и сенсорных систем (анализаторов). Шесть видов чувствительности и соответствующие им органы чувств (глаз, ухо, кожа и др.). Анализатор и три его анатомических образования (рецептор, афферентное нервное волокно, зона коры). Значение периферической, проводниковой и центральной частей анализатора. Целостность сенсорной системы как необходимое условие ее функционирования. Вклад И.П. Павлова в создание учения об анализаторах. Значение зрения как важнейшего чувства. Строение глазного яблока человека (форма, размеры, масса, оболочки и ядро). Фибриозная оболочка: ее передний отдел - роговица и задний отдел - склера, их строение и функции. Сосудистая оболочка и три ее части. Радужная оболочка, ее окраска, зрачок, зрачковый рефлекс. Ресничное (цилиарное) тело, ресничная мышца. Хрусталик и механизм изменения его кривизны. Передняя и задняя камеры, водянистая влага и ее значение. Сосудистая оболочка глазного яблока, значение пигментных ее клеток. Стекловидное тело и его значение в поддержании формы глаза. Сетчатая оболочка и две ее части: заднюю (зрительную) и переднюю (ресничную и ра-дужковую). Палочки и колбочки сетчатки глаза. Дно глазного яблока. Желтое и слепое пятно сетчатки. Вспомогательные органы глаза, их строение и функции (брови, ресницы, веки, слезный аппарат, мышцы). Оптическая система глаза. Модель редуцированного глаза построение изображения в нем. Аккомодация и ее причины (рефлекторное изменение кривизны хрусталика; рефлекторное изменение диаметра зрачка). Дальнозоркость и близорукость, их причины, исправление и профилактика. Светочувствительный аппарат глаза. Зрительные пигменты (родопсин и йодопсин) и их значение. Восприятие цвета глазом. Трех-компонентная теория восприятия цветов. Дальтонизм, его формы (протанопия, дейте-ронопия, тританопия) и причины. Бинокулярное зрение, его сущность и преимущества (расширение поля зрения; возможность компенсации повреждения одного глаза за счет другого; снижение эффекта слепого пятна и др.). Слух и его значение. Строение и функции наружного уха человека. Ушная раковина, ее форма, строение (завиток и противозави-ток, козелок и противокозелок, вырезка, мочка) и значение. Наружный слуховой проход. Ушная сера, ее образование и значение. Барабанная перепонка как тонкая фибриозная пластинка. Значение барабанной перепонки. Строение и функции среднего уха. Барабанная полость и ее стенки (перепончатая, лабиринтная, сосцевидная, сонная, покрышечная, яремная). Слуховые косточки (мо- лоточек, наковальня и стремечко) и их значение в проведении и усилении звука. Евстахиева труба и ее значение. Строение и функции внутреннего уха. Костный лабиринт и три его отдела (преддверие, улитка и полукружные каналы) и их строение. Перепонка овального окна и ее значение. Перепончатый лабиринт, его части (маточка и сферический мешочек) и функции. Эндо-лимфа, перилимфа и их значение. Строение кортиева органа. Волосковые клетки и возникновение нервного импульса на них. Строение и функции органа равновесия. Части вестибулярного аппарата (костное преддверие и три полукружных канала), их строение и функции. Строение и функции органа обоняния. Обонятельная область носоглоточного пространства. Обонятельные клетки, их центральные (аксоны) и периферические (денд-риты) отростки и их значение. Механизм действия обонятельных клеток. Строение и функции органа вкуса. Вкусовые эпителиоциты, вкусовые почки (луковицы) и сосочки (желобоватые, нитевидные, листоватые и грибовидные) языка. Виды вкусовых рецепторов и их локализация в ротовой полости. Возбуждение рецепторов веществами, обладающими вкусом. Кожная чувствительность. Тактильная чувствительность. Строение и функции ме-ханорецепторов, Холодовых, тепловых и болевых рецепторов. Общие свойства анализаторов (чем сильнее раздражитель, тем шире разливается возбуждение по коре; способность приспосабливаться к различной силе раздражителей; явление последействия и др.) и их характеристика. Демонстрация. Таблицы, рисунки и модели, иллюстрирующие строение органов зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса и равновесия человека, а также схемы, иллюстрирующие состав сенсорной системы и общие их свойства.Лабораторная работа № 5. Изучение функций зрачка, периферической и центральной части сетчатки глаза.Лабораторная работа № 6. Изучение функций и свойств органов слуха человека.