Na čele riadiacich systémov organizmu stojí nervová sústava. Jej hlavnou úlohou je prijímať informácie o zmenách vo vonkajšom i vnútornom prostredí, tieto informácie triediť, spracúvať a následne vytvárať výstupné signály. Tieto signály sú privádzané k výkonným orgánom, čím nervová sústava primerane usmerňuje ich činnosť. Tieto komplexné schopnosti sú dané štruktúrnymi a funkčnými vlastnosťami nervovej sústavy. Základnou štruktúrnou a funkčnou jednotkou nervovej sústavy je nervová bunka - neurón.
U človeka dosiahol vývin nervovej sústavy najvyšší stupeň. Človek má schopnosť abstraktného myslenia a emócií, ktoré sú spojené s rečou a s pracovnými výkonmi. To mu umožňuje vedecké poznanie prírody a jej aktívne ovplyvňovanie.
Na rozdiel od hormonálnej sústavy je nervová sústava presnejšia, pretože nervový vzruch aktivuje oveľa špecifickejšie miesta v organizme. Hormón pôsobí vo väčšom rozsahu a aj po dlhší čas (napríklad adrenalín, ktorý radíme medzi hormóny pomerne krátkopôsobiace, účinkuje v organizme niekoľko minút). Z toho vyplýva, že nervové riadenie činnosti organizmu je pravdepodobne fylogeneticky mladšie ako hormonálne.
Centrálna nervová sústava (CNS)
Centrálna nervová sústava je s organizmom spojená prostredníctvom periférnych nervov. Tvoria ju miecha (medulla spinalis) a mozog (encephalon, cerebrum). V týchto štruktúrach sa okrem neurónov nachádza aj niekoľkonásobne väčšie množstvo podporných - gliových buniek, ktorých úloha je okrem iného pomôcť vyživovať nervové bunky.
Miecha (Medulla spinalis)
Hlavnou funkciou miechy (medulla spinalis) u ľudí a ostatných vyšších stavovcov je najmä nervové prepojenie mozgu so zvyškom tela. U nižších živočíchov, ktoré nemajú tak dobre vyvinutý mozog, je miecha aj dôležitým riadiacim orgánom.
Miecha je dlhá asi 45 cm a je uložená v chrbticovom kanáli. Povrchom miechy prechádzajú dve hlboké brázdy (fissura mediana anterior, sulcus medianus posterior) a v každej polovici miechy ešte dve ďalšie, plytšie brázdy. Na priečnom priereze sa miecha skladá z bielej hmoty na povrchu a zo sivej hmoty vo vnútri.
Bielu hmotu miechy tvoria nervové dráhy, ktoré majú prevodovú funkciu. Miechové dráhy v ľavej a pravej polovici miechy sú uvedenými brázdami rozdelené do troch povrazcov:
- predné povrazce - prechádzajú nimi dráhy vychádzajúce z mozgovej kôry a končiace vo svaloch končatín a trupu (zostupné dráhy)
- zadné povrazce - prechádzajú nimi dráhy začínajúce v receptoroch a vedúce do vyšších oddielov mozgu (vzostupné dráhy)
- bočné povrazce - obsahujú vzostupné aj zostupné dráhy
Sivá hmota má na priereze tvar písmena H a jej stredom prechádza centrálny kanálik miechy. Nervové bunky tvoriace sivú hmotu sú sústredené do ohraničených zoskupení, ktoré v mieche vytvárajú predné miechové rohy (tvoria ich motorické nervové bunky - motoneuróny) a zadné miechové rohy (tvoria ich senzitívne neuróny). V hrudnej časti miechy možno v sivej hmote rozlíšiť aj bočné miechové rohy.
Z postranných rýh vystupujú z miechy zväzky nervových vláken - predné a zadné miechové korene, ktoré sa spájajú a vytvárajú miechový nerv (nervus spinalis). Každý miechový nerv má predný (motorický) a zadný (senzitívny) miechový koreň.
Reflexný oblúk
Reflexný oblúk predstavuje postupný sled dejov, ktorými sa prejavuje nervová činnosť. Jednoduchý reflexný oblúk sa skladá zo senzitívnej a motorickej časti. Vzruch teda prichádza z periférnych nervových vláken do senzitívnych neurónov uložených v zadných miechových rohoch. Odtiaľ je vzruch prostredníctvom kontaktného vmedzereného neurónu prevedený na motoneurón v prednom miechovom rohu. Axón motoneurónu v podobe miechového nervu vedie vzruch do príslušného kostrového svalu.
Miecha okrem prevodovej funkcie je aj dôležitým reflexným ústredím. Sú v nej reflexné centrá pre niektoré nepodmienené reflexy, ktoré ovplyvňujú činnosť a napätie svalov bez potreby regulácie mozgu. Miecha reguluje reflexne aj vyprázdňovanie močového mechúra, konečníka, sekréciu potu a napätie cievnych stien.
Mozog (Encephalon, Cerebrum)
Mozog (encephalon, cerebrum) sa nachádza v lebečnej dutine, ktorá ho ochraňuje. Skladá sa asi z 86 miliárd neurónov a u dospelého človeka váži asi 1 500 g. Mozog aj miecha majú na svojom povrchu tri obaly, ktoré sa nazývajú pleny:
- tvrdá mozgová plena (dura mater) - vonkajšia vrstva priliehajúca ku kostiam lebky
- pavúčnica (arachnoidea) - stredný obal
- cievnatka (pia mater) - vnútorná vrstva tvorená krvnými cievami
Priestor medzi cievnatkou a pavúčnicou je vyplnený mozgovomiechovým mokom - likvorom (liquor cerebrospinalis). Je to mimobunková tekutina podobná tkanivovému moku s vysokým obsahom bielkovín.
Mozog sa z fylogenetického hľadiska rozdeľuje na niekoľko oddielov, pričom základom sú tri dobre diferencované časti rôzne vyvinuté u všetkých stavovcov: kosohranový mozog (rhombencephalon), stredný mozog (mesencephalon) a predný mozog (prosencephalon).
Mozgový kmeň
Predĺžená miecha, Varolov most a stredný mozog tvoria tzv. mozgový kmeň.
Predĺžená miecha (Medulla oblongata)
Predĺžená miecha (medulla oblongata, myelencephalon) je plynulým pokračovaním miechy, bez ostrejšieho rozdielu. Centrálny kanál miechy sa tu rozširuje a vytvára IV. mozgovú komoru. Dolnú plochu predĺženej miechy obklopuje Varolov most, s ktorým tvorí súčasť mozgového kmeňa. Bielou hmotou predĺženej miechy prechádzajú vzostupné aj zostupné nervové dráhy.
V sivej hmote predĺženej miechy sú jadrá, v ktorých začínajú alebo končia vlákna hlavových nervov. V jadrách predĺženej miechy sú centrá pre nepodmienené reflexy:
- obživné (cicanie, hltanie, slinenie)
- obranné (kýchanie, kašľanie, zvracanie, slzenie, žmurkanie)
Nervové bunky medzi jadrami vytvárajú sieťovitú retikulárnu formáciu (formatio reticularis), kde sú centrá životne dôležitých vegetatívnych funkcií (dýchanie, srdcová činnosť, krvný tlak).
Zadný mozog (Metencephalon)
Zadný mozog tvorí v užšom slova zmysle Varolov most a mozoček.
Varolov most (Pons Varoli)
Varolov most (pons Varoli) je súčasťou mozgového kmeňa a vytvára na ňom nápadný priečny val. Leží nad predĺženou miechou, pod stredným mozgom a pred mozočkom. Zadná časť tvorí plynulý prechod z predĺženej miechy a skladá sa predovšetkým zo sivej hmoty, kde sú uložené jadrá niektorých hlavových nervov. Predná časť je tvorená bielou hmotou, ktorá predstavuje nervové dráhy hlavových nervov ako aj časť pyramídovej dráhy (voľou ovládané pohyby). Nachádza sa tu aj tzv. pneumotaxické centrum, ktoré kontroluje normálny respiračný rytmus.
Mozoček (Cerebellum)
Mozoček (cerebellum) je tvorený z dvoch pologúľ - hemisfér. Jeho povrch pokrýva kôra. Biela hmota je vo vnútri a rozvetvuje sa do sivej hmoty, kde vytvára charakteristický útvar v tvare rozkonáreného stromu - "strom života" (arbor vitae). V kôre mozočka sú typické veľké neuróny, tzv. Purkyněho bunky, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v regulácii vedomých pohybov. Mozoček koordinuje napätie kostrových svalov, podieľa sa na udržiavaní vzpriamenej polohy tela a na vzájomnej súhre pohybov tela.
Stredný mozog (Mesencephalon)
Stredný mozog (mesencephalon) je krátky oddiel mozgového kmeňa. Nachádza sa medzi Varolovým mostom a pologuľami mozočka. Cez stredný mozog prechádza Sylviou kanál, ktorý spája III. a IV. mozgovú komoru. V hornej časti stredného mozgu sú dva páry hrbolčekov, ktoré nazývame štvorhrbolie (corpora quadrigemina). V prednom páre končí časť vláken zrakového nervu. V zadnom sú uložené nižšie sluchové centrá. V strednom mozgu je centrum nepodmienených zrakových a sluchových reflexov, napríklad pohyby očí, pohyb hlavy za sluchovým alebo zrakovým podnetom (tectum).
Medzimozog (Diencephalon)
Medzimozog (diencephalon) je obklopený hemisférami predného mozgu, takže vidno len jeho spodnú časť. V medzimozgu je III. mozgová komora, ktorá je otvormi spojená s postrannými mozgovými komorami predného mozgu. Medzimozog tvoria lôžko a podlôžko.
Lôžko (Thalamus)
Lôžko (thalamus) je dôležitou "prepájacou stanicou". Križujú sa v ňom takmer všetky senzitívne (vzostupné) dráhy, ktoré vedú do mozgovej kôry. Podnety prichádzajúce do medzimozgu lôžko buď prepustí do mozgovej kôry alebo ich utlmí. Lôžko preto nazývame "bránou vedomia". Lôžko takto sprostredkúva reakcie na rozličné podnety (čuchové, chuťové, dotykové, bolesť a pod.) a citovo ich prifarbuje (príjemné a nepríjemné podnety). LSD spôsobuje halucinácie práve prostredníctvom dezintegrácie informácií prúdiacich cez thalamus.
Podlôžko (Hypothalamus)
Podlôžko (hypothalamus) je na dne III. mozgovej komory. Na jeho spodnej časti je stopkou pripojená podmozgová žľaza - hypofýza (hypophysis), s ktorou sa hypotalamus spája pomocou ciev a nervových vláken. Hypotalamus má endokrinnú i riadiacu funkciu. Endokrinná funkcia spočíva v tom, že v ňom vznikajú hormóny oxytocín a antidiuretický hormón. Riadiaca funkcia spočíva v riadení činnosti autonómnych nervov, a tým činnosti viacerých vnútorných orgánov a priebehu dôležitých životných funkcií: termoregulácia, funkcia srdca, ciev a iné. V podlôžku sú centrá nasýtenia, hladu a centrum spánku.
Koncový mozog (Telencephalon) - Veľký mozog
Koncový mozog (telencephalon) je najväčšou časťou mozgu. Tvoria ho dve mozgové "pologule" - hemisféry - oddelené hlbokým zárezom (fissura longitudinalis cerebri). V pravej aj ľavej hemisfére sú postranné mozgové komory, spojené s III. mozgovou komorou v medzimozgu. Hemisféry sú prepojené nervovými vláknami - svorové teleso (corpus callosum).
Mozgové hemisféry sú zo sivej hmoty, ktorá tvorí mozgovú kôru a z bielej hmoty, uloženej pod kôrou.
Mozgová kôra (Cortex cerebri)
Mozgová kôra (cortex cerebri) je pokrytá neurónmi v hrúbke 2-5 mm, ktoré vytvárajú obrovské množstvo nervových spojení. Mozgová kôra je najvyšším riadiacim centrom ľudského tela. Je poprehýbaná do mnohých závitov (gyri cerebri), na povrchu je zvrásnená - gyrifikácia mozgovej kôry.
Každá hemisféra je podľa priestorového uloženia rozdelená niekoľkými konštantnými brázdami na laloky, pričom neuróny mozgovej kôry vytvárajú určité funkčné oblasti - kôrové analyzátory. Biela hmota je uložená pod mozgovou kôrou a tvoria ju vlákna, ktoré vstupujú do kôry alebo z nej vystupujú a dráhy, ktoré prepájajú jednotlivé časti mozgu (napr. svorové teleso tvorí tzv. komisurálnu dráhu).
V bielej hmote sú vnorené útvary sivej hmoty, označované ako bazálne gangliá. Najväčšie z nich sú chvostnaté jadro (nucleus caudatus) a šošovkovité jadro (nucleus lentiformis). Ich funkcia nie je dnes celkom jasná, pravdepodobne sa zúčastňujú na riadení pohybov.
Informácie, ktoré mozog prijíma z receptorov, sa ku kôre pohybujú v príslušnej projekčnej dráhe, kde sa vnem vybaví v rovnakom priestorovom usporiadaní, ako sú usporiadané receptory. Typickým príkladom je napríklad zraková dráha, ktorá sa projektuje do optickej oblasti v mozgovej kôre v takom rozložení, ako je na sietnici. Veľkosť príslušnej oblasti v mozgovej kôre preto nezávisí od veľkosti orgánu ako takého, ale od počtu a hustoty receptorov zabezpečujúcich vnímanie vnemu - tzv. senzorický homunkulus. Podobne možno zostrojiť aj motorický homunkulus, kde naopak najväčší pomer v mozgovej kôre zaberajú oblasti s ovládaním veľmi jemnej motoriky (svaly ruky, mimické svaly). V oboch prípadoch pritom drvivá väčšina dráh prechádza na opačnú laterálnu stranu (typicky sa napr. pravá hemisféra mozgu stará o pohyby ľavej strany tela).
Hlavné mozgové štruktúry a ich funkcie
Periférna nervová sústava (PNS)
Obvodové (periférne) nervy sú tvorené z nervových vláken. V jednom nerve môže byť až tisíc nervových vláken, ktoré sú navzájom oddelené väzivom.
Mozgové nervy
Z mozgu vystupuje 12 párov mozgových nervov, ktorých číslovanie je pevne dané. Prehľad niektorých z nich:
| Ozn. | Názov | Vlastnosti |
|---|---|---|
| I. | čuchový nerv (nervus olfactorius) | Jeho vlákna začínajú v čuchovej sliznici nosa a končia v čuchovom analyzátore kôry mozgu. |
| II. | zrakový nerv (n. opticus) | Jeho vlákna začínajú v sietnici oka a končia v zrakovom analyzátore mozgovej kôry. |
| III. | okohybný nerv (n. oculomotorius) | Vychádza zo stredného mozgu a inervuje štyri okohybné svaly. |
| IV. | kladkový nerv (n. trochlearis) | Vychádza zo stredného mozgu a inervuje horný šikmý očný sval. |
| V. | trojklanný nerv (n. trigeminus) | Vychádza z predĺženej miechy a rozdeľuje sa na tri vetvy: očnicový nerv, čeľustný nerv a sánkový nerv. |
| VI. | odťahujúci nerv (n. abducens) | Vychádza z predĺženej miechy a inervuje okohybné svaly. |
| VII. | tvárový nerv (n. facialis) | Vychádza z jadier na spodine 4. mozgovej komory (predĺžená miecha) a inervuje mimické svaly. |
| VIII. | polohovosluchový nerv (n. vestibulocochlearis) | Jeho vlákna vystupujú zo sluchového ústrojenstva a polohového ústrojenstva a končia v kôre mozgu v sluchovom a polohovom analyzátore. |
| IX. | jazykovohltanový nerv (n. glossopharyngeus) | Inervuje sliznicu hltana a slinné žľazy. |
| X. | blúdivý nerv (n. vagus) | Po vystúpení z lebky prechádza pozdĺž krčnice a vstupuje do hrudníka. Popri pažeráku prechádza ďalej, až cez bránicu prejde do brušnej dutiny. |
Miechové nervy
Z miechy vystupuje 31 párov miechových nervov, ktoré zabezpečujú inerváciu tela.
Vegetatívne (autonómne) nervy
Vegetatívne (autonómne) nervy motoricky inervujú hladké svaly, v stenách vnútorných orgánov, ciev a vývodov žliaz. Vegetatívne nervy vychádzajú z centrálnej nervovej sústavy spolu s mozgovými a miechovými nervami, ale sa od nich oddeľujú a tvoria samostatné nervy. Vlákna sympatika vychádzajú z hrudníkovej a driekovej časti miechy (T1 až L2,3). Vlákna parasympatika vychádzajú z mozgového kmeňa a krížového oddielu miechy.