Усі живі організми взаємодіють з навколишнім середовищем завдяки нервовій системі. Коротко визначимо головні поняття.
Нервова система - це сукупність утворень (рецептори, нерви, ганглії, мозок) у тварин та людини, яка здійснює сприймання подразників, що впливають на організм, а також проведення та обробку збудження, що виникає, формування відповідних пристосувальних реакцій, регуляцію та координацію всіх функцій організму в його постійній взаємодії із зовнішнім середовищем.
Рецептор (лат. receptor - той, що приймає) — спеціальне чуттєве утворення у тварин та людини, яке сприймає та перетворює подразнення із зовнішнього та внутрішнього середовища в специфічну активність нервової системи.
Нерв (лат. nervus, гр. neuron — жила) — тяжі нервової тканини, що з'єднують мозок та нервові вузли з іншими тканинами та органами тіла й утворюються з нервових волокон.
Ганглії (гр. ganglion - вузол) - нервовий вузол, скупчення тіл та відростків нейронів. Вони здійснюють переробку та синтез нервових імпульсів. У безхребетних ганглії виконують функції центральної нервової системи, а у хребетних розрізняють вегетативні (симпатичні та парасимпатичні) та соматосенсорні (спинно- та черепномозкові) ганглії, які розташовані по ходу периферичних нервів та у стінках внутрішніх органів. Базальними гангліями називають також ядра головного мозку.
Мозок - центральний відділ нервової системи у тварин та людини, що забезпечує регуляцію всіх життєвих функцій організму, у тому числі й вищу нервову діяльність, а в людини також психічні функції, включаючи мислення.
У процесі життєдіяльності людини нервова система здійснює необхідний зв'язок організму з навколишнім світом, взаємозв'язок у роботі внутрішніх органів та координацію між різними відділами самої нервової системи. Завдяки діяльності нервової системи організм людини розглядається як складна саморегулююча система, про що І.П.Павлов писав так: „Людина є, звичайно, система (грубо кажучи - машина), як і будь-яка інша в природі, що підпорядковується невідворотним і єдиним для всієї природи законам; але система, у горизонті нашого сучасного наукового бачення, єдина за найвищим саморегулюванням".
У людини нервова система складається з трьох відділів—центрального, периферичного та вегетативного.
Центральна нервова система (ЦНС) — основний відділ нервової системи тварин та людини, виконує регулюючу функцію і в людини складається з головного та спинного мозку.
Периферична нервова система — частина нервової системи представлена нервами, що з'єднують ЦНС із сенсорними органами, рецепторами та афекторами (м'язами та залозами) та об'єднує їх у взаємодії.
Вегетативна (автономна) нервова система (ВНС) — частина нервової системи, що регулює діяльність органів кровообігу, дихання, травлення, виділення, розмноження, а також обміну речовин. Відіграє провідну роль у підтриманні сталості внутрішнього середовища організму та пристосувальних реакцій усіх хребетних. Анатомічно і функціонально вегетативна нервова система розділяється на симпатичну (СНС), парасимпатичну (ПНС) і метасимпатичну (МНС) нервові системи. Симпатичні та парасимпатичні центри здійснюють цілісне реагування організму на різні впливи, а також підтримують, відповідно до вимог, інтенсивність основних життєвих процесів. Парасимпатичні нерви виходять із середнього та продовгуватого мозку, а також з крижів. Симпатичні нерви виходять із спинного мозку на рівні першого грудного — четвертого поперекового сегментів.
До МНС відносять комплекс мікроганглій, розташованих у стінках внутрішніх органів, що мають рухову активність (травний тракт, серце, сечогінник).
Більшість внутрішніх органів мають подвійну, а то й потрійну іннервацію (СНС, ПНС, МНС).
Основним структурним компонентом нервової системи є нервова клітина з відростками або волокнами, яку в 1891 році німецький анатом В.Вальдейєр назвав нейроном. Нейрон — це протоплазматичне тіло діаметром 0.005-0.05 мм з ядром, безліччю коротких відростків (дендритів) та одним-двома довгими відростками (аксонами). Аксон може досягати довжини до 1 м у нервах кінцівок людини.
Специфічна функція нейрона полягає у здатності приходити під впливом різних подразників до особливого діяльного стану - нервового збудження, що характеризується складними електрохімічними процесами у цитоплазмі з ядром, мембраною та їх більш дрібними структурними елементами.
Процес збудження поширюється по нервових волокнах із швидкістю від 0,5 до 100 м/с і більше (залежно від типу нейрона та товщини нервового волокна). Як правило, збудження спрямоване від дендритів до тіла клітини, а від неї — вздовж аксона до кінцевих його розгалужень.
Окремі нейрони з'єднуються один з одним через складні контактні механізми — синапси, які можуть бути аксодендритними (коли розгалуження аксонів одного нейрона контактують з дендритами інших) або аксосоматичними (коли ці контакти знаходяться на самому тілі клітини).
Вважається, що в процесі індивідуального досвіду або научіння у високоорганізованих тварин та людини утворюються нові функціональні з'єднання між нейронами вищих відділів мозку.
Загальна кількість нейронів у нервовій системі дуже велика-більше 10 мільярдів, а число синапсів у багато разів більше, оскільки на одному нейроні можуть мати закінчення сотні та тисячі волокон від інших нервових клітин. У периферичній нервовій системі домінують нейрони з довгими аксонами, а в центральній - так звані мультиполярні клітини з багатьма відростками.
Основні функції нервової системи полягають у здійсненні зв'язку всіх частин організму одна з одною (нижча нервова діяльність) та всього організму в цілому з варіативним навколишнім середовищем (вища нервова діяльність, психіка). Ось чому центральна нервова система як апарат управління організмом пов'язана доцентровими (чуттєвими) та відцентровими (руховими) нервами, по-перше, з усіма внутрішніми органами, по-друге, зі всіма м'язами та залозами зовнішньої секреції та, по-третє, зі всіма органами чуття, або рецепторами.
Рецептори — це апарати, що сприймають впливи зовнішнього середовища. До вищих рецепторів належать колбочки та палички сітківки ока, котрі сприймають складні світлові подразнення та кортієвий орган равлика вуха, який реагує на розмаїття звуків. Далі йдуть органи нюху та смаку, вібраційної та тактильної чутливості, болю, температурні рецептори. Особливе місце займають так звані інтеро- та пропріорецептори, що сприймають сигнали від внутрішніх органів, працюючих м'язів, сухожиль та суглобів, а також від органів рівноваги.
Усі ці спеціалізовані апарати передають до мозку завдяки аферентним (висхідним) нервам різноманітні зовнішні та внутрішні подразнення. Від ЦНС еферентними (низхідними) нервами передаються імпульси збудження до всіх внутрішніх органів і скелетної мускулатури.
Уся нервова система працює за принципом рефлексу, тобто відображувальної дії. Це означає, що різні види енергії, наприклад, світло, звук, хімічні агенти, діючи на рецепторні механізми, викликають у них процес збудження. За доцентровими (аферентними) нервами це збудження передається у спинний або головний мозок, де завдяки складним центральним процесам воно переключається на відцентрові нерви й приводить у діяльнісний стан відповідні органи — м'язи та залози.
Таким чином, рефлекс — це відповідна реакція організму на подразники рецепторів або органів чуття, які здійснюються за участю нервової системи. Нервовий шлях, який складається з відцентрових та доцентрових нервових клітин та волокон, що відходять від них, проходить через центральну нервову систему по тій чи іншій ділянці спинного та головного мозку, називається рефлекторною дугою. Зрозуміло, що уявлення про рефлекторну дугу надзвичайно схематичне. У будь-якій найпростішій реакції беруть участь тисячі та мільйони нервових клітин, кількість яких при варіаціях зовнішніх умов може значно змінюватися в обох напрямах - від периферії до центру і навпаки, але завжди при здійсненні реакцій між аферентними та виконавчими механізмами обов'язково мають місце центральні нервові з'єднання або зв'язки.
Іншим фундаментальним принципом роботи ЦНС є принцип аналізу та синтезу. Сутність цього принципу полягає в тому, що в процесі довготривалої еволюції сформувався зовсім новий, не схожий на всі інші орган — людський мозок, який містить у собі величезні можливості пристосувальних функціональних новоутворень без будь-якої потреби в подальшій морфологічній еволюції, тобто в пристосувальній зміні будови тіла.
Основна функція ЦНС у тому й полягає, щоб розкладати на складові елементи різноманітні комплексні, варіативні впливи середовища, але водночас підкорятися об'єктивним законам, а потім об'єднувати, синтезувати ці впливи в складні і також змінні комплекси відповідних рухових актів завдяки центральним нервовим механізмам. Синтезування всіх зовнішніх та внутрішніх сигналів у цілісні пристосувальні акти поведінки, що відповідають вимогам середовища і можуть мати місце лише на підставі правильного відображення мозком тих об'єктивних закономірностей, які підпорядковуються нескінченним, випадковим варіаціям зовнішніх умов.
Беручи до уваги описані вище складні функції ЦНС, І.П.Павлов запропонував замість старого терміна „органи чуття" новий термін „аналізатори", до яких належать рецепторні системи, висхідні нерви та відповідні аферентні частини вищих відділів мозку.
Таким чином, принцип рефлексу свідчить про пряму причинну залежність реакцій від подразників. Цей принцип залишається в науці непохитним. Але зрозуміло, що певною мірою в поведінці завжди має місце й зворотна причинна залежність подразників від реакцій. Стосовно людини це означає, що її відчуття, а через це і почуття, і думки залежать від діяльності. І тільки врахування цих двох закономірностей - прямої та оберненої - може забезпечити правильне уявлення про механізми роботи людського мозку.
