Système nerveux
Le système nerveux comprend le cerveau, la moelle épinière, des organes sensoriels, et tous les nerfs qui relient ces organes avec le reste du corps. Ensemble, ces organes sont responsables du contrôle de l'organisme et la communication entre ses parties. Le cerveau et la moelle épinière forment le centre de contrôle connu comme le système nerveux central (SNC), où l'information est évaluée et les décisions prises. Les nerfs sensoriels et organes sensoriels du système nerveux périphérique (SNP) surveillent les conditions à l'intérieur et à l'extérieur du corps et envoyer ces informations à la CNS. Nerfs efférents dans le PNS transportent des signaux du centre de contrôle pour les muscles, les glandes et les organes de réglementer leurs fonctions.
Anatomie du Système nerveux
Tissu nerveux
La majorité du système nerveux est un tissu constitué de deux classes de cellules: les neurones et névroglie.
Les neurones. Les neurones, aussi connu comme les cellules nerveuses, de communiquer l'intérieur du corps en transmettant des signaux électrochimiques. Les neurones semblent tout à fait différent des autres cellules dans le corps en raison des nombreux processus cellulaires longues qui se étendent à partir de leur corps cellulaire centrale. Le corps de la cellule est à peu près la partie ronde d'un neurone qui contient le noyau, les mitochondries, et la plupart des organites cellulaires. De petites structures arborescentes appelés dendrites se étendent depuis le corps de la cellule pour ramasser des stimuli de l'environnement, d'autres neurones, ou cellules réceptrices sensorielles. Les processus de transmission longues appelées axones se étendent à partir du corps cellulaire pour envoyer des signaux à d'autres en avant neurones ou des cellules effectrices dans le corps.
Il y a trois classes de base de neurones: les neurones afférents, les neurones efférents, et des interneurones.
Les neurones afférents. Aussi appelé neurones sensoriels, les neurones afférents sensoriels transmettent des signaux vers le système nerveux central de récepteurs dans le corps.
Les neurones efférents. Aussi appelé neurones moteurs, les neurones efférents transmettent des signaux provenant du système nerveux central à des effecteurs de l'organisme tels que les muscles et les glandes.
Interneurones. Interneurones forment des réseaux complexes au sein du système nerveux central à intégrer les informations reçues des neurones afférents et de diriger la fonction du corps par les neurones efférents.
Neuroglia. Neuroglia, aussi connu comme les cellules gliales, agir comme les cellules "helper" du système nerveux. Chaque neurone dans le corps est entouré de partout 6-60 névroglie qui protègent, fourrage et isolent le neurone. Parce que les neurones sont des cellules extrêmement spécialisées qui sont essentiels à la fonction du corps et presque jamais reproduisent, névroglie sont essentiels au maintien d'un système nerveux fonctionnel.
Cerveau
Le cerveau, un organe mou ridée qui pèse environ 3 livres, est situé à l'intérieur de la cavité crânienne, où les os du crâne surround et le protéger. Les quelque 100 milliards de neurones du cerveau forment le principal centre de contrôle du corps. Le cerveau et la moelle épinière forment ensemble le système nerveux central (SNC), où l'information est traitée et réponses proviennent. Le cerveau, le siège des fonctions mentales supérieures comme la conscience, la mémoire, la planification et les actions volontaires, contrôle également les fonctions du bas du corps, tels que le maintien de la respiration, le rythme cardiaque, la pression sanguine et la digestion.
Moelle épinière
La moelle épinière est une longue masse maigre de neurones groupés qui transporte des informations à travers la cavité de la colonne vertébrale à partir de bulbe rachidien du cerveau, à son extrémité supérieure et continue inférieurement à la région lombaire de la colonne vertébrale. Dans la région lombaire, la moelle épinière se sépare en un paquet de nerfs individuels appelés la queue de cheval (en raison de sa ressemblance avec la queue d'un cheval) qui continue en bas, au sacrum et le coccyx. La substance blanche des fonctions de la moelle épinière que le conduit principal de signaux nerveux de l'organisme à partir du cerveau. La substance grise de la moelle épinière intègre réflexe à des stimuli.
Nerfs
Les nerfs sont faisceaux d'axones dans le système nerveux périphérique (SNP) qui agissent comme des autoroutes de l'information pour transporter des signaux entre le cerveau et la moelle épinière et le reste du corps. Chaque axone est enveloppé dans une gaine de tissu conjonctif appelé le endonèvre. Axones individuels du nerf sont regroupés en groupes d'axones appelés fascicules, enveloppé dans une gaine de tissu conjonctif appelé le périnèvre. Enfin, de nombreux fascicules sont enveloppés ensemble dans une autre couche de tissu conjonctif appelé l'épinèvre pour former ensemble un nerf. L'emballage de nerfs avec tissu conjonctif aide à protéger les axones et pour augmenter la vitesse de leur communication à l'intérieur du corps.
Afférente, Efferent et nerfs mixtes. Certains des nerfs dans le corps sont spécialisés pour le transport d'informations dans une seule direction, semblable à une rue à sens unique. Nerfs qui transmettent les informations de récepteurs sensoriels du système nerveux central que sont appelés nerfs afférents. D'autres neurones, appelés nerfs efférents, transportent des signaux seulement du système nerveux central pour effecteurs tels que les muscles et les glandes. Enfin, certains nerfs sont nerfs mixtes contenant à la fois afférente et axones efférents. Fonction nerfs mixtes comme les rues deux voies où axones afférents agissent comme des voies se dirigeant vers le système nerveux central et les axones efférents agir comme voies se éloignant du système nerveux central.
Nerfs Crâniens. S’étendant depuis le côté inférieur du cerveau sont 12 paires de nerfs crâniens. Chaque paire des nerfs crâniens est identifié par un chiffre romain 1 à 12 en fonction de son emplacement le long de l'axe antéro-postérieur du cerveau. Chaque nerf a aussi un nom descriptif (par exemple olfactif, optique, etc.) qui identifie sa fonction ou l'emplacement. Les nerfs crâniens fournissent une connexion directe au cerveau pour les organes des sens spéciaux, les muscles de la tête, le cou et les épaules, le cœur, et le tractus gastro-intestinal.
Nerfs rachidiens. Se étendant à partir des côtés gauche et droit de la moelle épinière sont 31 paires de nerfs rachidiens. Les nerfs rachidiens sont nerfs mixtes qui transportent les signaux sensoriels et moteurs entre la moelle épinière et des régions spécifiques du corps. Les 31 nerfs spinaux sont divisés en 5 groupes nommés pour les cinq régions de la colonne vertébrale. Ainsi, il y a huit paires de nerfs cervicaux, 12 paires de nerfs thoraciques, 5 paires de nerfs lombaires, cinq paires de nerfs sacrés, et une paire de nerfs coccygiens. Chaque nerf spinal sort de la moelle épinière à travers le trou de conjugaison entre une paire de vertèbres ou entre l' C1 vertèbre et l’os occipital du crâne.
Méninges
Les méninges sont les revêtements de protection du système nerveux central (SNC). Ils se composent de trois couches: la dure-mère, arachnoïde et la pie-mère.
Dura mater. La dure-mère, ce qui signifie «mère difficile", est la couche la plus épaisse, plus difficile et la plus superficielle de méninges. Fait de tissu conjonctif dense irrégulier, il contient de nombreux difficile fibres de collagène et les vaisseaux sanguins. La dure-mère protège contre les dommages du système nerveux central externe, contient le liquide céphalo-rachidien qui entoure le système nerveux central, et fournit le sang au tissu nerveux du SNC.
Arachnoïde. L’arachnoïde, qui signifie «mère araignée-comme," est beaucoup plus mince et plus délicate que la dure-mère. Elle tapisse l'intérieur de la dure-mère et contient de nombreuses fibres fines qui le relient à la pie-mère sous-jacente. Ces fibres traversent un espace rempli de liquide appelé l'espace sous-arachnoïdien entre l'arachnoïde et la pie-mère.
Pie-mère. La pie-mère, qui signifie «mère tendre," est une couche fine et délicate de tissu qui repose sur l'extérieur du cerveau et la moelle épinière. Contenant de nombreux vaisseaux sanguins qui alimentent le tissu nerveux du système nerveux central, la pie-mère pénètre dans les vallées des sillons et fissures du cerveau car il couvre toute la surface de la CNS.
Liquide Cérébro-Spinal
L'espace entourant les organes de la CNS est rempli d'un liquide clair appelé liquide céphalo-rachidien (LCR). CSF est formé à partir du plasma sanguin par des structures spéciales appelées plexus choroïdes. Les plexus choroïdes contiennent de nombreux capillaires bordées de tissu épithélial qui filtre le plasma sanguin et permet au fluide filtré de pénétrer dans l'espace autour du cerveau.
CSF nouvellement créé se écoule à travers l'intérieur du cerveau dans les cavités appelées ventricules et à travers une petite cavité au milieu de la moelle épinière appelé le canal central. LCR s’écoule également à travers l'espace sous-arachnoïdien autour de l'extérieur du cerveau et de la moelle épinière. CSF est constamment produite au plexus choroïde et est réabsorbé dans le sang à des structures appelées villosités arachnoïde.
Liquide céphalo-rachidien fournit plusieurs fonctions vitales du système nerveux central:
CSF absorbe les chocs entre le cerveau et le crâne et entre la moelle épinière et des vertèbres. Cette absorption de choc protège le système nerveux central des coups ou des changements brusques de vitesse, comme lors d'un accident de voiture.
Le cerveau et la moelle épinière flotteur dans le CSF, en réduisant leur poids apparent grâce à la flottabilité. Le cerveau est un très grand, mais douce organe qui nécessite un volume élevé de sang pour fonctionner efficacement. La réduction du poids dans le liquide céphalorachidien permet aux vaisseaux sanguins du cerveau de rester ouvert et permet de protéger le tissu nerveux de devenir écrasé sous son propre poids.
CSF contribue à maintenir l'homéostasie du produit chimique dans le système nerveux central. Il contient des ions, nutriments, oxygène, et albumines qui soutiennent l'équilibre chimique et osmotique du tissu nerveux. CSF supprime également les déchets qui se forment comme sous-produits du métabolisme cellulaire dans les tissus nerveux.
Organes des sens
Tous nombreux organes sensoriels des organes sont des composants du système nerveux. Qu'est-ce qu'on appelle les spéciaux sens de vision, le goût, l'odorat, l'ouïe et la balance sont tous détectée par des organes spécialisés, tels que les yeux, les papilles, et l'épithélium olfactif. Récepteurs sensoriels pour les sens généraux comme toucher, la température, et la douleur se retrouvent partout dans la plupart des corps. Tous les récepteurs sensoriels du corps sont reliés aux neurones afférents qui portent leur information sensorielle au SNC à traiter et intégrée.
Physiologie du système nerveux
Les fonctions du système nerveux
Le système nerveux a trois fonctions principales: sensorielle, l'intégration, et le moteur.
Sensorielle. La fonction sensorielle du système nerveux implique la collecte d'informations à partir de récepteurs sensoriels qui surveillent les conditions internes et externes de l'organisme. Ces signaux sont ensuite transmis au système nerveux central (SNC) pour un traitement ultérieur par les neurones afférents (et les nerfs).
Intégration. Le processus d'intégration est le traitement des nombreux signaux sensoriels qui sont passés dans le système nerveux central à un moment donné. Ces signaux sont évalués, comparés, utilisée pour la prise de décision, jeté ou commis à la mémoire le juge approprié. L'intégration se fait dans la matière grise du cerveau et la moelle épinière et est effectuée par les interneurones. Beaucoup interneurones travaillent ensemble pour former des réseaux complexes qui fournissent cette puissance de traitement.
Motor. Une fois les réseaux d'interneurones dans le SNC évaluer l'information sensorielle et décident d'une action, ils stimulent les neurones efférents. Neurones efférents (également appelés neurones moteurs) transportent des signaux de la matière grise du CNS à travers les nerfs du système nerveux périphérique à cellules effectrices. L'effecteur peut être lisse, cardiaque, ou d'un tissu de muscle squelettique ou le tissu glandulaire. L'effecteur libère alors une hormone ou déplace une partie du corps à répondre au stimulus.
Divisions du système nerveux
Système Nerveux Central
Le cerveau et la moelle épinière forment ensemble le système nerveux central ou SNC. Le CNS agit comme le centre de contrôle du corps en fournissant à ses systèmes de traitement, de la mémoire, et de régulation. Le CNS prend dans toutes les informations sensorielles conscient et subconscient de récepteurs sensoriels du corps pour rester au courant des conditions internes et externes de l'organisme. En utilisant cette information sensorielle, il prend des décisions sur les actions à la fois conscientes et inconscientes à prendre pour maintenir l'homéostasie de l'organisme et assurer sa survie. Le CNS est également responsable des fonctions supérieures du système nerveux tel que la langue, la créativité, l'expression, les émotions et personnalité. Le cerveau est le siège de la conscience et détermine qui nous sommes en tant qu'individus.
Système Nerveux Périphérique
Le système nerveux périphérique (SNP) comprend toutes les parties du système nerveux à l'extérieur du cerveau et de la moelle épinière. Ces pièces comprennent l'ensemble des nerfs crâniens et spinaux, les ganglions et les récepteurs sensoriels.
Système nerveux somatique
Le système nerveux somatique (SNS) est une division du SNP qui comprend tous les neurones efférents volontaires. Le SNS est la seule partie consciemment contrôlée de la PNS et est responsable de stimuler les muscles squelettiques dans le corps.
Système Nerveux Autonome
Le système nerveux autonome (SNA) est une division du SNP qui comprend tous les neurones efférents involontaires. Le SNA contrôle effecteurs tels que les tissus subconscient viscérale musculaire, le tissu du muscle cardiaque et le tissu glandulaire.
Il y a deux divisions du système nerveux autonome dans le corps: les divisions sympathique et parasympathique.
Sympathique. La division sympathique forme «combat ou fuite" la réponse de l'organisme au stress, le danger, l'excitation, l'exercice, les émotions, et l'embarras. La division sympathique augmente la respiration et le rythme cardiaque, libère de l'adrénaline et d'autres hormones de stress, et diminue la digestion pour faire face à ces situations.
Parasympathique. La division parasympathique forme "se reposer et digérer" réponse lorsque le corps est détendu, repos, l'alimentation ou de l'organisme. Les œuvres parasympathiques pour annuler le travail de la division sympathique après une situation stressante. Entre autres fonctions, la division parasympathique fonctionne pour diminuer la respiration et le rythme cardiaque, augmenter la digestion, et permettre l'élimination des déchets.
Système nerveux entérique
Le système nerveux entérique (ENS) est la division du SNA qui est responsable de la régulation de la digestion et la fonction des organes digestifs. L'ENS reçoit les signaux du système nerveux central à travers les deux divisions sympathique et parasympathique du système nerveux autonome pour aider à réguler ses fonctions. Cependant, l'ENS travaille essentiellement indépendamment de la SNC et continue à fonctionner sans apport extérieur. Pour cette raison, l'ENS est souvent appelé le «cerveau de l'intestin» ou de l'organisme «deuxième cerveau." L'ENS est un immense système presque aussi nombreux neurones existent dans l'ENS comme dans la moelle épinière.
Les potentiels d'action
Les neurones fonctionnent grâce à la génération et la propagation des signaux électrochimiques appelés potentiels d'action (PA). Un point d'accès est créé par le mouvement des ions de sodium et de potassium à travers la membrane des neurones. (Voir eau et d’électrolytes.)
Potentiel de repos. Au repos, les neurones de maintenir une concentration en ions sodium à l'extérieur des cellules et des ions potassium à l'intérieur de la cellule. Cette concentration est maintenue par la pompe sodium-potassium de la membrane cellulaire qui pompe des ions sodium 3 hors de la cellule à tous les deux ions potassium qui sont injectés dans la cellule. Les résultats de concentration d'ions à un potentiel électrique de repos de -70 millivolts (mV), ce qui signifie que l'intérieur de la cellule a une charge négative par rapport à son environnement.
Seuil Potentia l. Si un stimulus suffisamment de ions positifs permet d'entrer dans une région de la cellule pour la faire parvenir à -55 mV, cette région de la cellule se ouvre ses canaux sodiques voltage-dépendants et permettent ions sodium de diffuser dans la cellule. -55 MV est le potentiel de seuil pour les neurones que c’est le «déclencheur» de tension qu'ils doivent parvenir à franchir le seuil de formation d'un potentiel d'action.
Dépolarisation. Sodium porte une charge positive qui provoque la cellule de devenir dépolarisée (charge positive) par rapport à sa charge négative normale. La tension de dépolarisation de tous les neurones est 30 mV. La dépolarisation de la cellule est l'AP qui est transmise par le neurone comme un signal nerveux. Les ions positifs répartir dans les régions voisines de la cellule, le lancement d'un nouveau point d'accès dans les régions où ils atteignent -55 mV. L'AP continue de s’étendre vers le bas de la membrane cellulaire du neurone jusqu'à ce qu'il atteigne la fin d'un axone.
Repolarisation. Une fois la tension de dépolarisation de 30 mV est atteinte, les canaux ioniques de potassium voltage-dépendants ouverts, permettant ions potassium positifs à diffuser hors de la cellule. La perte de potassium ainsi que le pompage des ions sodium en arrière hors de la cellule à travers la pompe à sodium-potassium restaure la cellule au potentiel de repos -55 mV. À ce stade, le neurone est prêt à commencer un nouveau potentiel d'action.
Synapses
Une synapse est la jonction entre un neurone et une autre cellule. Les synapses peuvent se former entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule effectrice. Il existe deux types de synapses trouvés dans le corps: synapses chimiques et des synapses électriques.
Synapses chimiques. A la fin de l'axone d'un neurone est une région élargie de l'axone connu sous le nom terminaison axonale. Le terminal de l'axone est séparé de la cellule suivante par un petit espace connu comme la fente synaptique. Quand un point d'accès atteint la terminaison axonale, il ouvre les canaux ioniques calciques voltage-dépendants. Les ions calcium provoquent des vésicules contenant des substances chimiques appelées neurotransmetteurs (NT) pour libérer leur contenu par exocytose dans la fente synaptique. Les molécules NT traversent la fente synaptique et se lient à des molécules de récepteur sur la cellule, la formation d'une synapse avec les neurones. Ces molécules réceptrices ouvertes des canaux ioniques qui peuvent soit stimuler la cellule réceptrice pour former un nouveau potentiel d'action ou peuvent inhiber la formation de la cellule un potentiel d'action lorsqu'ils sont stimulés par un autre neurone.
Synapses électriques. Synapses électriques sont formées lorsque deux neurones sont reliés par de petits trous dits jonctions communicantes. Les jonctions communicantes permettent au courant électrique de passer d'un neurone à l'autre, de sorte qu'un point d'accès dans une cellule est transmis directement à l'autre cellule à travers la synapse.
La myélinisation
Les axones de nombreux neurones sont couvertes par un revêtement d'isolation appelée myéline pour augmenter la vitesse de conduction nerveuse dans le corps. La myéline est formée par deux types de cellules gliales: les cellules de Schwann dans le SNP et les oligodendrocytes dans le SNC. Dans les deux cas, les cellules gliales enveloppent leur membrane plasmique autour de l'axone plusieurs fois pour former une couche épaisse de lipides. Le développement de ces gaines de myéline est connu comme la myélinisation.
La myélinisation accélère le mouvement de points d'accès dans l'axone en réduisant le nombre de points d'accès qui doivent former un signal pour atteindre la fin d'un axone. Le processus de myélinisation commence accélérer la conduction nerveuse dans le développement fœtal et se poursuit à l'âge adulte. Axones myélinisés apparaissent en blanc en raison de la présence de lipides et forment la substance blanche du cerveau et de la moelle épinière intérieure extérieure. La matière blanche est spécialisée pour transporter rapidement des informations à travers le cerveau et la moelle épinière. La matière grise du cerveau et la moelle épinière est les centres d'intégration amyéliniques où l'information est traitée.
Réflexes
Les réflexes sont des réponses rapides involontaires à des stimuli. Le réflexe le plus connu est le réflexe rotulien, qui est vérifié lorsqu'un médecin tape sur le genou d'un patient lors d'un examen physique. Les réflexes sont intégrés dans la matière grise de la moelle épinière ou dans le tronc cérébral. Réflexes permettent à l'organisme de répondre à des stimuli très rapidement en envoyant des réponses à des effecteurs avant que les signaux nerveux atteignent les parties conscientes du cerveau. Cela explique pourquoi les gens vont souvent retirer leurs mains à l'écart d'un objet chaud avant qu'ils se rendent compte qu'ils sont dans la douleur.
Fonctions des nerfs crâniens
Chacun des 12 nerfs crâniens a une fonction spécifique dans le système nerveux.
Le nerf olfactif (I) porte des informations parfum au cerveau à partir de l'épithélium olfactif dans le toit de la cavité nasale.
Le nerf optique (II) porte l'information visuelle entre les yeux et le cerveau.
Oculomoteurs, trochléaires et abducens nerfs (III, IV et VI) tous travailler ensemble pour permettre au cerveau de contrôler le mouvement et l'orientation des yeux. Le nerf trijumeau (V) porte sensations du visage et innerve les muscles de la mastication.
Le nerf facial (VII) innerve les muscles du visage pour faire des expressions faciales et porte goûter informations de la antérieure 2/3 de la langue.
Le nerf vestibulaire (VIII) conduit auditif et centrage de l'oreille au cerveau.
Le nerf glossopharyngien (IX) porte goûter informations du tiers postérieur de la langue et aide à avaler.
Le nerf vague (X), parfois appelé le nerf errant en raison du fait qu'il innerve de nombreux domaines différents, "erre" à travers la tête, le cou et le torse. Il comporte des informations sur l'état des organes vitaux au cerveau, délivre des signaux de moteur pour contrôler la parole et délivre des signaux parasympathique à de nombreux organes.
Le nerf accessoire (XI) contrôle les mouvements des épaules et le cou.
Le nerf hypoglosse (XII) se déplace la langue de la parole et de la déglutition.
Physiologie sensorielle
Tous les récepteurs sensoriels peuvent être classés par leur structure et par le type de stimulus qui détecte. Structurellement, il y a trois classes de récepteurs sensoriels: les terminaisons nerveuses libres, les terminaisons nerveuses encapsulées, et des cellules spécialisées. Terminaisons nerveuses libres sont simplement dendrites libres à l'extrémité d'un neurone qui s’étendent dans un tissu. La douleur, la chaleur et le froid sont tous détectés par des terminaisons nerveuses libres. Une terminaison nerveuse encapsulée est une terminaison nerveuse libre enveloppée dans une capsule ronde de tissu conjonctif. Lorsque la capsule est déformée par contact ou pression, le neurone est stimulé pour envoyer des signaux au système nerveux central. Des cellules spécialisées détectent stimuli des cinq sens spéciaux: vision, audition, l'équilibre, l'odorat et le goût. Chacun des sens spéciaux a ses propres cellules sensorielles uniques tels que bâtonnets et les cônes dans la rétine pour détecter la lumière pour le sens de la vision.
Fonctionnellement, il y a six grandes classes de récepteurs: mécanorécepteurs, nocicepteurs, photorécepteurs, chémorécepteurs, osmorécepteurs et thermorécepteurs.
Mécanorécepteurs. Mécanorécepteurs sont sensibles aux stimuli mécaniques comme le toucher, la pression, les vibrations et la pression artérielle.
Nocicepteurs. Nocicepteurs répondre à des stimuli tels que la chaleur extrême, froid, ou des dommages aux tissus en envoyant des signaux de douleur au CNS.
Photorécepteurs. Photorécepteurs de la rétine détectent la lumière pour fournir le sens de la vision.
Chémorécepteurs. Chémorécepteurs détection des produits chimiques dans le sang et fournissent les sens du goût et de l'odorat.
Osmorécepteurs. Osmorécepteurs contrôler l'osmolarité du sang pour déterminer les niveaux d'hydratation du corps.
Thermorécepteurs. Thermorécepteurs détecter les températures à l'intérieur du corps et dans ses environs.