Pengembangan sistem saraf

Setiap makhluk hidup yang ada di habitat tertentu terus-menerus berinteraksi dengannya. Dari lingkungan eksternal, organisme hidup menerima makanan yang diperlukan seumur hidup. Di lingkungan eksternal adalah alokasi zat yang tidak perlu untuk tubuh. Lingkungan eksternal memiliki efek menguntungkan atau merugikan pada tubuh. Organisme hidup bereaksi terhadap pengaruh dan perubahan lingkungan eksternal ini dengan mengubah keadaan internalnya. Reaksi organisme hidup dapat memanifestasikan dirinya dalam bentuk pertumbuhan, penguatan atau melemahnya proses, gerakan atau sekresi.

Organisme uniselel yang paling sederhana tidak memiliki sistem saraf. Semua reaksi ini merupakan manifestasi dari aktivitas satu sel.

Pada organisme multiselular, sistem saraf terdiri dari sel-sel yang saling terhubung satu sama lain dengan proses yang mampu mengamati iritasi dari bagian tubuh manapun dan mengirim impuls ke sel lain, mengatur aktivitasnya. Efek lingkungan organisme multiselular dirasakan oleh sel ektodermal eksternal. Sel semacam itu mengkhususkan pada persepsi rangsangan, transformasi menjadi potensi bioelectrical dan melakukan eksitasi. Dari sel ectodermal yang membenam di kedalaman tubuh, ada sistem saraf multiselular yang tersusun primitif. Sistem saraf yang paling mirip dengan jaringan seperti ini, atau menyebar, ditemukan di coelenterates, misalnya di hydra. Pada hewan ini, dua jenis sel dibedakan. Salah satunya - sel reseptor - terletak di antara sel kulit (ectoderm). Lain - lain - sel efektor berada di kedalaman tubuh, terhubung satu sama lain dan dengan sel yang memberikan respons. Iritasi pada bagian mana pun dari permukaan tubuh hidra menyebabkan eksitasi sel yang lebih dalam, akibatnya organisme multiselular yang hidup menunjukkan aktivitas motorik, menangkap makanan, atau lolos dari musuh.

Pada hewan yang lebih terorganisir, sistem saraf ditandai oleh konsentrasi sel saraf yang membentuk pusat saraf, atau nodus saraf (ganglia), dengan batang saraf yang terlepas dari mereka. Pada tahap ini dalam perkembangan dunia hewan, bentuk nodal dari sistem saraf muncul . Pada perwakilan hewan yang tersegmentasi (misalnya pada cacing cincin), nodus saraf ditempatkan secara ventrial pada tabung pencernaan dan diikuti oleh batang saraf melintang dan longitudinal. Dari simpul ini, saraf keluar, cabang-cabangnya juga berakhir di segmen ini. Ganglia yang terletak secara segmental berfungsi sebagai pusat refleks dari segmen tubuh hewan yang sesuai. Batang saraf longitudinal menghubungkan nodus segmen yang berbeda satu sama lain pada satu setengah tubuh dan membentuk dua rantai abdomen longitudinal. Pada ujung cephalic tubuh, bagian dorsal ke faring, ada satu pasang nodus nasofaring yang lebih besar yang terhubung ke sepasang simpul rantai perut dengan cincin saraf perifer. Simpul ini lebih berkembang daripada yang lainnya dan merupakan prototipe otak hewan vertebrata. Struktur segmental sistem saraf semacam itu memungkinkan, saat menjengkelkan area tertentu di permukaan tubuh hewan, tidak melibatkan semua sel saraf tubuh dalam respons, namun hanya menggunakan sel dari segmen ini.

Tahap selanjutnya dari pengembangan sistem saraf adalah sel saraf tidak lagi berbentuk nodus terpisah, namun membentuk kabel saraf kontinu yang memanjang dimana ada rongga. Pada tahap ini, sistem saraf disebut sistem saraf tubular. Struktur sistem saraf dalam bentuk tabung saraf adalah karakteristik dari semua perwakilan chordata - dari tengkorak yang paling sederhana diatur untuk hewan dan manusia mamalia.

Sesuai dengan metamerisme tubuh chordat, sistem saraf tubular tunggal terdiri dari rangkaian struktur berulang yang identik, atau segmen. Proses neuron yang membentuk cabang segmen saraf ini, sebagai aturan, di segmen tertentu dari tubuh yang sesuai dengan segmen ini dan otot-ototnya.

Dengan demikian, meningkatkan bentuk hewan gerak (fashion peristaltik dari protozoa multiseluler gerakan melalui kaki) telah menyebabkan kebutuhan untuk memperbaiki struktur sistem saraf. Dalam chordate wilayah batang tabung saraf - sebuah sumsum tulang belakang. Di sumsum tulang belakang, dan di bagian batang yang terbentuk dari otak di chordata di daerah ventral dari tabung saraf terletak "motor" sel, akson yang membentuk bagian depan ( "motor") akar dan punggung - sel saraf, yang datang ke dalam akson kontak "sensitif" sel-sel yang terletak di kelenjar tulang belakang.

Pada akhir kepala tabung saraf sehubungan dengan pengembangan di bagian anterior tubuh dan merasakan kehadiran di sini dari aparat insang, bagian awal dari sistem pencernaan dan pernapasan struktur segmental dari tabung saraf dan disimpan di, namun mengalami perubahan yang signifikan. Departemen ini adalah cikal bakal tabung saraf dari mana otak berkembang. Penebalan neural tube anterior dan rongga ekstensi - adalah tahap awal diferensiasi otak. Proses tersebut diamati sudah cyclostomes. Pada tahap awal embriogenesis di hampir semua hewan tengkorak akhir cephalic dari tabung saraf terdiri dari tiga gelembung utama saraf: belah ketupat (rhombencephalon), terletak paling dekat dengan sumsum tulang belakang, sekunder (mesencephalon) dan depan (prosencephalon). Perkembangan otak berlangsung secara paralel dengan perbaikan sumsum tulang belakang. Munculnya pusat-pusat baru di otak pose seolah-olah dalam posisi bawahan yang ada pusat sumsum tulang belakang. Di daerah-daerah otak yang berhubungan dengan deuterencephalon (permen otak), merupakan pengembangan dari saraf insang nuklir (pair X - saraf vagus), ada pusat yang mengatur proses respirasi, pencernaan, sirkulasi darah. Pengaruh tak terbantahkan pada pengembangan otak belakang yang sudah muncul di bawah reseptor ikan statika dan akustik (VIII pasangan - saraf vestibulocochlear). Oleh karena itu, pada tahap perkembangan otak yang berlaku selama departemen lain adalah otak belakang (otak kecil dan jembatan otak). Munculnya dan peningkatan reseptor penglihatan dan pendengaran bertanggung jawab untuk pengembangan otak tengah, yang meletakkan pusat bertanggung jawab untuk fungsi visual dan pendengaran. Semua proses ini terjadi karena adaptasi hewan untuk habitat air.

Pada hewan di habitat baru - di lingkungan udara, ada restrukturisasi lebih lanjut dari kedua organisme secara keseluruhan dan sistem syarafnya. Perkembangan penganalisis penciuman menyebabkan penataan ulang lebih lanjut dari ujung anterior tabung saraf (kandung kemih otak anterior, di mana pusat-pusat yang mengatur indra penciuman diletakkan), yang disebut otak penciuman (rhinencephalon) muncul.

Dari tiga lepuh primer karena diferensiasi lebih lanjut dari otak anterior dan rhomboid, 5 divisi berikut (gelembung serebral) dibedakan: otak terminal, otak tengah, otak tengah, otak belakang dan medula oblongata. Kanal tengah sumsum tulang belakang di ujung kepala tabung saraf menjadi sistem rongga yang saling berhubungan, yang disebut ventrikel otak. Perkembangan lebih lanjut dari sistem saraf dikaitkan dengan perkembangan otak depan yang progresif dan munculnya pusat saraf baru. Pusat-pusat ini pada setiap tahap selanjutnya menempati posisi lebih dekat ke ujung kepala, dan di bawah pengaruh mereka terhadap pusat-pusat yang sudah ada sebelumnya.

Pusat saraf yang lebih tua terbentuk pada tahap awal perkembangan tidak hilang namun tetap berada dalam posisi yang terlalu rendah sehubungan dengan yang baru: Dengan demikian, bersamaan dengan pusat pendengaran pertama (nuklei) yang muncul di otak belakang untuk tahap awal, pusat pendengaran tampak rata-rata, dan kemudian di otak terakhir. Amfibi di otak depan sudah membentuk rudiment dari belahan bumi masa depan, bagaimanapun, seperti reptil, hampir semua departemen mereka termasuk dalam otak penciuman. Pada amfibi otak anterior (akhir), reptil dan burung membedakan antara pusat subkortikal (inti striatum) dan korteks, yang memiliki struktur primitif. Perkembangan otak selanjutnya dikaitkan dengan munculnya pusat reseptor dan efektor baru di korteks, yang merupakan pusat saraf bawahan dengan urutan lebih rendah (di batang otak dan sumsum tulang belakang). Pusat baru ini mengkoordinasikan kegiatan bagian otak lainnya, mengintegrasikan sistem saraf ke keseluruhan fungsional struktural. Proses ini disebut fungsi kortikolisasi. Perkembangan intensif otak terminal pada hewan vertebrata yang lebih tinggi (mamalia) mengarah pada fakta bahwa divisi ini menguasai semua yang lain dan mencakup semua departemen dalam bentuk jubah, atau korteks serebral. Korteks purba (paleocortex), dan kemudian korteks tua (archeocortex), yang menempati belahan dorsal dan dorsolateral pada reptil, digantikan oleh kulit kayu baru (neokorteks). Perpecahan lama didorong ke permukaan belahan bawah yang lebih rendah (ventral) dan, seolah-olah, bersatu, berubah menjadi hippocampus (tanduk amon) dan masuk ke bagian otak yang berdekatan.

Bersamaan dengan proses ini, diferensiasi dan komplikasi dari semua bagian otak lainnya terjadi: reorganisasi intermediate, middle dan posterior, kedua jalur ascending (sensorik, reseptor) dan turun (motor, efektor). Jadi, pada mamalia yang lebih tinggi, massa serat jalur piramida yang menghubungkan pusat korteks belahan otak dengan sel motor dari tanduk anterior sumsum tulang belakang dan inti motor dari bagian batang otak tumbuh.

Perkembangan terbesar dari korteks belahan otak ada pada manusia, yang dijelaskan oleh aktivitas persalinannya dan kemunculan ucapan sebagai alat komunikasi antar manusia. IPPavlov, yang menciptakan doktrin sistem sinyal kedua, substratum material yang terakhir dianggap sebagai korteks kompleks belahan otak - sebuah korteks baru.

Perkembangan serebelum dan sumsum tulang belakang berhubungan erat dengan perubahan cara hewan bergerak di angkasa. Jadi, pada reptil yang tidak memiliki ekstremitas dan gerakan karena gerakan batang, sumsum tulang belakang tidak memiliki penebalan dan terdiri dari segmen yang kira-kira sama. Pada hewan yang bergerak di dekat tungkai, penebalan muncul di sumsum tulang belakang, tingkat perkembangannya sesuai dengan signifikansi fungsional tungkai. Jika forelimbs lebih berkembang, misalnya pada burung, penebalan serviks pada sumsum tulang belakang lebih terasa. Di serebelum, burung memiliki tonjolan lateral - sebuah patch adalah bagian tertua dari belahan otak serebelum. Belahan otak serebelum terbentuk, cacing serebelum mencapai tingkat perkembangan yang tinggi. Jika fungsi tungkai belakang dominan, misalnya pada kanguru, maka penebalan lumbar lebih terasa. Pada manusia, diameter penebalan servikal sumsum tulang belakang lebih besar daripada tulang belakang lumbal. Ini karena tangan, yang merupakan organ kerja, mampu menghasilkan gerakan yang lebih kompleks dan beragam daripada tungkai bawah.

Sehubungan dengan perkembangan pusat kontrol yang lebih tinggi dari aktivitas seluruh organisme di otak, sumsum tulang belakang berada dalam posisi subordinat. Ini mempertahankan alat tersegmentasi yang lebih tua dari koneksi sendiri dari sumsum tulang belakang dan mengembangkan aparatus supra-segmental hubungan bilateral dengan otak. Perkembangan otak dimanifestasikan dalam perbaikan aparatus reseptor, perbaikan mekanisme adaptasi organisme terhadap lingkungan dengan mengubah metabolisme, kortikolisasi fungsi. Pada manusia, karena kejenuhan dan sehubungan dengan peningkatan pergerakan ekstremitas atas dalam proses aktivitas persalinan, belahan otak serebelum jauh lebih berkembang daripada pada hewan.

Korteks dari belahan otak adalah seperangkat ujung kortikal dari semua jenis penganalisis dan mewakili substrat material dari pemikiran visual tertentu (menurut IP Pavlov, sistem sinyal realitas yang pertama). Perkembangan otak lebih lanjut pada seseorang ditentukan oleh penggunaan alatnya secara sadar, yang memungkinkan seseorang tidak hanya beradaptasi dengan perubahan kondisi lingkungan, seperti hewan, tapi juga mempengaruhi lingkungan eksternal. Dalam proses kerja sosial, pidato muncul sebagai sarana komunikasi yang diperlukan antar manusia. Dengan demikian, seseorang memiliki kemampuan berpikir abstrak dan membentuk sistem persepsi kata, atau sinyal, - sistem sinyal kedua, menurut IP Pavlov, substrat material yang merupakan korteks baru otak besar.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]