Первая из двух систем связи. Парная страница — эндокринная.
У тела две системы, которые ничего не делают сами и только передают сообщения. Разобрать их стоит вместе, потому что они решают одну задачу двумя противоположными способами — и из этой противоположности следует почти всё остальное.
Нервная — это провода.
Что значит «провода»
Три свойства, и все три вытекают из физического устройства.
| Свойство | Откуда берётся |
|---|---|
| Адрес задаёт отправитель | сигнал идёт по конкретному волокну в конкретную точку; кто не подключён — не услышит |
| Миллисекунды | это электрический импульс вдоль мембраны, а не вещество, которое надо разнести кровью |
| Выключается мгновенно | медиатор в синаптической щели разрушается или убирается обратно за миллисекунды |
Отсюда назначение: всё, что требует точности и скорости. Отдёрнуть руку, поймать равновесие, произнести слово, сфокусировать глаз.
Заодно поправим два числа из учебника
Про мозг десятилетиями повторяли: сто миллиардов нейронов и глиальных клеток в десять раз больше. Обе цифры оказались взяты не из подсчёта.
В 2009 году мозг посчитали методом, который позволяет это сделать честно. Вышло около 86 миллиардов нейронов — и почти столько же остальных клеток, примерно поровну, а не один к десяти. факт обзор
Это уже третья красивая цифра, которая не выдержала проверки: площадь кишечника «с теннисный корт» (на деле впятеро меньше), длина сосудов, и вот теперь глия.
Общее у всех трёх одно: их никто не измерял, их пересказывали. Полезная привычка — спрашивать не «правда ли это», а «кто и как это посчитал».
Почему это устройство такое быстрое
Скорость проведения зависит от одного — есть ли на волокне миелиновая оболочка.
Миелин — это изоляция, и работает она хитро: импульс не ползёт вдоль мембраны, а перескакивает от разрыва к разрыву. Разница в скорости — примерно стократная.
Отсюда бытовое наблюдение, которое каждый переживал: ударившись, вы чувствуете две волны боли — резкую сразу и ноющую через секунду-две. Это один удар, пришедший по волокнам разной скорости.
Если изоляция разрушается, провод остаётся целым, но сигнал идёт медленно и с потерями. Так устроен рассеянный склероз: собственный иммунитет атакует миелин.
Почему это вообще возможно — на страницах об аутоиммунном процессе и о барьере мозга.
Три этажа, а не один
«Нервная система» — это на самом деле три довольно разных хозяйства, и путать их не стоит.
| Этаж | Кто и что делает |
|---|---|
| Соматический | то, чем вы управляете: скелетные мышцы, произвольное движение |
| Вегетативный | то, чем не управляете: сердце, сосуды, кишечник, зрачок, потоотделение |
| Кишечный | собственная сеть в стенке кишки — по оценкам от сотни до нескольких сотен миллионов нейронов, работает и без связи с мозгом |
Третья строка удивляет сильнее всего: кишечник имеет свою нервную систему, сравнимую по числу клеток со спинным мозгом. Она сама ведёт перистальтику и сама решает, когда что двигать.
Это первый выход на тему «где хранится программа»: единого процессора у тела нет, и управление распределено.
Вегетативный этаж: не «газ и тормоз»
Симпатический и парасимпатический отделы обычно описывают как «бей или беги» против «отдыхай и переваривай». Это верно как первое приближение и неверно как модель.
Оба отдела работают одновременно и постоянно, а состояние органа определяется их соотношением, а не переключением тумблера.
Пример, который это показывает: у сердца в покое преобладает парасимпатический тормоз. Собственный ритм водителя ритма быстрее вашего пульса — вас всё время притормаживают. Разгон в начале нагрузки — это в первую очередь отпускание тормоза, и только потом добавление газа.
Чем платит тело за эту систему
Дорого — и это объясняет несколько вещей сразу.
Мозг составляет около 2% массы тела и потребляет примерно 20% энергии в покое. Основная статья расхода известна: восстановление ионного перепада после каждого импульса. факт обзор
Отсюда — почему нервная ткань первой страдает при нехватке кислорода и сахара, почему гликемический контур так жёстко держит уровень глюкозы, и почему при голодании печень начинает производить кетоны: мозгу нужно топливо, которое проходит барьер.
Что происходит при повреждении
Здесь ключевое отличие от большинства систем книги.
Периферический нерв отрастает — медленно, около миллиметра в сутки, но отрастает: оболочка остаётся и служит направляющей. Поэтому после травмы руки чувствительность возвращается месяцами.
Центральные пути — практически нет. В головном и спинном мозге среда активно подавляет отрастание, и разорванный путь не восстанавливается. Отсюда необратимость спинальной травмы.
Восстановление после инсульта происходит не отращиванием погибшего, а переучиванием соседнего. Задачу берут на себя уцелевшие области — разобрано на странице о мозге.
Отсюда и смысл реабилитации: она не чинит ткань, она перераспределяет работу, и делать это надо, пока окно открыто.
Что даёт эта страница
- Провода: точка в точку, миллисекунды, адрес задаёт отправитель. Всё остальное — следствия.
- Скорость решает миелин — разница стократная, отсюда две волны боли и целый класс болезней.
- Три этажа, и нижний работает без вашего участия и даже без мозга.
- Вегетатика — не тумблер, а соотношение: сердце в покое придерживают, а не разгоняют.
- Периферия отрастает, центр — нет, но функцию перераспределяют.
Куда идти дальше
- Обоняние и вкус — единственный сигнал, идущий в мозг без пересадки
- Эндокринная система — противоположный способ решить ту же задачу
- Мозг — главный узел этой системы
- Боль — как устроен сигнал повреждения
- Суточный контур — где нервная система задаёт расписание всему телу
Страница объясняет устройство системы. Она не ставит диагнозов и не назначает лечения.
Источники
- Azevedo FAC, Herculano-Houzel S et al. J Comp Neurol 2009Пересчёт, отменивший и «сто миллиардов нейронов», и «глии в десять раз больше».
- Herculano-Houzel S. Front Hum Neurosci 2009 · PMID 19915731Метод подсчёта и цена содержания нервной ткани.
- рекомендация Neuroanatomy, Nerve PhysiologyStatPearls, NCBI BookshelfСкорости проведения, миелин, устройство синапса.