Центральная нервная система: анатомия и физиология

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В. В. Бабенко

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА:

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ

Учебник для студентов высших учебных заведений

Ростов-на-Дону
Издательство Южного федерального университета
2016

Б12

УДК 611.81
ББК 28.70
       Б12

Печатается по решению редакционно-издательского совета 
Южного федерального университета (протокол № 4 от 05 мая 2016 г.)

Рецензенты:

доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой физиологии 
Томского государственного университета Ю. В. Бушов;
 
доктор психологических наук, профессор Академии психологии 
и педагогики Южного федерального университета Е. В. Воробьева

Бабенко, В. В.
Центральная нервная система: анатомия и физиология : учебник / В. В. Бабенко ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону : Издательство Южного федерального университета, 
2016. – 214 с. 
ISBN 978-5-9275-2031-2 

В учебнике рассмотрены вопросы, связанные со строением и функционированием центральной нервной системы. Описание анатомических 
особенностей ЦНС сопровождается необходимым иллюстративным материалом. Приводятся латинские обозначения основных структурных 
элементов нервной системы. Вопросы функционирования мозга рассматриваются в сопоставлении с анатомическими отделами ЦНС, а также  
в аспекте объединения нервных центров в функциональные системы. Разделение учебника на главы отражает модульную структуру дисциплины. 
Каждый раздел учебника снабжен контрольными вопросами, а каждый 
модуль – вопросами рубежного контроля. Учебник соответствует требованиям образовательного стандарта подготовки психологов.

 
  
 
 
 
 
УДК 611.81
 
  
 
 
 
 
ББК 28.70
ISBN 978-5-9275-2031-2  
 
 
  © Южный федеральный университет, 2016
© Бабенко В. В., 2016
© Оформление. Макет. Издательство
Южного федерального университета, 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ............................................................... 10

Глава 1. ОБЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НЕРВНОЙ 
СИСТЕМЫ .................................................................. 11

1.1. СТРОЕНИЕ И РАЗВИТИЕ НЕРВНОЙ 
СИСТЕМЫ .................................................................. 13
Структурная организация нервной системы ............. 13
Нервная ткань ...................................................... 15
Строение нервной клетки ....................................... 15
Серое и белое вещество нервной системы ................. 18
Филогенез нервной системы ................................... 19
Онтогенез нервной системы .................................... 23
Словарь латинских терминов .................................. 25
Контрольные вопросы ............................................ 26

1.2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЦНС ........... 27
Уровни функциональной организации ..................... 27
Принципы обработки информации .......................... 28
Базовые процессы в нервной системе ....................... 29
Базовые механизмы нервной деятельности ............... 32
Контрольные вопросы ............................................ 36

1.3. НЕРВНАЯ КЛЕТКА .............................................. 37
Электрические процессы на мембране нейрона ......... 39
Проведение потенциала действия ............................ 42
Синаптическая передача ........................................ 45
Контрольные вопросы ............................................ 47
Вопросы рубежного контроля ................................. 48

Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ СПИННОГО МОЗГА 
И КАУДАЛЬНЫХ ОТДЕЛОВ СТВОЛА .......................... 49

2.1. СПИННОЙ МОЗГ .................................................. 50

2.1.1. Строение спинного мозга ..................................... 50
Расположение ....................................................... 50
Внешнее строение .................................................. 52
Внутреннее строение .............................................. 54
Словарь латинских терминов .................................. 57

2.1.2. Функционирование спинного мозга ........................ 58
Функциональные связи .......................................... 58
Функциональная организация ................................ 59
Функции .............................................................. 61
Контрольные вопросы ............................................ 65

2.2. ПРОДОЛГОВАТЫЙ МОЗГ ...................................... 66

2.2.1. Строение продолговатого мозга ............................ 66
Расположение ....................................................... 66
Внешнее строение .................................................. 66
Внутренне строение ............................................... 68
Черепномозговые нервы ......................................... 71
Словарь латинских терминов .................................. 71

2.2.2. Функционирование продолговатого мозга ............... 73
Рефлекторная функция .......................................... 73
Проводниковая функция ........................................ 76
Регулирующая функция......................................... 77
Контрольные вопросы ............................................ 78

2.3. ВАРОЛИЕВ МОСТ ................................................. 79

2.3.1. Строение Варолиева моста .................................. 79
Расположение ....................................................... 79
Внешнее строение .................................................. 80
Внутреннее строение .............................................. 81
Черепномозговые нервы ......................................... 83
Словарь латинских терминов .................................. 83

2.3.2. Функционирование Варолиева моста ..................... 84
Рефлекторная функция .......................................... 85
Проводниковая функция ........................................ 86
Регулирующая функция......................................... 87
Контрольные вопросы ............................................ 87

2.4. СРЕДНИЙ МОЗГ ................................................... 88

2.4.1. Строение среднего мозга ...................................... 88
Расположение ....................................................... 88
Внешнее строение .................................................. 88
Внутренне строение ............................................... 90
Черепномозговые нервы ......................................... 92
Словарь латинских терминов .................................. 93

2.4.2. Функционирование среднего мозга ......................... 94
Рефлекторная функция .......................................... 94
Проводниковая функция ........................................ 95
Регулирующая функция......................................... 96
Контрольные вопросы ............................................ 96
Вопросы рубежного контроля ................................. 97

Глава 3. ОРГАНИЗАЦИЯ МОЗЖЕЧКА 
И ПЕРЕДНЕГО МОЗГА ................................................ 98

3.1. МОЗЖЕЧОК ......................................................... 98

3.1.1. Строение мозжечка ............................................. 98
Расположение ....................................................... 98
Внешнее строение .................................................. 99
Внутренне строение ..............................................102
Словарь латинских терминов .................................105

3.1.2. Функционирование мозжечка ...............................105
Функциональные связи .........................................106
Функциональная организация ...............................106

Функции .............................................................109
Контрольные вопросы ...........................................112

3.2. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ МОЗГ ...................................112

3.2.1. Строение промежуточного мозга .........................114
3.2.1.1. Строение таламуса .................................114
Расположение ......................................................114
Внешнее строение .................................................114
Внутреннее строение .............................................115
3.2.1.2. Строение гипоталамуса ...........................116
Расположение ......................................................116
Внешнее строение .................................................117
Внутреннее строение .............................................118
Словарь латинских терминов .................................119

3.2.2. Функционирование промежуточного мозга ............120

3.2.2.1. Функционирование таламуса ...................120
Функциональные связи .........................................120
Функциональная организация ...............................120
Функции .............................................................121

3.2.2.2. Функционирование гипоталамуса .............122
Функциональные связи .........................................122
Функциональная организация ...............................123
Функции .............................................................123
Контрольные вопросы ...........................................125

3.3. КОНЕЧНЫЙ МОЗГ ..............................................125

3.3.1. Строение и развитие конечного мозга ..................125

3.3.1.1. Строение конечного мозга ........................125
Расположение ......................................................125
Внешнее строение .................................................126
Внутреннее строение .............................................127

3.3.1.2. Филогенез конечного мозга .......................134

3.3.1.3. Онтогенез конечного мозга .......................134
Словарь латинских терминов .................................135

3.3.2. Функционирование подкорковых ядер ...................136

3.3.2.1. Стриопаллидарный комплекс ...................136
Функциональные связи .........................................136
Функциональная организация ...............................136
Функции .............................................................138

3.3.2.2. Ограда .....................................................142
Функциональные связи .........................................142
Функциональная организация ...............................142
Функции .............................................................142

3.3.2.3. Ядра лимбической системы ......................143
Функциональные связи .........................................143
Функциональная организация ...............................143
Функции .............................................................143
Контрольные вопросы ...........................................144

3.4. КОРА БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ ..........................145

3.4.1. Строение коры ...................................................145
Расположение ......................................................145
Внешнее строение полушарий ................................145
Внутреннее строение коры .....................................153
Словарь латинских терминов .................................154

3.4.2. Функционирование коры больших полушарий ........155
Функциональные связи .........................................155
Функциональная организация ...............................156
Функции .............................................................159
Проблема локализации функций в коре больших 
полушарий ..........................................................163
Контрольные вопросы ...........................................164
Вопросы рубежного контроля ................................165

Глава 4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 
МОЗГА ......................................................................166

4.1. СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ ......................................167
Общие принципы организации сенсорных 
систем .................................................................167
Особенности организации сенсорных систем ............173
Зрительная система ............................................173
Слуховая система ................................................174
Соматосенсорная система ....................................175
Вкусовая система ................................................176
Обонятельная система .........................................178
Контрольные вопросы ...........................................179

4.2. ДВИГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ................................179
Системы, обеспечивающие движения .....................180
Типы движений и их организация .........................183
Рефлекторные движения ......................................183
Двигательные автоматизмы ................................184
Позно-тонические движения .................................185
Произвольные движения .......................................185
Контрольные вопросы ...........................................188

4.3. ВЕГЕТАТИВНАЯ СИСТЕМА .................................188
Вегетативные центры ............................................189
Сегментарные центры .........................................189
Надсегментарные центры ....................................191
Регуляция вегетативных функций .........................191
Нервная регуляция ...............................................191
Гуморальная регуляция .........................................193
Контрольные вопросы ...........................................194

4.4. МОДУЛИРУЮЩАЯ НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ 
СИСТЕМА ..................................................................195
Контрольные вопросы ...........................................198

4.5. ЛИМБИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ..................................198
Контрольные вопросы ...........................................202

4.6. ИНТЕГРАТИВНАЯ СИСТЕМА ..............................203
Контрольные вопросы ...........................................207

4.7. ДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ 
СИСТЕМЫ .................................................................207
Контрольные вопросы ...........................................212
Вопросы рубежного контроля ................................212

ПРЕДИСЛОВИЕ

Создание этого учебника продиктовано тенденцией вузов 
к укрупнению учебных дисциплин. В прежние года в России было издано много учебников по Анатомии ЦНС и Физиологии ЦНС. Однако объединение этих предметов в рамках 
одного курса потребовало коренной переработки изучаемого 
материала. В учебнике мы попытались в относительно сжатой 
форме дать представления обо всех основных вопросах, касающихся строения и функционирования центральной нервной 
системы. Большое число иллюстраций призвано облегчить 
восприятие и усвоение изучаемого материала. 
Строение различных мозговых структур дается во взаимо- 
связи с их функциональными особенностями. Самостоятельные главы учебника посвящены вопросам общей структурной 
и функциональной организации ЦНС, а также вопросам объ- 
единения нервных центров в функциональные системы. 
Структура учебника фактически отражает модульную 
структуру курса. Материал разбит на 4 главы (по числу модулей дисциплины). Каждая глава, помимо изучаемого материала, включает вопросы для самоконтроля, темы самостоятельных работ, а также латинские названия основных структурных элементов ЦНС.

ГЛАВА 1

ОБЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Мозг – самое удивительное образование природы и самая 
величайшая загадка. Как полтора килограмма сероватой желеобразной массы, поражающей своей неупорядоченностью, 
способны не только вмещать весь мир, но и преобразовывать 
его? 
Нервная система занимает в организме особое положение. 
В эволюции она возникает с появлением многоклеточных животных, и именно она объединяет различные системы в то, 
что мы называем организмом.
Еще античная наука предпринимала попытки проникновения в суть человеческой психики. Однако Аристотель не 
связывал психику с мозгом. По его мнению, мозг – это всего 
лишь «холодильник», охлаждающий кровь. А вместилищем 
души является сердце. 
Возможно, первым, кто высказал мысль о связи человеческой психики с мозгом, был римский врач Гален (II век 
до н. э.). Однако систематическое изучение нервной системы 
начинается фактически лишь в средние века. Анатомические 
исследования обнаруживают в головном мозге полости, и это 
подталкивает монаха и философа XVI века Грегора Рейша  
к мысли, что вместилищем души являются желудочки мозга, 
а не сердце. Однако уже в следующем веке Рене Декарт высказывает мысль о том, что человеческое сознание нуждается 
не в полостях, а в субстрате. В XVIII веке эта функция окончательно закрепляется за корой больших полушарий. С появлением огнестрельного оружия и локальных ранений в голову появляются все новые свидетельства связи определенных 
областей коры с определенными психическими функциями. 
Ключом к пониманию поведения становится рефлекторный 

Глава 1

принцип работы мозга. XX век приносит множество новых открытий. Однако, несмотря на богатую историю, углубленное 
изучение мозга фактически только начинается. 
Появление и развитие новых технологий обогащает науку 
о мозге все новыми методами ее исследования. 
Изучение строения центральной нервной системы (ЦНС) 
предполагает фиксацию нервной ткани и ее окрашивание различными способами, позволяющими дифференцировать серое 
и белое вещество, а также прослеживать направление связей 
между нервными центрами. Все более информативными становятся методы клеточной морфологии.
Изучение функционирования нервной системы предполагает использование как минимум двух операций: воздействия 
на мозг и регистрации результатов этого воздействия. 
Один из видов воздействий вызывает угнетение мозговых 
функций и выражается либо в искусственном разрушении 
или временном выключении определенных структур ЦНС  
(у животных), либо в травматических или органических поражениях отделов мозга (у человека). В этом случае в качестве 
реакций регистрируются изменения поведения и психики. 
Другой вариант воздействий направлен на активацию мозговых структур. Это может быть достигнуто прямой стимуляцией нервных центров (у животных), воздействием на органы 
чувств, либо решением определенной задачи. Регистрируются 
поведенческие, электрические или томографические (у человека) реакции.
Все больший вклад в изучение ЦНС вносят нейрохимия, 
нейрогенетика и нейрокибернетика.
Итак, мы приступаем к изучению уникальной системы организма, которая имеет вход (рецепторы и формируемые ими 
пути), выход (нейроны, направляющие волокна к мышцам и 
железам) и то, что находится между ними и определяет всю 
нашу жизнь.

Общая организация нервной системы

1.1. СТРОЕНИЕ И РАЗВИТИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Структурная организация нервной системы
По топографическому принципу нервная система подразделяется на центральную и периферическую. Периферическая система распределена по всему организму, центральная 
заключена в костные образования скелета и покрыта тремя 
мозговыми оболочками. К периферической системе относят 
ганглии (скопления нервных клеток за пределами центральной нервной системы) и нервы (собранные вместе аксоны – 
длинные отростки нейронов). Центральная нервная система 
состоит из нервных центров в виде скоплений нейронов и проводящих путей, соединяющих эти центры. Деление на центральную и периферическую части условно, поскольку нервная система в функциональном отношении едина. 

Рис. 1. Центральная нервная система

Глава 1

ЦНС анатомически делится на спинной мозг и головной 
мозг (рис. 1). Спинной мозг располагается внутри костного 
канала – позвоночника – и состоит из морфологически однородных сегментов. Головной мозг заполняет черепную коробку и неоднороден по строению и функциям.
Внешний осмотр извлеченного из черепной коробки головного мозга не позволяет увидеть все его отделы. Их можно 
рассмотреть лишь на сагиттальном срезе, который делит мозг 
на две половины по средней линии. В самом общем виде головной мозг делится на ствол мозга и большие полушария 
(рис. 2). Ствол включает в себя следующие отделы: продолговатый мозг, Варолиев мост, мозжечок, средний мозг и промежуточный мозг. Большие полушария объединяются понятием 
«конечный мозг».

Рис. 2. Отделы головного мозга (сагиттальный срез).

Спинной мозг и все отделы головного мозга имеют полости, заполненные цереброспинальной жидкостью. Эта жидкость содержит биологически активные вещества и участвует 
в обменных процессах. Наполнение полостей этой жидкостью 
определяет величину внутримозгового давления.

Общая организация нервной системы

Нервная ткань
Нервная ткань состоит из клеток двух типов: нервных  
и глиальных. Нервные клетки выполняют специфические для 
нервной системы функции, глиальные клетки (нейроглия) 
выполняют вспомогательные функции (опорная, трофическая  
и защитная), обеспечивая нормальное функционирование нейронов. При этом глиальных клеток примерно в 10 раз больше, 
чем нервных, и они заполняют пространство между нейронами. Глиальные клетки, в отличие от нейронов, способны 
делиться в течение всей жизни. 

Строение нервной клетки
Нервная клетка состоит из сомы (тело клетки) и отходящих от нее отростков (рис. 3). Размер сомы у разных нейронов может отличаться в десятки раз: от 5 до 150 мкм. Сома 
заполнена цитоплазмой, в которой располагаются ядро клетки и органеллы. От тела отходят многочисленные короткие 
ветвящиеся отростки, которые называются дендриты, а также 
один длинный отросток, который называется аксон. Дендриты представляют собой короткие трубчатые выросты толщиной менее 1 нм. Диаметр аксона составляет у разных клеток  
от 1 до 6 мкм, а длина может достигать метра и более. На 
своем конце аксон делится на множество ответвлений – аксонных терминалей, каждая из которых заканчивается утолщением – синаптической бляшкой. Синаптической бляшкой 
аксонная терминаль контактирует с дендритом или сомой 
другого нейрона, образуя межклеточный контакт – синапс.
Тело клетки и ее отростки покрыты типичной для всех 
клеток организма оболочкой. Эта мембрана представляет собой липопротеидную пластинку толщиной 5–6 нм (рис. 4). 
Большая часть мембраны образована двумя слоями липидных 
молекул, которые гидрофильными концами направлены друг 
к другу, а гидрофобными обращены к внутренней и наружной ее поверхности. Липидные слои обеспечивают барьерную 
функцию мембраны – защищают клетку и поддерживают ее 
форму. В липидную пластинку встроены молекулы белков, 

Глава 1

которые выполняют транспортную и рецепторную функцию. 
Первая определяет состав веществ внутри клетки, вторая – 
специфическую чувствительность клетки к медиаторам, гормонам, антигенам и другим клеткам. 

Рис. 3. Строение нервной клетки

Рис. 4. Липопротеидная мембрана нейрона. 
1 – двойной слой липидов, 2 – белковые молекулы

Общая организация нервной системы

Нервные клетки классифицируются по характеру отростков на 4 типа (рис. 5): мультиполярные, биполярные, псевдоуниполярные и униполярные. Самыми распространенными являются мультиполярные клетки – типичные для ЦНС 
нейроны. Они состоят из тела, дендритного дерева и аксона. 
Биполярный нейрон имеет продолговатое тело, с одной стороны которого отходит дендрит, а с другого – аксон. Такие 
клетки встречаются лишь в сетчатке глаза, а также в слуховом и вестибулярном ганглиях. Псевдоуниполярные нейроны 
формируют спинальные ганглии (утолщения задних корешков спинномозговых нервов). От шарообразного тела такой 
клетки отходит один отросток, который Т-образно делится 
на две ветви: одна направляется к периферии, другая входит  
в спинной мозг. Такого же типа нейроны располагаются  
в чувствительных ядрах черепномозговых нервов. 

Рис. 5. Типы нейронов

Униполярные клетки характерны тем, что от шарообразного тела отходит лишь один отросток с терминалями. Эти 
клетки типичны для нервной трубки зародыша. У взрослого