Нервная система состоит из двух отдельных частей: центральной нервной системы (головной мозг и спинной мозг) и периферической нервной системы (нервы вне головного и спинного мозга).
Основной структурной единицей нервной системы является нервная клетка (нейрон). Нервные клетки состоят из крупного тела клетки и двух типов нервных волокон:
Аксон: Длинное, тонкое нервное волокно, которое выходит из нервной клетки и может передавать сигналы в виде электрических импульсов в другие нервные клетки и мышцы
Дендрит: Ответвления нервных клеток, которые принимают электрические импульсы
Обычно нервы передают электрические сигналы в одном направлении — от отсылающего импульсы аксона одной нервной клетки (нейрона) на принимающие импульсы дендриты следующей нервной клетки. В контактных точках между нервными клетками (синапсах) аксон выделяет очень маленькие количества веществ, обеспечивающих передачу химическим путем (нейромедиаторов). Нейромедиаторы активируют рецепторы на дендритах следующей нервной клетки для выработки нового электрического тока. Для передачи импульсов через синапсы различные типы нервов используют различные нейромедиаторы. Некоторые импульсы стимулируют следующую нервную клетку, тогда как другие ингибируют ее.
Головной мозг и спинной мозг также содержат вспомогательные клетки, называемые глиальными клетками. Эти клетки отличаются от нервных клеток и не генерируют электрические импульсы. Существует несколько типов глиальных клеток:
Астроциты: Эти клетки обеспечивают нервные клетки питанием и контролируют химический состав жидкостей в окружении нервных клеток, обеспечивая их развитие. Они могут регулировать выработку нейромедиаторов и внешнюю химическую среду вокруг нервных клеток, чтобы влиять на то, как часто нервные клетки посылают импульсы, и, таким образом, регулировать степень активности скоплений нервных клеток.
Эпендимоциты: Эти клетки образуются вдоль открытых областей головного и спинного мозга для производства и выделения спинномозговой жидкости, которая омывает клетки нервной системы.
Глиальные клетки-предшественники: Эти клетки могут вырабатывать новые астроциты и олигодендроциты для замены клеток, разрушенных вследствие травм или заболеваний. Глиальные клетки-предшественники присутствуют в головном мозге взрослого человека.
Микроглия: Эти клетки защищают головной мозг от повреждения и способствуют выведению продуктов распада из мертвых клеток. Эти клетки могут перемещаться в нервной системе и могут размножаться для защиты головного мозга при повреждении.
Олигодендроциты: Эти клетки образуют покрытие вокруг аксонов нервных клеток и производят специальную мембрану, которая называется миелин; она представляет собой жирное вещество, изолирующее аксоны нерва и ускоряющее проводимость импульсов вдоль волокон.
Шванновские клетки также относятся к глиальным клеткам. Однако эти клетки находятся в периферической нервной системе, а не в головном и спинном мозге. Эти клетки подобны олигодендроцитам и вырабатывают миелин для изоляции аксонов в периферической нервной системе.
Головной и спинной мозг состоят из серого и белого вещества.
Серое вещество состоит из тел нервных клеток, дендритов и аксонов, глиальных клеток и капилляров (самые мелкие кровеносные сосуды организма).
Белое вещество содержит относительно небольшое количество нейронов и состоит в основном из аксонов, которые покрыты многими слоями миелина, а также олигодендроцитов, вырабатывающих миелин. Именно миелин делает белое вещество белым. (Миелиновая оболочка вокруг аксона ускоряет проведение нервных импульсов — см. Нервы).
Нервные клетки в рабочем порядке увеличивают или уменьшают количество контактов, установленных с другими нервными клетками. Этот процесс может частично объяснять, как люди обучаются, адаптируются и формируют воспоминания. Но головной мозг и спинной мозг редко вырабатывают новые нервные клетки. Исключением является гиппокамп — участок головного мозга, участвующий в формировании памяти.
Нервная система — это чрезвычайно сложная коммуникационная система, которая может одновременно отсылать и получать массивные объемы информации. Тем не менее, эта система уязвима по отношению к заболеваниям и травмам, например, в следующих случаях:
Нервные клетки могут дегенерировать, приводя к болезням Альцгеймера, Гентингтона или Паркинсона.
Олигодендроциты могут воспаляться и погибать, приводя к рассеянному склерозу.
Бактерии или вирусы могут заражать головной мозг или спинной мозг, вызывая энцефалит или менингит.
Блокада кровоснабжения головного мозга может вызвать инсульт.
Травмы или опухоли могут приводить к структурному повреждению головного или спинного мозга.
