Kể từ khi quá trình tiến hóa cho sự sống trên Trái đất một hệ thần kinh kiểu khuếch tán, nhiều giai đoạn phát triển khác đã trôi qua, trở thành những bước ngoặt trong hoạt động của các sinh vật sống. Các giai đoạn này khác nhau về kiểu và số lượng hình thành tế bào thần kinh, về khớp thần kinh, về chuyên môn hóa chức năng, về nhóm các tế bào thần kinh và tính giống nhau về chức năng của chúng. Có 4 giai đoạn chính - đây là cách hình thành hệ thống thần kinh thuộc loại khuếch tán, thân, nút và hình ống.
Đặc
Cổ xưa nhất - hệ thần kinh kiểu khuếch tán. Nó có mặt trong các sinh vật sống như hydra (ví dụ như loài coelenterates - sứa). Loại hệ thần kinh này có thể được đặc trưng bởi rất nhiều kết nối trong các yếu tố lân cận, và điều này cho phép bất kỳsự kích thích khá tự do lan truyền theo mọi hướng dọc theo mạng lưới thần kinh. Hệ thống thần kinh kiểu khuếch tán cũng cung cấp khả năng thay thế cho nhau, mang lại các chức năng đáng tin cậy hơn nhiều, nhưng tất cả những phản ứng này đều không chính xác, mơ hồ.
Hệ thần kinh dạng nốt đặc trưng cho động vật giáp xác, nhuyễn thể và giun. Loại này được đặc trưng bởi thực tế là sự kích thích chỉ có thể diễn ra theo những cách được xác định rõ ràng và chặt chẽ, vì chúng có các kết nối có tổ chức khác nhau của các tế bào thần kinh. Đây là một hệ thống thần kinh dễ bị tổn thương hơn nhiều. Nếu một nút bị hư hỏng, các chức năng của cơ thể hoàn toàn bị gián đoạn. Tuy nhiên, loại nút của hệ thống thần kinh chính xác hơn và nhanh hơn về các phẩm chất của nó. Nếu kiểu khuếch tán của hệ thần kinh là đặc trưng của dây sống, thì các hợp âm có hệ thần kinh hình ống, nơi bao gồm các đặc điểm của cả kiểu nút và kiểu khuếch tán. Các loài động vật bậc cao đã tận dụng tất cả những gì tốt đẹp nhất từ quá trình tiến hóa - cả độ tin cậy, độ chính xác, vị trí và tốc độ phản ứng.
Nó như thế nào
Kiểu khuếch tán của hệ thần kinh là đặc trưng của giai đoạn phát triển ban đầu của thế giới chúng ta, khi sự tương tác của các sinh vật - những sinh vật đơn giản nhất - được thực hiện trong môi trường nước của đại dương nguyên thủy. Động vật nguyên sinh tiết ra một số hóa chất hòa tan trong nước, và do đó những đại diện đầu tiên của sự sống trên hành tinh này nhận được các sản phẩm trao đổi chất cùng với chất lỏng.
Hình thức tương tác lâu đời nhất xảy ra giữa các tế bào riêng lẻ của các sinh vật đa bào thông qua các phản ứng hóa học. Đây là các sản phẩm trao đổi chất - chất chuyển hóa, chúng xuất hiện khiprotein, axit cacbonic và những thứ tương tự bị phá vỡ, và là sự truyền ảnh hưởng theo thể dịch, một cơ chế tương quan thể dịch, tức là các kết nối giữa các cơ quan khác nhau. Kết nối thể dịch một phần cũng có thể là đặc điểm của kiểu khuếch tán của hệ thần kinh.
Tính năng
Kiểu khuếch tán của hệ thần kinh là đặc trưng của các sinh vật trong đó nó đã biết chính xác vị trí của chất hóa học này hoặc chất hóa học đến từ chất lỏng đó. Trước đây, nó lây lan chậm, hoạt động với số lượng nhỏ, và bị phá hủy nhanh chóng hoặc đào thải ra khỏi cơ thể thậm chí còn nhanh hơn. Ở đây cần lưu ý rằng các mối liên hệ thể chất là giống nhau đối với cả thực vật và động vật. Khi các sinh vật đa bào phát triển một hệ thần kinh kiểu khuếch tán (ví dụ như động vật sống) ở một giai đoạn nhất định trong quá trình phát triển của thế giới sống, thì nó đã là một hình thức điều tiết và giao tiếp mới, giúp phân biệt về mặt chất lượng thế giới thực vật với thế giới động vật..
Và theo thời gian - sự phát triển của cơ thể động vật càng cao thì các cơ quan càng tương tác với nhau nhiều hơn (tương tác phản xạ). Đầu tiên, các sinh vật sống có một hệ thống thần kinh thuộc loại khuếch tán, và sau đó, trong quá trình tiến hóa, chúng đã có một hệ thống thần kinh điều chỉnh các kết nối thể dịch. Một kết nối thần kinh, không giống như kết nối thể dịch, luôn hướng chính xác không chỉ đến cơ quan mong muốn mà còn đến một nhóm tế bào nhất định; kết nối xảy ra nhanh hơn hàng trăm lần so với những sinh vật sống đầu tiên được phân phối hóa chất. Mối liên hệ giữa thể chất với quá trình chuyển đổi sang trạng thái lo lắng không biến mất, nó tuân theo, vàdo đó, các kết nối thần kinh phát sinh.
Bước tiếp theo
Từ kiểu khuếch tán của hệ thống thần kinh (tồn tại trong các khoang ruột), các sinh vật đã rời đi, đã nhận được các tuyến đặc biệt, các cơ quan sản xuất hormone được hình thành từ các chất dinh dưỡng đi vào cơ thể. Các chức năng chính của hệ thần kinh là điều hòa hoạt động của tất cả các cơ quan với nhau, và tương tác của toàn bộ sinh vật nói chung với môi trường bên ngoài.
Môi trường tạo ra bất kỳ tác động bên ngoài nào chủ yếu lên các cơ quan cảm giác (cơ quan cảm thụ), thông qua những thay đổi xảy ra cả ở môi trường bên ngoài và trong hệ thần kinh.
Thời gian trôi qua, hệ thần kinh phát triển, và theo thời gian bộ phận cao hơn của nó được hình thành - não, bán cầu đại não. Họ bắt đầu quản lý và phân phối tất cả các hoạt động của cơ thể.
Giun dẹp
Hệ thống thần kinh được hình thành bởi mô thần kinh, bao gồm một số lượng đáng kinh ngạc các tế bào thần kinh. Đây là những tế bào có các quá trình đọc cả thông tin hóa học và điện học, tức là các tín hiệu. Ví dụ, hệ thần kinh của giun dẹp không còn thuộc loại khuếch tán nữa, nó là loại hệ thần kinh dạng nốt và thân.
Sự tích tụ của các tế bào thần kinh trong đó là các nút đầu ghép nối với các thân và nhiều nhánh trải dài đến tất cả các cơ quan và hệ thống. Điều này có nghĩa là hệ thần kinh của giun tròn không thuộc loại lan tỏa (đây là loài giun dẹp, loài săn mồi ăn động vật giáp xác nhỏ, ốc sên). Ở các dạng giun dẹp thấp hơn,có hệ thần kinh dạng lưới, nhưng nhìn chung chúng không còn thuộc loại lan tỏa nữa.
Giun ủ
Annelid cũng có hệ thống thần kinh không khuếch tán, nó được tổ chức tốt hơn nhiều: chúng không có đám rối thần kinh có thể quan sát được ở động vật thân mềm. Chúng có một bộ máy thần kinh trung ương, bao gồm não (hạch trên thanh quản), các kết nối quanh não và một cặp dây thần kinh nằm dưới ruột và được kết nối bằng các dây dẫn ngang.
Hầu hết các đốt sống đều có các thân thần kinh hoàn toàn bị hạch, khi mỗi đoạn có một cặp hạch nằm bên trong đoạn cơ thể của chính nó. Các dây thần kinh nguyên thủy sống với các thân thần kinh nằm cách nhau rộng rãi ở phần dưới, được nối với nhau bằng các dây thần kinh dài. Có thể gọi đây là cấu trúc của bậc thang hệ thần kinh. Các đại diện có tổ chức cao có sự rút ngắn của hoa hồng và sự hội tụ của các thân gần như đến điểm hợp lưu. Nó còn được gọi là mạch thần kinh thất. Các sinh vật sống đơn giản hơn nhiều có hệ thống thần kinh kiểu khuếch tán.
Cnidarians
Hệ thần kinh khuếch tán đơn giản nhất ở loài cnidarians là đám rối, ở dạng lưới bao gồm các tế bào thần kinh đa cực hoặc lưỡng cực. Hydroid có nó ở đầu trung bì, trong ngoại bì, trong khi các polyp san hô và sứa scyphoid có nó ở nội bì.
Một đặc điểm của hệ thống như vậy là hoạt động có thể lan truyền hoàn toàn theo bất kỳ hướng nào và hoàn toàn từ bất kỳđiểm bị kích thích. Loại hệ thống thần kinh này được coi là nguyên thủy, nhưng nó ăn, bơi, và nếu không thì một sinh vật như vậy hoạt động không đơn giản. Thật đáng xem cách hải quỳ di chuyển trên vỏ nhuyễn thể.
Sứa, hải quỳ và những loài khác
Ngoài mạng lưới thần kinh, sứa biển và hải quỳ có hệ thống tế bào thần kinh lưỡng cực dài tạo thành chuỗi, do đó chúng có khả năng truyền xung động nhanh hơn mà không bị suy giảm trong khoảng cách xa. Đây là điều cho phép chúng thực hiện phản ứng tổng thể tốt với tất cả các loại kích thích. Các nhóm động vật không xương sống khác có thể có cả mạng lưới thần kinh và thân thần kinh, được ghi nhận ở nhiều bộ phận khác nhau của cơ thể: dưới da, trong ruột, trong hầu họng, trong động vật thân mềm - ở chân, ở động vật da gai - ở tia.
Tuy nhiên, ở loài cnidarian, có xu hướng các tế bào thần kinh tập trung ở đĩa miệng hoặc ở đế đĩa, giống như ở polyp. Dọc theo mép ô, sứa có các đầu dây thần kinh, và ở một số nơi - dày lên trên vòng - các tế bào thần kinh thành từng đám lớn (hạch). Các hạch ở rìa trên ô của sứa là bước đầu tiên dẫn đến sự xuất hiện của hệ thần kinh trung ương.
Phản xạ
Hình thức chính của hoạt động thần kinh là một phản xạ, phản ứng của cơ thể đối với một tín hiệu về sự thay đổi của môi trường bên ngoài hoặc bên trong, được thực hiện với sự tham gia của hệ thần kinh, phản ứng lại sự kích thích của các cơ quan thụ cảm. Bất kỳ sự kích thích nào với sự kích thích của các thụ thể đều chạy dọc theo các sợi hướng tâm đến hệ thần kinh trung ương, sau đó qua nơ-ron giữa các cơ -quay trở lại ngoại vi đã có dọc theo các sợi ly tâm, chính xác là đi đến một hoặc một cơ quan khác mà hoạt động của chúng đã bị thay đổi.
Con đường này - xuyên qua trung tâm đến cơ quan làm việc - được gọi là cung phản xạ, và nó được hình thành bởi ba tế bào thần kinh. Đầu tiên, thiết bị nhạy cảm hoạt động, sau đó là hoạt động giữa các vùng và cuối cùng là động cơ. Phản xạ là một hành động khá phức tạp; nó sẽ không hoạt động nếu không có sự tham gia của một số lượng lớn các tế bào thần kinh. Nhưng kết quả của một sự tương tác như vậy, một phản ứng có thể xảy ra, cơ thể sẽ phản ứng với kích thích. Chẳng hạn như sứa sẽ bị bỏng, đôi khi được điều trị bằng chất độc chết người.
Giai đoạn phát triển đầu tiên của hệ thần kinh
Động vật nguyên sinh không có hệ thần kinh, nhưng thậm chí một số động vật có thể có bộ máy kích thích nội bào dạng sợi. Trong quá trình phát triển, các sinh vật đa bào hình thành một mô đặc biệt có khả năng tái tạo các phản ứng tích cực, tức là kích thích. Hệ thống giống như mạng lưới (khuếch tán) đã chọn các polyp hydroid làm phường đầu tiên của nó. Chính họ đã tự trang bị cho mình các quá trình của tế bào thần kinh, lan tỏa (giống như mạng lưới) đặt chúng khắp cơ thể.
Hệ thống thần kinh như vậy dẫn tín hiệu kích thích rất nhanh từ điểm nhận được kích thích và tín hiệu này truyền đi theo mọi hướng. Điều này mang lại cho các phẩm chất tích hợp của hệ thần kinh, mặc dù không phải một mảnh nhỏ nào của cơ thể, được tách riêng ra, có tính năng như vậy.
Tập trung
Tập trung hóa ở mức độ nhỏđã được ghi nhận trong hệ thống thần kinh khuếch tán. Ví dụ, Hydra có được sự dày lên của dây thần kinh ở các khu vực của cực miệng và đế. Biến chứng này xảy ra song song với sự phát triển của các cơ quan vận động, và được thể hiện ở sự cô lập của các tế bào thần kinh, khi chúng đi từ mạng lưới khuếch tán vào sâu bên trong cơ thể và hình thành các cụm ở đó.
Ví dụ, ở động vật có xương sống, sống tự do (sứa), tế bào thần kinh tích tụ trong hạch, do đó hình thành hệ thần kinh dạng nút khuếch tán. Loại này chủ yếu phát sinh do thực tế là các thụ thể đặc biệt phát triển ngay trên bề mặt của cơ thể, có khả năng phản ứng có chọn lọc với các tác động của ánh sáng, hóa học hoặc cơ học.
Neuroglia
Các sinh vật sống, cùng với các sinh vật trên, trong quá trình tiến hóa làm tăng cả số lượng tế bào thần kinh và sự đa dạng của chúng. Do đó, tế bào thần kinh được hình thành. Tế bào thần kinh cũng xuất hiện lưỡng cực, có sợi trục và đuôi gai. Dần dần, các sinh vật có cơ hội thực hiện kích thích một cách có định hướng. Các cấu trúc dây thần kinh cũng phân biệt, tín hiệu được truyền đến các tế bào kiểm soát phản ứng.
Đây là cách sự phát triển của hệ thần kinh diễn ra một cách có mục đích: một số tế bào chuyên tiếp nhận, một số tế bào khác chuyên truyền tín hiệu, và vẫn còn những tế bào khác co lại. Tiếp theo là sự phức tạp của quá trình tiến hóa, sự tập trung hóa và sự phát triển của một hệ thống nút. Annelids, động vật chân đốt và động vật thân mềm xuất hiện. Bây giờ các tế bào thần kinh tập trung trong các hạch (hạch thần kinh), được kết nối chặt chẽ bởi các sợi thần kinhgiữa chúng với các thụ thể và các cơ quan thực hiện (các tuyến, cơ).
Khác biệt
Tiếp theo, hoạt động của cơ thể được chia thành các thành phần: tiêu hóa, sinh sản, tuần hoàn và các hệ thống khác được tách biệt, nhưng sự tương tác giữa chúng là cần thiết, và chức năng này do hệ thần kinh đảm nhận. Sự hình thành thần kinh trung ương đã trở nên phức tạp hơn nhiều, nhiều cái mới đã phát sinh, giờ đây hoàn toàn phụ thuộc vào nhau.
Các dây thần kinh và hạch được bao bọc, kiểm soát dinh dưỡng và vận động, đã phát triển thành các thụ thể ở dạng cao hơn về mặt thực vật, và bây giờ chúng bắt đầu nhận biết mùi, âm thanh, ánh sáng và các cơ quan cảm giác xuất hiện. Vì các cơ quan thụ cảm chính nằm ở phần đầu, các hạch ở phần này của cơ thể phát triển mạnh mẽ hơn, cuối cùng phụ thuộc vào hoạt động của tất cả các cơ quan khác. Đó là lúc bộ não được hình thành. Ví dụ, ở loài chân đốt và động vật chân đốt, chuỗi thần kinh đã phát triển rất tốt.
