Нервовою системою називають сукупність нервових клітин, функція яких полягає у сприйманні, аналізі та передачі інформації, що забезпечує пристосування організму до навколишнього середовища. В організмі більшості тварин нервова система відіграє особливо важливу роль. Вона регулює, зв'язує та інтегрує різні тканини й органи, забезпечуючи функціонування багатоклітинного організму як єдиної системи. Зміни діяльності клітин, тканин і органів здійснюються нервовою системою рефлекторно. Нервовий механізм регулювання є найбільш досконалим, оскільки працює швидко, точно і надійно. У вищих тварин і людини нервова система слугує матеріальним субстратом психічних процесів: відчуття, сприймання, пам'яті, мислення, уваги, волі й емоцій.

6.1. Типи нервової системи

Будова нервової системи залежить від рівня складності рухової активності тварин. Зокрема, у губок справжньої нервової системи немає, є лише поодинокі нервові клітини, які найчастіше розміщені біля пор іригаційної системи і навіть здатні до скорочення.

У кишковопорожнинних нервова система має вигляд дифузної (сітчастої) нервової системи. Нервова сітка у гідри міститься під ектодермою, складається з великих і малих біполярних (чутливих) та мультиполярних (рухових і асоціативних) нейронів. Однак відростки нейронів не поділені на аксони і дендрити. У медуз формується скупчення нейронів у ділянці рота, в основі щупалець і вздовж краю дзвона. В усіх кишковопорожнинних виявлено типові синаптичні контакти: деякі з них здатні до двобічного проведення збудження, оскільки синаптичні міхурці розміщені біля пре- і постсинаптичної мембран.

Найвищого розвитку дифузна нервова система досягла у голкошкірих. У них диференціюються провідні шляхи та збільшується кількість нейронів (у т. ч. і проміжних) і синаптичних контактів. Припускають, що завдяки ускладненню нервової системи морська зірка цілісно сприймає своє тіло.

Для тварин із білатеральною симетрією (починаючи з плоских червів) характерною є поздовжня вісь тіла з переднім і заднім кінцями. У них рухова активність є складнішою, органи чуття – досконалішими. Нервові клітини цих тварин концентруються у вузлах, або гангліях. Для вузлової (гангліонарної) нервової системи характерне формування вузлів уздовж тіла.

У турбелярій нервова система також має вигляд сітки, що розміщена поблизу поверхні тіла. У плоских червів нервова система утворює кілька поздовжніх тяжів із потовщенням у передньому кінці тіла. У вищих тварин спостерігається концентрація тіл нейронів у вузлах, а нервові відростки формують провідні шляхи. Така нервова система занурена вглиб тіла, і найбільше розвинутими є над- і підглотковий вузли передньої частини тіла. На черевному боці кільчастих червів розміщені два нервові стовбури, які мають у кожному членику ганглії, що сполучені перетинками (драбинчастий варіант вузлової нервової системи). У багатьох кільчаків унаслідок злиття вузлів в один формується черевний нервовий ланцюжок.

Молюски не мають двобічної симетрії, тому їм притаманна розкидано-вузлова нервова система. Найдосконалішою гангліонарна нервова система є у комах, особливо, у гуртосімейних (перетинчастокрилі), яким притаманні складні поведінкові реакції. Зумовлено це наявністю складних органів чуття, членистістю кінцівок і розвитком головного мозку. Але навіть у комах кількість нейронів не перевищує 1 млн, чого замало для інтелектуальної діяльності.

Третім, найбільш досконалим, типом є трубчаста нервова система хордових. Вона має чіткий поділ на центральну (спинний і головний мозок) і периферичну (нерви та нервові сплетення) нервові системи. В ембріогенезі нервова система хордових закладається з ектодерми у вигляді чутливої пластинки, яка швидко перетворюється у нервову трубку, а потім – у центральну нервову систему, з якої нервові клітини мігрують на периферію, утворюючи вузли сенсорної та автономної нервової системи.

З ускладненням сенсорних систем і координації рухів спостерігається концентрування нервових процесів у головних відділах центральної нервової системи. Це називають цефалізацією функцій. Для цефалізації характерною є ієрархічність, тобто підпорядкування нижчерозміщених центрів вищерозміщеним. Вищою формою цефалізації є кортикалізація функцій у вищих хребетних, коли всі структури нервової системи перебувають під контролем кори великих півкуль головного мозку.

6.2. Будова і функції нейронів

Складні та життєво важливі функції нервова система виконує за участю нервових клітин, або нейронів (від грец. νευρον – нерв), які спеціалізовані для сприймання, обробки, збереження і передачі інформації. Нейрони об'єднуються у ланцюги і центри, що утворюють функціональні системи мозку. Таке об'єднання здійснюється за допомогою синаптичних контактів, важливою функцією яких є забезпечення передачі електричних сигналів з одного нейрона на інший. Нейрони також утворюють синаптичні контакти з іншими типами клітин: із рецепторними й ефекторними (м'язовими та залозистими).

Кількість нейронів збільшується з ускладненням нервової системи. Вона незначна у примітивних тварин і сягає 100 млрд у людини. Спинний мозок людини містить близько 13 млн нейронів, значно більше їх зосереджено в головному мозку.

Хоча нервову клітину описав Ян Пуркіньє ще у 1836 р., до кінця ХІХ ст. велися суперечки: чи можна застосувати клітинну теорію для пояснення будови мозку? Тривалий час нервову систему розглядали як безперервний синцитій, усі елементи котрого сполучені прямим цитоплазматичним зв'язком. Важливі підтвердження індивідуальності нервових клітин отримав Р. Кахаль у кінці ХІХ ст.

У нейроні розрізняють чотири основні частини: тіло (сома, перикаріон), дендрити, аксон і аксонні закінчення, або терміналі. З використанням електронної мікроскопії нині переконливо доведено, що всі складові частини нервової клітини вкриті плазматичною мембраною; між окремими нейронами немає прямого цитоплазматичного зв'язку. Кожна з частин нейрона виконує свої функції.

У тілі містяться органоїди, необхідні для життєдіяльності всього нейрона (ядро, рибосоми, ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі, мітохондрії, лізосоми, мікротрубочки і мікрофіламенти).

Виконуючи основну функцію (обробка інформації), нейрони підтримують власну структуру. Кожен нейрон формується з одного нейробласта і є, отже, генетичною одиницею. У ядрі зберігається генетична інформація, відповідно до якої синтезуються речовини, що визначають форму, хімізм і функції кожного нейрона. Синтезовані у тілі речовини транспортуються у відростки, й у цьому полягає його трофічна функція. Після відокремлення відростка від тіла дистальна частина нейрона дегенерує, піддається фагоцитозу, лише тоді стає можливою його регенерація.

Гранулярний ендоплазматичний ретикулум добре виражений і свідчить про високу синтетичну діяльність тіла нейрона. На білок припадає 80% сухої маси нейрона, на ліпіди 20%, на глікоген 0,4%. У тілі наявні мітохондрії. Нервові клітини хребетних отримують енергію тільки аеробним шляхом. Центральна нервова система людини споживає 20% загальної кількості кисню, що надходить в організм. Припинення постачання киснем головного мозку людини на 10 с призводить до втрати свідомості, а через 10-12 хв спричиняє незворотні пошкодження.

Уже йшлося про те, що тіло виконує трофічну функцію стосовно відростків. Окрім цього, мембрана тіла більшості нейронів вкрита синапсами, тому відіграє певну роль у сприйманні й обробці інформації, тобто виконує інтегративну функцію. Дендрити (від грец. δενδρεον, δενδρον – дерево) – численні короткі (до 1 мм) та сильно розгалужені відростки, які з віддаленням від тіла стають тонкими.

Дендрити мультиполярних нейронів мають шипики – короткі (2-3 мкм) відростки. На одному нейроні Пуркіньє мозочка, наприклад, міститься близько 40 тис. шипиків. На шипиках розміщені синаптичні контакти.