«Деятельность нервной системы,— говорит И. П. Павлов,— направляется, с одной стороны, на объединение, интеграцию работы всех частей организма, с другой — на связь организма с окружающей средой». «Нервная система на нашей планете есть невыразимо сложнейший и тончайший инструмент сношений, связи многочисленных частей организма между собой и организма как сложнейшей системы с бесконечным числом внешних влияний».
Первые появившиеся на земле живые организмы не имели нервной системы. Их взаимодействие с внешней средой было очень элементарным и осуществлялось на основе раздражимости, свойственной их протоплазме. Лишь в дальнейшем, в процессе развития жизни, появились животные, наделённые нервной системой и в связи с этим получившие более совершенные механизмы приспособления к внешней среде.
С самого начала нервная система возникает у животных в органической связи с их мышечной системой. В строении простейших животных организмов можно различать две части: более или менее сложную внутреннюю-структуру и внешний покров, состоящий из эпителиальных клеток. В процессе филогенеза эпителиальные клетки дают начало одновременно и мышечным, и нервным клеткам. В своей зачаточной форме эти клетки представляли сперва нечто слитное с эпителиальными клетками, своеобразные эпителиально-мышечные и эпителиально-нервные клетки.
Эту первичную фазу зарождения нервно-мышечной ткани можно наблюдать под микроскопом на срезе эпителиального-покрова гидроидного полипа: здесь ясно видны зародышевые формы как нервных, так и мышечных клеток.
Лишь постепенно из этих клеток с двойной функцией развиваются более совершенные нервная и мышечная системы, состоящие из своеобразных, но функционально друг с другом связанных мышечных и нервных клеток. Мышечные клетки получили способность сокращаться и растягиваться. Отличительной же особенностью нервных клеток явилась раздражимость, т. е. способность возбуждаться под воздействием внешних раздражителей.
С самого начала нервные клетки сохранили связь с мышечными при помощи своеобразных отростков. Один из этих отростков располагался в эпителиальном слое, подвергался раздражениям внешней среды и передавал возникшие в результате этого внешнего воздействия возбуждения в нервную клетку. Другой отросток соединялся с мышечной клеткой; по этому отростку возникшее в нервной клетке возбуждение передавалось в мышечную клетку и приводило её к сокращению. Таким образом, с самого начала функциональная деятельность нервных клеток (возбуждение и передача его) была связана, с одной стороны, с внешней средой (раздражимость), с другой стороны — с мышечными клетками (их сокращение).
Различие в функциях отразилось и на строении этих двух: важнейших элементов животного организма: мышечные клетки постепенно приобрели веретенообразную, а нервные клетки — неправильную форму с отходящими в разные стороны отростками, иногда очень большой длины.
Наличие отростков является специфической особенностью всех нервных клеток, из каких бы отделов нервной системы мы их ни взяли. Таковы, например, нервные клетки спинного мозга. Ещё заметнее эта «ветвистость» в нервных клетках коры головного мозга: эти клетки имеют огромную массу, целое «дерево» отростков.
Необходимо различать следующие свойства нервной ткани и совершающиеся в ней процессы. Раздражимость — свойство нервной ткани под влиянием внешнего раздражения переходить в состояние возбуждения. Раздражением или раздражителем в данном случае называется всякий внешний фактор в виде электрической, химической, механической и других форм энергии, под воздействием которого в нервных клетках возникает возбуждение. Проводимость — свойство нервной ткани передавать возбуждение или торможение по нервным проводникам от одних нервных клеток к другим.
Возбуждение — деятельное состояние нервной клетки или группы клеток, возникающее под влиянием внешнего раздражения и связанное с изменением внутриклеточного обмена. С процессом возбуждения связана специфическая функция данной нервной клетки или группы клеток.
Торможение — недеятельное состояние нервной клетки или группы клеток, противоположное состоянию возбуждения и выражающееся в прекращении или отсутствии специфической функции нервных клеток. Торможение органически связано с возбуждением, вместе с ним обязательно участвует во всяком нервном процессе, может переходить в состояние возбуждения и обратно.