Die wichtigste und spezifische Manifestation der Aktivität des Nervensystems ist das Reflexprinzip. Dabei handelt es sich um die Fähigkeit des Körpers, auf äußere oder innere Reize mit einer motorischen oder sekretorischen Reaktion zu reagieren. Die Grundlagen der Lehre von der Reflexaktivität des Körpers wurden vom französischen Wissenschaftler Rene Descartes (1596-1650) gelegt. Von größter Bedeutung waren seine Vorstellungen über den Reflexmechanismus der Beziehung des Organismus zur Umwelt. Der Begriff „Reflex“ selbst wurde erst viel später eingeführt – vor allem nach der Veröffentlichung der Werke des herausragenden tschechischen Anatomen und Physiologen G. Prohaska (1749-1820).

Ein Reflex ist eine natürliche Reaktion des Körpers als Reaktion auf eine Reizung von Rezeptoren, die durch einen Reflexbogen unter Beteiligung des Zentralnervensystems ausgeführt wird. Dies ist eine adaptive Reaktion des Körpers als Reaktion auf Veränderungen in der inneren Umgebung oder der Umwelt. Reflexreaktionen gewährleisten die Integrität des Körpers und die Konstanz seiner inneren Umgebung; der Reflexbogen ist die Grundeinheit der integrativen Reflexaktivität.

Einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung der Reflextheorie leistete I.M. Sechenov (1829-1905). Er war der erste, der das Reflexprinzip zur Untersuchung der physiologischen Mechanismen geistiger Prozesse nutzte. In der Arbeit „Reflexe des Gehirns“ (1863) I.M. Sechenov hat überzeugend bewiesen, dass die geistige Aktivität von Menschen und Tieren nach dem Mechanismus der Reflexreaktionen im Gehirn erfolgt, einschließlich der komplexesten davon – der Verhaltens- und Denkbildung. Basierend auf seinen Forschungen kam er zu dem Schluss, dass alle Handlungen des bewussten und unbewussten Lebens reflexiv sind. Reflextheorie von I.M. Sechenov diente als Grundlage für die Entstehung der Lehre von I.P. Pavlova (1849-1936) über höhere Nervenaktivität. Die von ihm entwickelte Methode der bedingten Reflexe erweiterte das wissenschaftliche Verständnis der Rolle der Großhirnrinde als materielles Substrat der Psyche. I.P. Pawlow formulierte eine Reflextheorie der Gehirnfunktion, die auf drei Prinzipien basiert: Kausalität, Struktur, Einheit von Analyse und Synthese. P. K. Anokhin (1898-1974) bewies die Bedeutung von Rückmeldungen für die Reflexaktivität des Körpers. Sein Wesen besteht darin, dass bei der Ausführung eines Reflexakts der Prozess nicht nur auf den Effektor beschränkt ist, sondern von einer Erregung der Rezeptoren des Arbeitsorgans begleitet wird, von denen über afferente Wege Informationen über die Folgen der Handlung an den Effektor gelangen zentrales Nervensystem. Es entstanden Ideen zu einem „Reflexring“ und „Feedback“.

Reflexmechanismen spielen eine wichtige Rolle im Verhalten lebender Organismen und stellen sicher, dass sie angemessen auf Umweltsignale reagieren. Bei Tieren wird die Realität fast ausschließlich durch Reize signalisiert. Dies ist das erste Signalsystem der Realität, das Mensch und Tier gemeinsam ist. I.P. Pawlow bewies, dass für den Menschen im Gegensatz zu Tieren nicht nur die Umwelt, sondern auch soziale Faktoren Gegenstand der Reflexion sind. Für ihn kommt daher dem zweiten Signalsystem eine entscheidende Bedeutung zu – dem Wort als Signal der ersten Signale.

Der bedingte Reflex liegt der höheren Nervenaktivität von Mensch und Tier zugrunde. Es ist immer als wesentlicher Bestandteil in den komplexesten Verhaltenserscheinungen enthalten. Allerdings lassen sich nicht alle Verhaltensweisen eines lebenden Organismus aus der Sicht der Reflextheorie erklären, die nur die Wirkmechanismen aufdeckt. Das Reflexprinzip beantwortet nicht die Frage nach der Angemessenheit menschlichen und tierischen Verhaltens und berücksichtigt nicht das Ergebnis der Handlung.

Daher hat sich in den letzten Jahrzehnten auf der Grundlage reflexiver Vorstellungen ein Konzept über die führende Rolle von Bedürfnissen als treibende Kraft menschlichen und tierischen Verhaltens herausgebildet. Das Vorliegen von Bedürfnissen ist eine notwendige Voraussetzung für jede Tätigkeit. Die Aktivität des Körpers erhält nur dann eine bestimmte Richtung, wenn es ein Ziel gibt, das diesem Bedürfnis entspricht. Jedem Verhaltensakt gehen Bedürfnisse voraus, die im Prozess der phylogenetischen Entwicklung unter dem Einfluss von Umweltbedingungen entstanden sind. Deshalb wird das Verhalten eines lebenden Organismus nicht so sehr durch die Reaktion auf äußere Einflüsse bestimmt, sondern durch die Notwendigkeit, das beabsichtigte Programm, den Plan umzusetzen, der darauf abzielt, das eine oder andere Bedürfnis einer Person oder eines Tieres zu befriedigen.

PC. Anokhin (1955) entwickelte die Theorie funktionaler Systeme, die einen systematischen Ansatz zur Untersuchung der Mechanismen des Gehirns bietet, insbesondere der Entwicklung von Problemen der strukturellen und funktionellen Grundlagen des Verhaltens, der Physiologie von Motivation und Emotionen. Der Kern des Konzepts besteht darin, dass das Gehirn nicht nur angemessen auf äußere Reize reagieren, sondern auch die Zukunft vorhersehen, aktiv Pläne für sein Verhalten schmieden und diese umsetzen kann. Die Theorie der Funktionssysteme schließt die Methode der bedingten Reflexe nicht aus dem Bereich der höheren Nervenaktivität aus und ersetzt sie nicht durch etwas anderes. Es ermöglicht ein tieferes Eintauchen in das physiologische Wesen des Reflexes. Anstelle der Physiologie einzelner Organe oder Gehirnstrukturen betrachtet der Systemansatz die Aktivität des Organismus als Ganzes. Für jede Verhaltenshandlung einer Person oder eines Tieres ist eine Organisation aller Gehirnstrukturen erforderlich, die das gewünschte Endergebnis liefert. In der Theorie funktionaler Systeme nimmt also das nützliche Ergebnis einer Handlung den zentralen Platz ein. Tatsächlich werden die Faktoren, die der Zielerreichung zugrunde liegen, durch die Art vielseitiger Reflexprozesse gebildet.

Einer der wichtigen Mechanismen des Zentralnervensystems ist das Integrationsprinzip. Dank der Integration somatischer und autonomer Funktionen, die von der Großhirnrinde über die Strukturen des limbisch-retikulären Komplexes durchgeführt wird, werden verschiedene Anpassungsreaktionen und Verhaltenshandlungen realisiert. Die höchste Ebene der Funktionsintegration beim Menschen ist der frontale Kortex.

Das von O. O. Ukhtomsky (1875-1942) entwickelte Dominanzprinzip spielt eine wichtige Rolle in der geistigen Aktivität von Mensch und Tier. Dominant (von lateinisch dominari dominieren) ist eine höhere Erregung im Zentralnervensystem, die sich unter dem Einfluss von Reizen aus der Umgebung oder inneren Umgebung bildet und zu einem bestimmten Zeitpunkt die Aktivität anderer Zentren unterordnet.

Das Gehirn mit seinem höchsten Abschnitt – der Großhirnrinde – ist ein komplexes Selbstregulationssystem, das auf dem Zusammenspiel erregender und hemmender Prozesse basiert. Das Prinzip der Selbstregulation wird auf verschiedenen Ebenen von Analysesystemen umgesetzt – von den kortikalen Abschnitten bis zur Ebene der Rezeptoren mit der ständigen Unterordnung der unteren Teile des Nervensystems unter die höheren.

Bei der Untersuchung der Funktionsprinzipien des Nervensystems wird das Gehirn nicht umsonst mit einem elektronischen Computer verglichen. Die Grundlage des Betriebs kybernetischer Geräte ist bekanntlich der Empfang, die Übertragung, die Verarbeitung und die Speicherung von Informationen (Speicher) mit ihrer weiteren Reproduktion. Für die Übertragung müssen Informationen kodiert und für die Wiedergabe dekodiert werden. Unter Verwendung kybernetischer Konzepte können wir davon ausgehen, dass der Analysator Informationen empfängt, überträgt, verarbeitet und möglicherweise speichert. Die Dekodierung erfolgt in den kortikalen Abschnitten. Dies reicht wahrscheinlich aus, um einen Vergleich des Gehirns mit einem Computer zu ermöglichen. Gleichzeitig kann man die Arbeit des Gehirns nicht mit der eines Computers gleichsetzen: „... das Gehirn ist die kapriziöseste Maschine der Welt.“ Seien wir bescheiden und vorsichtig mit unseren Schlussfolgerungen“ (I. M. Sechenov, 1863). Ein Computer ist eine Maschine und nichts weiter. Alle kybernetischen Geräte funktionieren nach dem Prinzip der elektrischen oder elektronischen Interaktion, und auch im Gehirn, das durch evolutionäre Entwicklung entsteht, laufen komplexe biochemische und bioelektrische Prozesse ab. Sie können nur in lebendem Gewebe durchgeführt werden. Im Gegensatz zu elektronischen Systemen funktioniert das Gehirn nicht nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip, sondern berücksichtigt sehr viele Abstufungen zwischen diesen beiden Extremen. Diese Abstufungen sind nicht auf elektronische, sondern auf biochemische Prozesse zurückzuführen. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Physischen und dem Biologischen. Das Gehirn verfügt über Eigenschaften, die über die einer Rechenmaschine hinausgehen. Hinzu kommt, dass die Verhaltensreaktionen des Körpers maßgeblich durch interzelluläre Interaktionen im Zentralnervensystem bestimmt werden. Ein Neuron erhält typischerweise Verzweigungen von Hunderten oder Tausenden anderen Neuronen und verzweigt sich wiederum in Hunderte oder Tausende anderer Neuronen. Niemand kann sagen, wie viele Synapsen es im Gehirn gibt, aber die Zahl 10 14 (einhundert Billionen) scheint nicht unglaublich (D. Hubel, 1982). Der Computer enthält deutlich weniger Elemente. Die Funktion des Gehirns und die lebenswichtige Aktivität des Körpers erfolgen unter bestimmten Umweltbedingungen. Daher kann die Befriedigung bestimmter Bedürfnisse erreicht werden, sofern diese Aktivität den bestehenden äußeren Umweltbedingungen angemessen ist.

Um das Studium der grundlegenden Funktionsmuster zu erleichtern, ist das Gehirn in drei Hauptblöcke unterteilt, von denen jeder seine eigenen spezifischen Funktionen erfüllt.

Der erste Block sind die phylogenetisch alten Strukturen des limbisch-retikulären Komplexes, die sich im Stamm und in den tiefen Teilen des Gehirns befinden. Dazu gehören der Gyrus cinguli, das Seepferdchen (Hippocampus), der Papillarkörper, die vorderen Kerne des Thalamus, der Hypothalamus und die Formatio reticularis. Sie sorgen für die Regulierung lebenswichtiger Funktionen – Atmung, Durchblutung, Stoffwechsel sowie den allgemeinen Tonus. In Bezug auf Verhaltenshandlungen sind diese Formationen an der Regulierung von Funktionen zur Gewährleistung des Ess- und Sexualverhaltens, an den Prozessen der Arterhaltung, an der Regulierung von Systemen beteiligt, die Schlaf und Wachheit, emotionale Aktivität und Gedächtnisprozesse gewährleisten.

Der zweite Block besteht aus einer Reihe von Formationen, die sich hinter dem zentralen Sulcus befinden: die somatosensorischen, visuellen und auditiven Bereiche der Großhirnrinde. Ihre Hauptfunktionen sind: Empfangen, Verarbeiten und Speichern von Informationen.

Den dritten Block bilden die Neuronen des Systems, die überwiegend vor dem zentralen Sulcus liegen und mit Effektorfunktionen und der Umsetzung motorischer Programme verbunden sind.

Es sollte jedoch anerkannt werden, dass es unmöglich ist, eine klare Grenze zwischen den sensorischen und motorischen Strukturen des Gehirns zu ziehen. Der postzentrale Gyrus, eine sensible Projektionszone, ist eng mit der präzentralen motorischen Zone verbunden und bildet ein einziges sensomotorisches Feld. Daher ist es notwendig, klar zu verstehen, dass diese oder jene menschliche Aktivität die gleichzeitige Beteiligung aller Teile des Nervensystems erfordert. Darüber hinaus führt das System als Ganzes Funktionen aus, die über die in jedem dieser Blöcke inhärenten Funktionen hinausgehen.

Alle Aktivitäten des Nervensystems sind reflexartiger Natur, d.h. besteht aus einer Vielzahl unterschiedlicher Reflexe unterschiedlicher Komplexität. Reflex- Dies ist die Reaktion des Körpers auf äußere oder innere Einflüsse, die das Nervensystem betreffen. Die Autoren der Reflextheorie sind I.P. Pawlow und I.M. Sechenov.

Jeder Reflex hat:

• Reflexzeit – die Zeit von der Reizung bis zur Reaktion darauf
• rezeptives Feld – ein bestimmter Reflex tritt nur dann auf, wenn eine bestimmte Rezeptorzone gereizt ist
• Nervenzentrum – eine spezifische Lokalisierung jedes Reflexes im Zentralnervensystem.

Unbedingte Reflexe sind spezifisch, konstant, erblich und bleiben ein Leben lang bestehen. Im Verlauf der Embryonalentwicklung werden Reflexbögen aller unbedingten Reflexe gebildet. Eine Reihe komplexer angeborener Reflexe sind Instinkte. Bedingte Reflexe sind individuell, werden im Laufe des Lebens eines Menschen erworben und werden nicht vererbt. Ein Mensch verfügt über ein komplexes Sozialverhalten, Denken, Bewusstsein, individuelle Erfahrung (höhere Nervenaktivität) – dies ist eine Kombination einer Vielzahl unterschiedlicher bedingter Reflexe. Die materielle Grundlage bedingter Reflexe ist die Großhirnrinde. Die Koordination aller Reflexreaktionen erfolgt im Zentralnervensystem aufgrund der Prozesse der Erregung und Hemmung der neuronalen Aktivität.

Um einen Reflex umzusetzen, ist eine besondere anatomische Ausbildung erforderlich - Reflexbogen. Reflexbogen - Hierbei handelt es sich um eine Kette von Neuronen, durch die ein Nervenimpuls vom Rezeptor (wahrnehmenden Teil) zum Organ gelangt, das auf Reizung reagiert.

Der einfachste Reflexbogen beim Menschen wird von zwei Neuronen gebildet – sensorisch und motorisch (Motoneuron). Ein Beispiel für einen einfachen Reflex ist der Kniereflex. In anderen Fällen umfasst der Reflexbogen drei (oder mehr) Neuronen – sensorische, interkalare und motorische. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich hierbei um einen Reflex, der auftritt, wenn mit einer Nadel in einen Finger gestochen wird. Dies ist ein Wirbelsäulenreflex; sein Bogen verläuft nicht durch das Gehirn, sondern durch das Rückenmark. Die Prozesse sensorischer Neuronen dringen als Teil der Rückenwurzel in das Rückenmark ein, und die Prozesse motorischer Neuronen verlassen das Rückenmark als Teil der Vorderwurzel. Die Körper sensorischer Neuronen befinden sich im Spinalganglion der Hinterwurzel (im Spinalganglion), und Interkalar- und Motoneuronen befinden sich in der grauen Substanz des Rückenmarks.

Frage Nr. 3

Kohlenhydratstoffwechsel

Kohlenhydrate gelangen über die Nahrung in Form in den menschlichen Körper Monosaccharide (Glukose, Fruktose, Galaktose), Disaccharide(Saccharose, Maltose, Laktose) und Polysaccharide(Stärke, Glykogen). Bis zu 60 % des menschlichen Energiestoffwechsels hängt von der Umwandlung von Kohlenhydraten ab. Die Oxidation von Kohlenhydraten erfolgt im Vergleich zur Oxidation von Fetten und Proteinen viel schneller und einfacher. Im menschlichen Körper erfüllen Kohlenhydrate eine Reihe wichtiger Funktionen:

• Energie ( bei der vollständigen Oxidation von einem Gramm Glucose werden 17,6 kJ Energie freigesetzt) ;
• Rezeptor(bilden Kohlenhydratrezeptoren
• schützend(Teil des Schleims);
• Speichern ( in Form von Glykogen in den Muskeln und der Leber gespeichert);

Im menschlichen Verdauungstrakt werden Polysaccharide und Disaccharide in Glukose und andere Monosaccharide zerlegt. Im Körper werden überschüssige Kohlenhydrate aus dem Blut unter dem Einfluss des Hormons Insulin in Form von Polysacchariden gespeichert. Glykogen in der Leber und den Muskeln. Bei Insulinmangel entsteht eine schwere Erkrankung – Diabetes mellitus.

Der tägliche Bedarf des Menschen an Kohlenhydraten beträgt 400 – 600 Gramm. Pflanzliche Lebensmittel sind reich an Kohlenhydraten. Bei einem Mangel an Kohlenhydraten in der Nahrung können diese aus Fetten und Proteinen synthetisiert werden. Überschüssige Kohlenhydrate in der Nahrung werden im Stoffwechsel in Fette umgewandelt.

Wasser- und Salzstoffwechsel

Der menschliche Körper besteht zu etwa 65 % aus Wasser. Nervengewebezellen (Neuronen), Milz- und Leberzellen enthalten besonders viel Wasser – bis zu 85 %. Der tägliche Wasserverlust beträgt 2,5 Liter. Der Wasserverlust wird durch Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme ausgeglichen. Durch die Oxidation von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten werden im Körper täglich etwa 300 g Wasser gebildet. Wasser als chemische Substanz verfügt über eine Reihe einzigartiger physikalischer und chemischer Eigenschaften, die die Grundlage für seine Funktionen im Körper bilden:

Die Haupttätigkeitsform des Nervensystems ist die Umsetzung von Reflexen. Reflexe- Dies sind Reaktionen des Körpers, die als Reaktion auf eine Reizung von Rezeptoren auftreten und unter obligatorischer Beteiligung des Nervensystems durchgeführt werden. Dank Reflexreaktionen interagiert der Körper ständig mit der Umwelt und vereint und reguliert die Aktivitäten aller seiner Organe und Gewebe.

Der Weg, den der Nervenimpuls bei der Ausführung des Reflexes entlang verläuft, wird genannt Reflexbogen. Die einfachsten Reflexbögen haben nur zwei Neuronen, die komplexeren haben drei und die meisten Reflexbögen haben sogar noch mehr Neuronen. Ein Beispiel für einen Zwei-Neuronen-Reflexbogen ist der Bogen des Sehnen-Kniereflexes, der sich in einer Streckung des Kniegelenks bei leichtem Klopfen auf die Sehne unterhalb der Kniescheibe äußert (Abb. 66, A).

Der Drei-Neuronen-Reflexbogen (Abb. 66, B) umfasst: 1) Rezeptor; 2) afferentes Neuron; 3) Interneuron; 4) efferentes Neuron; 5) Arbeitsorgan (Muskel- oder Drüsenzellen). Die Kommunikation zwischen Neuronen im Reflexbogen, zwischen dem efferenten Neuron und den Zellen des Arbeitsorgans erfolgt über Synapsen.

Rezeptoren nennen Sie die Enden der Dendriten afferenter Neuronen sowie spezialisierte Formationen (z. B. Stäbchen und Zapfen der Netzhaut), die Reizungen wahrnehmen und als Reaktion darauf Nervenimpulse erzeugen. Nervenimpulse vom Rezeptor wandern entlang der afferenten Nervenbahn, bestehend aus Dendriten, Körper und Axon des afferenten Neurons, zum Nervenzentrum.

Nervenzentrum bezeichnet eine Reihe von Neuronen, die für die Umsetzung eines Reflexes oder die Regulierung einer bestimmten Funktion erforderlich sind. Die meisten Nervenzentren befinden sich im Zentralnervensystem, aber auch in den Nervenganglien des peripheren Nervensystems. Neuronen, deren Körper in verschiedenen Teilen des Nervensystems liegen, können funktionell zu einem Nervenzentrum zusammengefasst werden.

Im Nervenzentrum befindet sich ein Interneuron, auf dessen Körper oder Dendriten die Erregung vom Axon des afferenten Neurons übertragen wird. Entlang des Axons des Interneurons gelangt der Impuls zum efferenten Neuron, dessen Körper sich ebenfalls im Nervenzentrum befindet. In den meisten Reflexbögen zwischen dem Axon des afferenten Neurons und dem Körper des efferenten Neurons wird nicht ein, sondern eine ganze Kette von Interneuronen aktiviert. Diese Reflexbögen werden aufgerufen Polyneuron, oder polysynaptisch.

Entlang des Axons des efferenten Neurons wandern Nervenimpulse zu den Zellen des Arbeitsorgans (Muskeln, Drüsen). Infolgedessen wird eine Reflexreaktion (Bewegung, Sekretion) auf die Reizung des Rezeptors beobachtet. Als bezeichnet wird die Zeit vom Beginn der Rezeptorstimulation bis zum Beginn der Reaktion Reaktionszeit, oder Reflexlatenzzeit. Die Reflexzeit hängt vor allem von der Erregungsgeschwindigkeit durch die Nervenzentren ab. Eine Verschlechterung des Funktionszustandes des Nervenzentrums führt zu einer Verlängerung der Reflexzeit.

Die Ausführung einer Reaktion ist noch nicht das Ende des Reflexakts. Im Arbeitsorgan, das die Reaktion ausführt, werden Rezeptoren gereizt, von denen Impulse über afferente Nervenfasern zum Zentralnervensystem gelangen und die Nervenzentren über den Verlauf der Reflexreaktion und den Zustand des Arbeitsorgans informieren. Diese Informationen werden aufgerufen Rückmeldung. Es gibt positive und negative Rückmeldungen. Positives Feedback bewirkt die Fortsetzung und Verstärkung der Reflexreaktion, und negatives Feedback führt zu ihrer Abschwächung und Beendigung.

Somit wird die Erregung bei einer Reflexreaktion nicht nur entlang des Reflexbogens vom zunächst stimulierten Rezeptor auf das Arbeitsorgan übertragen, sondern gelangt dann auch von den dadurch erregten Rezeptoren des Arbeitsorgans wieder in das Zentralnervensystem Reflexreaktion. Diese Beziehung zwischen Nervenzentren und innervierten Organen, die bei der Ausführung eines Reflexes beobachtet wird, nennt man Reflexring. Dank der Rückkopplungsverbindungen entlang des Reflexrings erhält das Zentralnervensystem Informationen über die Ergebnisse von Reflexreaktionen, nimmt Änderungen an deren Umsetzung vor und sorgt für die koordinierte Aktivität des Körpers.

Die wichtigste spezifische Manifestation der Aktivität des Zentralnervensystems ist der Reflex.

Ein Reflex ist eine natürliche Reaktion des Körpers auf eine Veränderung der äußeren oder inneren Umgebung, die unter Beteiligung des Zentralnervensystems erfolgt. Die Bedeutung des Reflexes und seiner Mechanismen wurden von Sechenov und Pavlov untersucht.

Klassifizierung der Reflexe:

I. Nach biologischen Merkmalen

1. Essen

2. Defensiv

3. Sexuell

4. Ungefähr

5. Motor

6. Eltern usw.

II. Basierend auf der Position der Rezeptoren werden Reflexe unterteilt in:

1. Extero (von der Hautoberfläche)

2. Viscero (aus inneren Organen)

3. Proprio (aus den Muskeln)

4. Intero (von Gefäßen), d.h. Von ihnen gehen Reflexschaltkreise aus.

III. Unter Beteiligung der ZNS-Abteilung

1. Wirbelsäule

2. Bulbar

3. Mesoenzephalisch

4. Kortikal usw.

IV. Aufgrund der Art der Antwort

1. Motor

2. Sekretariat

3. Vasomotorik

V. Unbedingte und bedingte Reflexe

Unbedingte Reflexe sind angeborene (spezifische) Reaktionen des Nervensystems, die entlang relativ konstanter Nervenbahnen als Reaktion auf entsprechende Reize (Instinkte) ausgeführt werden. An der Bildung von BR sind die unteren Teile des Zentralnervensystems (ohne Beteiligung des Kortex) beteiligt.

Konditionierte Reflexe werden während der individuellen Entwicklung erworben. Die Reaktion erfolgt über einen temporären Reflexweg als Reaktion auf jeden Reiz. Sie werden auf Basis von BR gebildet. Im Laufe der Evolution traten zuerst bedingte Reflexe auf.

Der Weg, auf dem Impulse vom Rezeptor zum Exekutivorgan durch das Zentralnervensystem wandern, ist ein Reflexbogen. Aber es wäre richtiger zu sagen – ein Reflexring (Beispiel mit einem Handruck, Rückwärtsimpuls).

Der Satz von Neuronen, die zur Regulierung von Funktionen oder zur Ausführung eines bestimmten Reflexes erforderlich sind, wird als Nervenzentrum bezeichnet.

Nervenzentren haben eine Reihe von Eigenschaften. Sie hängen hauptsächlich von den Eigenschaften der Synapsen und der Struktur neuronaler Schaltkreise ab.

1. Summierung der Erregung – eine Kombination von zwei oder mehr Reizen unterhalb der Schwelle löst eine Reaktion aus; ein einzelner Reiz reicht nicht aus, um eine Reaktion hervorzurufen. Es gibt zwei Arten der Summierung:

2. a) Sequentielle oder vorübergehende Summation (tritt während der Interaktion von Reizen unterhalb der Schwelle auf, die in kurzer Zeit nacheinander eintreffen. Sie basiert auf der Tatsache, dass für einen Reiz nur wenig Sender in der Synapse freigesetzt wird, um Erregung zu übertragen, und zwar während Durch die Summierung wird eine ausreichende Menge an Sender zur Übertragung der Erregung freigesetzt.

b) Räumliche Summation – wenn zwei oder mehr Reize gleichzeitig auf verschiedene Rezeptoren desselben reflexogenen Feldes einwirken (eine ausreichende Menge an Mediator wird freigesetzt und es kommt zu einer Reaktion).

2. Transformation von Erregungsrhythmen. Die Frequenz der Impulse vom Zentralnervensystem zum Arbeitsorgan ist relativ unabhängig von der Stimulationsfrequenz, d.h. Als Reaktion auf einen einzelnen Reiz sendet der NC in einem bestimmten Rhythmus eine Reihe von Impulsen an das Arbeitsorgan. Dies wird durch die Tatsache erklärt, dass das EPSP sehr lang ist oder von Schwankungen der Spurenmembranpotentiale abhängt. Wenn das negative Spurenpotential groß ist, kann es bei Erreichen eines kritischen Niveaus eine neue PD verursachen.

3. Posttetanische Potenzierung. Durch die vorherige Anregung reichern sich Ca-Ionen innerhalb der Präsynapse an, was die Effizienz der Synapse erhöht. Bei einem häufigen Erregungsrhythmus führt jedes nachfolgende Potenzial zur Freisetzung weiterer Quanten des Senders, was zu einer Erhöhung der Amplitude postsynaptischer Potenziale beiträgt. Eine Erhöhung der Anzahl der durch einen Nervenimpuls nach rhythmischer Stimulation freigesetzten Senderquanten wird als posttetanische Potenzierung bezeichnet. Die Dauer beträgt einige Minuten bis Stunden (Hipocampus).

4. Ermüdung NC. Verbunden mit einer Verletzung der Erregungsübertragung in Interneuron-Synapsen. Die Empfindlichkeit der postsynaptischen Membran gegenüber dem Sender nimmt ab. Müdigkeit ist auch darauf zurückzuführen, dass Neuronen empfindlich auf Sauerstoffmangel reagieren. Das Gehirn verbraucht 40-50 ml Sauerstoff pro Minute (1/6 des gesamten Sauerstoffverbrauchs im Ruhezustand). Wenn die Blutversorgung des Gehirns stoppt, sterben kortikale Zellen nach 5–6 Minuten und Hirnstammzellen nach 15–20 Minuten ab; Rückenmarkszellen reagieren noch weniger empfindlich auf Hypoxie (20–30 Minuten). Unterkühlung verlängert die Zeit, die das Gehirn unter hypoxischen Bedingungen verbringt.

5. Neuronen und Synapsen reagieren selektiv empfindlich auf bestimmte Gifte. Strechnin blockiert die Funktionen hemmender Synapsen, d.h. erhöht die Erregung des NC. Einige Substanzen wirken selektiv auf Nervenzentren. So wirkt Apomorphin nur auf das Brechzentrum, Lobilin drückt auf das Atmungszentrum, Cardiosol beeinflusst den motorischen Kortex, Meskalin beeinflusst den Sehbereich (verursacht Halluzinationen).

Physiologie des Zentralnervensystems (ZNS).

Das Zentralnervensystem ist ein System, das nahezu alle Funktionen im Körper reguliert. Das Zentralnervensystem verbindet alle Zellen und Organe unseres Körpers zu einem Ganzen. Mit seiner Hilfe werden die bestmöglichen Veränderungen in der Arbeit verschiedener Organe vorgenommen, die darauf abzielen, die eine oder andere ihrer Aktivitäten sicherzustellen. Darüber hinaus kommuniziert das Zentralnervensystem den Körper mit der äußeren Umgebung, indem es von Rezeptoren empfangene Informationen analysiert und synthetisiert und eine Reaktion bildet, die auf die Aufrechterhaltung der Homöostase abzielt.

Struktur des Zentralnervensystems.

Die strukturelle und funktionelle Einheit des Nervensystems ist Nervenzelle(Neuron). Neuron - eine spezialisierte Zelle, die in der Lage ist, Informationen zu empfangen, zu kodieren, zu übertragen und zu speichern, die Reaktionen des Körpers auf Reizungen zu organisieren und Kontakte mit anderen Neuronen herzustellen.

Ein Neuron besteht aus einem Körper (Soma) und Fortsätzen - zahlreiche Dendriten und ein Axon (Abb. 1).

Abb.1. Die Struktur eines Neurons.

Dendriten sind normalerweise stark verzweigt und bilden viele Synapsen mit anderen Nervenzellen, was ihre führende Rolle bei der Informationswahrnehmung des Neurons bestimmt. Das Axon beginnt im Zellkörper mit einem Axonhügel, dessen Funktion darin besteht, einen Nervenimpuls zu erzeugen, der entlang des Axons zu anderen Zellen weitergeleitet wird. Die Länge des Axons kann einen Meter oder mehr erreichen. Das Axon verzweigt sich weitläufig und bildet viele Kollateralen (parallele Bahnen) und Enden. Terminal ist das Ende eines Axons, das eine Synapse mit einer anderen Zelle bildet. Im ZNS bilden Terminals neuro-neuronale Synapsen; in der Peripherie (außerhalb des ZNS) bilden Axone entweder neuromuskuläre oder neurosekretorische Synapsen. Das Ende eines Axons wird oft nicht als Terminal, sondern als synaptische Plaque (oder synaptischer Knopf) bezeichnet. Eine synaptische Plaque ist eine endständige Verdickung eines Axons, die der Ablagerung eines Botenstoffs dient (siehe Vorlesungen zu Synapsen). Die Endmembran enthält eine große Anzahl spannungsgesteuerter Kalziumkanäle, durch die Kalziumionen bei Erregung in die Endmembran gelangen.

In den meisten zentralen Neuronen (d. h. Neuronen des Zentralnervensystems) entsteht AP zunächst im Bereich der Axonhügelmembran und von hier aus breitet sich die Erregung entlang des Axons bis zur synaptischen Plaque aus. Die einzigartigen Eigenschaften des Neurons sind daher die Fähigkeit, elektrische Entladungen zu erzeugen und Informationen über spezielle Enden – Synapsen – zu übertragen.

Jedes Neuron erfüllt zwei Hauptfunktionen: Impulse weiterleiten und Impulse verarbeiten (siehe unten „Transformation des Erregungsrhythmus“). Jeder Teil eines Neurons ist leitfähig. Das Neuron überträgt Impulse (Informationen) von einer Zelle zur anderen dank seiner Prozesse: dem Axon und den Dendriten. Jedes Neuron hat ein Axon und viele Dendriten.

Impulsverarbeitung (Informationsverarbeitung, Impulstransformation) - Dies ist die wichtigste Funktion des Neurons, die auf dem Axonhügel ausgeführt wird.

Neben Neuronen enthält das Zentralnervensystem Gliazellen, die die Hälfte des Gehirnvolumens einnehmen. Periphere Axone (periphere Axone, die sich außerhalb des Zentralnervensystems befinden) sind ebenfalls von einer Hülle aus Gliazellen umgeben. Sie sind im Laufe ihres Lebens zur Teilung fähig. Abmessungen 3-4 mal kleiner als Neuronen. Mit zunehmendem Alter nimmt ihre Zahl zu.

Die Funktionen von Gliazellen sind vielfältig:

1) Sie sind ein unterstützender, schützender und trophischer Apparat für Neuronen.

2) eine bestimmte Konzentration an Kalzium- und Kaliumionen im Interzellularraum aufrechterhalten;

3) absorbieren aktiv Neurotransmitter und begrenzen so die Zeit ihrer Wirkung.

Klassifizierung von Neuronen

Abhängigkeiten von den Teilen des Zentralnervensystems: vegetativ und somatisch

Je nach Art des Mediators, der von den Neuronenendigungen freigesetzt wird: adrenergisch (NA) usw.

Je nach Einfluss gibt es erregende und hemmende Wirkungen

Entsprechend der Spezifität der Wahrnehmung sensorischer Informationen sind Neuronen der höheren Teile des Zentralnervensystems mono- und polymodal

Entsprechend der Aktivität von Neuronen gibt es: phonoaktive, stille – die nur als Reaktion auf Reizung erregt werden.

Nach Quelle oder Richtung der Informationsübertragung: afferent, interkalar, efferent

Reflexprinzip des Zentralnervensystems.

Der Hauptmechanismus der Aktivität des Zentralnervensystems ist der Reflex. Reflex - Dies ist die Reaktion des Körpers auf die Wirkung eines Reizes, die unter Beteiligung des Zentralnervensystems erfolgt. Auch das Zurückziehen der Hand bei einer Injektion oder das Schließen der Augenlider bei Hornhautreizungen ist ein Reflex. Ausscheidung von Magensaft, wenn Nahrung in den Magen gelangt, Stuhlgang, wenn der Mastdarm voll ist, Rötung der Haut bei Hitzeeinwirkung, Knie, Ellenbogen, Babinski, Rosenthal – das sind alles Beispiele für Reflexe. Die Anzahl der Reflexe ist grenzenlos. Allen gemeinsam ist die zwingende Beteiligung des Zentralnervensystems an ihrer Umsetzung.

Eine andere Definition eines Reflexes, die ebenfalls die Rolle des Zentralnervensystems betont, ist die folgende: Reflex- Dies ist eine zentrifugale Reaktion auf die zentripetale Stimulation. (Bestimmen Sie anhand der angegebenen Beispiele selbst, was eine zentrifugale Reaktion und was eine Reizung ist. Reizung ist immer zentripetal, d. h. der auf die Rezeptoren wirkende Reiz löst einen Impuls aus, der in das Zentralnervensystem gelangt.)

Die strukturelle Grundlage des Reflexes ist sein materielles Substrat Reflexbogen(Abb.2 ).

Reis. 2.Reflexbogen

Der Reflexbogen besteht aus 5 Gliedern:

1) Rezeptor;

2) afferente (empfindliche, zentripetale) Verbindung;

3) Einfügungslink (zentral);

4) efferente (motorische, zentrifugale) Verbindung;

5) Effektor (Arbeitskörper).

Als Körperbereich wird ein Bereich des Körpers bezeichnet, der Rezeptoren enthält, bei deren Stimulation ein bestimmter Reflex auftritt Empfangsfeld des Reflexes.

Der Reflex kann nur auftreten, wenn die Integrität aller Teile des Reflexbogens erhalten bleibt.

N zentrales Zentrum

Nervenzentrum (ZNS-Zentrum oder Kern)- Hierbei handelt es sich um eine Reihe von Neuronen, die an der Umsetzung eines bestimmten Reflexes beteiligt sind. Diese. Jeder Reflex hat sein eigenes Zentrum: Es gibt ein Zentrum für den Kniereflex, es gibt ein Zentrum für den Ellenbogenreflex, es gibt ein - Das Blinzeln hat Herz-Kreislauf-, Atmungs-, Nahrungszentren, Schlaf- und Wachzentren, Hunger- und Durstzentren usw. Im gesamten Organismus kommt es bei der Bildung komplexer Anpassungsprozesse zu einer funktionellen Vereinigung von Neuronen, die sich auf verschiedenen Ebenen des Zentralnervensystems befinden, d.h. komplexer Verbund einer Vielzahl von Zentren.

Die Verbindung der Nervenzentren (Kerne) untereinander erfolgt über die Leitungsbahnen des Zentralnervensystems über neuroneuronale (interneuronale) Synapsen. Es gibt drei Arten neuronaler Verbindungen: sequentiell, divergent und konvergent.

Nervenzentren verfügen über eine Reihe charakteristischer funktioneller Eigenschaften, die größtenteils auf diese drei Arten neuronaler Netze sowie auf die Eigenschaften von Interneuron-Synapsen zurückzuführen sind.

Haupteigenschaften von Nervenzentren:

1. Konvergenz (Vorspur) ( Abb. 3). Im Zentralnervensystem können Erregungen aus verschiedenen Quellen in einem Neuron zusammenlaufen. Diese Fähigkeit der Erregungen, zu denselben Zwischen- und Endneuronen zu konvergieren, wird als Konvergenz der Erregungen bezeichnet

Abb. 3. Konvergenz der Erregung.

2. Abweichungen) - Divergenz von Impulsen von einem Neuron zu vielen Neuronen gleichzeitig. Aufgrund der Divergenz kommt es zu einer Ausstrahlung der Erregung und es wird möglich, viele Zentren auf verschiedenen Ebenen des Zentralnervensystems schnell in die Reaktion einzubeziehen.

Abb.4. Divergenz der Erregung.

3. Die Erregung in den Nervenzentren breitet sich aus einseitig - vom Rezeptor zum Effektor, was durch die Eigenschaft chemischer Synapsen bestimmt wird, die Erregung einseitig von der präsynaptischen Membran zur postsynaptischen zu leiten.

4. Es erfolgt eine Erregung in den Nervenzentren Langsamer, als entlang einer Nervenfaser. Dies liegt an der langsamen Erregungsübertragung über Synapsen (synaptische Verzögerung), von denen es im Zellkern viele gibt.

5. In den Nervenzentren wird es durchgeführt Summierung von Anregungen. Summation ist die Addition von Impulsen unterhalb der Schwelle. Es gibt zwei Arten der Summierung.

Temporär oder sequentiell, wenn Erregungsimpulse auf demselben Weg durch eine Synapse mit einem Intervall, das kürzer ist als die Zeit der vollständigen Repolarisation der postsynaptischen Membran, zum Neuron gelangen. Unter diesen Bedingungen werden lokale Ströme auf der postsynaptischen Membran des empfangenden Neurons summiert und bringen dessen Depolarisation auf ein Niveau E k, das ausreicht, damit das Neuron ein Aktionspotential erzeugen kann. Diese Summierung wird als temporär bezeichnet, da über einen bestimmten Zeitraum hinweg eine Reihe von Impulsen (Reizen) beim Neuron eintrifft. Es wird seriell genannt, weil es in einer Reihenschaltung von Neuronen implementiert ist.

Räumlich oder gleichzeitig - beobachtet, wenn Erregungsimpulse gleichzeitig über verschiedene Synapsen am Neuron ankommen. Diese Summierung wird als räumlich bezeichnet, da der Reiz auf einen bestimmten Raum des rezeptiven Feldes einwirkt, d. h. mehrere (mindestens 2) Rezeptoren in verschiedenen Teilen des rezeptiven Feldes. (Dagegen kann eine vorübergehende Summation erreicht werden, wenn eine Reihe von Reizen auf denselben Rezeptor einwirkt.) Es wird als simultan bezeichnet, weil Informationen gleichzeitig über mehrere (mindestens 2) Kommunikationskanäle zum Neuron gelangen, d. h. Die gleichzeitige Summierung wird durch die konvergente Verbindung von Neuronen realisiert.

6.Transformation des Erregungsrhythmus - eine Veränderung der Anzahl der Erregungsimpulse, die das Nervenzentrum verlassen, im Vergleich zur Anzahl der dort ankommenden Impulse. Es gibt zwei Arten von Transformationen:

1) Abwärtstransformation, das auf dem Phänomen der Summation von Erregungen basiert, wenn als Reaktion auf mehrere Erregungen unterhalb der Schwelle, die an einer Nervenzelle ankommen, im Neuron nur eine Erregung der Schwelle auftritt;

2) Verbesserung der Transformation Es basiert auf Multiplikations- (Animations-) Mechanismen, die die Anzahl der Anregungsimpulse am Ausgang stark erhöhen können.

7. Reflexnachwirkung - liegt darin, dass die Reflexreaktion nach Beendigung des Reizes endet. Dieses Phänomen hat zwei Gründe:

1) Langfristige Spurendepolarisation der Neuronenmembran vor dem Hintergrund des Eintreffens starker Afferenzen (starker sensibler Impulse), die zur Freisetzung einer großen Menge (Quanten) des Senders führt, was das Auftreten mehrerer Aktionspotentiale gewährleistet die postsynaptische Membran und dementsprechend eine kurzfristige Reflexnachwirkung;

2) Verlängerung der Erregungsabgabe an den Effektor als Folge der Zirkulation (Nachhall) der Erregung in einem neuronalen Netzwerk vom Typ „Neuronale Falle“. Die Erregung, die in ein solches Netzwerk eindringt, kann dort lange Zeit zirkulieren und eine langfristige Reflexnachwirkung hervorrufen. Die Erregung in einer solchen Kette kann so lange zirkulieren, bis ein äußerer Einfluss diesen Prozess verlangsamt oder Ermüdung eintritt. Ein Beispiel für eine Nachwirkung ist eine bekannte Lebenssituation, in der auch nach dem Aufhören eines starken emotionalen Reizes (nach Beendigung eines Streits) die allgemeine Erregung mehr oder weniger lange anhält, der Blutdruck erhöht bleibt und eine Gesichtshyperämie auftritt und das Zittern der Hände bleibt bestehen.

8. Nervenzentren haben hohe Empfindlichkeit gegenüber Sauerstoffmangel. Nervenzellen zeichnen sich durch einen intensiven Verbrauch von O 2 aus. Das menschliche Gehirn nimmt etwa 40–70 ml O 2 pro Minute auf, was 1/4–1/8 der Gesamtmenge an O 2 entspricht, die der Körper verbraucht. Da Nervenzellen große Mengen an O 2 verbrauchen, reagieren sie sehr empfindlich auf dessen Mangel. Ein teilweiser Stillstand der Blutzirkulation des Zentrums führt zu schweren Störungen der Aktivität seiner Neuronen und zum völligen Stillstand - zum Tod innerhalb von 5-6 Minuten.

9. Nervenzentren, wie Synapsen, haben hohe Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Chemikalien c, insbesondere Gifte. Ein einzelnes Neuron kann Synapsen haben, die unterschiedlich empfindlich auf verschiedene Chemikalien reagieren. Daher ist es möglich, Chemikalien auszuwählen, die einige Synapsen selektiv blockieren, während andere funktionsfähig bleiben. Dadurch ist es möglich, Zustände und Reaktionen sowohl gesunder als auch kranker Organismen zu korrigieren.

10. Nervenzentren, wie Synapsen, haben Ermüdung im Gegensatz zu Nervenfasern, die als nahezu unermüdlich gelten. Dies ist auf einen starken Rückgang der Senderreserven, eine Abnahme der Empfindlichkeit der postsynaptischen Membran gegenüber dem Sender und eine Abnahme ihrer Energiereserven zurückzuführen, die bei längerer Arbeit beobachtet wird und die Hauptursache für die Entwicklung von Ermüdung ist.

11. Nervenzentren, wie Synapsen, haben geringe Labilität, Der Hauptgrund dafür ist die synaptische Verzögerung. Die gesamte synaptische Verzögerung, die in allen neuro-neuronalen Synapsen während der Impulsleitung durch das Zentralnervensystem oder im Nervenzentrum beobachtet wird, wird als zentrale Verzögerung bezeichnet.

12. Nervenzentren haben Ton, was darin zum Ausdruck kommt, dass sie auch ohne besondere Reizungen ständig Impulse an die Arbeitsorgane senden.

13. Nervenzentren haben Plastizität - die Fähigkeit, den eigenen Funktionszweck zu ändern und seine Funktionalität zu erweitern. Plastizität kann auch als die Fähigkeit einiger Neuronen definiert werden, die Funktion betroffener Neuronen desselben Zentrums zu übernehmen. Das Phänomen der Plastizität ist nämlich mit der Fähigkeit verbunden, die motorische Aktivität der Gliedmaßen, beispielsweise der Beine, wiederherzustellen, die durch Rückenmarksverletzungen verloren gegangen sind. Dies ist jedoch nur möglich, wenn einige der Neuronen eines bestimmten Zentrums beschädigt sind oder wenn Teile der Leitungen des Zentralnervensystems intakt bleiben. Bei einer vollständigen Ruptur des Rückenmarks ist eine Wiederherstellung der motorischen Aktivität nicht möglich. Darüber hinaus können Neuronen eines Zentrums, beispielsweise Flexoren, nicht die Funktion von Neuronen eines anderen Zentrums übernehmen - Strecker. Diese. Das Phänomen der Plastizität der Zentren des Zentralnervensystems ist begrenzt.

14. Okklusion (Verriegelung) (Abb. 5) - Dies ist die Addition von Schwellenimpulsen. Okklusion findet (ebenso wie räumliche Summation) im konvergierenden System neuronaler Verbindungen statt. Die gleichzeitige Aktivierung mehrerer (mindestens zwei) Rezeptoren durch starke oder superstarke Reize führt zu einem Neuron mit mehreren Schwellen- oder Überschwellenimpulsen. Bei diesem Neuron kommt es zu einer Okklusion, d. h. Er wird auf diese beiden Reize mit der gleichen maximalen Kraft reagieren wie auf jeden einzelnen Reiz. Das Phänomen der Okklusion besteht darin, dass die Anzahl der erregten Neuronen bei gleichzeitiger Stimulation der afferenten Eingänge beider Nervenzentren geringer ist als die arithmetische Summe der erregten Neuronen bei getrennter Stimulation jedes afferenten Eingangs.

Abb.6. Das Phänomen der Okklusion im Zentralnervensystem.

Das Phänomen der Okklusion führt zu einer Verringerung der Stärke der Reaktion. Die Okklusion hat einen schützenden Wert und verhindert eine Überlastung der Neuronen unter dem Einfluss extrem starker Reize.

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