Manifestasi utama dan spesifik dari aktivitas sistem saraf adalah prinsip refleks. Ini adalah kemampuan tubuh untuk merespons rangsangan eksternal atau internal dengan respons motorik atau sekretori. Fondasi doktrin aktivitas refleks tubuh diletakkan oleh ilmuwan Perancis Rene Descartes (1596-1650). Yang paling penting adalah gagasannya tentang mekanisme refleks hubungan organisme dengan lingkungan. Istilah "refleks" sendiri diperkenalkan jauh kemudian - terutama setelah publikasi karya ahli anatomi dan fisiologi Ceko terkemuka G. Prohaska (1749-1820).

Refleks adalah reaksi alami tubuh sebagai respons terhadap iritasi reseptor, yang dilakukan oleh busur refleks dengan partisipasi sistem saraf pusat. Ini merupakan reaksi adaptif tubuh dalam menanggapi perubahan lingkungan internal atau lingkungan. Reaksi refleks memastikan integritas tubuh dan keteguhan lingkungan internalnya; busur refleks adalah unit dasar aktivitas refleks integratif.

Kontribusi signifikan terhadap perkembangan teori refleks dibuat oleh I.M. Sechenov (1829-1905). Dia adalah orang pertama yang menggunakan prinsip refleks untuk mempelajari mekanisme fisiologis proses mental. Dalam karya “Refleks Otak” (1863) I.M. Sechenov dengan meyakinkan membuktikan bahwa aktivitas mental manusia dan hewan dilakukan sesuai dengan mekanisme reaksi refleks yang terjadi di otak, termasuk yang paling kompleks – pembentukan perilaku dan pemikiran. Berdasarkan penelitiannya, ia menyimpulkan bahwa semua tindakan kehidupan sadar dan tidak sadar bersifat refleksif. Teori refleks I.M. Sechenov menjadi dasar munculnya ajaran I.P. Pavlova (1849-1936) tentang aktivitas saraf yang lebih tinggi. Metode refleks terkondisi yang dikembangkannya memperluas pemahaman ilmiah tentang peran korteks serebral sebagai substrat material jiwa. AKU P. Pavlov merumuskan teori refleks fungsi otak, yang didasarkan pada tiga prinsip: kausalitas, struktur, kesatuan analisis dan sintesis. P.K. Anokhin (1898-1974) membuktikan pentingnya umpan balik dalam aktivitas refleks tubuh. Esensinya adalah bahwa selama pelaksanaan tindakan refleks apa pun, prosesnya tidak terbatas hanya pada efektor, tetapi disertai dengan eksitasi reseptor organ kerja, dari mana informasi tentang konsekuensi tindakan tersebut diterima melalui jalur aferen ke. sistem syaraf pusat. Gagasan tentang “cincin refleks” dan “umpan balik” muncul.

Mekanisme refleks memainkan peran penting dalam perilaku organisme hidup, memastikan respons mereka yang memadai terhadap sinyal lingkungan. Bagi hewan, realitas hampir seluruhnya ditandai oleh rangsangan. Ini adalah sistem sinyal realitas pertama, yang umum terjadi pada manusia dan hewan. AKU P. Pavlov membuktikan bahwa bagi manusia, berbeda dengan hewan, objek refleksinya tidak hanya lingkungan, tetapi juga faktor sosial. Oleh karena itu, baginya, sistem sinyal kedua menjadi sangat penting - kata sebagai sinyal dari sinyal pertama.

Refleks terkondisi mendasari aktivitas saraf yang lebih tinggi pada manusia dan hewan. Itu selalu dimasukkan sebagai komponen penting dalam manifestasi perilaku yang paling kompleks. Namun tidak semua bentuk tingkah laku suatu organisme hidup dapat dijelaskan dari sudut pandang teori refleks, yang hanya mengungkapkan mekanisme kerjanya. Asas refleks tidak menjawab pertanyaan tentang pantas tidaknya tingkah laku manusia dan hewan serta tidak memperhitungkan akibat perbuatannya.

Oleh karena itu, selama beberapa dekade terakhir, atas dasar pemikiran refleksif, telah terbentuk konsep mengenai peran utama kebutuhan sebagai penggerak perilaku manusia dan hewan. Adanya kebutuhan merupakan prasyarat yang diperlukan dalam setiap kegiatan. Aktivitas tubuh memperoleh arah tertentu hanya jika ada tujuan yang memenuhi kebutuhan tersebut. Setiap tindakan perilaku didahului oleh kebutuhan yang timbul dalam proses perkembangan filogenetik di bawah pengaruh kondisi lingkungan. Itulah sebabnya perilaku organisme hidup tidak banyak ditentukan oleh reaksi terhadap pengaruh eksternal, tetapi oleh kebutuhan untuk melaksanakan program, rencana, yang ditujukan untuk memenuhi kebutuhan tertentu seseorang atau hewan.

komputer. Anokhin (1955) mengembangkan teori sistem fungsional, yang memberikan pendekatan sistematis untuk mempelajari mekanisme otak, khususnya perkembangan masalah dasar struktural dan fungsional perilaku, fisiologi motivasi dan emosi. Inti dari konsep ini adalah bahwa otak tidak hanya mampu merespon rangsangan eksternal secara memadai, tetapi juga meramalkan masa depan, secara aktif membuat rencana untuk perilakunya dan melaksanakannya. Teori sistem fungsional tidak mengecualikan metode refleks terkondisi dari bidang aktivitas saraf yang lebih tinggi dan tidak menggantikannya dengan sesuatu yang lain. Ini memungkinkan untuk mempelajari lebih dalam esensi fisiologis refleks. Alih-alih fisiologi organ individu atau struktur otak, pendekatan sistem mempertimbangkan aktivitas organisme secara keseluruhan. Untuk setiap tindakan perilaku seseorang atau hewan, diperlukan pengorganisasian seluruh struktur otak yang akan memberikan hasil akhir yang diinginkan. Jadi, dalam teori sistem fungsional, tempat sentral ditempati oleh hasil yang berguna dari suatu tindakan. Sebenarnya faktor-faktor yang menjadi dasar pencapaian suatu tujuan dibentuk menurut jenis proses refleks serba guna.

Salah satu mekanisme penting sistem saraf pusat adalah prinsip integrasi. Berkat integrasi fungsi somatik dan otonom, yang dilakukan oleh korteks serebral melalui struktur kompleks limbik-retikuler, berbagai reaksi adaptif dan tindakan perilaku terwujud. Tingkat integrasi fungsi tertinggi pada manusia adalah korteks frontal.

Prinsip dominasi yang dikembangkan oleh O. O. Ukhtomsky (1875-1942) memegang peranan penting dalam aktivitas mental manusia dan hewan. Dominan (dari bahasa Latin dominari menjadi mendominasi) adalah eksitasi superior pada sistem saraf pusat, yang terbentuk di bawah pengaruh rangsangan dari lingkungan sekitar atau internal dan pada saat tertentu menundukkan aktivitas pusat lainnya.

Otak dengan bagian tertingginya - korteks serebral - adalah sistem pengaturan mandiri yang kompleks yang dibangun berdasarkan interaksi proses rangsang dan penghambatan. Prinsip pengaturan diri dilakukan pada berbagai tingkat sistem penganalisis - dari daerah kortikal hingga tingkat reseptor dengan subordinasi konstan dari bagian bawah sistem saraf ke tingkat yang lebih tinggi.

Saat mempelajari prinsip fungsi sistem saraf, bukan tanpa alasan otak disamakan dengan komputer elektronik. Sebagaimana diketahui, dasar pengoperasian peralatan cybernetic adalah penerimaan, transmisi, pemrosesan dan penyimpanan informasi (memori) dengan reproduksi lebih lanjut. Untuk transmisi, informasi harus dikodekan, dan untuk reproduksi, informasi harus diterjemahkan. Dengan menggunakan konsep cybernetic, kita dapat berasumsi bahwa penganalisis menerima, mengirimkan, memproses dan, mungkin, menyimpan informasi. Penguraiannya dilakukan di bagian kortikal. Ini mungkin cukup untuk memungkinkan kita mencoba membandingkan otak dengan komputer. Pada saat yang sama, seseorang tidak dapat menyamakan kerja otak dengan komputer: “...otak adalah mesin yang paling berubah-ubah di dunia. Mari kita bersikap rendah hati dan berhati-hati dengan kesimpulan kita” (I.M. Sechenov, 1863). Komputer adalah mesin dan tidak lebih. Semua perangkat cybernetic beroperasi berdasarkan prinsip interaksi listrik atau elektronik, dan di otak, yang diciptakan melalui perkembangan evolusioner, proses biokimia dan bioelektrik yang kompleks juga terjadi. Mereka hanya dapat dilakukan pada jaringan hidup. Otak, tidak seperti sistem elektronik, tidak berfungsi atas dasar semua atau tidak sama sekali, namun memperhitungkan banyak sekali gradasi antara kedua ekstrem ini. Gradasi ini bukan disebabkan oleh elektronik, tetapi karena proses biokimia. Ini adalah perbedaan yang signifikan antara fisik dan biologis. Otak memiliki kualitas yang melampaui mesin komputasi. Perlu ditambahkan bahwa reaksi perilaku tubuh sangat ditentukan oleh interaksi antar sel pada sistem saraf pusat. Satu neuron biasanya menerima cabang dari ratusan atau ribuan neuron lainnya, dan kemudian bercabang menjadi ratusan atau ribuan neuron lainnya. Tidak ada yang bisa mengatakan berapa banyak sinapsis yang ada di otak, tetapi angka 10 14 (seratus triliun) tampaknya tidak luar biasa (D. Hubel, 1982). Komputer menampung lebih sedikit elemen. Fungsi otak dan aktivitas vital tubuh dilakukan dalam kondisi lingkungan tertentu. Oleh karena itu, pemuasan kebutuhan tertentu dapat dicapai asalkan kegiatan tersebut sesuai dengan kondisi lingkungan eksternal yang ada.

Untuk kenyamanan mempelajari pola dasar fungsi, otak dibagi menjadi tiga blok utama, yang masing-masing menjalankan fungsi spesifiknya sendiri.

Blok pertama adalah struktur kuno filogenetik dari kompleks limbik-retikuler, yang terletak di batang dan bagian dalam otak. Mereka termasuk cingulate gyrus, kuda laut (hipokampus), badan papiler, inti anterior talamus, hipotalamus, dan formasi retikuler. Mereka mengatur fungsi vital - pernapasan, sirkulasi darah, metabolisme, serta nada umum. Mengenai tindakan perilaku, formasi ini mengambil bagian dalam pengaturan fungsi yang bertujuan untuk memastikan perilaku makan dan seksual, proses pelestarian spesies, dalam pengaturan sistem yang menjamin tidur dan terjaga, aktivitas emosional, dan proses memori.

Blok kedua adalah seperangkat formasi yang terletak di belakang sulkus sentral: area somatosensori, visual dan pendengaran dari korteks serebral. Fungsi utamanya adalah: menerima, memproses dan menyimpan informasi.

Neuron-neuron sistem, yang sebagian besar terletak di anterior sulkus sentralis dan berhubungan dengan fungsi efektor dan implementasi program motorik, merupakan blok ketiga.

Namun, harus diakui bahwa tidak mungkin menarik batas yang jelas antara struktur sensorik dan motorik otak. Gyrus postcentral, yang merupakan zona proyeksi sensitif, berhubungan erat dengan zona motorik precentral, membentuk bidang sensorimotor tunggal. Oleh karena itu, perlu dipahami dengan jelas bahwa aktivitas manusia tertentu memerlukan partisipasi simultan dari seluruh bagian sistem saraf. Selain itu, sistem secara keseluruhan menjalankan fungsi yang melampaui fungsi yang melekat pada masing-masing blok ini.

Semua aktivitas sistem saraf bersifat refleks, yaitu. terdiri dari sejumlah besar refleks berbeda dengan tingkat kerumitan berbeda. Refleks- ini adalah respons tubuh terhadap pengaruh eksternal atau internal yang melibatkan sistem saraf. Penulis teori refleks adalah I.P. Pavlov dan I.M. Sechenov.

Setiap refleks memiliki:

• waktu refleks - waktu dari penerapan iritasi hingga respons terhadapnya
• bidang reseptif - refleks tertentu hanya terjadi ketika zona reseptor tertentu teriritasi
• pusat saraf - lokalisasi spesifik dari setiap refleks di sistem saraf pusat.

Refleks tanpa syarat bersifat spesifik, konstan, turun temurun, dan bertahan sepanjang hidup. Selama proses perkembangan embrio, busur refleks dari semua refleks tanpa syarat terbentuk. Seperangkat refleks bawaan yang kompleks adalah naluri. Refleks yang terkondisi bersifat individual, diperoleh selama hidup seseorang, dan tidak diwariskan. Seseorang memiliki perilaku sosial, pemikiran, kesadaran, pengalaman individu yang kompleks (aktivitas saraf yang lebih tinggi) - ini adalah kombinasi dari sejumlah besar refleks terkondisi yang beragam. Basis material dari refleks terkondisi adalah korteks serebral. Koordinasi semua reaksi refleks dilakukan di sistem saraf pusat melalui proses eksitasi dan penghambatan aktivitas saraf.

Untuk menerapkan refleks apa pun, diperlukan formasi anatomi khusus - busur refleks. Busur refleks - ini adalah rantai neuron yang melaluinya impuls saraf berpindah dari reseptor (bagian penginderaan) ke organ yang merespons iritasi.

Busur refleks paling sederhana pada manusia dibentuk oleh dua neuron - sensorik dan motorik (motoneuron). Contoh refleks sederhana adalah refleks lutut. Dalam kasus lain, tiga (atau lebih) neuron termasuk dalam busur refleks - sensorik, interkalar, dan motorik. Dalam bentuk yang disederhanakan, ini adalah refleks yang terjadi ketika jari ditusuk dengan peniti. Ini adalah refleks tulang belakang, busurnya tidak melewati otak, tetapi melalui sumsum tulang belakang. Prosesus neuron sensorik masuk ke sumsum tulang belakang sebagai bagian dari akar dorsal, dan proses neuron motorik keluar dari sumsum tulang belakang sebagai bagian dari akar anterior. Badan neuron sensorik terletak di ganglion tulang belakang akar dorsal (di ganglion dorsal), dan neuron interkalar dan motorik terletak di materi abu-abu sumsum tulang belakang.

Pertanyaan No.3

Metabolisme karbohidrat

Karbohidrat masuk ke dalam tubuh manusia sebagai bagian dari makanan dalam bentuk monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa), disakarida(sukrosa, maltosa, laktosa) dan polisakarida(pati, glikogen). Hingga 60% metabolisme energi manusia bergantung pada transformasi karbohidrat. Oksidasi karbohidrat terjadi jauh lebih cepat dan mudah dibandingkan dengan oksidasi lemak dan protein. Dalam tubuh manusia, karbohidrat melakukan sejumlah fungsi penting:

• energi ( dengan oksidasi lengkap satu gram glukosa, 17,6 kJ energi dilepaskan) ;
• reseptor(membentuk reseptor karbohidrat
• protektif(bagian dari lendir);
• menyimpan ( disimpan di otot dan hati dalam bentuk glikogen);

Di saluran pencernaan manusia, polisakarida dan disakarida dipecah menjadi glukosa dan monosakarida lainnya. Di dalam tubuh, kelebihan karbohidrat dari darah di bawah pengaruh hormon insulin disimpan dalam bentuk polisakarida. glikogen di hati dan otot. Dengan kekurangan insulin, penyakit serius berkembang - diabetes.

Kebutuhan karbohidrat manusia sehari-hari adalah 400 – 600 gram. Makanan nabati kaya akan karbohidrat. Jika makanan kekurangan karbohidrat, mereka dapat disintesis dari lemak dan protein. Kelebihan karbohidrat dalam makanan diubah menjadi lemak selama metabolisme.

Metabolisme air dan garam

Tubuh manusia mengandung sekitar 65% air. Sel jaringan saraf (neuron), sel limpa dan hati mengandung air dalam jumlah besar - hingga 85%. Kehilangan air setiap hari adalah 2,5 liter. Pengisian kembali kehilangan air dilakukan melalui konsumsi makanan dan cairan. Sekitar 300g air terbentuk di dalam tubuh setiap hari karena oksidasi protein, lemak dan karbohidrat. Air sebagai bahan kimia memiliki sejumlah sifat fisik dan kimia unik yang mendasari fungsinya dalam tubuh:

Bentuk utama aktivitas sistem saraf adalah penerapan refleks. Refleks- ini adalah reaksi tubuh yang terjadi sebagai respons terhadap iritasi reseptor dan dilakukan dengan partisipasi wajib dari sistem saraf. Berkat reaksi refleks, tubuh terus-menerus berinteraksi dengan lingkungan, menyatukan dan mengatur aktivitas seluruh organ dan jaringannya.

Jalur yang dilalui impuls saraf selama pelaksanaan refleks disebut busur refleks. Busur refleks yang paling sederhana hanya memiliki dua neuron, busur refleks yang lebih kompleks memiliki tiga neuron, dan sebagian besar busur refleks memiliki lebih banyak neuron. Contoh busur refleks dua neuron adalah busur refleks tendon lutut, yang memanifestasikan dirinya dalam ekstensi sendi lutut ketika tendon di bawah tempurung lutut diketuk ringan (Gbr. 66, A).

Busur refleks tiga neuron (Gbr. 66, B) meliputi: 1) reseptor; 2) neuron aferen; 3) interneuron; 4) neuron eferen; 5) organ kerja (sel otot atau kelenjar). Komunikasi antar neuron pada busur refleks, antara neuron eferen dan sel-sel organ kerja dilakukan dengan menggunakan sinapsis.

Reseptor sebut ujung dendrit neuron aferen, serta formasi khusus (misalnya, batang dan kerucut retina), yang merasakan iritasi dan menghasilkan impuls saraf sebagai respons terhadapnya. Impuls saraf dari reseptor berjalan sepanjang jalur saraf aferen, yang terdiri dari dendrit, badan dan akson neuron aferen, menuju pusat saraf.

Pusat saraf disebut sekumpulan neuron yang diperlukan untuk pelaksanaan refleks atau pengaturan fungsi tertentu. Sebagian besar pusat saraf terletak di sistem saraf pusat, tetapi juga ditemukan di ganglia saraf sistem saraf tepi. Neuron yang tubuhnya terletak di berbagai bagian sistem saraf dapat digabungkan secara fungsional menjadi satu pusat saraf.

Di pusat saraf terdapat interneuron, ke badan atau dendrit tempat eksitasi dari akson neuron aferen ditransmisikan. Sepanjang akson interneuron, impuls berjalan ke neuron eferen, yang tubuhnya juga terletak di pusat saraf. Di sebagian besar busur refleks antara akson neuron aferen dan badan neuron eferen, bukan hanya satu, tetapi seluruh rantai interneuron diaktifkan. Busur refleks ini disebut polineuron, atau polisinaptik.

Sepanjang akson neuron eferen, impuls saraf berjalan ke sel-sel organ kerja (otot, kelenjar). Akibatnya, reaksi refleks (gerakan, sekresi) terhadap iritasi reseptor diamati. Waktu dari awal rangsangan reseptor sampai timbulnya respon disebut waktu reaksi, atau waktu latensi refleks. Yang terpenting, waktu refleks bergantung pada kecepatan eksitasi melalui pusat saraf. Kemunduran keadaan fungsional pusat saraf menyebabkan peningkatan waktu refleks.

Eksekusi suatu respon belum merupakan akhir dari tindakan refleks. Pada organ kerja yang melakukan respon, terjadi iritasi pada reseptor, impuls yang datang melalui serabut saraf aferen ke sistem saraf pusat dan menginformasikan pusat saraf tentang jalannya reaksi refleks dan keadaan organ kerja. Informasi ini disebut masukan. Ada masukan positif dan negatif. Umpan balik positif menyebabkan kelanjutan dan penguatan respons refleks, dan umpan balik negatif menyebabkan melemahnya dan berhentinya respons tersebut.

Dengan demikian, eksitasi selama reaksi refleks tidak hanya ditransmisikan sepanjang busur refleks dari reseptor yang awalnya distimulasi ke organ kerja, tetapi juga kemudian memasuki sistem saraf pusat dari reseptor organ kerja, yang tereksitasi sebagai akibat dari reaksi tersebut. respons refleks. Hubungan antara pusat saraf dan organ yang dipersarafi, yang diamati selama penerapan refleks, disebut cincin refleks. Berkat koneksi umpan balik yang dilakukan di sepanjang cincin refleks, sistem saraf pusat menerima informasi tentang hasil reaksi refleks, melakukan koreksi pada implementasinya, dan memastikan aktivitas tubuh yang terkoordinasi.

Manifestasi spesifik utama dari aktivitas sistem saraf pusat adalah refleks.

Refleks adalah reaksi alami tubuh terhadap perubahan lingkungan eksternal atau internal, yang dilakukan dengan partisipasi sistem saraf pusat. Arti refleks dan mekanismenya dipelajari oleh Sechenov dan Pavlov.

Klasifikasi refleks:

I. Berdasarkan karakteristik biologis

1. Makanan

2. Defensif

3. Seksual

4. Perkiraan

5.motorik

6. Orang tua, dll.

II. Berdasarkan letak reseptornya, refleks dibagi menjadi:

1. Ekstero (dari permukaan kulit)

2. Viscero (dari organ dalam)

3. Proprio (dari otot)

4. Intero (dari kapal), yaitu. sirkuit refleks dimulai dari mereka.

AKU AKU AKU. Dengan partisipasi departemen CNS

1. Tulang belakang

2. bohlam

3. Mesoensefalik

4. Kortikal, dll.

IV. Berdasarkan sifat jawabannya

1.motorik

2. Sekretori

3. Vasomotor

V. Refleks tanpa syarat dan terkondisi

Refleks tanpa syarat adalah reaksi bawaan (spesifik) dari sistem saraf yang dilakukan sepanjang jalur saraf yang relatif konstan sebagai respons terhadap rangsangan yang memadai (naluri). Bagian bawah sistem saraf pusat (tanpa partisipasi korteks) berpartisipasi dalam pembentukan BR.

Refleks yang terkondisi diperoleh selama perkembangan individu. Reaksi dilakukan sepanjang jalur refleks sementara sebagai respons terhadap rangsangan apa pun. Mereka dibentuk atas dasar BR. Dalam proses evolusi, refleks terkondisi muncul pertama kali.

Jalur yang dilalui impuls dari reseptor ke organ eksekutif melalui sistem saraf pusat adalah busur refleks. Tetapi akan lebih tepat untuk mengatakan – cincin refleks (contoh dengan sentakan tangan, impuls terbalik).

Kumpulan neuron yang diperlukan untuk mengatur fungsi atau melaksanakan refleks tertentu disebut pusat saraf.

Pusat saraf memiliki sejumlah properti. mereka terutama bergantung pada karakteristik sinapsis dan struktur sirkuit saraf.

1. Penjumlahan eksitasi - kombinasi dua atau lebih rangsangan di bawah ambang batas menyebabkan respons; stimulus terpisah tidak cukup untuk menimbulkan respons. Ada 2 jenis penjumlahan:

2. a) Penjumlahan berurutan atau sementara (terjadi selama interaksi rangsangan subambang yang tiba dalam waktu singkat satu demi satu. Hal ini didasarkan pada fakta bahwa untuk satu rangsangan, sedikit pemancar dilepaskan di sinapsis untuk mengirimkan eksitasi, dan selama penjumlahan jumlah pemancar yang cukup dilepaskan untuk transmisi eksitasi.

b) Penjumlahan spasial - jika dua atau lebih rangsangan bekerja secara bersamaan pada reseptor berbeda dari bidang refleksogenik yang sama (jumlah mediator yang cukup dilepaskan dan terjadi respons).

2. Transformasi ritme eksitasi. Frekuensi impuls dari sistem saraf pusat ke organ kerja relatif tidak tergantung pada frekuensi rangsangan, yaitu. sebagai respon terhadap suatu stimulus tunggal, NC mengirimkan serangkaian impuls ke organ kerja dengan ritme tertentu. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa EPSP sangat panjang atau bergantung pada fluktuasi potensial membran jejak. Jika potensi jejak negatifnya besar, maka setelah mencapai tingkat kritis dapat menimbulkan PD baru.

3. Potensiasi pasca tetanik. Akibat eksitasi sebelumnya, ion Ca terakumulasi di dalam prasinaps, yang meningkatkan efisiensi sinapsis. Dengan ritme eksitasi yang sering, setiap potensi berikutnya menyebabkan pelepasan lebih banyak kuanta pemancar, yang berkontribusi pada peningkatan amplitudo potensi postsinaptik. Peningkatan jumlah kuanta pemancar yang dilepaskan oleh impuls saraf setelah stimulasi ritmik disebut potensiasi pasca-tetanik. Durasinya berkisar dari beberapa menit hingga jam (hipokampus).

4. Kelelahan NC. Terkait dengan pelanggaran transmisi eksitasi di sinapsis interneuron. Sensitivitas membran postsinaptik terhadap pemancar menurun. Kelelahan juga disebabkan oleh fakta bahwa neuron sensitif terhadap kekurangan oksigen. Otak mengkonsumsi 40-50 ml oksigen per menit (1/6 dari total oksigen yang dikonsumsi saat istirahat). Ketika suplai darah ke otak berhenti, sel-sel kortikal mati setelah 5-6 menit, dan sel-sel induk otak mati setelah 15-20 menit; sel-sel sumsum tulang belakang bahkan kurang sensitif terhadap hipoksia (20-30 menit). Hipotermia meningkatkan waktu yang dihabiskan otak dalam kondisi hipoksia.

5. Neuron dan sinapsis secara selektif sensitif terhadap racun tertentu. Strekhnin memblokir fungsi sinapsis penghambatan, mis. meningkatkan eksitasi NC. Beberapa zat secara selektif bekerja pada pusat saraf. Jadi, apomorphine hanya bekerja pada pusat muntah, lobilin menekan pusat pernafasan, cardiosol mempengaruhi korteks motorik, mescaline mempengaruhi area visual (menyebabkan halusinasi).

Fisiologi sistem saraf pusat (SSP).

Sistem saraf pusat merupakan sistem yang mengatur hampir seluruh fungsi dalam tubuh. Sistem saraf pusat menyatukan semua sel dan organ tubuh kita menjadi satu kesatuan. Dengan bantuannya, terjadi perubahan yang paling memadai dalam kerja berbagai organ, yang bertujuan untuk memastikan aktivitas tertentu. Selain itu, sistem saraf pusat mengkomunikasikan tubuh dengan lingkungan luar dengan menganalisis dan mensintesis informasi yang diterima dari reseptor dan membentuk respons yang bertujuan untuk mempertahankan homeostasis.

Struktur sistem saraf pusat.

Unit struktural dan fungsional sistem saraf adalah sel saraf(neuron). saraf - sel khusus yang mampu menerima, menyandikan, mengirimkan dan menyimpan informasi, mengatur respons tubuh terhadap iritasi, dan menjalin kontak dengan neuron lain.

Neuron terdiri dari tubuh (soma) dan proses - banyak dendrit dan satu akson (Gbr. 1).

Gambar.1. Struktur neuron.

Dendrit biasanya sangat bercabang dan membentuk banyak sinapsis dengan sel saraf lain, yang menentukan peran utama mereka dalam persepsi informasi oleh neuron. Akson dimulai dari badan sel dengan bukit akson yang berfungsi menghasilkan impuls saraf, yang dibawa sepanjang akson ke sel lain. Panjang akson bisa mencapai satu meter atau lebih. Akson bercabang secara luas, membentuk banyak jaminan (jalur paralel) dan terminal. Terminal adalah ujung akson yang membentuk sinapsis dengan sel lain. Di SSP, terminal membentuk sinapsis neuro-neuronal; di perifer (di luar SSP), akson membentuk sinapsis neuromuskular atau neurosekretori. Ujung akson sering disebut bukan terminal, melainkan plak sinaptik (atau tombol sinaptik). Plak sinaptik adalah penebalan terminal akson yang berfungsi untuk menyimpan pemancar (lihat kuliah sinapsis). Membran terminal mengandung sejumlah besar saluran kalsium berpintu tegangan yang melaluinya ion kalsium memasuki terminal ketika tereksitasi.

Di sebagian besar neuron sentral (yaitu neuron sistem saraf pusat), AP awalnya muncul di daerah membran bukit akson, dan dari sini eksitasi menyebar sepanjang akson ke plak sinaptik. Dengan demikian, ciri unik neuron adalah kemampuannya untuk menghasilkan pelepasan listrik dan mengirimkan informasi menggunakan ujung khusus - sinapsis.

Setiap neuron melakukan 2 fungsi utama: menghantarkan impuls dan memproses impuls (lihat di bawah “transformasi ritme eksitasi”). Setiap bagian dari neuron memiliki konduktivitas. Neuron membawa impuls (informasi) dari satu sel ke sel lain berkat prosesnya: akson dan dendrit. Setiap neuron mempunyai satu akson dan banyak dendrit.

Pemrosesan impuls (pemrosesan informasi, transformasi impuls) - ini adalah fungsi paling penting dari neuron, yang dijalankan di bukit akson.

Selain neuron, sistem saraf pusat mengandung sel glial yang menempati setengah volume otak. Akson perifer (perifer berarti terletak di luar sistem saraf pusat) juga dikelilingi oleh selubung sel glial. Mereka mampu membelah sepanjang hidup mereka. Dimensinya 3-4 kali lebih kecil dari neuron. Seiring bertambahnya usia, jumlah mereka bertambah.

Fungsi sel glial bermacam-macam:

1) mereka adalah alat pendukung, pelindung dan trofik untuk neuron;

2) mempertahankan konsentrasi ion kalsium dan kalium tertentu di ruang antar sel;

3) secara aktif menyerap neurotransmiter, sehingga membatasi waktu kerjanya.

Klasifikasi neuron

Ketergantungan pada bagian sistem saraf pusat: vegetatif dan somatik

Menurut jenis mediator yang dilepaskan oleh ujung neuron: adrenergik (NA), dll.

Tergantung pada pengaruhnya, ada rangsang dan penghambatan

Menurut kekhususan persepsi informasi sensorik, neuron dari bagian yang lebih tinggi dari sistem saraf pusat bersifat mono dan polimodal.

Menurut aktivitas neuron, ada: fonoaktif, diam - yang tereksitasi hanya sebagai respons terhadap iritasi.

Berdasarkan sumber atau arah transmisi informasi: aferen, interkalar, eferen

Prinsip refleks sistem saraf pusat.

Mekanisme utama aktivitas sistem saraf pusat adalah refleks. Refleks - Ini adalah respons tubuh terhadap tindakan suatu stimulus, yang dilakukan dengan partisipasi sistem saraf pusat. Misalnya menarik tangan saat mendapat suntikan, menutup kelopak mata saat kornea teriritasi juga merupakan refleks. Pemisahan cairan lambung saat makanan masuk ke lambung, buang air besar saat rektum penuh, kulit kemerahan saat terkena panas, lutut, siku, Babinski, Rosenthal - ini semua adalah contoh refleks. Jumlah refleks tidak terbatas. Kesamaan dari semuanya adalah partisipasi wajib dari sistem saraf pusat dalam implementasinya.

Definisi lain dari refleks, yang juga menekankan peran sistem saraf pusat, adalah sebagai berikut: refleks- Ini adalah respons sentrifugal terhadap rangsangan sentripetal. (Pada contoh di atas, tentukan sendiri apa yang dimaksud dengan respon sentrifugal dan apa yang dimaksud dengan iritasi. Iritasi selalu bersifat sentripetal, yaitu rangsangan yang bekerja pada reseptor menimbulkan impuls yang masuk ke sistem saraf pusat).

Dasar struktural dari refleks, substrat materialnya adalah busur refleks(Gbr.2 ).

Beras. 2. Busur refleks

Busur refleks terdiri dari 5 mata rantai:

1) reseptor;

2) hubungan aferen (sensitif, sentripetal);

3) link penyisipan (tengah);

4) hubungan eferen (motorik, sentrifugal);

5) efektor (badan kerja).

Area tubuh yang mengandung reseptor, yang ketika dirangsang terjadi refleks tertentu, disebut bidang refleks reseptif.

Refleks hanya dapat terjadi bila keutuhan seluruh bagian lengkung refleks tetap terjaga.

N pusat pusat

Pusat saraf (pusat atau nukleus SSP)- ini adalah sekumpulan neuron yang mengambil bagian dalam implementasi refleks tertentu. Itu. Setiap refleks mempunyai pusatnya masing-masing: ada pusat refleks lutut, ada pusat refleks siku, ada pusat refleks siku, dan ada pusat refleks siku. - berkedip memiliki pusat kardiovaskular, pernapasan, makanan, pusat tidur dan terjaga, rasa lapar dan haus, dll. Di seluruh organisme, selama pembentukan proses adaptif yang kompleks, terjadi penyatuan fungsional neuron yang terletak di berbagai tingkat sistem saraf pusat, yaitu. asosiasi kompleks dari sejumlah besar pusat.

Hubungan pusat-pusat saraf (inti) satu sama lain dilakukan melalui jalur konduktif susunan saraf pusat dengan menggunakan sinapsis neuro-neuronal (interneuron). Ada 3 jenis koneksi saraf: sekuensial, divergen, dan konvergen.

Pusat saraf memiliki sejumlah sifat fungsional yang khas, yang sebagian besar disebabkan oleh ketiga jenis jaringan saraf ini, serta sifat sinapsis interneuron.

Sifat utama pusat saraf:

1. Konvergensi (jari kaki ke dalam) ( Gambar.3). Pada sistem saraf pusat, rangsangan dari berbagai sumber dapat berkumpul pada satu neuron. Kemampuan eksitasi untuk menyatu pada neuron perantara dan akhir yang sama disebut konvergensi eksitasi

Gambar.3. Konvergensi eksitasi.

2. Perbedaan) - perbedaan impuls dari satu neuron ke banyak neuron sekaligus. Berdasarkan divergensi, penyinaran eksitasi terjadi dan menjadi mungkin untuk dengan cepat melibatkan banyak pusat yang terletak di berbagai tingkat sistem saraf pusat dalam respons.

Gambar.4. Divergensi eksitasi.

3. Eksitasi di pusat saraf menyebar sepihak - dari reseptor ke efektor, yang ditentukan oleh sifat sinapsis kimia untuk melakukan eksitasi secara sepihak dari membran prasinaps ke membran pascasinaps.

4. Eksitasi dilakukan pada pusat saraf lebih lambat, dibandingkan sepanjang serabut saraf. Hal ini disebabkan lambatnya transmisi eksitasi melalui sinapsis (synaptic delay), yang banyak terdapat di dalam nukleus.

5. Di pusat saraf dilakukan penjumlahan kegembiraan. Penjumlahan adalah penambahan impuls subthreshold. Ada dua jenis penjumlahan.

Sementara atau berurutan, jika impuls eksitasi tiba di neuron sepanjang jalur yang sama melalui satu sinapsis dengan interval kurang dari waktu repolarisasi lengkap membran postsinaptik. Dalam kondisi ini, arus lokal pada membran postsinaptik dari neuron penerima dijumlahkan dan membawa depolarisasi ke tingkat E k yang cukup bagi neuron untuk menghasilkan potensial aksi. Penjumlahan ini disebut sementara karena serangkaian impuls (rangsangan) sampai pada neuron dalam jangka waktu tertentu. Disebut serial karena diimplementasikan dalam rangkaian koneksi neuron.

Spasial atau simultan - diamati ketika impuls eksitasi tiba di neuron secara bersamaan melalui sinapsis yang berbeda. Penjumlahan ini disebut spasial karena stimulus bekerja pada ruang tertentu dari bidang reseptif, yaitu. beberapa (setidaknya 2) reseptor di berbagai bagian bidang reseptif. (Sedangkan penjumlahan sementara dapat terwujud ketika serangkaian rangsangan bekerja pada reseptor yang sama). Disebut simultan karena informasi sampai ke neuron secara bersamaan melalui beberapa (minimal 2) saluran komunikasi, yaitu. penjumlahan simultan diwujudkan dengan koneksi konvergen neuron.

6.Transformasi ritme eksitasi - perubahan jumlah impuls eksitasi yang meninggalkan pusat saraf dibandingkan dengan jumlah impuls yang sampai ke pusat saraf. Ada dua jenis transformasi:

1) transformasi ke bawah, yang didasarkan pada fenomena penjumlahan eksitasi, ketika sebagai respons terhadap beberapa eksitasi subthreshold yang tiba di sel saraf, hanya satu eksitasi ambang batas yang muncul di neuron;

2) meningkatkan transformasi, ini didasarkan pada mekanisme perkalian (animasi) yang dapat secara tajam meningkatkan jumlah pulsa eksitasi pada keluaran.

7. Efek refleks - terletak pada kenyataan bahwa reaksi refleks berakhir setelah penghentian stimulus. Fenomena ini disebabkan oleh dua alasan:

1) jejak depolarisasi membran neuron jangka panjang, dengan latar belakang datangnya aferentasi yang kuat (impuls sensitif yang kuat), menyebabkan pelepasan sejumlah besar (kuanta) pemancar, yang memastikan terjadinya beberapa potensial aksi pada membran postsinaptik dan, karenanya, efek refleks jangka pendek;

2) pemanjangan keluaran eksitasi ke efektor sebagai akibat sirkulasi (gema) eksitasi pada jaringan saraf tipe “neural trap”. Eksitasi, memasuki jaringan seperti itu, dapat bersirkulasi di dalamnya untuk waktu yang lama, memberikan efek refleks jangka panjang. Kegembiraan dalam rantai seperti itu dapat bersirkulasi sampai pengaruh eksternal memperlambat proses ini atau timbul kelelahan. Contoh efek samping adalah situasi kehidupan yang terkenal, bahkan setelah penghentian stimulus emosional yang kuat (setelah penghentian pertengkaran), kegembiraan umum berlanjut untuk waktu yang kurang lebih lama, tekanan darah tetap tinggi, hiperemia pada wajah. dan getaran pada tangan terus berlanjut.

8. Pusat saraf punya sensitivitas tinggi terhadap kekurangan oksigen. Sel saraf dicirikan oleh konsumsi O2 yang intensif. Otak manusia menyerap sekitar 40-70 ml O2 per menit, yaitu 1/4-1/8 dari jumlah total O2 yang dikonsumsi tubuh. Mengkonsumsi O2 dalam jumlah besar, sel saraf sangat sensitif terhadap kekurangannya. Penghentian sebagian sirkulasi darah di pusat menyebabkan gangguan parah pada aktivitas neuronnya, dan penghentian total - sampai mati dalam waktu 5-6 menit.

9. Pusat saraf, seperti sinapsis, miliki sensitivitas tinggi terhadap berbagai bahan kimia c, terutama racun. Sebuah neuron mungkin memiliki sinapsis yang memiliki sensitivitas berbeda terhadap bahan kimia berbeda. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk memilih bahan kimia yang secara selektif akan memblokir beberapa sinapsis sementara membiarkan sinapsis lainnya tetap berfungsi. Hal ini memungkinkan untuk memperbaiki kondisi dan reaksi organisme sehat dan sakit.

10. Pusat saraf, seperti sinapsis, miliki kelelahan berbeda dengan serabut saraf, yang dianggap tidak kenal lelah. Hal ini disebabkan oleh penurunan tajam cadangan pemancar, penurunan sensitivitas membran postsinaptik terhadap pemancar, dan penurunan cadangan energinya, yang diamati selama bekerja dalam waktu lama dan merupakan penyebab utama berkembangnya kelelahan.

11. Pusat saraf, seperti sinapsis, miliki labilitas rendah, alasan utamanya adalah penundaan sinaptik. Keterlambatan sinaptik total yang diamati di semua sinapsis neuro-neuronal selama konduksi impuls melalui sistem saraf pusat, atau di pusat saraf, disebut penundaan sentral.

12. Pusat saraf punya nada, yang dinyatakan dalam kenyataan bahwa meskipun tidak ada rangsangan khusus, mereka terus-menerus mengirimkan impuls ke organ kerja.

13. Pusat saraf punya plastisitas - kemampuan untuk mengubah tujuan fungsionalnya sendiri dan memperluas fungsinya. Plastisitas juga dapat didefinisikan sebagai kemampuan beberapa neuron untuk mengambil fungsi neuron yang terkena dampak di pusat yang sama. Yakni, fenomena plastisitas yang dikaitkan dengan kemampuan memulihkan aktivitas motorik anggota tubuh, misalnya kaki, yang hilang akibat cedera tulang belakang. Namun, hal ini hanya mungkin terjadi jika beberapa neuron di pusat tertentu rusak atau jika bagian jalur sistem saraf pusat tetap utuh. Jika sumsum tulang belakang benar-benar pecah, pemulihan aktivitas motorik tidak mungkin dilakukan. Selain itu, neuron di satu pusat, misalnya fleksor, tidak dapat mengambil fungsi neuron di pusat lain - ekstensor. Itu. fenomena plastisitas pusat sistem saraf pusat terbatas.

14. Oklusi (mengunci) (Gbr. 5) - ini adalah penambahan impuls ambang batas. Oklusi terjadi (serta penjumlahan spasial) dalam sistem koneksi saraf yang konvergen. Aktivasi beberapa (setidaknya dua) reseptor secara simultan oleh rangsangan kuat atau super kuat akan menyatu menjadi satu neuron dengan beberapa impuls ambang batas atau supra ambang batas. Oklusi akan terjadi pada neuron ini, yaitu. dia akan merespons kedua rangsangan ini dengan kekuatan maksimum yang sama seperti terhadap masing-masing rangsangan secara terpisah. Fenomena oklusi adalah jumlah neuron tereksitasi dengan rangsangan simultan dari masukan aferen kedua pusat saraf lebih sedikit dari jumlah aritmatika neuron tereksitasi dengan rangsangan terpisah dari setiap masukan aferen secara terpisah.

Gambar.6. Fenomena oklusi pada sistem saraf pusat.

Fenomena oklusi menyebabkan penurunan kekuatan respon. Oklusi memiliki nilai perlindungan, mencegah ketegangan neuron yang berlebihan di bawah pengaruh rangsangan yang sangat kuat.

Informasi terkait.