Manifestarea principală și specifică a activității sistemului nervos este principiul reflex. Aceasta este capacitatea corpului de a răspunde la stimuli externi sau interni cu un răspuns motor sau secretor. Bazele doctrinei activității reflexe a corpului au fost puse de omul de știință francez Rene Descartes (1596-1650). De cea mai mare importanță au fost ideile sale despre mecanismul reflex al relației organismului cu mediul. Termenul „reflex” în sine a fost introdus mult mai târziu - în principal după publicarea lucrărilor remarcabilului anatomist și fiziolog ceh G. Prohaska (1749-1820).

Un reflex este o reacție naturală a corpului ca răspuns la iritarea receptorilor, care este realizată printr-un arc reflex cu participarea sistemului nervos central. Aceasta este o reacție adaptativă a corpului ca răspuns la schimbările din mediul intern sau de mediu. Reacțiile reflexe asigură integritatea corpului și constanța mediului său intern; arcul reflex este unitatea de bază a activității reflexe integrative.

O contribuție semnificativă la dezvoltarea teoriei reflexelor a avut-o I.M. Sechenov (1829-1905). El a fost primul care a folosit principiul reflex pentru a studia mecanismele fiziologice ale proceselor mentale. În lucrarea „Reflexele creierului” (1863) I.M. Sechenov a dovedit în mod convingător că activitatea mentală a oamenilor și animalelor se desfășoară conform mecanismului reacțiilor reflexe care apar în creier, inclusiv cele mai complexe dintre ele - formarea comportamentului și gândirii. Pe baza cercetărilor sale, a ajuns la concluzia că toate actele vieții conștiente și inconștiente sunt reflexive. Teoria reflexă a lui I.M. Sechenov a servit drept bază pe care a luat naștere învățătura lui I.P. Pavlova (1849-1936) despre activitatea nervoasă superioară. Metoda reflexelor condiționate pe care a dezvoltat-o ​​a extins înțelegerea științifică a rolului cortexului cerebral ca substrat material al psihicului. I.P. Pavlov a formulat o teorie reflexă a funcției creierului, care se bazează pe trei principii: cauzalitatea, structura, unitatea de analiză și sinteză. P.K. Anokhin (1898-1974) a dovedit importanța feedback-ului în activitatea reflexă a corpului. Esența sa este că, în timpul implementării oricărui act reflex, procesul nu se limitează doar la efector, ci este însoțit de excitarea receptorilor organului de lucru, de la care informațiile despre consecințele acțiunii ajung prin căi aferente către sistem nervos central. Au apărut idei despre un „inel reflex” și „feedback”.

Mecanismele reflexe joacă un rol semnificativ în comportamentul organismelor vii, asigurând răspunsul adecvat al acestora la semnalele de mediu. Pentru animale, realitatea este semnalată aproape exclusiv de stimuli. Acesta este primul sistem de semnal al realității, comun oamenilor și animalelor. I.P. Pavlov a demonstrat că pentru oameni, spre deosebire de animale, obiectul de reflecție nu este doar mediul, ci și factorii sociali. Prin urmare, pentru el, al doilea sistem de semnalizare capătă o importanță decisivă - cuvântul ca semnal al primelor semnale.

Reflexul condiționat stă la baza activității nervoase superioare a oamenilor și animalelor. Este întotdeauna inclusă ca o componentă esențială în cele mai complexe manifestări ale comportamentului. Totuși, nu toate formele de comportament ale unui organism viu pot fi explicate din punctul de vedere al teoriei reflexelor, care dezvăluie doar mecanismele de acțiune. Principiul reflex nu răspunde la întrebarea oportunității comportamentului uman și animal și nu ține cont de rezultatul acțiunii.

Prin urmare, în ultimele decenii, pe baza ideilor reflexive, s-a format un concept privind rolul principal al nevoilor ca forță motrice a comportamentului uman și animal. Prezența nevoilor este o condiție prealabilă necesară pentru orice activitate. Activitatea corpului capătă o anumită direcție doar dacă există un scop care să răspundă acestei nevoi. Fiecare act comportamental este precedat de nevoi care au apărut în procesul de dezvoltare filogenetică sub influența condițiilor de mediu. De aceea, comportamentul unui organism viu este determinat nu atât de o reacție la influențele externe, cât de necesitatea implementării programului, planului intenționat, care vizează satisfacerea uneia sau altei nevoi a unei persoane sau a unui animal.

PC. Anokhin (1955) a dezvoltat teoria sistemelor funcționale, care oferă o abordare sistematică a studiului mecanismelor creierului, în special, dezvoltarea problemelor bazei structurale și funcționale a comportamentului, fiziologia motivației și emoțiilor. Esența conceptului este că creierul poate nu numai să răspundă în mod adecvat la stimuli externi, ci și să prevadă viitorul, să facă în mod activ planuri pentru comportamentul său și să le implementeze. Teoria sistemelor funcționale nu exclude metoda reflexelor condiționate din sfera activității nervoase superioare și nu o înlocuiește cu altceva. Face posibilă adâncirea esenței fiziologice a reflexului. În loc de fiziologia organelor individuale sau a structurilor creierului, abordarea sistemică ia în considerare activitatea organismului ca un întreg. Pentru orice act comportamental al unei persoane sau al unui animal este nevoie de o organizare a tuturor structurilor creierului care să ofere rezultatul final dorit. Deci, în teoria sistemelor funcționale, locul central este ocupat de rezultatul util al unei acțiuni. De fapt, factorii care stau la baza atingerii unui scop sunt formați în funcție de tipul de procese reflexe versatile.

Unul dintre mecanismele importante ale sistemului nervos central este principiul integrării. Datorită integrării funcțiilor somatice și autonome, care este realizată de cortexul cerebral prin structurile complexului limbico-reticular, se realizează diverse reacții adaptative și acte comportamentale. Cel mai înalt nivel de integrare a funcțiilor la om este cortexul frontal.

Principiul dominației, dezvoltat de O. O. Ukhtomsky (1875-1942), joacă un rol important în activitatea mentală a oamenilor și a animalelor. Dominanta (din latinescul dominari a domina) este o excitatie superioara in sistemul nervos central, care se formeaza sub influenta stimulilor din mediul inconjurator sau intern si subordoneaza la un moment dat activitatea altor centri.

Creierul cu secțiunea sa cea mai înaltă - cortexul cerebral - este un sistem complex de autoreglare construit pe interacțiunea proceselor excitatorii și inhibitorii. Principiul autoreglării se realizează la diferite niveluri ale sistemelor de analiză - de la secțiunile corticale la nivelul receptorilor cu subordonarea constantă a părților inferioare ale sistemului nervos către cele superioare.

Când studiem principiile de funcționare a sistemului nervos, nu este fără motiv că creierul este comparat cu un computer electronic. După cum se știe, baza funcționării echipamentelor cibernetice este recepția, transmiterea, procesarea și stocarea informațiilor (memoria) cu reproducerea ulterioară a acesteia. Pentru transmitere, informațiile trebuie codificate, iar pentru reproducere, trebuie decodificate. Folosind concepte cibernetice, putem considera că analizatorul primește, transmite, prelucrează și, eventual, stochează informații. Decodificarea lui se realizează în secțiunile corticale. Acest lucru este probabil suficient pentru a face posibilă încercarea de a compara creierul cu un computer. În același timp, nu se poate echivala munca creierului cu un computer: „... creierul este cea mai capricioasă mașină din lume. Să fim modesti și atenți cu concluziile noastre” (I.M. Sechenov, 1863). Un computer este o mașină și nimic mai mult. Toate dispozitivele cibernetice funcționează pe principiul interacțiunii electrice sau electronice, iar în creier, care este creat prin dezvoltarea evolutivă, au loc și procese biochimice și bioelectrice complexe. Ele pot fi efectuate numai în țesut viu. Creierul, spre deosebire de sistemele electronice, nu funcționează pe o bază de totul sau nimic, ci ia în considerare multe gradații între aceste două extreme. Aceste gradații se datorează nu proceselor electronice, ci biochimice. Aceasta este o diferență semnificativă între fizic și biologic. Creierul are calități care depășesc cele ale unei mașini de calcul. Trebuie adăugat că reacțiile comportamentale ale organismului sunt în mare măsură determinate de interacțiunile intercelulare din sistemul nervos central. Un neuron primește de obicei ramuri de la sute sau mii de alți neuroni și, la rândul său, se ramifică în sute sau mii de alți neuroni. Nimeni nu poate spune câte sinapse există în creier, dar numărul 10 14 (o sută de trilioane) nu pare incredibil (D. Hubel, 1982). Computerul conține mult mai puține elemente. Funcționarea creierului și activitatea vitală a corpului se desfășoară în condiții specifice de mediu. Prin urmare, satisfacerea anumitor nevoi se poate realiza cu condiția ca această activitate să fie adecvată condițiilor de mediu extern existente.

Pentru comoditatea studierii modelelor de bază de funcționare, creierul este împărțit în trei blocuri principale, fiecare dintre ele îndeplinește propriile funcții specifice.

Primul bloc este structurile filogenetic vechi ale complexului limbico-reticular, care sunt situate în tulpina și părțile profunde ale creierului. Acestea includ girusul cingulat, calul de mare (hipocampus), corpul papilar, nucleii anteriori ai talamusului, hipotalamusul și formațiunea reticulară. Acestea asigură reglarea funcțiilor vitale - respirația, circulația sângelui, metabolismul, precum și tonusul general. În ceea ce privește actele comportamentale, aceste formațiuni participă la reglarea funcțiilor care vizează asigurarea comportamentului alimentar și sexual, la procesele de conservare a speciei, la reglarea sistemelor care asigură somnul și veghea, activitatea emoțională și procesele de memorie.

Al doilea bloc este un set de formațiuni situate în spatele șanțului central: zonele somatosenzoriale, vizuale și auditive ale cortexului cerebral. Principalele lor funcții sunt: ​​primirea, prelucrarea și stocarea informațiilor.

Neuronii sistemului, care sunt localizați predominant anterior de șanțul central și sunt asociați cu funcțiile efectoare și implementarea programelor motorii, alcătuiesc al treilea bloc.

Cu toate acestea, trebuie recunoscut faptul că este imposibil să trasăm o graniță clară între structurile senzoriale și motorii ale creierului. Girul postcentral, care este o zonă de proiecție sensibilă, este strâns interconectat cu zona motorie precentrală, formând un singur câmp senzoriomotor. Prin urmare, este necesar să se înțeleagă clar că aceasta sau alta activitate umană necesită participarea simultană a tuturor părților sistemului nervos. Mai mult, sistemul în ansamblu îndeplinește funcții care depășesc funcțiile inerente fiecăruia dintre aceste blocuri.

Toată activitatea sistemului nervos este de natură reflexă, adică. constă dintr-un număr mare de reflexe diferite de diferite niveluri de complexitate. Reflex- acesta este răspunsul organismului la orice influență externă sau internă care implică sistemul nervos. Autorii teoriei reflexelor sunt I.P. Pavlov și I.M. Sechenov.

Fiecare reflex are:

• timpul reflex - timpul de la aplicarea iritației până la răspunsul la aceasta
• câmp receptiv – un anumit reflex apare numai atunci când o anumită zonă receptoră este iritată
• centru nervos - o localizare specifică a fiecărui reflex în sistemul nervos central.

Reflexele necondiționate sunt specifice, constante, ereditare și persistă pe tot parcursul vieții. În timpul procesului de dezvoltare embrionară, se formează arcuri reflexe ale tuturor reflexelor necondiționate. Un set de reflexe înnăscute complexe sunt instinctele. Reflexele condiționate sunt individuale, dobândite în timpul vieții unei persoane și nu sunt moștenite. O persoană are un comportament social complex, gândire, conștiință, experiență individuală (activitate nervoasă mai mare) - aceasta este o combinație a unui număr mare de reflexe condiționate diverse. Baza materială a reflexelor condiționate este cortexul cerebral. Coordonarea tuturor reacțiilor reflexe se realizează în sistemul nervos central datorită proceselor de excitare și inhibare a activității neuronale.

Pentru a implementa orice reflex, este necesară o formație anatomică specială - arc reflex. arc reflex - acesta este un lanț de neuroni prin care un impuls nervos trece de la receptor (partea care percepe) la organul care răspunde la iritație.

Cel mai simplu arc reflex la om este format din doi neuroni - senzorial și motor (motoneuron). Un exemplu de reflex simplu este reflexul genunchiului. În alte cazuri, trei (sau mai mulți) neuroni sunt incluși în arcul reflex - senzorial, intercalar și motor. Într-o formă simplificată, acesta este un reflex care apare atunci când un deget este înțepat cu un ac. Acesta este un reflex spinal; arcul său trece nu prin creier, ci prin măduva spinării. Procesele neuronilor senzoriali intră în măduva spinării ca parte a rădăcinii dorsale, iar procesele neuronilor motori ies din măduva spinării ca parte a rădăcinii anterioare. Corpurile neuronilor senzoriali sunt localizate în ganglionul spinal al rădăcinii dorsale (în ganglionul dorsal), iar neuronii intercalari și motori sunt localizați în substanța cenușie a măduvei spinării.

Întrebarea nr. 3

Metabolismul carbohidraților

Carbohidrații intră în corpul uman ca parte a alimentelor sub formă monozaharide (glucoza, fructoza, galactoza), dizaharide(zaharoză, maltoză, lactoză) și polizaharide(amidon, glicogen). Până la 60% din metabolismul energetic uman depinde de transformarea carbohidraților. Oxidarea carbohidraților are loc mult mai rapid și mai ușor în comparație cu oxidarea grăsimilor și proteinelor. În corpul uman, carbohidrații îndeplinesc o serie de funcții importante:

• energie ( odată cu oxidarea completă a unui gram de glucoză, se eliberează 17,6 kJ de energie) ;
• receptor(formează receptori de carbohidrați
• de protecţie(parte de mucus);
• depozitarea ( stocat în mușchi și ficat sub formă de glicogen);

În tractul digestiv uman, polizaharidele și dizaharidele sunt descompuse în glucoză și alte monozaharide. În organism, excesul de carbohidrați din sânge sub influența hormonului insulină este stocat sub formă de polizaharide. glicogenîn ficat și mușchi. Cu o lipsă de insulină, se dezvoltă o boală gravă - Diabet.

Necesarul uman zilnic de carbohidrați este de 400 - 600 de grame. Alimentele vegetale sunt bogate în carbohidrați. Dacă există o lipsă de carbohidrați în alimente, aceștia pot fi sintetizați din grăsimi și proteine. Carbohidrații în exces din alimente sunt transformați în grăsimi în timpul metabolismului.

Metabolismul apei și sării

Corpul uman conține aproximativ 65% apă. Celulele țesutului nervos (neuroni), splina și celulele ficatului conțin cantități deosebit de mari de apă - până la 85%. Pierderea zilnică de apă este de 2,5 litri. Refacerea pierderilor de apă se realizează prin consumul de alimente și lichide. Aproximativ 300 g de apă se formează în interiorul corpului în fiecare zi din cauza oxidării proteinelor, grăsimilor și carbohidraților. Apa ca substanță chimică are o serie de proprietăți fizice și chimice unice, care stau la baza funcțiilor pe care le îndeplinește în organism:

Principala formă de activitate a sistemului nervos este punerea în aplicare a reflexelor. Reflexe- acestea sunt reacții ale corpului care apar ca răspuns la iritarea receptorilor și sunt efectuate cu participarea obligatorie a sistemului nervos. Datorită reacțiilor reflexe, organismul interacționează constant cu mediul, unind și reglând activitățile tuturor organelor și țesuturilor sale.

Se numește calea pe care trece impulsul nervos în timpul implementării reflexului arc reflex. Cele mai simple arcuri reflexe au doar doi neuroni, cele mai complexe au trei, iar majoritatea arcurilor reflexe au chiar mai mulți neuroni. Un exemplu de arc reflex cu doi neuroni este arcul reflexului tendonului genunchiului, care se manifestă în extensia articulației genunchiului atunci când atingeți ușor tendonul de sub rotula (Fig. 66, A).

Arcul reflex cu trei neuroni (Fig. 66, B) include: 1) receptor; 2) neuron aferent; 3) interneuron; 4) neuron eferent; 5) organ de lucru (celule musculare sau ale glandelor). Comunicarea între neuronii din arcul reflex, între neuronul eferent și celulele organului de lucru se realizează cu ajutorul sinapselor.

Receptorii numiți terminațiile dendritelor neuronilor aferenți, precum și formațiunile specializate (de exemplu, tije și conuri ale retinei), care percep iritația și generează impulsuri nervoase ca răspuns la aceasta. Impulsurile nervoase de la receptor se deplasează de-a lungul căii nervoase aferente, constând din dendrita, corpul și axonul neuronului aferent, către centrul nervos.

Centrul nervos numit un set de neuroni necesari pentru implementarea unui reflex sau reglare a unei anumite functii. Majoritatea centrilor nervoși sunt localizați în sistemul nervos central, dar se găsesc și în ganglionii nervoși ai sistemului nervos periferic. Neuronii ale căror corpuri se află în diferite părți ale sistemului nervos pot fi combinați funcțional într-un singur centru nervos.

În centrul nervos există un interneuron, către corp sau dendrite ale căror excitație de la axonul neuronului aferent este transmisă. De-a lungul axonului interneuronului, impulsul călătorește către neuronul eferent, al cărui corp este situat și în centrul nervos. În majoritatea arcurilor reflexe dintre axonul neuronului aferent și corpul neuronului eferent, nu este activat unul, ci un întreg lanț de interneuroni. Aceste arcuri reflexe se numesc polineuron, sau polisinaptic.

De-a lungul axonului neuronului eferent, impulsurile nervoase se deplasează către celulele organului de lucru (mușchi, glande). Ca urmare, se observă o reacție reflexă (mișcare, secreție) la iritația receptorilor. Se numește timpul de la începutul stimulării receptorilor până la începutul răspunsului timp de reactie, sau timpul de latență reflex. Cel mai mult, timpul de reflex depinde de viteza de excitație prin centrii nervoși. Deteriorarea stării funcționale a centrului nervos duce la creșterea timpului reflex.

Executarea unui răspuns nu este încă sfârșitul actului reflex. În organul de lucru care efectuează răspunsul, receptorii sunt iritați, impulsuri de la care ajung de-a lungul fibrelor nervoase aferente către sistemul nervos central și informează centrii nervoși despre cursul reacției reflexe și starea organului de lucru. Această informație se numește părere. Există feedback-uri pozitive și negative. Feedback-ul pozitiv determină continuarea și întărirea răspunsului reflex, iar feedback-ul negativ provoacă slăbirea și încetarea acestuia.

Astfel, excitația în timpul unei reacții reflexe nu este transmisă numai de-a lungul arcului reflex de la receptorul stimulat inițial la organul de lucru, ci și apoi intră din nou în sistemul nervos central de la receptorii organului de lucru, care au fost excitați ca urmare a acestuia. răspuns reflex. Această relație dintre centrii nervoși și organele inervate, care este observată în timpul implementării unui reflex, se numește inel reflex. Datorită conexiunilor de feedback efectuate de-a lungul inelului reflex, sistemul nervos central primește informații despre rezultatele reacțiilor reflexe, aduce modificări implementării acestora și asigură activitatea coordonată a organismului.

Principala manifestare specifică a activității sistemului nervos central este reflexul.

Un reflex este o reacție naturală a corpului la o schimbare a mediului extern sau intern, care se realizează cu participarea sistemului nervos central. Semnificația reflexului și mecanismele sale au fost studiate de Sechenov și Pavlov.

Clasificarea reflexelor:

I. După caracteristicile biologice

1. Mâncare

2. Defensiv

3. Sexual

4. Aproximativ

5. Motor

6. Părinte etc.

II. Pe baza locației receptorilor, reflexele sunt împărțite în:

1. Extero (de la suprafața pielii)

2. Viscero (din organele interne)

3. Proprio (din mușchi)

4. Intero (de la vase), i.e. circuitele reflexe încep de la ele.

III. Cu participarea departamentului CNS

1. Coloanei vertebrale

2. Bulbar

3. Mezoencefalic

4. Corticală etc.

IV. După natura răspunsului

1. Motor

2. Secretorie

3. Vasomotor

V. Reflexe necondiţionate şi condiţionate

Reflexele necondiționate sunt reacții înnăscute (specifice) ale sistemului nervos efectuate de-a lungul căilor nervoase relativ constante, ca răspuns la stimuli (instincte) adecvați. Părțile inferioare ale sistemului nervos central (fără participarea cortexului) participă la formarea BR.

Reflexele condiționate sunt dobândite în timpul dezvoltării individuale. Reacția se desfășoară pe o cale reflexă temporară ca răspuns la orice stimul. Ele sunt formate pe baza BR. În procesul de evoluție au apărut mai întâi reflexele condiționate.

Calea pe care impulsurile parcurg de la receptor la organul executiv prin sistemul nervos central este un arc reflex. Dar ar fi mai corect să spunem – un inel reflex (exemplu cu o smucitură a mâinii, impuls invers).

Setul de neuroni necesari pentru reglarea functiilor sau efectuarea unui anumit reflex se numeste centru nervos.

Centrii nervoși au o serie de proprietăți. ele depind în principal de caracteristicile sinapselor și de structura circuitelor neuronale.

1. Însumarea excitației - o combinație de doi sau mai mulți stimuli subprag provoacă un răspuns, un stimul separat nu este suficient pentru a provoca un răspuns. Există 2 tipuri de însumare:

2. a) Însumarea secvenţială sau temporară (apare în timpul interacţiunii stimulilor subprag care sosesc într-o perioadă scurtă de timp unul după altul. Se bazează pe faptul că pentru un stimul este eliberat mic emiţător în sinapsă pentru a transmite excitaţia, iar în timpul însumând o cantitate suficientă de transmițător este eliberată pentru transmiterea excitației.

b) Insumarea spatiala - daca doi sau mai multi stimuli actioneaza simultan asupra receptorilor diferiti ai aceluiasi camp reflexogen (se elibereaza o cantitate suficienta de mediator si apare un raspuns).

2. Transformarea ritmurilor de excitaţie. Frecvența impulsurilor de la sistemul nervos central către organul de lucru este relativ independentă de frecvența stimulării, adică. ca răspuns la un singur stimul, CN trimite o serie de impulsuri organului de lucru cu un anumit ritm. Acest lucru se explică prin faptul că EPSP este foarte lung sau depinde de fluctuațiile potențialelor de membrană urmelor. Dacă potențialul negativ în urmă este mare, atunci la atingerea unui nivel critic este capabil să provoace o nouă PD.

3. Potentarea post-tetanica. Ca urmare a excitației anterioare, ionii de Ca se acumulează în interiorul presinapsei, ceea ce crește eficiența sinapsei. Cu un ritm frecvent de excitare, fiecare potențial ulterior provoacă eliberarea mai multor cuante ale transmițătorului, ceea ce contribuie la creșterea amplitudinii potențialelor postsinaptice. O creștere a numărului de cuante transmițătoare eliberate de un impuls nervos după stimularea ritmică se numește potențare post-tetanică. Durata sa variază de la câteva minute la ore (hipocamp).

4. Oboseala NC. Asociat cu o încălcare a transmiterii excitației în sinapsele interneuronice. Sensibilitatea membranei postsinaptice la transmițător scade. Oboseala se datorează și faptului că neuronii sunt sensibili la lipsa de oxigen. Creierul consumă 40-50 ml de oxigen pe minut (1/6 din oxigenul total consumat în repaus). Când alimentarea cu sânge a creierului se oprește, celulele corticale mor după 5-6 minute, iar celulele stem cerebrale mor după 15-20 de minute; celulele măduvei spinării sunt și mai puțin sensibile la hipoxie (20-30 de minute). Hipotermia crește timpul pe care creierul îl petrece în condiții hipoxice.

5. Neuronii și sinapsele sunt sensibili selectiv la anumite otrăvuri. Strekhnin blochează funcțiile sinapselor inhibitoare, adică. crește excitația NC. Unele substanțe acționează selectiv asupra centrilor nervoși. Astfel, apomorfina acționează doar asupra centrului vărsăturilor, lobilina deprimă centrul respirator, cardiosolul afectează cortexul motor, mescalina afectează zona vizuală (provoacă halucinații).

Fiziologia sistemului nervos central (SNC).

Sistemul nervos central este un sistem care reglează aproape toate funcțiile din organism. Sistemul nervos central comunică toate celulele și organele corpului nostru într-un singur întreg. Cu ajutorul lui, au loc cele mai adecvate schimbări în activitatea diferitelor organe, menite să asigure una sau alta dintre activitățile sale. În plus, sistemul nervos central comunică organismul cu mediul extern prin analizarea și sintetizarea informațiilor primite de la receptori și formează un răspuns care vizează menținerea homeostaziei.

Structura sistemului nervos central.

Unitatea structurală și funcțională a sistemului nervos este celula nervoasa(neuron). neuron - o celulă specializată capabilă să primească, să codifice, să transmită și să stocheze informații, să organizeze răspunsurile organismului la iritații și să stabilească contacte cu alți neuroni.

Un neuron este format dintr-un corp (soma) și procese - numeroase dendrite si un axon (Fig. 1).

Fig.1. Structura unui neuron.

Dendritele sunt de obicei foarte ramificate și formează multe sinapse cu alte celule nervoase, ceea ce determină rolul lor principal în percepția neuronului asupra informațiilor. Axonul începe din corpul celular cu un deal axonal, a cărui funcție este de a genera un impuls nervos, care este transportat de-a lungul axonului către alte celule. Lungimea axonului poate ajunge la un metru sau mai mult. Axonul se ramifică extensiv, formând multe colaterale (căi paralele) și terminale. Terminalul este capătul unui axon care formează o sinapsă cu o altă celulă. În SNC, terminalele formează sinapse neuro-neuronale; la periferie (în afara SNC), axonii formează fie sinapse neuromusculare, fie neurosecretorii. Terminația unui axon este adesea numită nu terminal, ci placă sinaptică (sau buton sinaptic). O placă sinaptică este o îngroșare terminală a unui axon care servește la depunerea unui transmițător (vezi prelegerile despre sinapse). Membrana terminală conține un număr mare de canale de calciu dependente de tensiune prin care ionii de calciu intră în terminal atunci când este excitat.

În majoritatea neuronilor centrali (adică, neuronii sistemului nervos central), AP apare inițial în regiunea membranei dealului axonului și de aici excitația se răspândește de-a lungul axonului până la placa sinaptică. Astfel, caracteristicile unice ale neuronului sunt capacitatea de a genera descărcări electrice și de a transmite informații folosind terminații specializate - sinapsele.

Fiecare neuron îndeplinește 2 funcții principale: conduce impulsurile și procesează impulsurile (vezi mai jos „transformarea ritmului de excitație”). Orice parte a unui neuron are conductivitate. Neuronul realizează impulsuri (informații) de la o celulă la alta datorită proceselor sale: axonul și dendritele. Fiecare neuron are un axon și multe dendrite.

Prelucrarea impulsurilor (prelucrarea informațiilor, transformarea impulsurilor) - aceasta este cea mai semnificativă funcție a neuronului, care este efectuată pe dealul axonului.

Pe lângă neuroni, sistemul nervos central conține celule gliale, care ocupă jumătate din volumul creierului. Axonii periferici (mijloace periferice situate în afara sistemului nervos central) sunt, de asemenea, înconjurați de o teacă de celule gliale. Sunt capabili să se împartă de-a lungul vieții. Dimensiuni de 3-4 ori mai mici decât neuronii. Odată cu vârsta, numărul lor crește.

Funcțiile celulelor gliale sunt diverse:

1) sunt un aparat de susținere, de protecție și trofic pentru neuroni;

2) menține o anumită concentrație de ioni de calciu și potasiu în spațiul intercelular;

3) absorb în mod activ neurotransmițătorii, limitând astfel timpul de acțiune a acestora.

Clasificarea neuronilor

Dependențe de părțile sistemului nervos central: vegetativ și somatic

După tipul de mediator care este eliberat de terminațiile neuronale: adrenergic (NA), etc.

În funcție de influența lor, există excitatorii și inhibitorii

În funcție de specificul perceperii informațiilor senzoriale, neuronii părților superioare ale sistemului nervos central sunt mono și polimodali.

În funcție de activitatea neuronilor, există: fonoactivi, tăcuți - care sunt excitați doar ca răspuns la iritare.

După sursa sau direcția de transmitere a informațiilor: aferent, intercalar, eferent

Principiul reflex al sistemului nervos central.

Principalul mecanism al activității sistemului nervos central este reflexul. reflex - Acesta este răspunsul organismului la acțiunile unui stimul, realizat cu participarea sistemului nervos central. De exemplu, retragerea mâinii când primiți o injecție, închiderea pleoapelor atunci când corneea este iritată este, de asemenea, un reflex. Separarea sucului gastric atunci când alimentele intră în stomac, defecarea când rectul este plin, înroșirea pielii când este expusă la căldură, genunchi, cot, Babinski, Rosenthal - toate acestea sunt exemple de reflexe. Numărul de reflexe este nelimitat. Ceea ce au toate în comun este participarea obligatorie a sistemului nervos central la implementarea lor.

O altă definiție a unui reflex, subliniind și rolul sistemului nervos central, este următoarea: reflex- Acesta este un răspuns centrifugal la stimularea centripetă. (În exemplele date, determinați singuri ce este un răspuns centrifug și ce este iritația. Iritația este întotdeauna centripetă, adică stimulul care acționează asupra receptorilor determină un impuls care pătrunde în sistemul nervos central).

Baza structurală a reflexului, substratul său material este arc reflex(Fig.2 ).

Orez. 2.Arc reflex

Arcul reflex este format din 5 verigi:

1) receptor;

2) legătură aferentă (sensibilă, centripetă);

3) link de inserare (central);

4) legătură eferentă (motor, centrifugă);

5) efector (corp de lucru).

Se numește o zonă a corpului care conține receptori, la stimularea căreia are loc un anumit reflex câmpul receptiv al reflexului.

Reflexul poate apărea numai atunci când integritatea tuturor părților arcului reflex este păstrată.

N centru central

Centrul nervos (centrul SNC sau nucleul)- acesta este un set de neuroni care iau parte la implementarea unui reflex specific. Acestea. Fiecare reflex are propriul său centru: există un centru pentru reflexul genunchiului, există un centru pentru reflexul cotului, există un - clipirea are centre cardiovasculare, respiratorii, alimentare, centre de somn și de veghe, foame și sete etc. În întregul organism, în timpul formării proceselor adaptative complexe, are loc o unificare funcțională a neuronilor aflați la diferite niveluri ale sistemului nervos central, adică. asociere complexă a unui număr mare de centre.

Conexiunea centrilor nervoși (nuclei) între ei este realizată de căile conductoare ale sistemului nervos central folosind sinapsele neuro-neuronale (interneuron). Există 3 tipuri de conexiuni neuronale: secvenţiale, divergente şi convergente.

Centrii nervoși au o serie de proprietăți funcționale caracteristice, care se datorează în mare parte acestor trei tipuri de rețele neuronale, precum și proprietăților sinapselor interneuronice.

Principalele proprietăți ale centrilor nervoși:

1. Convergență (toe-in) ( Fig.3). În sistemul nervos central, excitațiile din diverse surse pot converge asupra unui singur neuron. Această capacitate a excitațiilor de a converge către aceiași neuroni intermediari și finali se numește convergența excitațiilor.

Fig.3. Convergența excitației.

2. Divergenţă) - divergența impulsurilor de la un neuron la mai mulți neuroni simultan. Pe baza divergenței, are loc iradierea excitației și devine posibilă implicarea rapidă a multor centri situati la diferite niveluri ale sistemului nervos central în răspuns.

Fig.4. Divergența excitației.

3. Excitația în centrii nervoși se extinde unilateral - de la receptor la efector, care este determinat de proprietatea sinapselor chimice de a conduce unilateral excitația de la membrana presinaptică la cea postsinaptică.

4. Se efectuează excitația în centrii nervoși Mai lent, decât de-a lungul unei fibre nervoase. Acest lucru se datorează transmiterii lente a excitației prin sinapse (întârziere sinaptică), dintre care există multe în nucleu.

5. În centrii nervoși se efectuează sumarea excitaţiilor. Însumarea este adăugarea impulsurilor subprag. Există două tipuri de însumare.

Temporar sau secvenţial, dacă impulsurile de excitație ajung la neuron pe aceeași cale printr-o sinapsă cu un interval mai mic decât timpul de repolarizare completă a membranei postsinaptice. În aceste condiții, curenții locali de pe membrana postsinaptică a neuronului receptor sunt însumați și aduc depolarizarea acestuia la un nivel E k suficient pentru ca neuronul să genereze un potențial de acțiune. Această însumare se numește temporară deoarece o serie de impulsuri (stimuli) ajung la neuron într-o anumită perioadă de timp. Se numește serial deoarece este implementat într-o conexiune în serie de neuroni.

Spațial sau simultan - observat atunci când impulsurile de excitație ajung la neuron simultan prin diferite sinapse. Această însumare se numește spațială deoarece stimulul acționează asupra unui anumit spațiu al câmpului receptiv, adică. mai mulți (cel puțin 2) receptori în diferite părți ale câmpului receptiv. (Întrucât însumarea temporară poate fi realizată atunci când o serie de stimuli acționează asupra aceluiași receptor). Se numește simultan deoarece informația vine la neuron simultan prin mai multe (cel puțin 2) canale de comunicare, adică. însumarea simultană se realizează prin conexiunea convergentă a neuronilor.

6.Transformarea ritmului de excitație - o modificare a numărului de impulsuri de excitație care părăsesc centrul nervos în comparație cu numărul de impulsuri care ajung la acesta. Există două tipuri de transformare:

1) transformare descendentă, care se bazează pe fenomenul de însumare a excitațiilor, când ca răspuns la mai multe excitații subprag care ajung la o celulă nervoasă, în neuron apare doar o excitație de prag;

2) intensificarea transformării, se bazează pe mecanisme de multiplicare (animație) care pot crește brusc numărul de impulsuri de excitație la ieșire.

7. Efect secundar reflex - constă în faptul că reacţia reflexă se încheie după încetarea stimulului. Acest fenomen se datorează a două motive:

1) depolarizarea urmei de lungă durată a membranei neuronului, pe fondul aferentării puternice (impulsuri sensibile puternice), determinând eliberarea unei cantități mari (cuante) de transmițător, care asigură apariția mai multor potențiale de acțiune pe membrana postsinaptică și, în consecință, un efect reflex pe termen scurt;

2) prelungirea ieșirii de excitație către efector ca urmare a circulației (reverberației) excitației într-o rețea neuronală de tip „capcană neuronală”. Excitația, intrarea într-o astfel de rețea, poate circula în ea pentru o lungă perioadă de timp, oferind un efect reflex pe termen lung. Excitația într-un astfel de lanț poate circula până când o influență externă încetinește acest proces sau se instalează oboseala. Un exemplu de efect secundar este o situație de viață binecunoscută, când chiar și după încetarea unui stimul emoțional puternic (după încetarea unei certuri), excitația generală continuă mai mult sau mai puțin îndelungată, tensiunea arterială rămâne crescută, hiperemia facială. iar tremurul mâinilor persistă.

8. Centrii nervoşi au sensibilitate ridicată la lipsa de oxigen. Celulele nervoase sunt caracterizate de un consum intens de O2. Creierul uman absoarbe aproximativ 40-70 ml de O 2 pe minut, ceea ce reprezintă 1/4-1/8 din cantitatea totală de O 2 consumată de organism. Consumând cantități mari de O 2, celulele nervoase sunt foarte sensibile la deficiența acestuia. Oprirea parțială a circulației sanguine a centrului duce la tulburări severe ale activității neuronilor săi și la oprirea completă. - la moarte în 5-6 minute.

9. Centrii nervoși, ca sinapsele, au sensibilitate ridicată la diferite substanțe chimice c, în special otrăvuri. Un singur neuron poate avea sinapse care au sensibilități diferite la diferite substanțe chimice. Prin urmare, este posibil să selectați substanțe chimice care vor bloca selectiv unele sinapse, lăsând altele în stare de funcționare. Acest lucru face posibilă corectarea stărilor și reacțiilor atât ale organismelor sănătoase, cât și ale celor bolnave.

10. Centrii nervoși, ca și sinapsele, au oboseală spre deosebire de fibrele nervoase, care sunt considerate practic neobosite. Acest lucru se datorează unei scăderi accentuate a rezervelor transmițătorului, scăderii sensibilității membranei postsinaptice la transmițător și scăderii rezervelor sale de energie, care se observă în timpul lucrului prelungit și este cauza principală a dezvoltării oboselii.

11. Centrii nervoși, ca și sinapsele, au labilitate scăzută, motivul principal pentru care este întârzierea sinaptică. Întârzierea sinaptică totală observată în toate sinapsele neuro-neuronale în timpul conducerii impulsurilor prin sistemul nervos central, sau în centrul nervos, se numește întârziere centrală.

12. Centrii nervoşi au ton, care se exprimă prin faptul că, chiar și în absența iritațiilor speciale, trimit constant impulsuri organelor de lucru.

13. Centrii nervoşi au plasticitate - capacitatea de a-și schimba propriul scop funcțional și de a-și extinde funcționalitatea. Plasticitatea poate fi definită și ca abilitatea unor neuroni de a prelua funcția neuronilor afectați din același centru. Și anume, fenomenul de plasticitate este asociat cu capacitatea de a restabili activitatea motrică a membrelor, de exemplu, picioarele, pierdute ca urmare a leziunilor măduvei spinării. Cu toate acestea, acest lucru este posibil numai dacă unii dintre neuronii unui anumit centru sunt deteriorați sau dacă părți ale căilor sistemului nervos central rămân intacte. Dacă măduva spinării este ruptă complet, restabilirea activității motorii este imposibilă. În plus, neuronii unui centru, de exemplu, flexorii, nu pot prelua funcția neuronilor altui centru. - extensori. Acestea. fenomenul de plasticitate a centrilor sistemului nervos central este limitat.

14. Ocluzie (blocare) (Fig. 5) - aceasta este adăugarea de impulsuri de prag. Ocluzia apare (precum și sumarea spațială) în sistemul convergent al conexiunilor neuronale. Activarea simultană a mai multor (cel puțin doi) receptori de către stimuli puternici sau super-puternici va converge către un neuron cu mai multe impulsuri de prag sau supra-prag. Ocluzia va avea loc pe acest neuron, i.e. el va răspunde acestor doi stimuli cu aceeași forță maximă ca la fiecare dintre ei separat. Fenomenul de ocluzie este că numărul de neuroni excitați cu stimularea simultană a intrărilor aferente ale ambilor centri nervoși este mai mic decât suma aritmetică a neuronilor excitați cu stimularea separată a fiecărei intrări aferente separat.

Fig.6. Fenomenul de ocluzie în sistemul nervos central.

Fenomenul de ocluzie duce la scăderea puterii răspunsului. Ocluzia are o valoare protectoare, prevenind suprasolicitarea neuronilor sub influenta unor stimuli extrem de puternici.

Informații conexe.