Hlavným a špecifickým prejavom činnosti nervovej sústavy je reflexný princíp. Ide o schopnosť tela reagovať na vonkajšie alebo vnútorné podnety motorickou alebo sekrečnou reakciou. Základy doktríny reflexnej činnosti tela položil francúzsky vedec René Descartes (1596-1650). Najväčší význam mali jeho myšlienky o reflexnom mechanizme vzťahu organizmu s prostredím. Samotný pojem „reflex“ sa zaviedol až oveľa neskôr – najmä po vydaní prác vynikajúceho českého anatóma a fyziológa G. Prohasku (1749-1820).
Reflex je prirodzená reakcia tela na podráždenie receptorov, ktorá sa uskutočňuje reflexným oblúkom za účasti centrálneho nervového systému. Ide o adaptívnu reakciu organizmu na zmeny vnútorného alebo vonkajšieho prostredia. Reflexné reakcie zabezpečujú celistvosť tela a stálosť jeho vnútorného prostredia, reflexný oblúk je základnou jednotkou integračnej reflexnej činnosti.
Významne prispel k rozvoju reflexnej teórie I.M. Sechenov (1829-1905). Ako prvý použil reflexný princíp na štúdium fyziologických mechanizmov duševných procesov. V diele „Reflexy mozgu“ (1863) I.M. Sechenov presvedčivo dokázal, že duševná činnosť ľudí a zvierat sa uskutočňuje podľa mechanizmu reflexných reakcií, ktoré sa vyskytujú v mozgu, vrátane najkomplexnejších z nich - formovania správania a myslenia. Na základe svojho výskumu dospel k záveru, že všetky akty vedomého a nevedomého života sú reflexné. Reflexná teória I.M. Sechenov slúžil ako základ, na ktorom vzniklo vyučovanie I.P. Pavlova (1849-1936) o vyššej nervovej činnosti. Metóda podmienených reflexov, ktorú vyvinul, rozšírila vedecké chápanie úlohy mozgovej kôry ako materiálneho substrátu psychiky. I.P. Pavlov sformuloval reflexnú teóriu funkcie mozgu, ktorá je založená na troch princípoch: kauzalita, štruktúra, jednota analýzy a syntézy. P.K. Anokhin (1898-1974) dokázal dôležitosť spätnej väzby v reflexnej činnosti tela. Jej podstatou je, že pri realizácii akéhokoľvek reflexného úkonu sa proces neobmedzuje len na efektor, ale je sprevádzaný excitáciou receptorov pracovného orgánu, z ktorého sa aferentnými dráhami dostávajú informácie o následkoch pôsobenia. centrálny nervový systém. Objavili sa myšlienky o „reflexnom krúžku“ a „spätnej väzbe“.
Významnú úlohu v správaní živých organizmov zohrávajú reflexné mechanizmy, ktoré zabezpečujú ich adekvátnu reakciu na signály prostredia. U zvierat realitu signalizujú takmer výlučne podnety. Toto je prvý signálny systém reality, spoločný pre ľudí a zvieratá. I.P. Pavlov dokázal, že pre ľudí, na rozdiel od zvierat, nie je predmetom reflexie len životné prostredie, ale aj sociálne faktory. Preto pre neho nadobúda rozhodujúci význam druhý signálny systém - slovo ako signál prvých signálov.
Podmienený reflex je základom vyššej nervovej aktivity ľudí a zvierat. Je vždy zahrnutá ako podstatná zložka v najkomplexnejších prejavoch správania. Nie všetky formy správania živého organizmu sa však dajú vysvetliť z pohľadu reflexnej teórie, ktorá odhaľuje len mechanizmy pôsobenia. Reflexný princíp neodpovedá na otázku vhodnosti správania ľudí a zvierat a nezohľadňuje výsledok konania.
Preto sa v posledných desaťročiach na základe reflexívnych myšlienok vytvorila koncepcia vedúcej úlohy potrieb ako hybnej sily ľudského a zvieracieho správania. Prítomnosť potrieb je nevyhnutným predpokladom akejkoľvek činnosti. Činnosť tela nadobúda určitý smer len vtedy, ak existuje cieľ, ktorý túto potrebu spĺňa. Každému behaviorálnemu aktu predchádzajú potreby, ktoré vznikli v procese fylogenetického vývoja pod vplyvom podmienok prostredia. Preto nie je správanie živého organizmu určené ani tak reakciou na vonkajšie vplyvy, ale potrebou realizovať zamýšľaný program, plán, zameraný na uspokojenie jednej alebo druhej potreby človeka alebo zvieraťa.
PC. Anokhin (1955) vyvinul teóriu funkčných systémov, ktorá poskytuje systematický prístup k štúdiu mechanizmov mozgu, najmä k vývoju problémov štrukturálneho a funkčného základu správania, fyziológie motivácie a emócií. Podstatou konceptu je, že mozog dokáže nielen adekvátne reagovať na vonkajšie podnety, ale aj predvídať budúcnosť, aktívne vytvárať plány svojho správania a realizovať ich. Teória funkčných systémov nevylučuje metódu podmienených reflexov zo sféry vyššej nervovej činnosti a nenahrádza ju niečím iným. Umožňuje hlbšie preniknúť do fyziologickej podstaty reflexu. Systémový prístup namiesto fyziológie jednotlivých orgánov alebo mozgových štruktúr zohľadňuje činnosť organizmu ako celku. Pre akýkoľvek behaviorálny akt človeka alebo zvieraťa je potrebná organizácia všetkých mozgových štruktúr, ktorá poskytne požadovaný konečný výsledok. Takže v teórii funkčných systémov je ústredné miesto obsadené užitočným výsledkom akcie. Faktory, ktoré sú základom dosiahnutia cieľa, sa v skutočnosti formujú podľa typu všestranných reflexných procesov.
Jedným z dôležitých mechanizmov centrálneho nervového systému je princíp integrácie. Vďaka integrácii somatických a autonómnych funkcií, ktorú uskutočňuje mozgová kôra cez štruktúry limbicko-retikulárneho komplexu, sa realizujú rôzne adaptačné reakcie a behaviorálne akty. Najvyšším stupňom integrácie funkcií u ľudí je frontálny kortex.
Princíp dominancie, ktorý rozvinul O. O. Ukhtomsky (1875-1942), zohráva dôležitú úlohu v duševnej činnosti ľudí a zvierat. Dominantné (z lat. dominari dominovať) je nadradený vzruch v centrálnom nervovom systéme, ktorý sa vytvára vplyvom podnetov z okolitého alebo vnútorného prostredia a v určitom momente podriaďuje činnosť iných centier.
Mozog so svojou najvyššou časťou – mozgovou kôrou – je komplexný samoregulačný systém vybudovaný na interakcii excitačných a inhibičných procesov. Princíp samoregulácie sa uskutočňuje na rôznych úrovniach systémov analyzátorov - od kortikálnych sekcií až po úroveň receptorov s neustálym podriadením nižších častí nervového systému vyšším.
Pri štúdiu princípov fungovania nervového systému nie nadarmo sa mozog prirovnáva k elektronickému počítaču. Ako je známe, základom fungovania kybernetického zariadenia je príjem, prenos, spracovanie a ukladanie informácií (pamäť) s ich ďalšou reprodukciou. Na prenos musia byť informácie zakódované a na reprodukciu dekódované. Pomocou kybernetických konceptov môžeme uvažovať, že analyzátor prijíma, prenáša, spracováva a prípadne aj uchováva informácie. Jeho dekódovanie sa uskutočňuje v kortikálnych častiach. To asi stačí na to, aby bolo možné skúsiť porovnať mozog s počítačom. Zároveň nemožno stotožňovať prácu mozgu s počítačom: „... mozog je najrozmarnejší stroj na svete. Buďme skromní a opatrní so svojimi závermi“ (I.M. Sechenov, 1863). Počítač je stroj a nič viac. Všetky kybernetické zariadenia fungujú na princípe elektrickej alebo elektronickej interakcie a v mozgu, ktorý vzniká evolučným vývojom, prebiehajú aj zložité biochemické a bioelektrické procesy. Môžu sa vykonávať iba v živom tkanive. Mozog, na rozdiel od elektronických systémov, nefunguje na princípe všetko alebo nič, ale berie do úvahy veľké množstvo gradácií medzi týmito dvoma extrémami. Tieto gradácie nie sú spôsobené elektronickými, ale biochemickými procesmi. To je podstatný rozdiel medzi fyzickým a biologickým. Mozog má vlastnosti, ktoré presahujú vlastnosti výpočtového stroja. Treba dodať, že behaviorálne reakcie tela sú do značnej miery determinované medzibunkovými interakciami v centrálnom nervovom systéme. Jeden neurón zvyčajne prijíma vetvy zo stoviek alebo tisícok iných neurónov a ten sa zase rozvetvuje na stovky alebo tisíce ďalších neurónov. Nikto nemôže povedať, koľko synapsií je v mozgu, ale číslo 10 14 (sto biliónov) sa nezdá neuveriteľné (D. Hubel, 1982). Počítač pojme podstatne menej prvkov. Fungovanie mozgu a životná činnosť tela sa vykonávajú za špecifických podmienok prostredia. Preto je možné dosiahnuť uspokojenie určitých potrieb za predpokladu, že táto činnosť je primeraná existujúcim vonkajším podmienkam prostredia.
Pre pohodlie pri štúdiu základných vzorcov fungovania je mozog rozdelený do troch hlavných blokov, z ktorých každý plní svoje špecifické funkcie.
Prvým blokom sú fylogeneticky prastaré štruktúry limbicko-retikulárneho komplexu, ktoré sa nachádzajú v kmeňových a hlbokých častiach mozgu. Zahŕňajú cingulárny gyrus, morský koník (hipocampus), papilárne telo, predné jadrá talamu, hypotalamus a retikulárnu formáciu. Zabezpečujú reguláciu životných funkcií - dýchanie, krvný obeh, metabolizmus, ako aj celkový tonus. Pokiaľ ide o akty správania, tieto formácie sa podieľajú na regulácii funkcií zameraných na zabezpečenie stravovania a sexuálneho správania, na procesoch zachovania druhu, na regulácii systémov zabezpečujúcich spánok a bdenie, emocionálnej aktivity a pamäťových procesov.
Druhým blokom je súbor útvarov umiestnených za centrálnym sulkusom: somatosenzorická, zraková a sluchová oblasť mozgovej kôry. Ich hlavné funkcie sú: príjem, spracovanie a ukladanie informácií.
Neuróny systému, ktoré sú umiestnené prevažne pred centrálnym sulcusom a sú spojené s efektorovými funkciami a realizáciou motorických programov, tvoria tretí blok.
Malo by sa však uznať, že nie je možné nakresliť jasnú hranicu medzi senzorickými a motorickými štruktúrami mozgu. Postcentrálny gyrus, ktorý je citlivou projekčnou zónou, je úzko prepojený s precentrálnou motorickou zónou a tvorí jediné senzomotorické pole. Preto je potrebné jasne pochopiť, že táto alebo tá ľudská činnosť si vyžaduje súčasnú účasť všetkých častí nervového systému. Okrem toho systém ako celok vykonáva funkcie, ktoré presahujú funkcie obsiahnuté v každom z týchto blokov.
Celá činnosť nervovej sústavy je reflexného charakteru, t.j. pozostáva z obrovského množstva rôznych reflexov rôznej úrovne zložitosti. Reflex- je to reakcia tela na akýkoľvek vonkajší alebo vnútorný vplyv zahŕňajúci nervový systém. Autormi reflexnej teórie sú I.P. Pavlov a I.M. Sechenov.
Každý reflex má:
- reflexný čas - čas od aplikácie podráždenia po reakciu naň
- receptívne pole – určitý reflex nastáva až pri podráždení určitej receptorovej zóny
- nervové centrum - špecifická lokalizácia každého reflexu v centrálnom nervovom systéme.
Nepodmienené reflexy sú špecifické, konštantné, dedičné a pretrvávajú počas celého života. Počas procesu embryonálneho vývoja sa vytvárajú reflexné oblúky všetkých nepodmienených reflexov. Súborom komplexných vrodených reflexov sú inštinkty. Podmienené reflexy sú individuálne, získané počas života človeka a nie sú zdedené. Človek má zložité sociálne správanie, myslenie, vedomie, individuálnu skúsenosť (vyššia nervová aktivita) - to je kombinácia obrovského množstva rôznorodých podmienených reflexov. Materiálnym základom podmienených reflexov je mozgová kôra. Koordinácia všetkých reflexných reakcií sa uskutočňuje v centrálnom nervovom systéme v dôsledku procesov excitácie a inhibície neuronálnej aktivity.
Na realizáciu akéhokoľvek reflexu je potrebná špeciálna anatomická formácia - reflexný oblúk. Reflexný oblúk - ide o reťazec neurónov, cez ktorý prechádza nervový impulz z receptora (vnímajúca časť) do orgánu, ktorý reaguje na podráždenie.
Najjednoduchší reflexný oblúk u človeka tvoria dva neuróny – senzorický a motorický (motoneurón). Príkladom jednoduchého reflexu je kolenný reflex. V iných prípadoch sú v reflexnom oblúku zahrnuté tri (alebo viac) neurónov - senzorický, interkalárny a motorický. V zjednodušenej forme ide o reflex, ktorý nastáva pri bodnutí špendlíkom do prsta. Toto je miechový reflex, jeho oblúk neprechádza cez mozog, ale cez miechu. Procesy senzorických neurónov vstupujú do miechy ako súčasť dorzálneho koreňa a procesy motorických neurónov vystupujú z miechy ako súčasť predného koreňa. Telá senzorických neurónov sa nachádzajú v miechovom gangliu dorzálneho koreňa (v dorzálnom gangliu) a interkalárne a motorické neuróny sa nachádzajú v sivej hmote miechy.
Otázka č.3
Metabolizmus uhľohydrátov
Sacharidy vstupujú do ľudského tela ako súčasť potravy vo forme monosacharidy (glukóza, fruktóza, galaktóza), disacharidy(sacharóza, maltóza, laktóza) a polysacharidy(škrob, glykogén). Až 60 % energetického metabolizmu človeka závisí od premeny sacharidov. Oxidácia sacharidov prebieha oveľa rýchlejšie a ľahšie v porovnaní s oxidáciou tukov a bielkovín. V ľudskom tele sacharidy plnia niekoľko dôležitých funkcií:
- energia ( pri úplnej oxidácii jedného gramu glukózy sa uvoľní 17,6 kJ energie) ;
- receptor(tvoria sacharidové receptory
- ochranný(časť hlienu);
- ukladanie ( uložené vo svaloch a pečeni vo forme glykogénu);
V ľudskom tráviacom trakte sa polysacharidy a disacharidy štiepia na glukózu a iné monosacharidy. V tele sa prebytočné sacharidy z krvi pod vplyvom hormónu inzulín ukladajú vo forme polysacharidov. glykogén v pečeni a svaloch. S nedostatkom inzulínu sa rozvinie vážne ochorenie - cukrovka.
Denná ľudská potreba sacharidov je 400 - 600 gramov. Rastlinné potraviny sú bohaté na sacharidy. Ak je v potravinách nedostatok sacharidov, môžu sa syntetizovať z tukov a bielkovín. Prebytočné sacharidy v potrave sa počas metabolizmu premieňajú na tuky.
Metabolizmus vody a soli
Ľudské telo obsahuje asi 65% vody. Bunky nervového tkaniva (neuróny), bunky sleziny a pečene obsahujú obzvlášť veľké množstvo vody – až 85 %. Denná strata vody je 2,5 litra. Doplnenie straty vody sa vykonáva konzumáciou potravy a tekutín. Oxidáciou bielkovín, tukov a sacharidov sa v tele každý deň vytvorí asi 300 g vody. Voda ako chemická látka má množstvo jedinečných fyzikálnych a chemických vlastností, ktoré sú základom funkcií, ktoré plní v tele:
Hlavnou formou činnosti nervového systému je realizácia reflexov. Reflexy- sú to reakcie tela, ktoré sa vyskytujú v reakcii na podráždenie receptorov a vykonávajú sa s povinnou účasťou nervového systému. Vďaka reflexným reakciám telo neustále interaguje s prostredím, zjednocuje a reguluje činnosť všetkých svojich orgánov a tkanív.
Dráha, po ktorej prechádza nervový impulz pri realizácii reflexu, sa nazýva reflexný oblúk. Najjednoduchšie reflexné oblúky majú len dva neuróny, zložitejšie tri a väčšina reflexných oblúkov má ešte viac neurónov. Príkladom dvojneurónového reflexného oblúka je oblúk šľachového kolenného reflexu, ktorý sa prejavuje extenziou kolenného kĺbu pri ľahkom poklepaní na šľachu pod jabĺčkom (obr. 66, A).
Trojneurónový reflexný oblúk (obr. 66, B) zahŕňa: 1) receptor; 2) aferentný neurón; 3) interneurón; 4) eferentný neurón; 5) pracovný orgán (bunky svalov alebo žliaz). Komunikácia medzi neurónmi v reflexnom oblúku, medzi eferentným neurónom a bunkami pracovného orgánu sa uskutočňuje pomocou synapsií.
Receptory nazývajú zakončenia dendritov aferentných neurónov, ako aj špecializované útvary (napríklad tyčinky a čapíky sietnice), ktoré vnímajú podráždenie a generujú nervové impulzy v reakcii na to. Nervové impulzy z receptora sa pohybujú pozdĺž aferentnej nervovej dráhy pozostávajúcej z dendritu, tela a axónu aferentného neurónu do nervového centra.
Nervové centrum nazývaný súbor neurónov nevyhnutných na realizáciu reflexu alebo regulácie určitej funkcie. Väčšina nervových centier sa nachádza v centrálnom nervovom systéme, ale nachádzajú sa aj v nervových gangliách periférneho nervového systému. Neuróny, ktorých telá ležia v rôznych častiach nervového systému, môžu byť funkčne spojené do jedného nervového centra.
V nervovom centre sa nachádza interneurón, do ktorého tela alebo dendritov sa prenáša vzruch z axónu aferentného neurónu. Pozdĺž axónu interneurónu sa impulz dostane do eferentného neurónu, ktorého telo sa tiež nachádza v nervovom centre. Vo väčšine reflexných oblúkov medzi axónom aferentného neurónu a telom eferentného neurónu sa aktivuje nie jeden, ale celý reťazec interneurónov. Tieto reflexné oblúky sa nazývajú polyneurón, alebo polysynaptické.
Pozdĺž axónu eferentného neurónu putujú nervové impulzy do buniek pracovného orgánu (svaly, žľazy). V dôsledku toho sa pozoruje reflexná reakcia (pohyb, sekrécia) na podráždenie receptora. Čas od začiatku stimulácie receptora po začiatok odpovede sa nazýva reakčný čas, alebo reflexný čas latencie. Predovšetkým čas reflexu závisí od rýchlosti excitácie cez nervové centrá. Zhoršenie funkčného stavu nervového centra vedie k zvýšeniu reflexného času.
Vykonaním reakcie sa reflexný akt ešte nekončí. V pracovnom orgáne, ktorý odpovedá, sú dráždené receptory, impulzy, z ktorých prichádzajú po aferentných nervových vláknach do centrálneho nervového systému a informujú nervové centrá o priebehu reflexnej reakcie a stave pracovného orgánu. Táto informácia je tzv spätná väzba. Existujú pozitívne a negatívne ohlasy. Pozitívna spätná väzba spôsobuje pokračovanie a posilňovanie reflexnej reakcie a negatívna spätná väzba spôsobuje jej oslabenie a zastavenie.
Vzruch pri reflexnej reakcii sa teda nielen prenáša pozdĺž reflexného oblúka z pôvodne stimulovaného receptora na pracovný orgán, ale tiež sa potom opäť dostáva do centrálneho nervového systému z receptorov pracovného orgánu, ktoré boli excitované v dôsledku jeho reflexná odpoveď. Tento vzťah medzi nervovými centrami a inervovanými orgánmi, ktorý sa pozoruje pri realizácii reflexu, sa nazýva reflexný krúžok. Vďaka spätnoväzbovým spojeniam pozdĺž reflexného prstenca dostáva centrálny nervový systém informácie o výsledkoch reflexných reakcií, upravuje ich implementáciu a zabezpečuje koordinovanú činnosť tela.
Hlavným špecifickým prejavom činnosti centrálneho nervového systému je reflex.
Reflex je prirodzená reakcia organizmu na zmenu vonkajšieho alebo vnútorného prostredia, ktorá sa uskutočňuje za účasti centrálneho nervového systému. Význam reflexu a jeho mechanizmy študovali Sechenov a Pavlov.
Klasifikácia reflexov:
I. Podľa biologických vlastností
1. Jedlo
2. Obranná
3. Sexuálne
4. Približné
5. Motor
6. Rodičovský atď.
II. Podľa umiestnenia receptorov sa reflexy delia na:
1. Extero (z povrchu kože)
2. Vnútorné orgány (z vnútorných orgánov)
3. Proprio (zo svalov)
4. Intero (z plavidiel), t.j. od nich začínajú reflexné okruhy.
III. Za účasti oddelenia CNS
1. Spinálna
2. Žiarovka
3. Mezoencefalický
4. Kortikálna atď.
IV. Podľa povahy odpovede
1. Motor
2. Tajomstvo
3. Vazomotorické
V. Nepodmienené a podmienené reflexy
Nepodmienené reflexy sú vrodené (špecifické) reakcie nervového systému uskutočňované pozdĺž relatívne konštantných nervových dráh v reakcii na adekvátne stimuly (inštinkty). Na tvorbe BR sa podieľajú spodné časti centrálneho nervového systému (bez účasti kôry).
Podmienené reflexy sa získavajú počas individuálneho vývoja. Reakcia sa uskutočňuje pozdĺž dočasnej reflexnej dráhy v reakcii na akýkoľvek stimul. Tvoria sa na báze BR. V procese evolúcie sa najprv objavili podmienené reflexy.
Dráha, po ktorej impulzy putujú od receptora k výkonnému orgánu cez centrálny nervový systém, je reflexný oblúk. Správnejšie by však bolo povedať – reflexný krúžok (príklad s trhnutím ruky, spätným impulzom).
Súbor neurónov potrebných na reguláciu funkcií alebo vykonávanie určitého reflexu sa nazýva nervové centrum.
Nervové centrá majú množstvo vlastností. závisia najmä od charakteristík synapsií a štruktúry nervových okruhov.
1. Sumácia vzruchu - kombinácia dvoch alebo viacerých podprahových podnetov vyvoláva reakciu, samostatný podnet na vyvolanie reakcie nestačí. Existujú 2 typy súčtu:
2. a) Sekvenčná alebo dočasná sumacia (vzniká pri interakcii podprahových podnetov prichádzajúcich v krátkom časovom úseku za sebou. Vychádza z toho, že na jeden podnet sa v synapsii uvoľní málo vysielača na prenos vzruchu a pri sumáciou sa uvoľní dostatočné množstvo vysielača na prenos vzruchu.
b) Priestorová sumacia - ak dva alebo viac stimulov pôsobí súčasne na rôzne receptory toho istého reflexogénneho poľa (uvoľní sa dostatočné množstvo mediátora a nastane odpoveď).
2. Transformácia excitačných rytmov. Frekvencia impulzov z centrálneho nervového systému do pracovného orgánu je relatívne nezávislá od frekvencie stimulácie, t.j. v reakcii na jediný podnet NC vysiela sériu impulzov do pracovného orgánu s určitým rytmom. To sa vysvetľuje skutočnosťou, že EPSP je veľmi dlhý alebo závisí od kolísania stopových membránových potenciálov. Ak je stopový negatívny potenciál veľký, potom po dosiahnutí kritickej úrovne je schopný spôsobiť novú PD.
3. Posttetanická potenciácia. V dôsledku predchádzajúcej excitácie sa vo vnútri presynapsie hromadia ióny Ca, čo zvyšuje účinnosť synapsie. Pri častom rytme excitácie spôsobuje každý nasledujúci potenciál uvoľnenie väčšieho množstva kvánt vysielača, čo prispieva k zvýšeniu amplitúdy postsynaptických potenciálov. Zvýšenie počtu vysielacích kvánt uvoľnených nervovým impulzom po rytmickej stimulácii sa nazýva posttetanická potenciácia. Jeho trvanie sa pohybuje od niekoľkých minút do hodín (hipocampus).
4. Únava NC. Súvisí s porušením prenosu excitácie v interneurónových synapsiách. Citlivosť postsynaptickej membrány na vysielač klesá. Únava je spôsobená aj tým, že neuróny sú citlivé na nedostatok kyslíka. Mozog spotrebuje 40-50 ml kyslíka za minútu (1/6 z celkového množstva kyslíka spotrebovaného v pokoji). Keď sa zastaví prívod krvi do mozgu, kortikálne bunky odumierajú po 5-6 minútach a mozgové kmeňové bunky odumierajú po 15-20 minútach, bunky miechy sú ešte menej citlivé na hypoxiu (20-30 minút). Hypotermia zvyšuje čas, ktorý mozog strávi v hypoxických podmienkach.
5. Neuróny a synapsie sú selektívne citlivé na určité jedy. Strekhnin blokuje funkcie inhibičných synapsií, t.j. zvyšuje excitáciu NC. Niektoré látky selektívne pôsobia na nervové centrá. Apomorfín teda pôsobí len na centrum vracania, lobilín tlmí dýchacie centrum, kardiosol ovplyvňuje motorickú kôru, meskalín ovplyvňuje zrakovú oblasť (spôsobuje halucinácie).
Fyziológia centrálneho nervového systému (CNS).
Centrálny nervový systém je systém, ktorý reguluje takmer všetky funkcie v tele. Centrálny nervový systém spája všetky bunky a orgány nášho tela do jedného celku. S jeho pomocou dochádza k najvhodnejším zmenám v práci rôznych orgánov zameraných na zabezpečenie jednej alebo druhej z jeho činností. Okrem toho centrálny nervový systém komunikuje telo s vonkajším prostredím pomocou analýzy a syntézy informácií prijatých z receptorov a vytvára odpoveď zameranú na udržanie homeostázy.
Štruktúra centrálneho nervového systému.
Štrukturálna a funkčná jednotka nervového systému je nervová bunka(neurón). Neuron -špecializovaná bunka schopná prijímať, kódovať, prenášať a ukladať informácie, organizovať reakcie tela na podráždenie a nadväzovať kontakty s inými neurónmi.
Neurón pozostáva z tela (soma) a procesov - početné dendrity a jeden axón (obr. 1).
Obr.1. Štruktúra neurónu.
Dendrity sú zvyčajne vysoko rozvetvené a tvoria mnoho synapsií s inými nervovými bunkami, čo určuje ich vedúcu úlohu pri vnímaní informácií neurónmi. Axón začína od bunkového tela axónovým kopčekom, ktorého funkciou je generovať nervový impulz, ktorý je prenášaný pozdĺž axónu do iných buniek. Dĺžka axónu môže dosiahnuť jeden meter alebo viac. Axón sa rozvetvuje a vytvára mnoho kolaterál (paralelné dráhy) a terminálov. Terminál je koniec axónu, ktorý tvorí synapsiu s inou bunkou. V CNS tvoria terminály neuro-neuronálne synapsie, na periférii (mimo CNS) tvoria axóny buď neuromuskulárne alebo neurosekrečné synapsie. Koniec axónu sa často nazýva nie terminál, ale synaptický plak (alebo synaptické tlačidlo). Synaptický plak je koncové zhrubnutie axónu, ktoré slúži na uloženie transmitera (pozri prednášky o synapsiách). Koncová membrána obsahuje veľké množstvo napäťovo riadených vápnikových kanálov, cez ktoré vápnikové ióny vstupujú do terminálu, keď je excitovaný.
Vo väčšine centrálnych neurónov (t.j. neurónoch centrálneho nervového systému) vzniká AP spočiatku v oblasti membrány axon hillock a odtiaľ sa excitácia šíri pozdĺž axónu k synaptickému plaku. Jedinečné vlastnosti neurónu sú teda schopnosť generovať elektrické výboje a prenášať informácie pomocou špecializovaných zakončení – synapsií.
Každý neurón vykonáva 2 hlavné funkcie: vedie impulzy a spracováva impulzy (pozri nižšie „transformácia excitačného rytmu“). Každá časť neurónu má vodivosť. Neurón prenáša impulzy (informácie) z jednej bunky do druhej vďaka svojim procesom: axónu a dendritom. Každý neurón má jeden axón a veľa dendritov.
Spracovanie impulzov (spracovanie informácií, transformácia impulzov) - toto je najvýznamnejšia funkcia neurónu, ktorá sa vykonáva na axónovom pahorku.
Centrálny nervový systém obsahuje okrem neurónov aj gliové bunky, ktoré zaberajú polovicu objemu mozgu. Periférne axóny (periférne prostriedky umiestnené mimo centrálneho nervového systému) sú tiež obklopené plášťom gliových buniek. Sú schopní deliť sa po celý život. Rozmery 3-4 krát menšie ako neuróny. S vekom sa ich počet zvyšuje.
Funkcie gliových buniek sú rôzne:
1) sú nosným, ochranným a trofickým aparátom pre neuróny;
2) udržiavať určitú koncentráciu iónov vápnika a draslíka v medzibunkovom priestore;
3) aktívne absorbujú neurotransmitery, čím obmedzujú dobu ich pôsobenia.
Klasifikácia neurónov
Závislosti od častí centrálneho nervového systému: vegetatívne a somatické
Podľa typu mediátora, ktorý je uvoľňovaný neurónovými zakončeniami: adrenergný (NA) atď.
V závislosti od ich vplyvu existujú excitačné a inhibičné
Podľa špecifickosti vnímania zmyslových informácií sú neuróny vyšších častí centrálneho nervového systému mono a polymodálne
Podľa aktivity neurónov existujú: fonoaktívne, tiché – ktoré sú excitované len ako odpoveď na podráždenie.
Podľa zdroja alebo smeru prenosu informácií: aferentný, interkalárny, eferentný
Reflexný princíp centrálneho nervového systému.
Hlavným mechanizmom činnosti centrálneho nervového systému je reflex. Reflex - Toto je reakcia tela na akcie stimulu, ktoré sa vykonávajú za účasti centrálneho nervového systému. Reflexom je napríklad aj stiahnutie ruky pri podaní injekcie, zatvorenie viečok pri podráždení rohovky. Oddelenie žalúdočnej šťavy pri vstupe potravy do žalúdka, defekácia, keď je konečník plný, začervenanie kože pri vystavení teplu, koleno, lakeť, Babinski, Rosenthal – to všetko sú príklady reflexov. Počet reflexov je neobmedzený. Všetky majú spoločné povinné spoluúčasť centrálneho nervového systému na ich realizácii.
Ďalšia definícia reflexu, ktorá tiež zdôrazňuje úlohu centrálneho nervového systému, je nasledovná: reflex- Ide o odstredivú odpoveď na dostredivú stimuláciu. (V uvedených príkladoch si sami určte, čo je odstredivá odozva a čo podráždenie. Podráždenie je vždy dostredivé, t.j. podnet pôsobiaci na receptory vyvolá impulz, ktorý sa dostane do centrálneho nervového systému).
Štrukturálnym základom reflexu, jeho materiálnym substrátom je reflexný oblúk(Obr.2 ).
Ryža. 2.Reflexný oblúk
Reflexný oblúk pozostáva z 5 článkov:
1) receptor;
2) aferentná (citlivá, dostredivá) väzba;
3) vkladací odkaz (centrálny);
4) eferentné (motorové, odstredivé) spojenie;
5) efektor (pracovný orgán).
Oblasť tela obsahujúca receptory, pri stimulácii ktorých dochádza k určitému reflexu, sa nazýva receptívne pole reflexu.
K reflexu môže dôjsť len vtedy, keď je zachovaná celistvosť všetkých častí reflexného oblúka.
N centrálne centrum
Nervové centrum (CNS centrum alebo jadro)- ide o súbor neurónov, ktoré sa podieľajú na realizácii špecifického reflexu. Tie. Každý reflex má svoje centrum: existuje centrum pre reflex kolena, centrum pre reflex lakťa, existuje - žmurkanie má kardiovaskulárne, dýchacie, potravinové centrá, centrá spánku a bdenia, hlad a smäd atď. V celom organizme pri formovaní zložitých adaptačných procesov dochádza k funkčnému zjednoteniu neurónov nachádzajúcich sa na rôznych úrovniach centrálneho nervového systému, t.j. komplexné združenie veľkého počtu centier.
Spojenie nervových centier (jadier) medzi sebou sa uskutočňuje vodivými dráhami centrálneho nervového systému pomocou neuro-neurónových (interneurónových) synapsií. Existujú 3 typy neurónových spojení: sekvenčné, divergentné a konvergentné.
Nervové centrá majú množstvo charakteristických funkčných vlastností, ktoré sú do značnej miery spôsobené týmito tromi typmi neurónových sietí, ako aj vlastnosťami interneurónových synapsií.
Hlavné vlastnosti nervových centier:
1. Konvergencia (špička) ( Obr.3). V centrálnom nervovom systéme sa vzruchy z rôznych zdrojov môžu zbiehať na jeden neurón. Táto schopnosť excitácií konvergovať k rovnakým stredným a konečným neurónom sa nazýva konvergencia excitácií
Obr.3. Konvergencia excitácie.
2. Divergencia) - divergencia impulzov z jedného neurónu do mnohých neurónov naraz. Na základe divergencie dochádza k ožiareniu excitácie a do reakcie je možné rýchlo zapojiť mnoho centier umiestnených na rôznych úrovniach centrálneho nervového systému.
Obr.4. Divergencia excitácie.
3. Vzruch v nervových centrách sa šíri jednostranný - z receptora na efektor, čo je určené vlastnosťou chemických synapsií jednostranne viesť vzruch z presynaptickej membrány na postsynaptickú.
4. Prebieha excitácia v nervových centrách pomalšie, než pozdĺž nervového vlákna. Je to spôsobené pomalým prenosom vzruchu cez synapsie (synaptické oneskorenie), ktorých je v jadre veľa.
5. V nervových centrách sa vykonáva súčet vzruchov. Sumácia je sčítanie podprahových impulzov. Existujú dva typy súčtu.
Dočasné alebo sekvenčné, ak excitačné impulzy dorazia do neurónu tou istou cestou cez jednu synapsiu s intervalom menším ako je čas úplnej repolarizácie postsynaptickej membrány. Za týchto podmienok sa lokálne prúdy na postsynaptickej membráne prijímajúceho neurónu spočítajú a privedú jeho depolarizáciu na úroveň Ek dostatočnú na to, aby neurón vytvoril akčný potenciál. Toto zhrnutie sa nazýva dočasné, pretože séria impulzov (stimulov) prichádza do neurónu počas určitého časového obdobia. Nazýva sa sériový, pretože je implementovaný v sériovom spojení neurónov.
Priestorové alebo simultánne - pozorované, keď excitačné impulzy prichádzajú do neurónu súčasne cez rôzne synapsie. Táto sumacia sa nazýva priestorová, pretože podnet pôsobí na určitý priestor receptívneho poľa, t.j. niekoľko (aspoň 2) receptory v rôznych častiach receptívneho poľa. (Zatiaľ čo dočasné zhrnutie možno realizovať, keď séria stimulov pôsobí na ten istý receptor). Simultánna sa nazýva preto, lebo informácie prichádzajú do neurónu súčasne niekoľkými (aspoň 2) komunikačnými kanálmi, t.j. súčasná sumacia sa realizuje konvergentným spojením neurónov.
6.Transformácia rytmu excitácie - zmena počtu excitačných impulzov opúšťajúcich nervové centrum v porovnaní s počtom impulzov, ktoré do neho prichádzajú. Existujú dva typy transformácie:
1) smerom nadol, ktorý je založený na fenoméne súčtu vzruchov, kedy v reakcii na niekoľko podprahových vzruchov prichádzajúcich do nervovej bunky vzniká v neuróne len jeden prahový vzruch;
2) posilnenie transformácie, je založená na multiplikačných (animačných) mechanizmoch, ktoré dokážu prudko zvýšiť počet budiacich impulzov na výstupe.
7. Reflexný efekt - spočíva v tom, že reflexná reakcia končí po ukončení podnetu. Tento jav je spôsobený dvoma dôvodmi:
1) dlhodobá stopová depolarizácia membrány neurónu, na pozadí príchodu mohutnej aferentácie (silné senzitívne impulzy), spôsobujúca uvoľnenie veľkého množstva (kván) vysielača, ktorý zabezpečuje výskyt viacerých akčných potenciálov na postsynaptická membrána a teda krátkodobý reflexný následný efekt;
2) predĺženie výstupu excitácie do efektora v dôsledku cirkulácie (dozvuku) excitácie v neurónovej sieti typu „neural trap“. Vzrušenie, ktoré vstúpi do takejto siete, môže v nej cirkulovať po dlhú dobu, čo poskytuje dlhodobý reflexný účinok. Vzrušenie v takomto reťazci môže cirkulovať dovtedy, kým nejaký vonkajší vplyv tento proces nespomalí alebo kým nenastúpi únava. Príkladom aftereffectu je známa životná situácia, keď aj po odznení silného emocionálneho podnetu (po odznení hádky) trvá nejaký viac-menej dlhý čas celkové vzrušenie, zostáva zvýšený krvný tlak, hyperémia tváre a triaška rúk pretrváva.
8. Nervové centrá majú vysoká citlivosť na nedostatok kyslíka. Nervové bunky sa vyznačujú intenzívnou spotrebou O2. Ľudský mozog absorbuje asi 40-70 ml O 2 za minútu, čo je 1/4-1/8 z celkového množstva O 2 spotrebovaného organizmom. Spotrebou veľkého množstva O 2 sú nervové bunky vysoko citlivé na jeho nedostatok. Čiastočné zastavenie krvného obehu centra vedie k závažným poruchám činnosti jeho neurónov a úplnému zastaveniu - k smrti do 5-6 minút.
9. Nervové centrá, podobne ako synapsie, majú vysoká citlivosť na rôzne chemikálie c, najmä jedy. Jeden neurón môže mať synapsie, ktoré majú rôznu citlivosť na rôzne chemikálie. Preto je možné vybrať chemikálie, ktoré budú selektívne blokovať niektoré synapsie, zatiaľ čo iné ponechajú v prevádzkovom stave. To umožňuje korigovať stavy a reakcie zdravých aj chorých organizmov.
10. Nervové centrá, podobne ako synapsie, majú únava na rozdiel od nervových vlákien, ktoré sa považujú za prakticky neunaviteľné. Je to spôsobené prudkým poklesom rezerv vysielača, znížením citlivosti postsynaptickej membrány na vysielač a znížením jej energetických zásob, čo sa pozoruje pri dlhšej práci a je hlavnou príčinou rozvoja únavy.
11. Nervové centrá, podobne ako synapsie, majú nízka labilita, Hlavným dôvodom je synaptické oneskorenie. Celkové synaptické oneskorenie pozorované vo všetkých neuro-neuronálnych synapsiách počas vedenia impulzov cez centrálny nervový systém alebo v nervovom centre sa nazýva centrálne oneskorenie.
12. Nervové centrá majú tón, čo je vyjadrené v tom, že aj pri absencii špeciálnych podráždení neustále vysielajú impulzy do pracovných orgánov.
13. Nervové centrá majú plasticita - schopnosť zmeniť svoj vlastný funkčný účel a rozšíriť jeho funkčnosť. Plasticitu možno definovať aj ako schopnosť niektorých neurónov prevziať funkciu postihnutých neurónov toho istého centra. Fenomén plasticity je totiž spojený so schopnosťou obnoviť motorickú aktivitu končatín, napríklad nôh, stratených v dôsledku poranení miechy. To je však možné len vtedy, ak sú niektoré z neurónov daného centra poškodené alebo ak časti dráh centrálneho nervového systému zostanú nedotknuté. Ak dôjde k úplnému pretrhnutiu miechy, obnovenie motorickej aktivity je nemožné. Okrem toho neuróny jedného centra, napríklad flexory, nemôžu prevziať funkciu neurónov iného centra - extenzory. Tie. fenomén plasticity centier centrálneho nervového systému je obmedzený.
14. Oklúzia (uzamknutie) (obr. 5) - ide o pridanie prahových impulzov. Oklúzia sa vyskytuje (rovnako ako priestorová sumacia) v konvergujúcom systéme neurónových spojení. Simultánna aktivácia niekoľkých (aspoň dvoch) receptorov silnými alebo supersilnými podnetmi bude konvergovať do jedného neurónu s niekoľkými prahovými alebo nadprahovými impulzmi. Na tomto neuróne dôjde k oklúzii, t.j. na tieto dva podnety bude reagovať rovnakou maximálnou silou ako na každý z nich samostatne. Fenomén oklúzie spočíva v tom, že počet excitovaných neurónov so súčasnou stimuláciou aferentných vstupov oboch nervových centier je menší ako aritmetický súčet excitovaných neurónov so samostatnou stimuláciou každého aferentného vstupu samostatne.
Obr.6. Fenomén oklúzie v centrálnom nervovom systéme.
Fenomén oklúzie vedie k zníženiu sily odozvy. Oklúzia má ochrannú hodnotu, zabraňuje prepätiu neurónov vplyvom extrémne silných podnetov.
Súvisiace informácie.
