сложная сеть структур, пронизывающая весь организм и обеспечивающая саморегуляцию его жизнедеятельности благодаря способности реагировать на внешние и внутренние воздействия (стимулы).
Центральная - головной и спинной мозг; Периферическая - все нервы и узлы, лежащие за пределами ЦНС. Соматическая - регулирует работу скелетных мышц и органов чувств; Вегетативная - регулирует работу внутренних органов и желез.
Взаимосвязь организма с окружающей средой; 2. Взаимосвязь и интеграцию систем организма; 3. Трофическая функция. Низшие: регуляция работы органов и систем организма; Высшие: лежат в основе психической деятельности человека, формировании свойств личности: темперамента, характера, способностей, потребностей и интересов.
Методы исследования функции центральной нервной системы
Анатомо-клинический Наблюдения Раздражения Экстирпации (удаление) Регистрации электропотенциалов (ЭЭГ) Компьютерная томография (рентгеновская, ЯМР, магнитная ) Метод условных рефлексов.
Ритмы ЭЭГ человека α (альфа)– ритм имеет частоту 8-12 Гц, амплитуду от 50 до 70 мкВ. Он преобладает у 85-95% здоровых людей старше девятилетнего возраста (кроме слепорожденных) в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами и наблюдается преимущественно в затылочных и теменных областях. β (бета)- ритм имеет частоту от 14 до 30 Гц и низкую амплитуду – от 25 до 30 мкВ. Он сменяет ά - ритм при сенсорной стимуляции и при эмоциональном возбуждении. β– ритм наиболее выражен в прецентральных и фронтальных областях и отражает высокий уровень функциональной активности головного мозга. Θ (тета) – ритм имеет частоту от 3,5 до 7,5 Гц, амплитуду до от 5 до 200 мкВ. У бодрствующего человека θ – ритм регистрируется обычно в передних областях мозга при длительном эмоциональном напряжении и почти всегда регистрируется в процессе развития фаз медленноволнового сна. δ (дельта)– ритм имеет частоту 0,5-3,5 Гц, амплитуду от 20 до 300 мкВ. Стабильно фиксируется во время глубокого медленноволнового сна.
Нервная система - нервные клетки (нейроны) – 10% Обеспечивают генерацию, проведение, анализ нервных импульсов; Схематическое изображение взаимоотношений нейрона (1), глиальной клетки (2) и капилляра (3); 4 — окончание отростка глиальной клетки на стенке капилляра. клетки нейроглии – 90%; Выполняют опорные, защитные, трофические, изоляционные функции.
Нейрон структурно-функциональная единица нервной системы; специализированные клетки, способные принимать, обрабатывать, кодировать, передавать и хранить информацию, организовывать реакции на раздражения, устанавливать контакты с другими нейронами, клетками органов. Размеры нейронов колеблются от 6 до 120 мкм. На одном нейроне может быть от 5 тысяч до 200 тысяч синапсов
Тело (перикарион) Функция: сбор, анализ поступающей информации, синтез медиаторов и АТФ; Дендрит Функция : получение сенсорной информации и проведение ее к телу клетки; Аксон Функция: проведение нервного импульса от тела клетки к рабочему органу или соседней нервной клетке; Аксональный холмик Функция: генерация нервного импульса; Строение нейрона
Виды нейронов По количеству отростков: Униполярные (один отросток) - в мезэнцефалическом ядре тройничного нерва, обеспечивают проприоцептивную чувствительность жевательных мышц ; Биполярные (два отростка) -встречаются в основном в периферических частях зрительной, слуховой и обонятельной систем ; Псевдоуниполярные – от тела отходит один отросток, который на периферии раздваивается (обеспечивают восприятие болевой, температурной, тактильной, проприоцептивной, бароцептивной, вибрационной сигнализации ); Мультиполярные (много отростков).
По выполняемым функциям: Чувствительные (афферентные) Функция: получение и передача информации в вышележащие структуры ЦНС; Двигательные (эфферентные); Функция: передача информации в нижележащие структуры ЦНС, в нервные узлы, лежащие за пределами ЦНС, в органы организма; Вставочные (ассоциативные). Функция: обеспечение взаимодействия между нейронами ЦНС Виды нейронов
Возбудимость - свойство тканей отвечать на действие раздражителя изменением ее ионной проницаемости и формированием возбуждения в виде ПД Проводимость - способность ткани проводить возбуждение по всей своей длине; Свойства нейрона:
Потенциал действия нейрона Порог возбудимости аксонного холмика - 10 мВ, тела клетки - 50 мВ; Величина потенциала покоя составляет - 80-90 мВ; Длительность спайка - 1-2 мс; Длительность следовой электроотрицательности - 4-6 мс; Длительность следовой электроположительности - 30-40 мс; Лабильность нейронов в среднем 400 ПД/с, у интернейронов спинного мозга до 1000 ПД/с.
Проводимость - способность проводить возбуждение по ходу нервного волокна в виде потенциала действия. Скорость проведения по нейрону зависит от строения нервного волокна (наличия, отсутствия миелиновой оболочки) и его диаметра. Миелиновые волокна проводят нервный импульс со скоростью 5-120 м/с; Немиелинезированные нервные волокна – 0,5-2 м/с.
Си́напс (греч. — обнимать, обхватывать, пожимать руку) — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторной клеткой. Пресинаптическая мембрана; Синаптическая щель; Постсинаптическая мембрана.
Виды синапсов В зависимости от местоположения :
По механизму передачи сигнала к другим клеткам : Виды синапсов: Синапсы химического типа – контакты между нервными клетками (размер щели – 20-50нм ), передача сигналов через которые происходит при помощи химического посредника (нейромедиатора); Синапсы электрического типа (эфопсы) - контакты между нервными клетками (размеры щели 2-4нм), в которых осуществляется прямая передача потенциала действия с одной клетки на другую; Синапсы смешанного типа.
Виды синапсов: В зависимости от эффекта, который возникает на постсинаптической мембране: Возбуждающие синапсы (выброс медиатора возбуждающего типа способствует открытию Na+ - каналов, поступлению ионов Na + в клетку и возникновению деполяризации постсинаптической мембраны – происходит генерация возбуждающего постсинаптического потенциала – ВПСП);Медиаторы – ацетилхолин, адреналин, норадреналин Тормозные синапсы ( тормозный медиатор способствует открытию К+ -каналов, поступлению этих ионов из клетки и возникновению гиперполяризации постсинаптической мембраны, понижению ее возбудимости – генерации тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП); Медиаторы – ГАМК, глицин, серотонин, дофомин, энкефалины, эндорфины.
Механизм проведения нервного импульса 1. Поступление нервного импульса к пресинаптическому утолщению; 2. Выброс нейромедиатора в синаптическую щель –открываются потенциалуправляемые Са каналы - 4 иона Са обеспечивают выброс 1 кванта медиатора; 3. Связывание нейромедиторов со специфичными для них рецепторами постсинаптической мембраны и возникновение ВПСП или ТПСП; (0,05 мВ – миниатюрный ВПСП) 4. Открытие Na + каналов, деполяризация мембраны тела нейрона и аксонного холмика, где начинается развитие ПД. Синапсы в этой зоне отсутствуют. 5. Инактивация нейромедиаторов (их ферментное расщепление, обратное поступление нейромедиатора в пресинаптическую мембрану). Возбуждающий нейромедиатор – ВПСП –происходит возбуждение; Тормозный нейромедиатор – ТПСП – происходит торможение ;
Свойства синапса: Синапс проводит возбуждение только в одном направлении – в направлении от пресинаптической мембраны к постсинаптической; В синапсе имеет место синаптическая задержка возбуждения; В синапсах быстро развивается процесс утомления, связанный с быстрым метаболическим истощением запасов нейромедиатора в пресинаптических пузырьках, снижением чувствительности рецепторов к медиатору, истощением энергии.
Понятие о рефлексе Рене Декарт (René Descartes) (латинизированное имя – Картезий, Renatus Cartesius) 1596–1650 Заложил важнейшие теоретические представления, которые легли в основу современной психологии и нейробиологии
Представления Р.Декарта о процессах, происходящих в нервной системе Ответная реакция организма по Декарту: реакция является отражением внешнего воздействия на организм, аналогичным отражению света в физике.
Рефлекс - это ответная реакция организма на действие какого-либо раздражителя, которая осуществляется с обязательным участием ЦНС. "Если отключить все рецепторы, то человек должен заснуть мертвым сном и никогда не проснуться" (И.М. Сеченов).
Рецептор (нервные окончания чувствительного нейрона или сенсорные клетки); Чувствительный нейрон, тело которого находится в спинномозговом узле, а аксон образует синапс с вставочным или двигательным нейроном; Вставочный нейрон ; Двигательный нейрон, аксон которого направляется к рабочему органу; Рабочий орган - мышца или железа. - путь, по которому идут импульсы при осуществлении того или иного рефлекса.
РЕФЛЕКТОРНАЯ ДУГА И РЕФЛЕКТОРНОЕ КОЛЬЦО
Рефлекторные дуги различных рефлексов Рефлекс «одёргивания» Коленный рефлекс
По происхождению – безусловные и условные; По биологическому значению : защитные (оборонительные), пищевые, половые, гомеостатические; По расположению рецепторов : интерорецепторные, экстерорецепторыне, проприорецепторные; В зависимости от вида рецепторов - зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные, болевые, тактильные.
По месту расположения нервного центра: Спинальные (спинной мозг); Бульбарные (продолговатый мозг); Мезэнцефальные (средний мозг); Диэнцефальные (промежуточный мозг); Кортикальные (кора головного мозга); По длительности ответной реакции: фазические и тонические. По характеру ответной реакции: моторные, секреторные, сосудодвигательные. По принадлежности к системе органов : пишеварительные, дыхательные, сердечно-сосудистые и т.д. По характеру внешнего проявления : сгибательный, потирательный, чесательный, мигательный, рвотный, сосательный и т.д. По способу вызывания : соматические и вегетативные. Классификации рефлексов
Нервный центр - это совокупность нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС, которые принимают участие в осуществлении какого-либо рефлекторного акта.
1. Центральная задержка рефлекса 2.Трансформация ритма 3. Последействие и пролонгирование 4. Пространственная и временная суммация 5. Посттетаническое усиление 6. Трансформация ритма 7. Фоновая электрическая активность 8. Тонус нервного центра 9. Пластичность 10. Утомляемость
Центральная задержка ; Одностороннее проведение возбуждения; Трансформация ритма – способность нервного центра изменять частоту входного сигнала; зависит от лабильности НЦ (л абильность - способность ткани воспроизводить в единицу времени максимальное количество импульсов); Триггерные свойства аксонного холмика Ек Ек Ео Ео Тело нейрона Аксонный холмик Порог 50 мв Порог 10 мв «На ружейный выстрел нейрон отвечает пулеметной очередью»
Свойства нервного центра: Последействие – сохранение возбуждения в нервном центре после действия раздражителя; Реверберация возбуждения по нервной сети
Суммация возбуждения – одновременное или последовательное сложение эффектов двух и более раздражителей подпороговой силы; Свойства нервного центра: а) Последовательная суммация(временнаясуммация) б) Одновременная (пространственная) суммация
1 2 3 4 5 6 А В При раздражении А возбуждаются 4 нейрона (1,2,3,4) При раздражении В возбуждаются 4 нейрона (3, 4, 5, 6) При раздражении А + В возбуждаются 6 нейронов (1, 2, 3, 4, 5, 6) Клетки центральной части нейронного пула Свойства нервного центра: Окклюзия (центральная закупорка) – уменьшение суммарного эффекта одновременного воздействия раздражителей ; Суммарный эффект меньше ожидаемого.
1 2 3 4 5 6 А В При раздражении А возбуждаются 2 нейрона (1,2) При раздражении В возбуждаются 2 нейрона (5, 6) При раздражении А + В возбуждаются 6 нейронов (1, 2, 3, 4, 5, 6) Клетки периферической каймы Клетки центральной части нейронного пула
Свойства нервного центра: Конвергенция – схождение различных путей проведения нейронных импульсов к одной и той же нервной клетке; Дивергенция – способность нейрона устанавливать многочисленные связи с другими нейронами; дивергенция конвергенция
Свойства нервного центра: Рефлекторный тонус нервных центров – наличие фоновой активности нервного центра; Быстрое утомление нервных центров; Высокая чувствительность недостатку кислорода и действию ядов ; Центральное возбуждение - нервный процесс, который либо вызывает деятельность органа, либо усиливает существующую.
Опыт И.М. Сеченова - активный самостоятельный нервный процесс, проявляющийся внешне в подавлении или ослаблении процесса возбуждения и характеризующийся определенной интенсивностью и длительностью.
Первичное торможение – вид торможения, для возникновения которого необходимо наличие специальных тормозных структур; Постсинаптическое - (лат. post позади, после чего-либо + греч. sinapsis соприкосновение, соединение) - нервный процесс, обусловленный действием на постсинаптическую мембрану специфических тормозных медиаторов (глицин, ГАМК), выделяемых специализированными пресинаптическими нервными окончаниями. Медиатор, выделяемый ими, изменяет свойства постсинаптической мембраны, что вызывает подавление способности клетки генерировать возбуждение ; Пресинаптическое - (лат. praе -впереди чего-либо + греч. sunapsis соприкосновение, соединение) - частный случай синаптических тормозных процессов, проявляющихся в подавлении активности нейрона в результате уменьшения эффективности действия возбуждающих синапсов еще на пресинаптическом звене путем угнетения процесса высвобождения медиатора возбуждающими нервными окончаниями ; а а
- 90 - 94 0 4 6 8 мв мс К + Cl ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ
Вторичное торможение – состояние, развивающееся на фоне предыдущего возбуждения и не требующее для своего возникновения специальных тормозных структур; Пессимальное развивается в возбуждающих синапсах в результате сильной деполяризации постсинаптической мембраны под влиянием частого поступления нервных импульсов, не соответствующее лабильности синапсов; Индукционное торможение развивается в нейронах после окончания возбуждения в результате сильной следовой гиперполяризации мембраны (постсинаптической). Парабиотическое развивается при патологических состояниях, когда лабильность структур центральной нервной системы снижается или происходит очень массивное одновременное возбуждение большого числа афферентных путей, как, например, при травматическом шоке;
Координационная деятельность ЦНС – согласованная и соподчиненная деятельность нервных центров, направленная на достижение полезного результата. Принципы: принцип общего конечного пути; принцип проторения пути; принцип доминанты; принцип обратной связи; принцип реципрокности; принцип иррадиации возбуждений; принцип субординации (соподчинения); принцип компенсации функций.
Принцип общего конечного пути Импульсы, приходящие в ЦНС по разным чувствительным (афферентным) волокнам, могут сходиться (конвергировать) к одним и тем же вставочным, или двигательным, нейронам. Один и тот же мотонейрон может возбуждаться импульсами, приходящими от различных рецепторов (зрительных, слуховых, тактильных), т.е. участвовать во многих рефлекторных реакциях (включаться в различные рефлекторные дуги).
Принцип проторения пути В основе этого принципа лежит образование новых синапсов и улучшение проведения нервного импульса по старым. В том случае если по сети нейронов в определенном направлении и по определенному пути прошел нервный импульс, то при последующих раздражениях (за счет накопления синаптических нейромедиаторов и увеличения рецепторов) по этому же пути импульс пройдет «легче». Данный принцип очень важен для формирования условных рефлексов и памяти. Схема структурных механизмов образования условных рефлексов
Принцип доминанты Доминанта - временно господствующий очаг возбуждения, который предопределяет характер текущих реакций центров в данный момент (по А.А.Ухтомскому, 1931).
Основные признаки доминанты 1. Повышенная возбудимость доминантного центра 2. Стойкость возбуждения в доминантном центре 3. Способность суммировать возбуждения, тем самым подкрепляя свое возбуждение посторонними импульсами 4. Способность тормозить другие текущие рефлексы на общем конечном пути
Принцип обратной связи поток импульсов от рецепторов в центральную нервную систему, которые несут информацию о происходящем на периферии. Обратная связь необходима для оценки качества и полноценности рефлекторных действий в ответ на определенный раздражитель; ДВИГАТЕЛЬ НАЯ КОМАНДА ОБРАТНАЯ АФФЕРЕНТАЦИ Я Виды обратной связи: положительная - вызывает усиление ответной реакции; отрицательная - вызывает торможение ответной реакции.
Принцип реципрокности + - + + - Он отражает характер отношений между центрами, ответственными за осуществление противоположных функций (вдоха и выдоха, сгибание и разгибание конечностей), и заключается в том, что нейроны одного центра, возбуждаясь, тормозят нейроны другого и наоборот.
Принцип иррадиации распространение процесса возбуждения или торможения из одного нервного центра к другим; Нейроны разных центров связаны между собой вставочными нейронами, поэтому импульсы, поступающие при сильном и длительном раздражении рецепторов, могут вызвать возбуждение не только нейронов центра данного рефлекса, но и других нейронов.
Основная тенденция в эволюции нервной системы проявляется в сосредоточении функций регуляции и координации в высших отделах ЦНС — цефализация функций нервной системы. В ЦНС имеются иерархические взаимоотношения — высшим центром регуляции является кора больших полушарий. Базальные ганглии, средний, продолговатый и спинной мозг подчиняются ее командам.
ЦНС обладает огромной компенсаторной способностью, т.е. может восстанавливать некоторые функции даже после разрушения значительной части нейронов, образующих нервный центр. При повреждении отдельных центров их функции могут перейти к другим структурам мозга, что осуществляется при обязательном участии коры больших полушарий.
Координированная деятельность центральной нервной системы обеспечивает взаимосвязь в работе нервных центров, за счет этого обеспечивается точное выполнение сложных рефлекторных функций
