Функции центральной нервной системы.
Организм человека представляет собой сложную высокоорганизованную систему, состоящую из функционально связанных между собой клеток, тканей, органов и их систем.
Эту взаимосвязь функций, их согласованное функционирование обеспечивает центральная нервная система. ЦНС регулирует все процессы, протекающие в организме, поэтому с ее помощью происходят наиболее адекватные изменения работы различных органов, направленные на обеспечение той или иной его деятельности.
ЦНС также осуществляет связь организма с внешней средой, путем анализа и синтеза поступающей к ней разнообразной информации от рецепторов. Она выполняет функции регулятора поведения, необходимого в конкретных условиях существования. Это обеспечивает адекватное приспособление к окружающему миру. Кроме того с функциями ЦНС связаны процессы, лежащие в основе психической деятельности человека.
Структурно-функциональной единицей ЦНС является нейрон (нервная клетка).
Он состоит из тела (сомы) и отростков — многочисленных дендритов и одного аксона. Дендриты обычно сильно ветвятся и образуют множество синапсов с другими клетками, что определяет их ведущую роль в восприятии нейроном информации. Аксон начинается от тела клетки аксонным холмиком , функцией которого является генерация нервного импульса, который по аксону проводится к другим клеткам. Аксон сильно ветвится, образуя множество коллатералей, терминали которых образуют синапсы с другими клетками. Мембрана аксона в области синапса содержит специфические рецепторы, способные реагировать на различные медиаторы или нейромодуляторы. Поэтому процесс выделения медиатора пресинаптическими окончаниями может эффективно регулироваться другими нейронами. Кроме того, мембрана окончаний содержит большое число потенциалозависимых кальциевых каналов, через которые ионы кальция поступают внутрь окончания при его возбуждении.
Степень возбудимости разных участков нейрона неодинакова, она самая высокая в области аксонного холмика, в области тела нейрона она значительно ниже и самая низкая у дендритов.
Помимо нейронов в ЦНС имеются глиальные клетки , занимающие половину объема мозга. Периферические аксоны также окружены оболочкой из глиальных клеток — швановских клеток. Нейроны и глиальные клетки разделены межклеточными щелями, которые сообщаются друг с другом и образуют заполненное жидкостью межклеточное пространство нейронов и глии. Через это пространство происходит обмен веществами между нервными и глиальными клетками. Функции клеток глии многообразны:
Строение и функции нервной ткани
... - Афферентные нейроны (синонимы - чувствительные, рецепторные, центростремительные), как правило, являются ложноуниполярными нервными клетками. Тела этих нейронов располагаются не в ЦНС, а в спинномозговых или чувствительных узлах ... числа нейронов ЦНС. Область влияния вставочных нейронов определяется их строением, в том числе длиной аксона и числом коллатералей. По своей функции они могут быть ...
- они являются для нейронов опорным, защитным и трофическим аппаратом, поддерживают определенную концентрацию ионов кальция и калия в межклеточном пространстве;
- активно поглощают нейромедиаторы, ограничивая таким образом время их действия и другие функции.
Аксоны, помимо функции проведения возбуждения, являются каналами для транспорта различных веществ. Белки и медиатор, синтезированные в теле клетки, органеллы и другие вещества могут перемещаться по аксону к его окончанию. Это перемещение веществ получило название аксонного транспорта . Существует два его вида — быстрый и медленный аксонный транспорт.
Рефлекторная теория.
Основным механизмом деятельности ЦНС является рефлекс. Рефлекс- это ответная реакция организма на действия раздражителя, осуществляемая с участием ЦНС и направленная на достижение полезного результата.
Рефлекс в переводе с латинского языка означает «отражение». Впервые термин «отражение» или «рефлектирование» был применен Р. Декартом (1595-1650) для характеристики реакций организма в ответ на раздражение органов чувств. Он первым высказал мысль о том, что все проявления эффекторной активности организма вызываются вполне реальными физическими факторами. После Р. Декарта представление о рефлексе было развито чешским исследователем Т. Прохазкой, который развил учение об отражательных действиях. В это время уже было отмечено, что у спинальных животных движения наступают в ответ на раздражение определенных участков кожи, а разрушение спинного мозга ведет к их исчезновению.
метод условных рефлексов, с
Структурной основой рефлекса, его материальным субстратом является рефлекторная дуга — совокупность морфологических структур, которая обеспечивает осуществление рефлекса (путь, по которому проходит возбуждение при осуществлении рефлекса).
полезного приспособительного результата,
- рецептор;
- афферентный нервный путь;
- нервный центр;
- эфферентный нервный путь;
- рабочий орган (эффектор);
- обратная афферентация (рис. 8).
Анализ структурной основы рефлекса проводится путем последовательного выключения отдельных звеньев рефлекторного кольца (рецептора, афферентного и эфферентного пути, нервного центра) При выключении любого звена рефлекторного кольца рефлекс исчезает. Следовательно, для осуществления рефлекса необходима целостность всех звеньев его морфологической основы.
иррадиации возбуждения
направленная
бессистемная
Рис. 9. Схема явления конвергенции (А) и дивергенции (иррадиации) (Б) возбуждения в центральной нервной системе.
конвергенции возбуждений
Основные свойства нервных центров, Нервный центр —
Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств, обусловленных объединением нейронов в нейронные сети и наличием межнейрональных синапсов.
Основные из этих свойств:
Нервные центры и их свойства
... обладающие собственным автоматизмом; им присуща способность периодически генерировать нервные импульсы. Из представления о нервных центрах следует, что разные функции организма регулируются различными частями нервной системы. Локализацию нервных центров ... не только процесс возбуждения, но и противоположный ему процесс - торможение. 1.2 Строение и работа синапсов Взаимодействие нейронов между собой ...
односторонне —
медленнее,
суммация возбуждений.
временная
пространственная
Рис. 10. Схема временной (а) и пространственной (б) суммации возбуждений в центральной нервной системе.
Трансформация ритма возбуждения —
- понижающая трансформация,
- повышающая трансформация,
Рис. 11. Схема умножения (мультипликации) возбуждения в центральной нервной
Рефлекторное последействие
- длительной следовой деполяризацией мембраны нейрона, на фоне которой могут возникать несколько потенциалов действия, обеспечивающих кратковременное рефлекторное последействие;
- пролонгированием
Рис. 12. Схема пролонгирования возбуждения (нейронной ловушки) в центральной нервной системе.
6. Нервные центры, как и синапсы, обладают высокой чувствительностью к недостатку кислорода.
7. Нервные центры, как и синапсы, обладают высокой чувствительностью к действию различных химических веществ, особенно ядов. На одном нейроне могут располагаться синапсы, обладающие различной чувствительностью к различным химическим веществам.
Поэтому можно подобрать такие химические вещества, которые избирательно будут блокировать одни синапсы, оставляя другие в рабочем состоянии. Это делает возможным корректировать состояния и реакции как здорового, так и больного организма.
8. Нервные центры, как и синапсы, обладают быстрой утомляемостью в отличие от нервных волокон, которые считаются практически неутомляемыми.
9. Нервные центры, как и синапсы, обладают низкой лабильностью.
10. В нервных центрах легко возникает процесс торможения.
11. Нервные центры обладают тонусом, который выражается в том, что даже при отсутствии специальных раздражении, они постоянно посылают импульсы к рабочим органам.
12. Нервные центры, как и синапсы, обладают низкой аккомодационной способностью, т. е. они способны реагировать на раздражающие факторы, медленно нарастающие по силе.
13. Нервные центры обладают пластичностью — способностью изменять собственное функциональное назначение и расширять свои функциональные возможности.
14. Посттетаническая потенциация — явление усиления рефлекторного ответа после длительного ритмического раздражения нервного центра. Оно обусловлено сохранением определенного уровня ВПСП на нейронах центра, что облегчает проведение последующих возбуждений через синапсы.
Принципы, лежащие в основе координационной деятельности ЦНС.
доминанты
- повышенной возбудимостью;
- стойкостью возбуждения (инертностью), т. к. трудно подавить другим возбуждением;
- способностью к суммации субдоминантных возбуждений;
- способностью тормозить субдоминантные очаги возбуждения, в функционально различных нервных центрах.
пространственного облегчения.
Физиологические свойства нервных центров
... дыхательные мышцы. Физиологические свойства нервных центров определяют характер ответных реакций. Эти свойства в значительной мере связаны с особенностями проведения нервных импульсов через синапсы, соединяющие различные нервные клетки. 2. Одностороннее проведение возбуждения В отличие ...
Рис. 13. Схема явления облегчения (А) и окклюзии (Б).
Кругами обозначены центральные зоны (сплошная линия) и подпороговая «кайма» (пунктирная линия) популяции нейронов.
окклюзии.
обратной связи.
Обратные связи можно подразделять по различным признакам. Например, по скорости действия — быстрая (нервная) и медленная (гуморальная) и т. д.
Можно привести множество примеров проявления эффектов обратной связи. Например, в нервной системе так осуществляется регулирование активности мотонейронов. Суть процесса заключается в том, что импульсы возбуждения, распространяющиеся по аксонам мотонейронов, достигают не только мышц, но и специализированных промежуточных нейронов (клеток Реншоу), возбуждение которых тормозит активность мотонейронов. Данный эффект известен как процесс возвратного торможения.
В качестве примера с положительной обратной связью можно привести процесс возникновения потенциала действия. Так при формировании восходящей части ПД деполяризация мембраны увеличивает ее натриевую проницаемость, которая, в свою очередь, увеличивая натриевый ток, увеличивает деполяризацию мембраны.
Велико значение механизмов обратной связи в поддержании гомеостаза. Так, например, поддержание константного уровня кровяного давления осуществляется за счет изменения импульсной активности барорецепторов сосудистых рефлексогенных зон, которые измененяют тонус вазомоторных симпатических нервов и таким образом нормализуют кровяное давление.
реципрокности
общего конечного пути.
Процессы торможения в центральной нервной системе.
В центральной нервной системе постоянно функционируют два основных, взаимосвязанных процесса — возбуждение и торможение.
Торможение —
диффузная
Теории торможения
бинарно-химической,
Классификация центрального торможения.
- по электрическому состоянию мембраны — деполяризационное и гиперполяризационное;
- по отношению к синапсу — пресинаптическое и постсинаптическое;
- по нейрональной организации — поступательное, латеральное (боковое), возвратное, реципрокное.
Постсинаптическое торможение развивается в условиях, когда медиатор, выделяемый нервным окончанием, изменяет свойства постсинаптической мембраны таким образом, что способность нервной клетки генерировать процессы возбуждения подавляется. Постсинаптическое торможение может быть деполяризационным, если в его основе лежит процесс длительной деполяризации, и гиперполяризационным, если — гиперполяризации.
Пресинаптическое
Рис. 14. Пресинаптическое торможение (схема): Н — нейрон, возбуждаемый афферентными импульсами, приходящими по волокну 1; Т — нейрон, образующий тормозные синапсы на пресинаптических разветвлениях волокна 1; 2 — афферентные волокна, вызывающие активность тормозного нейрона Т.
Поступательное
Реферат торможение в центральной нервной системе
... разных отделов нервной системы. Например, к одному и тому же нейрону могут конвергировать импульсы от слуховых, зрительных, кожных рецепторов. 2. Принцип иррадиации. Возбуждение или торможение, возникнув в одном нервном центре ...
Рис. 15. Схема поступательного торможения. Т — тормозньй нейрон
Возвратное
Рис. 16. Схема возвратного торможения. Коллатерали аксона мотонейрона (1) контактируют с телом клетки Реншоу (2), короткий аксон которой, разветвляясь, образует тормозные синапсы на мотонейронах 1 и 3.
Латеральное
Рис. 17. Схема латерального (бокового) торможения. Т — тормозный нейрон.
Именно латеральное торможение обеспечивает, в основном, системную (направленную) иррадиацию возбуждения в ЦНС.
Реципрокное
Рис. 18. Схема реципрокного торможения. 1 — четырехглавая мышца бедра; 2 — мышечное веретено; 3 — сухожильный рецептор Гольджи; 4 — рецепторные клетки спиномозгового ганглия; 4а — нервная клетка, воспринимающая импульсы от мышечного веретена; 4б — нервная клетка, воспринимающая имульсы от рецептора Гольджи; 5 — мотонейроны, иннервирующие мышцы-разгибатели; 6 — тормозный промежуточный нейрон; 7 — возбуждающий промежуточный нейрон; 8 — мотонейроны, иннервирующие мышцы-сгибатели; 9 — мышца-сгибатель; 10 — моторные нервные окончания в мышцах; 11 — нервное волокно от сухожильного рецептора Гольджи.
