Координационные процессы в ЦНС

Нервный центр и его свойства

Нервный центр – функциональное объединение нейронов, расположенных на различных уровнях ЦНС и обеспечивающих регуляцию определенной функции. В узком понимании, это аппарат управления для реализации определенного рефлекса. Свойства нервных центров определяются функциональными свойствами нейронов, входящих в состав центра и свойствами синапсов.

- одностороннее проведение возбуждения (от пресинаптической мембраны к постсинаптической, что обеспечивает поток импульсов по рефлекторной дуге от чувствительных нейронов через вставочные к эфферентным и органу – эффектору);

- задержка проведения возбуждения (на выделение медиатора, диффузию, образование комплекса с рецепторами, на разрушение комплекса необходимо время от 0,5 мс до нескольких секунд при утомлении); латентное время рефлекса определяется в основном длительностью проведения возбуждения через синапсы и является информативным показателем функционального состояния нервных центров;

- суммация возбуждения от многих ВПСП. Различают пространственную – при одновременном поступлении не нейрон импульсов по различным пресинаптическим волокнам (50-100 рецепторов активируют один мотонейрон) и временную – при продолжительной активации одного пресинаптического волокна;

- трансформация ритма: характер ответного разряда нейрона зависит не только от раздражителя, но и от его функционального состояния, т.е. частота передающихся далее импульсов изменяется (при утомлении снижение частоты, при тренировках усвоение ритма: принимающий информацию нейрон подстраивается на ритм приходящих импульсов, что обеспечивает координацию многих нервных центров при физических нагрузках);

- рефлекторное последействие позволяет нейрону быть активным некоторое время после прекращения действия раздражителя (от мин до час), при этом в нейроне происходят структурные и метаболические изменения, которые представляют собой основу кратковременной и долговременной памяти;

- высокая утомляемость (продолжительное функционирование синапса ведет к пре- или постсинаптическому блоку проведения возбуждения).

В организме одновременно реализуется несколько рефлексов. Между ними возможны следующие соотношения: рефлексы взаимно содействуют друг другу – союзные (мигание и слезотечение, слюнообразование и глотание); рефлексы, оказывающие тормозящее влияние - антагонистические (вдоха и выдоха, сгибание и разгибание конечности); результат одного рефлекса вызывает возникновение другого – цепные (циклический двигательный рефлекс). Процессы координации основаны на согласовании 2-х нервных процессов: возбуждения и торможения и являются необходимым условием для реализации сложных рефлекторных реакций в организме.

Торможение в ЦНС (рис. 10). Явление было открыто И.М.Сеченовым в эксперименте: опуская лапку лягушки в кислоту и одновременно раздражая кристаллом соли вышележащие отделы ЦНС, наблюдали задержку или полное отсутствие «кислотного» рефлекса спинного мозга. Один из принципов координации процессов в ЦНС - субординации: вышележащие нервные центры тормозят деятельность нижележащих. Роль торможения: ограничивает распространение возбуждения, способствует концентрации, исключает функционирование ненужных в данный момент органов, предохраняет от перенапряжения (пример - обучение двигательным действиям).

В ЦНС имеются тормозные нейроны: клетки Реншоу в спинном мозге, клетки Пуркинье в мозжечке и т.д. Аксон любого мотонейрона при выходе из спинного мозга образует коллатераль к тормозной клетке Реншоу, которая посылает аксон на этот же нейрон и на нейроны, находящиеся с 1-м в реципрокных отношениях. При возбуждении 1-го нейрона импульсы поступают к мышечным волокнам и через тормозную клетку к «возвращаются» к нему; возвратное торможение – механизм саморегуляции нейрона: чем сильнее выражено возбуждение мотонейрона, тем более выражен тормозящий эффект. При движении возникает конкуренция между мышцами – сгибателями и мышцами – разгибателями. Возбуждение мотонейронов сгибателей посредством клетки Реншоу вызывает сопряженное торможение нейронов разгибателей – другой принцип координации рефлекторной деятельности ЦНС.

А.А.Ухтомский (1923) обнаружил, что текущая деятельность организма определяется доминантой – господствующим очагом возбуждения. Доминанта возникает при повышенном уровне возбудимости нейронов центра под влиянием нервных и гуморальных раздражителей, способна «притягивать «к себе возбуждения с соседних участков, вызывая сопряженное торможение других нервных центров. Принцип доминанты позволяет строить поведение для достижения цели, позволяет концентрировать внимание. В процессе спортивной тренировки происходит сонастраивание нейронов в доминантную систему, обеспечивающую выполнение локомоций и адекватное повышение функций системы транспорта кислорода.

Принцип обратной афферентации (связи) позволяет оценить по информации от рецепторов об исполнении предыдущего рефлекса: орган – эффектор исполнил рефлекс, рецепторы отреагировали сигналами в ЦНС (таким образом поддерживаются все постоянные гомеостаза: температура, артериальное давление и т.д.)

Принцип общего конечного пути открыт Шеррингтоном. Чувствительных нейронов в организме больше, чем эфферентных. Импульсы, приходящие в ЦНС по разным афферентным волокнам могут сходиться (конвергировать) к одним вставочным и эфферентным нейронам. Один и тот же мотонейрон рассматривается как общий конечный путь различных рефлекторных реакций.

Дата добавления: 2014-10-23