Высшая нервная деятельность. Физиология целостного организма

Биоэлектрические явления. Генерация потенциала покоя и действия

Биоэлектрические явления в тканях - это разность потенциалов, которая возникает в тканях в процессе нормальной жизнедеятельности. Эти явления можно регистрировать, используя трансмембранный способ регистрации. При этом один электрод располагается на наружной поверхности клетки, другой - на внутренней.

При таком способе регистрируются:

потенциал покоя или мембранный потенциал;

потенциал действия.

Общепринятой теорией возникновения биопотенциалов является мембранно-ионная теория. Согласно ей причина возникновения разности потенциалов - неравномерное распределение ионов по обе стороны клеточной мембраны (в системе цитоплазма - кружающая среда). Авторы этой теории: В.Ю. Чаговец - 1896 г., Бернштейн 1902-1903 гг., Ходжкин, Хаксли, Кац.

Сигналы передаются по нервным клеткам в виде электрических импульсов. Электрофизиологические исследования показали, что мембрана аксона с внутренней стороны заряжена отрицательно по отношению к наружной стороне, и разность потенциалов составляет примерно –65 мВ. Этот потенциал, так называемый потенциал покоя, обусловлен разностью концентраций ионов калия и натрия по разные стороны мембраны.

При стимуляции аксона электрическим током потенциал на внутренней стороне мембраны увеличивается до +40 мВ. Потенциал действия возникает за счет кратковременного увеличения проницаемости мембраны аксона для ионов натрия и входа последних в аксон (около 10–6 % от общего числа ионов Na+ в клетке). Примерно через 0,5 мс повышается проницаемость мембраны для ионов калия; они выходят из аксона, восстанавливая исходный потенциал.

Высшая нервная деятельность свойственна человеку и, в некоторой степени, высокоразвитым животным (например, обезьянам и дельфинам). Её протекание зависит от особенностей нервной системы: силы нервных процессов, их уравновешенности (т.е. соотношением между силой возбуждения и торможения процессов) и подвижности (скоростью смены процессов возбуждения и торможения). В зависимости от сочетания этих свойств выделяют четыре типа нервной деятельности:

- сангвинический (повышенная сила нервных процессов, их уравновешенность и высокая подвижность);

- холерический (повышенная сила нервных процессов и их высокая подвижность, преобладание возбуждения над торможением);

- флегматический (повышенная сила нервных процессов и их уравновешенность, малая подвижность);

- меланхолический (пониженная сила нервных процессов и их низкая подвижность).

Высокая степень силы и подвижности нервных процессов, их уравновешенность обеспечивают более быструю и эффективную реакцию на изменение обстановки. Эти функции могут возрастать под влиянием тренировки, воспитания и соответствующих условий жизни. Приведенная выше классификация была построена Иваном Павловым для изучения нервной деятельности животных и к человеку применима с существенными оговорками.

Высшую нервную деятельность можно рассматривать как работу функциональных систем – объединений механизмов нервной системы, обеспечивающих результативность поведенческого акта. Общую схему реакции на внешний фактор можно представить так: анализ поступившей в головной мозг информации (в частности, получение из центров памяти информации о подобных воздействиях в прошлом и реакции на них), составление программы действия и реализация этого действия с контролем достижения цели.

В случае, когда индивидуум постоянно сталкивается с определённой последовательностью внешних раздражителей, у него может сформироваться динамический стереотип. Динамический стереотип – формирование единого ответа нервной системы на определённую последовательность внешних раздражителей. Динамический стереотип является следствием анализаторной и синтетической деятельности коры, обеспечивает автоматизацию навыков, лёгкое и экономное выполнение требуемых действий. Примерами динамического стереотипа являются привычки человека, простые трудовые навыки. Изменение стереотипа вызывает напряжение элементов коры нервных полушарий и может привести к стрессам.

Субъективные реакции человека и животных на внешние раздражители называются эмоциями. Эмоции бывают положительными (радость, удовольствие, гордость и т.п.), побуждающими субъекта к их достижению и закреплению, и отрицательными (страх, ненависть, неудовольствие и т.п.), направленными на избегание вредных воздействий. Высшим проявлением эмоций у человека являются чувства – обобщение конкретных ситуативных эмоций. Эмоции являются не только реакцией на внешние раздражители, но и являются одним из средств передачи состояния индивидуума.

Вершиной нервной деятельности человека является сознание – психическая деятельность, обеспечивающая обобщённое и целенаправленное отражение окружающего мира, выделение человеком себя из окружающей среды и противопоставление себя ей, предварительное моделирование своих действий и предугадывание их результатов, управление своим поведением (воля) и способность отдавать себе отчёт в своих поступках. Важной особенностью сознательной деятельности является речь. Речь – это средство познания окружающей действительности, обобщённого отражения её свойств; именно благодаря абстрактной речи является возможным существование науки. Речь является средством общения между людьми.

Важной частью сознания является познавательная деятельность. В её основе лежит последовательность нескольких процессов: ощущение (отражение свойств объективного мира, возникающих в результате его воздействия на органы чувств и возбуждения нервных центров головного мозга), восприятие (преобразование информации, поступившей в органы чувств), представление (воспоминание – восстановление в мозге образа отсутствующего предмета или явления – и воображение – создание мысленных ситуаций, никогда не воспринимавшихся человеком в действительности) и мышление (высшая форма познавательного процесса, позволяющая получать знания о таких свойствах реального мира, которые не могут быть непосредственно восприняты на чувственной ступени познания).

Дата добавления: 2015-04-23