Ogólne zasady czynności koordynacyjnych ośrodkowego układu nerwowego. Zasady leżące u podstaw czynności koordynacyjnych ośrodkowego układu nerwowego. Metody badania ośrodkowego układu nerwowego

1. Zasada dominacji została sformułowana przez A. A. Ukhtomsky'ego jako podstawowa zasada działania ośrodków nerwowych. Zgodnie z tą zasadą działania system nerwowy Cechą charakterystyczną jest obecność w ośrodkowym układzie nerwowym dominujących (dominujących) ognisk pobudzenia w danym okresie czasu, w ośrodkach nerwowych, które determinują kierunek i charakter funkcji organizmu w tym okresie. Dominujące ognisko wzbudzenia charakteryzuje się następującymi właściwościami:

* zwiększona pobudliwość;

* trwałość wzbudzenia (bezwładność), ponieważ trudno jest stłumić inne wzbudzenie;

* umiejętność sumowania wymuszeń subdominujących;

* zdolność do hamowania subdominujących ognisk pobudzenia w funkcjonalnie różnych ośrodkach nerwowych.

2. Zasada ulgi przestrzennej. Przejawia się to w tym, że całkowita reakcja organizmu na jednoczesne działanie dwóch stosunkowo słabych bodźców będzie większa niż suma reakcji uzyskanych podczas ich odrębnego działania. Powodem ulgi jest fakt, że akson neuronu doprowadzającego w synapsach ośrodkowego układu nerwowego z grupą komórki nerwowe, w którym wyróżnia się strefę centralną (próg) i peryferyjną (podprogową) „granicę”. Neurony zlokalizowane w strefie centralnej otrzymują od każdego neuronu doprowadzającego wystarczającą liczbę zakończeń synaptycznych (na przykład 2) (ryc. 13), aby utworzyć potencjał czynnościowy. Neuron w strefie podprogowej otrzymuje od tych samych neuronów mniejszą liczbę zakończeń (po 1), więc ich impulsy doprowadzające będą niewystarczające, aby spowodować wygenerowanie potencjałów czynnościowych w neuronach „granicznych”, a nastąpi jedynie wzbudzenie podprogowe. W rezultacie, przy oddzielnej stymulacji neuronów doprowadzających 1 i 2, powstają reakcje odruchowe, których całkowite nasilenie zależy tylko od neuronów strefy centralnej (3). Ale przy jednoczesnej stymulacji neuronów doprowadzających potencjały czynnościowe są generowane również przez neurony w strefie podprogowej. Dlatego nasilenie takiej całkowitej reakcji odruchowej będzie większe. Zjawisko to nazywa się centralnym ulga. Częściej obserwuje się go, gdy organizm jest narażony na działanie słabych substancji drażniących.

3. Zasada okluzji. Zasada ta jest przeciwieństwem facylitacji przestrzennej i polega na tym, że dwa wejścia doprowadzające wspólnie pobudzają mniejszą grupę neuronów ruchowych w porównaniu z efektami ich oddzielnej aktywacji; przyczyną okluzji jest to, że wejścia doprowadzające na skutek zbieżności , są częściowo adresowane do tych samych neuronów ruchowych, które są hamowane, gdy oba wejścia zostaną aktywowane jednocześnie (ryc. 13). Zjawisko okluzji objawia się w przypadku zastosowania silnej stymulacji aferentnej.

4. Zasada sprzężenia zwrotnego. Procesy samoregulacji w organizmie przypominają procesy techniczne, które polegają na automatycznej regulacji procesu za pomocą sprzężenia zwrotnego. Obecność sprzężenia zwrotnego pozwala nam skorelować intensywność zmian parametrów systemu z jego działaniem jako całością. Połączenie między wyjściem systemu a jego wejściem z dodatnim wzmocnieniem nazywa się dodatnim sprzężeniem zwrotnym, a przy ujemnym wzmocnieniu nazywa się ujemnym sprzężeniem zwrotnym. W systemy biologiczne pozytywny Informacja zwrotna wdrażane głównie w sytuacjach patologicznych. Negatywne sprzężenie zwrotne poprawia stabilność systemu, czyli jego zdolność do powrotu do stanu pierwotnego po ustaniu wpływu czynników zakłócających.

Informacje zwrotne można podzielić według różnych kryteriów. Na przykład według szybkości działania - szybki (nerwowy) i wolny (humoralny) itp.

Istnieje wiele przykładów efektów sprzężenia zwrotnego. Na przykład w układzie nerwowym w ten sposób regulowana jest aktywność neuronów ruchowych. Istota procesu polega na tym, że impulsy wzbudzenia rozchodzące się wzdłuż aksonów neuronów ruchowych docierają nie tylko do mięśni, ale także do wyspecjalizowanych neuronów pośrednich (komórek Renshawa), których wzbudzenie hamuje aktywność neuronów ruchowych. Efekt ten znany jest jako proces hamowania nawracającego.

Przykładem pozytywnego sprzężenia zwrotnego jest proces generowania potencjału czynnościowego. Zatem podczas tworzenia wstępującej części AP depolaryzacja błony zwiększa jej przepuszczalność sodu, co z kolei zwiększa depolaryzację błony.

Znaczenie mechanizmów sprzężenia zwrotnego w utrzymaniu homeostazy jest ogromne. Na przykład utrzymanie stałego poziomu odbywa się poprzez zmianę aktywności impulsowej baroreceptorów stref odruchowych naczyń, które zmieniają napięcie współczulnych nerwów naczynioruchowych, a tym samym normalizują ciśnienie krwi.

5. Zasada wzajemności (łączenie, koniugacja, wzajemne wykluczanie). Odzwierciedla charakter relacji pomiędzy ośrodkami odpowiedzialnymi za realizację przeciwstawnych funkcji (wdech i wydech, zgięcie i wyprost kończyny itp.). Na przykład aktywacja proprioceptorów mięśnia zginacza jednocześnie pobudza neurony ruchowe mięśnia zginacza i hamuje neurony ruchowe mięśnia prostownika poprzez interkalarne neurony hamujące (ryc. 18). Wzajemne hamowanie odgrywa ważną rolę w automatycznej koordynacji aktów motorycznych,

Zasada wspólnej ścieżki końcowej. Neurony efektorowe ośrodkowego układu nerwowego (głównie neurony ruchowe). rdzeń kręgowy), będąc ostatnimi w łańcuchu składającym się z neuronów aferentnych, pośrednich i efektorowych, mogą być zaangażowane w realizację różne reakcje organizmu poprzez dochodzące do niego bodźce duża liczba neurony doprowadzające i pośrednie, dla których stanowią drogę końcową (drogę od ośrodkowego układu nerwowego do efektora). Na przykład na neuronach ruchowych przednich rogów rdzenia kręgowego, które unerwiają mięśnie kończyn, kończą się włókna neuronów doprowadzających, neurony przewodu piramidowego i układu pozapiramidowego (jądra móżdżku, tworzenie siatkowe i wiele innych struktur). Dlatego te neurony ruchowe, które zapewniają odruchową aktywność kończyny, są uważane za ostateczną ścieżkę ogólna realizacja na granicy wielu wpływów nerwowych.

33. PROCESY HAMOWANIA W CENTRALNYM UKŁADIE NERWOWYM.

W ośrodkowym układzie nerwowym stale funkcjonują dwa główne, wzajemnie powiązane procesy - pobudzenie i hamowanie.

Hamowanie- to jest aktywne proces biologiczny, mające na celu osłabienie, zatrzymanie lub uniemożliwienie wystąpienia procesu wzbudzenia. Zjawisko hamowania ośrodkowego, czyli hamowania w ośrodkowym układzie nerwowym, odkrył I.M. Sechenov w 1862 roku w eksperymencie zwanym „eksperymentem hamowania Sechenowa”. Istota doświadczenia: u żaby na nacięcie guzków wzrokowych umieszczono kryształ soli kuchennej, co spowodowało wydłużenie czasu odruchów motorycznych, czyli ich zahamowanie. Czas odruchu to czas od początku stymulacji do początku reakcji.

Hamowanie w ośrodkowym układzie nerwowym spełnia dwie główne funkcje. Po pierwsze, koordynuje funkcje, to znaczy kieruje wzbudzenie określonymi ścieżkami do określonych ośrodków nerwowych, wyłączając jednocześnie te ścieżki i neurony, których aktywność jest w ten moment nie jest potrzebne do uzyskania określonego wyniku adaptacyjnego. Znaczenie tej funkcji procesu hamowania dla funkcjonowania organizmu można zaobserwować w doświadczeniu z podaniem strychniny zwierzęciu. Strychnina blokuje synapsy hamujące w ośrodkowym układzie nerwowym (głównie glicynergiczne), a tym samym eliminuje podstawę powstawania procesu hamowania. W tych warunkach podrażnienie zwierzęcia powoduje nieskoordynowaną reakcję, która opiera się na rozproszonym (uogólnionym) napromieniowaniu wzbudzenia. W takim przypadku działalność adaptacyjna staje się niemożliwa. Po drugie, hamowanie pełni funkcję ochronną lub ochronną, chroniąc komórki nerwowe przed nadmiernym pobudzeniem i wyczerpaniem pod wpływem wyjątkowo silnych i długotrwałych bodźców.

TEORIE HAMOWANIA. N. E. Vvedensky (1886) wykazał, że bardzo częsta stymulacja nerwu preparatu nerwowo-mięśniowego powoduje skurcze mięśni w postaci gładkiego tężca, którego amplituda jest niewielka. N. E. Vvedensky uważał, że w preparacie nerwowo-mięśniowym, przy częstym podrażnieniu, zachodzi proces hamowania pesymalnego, tj. hamowanie jest niejako konsekwencją nadmiernego pobudzenia. Obecnie ustalono, że jego mechanizmem jest długotrwała, stagnacyjna depolaryzacja błony komórkowej, spowodowana nadmiarem przekaźnika (acetylocholiny) uwalnianego podczas częstej stymulacji nerwu. Błona całkowicie traci pobudliwość na skutek inaktywacji kanałów sodowych i nie jest w stanie reagować na pojawienie się nowych wzbudzeń, uwalniając nowe części nadajnika. Zatem pobudzenie zamienia się w proces odwrotny - hamowanie. Zatem pobudzenie i hamowanie są jakby jednym i tym samym procesem, powstającym w tych samych strukturach, przy udziale tego samego mediatora. Ta teoria hamowania nazywana jest unitarno-chemiczną lub monistyczną.

Nadajniki na błonie postsynaptycznej mogą powodować nie tylko depolaryzację (EPSP), ale także hiperpolaryzację (IPSP). Mediatory te zwiększają przepuszczalność błony subsynaptycznej dla jonów potasu i chloru, w wyniku czego błona postsynaptyczna ulega hiperpolaryzacji i następuje IPSP. Tę teorię hamowania nazywa się binarno-chemiczną, zgodnie z którą hamowanie i pobudzenie rozwijają się według różnych mechanizmów, przy udziale odpowiednio mediatorów hamujących i pobudzających.

KLASYFIKACJA HAMULCA CENTRALNEGO.

Hamowanie w ośrodkowym układzie nerwowym można klasyfikować według różnych kryteriów:

*w zależności od stanu elektrycznego błony - depolaryzacyjna i hiperpolaryzacyjna;

* w odniesieniu do synapsy - presynaptycznej i postsynaptycznej;

* według organizacji neuronalnej - translacyjna, boczna (boczna), nawracająca, wzajemna.

Hamowanie postsynaptyczne rozwija się w warunkach, gdy przekaźnik uwalniany przez zakończenie nerwowe zmienia właściwości błony postsynaptycznej w taki sposób, że dochodzi do zahamowania zdolności komórki nerwowej do generowania procesów wzbudzenia. Hamowanie postsynaptyczne może mieć charakter depolaryzacyjny, jeśli opiera się na procesie długotrwałej depolaryzacji, i hiperpolaryzujący, jeśli opiera się na hiperpolaryzacji.

Hamowanie presynaptyczne Jest to spowodowane obecnością międzykalarnych neuronów hamujących, które tworzą synapsy aksoaksonalne na zakończeniach doprowadzających, które są presynaptyczne w stosunku na przykład do neuronu ruchowego. W każdym przypadku aktywacja interneuronu hamującego powoduje depolaryzację błony zakończeń doprowadzających, pogarszając warunki przewodzenia przez nie AP, co w ten sposób zmniejsza ilość uwalnianego przez nie przekaźnika, a w konsekwencji skuteczność synaptyczna transmisja pobudzenia do neuronu ruchowego, co zmniejsza jego aktywność (ryc. 14). Mediatorem w takich synapsach aksonalnych jest najwyraźniej GABA, co powoduje wzrost przepuszczalności błony dla jonów chloru, które opuszczają końcówkę i częściowo, ale trwale ją depolaryzują.

Progresywne hamowanie ze względu na włączenie neuronów hamujących wzdłuż ścieżki wzbudzenia (ryc. 15).

Hamowanie powrotne przeprowadzane przez interkalarne neurony hamujące (komórki Renshawa). Impulsy z neuronów ruchowych, poprzez zabezpieczenia wychodzące z ich aksonu, aktywują komórkę Renshawa, co z kolei powoduje zahamowanie wyładowań tego neuronu ruchowego (ryc. 16). To hamowanie jest realizowane dzięki synapsom hamującym utworzonym przez komórkę Renshawa na ciele neuronu ruchowego, który ją aktywuje. W ten sposób z dwóch neuronów powstaje obwód z ujemnym sprzężeniem zwrotnym, co pozwala ustabilizować częstotliwość wyładowań neuronu ruchowego i stłumić jego nadmierną aktywność.

Hamowanie boczne (boczne).. Komórki interkalarne tworzą synapsy hamujące na sąsiadujących neuronach, blokując boczne ścieżki propagacji wzbudzenia (ryc. 17). Wzbudzenie w takich przypadkach kierowane jest wyłącznie po ściśle określonej ścieżce. To hamowanie boczne zapewnia głównie ogólnoustrojowe (ukierunkowane) napromienianie wzbudzenia do ośrodkowego układu nerwowego.

Wzajemne hamowanie. Przykładem wzajemnego hamowania jest hamowanie antagonistycznych ośrodków mięśniowych. Istotą tego typu hamowania jest to, że pobudzenie proprioceptorów mięśni zginaczy powoduje jednocześnie aktywację neuronów ruchowych tych mięśni oraz interkalarnych neuronów hamujących (ryc. 18). Pobudzenie interneuronów prowadzi do postsynaptycznego hamowania neuronów ruchowych mięśni prostowników.

Jaka zasada leży u podstaw funkcjonowania układu nerwowego? Co to jest odruch? Nazwij części łuku odruchowego, ich położenie i funkcje.

Funkcjonowanie układu nerwowego opiera się na zasadzie odruchu.

Odruch to reakcja organizmu na pobudzenie receptorów, realizowana przy udziale ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Droga, wzdłuż której zachodzi odruch, nazywana jest łukiem odruchowym. Łuk odruchowy składa się z następujących elementów:

Receptor odbierający irytację;

Wrażliwy (dośrodkowy) szlak nerwowy, przez który pobudzenie jest przekazywane z receptora do ośrodkowego układu nerwowego;

Ośrodek nerwowy - grupa interneuronów zlokalizowanych w ośrodkowym układzie nerwowym i przekazujących impulsy nerwowe z komórek nerwowych czuciowych do ruchowych;

Szlak nerwu ruchowego (odśrodkowego) przenosi pobudzenie z centralnego układu nerwowego do narządu wykonawczego (mięśnia itp.), którego aktywność zmienia się w wyniku odruchu.

Najprostsze łuki odruchowe składają się z dwóch neuronów (odruch kolanowy) i zawierają neurony czuciowe i ruchowe. Łuki odruchowe większości odruchów obejmują nie dwa, ale większą liczbę neuronów: czuciowych, jednego lub więcej interkalarnych i motorycznych. Za pośrednictwem interneuronów odbywa się komunikacja z leżącymi nad nimi częściami ośrodkowego układu nerwowego i przekazywana jest informacja o adekwatności reakcji narządu wykonawczego (pracującego) na otrzymany bodziec.

3-1. Jaka zasada leży u podstaw działania układu nerwowego? Narysuj schemat jego realizacji.

3-2. Wymień odruchy obronne występujące przy podrażnieniu błony śluzowej oczu, jamy nosowej, jamy ustnej, gardła i przełyku.

3-3. Sprawdź odruch wymiotny według wszystkich kryteriów klasyfikacji.

3-4. Dlaczego czas odruchu zależy od liczby interneuronów?

3-5. Czy można zarejestrować potencjał czynnościowy nerwu A, jeśli nerw B zostanie pobudzony w warunkach eksperymentalnych pokazanych na wykresie (w punkcie 1)? Co się stanie, jeśli podrażnisz nerw A w punkcie 2?

3-6. Czy neuron będzie pobudzony, jeśli jednocześnie zastosuje się do niego bodźce podprogowe wzdłuż kilku aksonów? Dlaczego?

3-7. Jaka musi być częstotliwość bodźców drażniących, aby pobudzenie podprogowe spowodowało pobudzenie neuronu? Podaj odpowiedź w sposób ogólny.

3-8. Neuron A jest stymulowany wzdłuż dwóch zbliżających się do niego aksonów z częstotliwością 50 g. Z jaką częstotliwością neuron A może wysyłać impulsy wzdłuż całego aksonu?

3-9. Co dzieje się z neuronem ruchowym rdzenia kręgowego, gdy komórka Renshawa jest pobudzona?

3-10. Sprawdź, czy tabela jest poprawnie skompilowana:

3-11. Załóżmy, że pokazane poniżej wzbudzenie ośrodka wystarczy do uwolnienia dwóch kwantów nadajnika dla każdego neuronu. Jak zmieni się wzbudzenie ośrodka i funkcja regulowanych przez niego urządzeń, jeśli zamiast jednego aksonu zostaną jednocześnie pobudzone aksony A i B? Jak nazywa się to zjawisko?

3-12. Do pobudzenia neuronów tego ośrodka wystarczą dwa kwanty nadajnika. Wymień, które neurony ośrodka nerwowego zostaną pobudzone, jeśli stymulacja zostanie zastosowana do aksonów A i B, B i C, A, B i C? Jak nazywa się to zjawisko?

3-13. Jakie są główne zalety regulacja nerwowa funkcje w porównaniu z humoralnymi?

3-14. Długotrwałe podrażnienie nerwu somatycznego powoduje zmęczenie mięśni. Co stanie się z mięśniem, jeśli teraz połączymy podrażnienie nerwu współczulnego prowadzącego do tego mięśnia? Jak nazywa się to zjawisko?

3-15. Rysunek przedstawia kymogramy odruchu kolanowego kota. Podrażnienie jakich struktur śródmózgowia powoduje zmiany odruchów pokazane na kymogramach 1 i 2?

3-16. Podrażnienie jakiej struktury śródmózgowia powoduje reakcję pokazaną na danym elektroencefalogramie? Jak nazywa się ta reakcja?

Rytm alfa Rytm beta

3-17. Na jakim poziomie należy przeciąć pień mózgu, aby wystąpiły zmiany w napięciu mięśniowym pokazane na rysunku? Jak nazywa się to zjawisko?

3-18. Jak zmieni się napięcie przednich i tylnych kończyn u zwierzęcia opuszkowego, gdy jego głowa zostanie odrzucona do tyłu?

3-19. Jak zmieni się napięcie mięśni przednich i tylnych kończyn zwierzęcia opuszkowego, gdy jego głowa będzie pochylona do przodu?

3-20. Zaznacz w EEG fale alfa, beta, theta i delta oraz podaj ich charakterystykę częstotliwościową i amplitudową.

3-21. Mierząc pobudliwość somy, dendrytów i wzgórka aksonu neuronu, uzyskano następujące liczby: reobaza różnych części komórki okazała się równa 100 mV, 30 mV, 10 mV. Powiedz mi, które części komórki odpowiadają poszczególnym parametrom?

3-22. Mięsień o masie 150 g spożył 20 ml w ciągu 5 minut. tlen. Ile mniej więcej tlenu na minutę zużywa 150 g w tych warunkach? Tkanka nerwowa?

3-23. Co dzieje się w ośrodku nerwowym, jeśli do jego neuronów docierają impulsy z częstotliwością, przy której acetylocholina nie ma czasu na całkowite zniszczenie przez cholinoesterazę i gromadzi się w dużych ilościach na błonie postsynaptycznej?

3-24. Dlaczego po podaniu strychniny żaby doświadczają drgawek w odpowiedzi na jakiekolwiek, nawet najmniejsze podrażnienie?

3-25. Jak zmieni się skurcz leku nerwowo-mięśniowego, jeśli do perfundowanego płynu doda się cholinoesterazę lub oksydazę aminową?

3-26. Dwa miesiące temu usunięto psu móżdżek. Jakie objawy dysfunkcji motorycznych można wykryć u tego zwierzęcia?

3-27. Co dzieje się z rytmem alfa w EEG u ludzi, gdy na oczy stosuje się stymulację światłem i dlaczego?

3-28. Które z przedstawionych krzywych odpowiadają potencjałowi czynnościowemu (AP), pobudzającemu potencjałowi postsynaptycznemu (EPSP) i hamującemu potencjałowi postsynaptycznemu (IPSP)?

3-29. U pacjenta występuje całkowite pęknięcie rdzenia kręgowego pomiędzy odcinkiem piersiowym i lędźwiowym. Czy będzie miał zaburzenia defekacji i oddawania moczu, a jeśli tak, to jak będą się one objawiać w różnych momentach po urazie?

3-30. U mężczyzny na skutek rany postrzałowej w okolicy pośladka rozwinął się niegojący się wrzód na podudziu. Jak wytłumaczyć jego wygląd?

3-31. Siatkowatość pnia mózgu zwierzęcia zostaje zniszczona. Czy w tych warunkach może wystąpić zjawisko hamowania Sechenowa?

3-32. Kiedy kora mózgowa jest podrażniona, pies wykonuje ruchy przednimi łapami. Jak myślisz, który obszar mózgu jest stymulowany?

3-33. Zwierzęowi wstrzyknięto dużą dawkę chloropromazyny, która blokuje wstępujący układ aktywujący tworzenie siatkowate pnia mózgu. Jak zmienia się zachowanie zwierzęcia i dlaczego?

3-34. Wiadomo, że podczas narkotycznego snu podczas operacji znieczulający stale monitoruje reakcję źrenic pacjenta na światło. W jakim celu to robi i jaki może być powód braku tej reakcji?

3-35. Pacjentka jest leworęczna i cierpi na afazję ruchową. Jaki obszar kory mózgowej jest dotknięty?

3-36. Pacjent jest praworęczny i nie pamięta nazw przedmiotów, ale poprawnie opisuje ich przeznaczenie. Jaki obszar mózgu jest dotknięty u tej osoby?

3-37. Włókno mięśniowe ma zazwyczaj jedną płytkę końcową, a potencjał każdej płytki końcowej przekracza poziom progowy. Na neuronach centralnych znajdują się setki i tysiące synaps, a EPSP poszczególnych synaps nie osiągają poziomu progowego. Jakie jest fizjologiczne znaczenie tych różnic?

3-38. Dwóch studentów postanowiło udowodnić w eksperymencie, że napięcie mięśni szkieletowych utrzymuje się odruchowo. Na haczyku zawieszono dwie żaby kręgosłupa. Ich dolne łapy były lekko schowane, co wskazywało na obecność napięcia. Następnie pierwszy uczeń przeciął przednie korzenie rdzenia kręgowego, a drugi tylne. Obie żabie nogi zwisały jak bicze. Który uczeń poprawnie przeprowadził doświadczenie?

3-39. Dlaczego chłodzenie mózgu może wydłużyć czas trwania okresu śmierć kliniczna?

3-40. Dlaczego jest tak, że gdy człowiek się męczy, najpierw pogarsza się dokładność jego ruchów, a potem siła skurczów?

3-41. Kiedy odruch kolanowy pacjenta jest słaby, w celu jego wzmocnienia czasami prosi się pacjenta o złożenie dłoni przed klatką piersiową i pociągnięcie ich różne strony. Dlaczego prowadzi to do wzrostu odruchu?

3-42. Kiedy jeden akson jest stymulowany, pobudzone są 3 neurony. Kiedy drażnisz innego - 6. Kiedy drażnisz razem, pobudzonych jest 15 neuronów. Na ilu neuronach zbiegają się te aksony?

3-43. Ucząc się pisać, dziecko „pomaga” sobie głową i językiem. Jaki jest mechanizm tego zjawiska?

3-44. U żaby wywołano odruch zginania. W tym przypadku ośrodki zginaczy są wzbudzane, a środki prostowników są wzajemnie hamowane. Podczas eksperymentu rejestrowane są potencjały postsynaptyczne neuronów ruchowych. Która reakcja (zginacz EPSP czy prostownik EPSP) jest rejestrowana później?

3-45. W przypadku hamowania presynaptycznego następuje depolaryzacja błony, a przy hamowaniu postsynaptycznym następuje hiperpolaryzacja. Dlaczego te przeciwne reakcje dają ten sam efekt hamujący?

3-46. Kiedy człowiek wstaje, siła grawitacji zaczyna na niego działać. Dlaczego nogi się nie zginają?

3-47. Czy zwierzę zachowuje jakieś odruchy inne niż rdzeniowe po przecięciu rdzenia kręgowego pod rdzeniem przedłużonym? Oddychanie jest wspomagane sztucznie.

3-48. Jak mogą zmienić się wpływy zstępujące z centralnego układu nerwowego? aktywność silnika bez wpływu na neurony ruchowe rdzenia kręgowego?

3-49. Zwierzę przeszło dwa kolejne pełne przecięcia rdzenia kręgowego poniżej rdzenia przedłużonego – na poziomie segmentów C-2 i C-4. Jak zmieni się ciśnienie krwi po pierwszym i drugim przecięciu?

3-50. Dwóch pacjentów miało krwotok mózgowy, jeden w korze mózgowej. w innym - w rdzeniu przedłużonym. Który pacjent ma bardziej niekorzystne rokowanie?

3-51. Co dzieje się z kotem w stanie sztywności odmózgowej po przecięciu pnia mózgu poniżej jądra czerwonego, jeśli przecięte zostaną również korzenie grzbietowe rdzenia kręgowego?

3-52. Biegając po zakręcie na torze stadionowym, od łyżwiarza wymagana jest szczególnie precyzyjna praca nóg. Czy w tej sytuacji ma znaczenie, w jakiej pozycji znajduje się głowa sportowca?

3-53. Choroba lokomocyjna (choroba morska) występuje, gdy aparat przedsionkowy jest podrażniony, co wpływa na redystrybucję napięcia mięśniowego. Co wyjaśnia pojawienie się objawów nudności i zawrotów głowy podczas choroby morskiej?

3-54. W doświadczeniu na psie obszar jądra brzuszno-przyśrodkowego podwzgórza podgrzano do temperatury 50°C, po czym zwierzę trzymano w normalnych warunkach. Jak to się zmieniło? wygląd psy po jakimś czasie?

3-55. Kiedy kora mózgowa jest wyłączona, osoba traci przytomność. Czy taki efekt jest możliwy przy całkowicie nienaruszonej korze mózgowej i prawidłowym ukrwieniu?

3-56. Stwierdzono u pacjenta zaburzenia żołądkowo-jelitowe. Lekarz kliniki skierował go na leczenie nie do poradni terapeutycznej, ale do poradni neurologicznej. Co mogło zadecydować o takiej decyzji?

3-57. Jednym z głównych kryteriów śmierci mózgu jest brak w nim aktywności elektrycznej. Czy można przez analogię mówić o śmierci mięśnia szkieletowego, jeśli nie można z niego zarejestrować elektromiogramu w stanie spoczynku?

(Zadania nr 3-58 – 3-75 ze zbioru problemów pod redakcją G.I. Kositsky’ego [1])

3-58. Móc odruch bezwarunkowy odbywać się przy udziale tylko jednej części ośrodkowego układu nerwowego? Czy odruch rdzeniowy realizowany jest w całym organizmie przy udziale tylko jednego („własnego”) odcinka rdzenia kręgowego? Czy i jeśli tak, to w jaki sposób odruchy zwierzęcia rdzeniowego różnią się od odruchów rdzeniowych realizowanych przy udziale wyżej położonych części ośrodkowego układu nerwowego?

3-59. Na jakim poziomie I czy II należy wykonać wycinek mózgu i jak przeprowadzić eksperyment Sechenowa, aby wykazać obecność hamowania wewnątrzośrodkowego?

Schemat mózgu żaby

3-60. Wskaż na rysunku struktury odbierające zmiany stanu mięśni szkieletowych i nazwij ich unerwienie doprowadzające i odprowadzające. Jak nazywają się włókna eferentne gamma i jaką rolę odgrywają w propriocepcji? Korzystając ze schematu, scharakteryzuj fizjologiczną rolę wrzeciona mięśniowego

3-61. Jakie rodzaje hamowania można przeprowadzić w strukturach pokazanych na rysunkach 1 i 2?

Schemat różne formy hamowanie w ośrodkowym układzie nerwowym

3-62. Nazwij struktury wskazane na schemacie cyframi 1, 2, 3. Jaki proces zachodzi w końcowych gałęziach aksonu 1, jeśli impuls dociera do nich ścieżką 1? Jaki proces będzie zachodził pod wpływem impulsów z neuronu 2 w zakończeniach nerwowych 1?

Lokalizacja synaps hamujących na presynaptycznych gałęziach aksonów

3-63. Gdzie można zapisać aktywność elektryczną pokazaną na rysunku i jak się ona nazywa? W którym procesie nerwowym rejestrowana jest aktywność elektryczna typu 1, a w którym typu 2? Bioelektryczne odbicia stanu funkcjonalnego synaps.

3-64. Jak nazywa się stan, w którym znajduje się kot pokazany na ryc. 2? W której linii I, II, III lub IV należy wykonać nacięcie, aby u kota wystąpił stan podobny do pokazanego na zdjęciu? Które jądra i która część ośrodkowego układu nerwowego są oddzielane od leżących poniżej na tym odcinku? 1. Schemat przecięć mózgu na różnych poziomach. 2. Kot po przecięciu pnia mózgu.

3-65. Który cecha strukturalna Czy na schemacie przedstawiono autonomiczny układ nerwowy? Jakie cechy unerwienia narządów są związane z tą strukturą połączeń synaptycznych w zwoju?

3-66. Po zapoznaniu się z przedstawionymi schematami łuków odruchowych określ:

1) Czy w doświadczeniu A można zarejestrować potencjał czynnościowy na drugim korzeniu czuciowym po pobudzeniu pierwszego?

2) Czy w doświadczeniu B można zarejestrować potencjał czynnościowy na korzeniu motorycznym 2 po pobudzeniu korzenia motorycznego 1?

3) Na jakie zjawisko fizjologiczne wskazują fakty uzyskane w tych eksperymentach?

3-67. W którym przypadku nastąpi sumowanie, a w którym okluzja? Jaki rodzaj sumowania w ośrodkowym układzie nerwowym pokazano na schemacie?

3-68. Schemat której części autonomicznego układu nerwowego pokazano na rysunku? Jakie narządy i układy ciała są odwracane przez tę część autonomicznego układu nerwowego?

3-69. Schemat której części autonomicznego układu nerwowego pokazano na rysunku? Nazwij odcinki rdzenia kręgowego, w których znajdują się jego środki. Które narządy i układy organizmu są unerwione przez ten dział?

3-70. Wyjaśnij, dlaczego nie ma reakcji pierwotnej na drugi „bodziec” (w sytuacji, gdy czas zadziałania bodźca pierwszego (kondycjonującego) i bodźca drugiego (testującego) jest bardzo zbliżony. Reakcje pierwotne powstają w określonych strefach projekcyjnych kory podczas dwóch kolejnych podrażnień wrażliwych pnie nerwowe. Widoczną odpowiedzią jest „zjawisko tłumienia” drugiej pierwotnej. Litery a, b, c, d, d itd. wskazują kolejność eksperymentu. Liczby oznaczają czas w ms pomiędzy stymulacjami

3-71. Dlaczego reakcja kory mózgowej u zwierząt na stymulację aferentną i na stymulację tworzenia się siatkówki ma takie same objawy w EEG? Jak nazywa się ta reakcja?

Zmiany w elektroencefalogramie podczas stymulacji aferentnej (A)

i z podrażnieniem formacji siatkowej (B).

3-72. Rozważ obie figury i wyjaśnij, dlaczego podrażniając niespecyficzne jądra wzgórza, zmiany w EEG są rejestrowane w różnych częściach kory mózgowej? Jak nazywa się ta reakcja kory mózgowej? Rycina A schematycznie przedstawia reakcję elektryczną różnych obszarów kory mózgowej na stymulację rytmicznym prądem nieswoistych jąder wzgórza u kota. Na rycinie B zapis zmian EEG w strefach 1, 2, 3. Poniżej ślad podrażnienia.

3-73. Jaką reakcję na dźwięk metronomu rejestruje się w EEG kota w stanie spokoju? Czym EEG na rycinie A różni się od EEG na rycinie B? Jaka jest przyczyna takich zmian w EEG, gdy kot reaguje na pojawienie się myszy?

Reakcje elektroencefalograficzne kota na dźwięk metronomu w różnych stanach motywacyjnych (A i B).

3-74. Kiedy irytują jakie struktury mózgu może wystąpić reakcja obronna? Przez podrażnienie jakich struktur mózgu można uzyskać u zwierząt reakcję samostymulacji?

Reakcje behawioralne szczurów na stymulację struktur podwzgórza

3-75. Który odruch jest pokazany na rysunku? Proszę wytłumacz. Jak zmieni się napięcie mięśni, jeśli uszkodzony zostanie korzeń grzbietowy rdzenia kręgowego?

(Zadania nr 3-76 – 3-82 z dodatku do płyty CD w Podręczniku fizjologii pod redakcją K.V. Sudakowa [3])

3-76. Bodźce o jednakowej sile wywołują u zwierzęcia doświadczalnego dwa odruchy motoryczne somatyczne. Doprowadzająca i odprowadzająca część łuku odruchowego w pierwszym odruchu jest znacznie dłuższa niż w łuku odruchowym drugiego odruchu. Jednak w pierwszym przypadku czas reakcji odruchowej jest krótszy. Jak można wytłumaczyć wyższą szybkość reakcji w obecności dłuższych dróg doprowadzających i odprowadzających? Jakiego rodzaju włókna nerwowe zapewniają przewodzenie wzbudzenia wzdłuż części doprowadzającej i odprowadzającej łuku odruchu somatycznego?

3-77. Podanie leku zwierzęciu doświadczalnemu powoduje ustanie odruchów somatycznych. Które części łuku odruchowego należy poddać elektrostymulacji, aby ustalić, czy lek ten blokuje przewodzenie wzbudzenia w synapsach ośrodkowego układu nerwowego, synapsie nerwowo-mięśniowej, czy też zaburza czynność skurczową samego mięśnia szkieletowego.

3-78. Naprzemienne pobudzenie dwóch pobudzających włókien nerwowych zbiegających się na jednym neuronie nie powoduje jego pobudzenia. Kiedy tylko jedno z włókien jest stymulowane z dwukrotnie większą częstotliwością, neuron jest wzbudzony. Czy pobudzenie neuronu może nastąpić przy jednoczesnym pobudzeniu zbiegających się do niego włókien?

3-79. Na jednym neuronie zbiegają się włókna nerwowe A, B i C. Przybycie wzbudzenia wzdłuż włókna A powoduje depolaryzację błony neuronu i pojawienie się potencjału czynnościowego (AP). Przy jednoczesnym pojawieniu się wzbudzenia wzdłuż włókien A i B, AP nie występuje i obserwuje się hiperpolaryzację błony neuronu. Przy jednoczesnym pojawieniu się wzbudzenia wzdłuż włókien A i C, AP również nie występuje, ale nie występuje hiperpolaryzacja błony neuronowej. Które włókna są pobudzające, a które hamujące? Jakie mediatory działają hamująco na ośrodkowy układ nerwowy? W którym przypadku hamowanie najprawdopodobniej zachodzi poprzez mechanizm postsynaptyczny, a w jakim przypadku najprawdopodobniej zachodzi poprzez mechanizm presynaptyczny?

3-80. Osoba poszkodowana w wypadku samochodowym doznała pęknięcia rdzenia kręgowego, w wyniku czego doszło do paraliżu kończyn dolnych? Na jakim poziomie nastąpiło pęknięcie rdzenia kręgowego?

3-81. Regulację funkcji fizjologicznych zapewniają ośrodki nerwowe - zestawy struktur centralnego układu nerwowego, które mogą być zlokalizowane na różnych poziomach mózgu i przyczyniać się do utrzymania procesów życiowych. Z tego punktu widzenia która zmiana, przy pozostałych czynnikach, jest bardziej niekorzystna dla przeżycia pacjenta – krwotok w rdzeniu przedłużonym czy w półkulach mózgowych?

3-82. Lek farmakologiczny zmniejsza zwiększoną pobudliwość kory mózgowej. Doświadczenia na zwierzętach wykazały, że lek nie wpływa bezpośrednio na neurony korowe. Na jakie struktury mózgu wskazany lek może oddziaływać, powodując zmniejszenie wzmożonej pobudliwości kory mózgowej?

Aktywność koordynacyjna (CA) OUN to skoordynowana praca neuronów OUN, oparta na wzajemnym oddziaływaniu neuronów.

Funkcje płyty:

1) zapewnia wyraźne wykonywanie określonych funkcji i odruchów;

2) zapewnia konsekwentne włączenie różnych ośrodków nerwowych do pracy złożone kształty zajęcia;

3) zapewnia skoordynowaną pracę różnych ośrodków nerwowych (podczas aktu połykania oddech jest wstrzymywany w momencie połykania; gdy ośrodek połykania jest pobudzony, ośrodek oddechowy jest hamowany).

Podstawowe zasady CD OUN i ich mechanizmy neuronowe.

1. Zasada napromieniania (rozprzestrzeniania). Kiedy pobudzone są małe grupy neuronów, pobudzenie rozprzestrzenia się na znaczną liczbę neuronów. Napromienianie wyjaśniono:

1) obecność rozgałęzionych zakończeń aksonów i dendrytów, w wyniku rozgałęzień, impulsy rozprzestrzeniają się na dużą liczbę neuronów;

2) obecność interneuronów w ośrodkowym układzie nerwowym, które zapewniają przekazywanie impulsów z komórki do komórki. Napromieniowanie ma granice wyznaczone przez neuron hamujący.

2. Zasada zbieżności. Kiedy jest podekscytowany duża ilość pobudzenie neuronów może zbiegać się w jedną grupę komórek nerwowych.

3. Zasada wzajemności - skoordynowana praca ośrodków nerwowych, zwłaszcza w odruchach przeciwnych (zgięcie, wyprost itp.).

4. Zasada dominacji. Dominujący– dominujący obecnie ośrodek pobudzenia w ośrodkowym układzie nerwowym. Jest to ośrodek trwałego, niezachwianego i nierozprzestrzeniającego się pobudzenia. Ma pewne właściwości: tłumi aktywność innych ośrodków nerwowych, zwiększa pobudliwość, przyciąga impulsy nerwowe z innych ognisk, sumuje impulsy nerwowe. Ogniska dominujące są dwojakiego rodzaju: pochodzenia egzogennego (spowodowanego czynnikami otoczenie zewnętrzne) i endogenne (spowodowane czynnikami środowisko wewnętrzne). Dominant leży u podstaw powstawania odruchu warunkowego.

5. Zasada sprzężenia zwrotnego. Sprzężenie zwrotne to przepływ impulsów do układu nerwowego, który informuje centralny układ nerwowy o tym, w jaki sposób następuje reakcja, czy jest ona wystarczająca, czy nie. Istnieją dwa rodzaje informacji zwrotnej:

1) pozytywne sprzężenie zwrotne, powodujące wzrost odpowiedzi ze strony układu nerwowego. U podstaw błędnego koła, które prowadzi do rozwoju chorób;

2) negatywne sprzężenie zwrotne, zmniejszające aktywność neuronów OUN i reakcję. Podstawa samoregulacji.

6. Zasada podporządkowania. W ośrodkowym układzie nerwowym istnieje pewne podporządkowanie sobie wydziałów, przy czym najwyższym wydziałem jest kora mózgowa.

7. Zasada oddziaływania procesów wzbudzenia i hamowania. Centralny układ nerwowy koordynuje procesy pobudzenia i hamowania:

oba procesy są zdolne do zbieżności, proces wzbudzenia i, w mniejszym stopniu, hamowania są zdolne do napromieniania. Hamowanie i wzbudzanie są powiązane związkami indukcyjnymi. Proces wzbudzenia powoduje hamowanie i odwrotnie. Istnieją dwa rodzaje indukcji:

1) spójne. Proces wzbudzenia i hamowania zmienia się w czasie;

2) wzajemne. Jednocześnie zachodzą dwa procesy - pobudzenie i hamowanie. Wzajemna indukcja odbywa się poprzez wzajemną indukcję dodatnią i ujemną: jeśli w grupie neuronów zachodzi hamowanie, wówczas wokół niej powstają ogniska wzbudzenia (indukcja wzajemna dodatnia) i odwrotnie.

Według definicji I.P. Pawłowa pobudzenie i hamowanie to dwie strony tego samego procesu. Koordynacyjna aktywność ośrodkowego układu nerwowego zapewnia wyraźną interakcję pomiędzy poszczególnymi komórkami nerwowymi oddzielne grupy komórki nerwowe. Istnieją trzy poziomy integracji.

Pierwszy poziom jest zapewniony dzięki temu, że impulsy z różnych neuronów mogą zbiegać się w ciele jednego neuronu, co skutkuje albo sumowaniem, albo spadkiem wzbudzenia.

Drugi poziom zapewnia interakcje pomiędzy poszczególnymi grupami komórek.

Trzeci poziom zapewniają komórki kory mózgowej, które przyczyniają się do bardziej zaawansowanego poziomu dostosowania aktywności ośrodkowego układu nerwowego do potrzeb organizmu.

Rodzaje hamowania, wzajemne oddziaływanie procesów wzbudzenia i hamowania w ośrodkowym układzie nerwowym. Doświadczenie I. M. Sechenova

Hamowanie– aktywny proces, który występuje, gdy bodźce działają na tkankę, objawia się tłumieniem innych pobudzeń, tkanka nie pełni żadnej funkcji funkcjonalnej.

Zahamowanie może rozwinąć się jedynie w formie reakcji lokalnej.

Istnieją dwa rodzaje hamowania:

1) podstawowy. Do jego wystąpienia konieczna jest obecność specjalnych neuronów hamujących. Hamowanie zachodzi przede wszystkim bez uprzedniego wzbudzenia pod wpływem przekaźnika hamującego. Istnieją dwa rodzaje hamowania pierwotnego:

a) presynaptyczny w synapsie aksonalnej;

b) postsynaptyczny w synapsie aksodendrytycznej.

2) wtórne. Nie wymaga specjalnych struktur hamujących, powstaje w wyniku zmian w aktywności funkcjonalnej zwykłych struktur pobudliwych i zawsze wiąże się z procesem wzbudzenia. Rodzaje hamowania wtórnego:

a) transcendentalny, który ma miejsce, gdy do komórki wpływa duży przepływ informacji. Przepływ informacji wykracza poza funkcjonalność neuronu;

b) pesymalny, który występuje z dużą częstotliwością podrażnienia;

c) parabiotyczny, który występuje podczas silnego i długotrwałego podrażnienia;

d) hamowanie po pobudzeniu, wynikające z obniżenia stanu funkcjonalnego neuronów po pobudzeniu;

e) hamowanie zgodnie z zasadą indukcji ujemnej;

e) hamowanie odruchów warunkowych.

Procesy wzbudzenia i hamowania są ze sobą ściśle powiązane, zachodzą jednocześnie i są różnymi przejawami tego samego procesu. Ogniska pobudzenia i hamowania są ruchome, obejmują większe lub mniejsze obszary populacji neuronów i mogą być mniej lub bardziej wyraźne. Pobudzenie z pewnością zostaje zastąpione przez hamowanie i odwrotnie, to znaczy istnieje indukcyjna zależność między hamowaniem a pobudzeniem.

Hamowanie leży u podstaw koordynacji ruchów i chroni neurony centralne przed nadmiernym pobudzeniem. Zahamowanie ośrodkowego układu nerwowego może wystąpić, gdy impulsy nerwowe o różnej sile pochodzące z kilku bodźców jednocześnie dostaną się do rdzenia kręgowego. Silniejsza stymulacja hamuje odruchy, które powinny pojawić się w odpowiedzi na słabsze.

W 1862 r. I.M. Sechenov odkrył zjawisko centralnego hamowania. W swoim doświadczeniu udowodnił, że podrażnienie kryształem chlorku sodu wzgórza wzrokowego żaby (usunięto półkule mózgowe) powoduje zahamowanie odruchów rdzenia kręgowego. Po usunięciu bodźca przywrócono aktywność odruchową rdzenia kręgowego. Wynik tego eksperymentu pozwolił I.M. Secheny'emu stwierdzić, że w ośrodkowym układzie nerwowym wraz z procesem pobudzenia rozwija się proces hamowania, który jest w stanie hamować odruchowe akty organizmu. N. E. Vvedensky zasugerował, że zjawisko hamowania opiera się na zasadzie indukcji ujemnej: bardziej pobudliwy obszar w ośrodkowym układzie nerwowym hamuje aktywność obszarów mniej pobudliwych.

Nowoczesna interpretacja doświadczenia I.M. Sechenova (I.M. Sechenov podrażniał siatkowatą formację pnia mózgu): pobudzenie formacji siatkowej zwiększa aktywność hamujących neuronów rdzenia kręgowego - komórek Renshawa, co prowadzi do hamowania α-neuronów ruchowych rdzeń kręgowy i hamuje odruchową aktywność rdzenia kręgowego.

Metody badania ośrodkowego układu nerwowego

Istnieją dwie duże grupy metod badania ośrodkowego układu nerwowego:

1) metodę doświadczalną przeprowadzaną na zwierzętach;

2) metodę kliniczną mającą zastosowanie u ludzi.

Do numeru metody eksperymentalne fizjologia klasyczna obejmuje metody mające na celu aktywację lub hamowanie badanego tworzenia nerwów. Obejmują one:

1) metoda przekroju poprzecznego ośrodkowego układu nerwowego na różnych poziomach;

2) sposób wytępienia (usunięcie różnych części, odnerwienie narządu);

3) metoda podrażnienia poprzez aktywację (podrażnienie odpowiednie - podrażnienie impulsem elektrycznym podobnym do nerwowego; podrażnienie niewystarczające - podrażnienie związki chemiczne, stopniowane podrażnienie wstrząs elektryczny) lub tłumienia (blokowanie przekazywania wzbudzenia pod wpływem zimna, środków chemicznych, prąd stały);

4) obserwacja (jedna z najstarszych metod badania funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego, która nie straciła na znaczeniu. Może być stosowana samodzielnie, często stosowana w połączeniu z innymi metodami).

Metody eksperymentalne są często łączone ze sobą podczas przeprowadzania eksperymentów.

Metoda kliniczna którego celem jest badanie stanu fizjologicznego ośrodkowego układu nerwowego u człowieka. Obejmuje następujące metody:

1) obserwacja;

2) metody rejestracji i analizy potencjałów elektrycznych mózgu (elektro-, pneumo-, magnetoencefalografia);

3) metoda radioizotopowa (bada neurohumoralne układy regulacyjne);

4) metoda odruchu warunkowego (bada funkcje kory mózgowej w mechanizmie uczenia się i rozwoju zachowań adaptacyjnych);

5) metoda kwestionariuszowa (ocenia funkcje integracyjne kory mózgowej);

6) metoda modelowania (modelowanie matematyczne, modelowanie fizyczne itp.). Model to sztucznie stworzony mechanizm, który wykazuje pewne podobieństwo funkcjonalne z mechanizmem badanego ciała ludzkiego;

7) metoda cybernetyczna (badania procesów sterowania i komunikacji w układzie nerwowym). Mający na celu badanie organizacji (układowych właściwości układu nerwowego na różnych poziomach), zarządzania (wybór i wdrażanie wpływów niezbędnych do zapewnienia funkcjonowania narządu lub układu), działalność informacyjną(zdolność postrzegania i przetwarzania informacji - impuls w celu przystosowania organizmu do zmian środowiskowych).

Podstawową zasadą funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego jest proces regulacji, kontroli funkcji fizjologicznych, których celem jest utrzymanie stałości właściwości i składu środowiska wewnętrznego organizmu. Centralny układ nerwowy zapewnia optymalne relacje między organizmem a organizmem środowisko, stabilność, integralność, optymalny poziom aktywności życiowej organizmu.

Istnieją dwa główne typy regulacji: humoralna i nerwowa.

Proces kontroli humoralnej polega na zmianie fizjologicznej aktywności organizmu pod wpływem substancji chemicznych dostarczanych przez płyny ustrojowe. Źródłem przekazu informacji jest substancje chemiczne– strefy wykorzystania, produkty przemiany materii (dwutlenek węgla, glukoza, kwasy tłuszczowe), informony, hormony gruczołów dokrewnych, hormony miejscowe lub tkankowe.

Nerwowy proces regulacji polega na kontrolowaniu zmian funkcji fizjologicznych wzdłuż włókien nerwowych za pomocą potencjału wzbudzenia pod wpływem przekazu informacji.

Charakterystyka:

1) jest późniejszym produktem ewolucji;

2) zapewnia szybką regulację;

3) ma dokładny cel oddziaływania;

4) wdraża oszczędny sposób regulacji;

5) zapewnia wysoką niezawodność transmisji informacji.

W organizmie mechanizmy nerwowe i humoralne działają jako pojedynczy system kontroli neurohumoralnej. Jest to forma łączona, w której wykorzystywane są jednocześnie dwa mechanizmy kontrolne, które są ze sobą powiązane i współzależne.

Układ nerwowy to zbiór komórek nerwowych, czyli neuronów.

Ze względu na lokalizację wyróżnia się:

1) odcinek centralny – mózg i rdzeń kręgowy;

2) obwodowe - procesy komórek nerwowych mózgu i rdzenia kręgowego.

Według cech funkcjonalnych wyróżnia się:

1) dział somatyczny, regulujący aktywność ruchową;

2) wegetatywny, regulujący czynność narządów wewnętrznych, gruczołów dokrewnych, naczyń krwionośnych, unerwienia troficznego mięśni i samego centralnego układu nerwowego.

Funkcje układu nerwowego:

1) funkcja integracyjno-koordynacyjna. Zapewnia funkcje różnych narządów i układów fizjologicznych, koordynuje ze sobą ich działania;

2) zapewnienie ścisłych powiązań organizmu człowieka ze środowiskiem na poziomie biologicznym i społecznym;

3) regulacja poziomu procesów metabolicznych w różnych narządach i tkankach, a także w sobie;

4) zapewnienie aktywności umysłowej przez wyższe wydziały ośrodkowego układu nerwowego.

2. Neuron. Cechy strukturalne, znaczenie, rodzaje

Strukturalną i funkcjonalną jednostką tkanki nerwowej jest komórka nerwowa - neuronu.

Neuron to wyspecjalizowana komórka zdolna do odbierania, kodowania, przesyłania i przechowywania informacji, nawiązywania kontaktów z innymi neuronami i organizowania reakcji organizmu na podrażnienia.

Funkcjonalnie neuron dzieli się na:

1) część receptywna (dendryty i błona somy neuronu);

2) część integracyjna (soma ze wzgórkiem aksonu);

3) część nadawcza (wzgórek aksonu z aksonem).

Część postrzegająca.

Dendryty– główne pole recepcyjne neuronu. Błona dendrytyczna jest zdolna do reagowania na mediatory. Neuron ma kilka rozgałęzionych dendrytów. Wyjaśnia to fakt, że neuron jest edukacja informacyjna musi mieć dużą liczbę wejść. Poprzez wyspecjalizowane kontakty informacja przepływa z jednego neuronu do drugiego. Te kontakty nazywane są „kolcami”.

Błona neuronu soma ma grubość 6 nm i składa się z dwóch warstw cząsteczek lipidów. Hydrofilowe końce tych cząsteczek są zwrócone w stronę fazy wodnej: jedna warstwa cząsteczek skierowana jest do wewnątrz, druga na zewnątrz. Końce hydrofilowe są zwrócone ku sobie - wewnątrz membrany. Dwuwarstwa lipidowa błony zawiera białka, które spełniają kilka funkcji:

1) białka pompujące – przemieszczają jony i cząsteczki w komórce wbrew gradientowi stężeń;

2) białka osadzone w kanałach zapewniają selektywną przepuszczalność błony;

3) białka receptorowe rozpoznają niezbędne cząsteczki i mocują je na błonie;

4) enzymy ułatwiają przepływ Reakcja chemiczna na powierzchni neuronu.

W niektórych przypadkach to samo białko może służyć zarówno jako receptor, enzym, jak i pompa.

Część integracyjna.

Wzgórze Aksona– miejsce, w którym akson opuszcza neuron.

Soma neuronu (ciało neuronu) pełni funkcję informacyjną i troficzną w stosunku do swoich procesów i synaps. Soma zapewnia wzrost dendrytów i aksonów. Soma neuronu jest otoczona wielowarstwową membraną, która zapewnia powstawanie i propagację potencjału elektrotonicznego do wzgórka aksonu.

Część nadawcza.

Akson- wyrostek cytoplazmy, przystosowany do przenoszenia informacji gromadzonych przez dendryty i przetwarzanych w neuronie. Akson komórki dendrytycznej ma stałą średnicę i jest pokryty osłonką mielinową zbudowaną z glejów, akson ma rozgałęzione zakończenia zawierające mitochondria i formacje wydzielnicze.

Funkcje neuronów:

1) uogólnienie impulsu nerwowego;

2) otrzymywanie, przechowywanie i przekazywanie informacji;

3) umiejętność sumowania sygnałów pobudzających i hamujących (funkcja integracyjna).

Rodzaje neuronów:

1) według lokalizacji:

a) centralny (mózg i rdzeń kręgowy);

b) obwodowe (zwoje mózgowe, nerwy czaszkowe);

2) w zależności od funkcji:

a) aferentny (wrażliwy), przenoszący informacje z receptorów do ośrodkowego układu nerwowego;

b) interkalarny (łącznik), w przypadku elementarnym zapewniający komunikację między neuronami doprowadzającymi i odprowadzającymi;

c) odprowadzające:

– motoryczne – rogi przednie rdzenia kręgowego;

– wydzielnicze – rogi boczne rdzenia kręgowego;

3) w zależności od funkcji:

a) stymulujące;

b) hamujący;

4) w zależności od cech biochemicznych, od charakteru mediatora;

5) w zależności od jakości bodźca odbieranego przez neuron:

a) monomodalny;

b) multimodalny.

3. Łuk odruchowy, jego elementy, rodzaje, funkcje

Aktywność organizmu jest naturalną reakcją odruchową na bodziec. Odruch– reakcja organizmu na podrażnienie receptorów, która odbywa się przy udziale ośrodkowego układu nerwowego. Strukturalną podstawą odruchu jest łuk odruchowy.

Łuk odruchowy- szeregowo połączony łańcuch komórek nerwowych, który zapewnia realizację reakcji, odpowiedzi na podrażnienie.

Łuk odruchowy składa się z sześciu elementów: receptorów, ścieżki doprowadzającej (wrażliwej), ośrodka odruchowego, ścieżki odprowadzającej (motorycznej, wydzielniczej), efektora (narządu roboczego), sprzężenia zwrotnego.

Łuki odruchowe mogą być dwojakiego rodzaju:

1) proste - monosynaptyczne łuki odruchowe (łuk odruchowy odruchu ścięgnistego), składające się z 2 neuronów (receptora (aferentnego) i efektora), pomiędzy nimi znajduje się 1 synapsa;

2) złożone – polisynaptyczne łuki odruchowe. Składają się z 3 neuronów (może być ich więcej) - receptora, jednego lub więcej interkalarnych i efektora.

Idea łuku odruchowego jako celowej reakcji organizmu narzuca potrzebę uzupełnienia łuku odruchowego o kolejne ogniwo – pętlę sprzężenia zwrotnego. Składnik ten ustanawia połączenie między zrealizowanym wynikiem reakcji odruchowej a ośrodkiem nerwowym, który wydaje polecenia wykonawcze. Za pomocą tego elementu otwarty łuk odruchowy przekształca się w zamknięty.

Cechy prostego monosynaptycznego łuku odruchowego:

1) geograficznie bliski receptor i efektor;

2) łuk odruchowy dwuneuronowy, monosynaptyczny;

3) włókna nerwowe grupy A? (70-120 m/s);

4) krótki czas refleksu;

5) skurcz mięśni w zależności od rodzaju skurczu pojedynczego mięśnia.

Cechy złożonego łuku odruchowego monosynaptycznego:

1) oddzielony terytorialnie receptor i efektor;

2) łuk receptorowy trzech neuronów (neuronów może być więcej);

3) obecność włókien nerwowych grup C i B;

4) skurcz mięśni w zależności od rodzaju tężca.

Cechy odruchu autonomicznego:

1) interneuron znajduje się w rogach bocznych;

2) ścieżka nerwu przedzwojowego zaczyna się od rogów bocznych, po zwoju - postganglionowym;

3) droga odprowadzająca autonomicznego odruchu łuku nerwowego jest przerywana przez zwój autonomiczny, w którym znajduje się neuron odprowadzający.

Różnica między współczulnym łukiem nerwowym a przywspółczulnym: współczulny łuk nerwowy ma krótką drogę przedzwojową, ponieważ zwój autonomiczny leży bliżej rdzenia kręgowego, a droga pozazwojowa jest długa.

W łuku przywspółczulnym jest odwrotnie: droga przedzwojowa jest długa, ponieważ zwój leży blisko narządu lub w samym narządzie, a droga pozwojowa jest krótka.

4. Układy funkcjonalne organizmu

System funkcjonalny– tymczasowe ujednolicenie funkcjonalne ośrodków nerwowych różnych narządów i układów organizmu w celu osiągnięcia końcowego korzystnego rezultatu.

Korzystnym efektem jest samoformujący się czynnik układu nerwowego. Wynik działania jest istotnym wskaźnikiem adaptacyjnym niezbędnym do normalnego funkcjonowania organizmu.

Istnieje kilka grup końcowych użytecznych wyników:

1) metaboliczny – konsekwencja procesów metabolicznych Poziom molekularny, które tworzą substancje i produkty końcowe niezbędne do życia;

2) homeostatyczny – stałość wskaźników stanu i składu mediów organizmu;

3) behawioralne – wynik potrzeb biologicznych (seksualnych, pokarmowych, pijących);

4) społeczne – zaspokojenie potrzeb społecznych i duchowych.

Część układ funkcjonalny uwzględnione są różne narządy i układy, z których każdy bierze czynny udział w osiągnięciu użytecznego rezultatu.

Według P.K. Anokhina system funkcjonalny obejmuje pięć głównych elementów:

1) użyteczny wynik adaptacyjny - taki, dla którego tworzony jest system funkcjonalny;

2) aparat kontrolny (akceptor wyniku) – zespół komórek nerwowych, w którym tworzony jest model przyszłego wyniku;

3) aferentacja odwrotna (dostarcza informacje z receptora do centralnego ogniwa układu funkcjonalnego) - wtórne doprowadzające impulsy nerwowe, które trafiają do akceptora wyniku działania w celu oceny wyniku końcowego;

4) aparat kontrolny (ogniwo centralne) – funkcjonalne powiązanie ośrodków nerwowych z układem hormonalnym;

5) elementy wykonawcze (aparat reakcyjny) - są to narządy i układy fizjologiczne organizmu (wegetatywny, hormonalny, somatyczny). Składa się z czterech komponentów:

a) narządy wewnętrzne;

b) gruczoły dokrewne;

c) mięśnie szkieletowe;

d) reakcje behawioralne.

Właściwości układu funkcjonalnego:

1) dynamika. Układ funkcjonalny może obejmować dodatkowe narządy i układy, w zależności od złożoności aktualnej sytuacji;

2) zdolność do samoregulacji. Kiedy kontrolowana wartość lub końcowy wynik użyteczny odbiega od wartości optymalnej, następuje szereg reakcji spontanicznego kompleksu, który przywraca wskaźniki do optymalnego poziomu. Samoregulacja zachodzi w obecności sprzężenia zwrotnego.

W organizmie działa jednocześnie kilka układów funkcjonalnych. Pozostają w ciągłej interakcji, która podlega pewnym zasadom:

1) zasada systemu genezy. Następuje selektywne dojrzewanie i ewolucja układów funkcjonalnych (funkcjonalne układy krążenia, oddychania, odżywiania, dojrzewają i rozwijają się wcześniej niż inne);

2) zasada wielokrotnie powiązanego oddziaływania. Istnieje uogólnienie działań różnych układów funkcjonalnych mających na celu osiągnięcie wyniku wieloskładnikowego (parametry homeostazy);

3) zasada hierarchii. Systemy funkcjonalne są ułożone w określonym rzędzie zgodnie z ich znaczeniem (funkcjonalny system integralności tkanek, funkcjonalny system odżywiania, funkcjonalny system reprodukcji itp.);

4) zasada sekwencyjnej interakcji dynamicznej. Istnieje wyraźna sekwencja zmiany działań jednego systemu funkcjonalnego na inny.

5. Czynności koordynacyjne ośrodkowego układu nerwowego

Aktywność koordynacyjna (CA) OUN to skoordynowana praca neuronów OUN, oparta na wzajemnym oddziaływaniu neuronów.

Funkcje płyty:

1) zapewnia wyraźne wykonywanie określonych funkcji i odruchów;

2) zapewnia konsekwentne włączanie do pracy różnych ośrodków nerwowych, aby zapewnić złożone formy aktywności;

Podstawowe zasady CD OUN i ich mechanizmy neuronowe.

1. Zasada napromieniania (rozprzestrzeniania). Kiedy pobudzone są małe grupy neuronów, pobudzenie rozprzestrzenia się na znaczną liczbę neuronów. Napromienianie wyjaśniono:

1) obecność rozgałęzionych zakończeń aksonów i dendrytów, w wyniku rozgałęzień, impulsy rozprzestrzeniają się na dużą liczbę neuronów;

2) obecność interneuronów w ośrodkowym układzie nerwowym, które zapewniają przekazywanie impulsów z komórki do komórki. Napromieniowanie ma granice wyznaczone przez neuron hamujący.

2. Zasada zbieżności. Kiedy pobudzona jest duża liczba neuronów, pobudzenie może zbiegać się do jednej grupy komórek nerwowych.

3. Zasada wzajemności - skoordynowana praca ośrodków nerwowych, zwłaszcza w odruchach przeciwnych (zgięcie, wyprost itp.).

4. Zasada dominacji. Dominujący– dominujący obecnie ośrodek pobudzenia w ośrodkowym układzie nerwowym. Jest to ośrodek trwałego, niezachwianego i nierozprzestrzeniającego się pobudzenia. Ma pewne właściwości: tłumi aktywność innych ośrodków nerwowych, zwiększa pobudliwość, przyciąga impulsy nerwowe z innych ognisk, sumuje impulsy nerwowe. Ogniska dominacji są dwojakiego rodzaju: egzogenne (spowodowane czynnikami środowiskowymi) i endogenne (spowodowane wewnętrznymi czynnikami środowiskowymi). Dominant leży u podstaw powstawania odruchu warunkowego.

1) pozytywne sprzężenie zwrotne, powodujące wzrost odpowiedzi ze strony układu nerwowego. U podstaw błędnego koła, które prowadzi do rozwoju chorób;

2) negatywne sprzężenie zwrotne, zmniejszające aktywność neuronów OUN i reakcję. Podstawa samoregulacji.

6. Zasada podporządkowania. W ośrodkowym układzie nerwowym istnieje pewne podporządkowanie sobie wydziałów, przy czym najwyższym wydziałem jest kora mózgowa.

7. Zasada oddziaływania procesów wzbudzenia i hamowania. Centralny układ nerwowy koordynuje procesy pobudzenia i hamowania:

1) spójne. Proces wzbudzenia i hamowania zmienia się w czasie;

Według definicji I.P. Pawłowa pobudzenie i hamowanie to dwie strony tego samego procesu. Koordynacyjna aktywność ośrodkowego układu nerwowego zapewnia wyraźną interakcję pomiędzy poszczególnymi komórkami nerwowymi i poszczególnymi grupami komórek nerwowych. Istnieją trzy poziomy integracji.

Pierwszy poziom jest zapewniony dzięki temu, że impulsy z różnych neuronów mogą zbiegać się w ciele jednego neuronu, co skutkuje albo sumowaniem, albo spadkiem wzbudzenia.

Drugi poziom zapewnia interakcje pomiędzy poszczególnymi grupami komórek.

Trzeci poziom zapewniają komórki kory mózgowej, które przyczyniają się do bardziej zaawansowanego poziomu dostosowania aktywności ośrodkowego układu nerwowego do potrzeb organizmu.

6. Rodzaje hamowania, wzajemne oddziaływanie procesów wzbudzenia i hamowania w ośrodkowym układzie nerwowym. Doświadczenie I. M. Sechenova

Hamowanie– proces aktywny, który zachodzi, gdy bodźce oddziałują na tkankę, objawiający się tłumieniem innych pobudzeń, nie ma funkcji funkcjonalnej tkanki.

Zahamowanie może rozwinąć się jedynie w formie reakcji lokalnej.

Istnieją dwa rodzaje hamowania:

a) presynaptyczny w synapsie aksonalnej;

b) postsynaptyczny w synapsie aksodendrytycznej.

a) transcendentalny, który ma miejsce, gdy do komórki wpływa duży przepływ informacji. Przepływ informacji wykracza poza funkcjonalność neuronu;

b) pesymalny, który występuje z dużą częstotliwością podrażnienia;

c) parabiotyczny, który występuje podczas silnego i długotrwałego podrażnienia;

d) hamowanie po pobudzeniu, wynikające z obniżenia stanu funkcjonalnego neuronów po pobudzeniu;

e) hamowanie zgodnie z zasadą indukcji ujemnej;

e) hamowanie odruchów warunkowych.

Nowoczesna interpretacja eksperymentu I.M. Sechenova (I.M. Sechenov podrażnił siatkowatą formację pnia mózgu): wzbudzenie siatkowatej formacji zwiększa aktywność hamujących neuronów rdzenia kręgowego - komórek Renshawa, co prowadzi do hamowania neuronów motorycznych rdzenia kręgowego i hamuje odruchową aktywność rdzenia kręgowego.

7. Metody badania ośrodkowego układu nerwowego

Istnieją dwie duże grupy metod badania ośrodkowego układu nerwowego:

1) metodę doświadczalną przeprowadzaną na zwierzętach;

2) metodę kliniczną mającą zastosowanie u ludzi.

Do numeru metody eksperymentalne fizjologia klasyczna obejmuje metody mające na celu aktywację lub hamowanie badanego tworzenia nerwów. Obejmują one:

1) metoda przekroju poprzecznego ośrodkowego układu nerwowego na różnych poziomach;

2) sposób wytępienia (usunięcie różnych części, odnerwienie narządu);

3) metodę podrażnienia poprzez aktywację (podrażnienie odpowiednie - podrażnienie impulsem elektrycznym podobnym do nerwowego; podrażnienie niedostateczne - podrażnienie związkami chemicznymi, stopniowane podrażnienie prądem elektrycznym) lub tłumienie (blokowanie przekazywania wzbudzenia pod wpływem zimna, środki chemiczne, prąd stały);

Metody eksperymentalne są często łączone ze sobą podczas przeprowadzania eksperymentów.

Metoda kliniczna którego celem jest badanie stanu fizjologicznego ośrodkowego układu nerwowego u człowieka. Obejmuje następujące metody:

1) obserwacja;

2) metody rejestracji i analizy potencjałów elektrycznych mózgu (elektro-, pneumo-, magnetoencefalografia);

3) metoda radioizotopowa (bada neurohumoralne układy regulacyjne);

4) metoda odruchu warunkowego (bada funkcje kory mózgowej w mechanizmie uczenia się i rozwoju zachowań adaptacyjnych);

5) metoda kwestionariuszowa (ocenia funkcje integracyjne kory mózgowej);

7) metoda cybernetyczna (badania procesów sterowania i komunikacji w układzie nerwowym). Mający na celu badanie organizacji (układowych właściwości układu nerwowego na różnych poziomach), zarządzania (wybór i wdrażanie wpływów niezbędnych do zapewnienia funkcjonowania narządu lub układu), aktywności informacyjnej (umiejętność postrzegania i przetwarzania informacji - impuls w celu przystosowanie organizmu do zmian środowiskowych).