Курс лекций по "Анатомии и физиология ЦНС"

Локальный ответ – потенциал, развивающийся при действии надпороговых, для данной клетки или группы клеток, по силе раздражителей.

При действии на клетку раздражитель проницаемости мембраны для ионов Na резко повышается за счет активизации натриевых пор (пор II типа). При этом ионы натрия по градиенту концентрата попадают в клетку. Поскольку поток Na в клетку начинает превышать калиевый ток из клетки, то происходит постепенное снижение разности потенциалов между внутренней и наружной средой, приводящие к изменению знака мембранного потенциала. Здесь внутренняя поверхность мембраны становится положительной по отношению к ее внешней поверхности.  Мембрана высокопроницаема для ионов Na лишь очень короткое время – не более 0,5мс, после этого проницаемость мембраны для ионов натрия понижается, а для ионов калия возрастает. В течении потенциала действия, в клетку поступает значительное количество натрия, а ионы калия покидают клетку. Восстановление клеточно-ионного баланса осуществляется благодаря работе к.-н. насоса, активность которого возрастает при повышении внутреннего потенциала ионов натрия и увеличения внутриклеточного потенциала ионов калия. Благодаря работе к.-н. насоса первоначальная концентрация этих ионов восстанавливается. Процесс изменения заряда клетки с отрицательного на положительный является потенциалом действия.

 

 

 

 

Тема №4                               Проведение возбуждения по нервному волокну.

 

Скорость проведения возбуждения  по нервной клетке это очень важный фактор выживания. Если скорость достаточная, то возбуждение по нервной дуге возникает  быстро и ответная реакция тоже быстро. Если скорость низкая, ответная реакция  может опоздать. Механизмы обеспечения увеличения скорости проведения возбуждения по нервному волокну совершенствовались в процессе эволюции достаточно быстро. Многие низкоорганизованные, беспозвоночные (кольчатые черви) имеют волокно, которое проводит возбуждение очень быстро. Быстрая реакция у беспозвоночных за счет гигантских аксонов. Максимального развития аксоны достигли у насекомых и моллюсков. Скорость проведения по таким аксонам равна 120м/с.

 

1. V

Скорость движения электрического тока – величина, которая обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

 

2. R

Сопротивление – величина, обратно  пропорциональна диаметру или поперечному сечению проводника.

 

3. VS²

Чем больше диаметр поперечного  сечения проводника, тем больше скорость возбуждения.

 

Такой механизм проводника возбуждения  характеризуется только для беспозвоночных животных. У позвоночных возник новый  способ увеличения скорости проведения возбуждения – возникает миелинизация. В процессе онтогенеза глиальная клетка, которая сопровождается аксонами на периферии нервной системы, начинает обрастать вокруг осевого цилиндра аксона. То есть аксон покрывает много раз мембрану миелиновыми клетками. В результате формируется миелиновый сегмент. Просветы называются Ранвье, размер перехвата 10мк. Миелин, который покрывает аксон, обладает свойствами диэлектрика (не пропускает электрический ток).

Процесс миелизации очень медленный: начинается в утробном развитии и заканчивается в 21 год. Пока процесс не завершен, скорость гораздо хуже, чем у взрослого человека. Чем меньше ребенок, тем больше времени на передачу возбуждения ему требуется.

Нервное волокно покрыто миелином. Мякотные волокна идут от рецепторов к центральной нервной системе и дальше к скелетной мускулатуре. А вот реакции внутренних органов могут быть не сильно замедлены.  К внутренним органам подходит немиелиновое волокно. Скорость возбуждения по такому волокну – 0,5-0,4м/с в зависимости от диаметра волокна. Механизм проведения возбуждения, в его основе лежит замыкание кольцевых токов, то есть кольцевой ток, который течет между возбужденным и невозбужденным участками мембраны. За счет кольцевых токов проходит возбуждение от тела клетки к концу аксона по немиелизированым волокнам. При сальтаторном способе проведения возбуждения нервный импульс как бы перепрыгивает через миелиновый сегмент поэтому этот процесс и называют сальтаторный (скачкообразный) способ проведения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема №5                                                                       РЕФЛЕКС.

 

Основным механизмом деятельности ЦНС является рефлекс. Как ответная реакция организма на действие раздражителя осуществимая с участием ЦНС. Впервые понятие рефлекса, ставшее фундаментальным для физиологии и психологии (сам термин появился позже), ввел Декарт.

Морфологическим субстратом рефлекса является рефлекторная дуга, понимаемая как совокупность морфологических структур, которая обеспечивает осуществление рефлекса. Путь, по которому проходит возбуждение при осуществлении рефлекса и является рефлекторной дугой. В ней различают пять структурных элементов:

1. рецептор (сенсор)
2. афферентный путь
3. центральное звено (вставочный нейрон)
4. эфферентный путь
5. эффектор

Рецептор принимает информацию из внешней или внутренней среды и трансформирует ее в электрический импульс. Афферентный путь обеспечивает проведение электрического импульса по афферентному нейрону от рецептора к центру рефлекса (ЦНС).  В центральном звене (ЦНС со вставочным нейроном) с рефлексом происходит обработка полученной информации и формируется программа ответной реакции которая через эфферентное окно по эфферентному нейрону достигает органа эффектора.

Анализ  структурной основы рефлекса проводится путем последовательного обратимого или необратимого выключения отдельных  звеньев рефлекторной дуги. При выключении любого звена рефлекторной дуги рефлекс  исчезает. Примером рефлекса может  служить коленный рефлекс, отдергивание руки при болевом синдроме. Рефлекторная дуга этого рефлекса включает рецепторы  кожи, чувствительные нейроны, вставочные нейроны спинного мозга, мотонейроны спинного мозга и иннервируемые ими (подходящие к ним) мышцы-сгибатели (эффекторы). 

Для того что бы рефлекторная деятельность была успешной нужно получить информацию о результате деятельности. Для удаления болевого синдрома просто отдергивания руки может быть недостаточно. Следовательно, для рефлекторной деятельности необходимо наличие полезного приспособительного результата, ради которого совершается любой рефлекс. Информация о достижении или не достижении полезного приспособительного результата поступает в центр рефлекса по звену обратной связи в виде обратной афферентации, которая является обязательным компонентом рефлекторной деятельности. Морфологическим субстратом обратной афференциации являются рецепторы и афферентное звено рефлекса. Принцип обратной афферентации в рефлекторную теорию введен Анохиным.

По современным  представлениям структурной основой  рефлексов является не рефлекторная дуга, а рефлекторное кольцо, состоящее из таких элементов:

- рецептор;

- афферентный нейрон;

- центральное звено;

- эфферентный нейрон;

- эффектор;

- обратная эфферентная  связь;

 

Классификация по рефлекторному  звену.

По данной классификации учитывается  положение рецептора и информация, которую он получает. Если эта информация приходит из внешней среды, то данную группу называют экстероцептивными рецепторами. Среди них выделяют кожные, зрительные, обаяния, нюховые. Если информация, возбуждающая рецептор, получена с рецепторов внутренних органов, такие рецепторы называются интероцептивными рецепторами (рефлексы схеморецепторов – давление и температура). Эту группу составляют рефлексы, запускаемые с рецепторов мышц, сухожилий, суставов. 

 

По центральному звену выделяют:

1. центральные рефлексии (главное звено находиться в ЦНС)
2. периферические рефлексы (за пределами ЦНС)

 

По эфферентному звену:

- соматотические

- вегетативные

 

 

 

 

Тема №6                                                        Нервные центры.

 

Под нервным центром понимают совокупность нейронов, расположенных в разных отделах ЦНС и принимающих участие в осуществлении конкретного рефлекса (мигания, дыхания, глотания, кашлянья). Нервные центры обладают рядом характерных функциональных свойств, обусловленных объединением нейронов в нейронные сети. Многие из свойств нервных центров тесно связанные с анатомическими свойствами рефлексов.

1. возбуждение в нервных центрах распространяется односторонне от рецептора к эффектору, что обусловлено свойствами химических синапсов.
2. проведение возбуждения в нервных центрах более медленное чем по нервному волокну.

Основным механизмом является синаптическая  задержка. Нервный центр способен изменять количество импульсов генерируемых на своем выходе по сравнению с  количеством нервных импульсов  полученных со входа.

Данный  процесс получил название трансформация ритма возбуждения.

Различают два вида трансформации:

1. понижающая, в основе которой лежит явление суммации возбуждения, когда в ответ на несколько возбуждений пришедших к нервной клетке, последнее возникает только одно возбуждение.
2. повышающая. в ее основе лежат механизмы умножения, способные резко увеличить количество импульсов возбуждения.

В нервных центрах возможно формирование господствующего очага возбуждения, подчиняющего себе функции других нервных  центров. Этот процесс получил название доминанта.

 

Торможение в ЦНС

Для работы НС необходимо не только  возбудить нейроны или нервные  центры, но и затормозить их работу. Торможение – это активный нервный процесс, результатом которого является прекращение или ослабление возбуждения.

В настоящее время считается, что  в деятельности ЦНС торможение выполняет  несколько основных функций:

1. охранную. охранительная роль торможения связана с предохранением нейронов и нервных центров от перевозбуждения.
2. обработка информации.
3. координирующая функция

 

Изменяя уровень возбуждения, тормозя  или растормаживая нейроны и  нервные центры, тормозные процессы участвуют в координации разных видов деятельности, в том числе  и переработки информации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема №7                                    Координационная деятельность ЦНС.

 

Под координационной деятельностью  ЦНС подразумевается согласованная  и соподчиненная деятельность нервных  центров, направленная на достижение полезного  результата. В основу координационной  деятельности ЦНС положено несколько  принципов:

1. общего конечного пути
2. проторения пути
3. доминанты
4. обратной связи
5. реципрокности

 

Принцип общего конечного пути. Сущность этого принципа заключается в конвергенции, когда на каком-либо одном нейроне или нервном центре сходятся несколько терминалей из других отделов. Конвергенция – это схождение нескольких нервных путей к одним и тем же нейронам или нервным центрам. Суть принципа общего конечного пути была открыта английским физиологом Шеррингтоном. Согласно его представления количественное преобладание чувствительных и других приходящих волокон над двигательными создает неизбежное столкновение импульсов в общем конечном пути, которым является группа мотонейронов и иннервируемые ими мышцы. Благодаря таком столкновению достигается блокирование всех воздействий кроме одного, которое и регулирует протекание рефлектории.

 

Принцип проторения пути. В основе этого принципа лежит модификация синапсов в направлении улучшения синаптической проводимости. В том случае, если по сети нейронов в определенном направлении и по определенному пути прошел потенциал действия, то при последующих раздражитель за счет кратковременной и долговременной потенциации по этому же пути потенциал действия пройдет легче. Данный принцип очень важен для формирования условных рефлексов памяти.

 

Принцип доминанты. Под доминантой ее первооткрыватель Ухтомский понимал господствующий очаг возбуждения, предопределяющий характер текущих реакций центра в данный момент. Такой доминантный центр характеризуется наличием повышенной возбудимости, способностью к концентрации возбуждения с других нервных центров, торможением деятельности других нервных центров, функционально несовместимых с деятельностью доминантного очага. По мнению Ухтомского доминанта не только способна поддерживать очаг возбуждения долгое время, но и притягивать возбуждение из соседних областей.