Физиология 7 занятие. 1. Определение цнс, ее функции

• Название: 1. Определение цнс, ее функции
• Дата: 15.11.2020
• Размер: 20.19 Kb.
• Имя файла: Физиология 7 занятие.docx
• Тип: Документы; #150628

_1. Определение ЦНС, ее функции.

— это совокупность нервных и глиальных элементов, которая обеспечивает объединение клеток, тканей, органов, систем органов в единое целое – организм, а так же приспособление (адаптацию) организма к условиям существования. Состоит из головного и спинного мозга.

Функции:

1) восприятие, обработку, передачу и хранение информации;

2) преобладание входов над выходами;

3) способность к саморегуляции;

4) параллельную обработку разной информации;

5) функционирование на основе рефлекторно-доминантного принципа.
2. Нейронная теория. Механизмы связи между нейронами.

1. Нервная клетка (нейрон) является структурно-функциональной единицей нервной системы.

2. Нервные клетки получают информацию, анализируют ее, принимают решения и участвуют в управлении всеми системами организма.

3. Нервные клетки передают друг другу информацию с помощью специальных контактов – синапсов.

4. Нервная система состоит из двух типов клеток - нервных (нейроны) и глиальных (нейроглия, клетки-спутницы).

Взаимодействие нейронов между собой (и с эффекторными органами) происходит через специальные образования - синапсы. Они образуются, в основном, концевыми разветвлениями нейрона на теле или отростках другого нейрона.
3. Понятие рефлекса и рефлекторной дуги. Принципы рефлекторной теории.

Рефлекс (от лат. reflexus – отраженный) – это ответная реакция организма на раздражитель, которая возникает при участии нервной системы в ответ на возбуждение рецепторов.

Рефлекторная дуга – совокупность элементов, обеспечивающих тот или иной рефлекс.

Характеристика элементов рефлекторной дуги.

Рефлекторная дуга состоит из пяти элементов; наличие обратной связи превращает рефлекторную дугу в рефлекторное кольцо.

1. Рецепторы – периферические образования, функция которых - восприятие энергии раздражителя и кодирование ее в энергию биоэлектрического процесса (рецепторного потенциала).

Рецептивное поле – совокупность рецепторов, обеспечивающих данный рефлекс.

2. Афферентный путь – псевдоуниполярный нейрон (находится в спинальном ганглии – утолщении задних корешков спинного мозга), аксон которого несет нервный импульс от рецепторов к нервному центру.

3. Нервный центр – совокупность нейронов в определенной части ЦНС, которая обеспечивает тот или иной рефлекс (узколокалистическое, анатомическое определение понятия). Нервный центр – динамическая совокупность нейронов на разных уровнях ЦНС, которая обеспечивает регуляцию физиологической функции (широкое толкование понятия, физиологическое определение понятия).

4. Эфферентный путь – аксоны мотонейронов, посылающие нервный импульс от нервного центра к эффектору (исполнительному органу).

5. Эффектор – исполнительный (рабочий) орган.

Обратная связь – это механизм, обеспечивающий информацией нервные центры о состоянии исполнительного

органа.

Принципы рефлекторной теории.

1. Принцип детерминизма (принцип причинности).

Причиной возникновения рефлекса является раздражитель, который воздействует на рецепторы. Без действия раздражителя не может возникнуть рефлекторный ответ.

2. Принцип единства структуры и функции.

Рефлекторная дуга является структурой для рефлекса. При нарушении целостности любого звена рефлекторной дуги возникает нарушение рефлекса (т.е. при нарушении структуры изменяется функция).

3. Принцип единства анализа и синтеза в рефлекторном механизме (анализ – разделение целого на части, синтез – формирование целого из отдельных частей.)

Простейший анализ в рефлексе реализуется на этапе взаимодействия рецептора с адекватным раздражителем. Говоря другим языком, рецептор из целостного окружающего мира «вычленяет» только те раздражители, взаимодействовать с которыми он приспособлен ходом эволюционного процесса. Рецептор преобразует энергию раздражителя в энергию универсального носителя информации в нервной системе. В рецепторе возникает рецепторный потенциал, который затем в афферентном нейроне способствует возникновению потенциала действия. Потенциал действия благодаря афферентному нейрону поступает в нервный центр, где и осуществляется дальнейший анализ и синтез сигналов.

4. Принцип обратной связи.

Благодаря обратной связи рефлекторная дуга замыкается в «кольцо». Обратная связь – это механизм, обеспечивающий информацией нервные центры о состоянии исполнительного органа. Обратная связь несет информацию, во-первых, об исходном состоянии рабочего органа, во-вторых, о степени изменения состояния рабочего органа в связи с регуляторным воздействием на него нервного центра.

Различают положительную обратную связь, усиливающую текущее состояние нервного центра и отрицательную обратную связь – оказывающую тормозящее влияние на текущее состояние нервного центра.
4. История развития рефлекторной концепции.

Рене Декарт XVIII век (французский философ, математик, богослов) сформулировал представления об отражательном механизме нервной системы. Он считал, что организм отвечает на действие раздражителя, и эта ответная реакция обеспечивается нервами, мозгом и мышцами. Его представления были механистичны, но укрепляли материалистические представления о функционировании живого организма. Декарт считал, что нервы представляют собой полые трубки, по которым передается животный дух от головного мозга, раздувает мышцы, обеспечивая ответную реакцию. Однако его взгляды на природу человека носили двойственность: с одной стороны они были материалистичны, а с другой идеалистичны. Это направление во взглядах на природу в физиологии получило название дуализм. Дуализм взглядов Декарта выражался в следующем. Простейшие реакции, например, отдергивание руки от горячего предмета, он представлял в виде конкретного физиологического механизма, который обеспечивается нервами, мозгом и мышцами (материалистический подход). Более сложные проявления нервной деятельности, например, реализация психических функций человека, связана с богом, и в этой связи, непознаваема (идеалистический подход).

И. Прохазка (чешский ученый) в 1784 году в «Трактате о функциях нервной системы» ввел термин «рефлекс», обозначавший отражательный механизм нервной системы.

Ч. Белл и Ф. Можанди (XIX век) сформировали представления о структуре рефлекторной дуги. Более того в работах Ч. Белла мы находим уже представления не только о классической рефлекторной дуге, но и о рефлекторном кольце.

Значительный вклад в развитие рефлекторной теории внесли представители Российской физиологической школы – И.М. Сеченов, И.П. Павлов, Н.А. Бернштейн, П.К. Анохин.

И.М. Сеченов в 1863 году выпустил в свет книгу «Рефлексы головного мозга»; в ней ученый впервые попытался преодолеть дуализм Р. Декарта. Он высказал революционную для того времени мысль о том, что рефлексы головного мозга лежат в основе высших психических функций человека. Однако эти представления были теоретическими, то есть не имели экспериментального подтверждения.

И.П. Павлов разработал экспериментальный метод изучения функций головного мозга – метод условных рефлексов. Этот метод позволил экспериментально доказать гипотезу, выдвинутую И.М. Сеченовым. Также И.П. Павлов сформулировал три основных принципа рефлекторной теории.

Н.А. Бернштейн и П.К. Анохин обогатили рефлекторную теорию представлением о механизме обратной связи.
5. Классификация рефлексов.

1) По рецептивному звену (месту восприятия информации):

— экстерорецептивные (от рецепторов, воспринимающих раздражители внешней среды), — интерорецептивные (из внутренней среды),

— висцерорецептивные (от рецепторов внутренних органов),

— проприорецептивные (от рецепторов опорно-двигательного аппарата).

2) По локализации нервного центра:

— спинальные (спинной мозг),

— бульбарные (рефлексы продолговатого мозга),

— мезенцефальные (рефлексы среднего мозга),

— диэнцефальные,

— кортикальные.

3) По характеристике нервного центра:

— моносинаптические (2-х нейронная рефлекторная дуга),

— полисинаптические (3-х нейронная рефлекторная дуга).

4) По характеру ответной реакции (по виду эфферентного пути): соматические и вегетативные.

5) По виду эффектора: сердечные, сосудистые, слюноотделительные и др.

6) По биологической значимости: пищевые, питьевые, оборонительные, половые и др.

7) По времени протекания: быстро реализующиеся (фазные) и длительно реализующиеся (тонические).

8) По отношению к раздражителю, вызвавшему рефлекс:

— положительные (обеспечивают сближение с раздражителем),

— отрицательные (обеспечивают либо удаление от раздражителя, либо препятствуют сближению с ним).

9) По критерию наследования: врожденные и приобретенные.
6. Теория функциональной системы Анохина и рефлекторная концепция. Понятия конечного полезного результаты и обратной афферентации.

Функциональная система – временное функциональное объединение нервных центров различных органов и систем организма для достижения конечного полезного результата.

Полезный результат – самообразующий фактор нервной системы.

Существует несколько групп конечных полезных результатов:

1) метаболическая – следствие обменных процессов на молекулярном уровне, которые создают необходимые для жизни вещества и конечные продукты;

2) гомеостатическая – постоянство показателей состояния и состава сред организма;

3) поведенческая – результат биологической потребности;

4) социальная – удовлетворение социальных и духовных потребностей.

В состав функциональной системы включаются различные органы и системы, каждый из которых принимает активное участие в достижении полезного результата.

Функциональная система, по П. К. Анохину, включает в себя пять основных компонентов:

1) полезный приспособительный результат – то, ради чего создается функциональная система;

2) аппарат контроля – группу нервных клеток, в которых формируется модель будущего результата;

3) обратную афферентацию – вторичные афферентные нервные импульсы, которые идут в акцептор результата действия для оценки конечного результата;

4) аппарат управления – функциональное объединение нервных центров с эндокринной системой;

5) исполнительные компоненты – это органы и физиологические системы организма. Состоит из четырех компонентов: внутренних органов, эндокринных желёз, скелетных мышц и поведенческих реакций.

Свойства функциональной системы:

1) динамичность. В функциональную систему могут включаться дополнительные органы и системы, что зависит от сложности сложившейся ситуации;

2) способность к саморегуляции. При отклонении регулируемой величины или конечного полезного результата от оптимальной величины происходит ряд реакций самопроизвольного комплекса, что возвращает показатели на оптимальный уровень. Саморегуляция осуществляется при наличии обратной связи.
7. Понятие о нервном центре.

Анатомическое определение нервного центра (узколокалистическое, классическое). Нервный центр - это совокупность нейронов, расположенных в определенном отделе центральной нервной системы. За счет работы такого нервного центра осуществляется несложная рефлекторная деятельность, например коленный рефлекс. Нервный центр этого рефлекса располагается в поясничном отделе спинного мозга (II-IV сегменты).
Физиологическое определение нервного центра (широкое, современное).

Нервный центр - это сложное функциональное объединение нескольких анатомических нервных центров, расположенных на разных уровнях центральной нервной системы и обусловливающих за счет своей активности сложнейшие рефлекторные механизмы регуляции.
Классификация нервных центров:

1. Морфологический критерий (локализация в отделах ЦНС ):

• Спинальные центры (в спинном мозге);

• Бульбарные(впродолговатоммозге);

• Мезэнцефальные (в среднем мозге);

• Диэнцефальные (в промежуточном мозге);

• Таламические (в зрительных буграх);

• Корковыеиподкорковые.

2. Функциональный критерий:

Органы регуляции:

• 
  Сосудодвигательный центр;
  
• 
  Дыхательный;
  

• Сердечный и др.

Афферентный приток:

• Зрительный;

• Слуховой и т.п.

Мотивационное состояние:

• Центр голода;

• Жажды и т.п.

Целостные:

• Половые центры и др.
8. Механизмы связи между нейронами: синапсы, медиаторы, особенности центральных синапсов.

Синапс – место контакта двух возбудимых клеток, необходимое для передачи сигнала с одной клетки на другую.

Медиатор – химическое вещество, с помощью которого передается сигнал в синапсе.

Центральные синапсы лежат в пределах центральной нервной системы, а также находятся в ганглиях вегетативной нервной системы. Центральные синапсы – это контакты между двумя нервными клетками, причем эти контакты неоднородны и в зависимости от того, на какой структуре первый нейрон образует синапс со вторым нейроном, различают:

1) аксосоматический, образованный аксоном одного нейрона и телом другого нейрона;

2) аксосоматический, образованный аксоном одного нейрона и телом другого нейрона;

3) аксоаксональный (аксон первого нейрона образует синапс на аксоне второго нейрона);

4) дендродентритный (дендрит первого нейрона образует синапс на дендрите второго нейрона).
9. Особенности возникновения и проведения ПД и локальных потенциалов в нейронах.

Поверхность нейрона и его отростков содержат большое количество синапсов, поэтому к телу нейрона в единицу времени с синапсов поступает большое количество нервных импульсов. Это явление носит название суммации – интеграции поступающих импульсов.

Результатом суммации является возникновение в области аксонального холмика потенциала действия. ПД возникает именно в этой области потому, что мембрана аксонального холмика обладает большой возбудимостью. Возникший нервный импульс распространяется по аксону (нервному волокну).
10. Свойства нервных центров: одностороннее проведение, суммация, чувствительность к химическим веществам, трансформация ритма, последствие и др.

● Одностороннее проведение возбуждения.

Данное свойство обусловлено наличием синаптических контактов, а синапсы проводят возбуждение только в одном направлении.

● Центральная задержка проведения возбуждения.

Это свойство также обусловлено наличием в нервном центре большого количества синапсов.

● Способность к суммации возбуждения.

Различают два возможных варианта суммации: временная или последовательная и пространственная суммация.

При последовательной суммации возбуждение в виде ПД в нервный центр поступает по одному афферентному входу, поэтому на постсинаптических мембранах синапсов нервных клеток нервного центра последовательно возникают постсинаптические потенциалы, которые и суммируются, доводя мембранный потенциал клеток в отдельные моменты до критического уровня деполяризации и возникновения ПД.

При пространственной суммации нервный центр выступает как объемное образование, возбуждение к которому поступает по различным афферентным входам. На нейронах нервного центра возникает комплекс постсинаптических потенциалов, которые инициируют возникновение местных токов в соме нейрона и последующую генерацию ПД в области аксонного холмика.

● Высокая чувствительность к химическим соединениям.

Данное свойство связано со сходством химического строения определенных химических соединений и медиаторов, так что эти соединения могут менять состояние постсинаптических мембран нейронов, входящих в состав нервных центров.

● Эффект посттетанической потенциации.

Увеличение эффективности проведения возбуждения через нервный центр в связи с наличием предыдущего возбуждения. Эффект объясняется потенциацией возбуждения в синапсах из-за накопления в пресинаптических терминалях ионов кальция и увеличения чувствительности субсинаптических рецепторов.

● Последействие.

Этот феномен объясняется наличием в нервных центрах коллатералей, формирующих «нейронные ловушки».

● Высокая утомляемость.

Эта особенность связана с множеством химических синапсов, которые характеризуются высокой утомляемостью.

● Низкая лабильность.

Также связана с большим количеством химических синапсов в нервных центрах, которые характеризуются низкой лабильностью.

● Высокая чувствительность к недостатку кислорода.

В нервной ткани преобладают аэробные процессы, поэтому нервные клетки чувствительны к недостатку кислорода. Особенно чувствительны к дефициту кислорода кортикальные нервные центры (нервные центры коры больших полушарий).

● Способность к трансформации ритма.

Объясняется также наличием большого количества синапсов в нервных центрах, а также особенностями физиологических свойств нервных клеток.

● Высокая пластичность.

Способность нервных центров изменять свою специализацию для компенсации функций поврежденных нервных центров.
11. Возбуждение в ЦНС: виды и их характеристика.

1. Иррадиация возбуждения

Иррадиация возбуждения (лат. irradio – освещаю лучами, сияю) – процесс распространения возбуждения на большое количество нейронов. Возможность иррадиации в ЦНС обусловлена наличием у аксонов ответвлений (боковых веточек, коллатералей), которые соединяют между собой различные нервные центры.
2. Конвергенция возбуждения (принцип общего конечного пу­ти)

Схождение возбуждения различного происхождения по не­скольким путям к одному и тому же нейрону или нейронному пулу (принцип шеррингтоновской воронки). Конвергенция возбуждения объясняется наличием многих аксонных коллатералей, вставочных нейронов, а также тем, что афферентных путей в несколько раз больше, чем эфферентных нейронов. На одном нейроне ЦНС может располагаться до 10 000 синапсов. Явление конвергенции воз­буждения в ЦНС имеет широкое распространение. Примером мо­жет служить конвергенция возбуждения на спинальном мотонейро­не. Так, к одному и тому же спинальному мотонейрону подходят первичные афферентные волокна, а также различные нисходящие пути многих вышележащих центров ствола мозга и других отделов ЦНС. Явление конвергенции весьма важно: оно обеспечивает, например, участие одного мотонейрона в нескольких различных реакциях. Мотонейрон, иннервирующйи мышцы глотки, участвует в рефлексах глотания, кашля, сосания, чиханья и ды­хания, образуя общий конечный путь для многочисленных рефлек­торных дуг.

На один мотонейрон может конвергировать множество коллатералей аксонов, поэтому генерация ПД в каж­дый момент зависит от общей суммы возбуждающих и тормозя­щих синаптических влияний. ПД возникают лишь в том случае, если преобладают возбуждающие влияния. Конвергенция может облегчать процесс возникновения возбуждения на общих нейро­нах в результате пространственной суммации подпороговых ВПСП либо блокировать его вследствие преобладания тормозных влияний (см. раздел 4.8).
3. Трансформация ритма возбуждения

Трансформация ритма (частоты) – (лат. transformation – изменение, преобразование) выражается в изменении частоты ПД, генерируемых нервным центром, по сравнению с частотой ПД, приходящих к нервному центру.

Может происходить трансформация в сторону уменьшения из-за низкой лабильности синапса или низкой возбудимости нервной клетки, к которой приходят импульсы.

Возможна трансформация в сторону повышения частоты. Объяснение кроется в особой структуре нервного центра и высокой возбудимости нейронов этого центра. Нервный центр образует замкнутые нейронные цепи из нейронов с высокой возбудимостью, в них циркулирует возбуждение, в результате чего на выход из нервного центра импульсы подаются с большей частотой, нежели к ним поступает.