- Физиология центральной нервной системы

ЛЕКЦИЯ № 7.    Физиология центральной нервной системы

1.  Рефлекс, как основной акт нервной деятельности.

2.  Нервные центры и их свойства.

3.  Структура и функции спинного мозга.

В основе деятельности всех отделов центральной нервной системы лежит  рефлекс.

Рефлекс (лат. reflexus-отражение) -  основоположниками учения является французский философ Р. Декарт и чешский физиолог Г. Прохаско.

Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемую при участии нервных центров.

Сегментарные рефлексы – если в его исполнении принимают участие небольшие участки нервной системы – сегмент.

Надсегментарные рефлексы – у высших животных в рефлекторном акте принимают участие высшие отделы ЦНС – несколько сегментов.

Рекомендуемые материалы

       Классификация рефлексов.

1. По биологическому значению для организма: пищевые, оборонительные, ориентировочные, половые, локомоторные.

2. По месту расположения рецепторов: экстерорецептивные (внешние) - температурные, тактильные, зрительные, слуховые, вкусовые и др.; интерорецептивные (внутренние) в свою очередь делятся на висцерорецептивные – сосудистые, энтеральные и проприорецептивные – рецепторы скелетных мышц, сухожилий.

3. По месту расположения центральных структур: спинальные – центры спинного мозга; бульбарные – центры продолговатого мозга; мезенцифальные – центры среднего мозга; диэнцефальные – центры промежуточного мозга; кортикальные – центры коры больших полушарий.

4. По характеру ответной реакции эффектора: двигательные, секреторные, сосудистые.

5. Безусловные рефлексы (врождённые) – их центры расположены в филогенетически более древних отделах ЦНС – спинном мозге и стволе мозга (головной мозг).

6. Условные (приобретённые) рефлексы, в реализации которых принимает участие кора головного мозга и подкорковые образования.

       Обратная афферентация  - обратная связь эффектора с нервным центром.

При выполнении любой функции от исполнительного органа в нервный центр поступает информация, которая анализируется о том, что было и что произошло. На основании этой информации вносятся корректирующие действия в работу органа.

Обратная афферентация имеет важное значение и в регуляции вегетативных функций: дыхание, кровообращение, пищеварение, терморегуляция и т. д.

Принцип обратной связи обеспечивает наибольшую эффективность в работе органов и систем.

1. 2. Нервные центры и их свойства.

Нервный центр – это совокупность нейронов, регулирующих определённую функцию. Однако нервный центр нельзя рассматривать как строго локализованную структуру, т. к. нервные образования, связанные  с регуляцией той или иной функции, могут лежать в различных отделах центральной нервной системы.

например, дыхательный центр представляет собой совокупность нейронов спинного, продолговатого, среднего, промежуточного мозга и коры больших полушарий.

Кроме того, в зависимости от силы раздражителя и функциональных нагрузок, могут подключаться и другие нервные центры: сосудодвигательный, сердечной деятельности и т. д.

Свойства нервных центров                                                                             

1.  Одностороннее проведение возбуждения. Если нервное волокно проводит возбуждение в обе стороны с одинаковой скоростью и силой, то в ЦНС – одностороннее проведение. Это обусловлено свойством синапсов.

2.  Задержка проведения возбуждения (время рефлекса). Суммарное время, которое затрачивается на прохождение нервного импульса от рецепторов до исполнительного органа. Это объясняется более медленным проведением возбуждения через синапсы. Для прохождения одного синапса затрачивается 1,5-2 мс.

3.  Суммация возбуждения (пространственная и последовательная)- пространственная суммация – несколько раздражителей подпороговой силы действуют в пределах одного рецепторного поля; последовательная суммация – когда раздражитель подпороговой силы действует в пределах одного рецепторного поля с определённым ритмом.

4. Трансформация ритма возбуждения. Нервный центр на частые раздражения отвечает медленным ритмом возбуждения, а на редкие возбуждения более частым ритмом возбуждения. В нервных центрах может происходить и трансформация силы раздражителя: слабые импульсы усиливаются, сильные ослабляются.

5. Проторение. Нервный центр обладает способностью повышать возбудимость других центров, происходит проторение путей. Это повышение возбудимости может охватывать всё ЦНС.

6. Обмен веществ. нервные центры характеризуются высоким обменом веществ. Так при рефлекторном возбуждении спинного мозга  потреблении кислорода увеличивается в 3-4 раза по сравнению с состоянием покоя.

7.  Утомляемость нервных центров. Длительное возбуждение и высокий уровень обмена веществ уменьшают запасы энергии (АТФ, КФ) и медиаторов в окончаниях синапсов, что приводит к замедлению или полному прекращению проведения возбуждения в синапсах. Развивается утомление.

8. Пластичность нервных центров. При определённых условиях нервные центры способны изменять (проявлять гибкость, «переучиваться») свою первоначальную функцию, которая сформировалась у них в процессе филогенеза.

9. Тонус нервных центров. нервные центры всегда находятся в деятельном состоянии и регулируют мышечный тонус, что и определяет позу и положение тела в пространстве. В поддержании определённого тонуса нервных центров играет роль информации, которая поступает от различных экстеро- и интерорецепторов, а также действие гуморальных факторов (гормоны, соли, электролиты, СО2).

10. Координация рефлекторных актов. В регуляции всех рефлекторных актов принимает участие центральная нервная система, что обеспечивает согласованность в действиях и гарантирует точность в приспособительных реакциях организма.

11. Торможение в ЦНС впервые было открыто  И. М. Сеченовым и является обязательным спутником всех нервных актов. Торможение -  активный нервный процесс, результатом которого служит ограничение или задержка возбуждения. Это определяет последовательность рефлекторной деятельности.

12. Доминанта. Временное, стойкое возбуждение нервного центра, занимающее господствующее положение которое тормозит возникновение рефлекторных актов, идущих через другие нервные центры.

1. Строение и функции спинного мозга.

Спинной мозг является филогенетически наиболее древним отделом ЦНС. У низших позвоночных животных самостоятельность спинного мозга чётко выражена, а у высших животных его рефлекторная деятельность больше подчинена центрам головного мозга.

Соотношение между массой головного и спинного мозга:

Рыбы                           0,3:1

Земноводные              0,8:1

Пресмыкающиеся      1,0:1

Птицы                         1,6:1

Копытные                   2,5:1

Собаки                        5,0:1

Обезьяны                    15:1

Человек                       45:1

 Спинной мозг расположен в позвоночном канале и представляет собой нервный тяж, покрытый тремя оболочками (сосудистой, паутинной, твёрдой). Спинной мозг имеет два утолщения: шейное и поясничное. Отсюда отходят мощные нервные стволы, регулирующие деятельность конечностей.

От спинного мозга отходят вентральные (передние) и дорсальные (задние) корешки (нервы), которые соединяясь друг с другом образуют спинномозговые нервы, т. е. становятся смешанными. В силу сегментированности спинного мозга, каждая пара спинномозговых нервов иннервирует определённый участок кожи тела или группу скелетных мышц.

По дорсальным корешкам (они выполняют чувствительную функцию) в спинной мозг поступает информация от экстерорецепторов кожи, проприорецепторов и висцерорецепторов внутренних органов туловища и конечностей.

Через вентральные корешки (они выполняют двигательную функцию) спинной мозг посылает импульсы к скелетной мускулатуре.

 На поперечном разрезе спинного мозга видны два вещества, отличающихся по форме и цвету: серое – центральное и белое – периферическое.

Серое вещество имеет форму бабочки, образованную телами нейронов. Локомоторные нейроны расположены в вентральных рогах, сенсорные – в дорсальных, вегетативные – в латеральных рогах грудного отдела спинного мозга.

Белое вещество – это мякотные нервные волокна, которые образуют вентральные, дорсальные и латеральные пучки проводящих путей.

Спинной мозг делится на отделы: цервикальный (С) – шейный; торокальный (Th) – грудной; люмбальный (L) – поясничный; сокральный (S) – крестцовый.

 Рефлекторная функция спинного мозга.

В спинном мозге замыкается очень много рефлекторных дуг с помощью которых регулируются различные функции:

а) соматические (локомоторные, познотонические) функции;

б) вегетативные функции: сердечной деятельности, сосудистого тонуса, дыхания, потоотделения, тканевого обмена и др.

1- На уровне 3-4 шейных позвонков расположено ядро грудобрюшного нерва. Это центр диафрагмальных мышц.

2- На уровне 5 шейного, 1 грудного позвонков расположены центры мускулатуры плечевого пояса грудных конечностей.

3- на уровне грудных позвонков – центры мускулатуры грудной клетки, спины, живота, симпатический отдел ВНС.

4- В области поясничного отдела – заложены центры задних конечностей, вазомоторные и центры потоотделения.

5- В крестцовом отделе спинного мозга расположены центры дефекации, мочеиспускания и половых органов.

 Проводящие пути спинного мозга (проводниковая функция).

Восходящие пути: 1. Пучки Голля и Бурдаха несут импульсы тактильной и проприоцептивной чувствительности до продолговатого и среднего мозга;

"9 - Особенности конструирования и работы" - тут тоже много полезного для Вас.

2.  Пучок Флексига и Говерса – находятся в передней наружной части боковых столбов, несёт информацию от рецепторов мышц, сухожилий, суставов, болевых, тактильных и температурных рецепторов до продолговатого мозга и мозжечка.

3.  Спиноталамический пучок – состоит из нервных волокон, которые в спинном мозге делают перекрёст и заканчиваются  в зрительных буграх промежуточного мозга. По этому пучку передаются импульсы от рецепторов болевой, температурной и тактильной чувствительности.

 Нисходящие пути спинного мозга:

1. Пирамидные пути (тракты) идут от пирамидных локомоторных клеток коры больших полушарий головного мозга к периферийным мышцам. Эти проводящие пути на уровне продолговатого мозга и вентральных рогов спинного мозга перекрещиваются. Поэтому каждое полушарие головного мозга иннервирует противоположную часть тела.

2. Пучок Монакова идёт от красного ядра среднего мозга, мозжечка и несёт информацию к органам движения.

3. Вестибуло-спинальный пучок идёт от вестибулярных ядер и ядра Дейтерса продолговатого мозга, ядер мозжечка и принимает участие в регуляции мышечного тонуса. При нарушении целостности этого пучка наблюдается расстройство координации движения.