Рефлекторный принцип деятельности ЦНС. Координация функций.

Учебная цель: уяснить понятие рефлекса, его структурную основу, звенья рефлекторной дуги. Усвоить современные представления о системной организации функций организма. Изучить рефлекторный механизм поддержания и перераспределения мышечного тонуса, усвоить роль различных отделов ЦНС в регуляции двигательных функций.

Вопросы для самоподготовки:

1. Значение ЦНС в процессах управления и связей в живом организме.

2. Рефлекторная теория, ее развитие. Принципы рефлекторной теории.

  1. Понятие о рефлексе. Рефлекторная дуга. Рефлекторное кольцо. Обратная афферентация.
  2. Классификация рефлексов. Характеристика условных и безусловных рефлексов.
  3. Нервный центр. Свойства нервных центров.
  4. Центральное торможение. Первичное (постсинаптическое и пресинаптическое) и вторичное торможение рефлексов. Механизмы торможения.
  5. Принципы и механизмы координации рефлекторной деятельности.

Самостоятельная работа дома:

1. Рассмотрите рисунок рефлекторной дуги. Сделайте обозначения. Письменно охарактеризуйте отличия вегетативной и соматической рефлекторных дуг. Дайте понятие обратной афферентации.

 

1- рецептор

2-чувствительный нерв

3- центральная нервная система

4- двигательный нерв

5- мышца, железа

6- вставочный нейрон

7- синапс

Соматическая нервная система осуществляет связь организма с внешней средой, обеспечивая чувствительность посредством рецепторов..

Вегетативная нервная система влияет на процессы: обмен веществ, дыхание, выделение.

Афферентация обратная-процесс сигнализации о степени успешности первых рефлекторных ответов центральной нервной системы на раздражения среды. Термин а.о. введен советским физиологом П.К.Анохиным, им же развита теория обратной афферентации, она углубляет положения И.П.Павлова о высшей нервной деятельности.

3. Письменно в тетради для практических работ распределите в предлагаемой таблице характерные признаки безусловных и условных рефлексов:

Признаки Безусловные рефлексы Условные рефлексы
1. Передача по наследству наследуемые приобретаются
2. Центры образования рефлексов Осуществляются без участия коры больших полушарий. Осуществляются с участием коры больших по­лушарий
3. Видовая специфичность видовые индивидуальные
4. Сохраняемость рефлекса в течение времени постоянны непостоянны
5. Причины возникновения и сохранения рефлексов   Име­ют готовые рефлекторные дуги Фор­мируются у отдельного организма при определенных условиях.
6. Рефлекторные дуги Рефлекторные дуги образуют постоянные связи Постоянны Рефлекторные дуги образуют временные связи ненаследуемые

4. Рассмотрите рисунки 6 (а, б, в), где изображен синаптический контакт. На рисунке 6 а - по волокну идет один импульс. На рисунке 6 б - по волокну идут два импульса подпороговой силы. На рисунке 6 в - по волокну идут три импульса подпороговой силы. Перенесите рисунки в тетрадь для практических работ и письменно ответьте на вопросы:

  • В каком случае на мембране возникнут локальные ответы, а в каком случае возникнет потенциал действия (изобразите это на соответствующих графиках);
  • Опишите сущность последовательной суммации.

В ответ на одиночную афферентную волну, идущую от рецептора к нейронам, в пресинаптической части синапса освобождается небольшое количество медиатора. При этом в постсинаптической мембране нейрона возникает ВПСП подпороговой величины, недостаточной для вызова ответной реакции клетки.

Чтобы величина ВПСП достигла порога возникновения потенциала действия, требуется суммация на мембране клетки многих подпороговых ВПСП. Различают пространственную и временную суммацию.Пространственная суммация наблюдается в случае одновременного поступления нескольких импульсов к одному и тому же нейрону по разным пресинаптическим волокнам. Одномоментное возбуждение синапсов в различных участках мембраны нейрона повышает амплитуду суммарного ВПСП до пороговой величины, возникает ответный импульс нейрона и осуществляется рефлекторная реакция. Последовательная суммация происходит при активизации одного и того же афферентного пути серией последовательных раздражений. Если интервалы между поступающими импульсами достаточно коротки и ВПСП нейрона от предыдущего раздражения не успевают затухать, то последующие ВПСП накладываются на них так, что деполяризация мембраны в конце концов достигает критического уровня, в результате чего и возникает потенциал действия.

 

5. Рассмотрите рисунки 7 (а, б), где изображен синаптический контакт. На рисунке 7 а – подпороговый импульс идет по одному волокну. На рисунке 7 б – подпороговый импульс идет по трем волокнам. Перенесите рисунки в тетрадь для практических работ и письменно ответьте на вопросы:

1) В каком случае на мембране возникнут локальные ответы, а в каком случае возникнет потенциал действия (изобразите это на соответствующих графиках);

2) Опишите сущность пространственной суммации.

Пространственная суммация наблюдается в случае одновременного поступления нескольких импульсов к одному и тому же нейрону по разным пресинаптическим волокнам. Одномоментное возбуждение синапсов в различных участках мембраны нейрона повышает амплитуду суммарного ВПСП до пороговой величины, возникает ответный импульс нейрона и осуществляется рефлекторная реакция. Так, при синхронном раздражении трех афферентных волокон — от короткой малоберцовой мышцы, длинного разгибателя пальцев и длинной малоберцовой мышцы — в мотонейроне длинной малоберцовой мышцы регистрируется ВПСП, равный сумме отдельных ВПСП, получаемых при изолированном раздражении каждого волокна. Обычно требуется одновременная активация 50—100 афферентных волокон для получения ответа двигательной клетки спинного мозга.

 


 

6. Рассмотрите рисунок 8. Обозначьте конвергенцию и дивергенцию. Письменно ответьте на вопросы:

  • В чем сущность конвергенции;
  • В чем сущность дивергенции;
  • Физиологическое значение дивергенции и конвергенции.

Усиление раздражения или повышение возбудимости ЦНС сопровождается усилением иррадиации возбуждения в ней. Тормозные нейроны и синапсы препятствуют иррадиации возбуждения или ограничивают ее.

Конвергенция возбуждения

На каждом из нейронов ЦНС конвергирует (сходятся) различные афферентные волокна. Таких афферентных входов для большинства нейронов много десятков и даже тысяч. Так, на мотонейронах заканчиваются в среднем 6000 коллатералей аксонов, которые поступают от периферических рецепторов и различных структур мозга, образуя возбуждающие и тормозные синапсы. Это такое универсальное явление, можно говорить о принципе конвергенции в нейронах и их связях. Благодаря этому явлению в один и тот же нейрон одновременно поступают многочисленные и разнообразные потоки возбуждений.

Дивергенция (расхождение) возбуждения - способность одиночного нейрона устанавливать в многочисленных синаптических связях с различными нервными клетками. Например, афферентные волокна периферических рецепторов, входя в спинной мозг в составе задних корешков, дальше разветвляются на многочисленные коллатерали, которые идут к спинальным нейронам. Благодаря дивергенции одна и та же нервная клетка может принимать участие в организации различных реакций и контролировать большое количество нейронов. Одновременно каждый нейрон может обеспечивать широкое перераспределение импульсов, что ведет к иррадиации возбуждения. Конвергенция и дивергенция взаимно связаны. (первый рисунок –дивергенция, второй-конвергенция)

 

 

 


 

7. Рассмотрите рисунок 9, перенесите его в тетрадь. Опишите этот принцип координации и его физиологическое значение.

Взаимодействие нейронов и нервных процессов (возбуждения и торможения) в ЦНС, которая обеспечивает ее согласованную деятельность, носит название координации (согласования).
Благодаря координации возможно точное выполнение в данный момент различных сложных рефлекторных актов, к которым относятся двигательные, секреторные, сосудистые и другие компоненты. Координация происходит во всех отделах ЦНС, в любом нервном центре Взаимодействие нейронов и нервных процессов (возбуждения и торможения) в ЦНС, которая обеспечивает ее согласованную деятельность, носит название координации (согласования).
Благодаря координации возможно точное выполнение в данный момент различных сложных рефлекторных актов, к которым относятся двигательные, секреторные, сосудистые и другие компоненты. Координация происходит во всех отделах ЦНС, в любом нервном центре.

Принцип общего конечного пути. Ch. S. Sherrington (1906) ввел-понятие о мотонейрон как общий конечный путь двигательной системы, то есть путь, которым осуществляется переработка и интеграции всех многочисленных и разнородных возбуждений, одновременно поступающих к нему, в единое (аксонного) возбуждение, которое идет в эффектора (м мышцы). Структурной основой общего конечного пути является значительное превышение в большинстве нейронов ЦНС количества афферентных «входов» над эфферентным «выходом»-наличие своеобразной «воронки», расширенная часть которого символизирует число афферентных волокон, разветвления которых конвертируются в мо «тонейрони, а суженная часть - общий конечный путь, которым является аксон мотонейрона.

8. Рассмотрите рисунки 10, 11, 12. Определите, какие виды торможения в ЦНС изображены. Рисунки перенесите в тетрадь. Обозначьте на них направление проведения возбуждения и торможения, месторасположение тормозных нейронов. Письменно ответьте на вопросы:

1) Чем отличаются постсинаптические и пресинаптические виды торможения?

Постсинаптическое торможение связано с выделением в синапсах медиатора, который изменяет ионную проницаемость постсинаптической мембраны. Деполяризационное пресинаптическое торможение развивается в пресинаптических разветвлениях аксонов афферентных нейронов, к которым подходят окончания промежуточных нейронов, образующие на них аксональные синапсы. Эти нейроны обладают высокой электрической активностью. Посылая высокочастотные разряды, они создают на пресинаптических разветвлениях афферентных аксонов длительную деполяризацию (до нескольких сотен миллисекунд). В связи с этим здесь блокируется проведение импульсов, идущих к синапсам мотонейронов, вследствие чего уменьшается или полностью прекращается их активность.

Рис. 10. Торможение в ЦНС.

Рис. 11. Торможение в ЦНС.

Рис. 12. Торможение в ЦНС.