Координирующая функция центральной нервной системы

Приспособление организма к различным изменениям внешней среды возможно благодаря наличию в ЦНС координации функций. Под координацией функций понимают взаимодействие нейронов, а следовательно и нервных процессовв ЦНС, которое обеспечивает ее согласованную деятельность, направленную на интеграцию (объединение) функций различных органов и систем организма. Известен ряд механизмов, лежащих в основе координирующей деятельности нервной системы. Одни из них связаны с морфологическими особенностями ее строения (принцип общего конечного пути, принцип обратных связей), другие – с функциональными свойствами (иррадиация, индукция, доминанта).

Принцип общего конечного пути. Был открыт Ч.С. Шеррингтоном. Этот принцип исходит из анатомического соотношения между афферентными и эфферентными нейронами. Количество чувствительных нейронов, приносящих возбуждение в ЦНС в 5 раз больше, чем двигательных. Поэтому, к одному мотонейрону поступают импульсы от многих рецепторов, расположенных в различных частях тела. Этот процесс называется конвергенцией. Таким образом, самые разнообразные стимулы могут быть причиной одной и той же рефлекторной реакции, т.е. происходит борьба за “общий конечный путь”.

Принцип обратных связей. Воздействие работающего органа на состояние управляющего им центра называется обратной связью. Различают положительные и отрицательные обратные связи. Если импульсы, возникающие в результате какой-либо рефлекторной реакции, поступая в управляющий ею нервный центр, усиливают ее, - это положительная обратная связь. Если они угнетают эту реакцию, то это отрицательная обратная связь.

Иррадиация. Возбуждение, возникшее в одном из нервных центров, способно распространятся по ЦНС, возбуждая новые участки. Процесс распространения возбуждения называют иррадиацией. Она обусловлена наличием многочисленных связей между нейронами в ЦНС.

Индукция. Процессы возбуждения и торможения в ЦНС находятся в определенных отношениях, которые осуществляются по законам индукции. Возбуждение, возникшее в одном нервном центре, “наводит” торможение на другой, и наоборот.

Принципдоминанты. Был разработан А.А. Ухтомским. Господствующий очаг возбуждения, определяющий характер ответных реакций организма на внешние и внутренние раздражения, Ухтомский назвал доминантой. Доминантный очаг возбуждения характеризуется признаками: 1) повышенной возбудимостью; 2) стойкостью возбуждения; 3) повышенной способностью к суммации возбуждения; 4) инерцией, т.е. способностью длительно сохранять возбуждение после окончания действия раздражителя; 5) способностью вызывать сопряженное торможение.

|	следующая лекция ==>
СВОЙСТВА НЕРВНЫХ ЦЕНТРОВ	|	ТОРМОЖЕНИЕ В ЦНС

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Вся многообразная деятельность организма, все рефлекторные движения, меняющиеся и появляющиеся в разных сочетаниях, все тончайшие движения человека при трудовых процессах возможны только при наличии координирующей деятельности центральной нервной системы.

Рассматривая рефлекторную дугу, мы ознакомились со схемой двух- и трехнейронной дуги. Можно было бы думать, что в целом организме возбуждение передается на тот нейрон, с которым контактирует возбужденная нервная клетка, и таким образом как бы по цепи доходит до мышцы. В действительности любой рефлекторный ответ является весьма сложной реакцией центральной нервной системы. В каждый данный момент на организм падает множество разнообразных раздражений.

Рис. СХЕМА, ПОКАЗЫВАЮЩАЯ МЕХАНИЗМ КООРДИНАЦИИ ДВИЖЕНИЙ. ПК — правый коленный сустав; ЛК — левый коленный сустав. 1—рецепторный центростремительный нерв в коже; 2 — центростремительное нервное волокно; сп — межпозвоночный узел, где находится тело центростремительной нервной клетки; 3, 4, 5 и 6—центробежные нервные волокна, иннервирующие разгибатели и сгибатели коленного сустава; 7, 8, 9 и 10 — центры этих нервиых волокон в спинном мозгу. Знаком 4- обозначается состояние возбуждения нервного центра, а знаком — обозначается состояние торможения; 11 —проприорецептор; 12 — центростремительное волокно проприорецеп-тора; п — правая половина спинного мозга; л — левая половина спинного мозга.

Координирующая же деятельность центральной нервной системы заключается в том, что на эти раздражения организм отвечает таким рефлекторным актом, который обеспечивает в данный момент уравновешивание организма с условиями его существования. В этом ответном акте сочетается одновременная и следующая друг за другом деятельность отдельных органов или их систем как взаимосвязанных частей целого организма.

Такая координированная деятельность организма, как совершение двигательного акта, связана с тем, что на то или другое раздражение организм отвечает сокращением не всех и не каких-либо мышц, а строго определенной их группы. Эта двигательная реакция организма сопровождается изменением деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, изменением интенсивности обмена веществ. Все эти процессы создают наилучшие условия для совершения двигательного акта.

В осуществлении сложнокоординированного двигательного акта принимают участие не только подкорковые образования (спинной и продолговатый мозг, мозжечок и др.), но и кора головного мозга. Особенно большое значение имеет условно-рефлекторная деятельность коры головного мозга в координации двигательных актов, например при трудовых процессах или у спортсмена и т. д.

Это обстоятельство связано с тем, что подавляющее большинство форм движений у человека является условнорефлекторным, лишь небольшая группа движений унаследована, т. е. безусловнорефлекторна.

Как было отмечено, в ответ на раздражение рецепторов организм отвечает не вообще сокращением разнообразных мышц, а сокращением строго определенных мышц. Подобное явление может иметь место в том случае, если некоторые пункты коры головного мозга, связанные с определенными мышцами, тормозятся, а другие, связанные с ними мышцами, возбуждаются.

В центральной нервной системе постоянно взаимодействуют два взаимосвязанных процесса — возбуждение и торможение.

Возникновение возбуждения в одних пунктах вызывает появление тормозного процесса в других пунктах коры головного мозга точно так же, как появление торможения вызывает возникновение возбуждения в других пунктах коры.

В центральной нервной системе процессы возбуждения и торможения находятся в состоянии непрерывного динамического взаимодействия, благодаря чему рефлекторным путем осуществляются весьма сложные координированные акты.

Движение любого сустава становится возможным благодаря двум группам мышц, которые, перекидываясь через сустав, своим сокращением обеспечивают движения. Возьмем наиболее простой сустав, где возможно только сгибание и разгибание, осуществляющееся парой мышц. Одна из этих мышц, сокращаясь, вызывает сгибание, другая — разгибание.

Можно было бы представить, что при сгибании конечности сокращается мышца-сгибатель, которая одновременно тянет мышцу-разгибатель и растягивает ее. Однако исследования показали, что, если сухожилие разгибателя отделить от кости, разгибатель все равно расслабится. Этот опыт явился подтверждением предположения, что в областях центральной нервной системы, связанных с мышцами разного функционального значения (в данном случае сгибатели и разгибатели), возникает процесс как возбуждения, так и торможения. При сгибании конечности в центре сгибателей возникает возбуждение, но одновременно в центре разгибателей возникает торможение. Дальнейшие исследования показали, что не только между центрами мышц одной конечности, но и между центрами мышц двух противоположных конечностей существуют определенные взаимоотношения.

При ходьбе происходит сгибание то одной, то другой ноги; в то время как одно колено согнуто, другое выпрямлено. Допустим, что в данный момент левое колено согнуто, а правое выпрямлено. В соответствии с этим центр сгибателей левой ноги находится в состоянии возбуждения, а центр разгибателей заторможен. На противоположной же стороне имеются обратные взаимоотношения: центр разгибателей правой ноги возбужден, а центр сгибателей заторможен.

Только при такой взаимосочетанной (реципрокной) иннервации, открытой впервые Н. Е. Введенским, возможен акт ходьбы. Взаимоотношения, которые создаются при этом в соответствующих центрах конечностей, показаны на рис.

Описанная нами взаимосочетанная иннервация не является стойкой и постоянной. Под влиянием головного мозга эти отношения могут изменяться в зависимости от обстоятельств. Человек или животное в случае необходимости может сгибать обе конечности, совершать прыжки и т. д.

Эта способность головного мозга путем условнорефлекторной деятельности изменять имеющиеся соотношения и создавать новые комбинации в значительной мере определяет возможность человека овладеть сложными трудовыми движениями или движениями при плавании, акробатических упражнениях и пр.

Некоторые вопросы координации получили дальнейшее освещение в связи с открытием принципа доминанты, сделанным А. А. Ухтомским. Он назвал доминантой очаг возбуждения, который может господствовать в центральной нервной системе в данный момент. Такой господствующий очаг возбуждения имеет свойство привлекать к себе поступающие в другие центры волны возбуждения и за их счет усиливаться. В остальных же центрах в этот момент наступает торможение. Поэтому при наличии в центральной нервной системе доминирующего очага координационные отношения изменяются. Возбуждение, поступающее в центральную нервную систему, вызывает не ту ответную реакцию, которую оно вызывало всегда, а специфическую для доминанты. Так, например, раздражение отдельных точек двигательной зоны коры головного мозга при глотательных движениях животного вызывает не сокращение соответствующих мышц, а усиление глотательных движений.

По мере развития животного мира все больше возрастает значение коры головного мозга. Если у низших животных, например у лягушки, сложные движения могут быть осуществлены при сохранении у нее только спинного мозга, то у более высших животных в осуществлении координации двигательных актов решающее значение начинает приобретать головной мозг. У человека же движения регулируются корой головного мозга.

В координации движений у человека принимают участие и подкорковые отделы головного мозга — средний мозг, мозжечок и др.

Однако сложная координация движений у человека возможна только под регулирующим влиянием коры головного мозга. Необходимо отметить, что нарушение деятельности подкорковых образований, например мозжечка, также сопровождается определенным нарушением координации движений.

Для сложных координированных движений необходимо наличие согласованной деятельности всех отделов центральной нервной системы. Эта согласованная деятельность обеспечивается корой головного мозга.

Статья на тему Координирующая роль центральной нервной системы

Координационная деятельность ЦНС — это согласование деятельности различных отделов ЦНС с помощью упорядочения распространения возбуждения между ними. Специальных центров координационной деятельности ЦНС не существует. Она осуществляется благодаря взаимодействию процессов возбуждения и торможения. Если выключить один из этих процессов, деятельность организма нарушается. Если выключить процесс торможения в ЦНС, например, введением стрихнина в опыте на лягушке (блокатора постсинаптического торможения), деятельность организма нарушается в результате беспрепятственной иррадиации по ЦНС процессов возбуждения. В этом случае нарушается двигательная активность из-за расстройства элементарной координации в деятельности нейронов ЦНС, ответственных за поочередное возбуждение и торможение спинальных мотонейронов, контролирующих работу мышц. При блокаде же процессов возбуждения в ЦНС, например, с помощью эфира лягушка становится обездвиженной, ее мышцы теряют тонус, активность лягушки полностью нарушается.

Имеется ряд факторов, обеспечивающих взаимодействие центров между собой, центров и рабочих органов и формирующих приспособительную деятельность организма.

Фактор структурно-функциональной связи — это наличие связи между отделами ЦНС, между ЦНС и различными органами, обеспечивающей преимущественное распространение возбуждения между ними. Имеется несколько вариантов подобной связи.

Прямая связь — это управление другим центром (ядром) или рабочим органом с помощью посылки к ним эфферентных импульсов (команд). Например, нейроны дыхательного центра продолговатого мозга посылают импульсы к α-мотонейронам спинного мозга, от которых нервные импульсы поступают к дыхательным мышцам, пирамидные клетки коры большого мозга посылают импульсы к нейронам спинного мозга.

Обратная связь (обратная афферентация) — управление нервным центром или рабочим органом с помощью афферентных импульсов, поступающих от них. В данном случае центр имеет, естественно, и прямую связь с образованиями, функцию которых он контролирует, но обратная афферентация делает прямую связь более совершенной в функциональном отношении, (принцип обратной связи в регуляции функций организма). Если нарушить прямую связь центра с регулируемым центром или органом, то управление становится вообще невозможным. Если же нарушить только обратную связь, управление сильно страдает. Деафферентация конечности, например, ведет к нарушению управления ею. Если перерезать задние корешки спинного мозга, обеспечивающие чувствительную иннервацию одной из конечностей у собаки, то эта конечность может совершать движения в ритме дыхания и жевания. При нарушении обратной связи становится невозможной регуляция функций по отклонению (основной тип регуляции всех функций в организме). Денервация, например, аортальной и синокаротидной рефлексогенных зон (нарушение принципа обратной связи) ведет к развитию гипертонии — увеличению артериального давления.

Возвратная связь — вид функциональной связи, обеспечивающей торможение нейронов вслед за их возбуждением. Ярким примером этого вида связи является торможение мотонейронов (иннервирующих мышцы конечностей) с помощью возвратного постсинаптического торможения. При этом вслед за возбуждением мотонейронов, обеспечивающих сокращение мышцы-сгибателя или мышцы-разгибателя, развивается торможение нейронов этого же центра, с помощью тормозных клеток Реншоу. Это обеспечивает расслабление мышцы и возможность очередного ее сокращения, например, при шагательном рефлексе и других повторяющихся сокращениях и расслаблениях мышц.

Реципрокная (взаимная) связь — вид связи, обеспечивающей торможение центра-антагониста (рис. 42) при возбуждении центра-агониста.

Рис. 42. Рефлексы нижних конечностей: А – дуга сгибательного (защитного) рефлекса; Б – дуга перекрестного разгибательного рефлекса; В – коленные суставы с мышцами; Г – сегмент спинного мозга; → - раздражение кожи; ↑ - афферентный путь; ↓ - эфферентные пути от α-мотонейронов центров сгиабания (С) и разгибания (Р). Нейроны: светлые возбуждающие, черные - тормозные

Например, при вызове сгибательного рефлекса конечности импульсы от рефлексогенной зоны (кожа) поступают через вставочные нейроны к мотонейронам центра мышц-сгибателей, а также одновременно — к центру-антагонисту (мышц-разгибателей), но с включением на пути тормозного нейрона, который образует тормозной синапс на нейронах центра-разгибателя. Мышцы-разгибатели поэтому не сокращаются и не препятствуют сгибанию конечности, что осуществляется с помощью прямого постсинаптического торможения. Реципрокные взаимоотношения между центрами представлены довольно широко. Так, при возбуждении центра глотания тормозится центр жевания, возбуждение центра вдоха тормозит центр выдоха, рефлекс глотания тормозит вдох.

Принцип модульной (ансамблевой) структурно-функциональной организации ЦНС. Каждый модуль (нейронный ансамбль) представляет собой совокупность повторяющихся локальных нейронных сетей, обрабатывающих и передающих информацию с помощью внутренних и внешних связей. Модули могут включать несколько нейронов, десятки, тысячи нейронов, при этом совокупность клеток, образующих модуль, обеспечивает появление у модуля новых свойств, которыми не обладают отдельные нейроны. Деятельность каждой клетки в составе модуля становится функцией не только поступающих к ней сигналов, но и функцией процессов, обусловленных той или иной конструкцией модуля.

Фактор субординации также играет важную роль в координационной деятельности ЦНС — это подчинение нижележащих отделов ЦНС вышележащим. Например, ядро Дейтерса (продолговатый мозг), нейроны красного ядра (средний мозг) управляют активностью α- и γ-мотонейронов спинного мозга. В процессе эволюции наблюдается тенденция к увеличению роли вышележащих отделов головного мозга в обеспечении координированной деятельности нижележащих центров (цефализация), причем с преобладанием тормозных влияний. Восходящие влияния преимущественно возбуждающие, что обеспечивает поддержание постоянной активности нервных центров, посылающих импульсы к нижележащим отделам ЦНС.

Фактор силы процесса возбуждения также проявляется в согласовании деятельности нервных центров. При поступлении импульсов к одному и тому же центру от различных рефлексогенных зон (принцип общего конечного пути) центр реагирует на более сильное возбуждение. Например, слабое раздражение кожи туловища у собаки вызывает чесательный рефлекс нижней конечности — собака почесывает кожу. После прекращения действия слабого раздражителя и окончания чесательного рефлекса наносят более сильное раздражение на эту же конечность, вызывающее оборонительный рефлекс (сгибание конечности), — организм избавляется от раздражителя. После окончания оборонительного рефлекса наносят одновременно два раздражения. В этом случае возникает только оборонительный рефлекс, чесательный рефлекс оказывается заторможенным. Таким образом, в борьбе за общий конечный путь побеждает более сильное возбуждение — выполняется более важная команда в биологическом отношении, что является важным приспособительным результатом.

Одним из факторов координационной деятельности ЦНС является одностороннее проведение возбуждения в химических синапсах ЦНС, так как это обеспечивает упорядоченное распространение возбуждения. В случае двустороннего проведения в синапсах наблюдалась бы иррадиация возбуждения в различных направлениях.

Синаптическая потенциация участвует в процессах обеспечения координационной деятельности ЦНС при выработке навыков, поскольку Возбуждение распространяется в ЦНС быстрее и точнее по проторенным путям, возбудимость которых повышена. Недостаточно координированные движения в начале выработки навыка постепенно становятся более точными — координированными. Дополнительные, ненужные движения постепенно устраняются.

Доминанта также играет важную роль в координационной деятельности ЦНС, так как доминантное состояние двигательных центров обеспечивает автоматизированное выполнение двигательных актов, например, в процессе трудовой деятельности человека, при выполнении гимнастических элементов. При этом движения более точные, а также экономные в энергетическом и эмоциональном отношениях.

Интегративная роль нервной системы (от лат. integrum — цельный, объединение каких-либо частей) заключается в объединении органов и систем в единую функциональную систему — организм. Такое объединение становится возможным благодаря трем факторам: 1) участию ЦНС в управлении опорно-двигательным аппаратом с помощью соматической нервной системы; 2) регуляции функций всех тканей и внутренних органов с помощью ВНС и эндокринной системы; 3) наличию прямых и обратных (афферентных) связей ЦНС со всеми соматическими и вегетативными эффекторами.

Можно выделить четыре основных уровня ЦНС, каждый из которых вносит свой вклад в обеспечение интегративной деятельности ЦНС.

Первый уровень — нейрон. Взаимодействие возбуждающих и тормозящих входов, взаимодействие субсинаптических нейрохимических процессов в протоплазме в конечном итоге определяют, возникнет ли та или иная последовательность ПД на выходе нейрона или нет, т.е. будет ли дана команда другому нейрону, рабочему органу или нет, и возникнет ли соответствующая реакция. Таким образом, благодаря множеству возбуждающих и тормозящих синапсов на нейроне, он превратился в ходе эволюции в решающее устройство.

Второй уровень — нейрональный ансамбль (модуль), обладающий качественно новыми свойствами, отсутствующими у отдельных нейронов — один и тот же модуль может участвовать в деятельности различных центров и отделов ЦНС и обеспечивать возникновение более сложных реакций ЦНС.

Третий уровень — нервный центр. Нервные центры часто выступают как автономные командные устройства, реализующие управление тем или иным процессом на периферии в составе саморегулирующейся системы, — организм. Это достигается за счет множественных прямых, обратных, реципрокных связей в ЦНС, наличия прямых и обратных связей с периферическими органами.

Четвертый уровень — высший уровень интеграции, включающий все центры регуляции, объединяемые корой большого мозга в единую регулирующую систему, а отдельные органы и системы — в единую физиологическую систему — организм, подсистемы которого постоянно формируют функциональные системы. Это достигается взаимодействием главных систем ЦНС — лимбической формации, РФ, подкорковых образований и неокортекса как высшего отдела ЦНС, организующего поведенческие реакции и их вегетативное обеспечение в различных условиях жизнедеятельности организма.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные функции центральной нервной системы (ЦНС).

2. Назовите два основных принципа регуляции функций организма, сформулируйте их сущность.

3. Перечислите особенности нервной регуляции по сравнению с гуморальной.

4. Назовите виды влияний нервной системы на органы, поясните их сущность.

5. Сформулируйте понятие "рефлекс".

6. Что называют рефлекторной дугой?

7. Нарисуйте схему рефлекторной дуги соматического рефлекса и обозначьте пять ее звеньев.

8. Перечислите основные медиаторы центральной нервной системы.

9. Как называют потенциал, возникающий в постсинаптической мембране нейрона под влиянием возбуждающего медиатора?

10. Перечислите основные свойства возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП). Как изменяется возбудимость нейрона при возникновении ВПСП?

11. Какова роль ферментов, разрушающих медиатор, и ионов кальция в обеспечении функционирования синапсов?

12. Какова реакция нейрона на одиночный возбуждающий импульс и на серию импульсов?

13. Каково соотношение между числом поступающих к нейрону импульсов и генерируемых им импульсов?

14. Почему обычно возбуждение нейрона (потенциал действия) начинается с аксонного холмика? С чем это связано?

15. Почему при передаче возбуждения в химическом синапсе сигнал обратно не передается?

16. Перечислите особенности распространения возбуждения в центральной нервной системе.

17. Каковы причины иррадиации, конвергенции и циркуляции возбуждения в ЦНС?

18. Нарисуйте схему замкнутых нейронных цепей, объясняющую возможность циркуляции возбуждения в центральной нервной системе по Лоренто де-Но.

19. Как доказать одностороннее проведение возбуждения по рефлекторной дуге?

20. Что называют иррадиацией возбуждения в центральной нервной системе, как ее доказать?

21. Что называют нервным центром?

22. Перечислите основные свойства нервных центров.

23. Назовите виды суммации.

24. Чем объясняется трансформация ритма в нервных центрах?

25. Какой процесс в центральной нервной системе называют торможением?

26. Кем и когда были открыты процессы периферического и центрального торможения?

27. Что называют постсинаптическим торможением нейрона? С помощью каких нейронов возникает постсинаптическое торможение?

28.В каких отделах ЦНС встречается постсинаптическое торможение?

29. Как называют потенциал, возникающий в нейроне при постсинаптическом торможении, как изменяется мембранный потенциал нейрона при этом?

30. Перечислите свойства ТПСП.

31. Назовите разновидности постсинаптического торможения.

32. Какое торможение называется пресинаптическим?

33. Каково значение различных видов торможения в ЦНС?

34. Что понимают под координацией деятельности ЦНС?

35.Что понимают под интегративной деятельностью ЦНС?

Координационная деятельность (КД) ЦНС представляет собой согласованную работу нейронов ЦНС, основанную на взаимодействии нейронов между собой.

1)обеспечивает четкое выполнение определенных функций, рефлексов;

2) обеспечивает последовательное включение в работу различных нервных центров для обеспечения сложных форм деятельности;

3) обеспечивает согласованную работу различных нервных центров (при акте глотания в момент глотания задерживается дыхание, при возбуждении центра глотания тормозится центр дыхания).

Основные принципы КД ЦНС и их нейронные механизмы.

1. Принцип иррадиации (распространения). При возбуждении небольших групп нейронов возбуждение распространяется на значительное количество нейронов. Иррадиация объясняется:

1) наличием ветвистых окончаний аксонов и дендритов, за счет разветвлений импульсы распространяются на большое количество нейронов;

2) наличием вставочных нейронов в ЦНС, которые обеспечивают передачу импульсов от клетки к клетке. Иррадиация имеет границы, которая обеспечивается тормозным нейроном.

2. Принцип конвергенции. При возбуждении большого количества нейронов возбуждение может сходиться к одной группе нервных клеток.

3. Принцип реципрокности – согласованная работа нервных центров, особенно у противоположных рефлексов (сгибание, разгибание и т. д.).

4. Принцип доминанты. Доминанта – господствующий очаг возбуждения в ЦНС в данный момент. Это очаг стойкого, неколеблющегося, нераспространяющегося возбуждения. Он имеет определенные свойства: подавляет активность других нервных центров, имеет повышенную возбудимость, притягивает нервные импульсы из других очагов, суммирует нервные импульсы. Очаги доминанты бывают двух видов: экзогенного происхождения (вызванные факторами внешней среды) и эндогенными (вызванные факторами внутренней среды). Доминанта лежит в основе формирования условного рефлекса.

5. Принцип обратной связи. Обратная связь – поток импульсов в нервную систему, который информирует ЦНС о том, как осуществляется ответная реакция, достаточна она или нет. Различают два вида обратной связи:

1) положительная обратная связь, вызывающая усиление ответной реакции со стороны нервной системы. Лежит в основе порочного круга, который приводит к развитию заболеваний;

2) отрицательная обратная связь, снижающая активность нейронов ЦНС и ответную реакцию. Лежит в основе саморегуляции.

6. Принцип субординации. В ЦНС существует определенная подчиненность отделов друг другу, высшим отделом является кора головного мозга.

7. Принцип взаимодействия процессов возбуждения и торможения. ЦНС координирует процессы возбуждения и торможения:

оба процесса способны к конвергенции, процесс возбуждения и в меньшей степени торможения способны к иррадиации. Торможение и возбуждение связаны индукционными взаимоотношениями. Процесс возбуждения индуцирует торможение, и наоборот. Различаются два вида индукции:

1) последовательная. Процесс возбуждения и торможения сменяют друг друга по времени;

2) взаимная. Одновременно существует два процесса – возбуждения и торможения. Взаимная индукция осуществляется путем положительной и отрицательной взаимной индукции: если в группе нейронов возникает торможение, то вокруг него возникают очаги возбуждения (положительная взаимная индукция), и наоборот.

По определению И. П. Павлова, возбуждение и торможение – это две стороны одного и того же процесса. Координационная деятельность ЦНС обеспечивает четкое взаимодействие между отдельными нервными клетками и отдельными группами нервных клеток. Выделяют три уровня интеграции.

Первый уровень обеспечивается за счет того, что на теле одного нейрона могут сходиться импульсы от разных нейронов, в результате происходит или суммирование, или снижение возбуждения.

Второй уровень обеспечивает взаимодействиями между отдельными группами клеток.

Третий уровень обеспечивается клетками коры головного мозга, которые способствуют более совершенному уровню приспособления деятельности ЦНС к потребностям организма.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Принципы координации в ЦНС

Координация – это согласование и сопряжение нервных процессов, характерное для деятельности центральной нервной системы (ЦНС).

1. Принцип реципрокной (сопряженной, взаимоисключающей) иннервации.
2. Принцип общего конечного пути (принцип конвергенции, "воронка Ч. Шеррингтона").
3. Принцип доминанты.
4. Принцип временнОй связи.
5. Принцип саморегуляции (прямая и обратная связи).
6. Принцип иерархии (соподчинение).

1. Принцип реципрокной (сопряженной, взаимоисключающей) иннервации

Принцип реципропной иннервации мышц-антагонистов впервые был обнаружен в 1896 году выдающимся отечественным физиологом Н.Е. Введенским, учеником И.М. Сеченова.

Сокращение сгибателя вызывает понижение тонуса разгибателя на той же стороне, а с противоположной
стороны - наоборот: может вызывать повышение тонуса разгибателя.

На реципрокном принципе основан рефлекс шагания. Таким образом, ходьба - это условнорефлекторная, основанная на принципе реципрокной иннервации, циклическая двигательная деятельность ног.

Возбуждение сгибателя вызывает сопряженное торможение и расслабление разгибателя: происходит перекрестный разгибательный рефлекс.

2. Принцип общего конечного пути (принцип конвергенции)

Этот принцип был открыт и исследован выдающимся английским физиологом сэром Ч.С. Шеррингтоном (Charles Scott Sherrington) в 1896 году.

Он установил, что в нервных центрах количество афферентных (приносящих) клеток намного больше, чем количество эфферентных (выносящих) нейронов, несущих возбуждение к мышцам. Получается, что между нейронами идет борьба "за общий конечный путь", т.е. за то, чтобы передать своё возбуждение на эффентные нейроны. Этот принцип получил также образное наименование "воронки Шеррингтона".

3. Принцип доминанты

Доминанта (от лат. "господствовать") - это временно господствующий рефлекс, подчиняющий себе дуги прочих рефлексов. Доминанта существует в виде устойчивого очага возбуждения, подчиняющего себе другие возбуждённые очаги.

Доминанта может быть гуморальной, или её можно вызвать искусственно, если вызвать деполяризацию участка головного мозга с помощью химического или электрического воздействия.

Попытки лягушки снять себя с крючка.

Особенности доминантного очага (центра) :
- повышенная возбудимость,
- повышенная стойкость (устойчивость к тормозным воздействиям),
- тормозное воздействие на другие возбуждающиеся очаги,
- способность к суммации возбуждения с соседних участков,
- длительность существования данного возбуждённого очага,
- инерция, т.е. длительное удержание возбуждённого состояния после прекращения первоначального возбуждения и сопротивление тормозному воздействию.

Доминанта была открыта в 1924 году А.А. Ухтомским, крупным отечественным физиологом, учеником другого крупного физиологи - Н.Е. Введенского.
Суть этого явления заключается в том, что если существует доминантный очаг, имеющий возбуждение, то любое другое возбуждение будет усиливать реакцию именно этого доминантного очага. И рефлекторный ответ будет соответствовать именно доминантному очагу (доминантному нервному центру), а не раздражителю. Можно сказать, что доминанта нарушает протекание классических условных и безусловных рефлексов. Кроме того, доминантный очаг тормозит все другие центры и подавляет их возбуждение. Таким образом, доминанта как бы фильтрует возбуждение, приходящее из разных источников, т.к. тормозит все посторонние ненужные импульсы.
В 1960-е годы В.С. Русинов получил искусственную доминанту путем слабого электрического раздражения 6-го слоя коры больших полушарий головного мозга.
Иногда в основе доминанты лежит снижение лабильности (подвижности нервных процессов).
Формы доминанты
1. Чувствительная (сенсорная).
2. Двигательная.
По механизму:
1. Рефлекторная.
2. Гуморальная (голодовая, половая).
По уровню расположения:
1. Спинальная (спинной мозг).
2. Бульбарная (продолговатый мозг).
3. Мезэнцефальная (средний мозг).
4. Диэнцефальная (промежуточный мозг).
5. Кортикальная (корковая).

4. Принцип временной связи

Высшая форма временной связи - условный рефлекс.

5. Принцип саморегуляции (прямая и обратная связи)

Прямые и обратные связи - это пути влияния управляющего объекта на управляемый объект. Соответственно, влияние может быть прямым и обратным.

Обратные связи, в свою очередь, делятся на положительные (усиливающие) и отрицательные (ослабляющие).

6. Принцип иерархии (соподчинение)

Принцип иерархии очень прост - нижележащие структуры подчиняются вышележащим. Это означает, что вышележащие структуры умеют как подгонять, так и тормозить нижележащие структуры.

Существует также функциональная иерархия. Так, высшее место в иерархии безусловных рефлексов занимает оборонительный рефлекс, затем - пищевой рефлекс, потом половой. Но в ряще случаев лидерство может захватывать половой рефлекс, оттесняя на второй план пищевое поведение и даже инстинкт самосохранения.