Модуль это о нервная система

Определение и свойства нейронного модуля

Мышление есть имманентная способность всей материи находить спонтанно в пространстве и времени новые формы существования и жизни, что приводит к развитию и эволюции материи. Абсолютно свободным хаотичным мышлением наделены элементарные частицы, благодаря чему частицы произвольно рождаются, превращаются друг в друга.

Углеводородная материя на планете Земля смогла посредством мыслящей ДНК реализовать разнообразные формы устойчивой жизни. Чем больше в материи мышления, тем больше в ней и жизни.

Миллиарды лет ДНК в процессе размножения флоры и фауны воспроизводила жизнь, экспериментировала все новые и новые организмы. Для каждого организма ДНК материализовала уникальную информацию с операционной системой поведения.

Динозавры - вершина киборг-организмов, а значит и тупик эволюции. ДНК вложила в динозавров все, что могла передать через размножение. Перед ДНК предстала новая задача - корректировать жизнь и поведение отдельной особи в процессе её жизни. Пришлось создавать у фауны психику.

Психика - это реализация мыслительных свойств ДНК в индивидуальном развитии организма.

Психика, специфическая организация нейронов коры больших полушарий головного мозга позволила генам в постэмбриональном развитии учить млекопитающих не бояться динозавров и поедать их яйца. Не обошлось здесь и без падения метеорита, который способствовал млекопитающим окончательно завоевать планету.

Колонка Маунткасла

В 1957 г. американский исследователь В. Маунткасл анализировал ответы нейронов в соматосенсорной коре кошки на стимулы разных модальностей и обнаружил, что при погружении микроэлектрода перпендикулярно поверхности новой коры (неокортекса) все встречаемые им нейроны отвечали на раздражитель одной и той же модальности. Если электрод погружать под углом к поверхности неокортекса, то на его пути попадались нейроны с другой сенсорной модальностью.

На основании экспериментальных фактов В. Маунткасл сделал заключение, что соматосенсорная кора организована системой колонок диаметром в 500 мкм, ориентированных перпендикулярно поверхности неокортекса.

Назовем модулем колонку Маунткасла, в которой ДНК осуществляет свои мыслительные способности у человека и высших животных. Нейрон является функциональной единицей нервной системы, нейронный модуль же есть функциональная единица психики.

В модуле под действием гормона дофамина ДНК экспериментирует между нейронами всевозможные связи, создает новые связи с другими модулями и мышцами. У шизофреников мышление в модулях чересчур активно, слишком много хаоса, поэтому психиатры вынуждены у больных подавлять дофамин галоперидолом.

Человек значительную часть мозга может вовсе не применять в своей жизни, известны вполне нормальные люди, у которых вследствие болезней и травм отсутствует часть мозга. Ведь всего один единственный модуль диаметром в 500 мкм способен принять, сохранить любого объема информацию и организовать соответствующее поведение.

Орбиты модуля

Каждый модуль имеет орбиты, по которым циркулируют спайки нервных импульсов и сохраняют в оперативной памяти информацию, поддерживают рабочее состояние модуля. Модуль отправляет по орбите импульс - через определенный промежуток времени импульс с тем же нейромедиатором или иным возвращается к нему. Орбитальные импульсы позволяют модулю сохранять в неограниченном времени активность и действовать на всю нервную систему, на мышцы.

Орбиты модуля отличаются длиной, есть короткие и глубокие орбиты. От длины орбиты зависит частота модуля, что можно наблюдать в электроэнцефалограмме.

С самыми короткими орбитами модули имеют гамма-ритм с частотой от 30 Гц до 120—170 Гц, а по данным некоторых авторов — до 500 Гц. Академик Е. Н. Соколов гамма-ритм связывал с работой сознания. По всей видимости, высокочастотные орбиты сознания доходят до поясной извилины.

Орбиты альфа-ритма с частотой от 8 до 14 Гц поддерживают работу таламуса, но как только таламус принимает информацию - ритм сбивается. Орбиты бета-ритма с частотой от 14 до 30 Гц связаны с базальными ганглиями, с лимбической системой.

Отсутствие всякой электрической активности модулей - это кома или клиническая смерть. Даже в глубоком сне продолжают работать низкочастотные дельта-волны от 1 до 4 Гц. Во время сновидений или в гипнотическом состоянии работают тета-ритм с частотой от 4 до 8 Гц.

Объем информации модуля характеризуется его амплитудой, другими словами, это такая упорядоченная плотность нервных импульсов на орбите.

Высокочастотные модули не могут поддерживать высокую амплитуду - это уже патология, нервные клетки этого не выдержат. Высокочастотные модули имеют низкую амплитуду и распределяют информацию между собою. Низкочастотный модуль с глубокой орбитой и высокой амплитудой уже может вместить в себя большой объем информации.

Если у высокочастотного модуля повышается амплитуда и не находит ассоциативные модули, которые бы скорректировали его активность, то он создает очаг возбуждения и затормаживает все вокруг себя.

Для восстановления энергетических и ферментных ресурсов модулю необходимо периодически снижать свою активность, но при этом жизненно важно сохранять связь с объективным миром. И в этом случае два полушария мозга позволяют сохранять непрерывную активность психики.

У каждого модуля имеется симметричный модуль в противоположном полушарии мозга. Когда первый модуль работает на высокой частоте, второй симметричный модуль в противоположном полушарии мозга переводит импульсы на глубокие орбиты и снижает частоту.

Через глубокие орбиты низкочастотный модуль в лимбической системе восстанавливает запасы дофамина, необходимые ему для мыслительной деятельности.

Дофамин высокочастотному модулю лобной коры необходим для стимуляции базальных ганглиев. Без этой стимуляции базальные ганглии не запоминают программу мышечных реакций, развивается болезнь Паркинсона.

Лекция 12

Кратко о нейрофизиологии

Изучение нервной системы имеет биополитическое значение, так как она выступает как важнейший соматический фактор политического поведения. Влияние генетических факторов на поведение, о котором шла речь выше, не может быть исследовано без понимания нейрофизиологических механизмов поведения, на которые воздействуют генетические факторы. Нервная система – координатор деятельности всех органов и систем живого организма. Она воспринимает стимулы (раздражители) от внешней среды и от органов, тканей, клеток самого организма, перерабатывает и обобщает всю поступающую информацию и соответственно регулирует функционирование организма и его поведение.

Характерным (хотя и не единственным) компонентом нервной системы является нервная ткань – совокупность нервных клеток (нейронов). Нейроны – специализированные клетки, способные принимать сигналы от анализаторов (органов чувств) и других нейронов, перерабатывать их в нервные импульсы и проводить эти импульсы к нервным окончаниям, контактирующим с другими нейронами или клетками органов, принимающих те или иные команды от нервной системы. Перенос информации между нейронами или между нейроном и другой клеткой осуществляется при помощи синапсов -специальных тонких щелей между контактирующими клетками. Синапсами завершаются отростки нейронов - аксоны и дендриты. Импульс передается вдоль аксона или дендрита нейрона в электрической форме (мембранный потенциал). Как только импульс достигает окончания отростка нейрона, мембранный потенциал вызывает цепь событий, приводящих к выделению в синапс специфических веществ – нейротрансмиттеров (или нейромедиаторов).Они пересекают щель между контактирующими клетками и поглощаются соответствующими участками (рецепторами) на поверхности нейрона (иной клетки), расположенного по другую сторону синапса. В результате импульс передается на этот нейрон или по крайней мере на нем облегчается возникновение импульса (есть и такие нейротрансмиттеры, которые не облегчают, а тормозят проведение импульса на воспринявшей их клетке). Распространение импульсов по нейронам (возбуждение) и гашение импульсной передачи (торможение) – эти два противоположно направленных процесса лежат в основе сбалансированного, гармоничного функционирования нервной системы – предмета науки нейрофизиологии.

В ходе биологической эволюции нервная система претерпевает развитие от примитивных ее предшественников (донервных систем внутриорганизменного контроля) до сложно организованной структуры, которая выступает в роли материальной основы психики, социального поведения, политической деятельности человека. Хотя колонии микроорганизмов как биосоциальные системы, напоминающие многоклеточные организмы в ряде отношений, не имеют специализированной нервной системы, однако микробные клетки способны к интенсивной коммуникации, регулирующей поведение колонии в целом и ее клеток. В процессе межклеточной коммуникации используются вещества, выполняющие у высших животных функцию нейротрансмиттеров. В микробных колониях формируются межклеточные контакты, напоминающие синапсы, присутствуют необычайно длинные клетки, которые предположительно передают, подобно аксонам нервных клеток, информацию от одного участка клетки к другому.

Позвоночные животные представляют собой особую линию развития, и нервная система даже примитивных позвоночных (рыб) характеризуется рядом черт, которые сохраняются вплоть до человека. Подытожим в общей форме, в каких отношениях нейрофизиология интересна для биополитики:

Модульная организация нервной системы

Перейдем к центральной нервной системе, включающей спинной и головной мозг. Спинной мозг возникает в эволюции как самостоятельный модуль, управляющий функционированием организма и многими сторонами поведения, но по мере перехода от примитивных к более эволюционно продвинутым позвоночным животным все более приобретает статус структуры, иерархически подчиненной головному мозгу, проводящей идущие от него команды к различным участкам тела. Серое вещество спинного мозга самостоятельно отвечает только за некоторые простые рефлексы, например, коленный. Учащиеся старших классов до недавнего времени изучали работу спинного мозга на нежелательной с биоэтической точки зрения модели: обезглавленной лягушке, которая способна сгибать лапку, если эту лапку ущипнуть или опустить в кислоту.

Функциональной и структурной единицей коры мозга является модуль – вертикальная колонка диаметром около 300 мкм, проходящая через все слои коры. Модуль – это элементарная единица переработки информации. Всего в коре мозга человека их около 3 млн. При обучении человека могут образовываться временные, функциональные модули. В модуле различают три основных отдела: 1). Вход образо­ван таламокортикальными и кортико-кортикальными нерв­ными волокнами, несущими информацию из зрительных буг­ров или других отделов коры. Эти волокна лежат в центре колонки, их около ста. 2). Зона обработки информации – система связанных друг с другом пирамидных и звёздчатых нейронов. 3). Выход – аксоны пирамидных нейронов, по ко­торым нервные импульсы выходят из колонки.

Вегетативная нервная система

Если соматическая нервная система иннервирует только скелетную мускулатуру, то вегетативная – все органы, вклю­чая и кровеносные сосуды скелетных мышц. Соответственно она регулирует кровяное давление, микроциркуляцию, пищеварение, температуру тела, потоотделение, обмен ве­ществ. Вегетативную нервную систему ещё называют авто­номной, поскольку она, в отличие от соматической, не под­чиняется сознанию, ею нельзя управлять усилием воли.

По своей функции и строению вегетативная нервная система делится на симпатическую, парасимпатическую и метасимпатическую. Анатомически вегетативная нервная система состоит из двух отделов: центрального и перифе­рического. Центральный отдел представлен ядрами, лежа­щими в головном и спинном мозге, а периферический – нервными стволами, узлами (ганглиями), сплетениями и нервными окончаниями.

Центральный отдел симпатической нервной системы расположен в боковых рогах грудного и поясничного отде­лов спинного мозга, а парасимпатической – в боковых рогах крестцового отдела спинного мозга, а также в среднем и продолговатом отделах ствола головного мозга. Аксоны рас­положенных в центральном отделе нейронов образуют пре­ганглионарные нервные волокна. Они покрыты миелиновой оболочкой и заканчиваются синапсами на нейронах вегета­тивных нервных ганглиев. Последние лежат как вне органов (экстрамуральные), так и в стенке внутренних органов (ин­трамуральные).

Ганглии окружены соединительнотканной капсулой, от которой отходят прослойки рыхлой волокнистой соедини­тельной ткани, окружающей каждый нейрон узла.

Ганглии симпатической нервной системы лежат либо двумя цепочками вдоль спинного мозга – паравертебральные ганглии, либо в брюшной полости – чревный и брыжеечные ганглии. Медиатором в их нейронах является норадреналин. Кроме клеток трёх типов Догеля здесь обнаружены мелкие интенсивно флуоресцирующие клетки (МИФ-клетки). Пред­полагают, что они выполняют тормозную функцию.

Ганглии парасимпатической нервной системы лежат обычно на поверхности или внутри органов. Они также со­держат клетки трёх типов Догеля, медиатором которых явля­ется ацетилхолин. Кроме того, в них обнаружены ещё не­сколько типов нейронов, медиатором в которых являются АТФ и нейропептиды.

Каждый орган обычно иннервируется двумя системами: симпа­тической и парасимпатической, которые оказывают на него противо­положное воздействие. Например, симпатиче­ская нервная система ускоряет сердцебиение, суживает кро­веносные сосуды и повышает кровяное давление, а парасим­патическая нервная система замедляет сердцебиение, расши­ряет кровеносные сосуды и снижает кровяное давление.

Рефлекторная дуга вегетативной нервной системы. В отличие от соматической, эфферентная часть рефлекторной дуги вегетативной нервной системы всегда двухнейронная: первый нейрон лежит в ЦНС, а второй – в вегетативном ганглии. Аксоны центральных вегетативных нейронов обра­зуют преганглионарные волокна и заканчиваются синап­сами на эфферентных нейронах, находятся в вегетативных ганглиях. Нейроны последних образуют постганглионарные волокна, которые заканчиваются эфферентными нервными окончаниями на клетках рабочих органов. Афферентные (чувствительные) нейроны лежат в спинальных ганглиях либо в черепномозговых узлах.

Метасимпатическая нервная система. В её состав входят нейроны трёх типов Догеля, тела которых располо­жены в интрамуральных ганглиях. Нейроны 1-го типа – длинноаксонные, имеют короткие дендриты и длинный ак­сон, уходящий за пределы ганглия. Это эфферентные ней­роны, их аксоны образуют безмиелиновые постганглионар­ные нервные волокна, которые заканчиваются на рабочих клетках (гладкомышечных и секреторных). Клетки 2-го типа – равноотросчатые, афферентные. Их аксоны заканчи­ваются на нейронах 3-го типа. Клетки 3-го типа – ассоциа­тивные, они посылают свои отростки к другим аналогичным клеткам и клеткам I типа (рис. 9-8).

Рис. 9-8. Нервный ганглий межмы-шечного нервного сплете­ния кишеч-ника.

1. Сплетения нервных волокон. 2. Нервный узел (интрамураль­ный ганглий).

3. Нервные клетки I-го типа Догеля.

4. Нервные клетки II-го типа Догеля. 5. Клетки нейро-глии (оли­годендроглия). (По Я. Р. Мацюку).

Метасимпатическая нервная система регулируется как симпатической, так и парасимпатической нервной системой, но не относится к ним и обладает относительной независи­мостью. Она образует местные рефлекторные дуги, состоя­щие из афферентного и эфферентного нейронов. Они могут осуществлять нервную регуляцию даже изолированного ор­гана. Этим обеспечивается относительная автономность дея­тельности внутренних органов.

Термин "метасимпатическая нервная система" ввел А. Д. Ноздрачев. Это отдельная система взаимосвязанных нейронов, которая регулирует всю работу внутренних органов. Это чрезвычайно развитая нервная сеть, которая также подчинена принципу иерархии вегетативных ганглиев.

Метасимпатический отдел нервной системы — важная и неотъемлемая часть всей сети. Нервные сплетения метасимпатической сети залегают внутри полых органов, точнее в их мышечных стенках. Поэтому систему иногда называют внутриорганной.

Метасимпатическая вегетативная нервная система имеет свои особенности строения и может работать отдельно от сигналов мозга. Это стало понятно в ходе экспериментов, когда после перфузии сердце продолжало сокращаться; вырезанная часть мочеточника сохраняла динамическую активность. Но как иннервируется каждый модуль и как взаимосвязан с центральной нервной системой?

Метесимпатическая нервная система. Что это?

До недавнего времени выделяли только 2 части нервной системы — симпатическую и парасимпатическую. Первая, как известно, отвечает за мобилизацию организма, а вторая за расслабление и отдых. Но когда ученые заметили, что каждый орган имеет свой ритм движения и свои отдельно функционирующие микроганглии, то решили выделить еще одну систему — метасимпатическую.

Это вполне самостоятельное образование, которое имеет в распоряжении рефлекторные дуги. Своя ганглиозная сеть имеется в каждом полом органе: в почках, желудке, матке, кишечнике, и в предстательной железе у мужчин также есть свои нервные сплетения. Причем некоторые сети еще плохо изучены, поэтому можно лишь строить предположения о том, насколько сложно они организованы.

Вся вегетативная нервная система (симпатический, парасимпатический, метасимпатический отделы) предназначена контролировать гомеостаз, то есть постоянство внутренней среды. Если нет сбоев в вегетативной нервной системе, то прекрасно налажен обмен веществ, исправно работает лимфатическая система и кровеносная.

После повреждения спинномозгового центрального нервного канала все внутренние органы, такие как мочевой пузырь, кишечник, после пережитого шока постепенно восстанавливаются. Органы перестраиваются и снова начинают через 5–6 месяцев полноценно работать. Это происходит благодаря внедренной в их мышечные стенки еще одной нервной системе— метасимпатической.

Локализация

Основные ведущие ритм клетки внутриорганной системы расположены в подслизистых оболочках и межмышечных структурах. Высшие же вегетативные центры, контролирующие все рефлексы МНС, локализованы в промежуточном мозге. А именно в полосатом теле и гипоталамусе.

Значение МНС

В медицине изучение ганглиозных узлов внутренних органов имеет важное значение для изучения болезней, связанных с нарушением развития органа. Одним из таких отклонений является болезнь Гиршпрунга. МНС отвечает за питание клеток органа и кровообращения во внутренних мышечных слоях органов.

Еще одна важная деталь. Благодаря тому, что во внутриорганной системе присутствуют рефлекторные дуги, она имеет возможность работать без постоянного "руководства" ЦНС. Что такое рефлекторная дуга? Это цепь нейронов, которая позволяет быстро передать сигнал боли и получить немедленный ответ на раздражение рецепторов.

Особенности метасимпатической системы

Чем особенно выделяется МНС? Какие свойства отличают ее от симпатической и парасимпатической систем? Научные данные подтвердили предположения о том, что система:

1. Имеет собственное сенсорное звено и афферентный путь.
2. Иннервирует исключительно мускулатуру внутренних органов.
3. Получает сигналы от симпатической и парасимпатической системы через входящие синапсы.
4. С эфферентным звеном соматического рефлекса прямой связи не имеет.
5. Те внутренние органы, в которых нарушается метасимпатическая нервная система (МНС), теряют свою координированную двигательную функцию.
6. Сеть имеет свои нейромедиаторы.

Как можно заметить, вся нервная система подчинена иерархии. "Старшие" отделы регулируют работу подчиненных связей. Внутриорганная сеть является "низшей", однако не самой простой.

Вегетативные ганглии

Ганглии — это нервные узлы. Вегетативные ганглии помогают эффективно распространять электрические сигналы. К одному ганглию подходит одно или несколько преганглионарных нервных волокон, которые передают сигналы от "вышестоящей" системы. А отходят от ганглия постганглионарные нейроны, передающие возбуждение или торможение дальше по сети. Эта универсальная система позволяет полностью контролировать все процессы в организме.

В ганглиях возбуждающей нервной сети пресинаптическое волокно регулирует до 30 нервных клеток, подключенных к ганглию. А в парасимпатической - только 3 или 4 нейрона.

Вегетативные узлы находятся во всех тканях и органах, а также в железах внутренней и внешней секреции. Нейроны сети МНС чрезвычайно разнообразны, но каждый состоит из аксона, ядра и дендрита.

Дендрит — от латинского — древообразный. Из названия ясно, что эта часть нейрона передает сигналы по сильно разветвленной сети маленьких волокон. В энтеральной системе, например, у каждого нейрона очень много дендритов.

Некоторые волокна имеют миелиновую оболочку, которая улучшает проводимость и ускоряет сигнал.

Виды МНС

Существует несколько систем. Они разделяются в зависимости от местонахождения микроганглиев:

• кардиометасимпатическая система;
• везикулометасимпатическая;
• энтерометасимпатическая;
• уретрометасимпатическая;
• ганглиозная система матки.

Известно, что парасимпатическая и симпатические системы взаимодействуют с системой органных ганглиев и корректируют их работу, когда это необходимо. А также многие органы имеют пересекающиеся рефлексы. Например, рефлекс Гольца.

Метасимпатическая нервная система. Физиология

Из каких нейронов состоит эта нервная система? Каково строение метасимпатической нервной системы? Рассмотрим подробнее систему нейронов. В структуре нервных волокон каждого полого органа присутствует руководитель ритма, который контролирует двигательную активность (вибрацию), есть вставочные, тонические и эффекторные нейроны. И конечно, есть свои сенсорные кетки.

Ключевой единицей всего модуля является клетка-осциллятор, или водитель ритма. Эта клетка передает свои сигналы (потенциалы действия) к мотонейрону. Аксон каждого мотонейрона контактирует с мышечными клетками.

Функция клетки-осциллятора очень значима. Клетки защищены от стороннего воздействия, например от влияния ганглиоблокаторов или нейромедиаторов.

Благодаря работе сети нейронов контролируется работа мышц, всасывающего полезные вещества аппарата и механизм кровенаполнения органа.

Медиаторы МНС

Нейромедиаторы — это вещества, которые помогают передавать импульсы от одного нейрона к другому. Медиаторы метасимпатической нервной системы следующие:

• гистамин;
• серотонин;
• аденозинтрифосфорная кислота;
• ацетилхолин;
• соматостанин;
• катехоламины.

Всего в лабораторных условиях обнаружено около 20 медиаторов и модуляторов в нейронной сети. Такой медиатор, как ацетилхолин, относящийся к группе катехоламинов, является медиатором симпатической системы, то есть помогает передавать сигнал возбуждения. Избыток в организме катехоламинов приводит к перевозбуждению ЦНС. Часто начинается сердечная недостаточность из-за постоянных стрессов и выбросов норадреналина. Поэтому в организме крайне необходима восстанавливающая парасимпатическая система.

Такие медиаторы, как гипофизарный пептид и АТФ предназначены для передачи импульса расслабления и восстановления. Центры парасимпатики находятся в вегетативных ядрах черепно-мозговых нервов.

Кардиометасимпатическая система

Метасимпатическая вегетативная нервная система, как упомянуто, состоит из нескольких отделов. Ганглиозная система сердца уже довольно хорошо изучена, поэтому можно рассмотреть, как она работает.

Защита сердца происходит благодаря циклам рефлексов, имеющим "базу" в интрамуральных ганглиях.

Благодаря работам Косицкого Г. И. мы знаем об одном весьма интересном рефлексе. Растяжение правого предсердия всегда отражается на работе правого желудочка. Он работает усиленнее. Это же происходит и в левой части сердца.

При растяжении аорты рефлекторно уменьшается сократимость обоих желудочков. Эти эффекты происходят благодаря метасимпатической нервной системе. Рефлекс Гольца проявляется, когда при ударе в область живота сердце может на некоторое время прекратить сокращения. Реакция связана с активацией брюшного нерва, с афферентной его частью.

Частота сокращений сердца сокращается и при других воздействиях. Рефлекс Ашнера - Даньини — это реакция сердца при надавливании на глаза. Остановка сердца также случается, когда раздражается блуждающий нерв. Но при последующем раздражении нерва этот эффект проходит.

Сердечные рефлексы призваны поддерживать кровенаполнение артерий на едином постоянном уровне. Автономность нервной интракардиальной системы доказывает способность сердца приживаться после трансплантации. Хотя все кардиальные основные нервы перерезаны, орган продолжает сокращения.

Энтерометасимпатическая система

Энтеральная нервная система - уникальный механизм, где тысячи нейронов полностью скоординированы друг с другом. Этот механизм, созданный природой, по праву считается вторым мозгом человека. Поскольку даже при повреждении блуждающего нерва, который связан с головным мозгом, система продолжает выполнять все свои функции, а именно: переваривание пищи и всасывание полезных веществ.

Но оказывается, что пищевой тракт не только отвечает за переваривание пищи, но, по последним данным, и за эмоциональный фон человека. Установлено, что в кишечнике вырабатывается 50 % дофамина, гормона радости, и около 80 % серотонина. А это даже больше, чем вырабатывается в головном мозге. Поэтому кишечник можно смело называть эмоциональным мозгом.

В энтеральной вегетативной метасимпатической системе выделяют несколько видов нейронов:

• первичные афферентные сенсорные;
• восходящие и нисходящие интернейроны;
• мотонейроны.

Мотонейроны, в свою очередь, делятся на двигающие мышцы, возбуждающие и тормозящие.

Перистальтический рефлекс кишечника и МНС

Тонкий и толстый кишечник также имеет автономный метасимпатический отдел вегетативной нервной системы. Известно, что на каждой ворсинке толстого кишечника находится по 65 сенсорных нейронов; на каждом миллиметре ткани расположено 2500 разных нервных клеток.

Сенсорные нейроны объединены с мотонейронами через различные интернейроны в энтеральной системе. Достаточно активироваться одному нейрону, чтобы далее по цепи запустилось поочередное напряжение и расслабление мышц кишечника. Это и называется перистальтический рефлекс, который продвигает пищу по кишечнику. Вегетативная система кишечника также абсолютно не зависит от ЦНС, что жизненно необходимо, если в случае инсульта, например, часть головного мозга перестает функционировать.

Перейдем к центральной нервной системе, включающей спинной и головной мозг. Спинной мозг возникает в эволюции как самостоятельный модуль, управляющий функционированием организма и многими сторонами поведения, но по мере перехода от примитивных к более эволюционно продвинутым позвоночным животным (птицам, млекопитающим) все более приобретает статус структуры, иерархически подчиненной головному мозгу, проводящей идущие от него команды к различным участкам тела. Серое вещество спинного мозга самостоятельно отвечает только за некоторые простые (сегментарные) рефлексы, например, коленный (удар молоточком по сухожилию голени вызывает разгибание коленного сустава). Учащиеся старших классов средней школы до недавнего времени (может быть, ва некоторых школах и по сей день?) изучали работу спинного мозга на нежелательной с биоэтической точки зрения (о биоэтике см. ниже – 7.4.) модели: обезглавленной лягушке, которая способна сгибать лапку, если эту лапку ущипнуть или опустить в кислоту.

6.5.1. Головной мозг и принципы его функционирования. Головной мозг представляет собой передний отдел центральной нервной системы позвоночных, расположенный в полости черепа; главный регулятор всех жизненных функций организма и материальный субстрат его высшей нервной деятельности. Общий план строения головного мозга. всех позвоночных совпадает: имеется (1) задний мозг, регулирующий витальные (жизненно важные) процессы — дыхание, кровообращение и др., а также координирующий простейшие формы двигательного поведения; (2) средний мозг, первоначально содержащий зрительные центры; (3) передний мозг, чья эволюционно первичная функция — обоняние. Задний и средний мозг объединяют понятием мозговой ствол.

· Параллельная работа различных отделов мозга и, в частности, параллельная обработка информации многими мозговыми структурами. Так, зрительная информация анализируется и в среднем мозгу, и в таламусе, и в коре больших полушарий, причем разные зрительные характеристики (формы, движения, яркость и др.) анализируются разными структурами в мозге. В порядке сравнения отметим, что и в человеческом социуме всякий новый важный стимул, скажем, угроза войны или экологический кризис (всякий вызов истории, как писал в своих работах английский историограф А. Тойнби), также разлагается на отдельные составляющие, которыми занимаются специалисты. Например, в случае военной угрозы армия готовится к отражению удара (разные рода войск – по-разному), пищевая промышленность проводит мероприятия по снабжению армии продовольствием, а также по созданию запасов для мирного населения, работники траспорта меняют график перевозок в соответствии с потребностями и др.

·
Принцип модульной организации. Мозг, как и вся нервная система, представляется совокупностью блоков, выполняющих определенные комплексы функций. К числу самых крупных модулей относятся: рептилиальный мозг, лимбическая система, неокортекс(рис. 13). Эти модули примерно соответствуют этапам эволюции головного мозга по линии пресмыкающиеся (рептилии) ® млекопитающие ® приматы. В целом мозг приматов (и человека), включающий все три указанных модуля в наиболее развитой форме, обозначается как триединый мозг (The Triune Brain). Классификация мозга на три модуля напоминает концепцию Зигмунда Фрейда о трех элементах психики человека – ид (эволюционно древние мотивы поведения), суперэго (стихийные эмоции, чувство вины, страха и др.) и эго (рациональная оценка ситуации, рациональный контроль за поведением). Подчеркнем еще раз, что функциональные модули мозга не совпадают с его анатомическими отделами, данными выше — это разные классификации частей головного мозга.

· Через весь ствол мозга проходит ретикулярная формация --важный активатор работы вышележащих отделов мозга, функционирующий во взаимодействии с другими активирующими мозг структурами лимбической системы и неокортекса – пример параллельной работы нескольких мозговых модулей, о чем уже шла речь выше. Ретикулярная формация представляет своего рода информационный фильтр, который отбирает из поступающей в мозг из внешнего мира и изнутри организма информации ту информацию, которая требует внимания вышележащих отделов мозга (включая отделы, ведающие сознанием). Возвращаясь к сопоставлению мозга с государством, мы можем сравнить ретикулярную формацию со службой пограничного контроля. Благодаря ретикулярной формации мать не просыпается от сильного шума, но вскакивает по первому слабому крику ребенка.

· Если ретикулярная формация акивирует, пробуждает мозг, то находящиеся в стволе мозга – а именно в его части под названием варолиев мост – ядра шва, наоборот, оказывают снотворное действия на мозг. Выделяемый аксонами нейронов ядер шва нейротрансмиттер серотонин синхронизирует активность нейронов других отделов мозга, что и приводит к засыпанию. Строго говоря, серотониновая система ядер шва отвечает за медленноволновой сон (названный так по характерной электроэнцефалограмме (ЭЭГ)) – это те стадии сна, которые проходят без сновидений. Принцип параллельной работы различных модулей мозга проявляется и в этом случае – за медленноволновый сон отвечают и структуры лимбической системы и неокортекса.

У млекопитающих и тем более человека социальное поведение управляется не только рептилиальным модулем, но и более эволюционно молодыми модулями головного мозга. Они берут под свой контроль рептилиальный модуль, творчески усложняют выполняемый им поведенческий репертуар и добавляют к нему качественно новые элементы.

Все эти эволюционные приобретения млекопитающих обусловлены активностью лимбической системы головного мозга. Хомяки, например, перестают играть и заботиться о потомстве, если их лишить лимбического модуля в эксперименте. Лимбическая система, правда, параллельно участвует и в некоторых из функций, ранее зависевших только от рептилиального мозга — это питание, самооборона, а также формы социального поведения (у высших млекопитающих будет и третий параллельный путь, пролегающий через еще более продвинутый неокортекс мозга).

Центры гипоталамуса контролируются другими отделами лимбической системы, в особенности, миндалиной. Она участвует, например, в агонистическом поведении. Если гипоталамус отвечает за физиологическую и поведенческую картину агрессии, то миндалина выступает как триггер (запускающий механизм) подобного поведения. Удаление миндалины превращает диких злобных животных в ручных. У видов с агонистическим доминированием в биосоциальных системах (5.14.2) хирургическое удаление миндалины меняет социальный ранг индивидов, как это произошло в эксперименте с макаками-резусами. После удаления миндалины у вожака стаи Дейва, он потерял агрессивность, стал покорным и пугливым и приобрел низший ранг в иерархии доминирования.. Его место занял самец по кличке Зик, который до операции был вторым (Данилова, Крылова, 1997). Главная функция миндалины усматривается в анализе поступающей из разных отделов мозга информации и выборе стратегии поведения.

Имеется тесная функциональная связь между лимбической и обонятельной системоймозга, обслуживающей эволюционно-древний канал коммцуникации на языке химических соединений. Это обусловливает эмоциональное восприятие многих запахов и запоминание запахов, связанных с эмоционально окрашенными событиями (например, запах духов возникает в памяти вместе с их носительницей). Входящий в состав лимбической системы гиппокампнеобходим для кратковременной памяти (запоминающей информацию в типичном случае всего на несколько минут — как мы запоминаем номер телефона) и для переноса наиболее важной информации из кратковременной памяти в долговременую (где она может храниться многие годы).

6.5.4. Неокортекс (новая кора больших полушарий)достигает значительного развития лишь у приматов, в особенности, у человека, у которого она отвечает за владение языком, абстрактное (логическое) и образное мышление. Новая кора — поверхностное серое вещество (сложенное из 6 слоев нейронов) полушарий переднего мозга (кроме древней зоны коры, связанной с обонятельной системой и относимой к лимбической системе). Неокортекс представляет сложный ландшафт с большим количеством извилин и борозд, увеличивающих общую поверхность неокортекса. Крупные борозды делят неокортекс на доли, каждая из которых имеет особые функции по восприятию информации от органов чувств или управлению движениями мышц тела: (1) лобная долявключает зону, отвечающую за произвольные (сознательно контролируемые) движения ног, рук, языка и др.; (2) теменная доля отвечает за информацию от поверхности тела (прикосновение, боль); (3) височная долявоспринимает слуховую информацию и (4) затылочная долясодержит центры зрения. Но за все перечисленные функции отвечает у человека только примерно 5% площади поверхности неокортекса — это так называемая первичная кора.Вся остальная кора является вторичной,или ассоциативной, и она отвечает не непосредственно за восприятие информации, а за ееобобщение. Так, расположенная в затылочной доле ассоциативная кора создает из зрительной информации целостные образы реальности (например, человеческое лицо). Некоторые доли коры собирают и интегрируют информацию от нескольких ассоциативных зон (третичная кора). С этим обобщением и интеграцией информации связаны высшие психические функции, например, речь (центры речи в лобной и височной долях левого полушария).

Повреждение разных отделов лобной коры — а она по ряду причин оказывается наиболее чувствительной к столь частым в наш век травмам (даже микротравмам), инсультам, инфекциям, опухолевым процессам — может не оказывать существенного влияния на интеллект человека, но резко меняет его поведение, так что пациент не может вести ту жизнь, которую он вел до этого. В частности, повреждение нижней (базальной) лобной коры вызывает некритическое отношение к своему поведению, немотивированное благодушное настроение (морию), неопрятность, дурашливость и неуместный смех при утрате настоящего чувства юмора, повышенную бесцельную активность. Сложные формы человеческой деятельности в этом случае подменяются более простыми формами, вплоть до выполнения инертных стереотипов, потерявших связь с ситуацией, а также механического копирования движения других.

Лобные доли функционируют как часть всего неокортексного модуля, поэтому многие их функции фактически вовлекают в той или иной мере другие участки коры, мозга в целом. Так, в эмоциональном восприятии речи наряду с лобными участвуют и височные доли.

6.5.5. Асимметрия мозга. Два полушария человеческого мозга очень похожи друг на друга, мозг представляется симметричным. Но функции их коры не совпадают. Это известно из наблюдений над больными с односторонним поражением мозга и над индивидами, у которых была пересечена перемычка между полушариями (мозолистое тело), так что их полушария не связаны между собой. У большинства людей левое полушарие содержит центры речи, оно также доминирует в логическом мышлении, решении математических задач. Музыкальные способности, художественная одаренность и многие другие виды таланта, разные виды образного мышления и интуиции, способность узнавать человеческие лица, пространственная ориентация зависят от правого полушария. С левым полушарием в большинстве случаев связано сознательное Я, правое же соответствует тому, что называется подсознанием.

Аксоны нейронов в зрительном нерве движутся в мозгу по сложной траектории, и в результате левая сторона поля зрения каждого глаза воспринимается правым полушарием, правая сторона - левым. Американский психолог Р. Сперри работал с пациентами, мозг которых был хирургически рассечен по мозолистому телу (для прекращения эпилептических припадков). Если он проектировал изображение голого женского тела на левую сторону поля зрения, то пациент краснел и улыбался, но утверждал, что ничего не видел, ибо информация поступала лишь в правое, невербальное, полушарие. Свое состояние пациент объяснял другими причинами, например, стеснением, вызванным недостаточно проглаженными брюками или запачканными ботинками. Сознание пациента в этом случае работало как журналист, который придумывает объяснение фактов, истинное значение коих ему недоступно. Та же фигура, спроецированная на правую сторону поля зрения (которая воспринимается левым полушарием), с готовностью описывалась пациентом.

Нарушение функций одного из полушарий ведет к изменению общего настроения человека, причем выход из строя левого полушария ведет к подавленному, депрессивному состоянию, а правого, напротив, к улучшению настроения вплоть до эйфории.

Некоторая асимметрия полушарий имеется не только у человека, но и у многих млекопитающих; между полушариями найдены различия в нейротрансмиттерах: в левом полушарии больше катехоламинов, а в правом — серотонина. Асимметрия мозга оказалась не всегда строгой. Так, функция речи у женщин (в меньшей степени у мужчин) может частично осуществляться и правым полушарием. Асимметрия мозга оказалась более выраженной у правшей, менее — у левшей, у которых достаточно распространены все мыслимые варианты расположения центров речи — слева (как и у правшей), справа или в обоих полушариях одновременно .

Дата публикования: 2014-11-03 ; Прочитано: 723 | Нарушение авторского права страницы