Лекція
Тема: БУДОВА, ФУНКЦІЇ ТА РОЗВИТОК ВІДДІЛІВ ЦЕНТРАЛЬНОЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ.
Ключові слова: нервові центри, гальмування, координація.
Література
1. Антипчук Ю.П. Анатомия и физиология ребенка. – К. Вища школа.
2. Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни. – К. Професіонал, 2004.
3. Самусев Р. П., Семин Ю.М. Анатомия человека. – М. Медицина, 1999.
План:
1. Нервові центри, їх властивості.
2. Гальмування: види і значення.
3. Координація функцій організму.
1.Нервові центри, їх властивості
Центральну частину рефлекторної дуги утворює нервовий центр.
Нервовий центр - це сукупність нервових клітин, розташованих в різних відділах ЦНС, необхідна для здійснення рефлексу і достатня для його регуляції.
Кожний рефлекс має свою локалізацію в ЦНС, тобто ділянку, яка необхідна для його здійснення. Наприклад, центр сечовипускання розташований в крижовому відділі спинного мозку, центр колінного рефлексу -в поперековому.. При руйнуванні відповідної ділянки рефлекс відсутній. Проте з’ясовано, що для регуляції рефлексу, його точності недостатньо первинного, або головного центра, а необхідна участь і вищих відділів ЦНС, включаючи кору великих півкуль. Наприклад, якщо у тварини видалити кору великих півкуль, то дихання зберігається, оскільки первинний дихальний центр розташований в довгастому мозку. Проте під час роботи не буде точної відповідності вентиляції легень потребам організму, оскільки для тонкої регуляції діяльності дихального центра необхідним є не лише довгастий мозок, але і кора великих півкуль.
Основні властивості нервових центрів:
- однобічне проведення збудження - обумовлене наявністю в нервових центрах синапсів;
- затримка проведення збудження - пов’язана з наявністю великої кількості синапсів;
- сумація збуджень - виникає або при нанесенні слабких подразнень, що повторюються, або при одночасному нанесенні кількох підпорогових подразнень..Механізм цього явища пов’язаний з нагромадженням медіатора на постсинаптичній мембрані і підвищенням збудливості клітин нервового центру. Прикладом сумації збудження може бути рефлекс чхання;
- трансформація ритму збудження - здатність змінювати ритм імпульсів, що до них надходять. Нервові центри можуть на поодиноке подразнення відповісти серією імпульсів, а на подразнення невисокої частоти - більш частими імпульсами;
- рефлекторна післядія - рефлекторні акти закінчуються не одночасно з припиненням дії подразника, а через деякий час. Вона може бути короткочасною (1-3мс) і тривалою (кілька секунд);
- легка втомлюваність - при тривалому подразненні аферентних нервових волокон втома нервового центра проявляється поступовим зниженням, а потім і припиненням рефлекторного акту. Втома пов’язана з порушенням передачі збудження у синапсах. Зменшуються запаси медіатора у нервових закінченнях та чутливість до медіатора рецепторів постсинаптичної мембрани. Втома у нервових центрах дитини розвивається швидше, працездатність нервової системи менша. ніж у дорослих;
- пластичність - функціональна мінливість і пристосованість нервових центрів. При пошкодженні або виключенні окремих частин мозку виконання їхніх функцій забезпечують інші центри.
- дуже високий обмін речовин, тобто висока потреба в кисні і поживних речовинах, а також вибіркова чутливість до деяких фармакологічних речовин. Наприклад, при зупинці серця і дихання більш як на 5-6хв. гинуть клітини кори великих півкуль. Нікотин блокує проведення нервових імпульсів у збуджувальних синапсах, що призводить до зниження збудливості, зменшення рухової активності.
Вікові особливості властивостей нервових центрів. У перші дні життя збудливість нервової системи у новонароджених дітей знижена. Щоб викликати яку-небудь рефлекторну реакцію у новонароджених необхідно, щоб сила подразнення була у 20 разів більша, ніж для дорослих. У 12-денному віці збудливість нервових центрів стає більшою, ніж у дорослих. На ранніх стадіях розвитку нервові центри володіють більшою пластичністю і компенсаторною здатністю. Порушення у ранньому віці окремих центрів може бути компенсована за рахунок розвитку інших. Наприклад, зруйнування клітин центру мови у лівій півкулі великого мозку викликає формування центру мови у правій півкулі.
2.Гальмування: види і значення
У ЦНС поряд із збудженням спостерігається процес гальмування.
Гальмування - особливий нервовий процес, що проявляється в послабленні або повній відсутності відповідної реакції на подразнення.
Розрізняють дві форми гальмування:
- первинне - для його виникнення необхідна наявність спеціальних гальмівних структур (гальмівних нейронів і гальмівних синапсів). Гальмування в даному випадку виникає без попереднього збудження;
- вторинне - не потребує наявності гальмівних структур. Гальмування розвивається в результаті змін функціональної активності збудливих нейронів.
Досліджено, що при одночасному нанесенні подразнення на кілька рецепторів реакція-відповідь наступає на дію тих, які володіють найбільшою силою. Рефлекторні реакції на дію інших подразників не відбуваються.
Біологічне значення гальмування полягає в тому, що воно:
- дає можливість організму реагувати в кожний конкретний момент лише на ті подразники, які в даний момент мають для нього найбільше значення, а отже забезпечує пристосування організму до навколишнього середовища;
- запобігає перевтомі нервової системи;
- взаємодіючи із збудженням, дозволяє організму здійснювати координовані дії. Наприклад, під час ходьби збудження нейронів, які посилають імпульси до м’язів-згиначів, супроводжується гальмуванням нервових клітин, які проводять імпульси до м’язів-розгиначів того ж суглобу.
3.Координація функцій організму
У зв’язку з тим, що в любому рефлекторному акті приймають участь групи нейронів, які передають імпульси в різні відділи мозку, в рефлекторну реакцію включається весь організм. Наприклад, якщо ви несподівано вкололись голкою в палець, то ви відсмикнете руку. Це рефлекторна реакція. Але при цьому скоротяться не лише м’язи руки. Зміниться частота дихання, діяльність серцево-судинної системи. Ви словами відреагуєте на несподіваний укол. У реакцію-відповідь включився весь організм. Таким чином, рефлекторний акт - координована реакція всього організму.
Координація - взаємодія нейронів, а отже і нервових процесів у ЦНС, яка забезпечує її узгоджену діяльність, спрямовану на інтеграцію (об’єднання) функцій різних органів і систем організму.
Принципи координації:
1. Принцип конвергенції - концентрація збудження від різних нейронів на одному. Імпульси, що приходять в ЦНС по різним аферентним волокнам можуть сходитися (конвергувати) до одних і тих же вставних і ефекторних нейронів. Конвергенція нервових імпульсів пояснюється тим, що аферентних нейронів в 5разів більше, ніж еферентних.
2. Принцип іррадіації - розповсюдження збудження. Імпульси, що поступають в ЦНС при сильному і тривалому подразненні рецепторів, викликають збудження не лише даного рефлекторного центра, але і інших центрів. Процес іррадіації пов’язаний з наявністю в ЦНС багато чисельних галужень аксонів і дендритів, ланцюгів вставних нейронів, які об’єднують один з одним різні нервові центри.
Іррадіація добре виражена у дітей дошкільного і молодшого шкільного віку. Наприклад, діти при появі іграшки розмахують руками, голосно сміються, стрибають. Іррадіювати може і гальмування. Прикладом іррадіації гальмування може бути пригнічений стан учня, що отримав двійку. Гальмування, яке розвинулось в одній ділянці кори головного мозку, поширюється на інші центри і викликає втрату апетиту, апатію, небажання займатися будь-якими справами. Прикладом іррадіації гальмування може слугувати сонливість учня на уроці при монотонній, одноманітній розповіді вчителя.
3. Принцип індукції -наведення одного процесу іншим. У природних умовах, незважаючи на широкі можливості іррадіювати по ЦНС, збудження фактично поширюється в певних межах, що забезпечує можливість здійснення певних, координованих рефлекторних реакцій. Гальмування обмежує іррадіацію збудження. У результаті цього збудження концентрується в певних групах нейронів.
При збудженні одних нервових центрів діяльність інших, функціонально зв’язаних з ним, загальмовується(негативна індукція). Якщо в нервовому центрі виникає гальмування, то у функціонально зв’язаному - збудження (позитивна індукція). Індукція може бути одночасна - якщо один центр в корі великих півкуль сильно збуджений, то в ділянках, які його оточують розвивається гальмування і навпаки. Індукція може бути послідовною - збудження, яке розвинулось в одному центрі, змінюється гальмуванням, а гальмування - збудженням.
4. Принцип зворотного зв’язку. Між ЦНС і робочими органами здійснюються прямі і зворотні зв’язки, завдяки яким ми можемо не лише робити висновки про результативність дій, а й вносити правки в нашу діяльність, виправляти допущені помилки.
5. Принцип домінанти сформульований О.О. Ухтомським. Він полягає в тому, що в ЦНС завжди є домінанта - ділянка підвищеної збудливості нервових центрів. Вона характеризується властивостями: підвищеною збудливістю, стійкістю збудження, здатністю до сумування збудження (притягує до себе збудження з інших ділянок ЦНС), інерцією (більш або менш тривало зберігається). Домінантна ділянка збудження, яка виникла в одному центрі, викликає за індукцією гальмування в сусідніх центрах ЦНС, змінюючи і підпорядковуючи їх роботу. Наприклад, якщо голодному песику дати їжу і одночасно подразнювати лапу електричним струмом, то рефлекс відсмикування лапи не буде спостерігатися, а песик буде їсти з ще більшою інтенсивністю. Голодні діти не можуть сприймати навчальний матеріал на уроці. Намагання вчителя створити інші домінанти лише посилюють почуття голоду.
Домінанти можуть бути екзогенного і ендогенного походження. Екзогенна домінанта виникає під впливом факторів навколишнього середовища. Наприклад, коли дитина читає цікаву книгу, то сторонні шуми (музика по радіо) не заважають їй. Ендогенна домінанта виникає під впливом факторів внутрішнього середовища. Наприклад, при зменшенні концентрації поживних речовин в крові, відбувається збудження харчового центру, виникає харчова домінанта в ЦНС.
У процесі нервової діяльності одна домінанта змінює іншу. Наприклад, при повному сечовому міхурі виникає домінанта у відповідному центрі і відбувається рефлекторна реакція випорожнення сечового міхура. Якщо в цей момент будуть надходити імпульси від будь-яких рецепторів, то вони лише будуть підтримувати збудження даної домінанти. По закінченню реакції домінанта зникає і виникає нова, пов’язана з іншою, необхідною організму діяльністю. Виникнення в ЦНС сильнішої домінанти загальмовує раніше викликану домінанту за принципом негативної індукції. Чим молодша дитина, тим менш стійка домінанта і тим легше вона гальмується.
На думку О.О. Ухтомського, принцип домінанти є фізіологічною основою акту уваги і предметного мислення. Цікава і емоційна розповідь, таблиця, дослід сприяють створенню домінантних відношень під час процесу навчання, що відіграє важливу роль в процесі засвоєння знань.
